Что такое синхронизаторы в коробке передач: Синхронизатор коробки передач – устройство, работа

Синхронизатор коробки передач – устройство, работа

Все современные механические коробки передач, а также роботизированные коробки передач являются синхронизированными. В таких коробках для того, чтобы включить передачу, производится выравнивание частоты вращения вала и шестерни. Синхронизацию обеспечивает одноименное устройство – синхронизатор. Помимо плавного переключения передач синхронизатор снижает износ механического соединения, шум при переключении и, тем самым, увеличивает срок службы коробки передач.

Синхронизаторами оборудуются все передачи коробки передач легкового автомобиля, в том числе передача заднего хода. Принцип действия синхронизатора основан на использовании сил трения при выравнивании скоростей. Чем выше разница в частотах вращения вала и шестерни, тем больше должна быть величина силы трения для их синхронизации. Выполнение данного условия достигается путем увеличения площади поверхности соприкосновения – установкой дополнительных фрикционных колец.

Устройство синхронизатора

Синхронизатор состоит из ступицы с сухарями, муфты включения, блокирующего кольца и шестерни с фрикционным конусом. В конструкции коробки передач один синхронизатор обслуживает две передачи (шестерни).

Конструктивной основой синхронизатора является ступица. Она имеет внутренние и наружные шлицы. С помощью внутренних шлицев ступица соединяется с вторичным валом коробки передач и имеет возможность осевого перемещения по нему в разные стороны. Наружные шлицы соединяют ступицу с муфтой включения.

По окружности ступицы под углом 120° выполнены три паза, в которые установлены подпружиненные сухари. В синхронизаторе сухари нажимают на блокирующее кольцо при включении передачи и способствуют блокировке муфты на этапе синхронизации.

Муфта включения (другое название – муфта синхронизатора) обеспечивает жесткое соединение вала и шестерни. Муфта насажена на ступицу и имеет внутренние шлицы. На шлицах выполнена кольцевая проточка, в которой размещаются выступы сухарей. Снаружи муфта синхронизатора соединяется с вилкой коробки передач.

Блокирующее кольцо обеспечивает синхронизацию и препятствует замыканию муфты до момента выравнивания скоростей вала и шестерни. С внутренней стороны блокирующее кольцо имеет коническую поверхность, которая взаимодействует с фрикционным конусом шестерни. Снаружи блокирующее кольцо имеет шлицы, с помощью которых производится блокировка муфты включения.

На торцевой поверхности блокирующего кольца со стороны ступицы выполнено три паза, в которые входят сухари ступицы. Пазы препятствуют прокручиванию кольца при соприкосновении с фрикционным конусом (в них упираются сухари). Размер пазов в 1,5 раза превышает размер сухарей. В некоторых конструкциях синхронизаторов, наоборот, на блокирующем кольце выполнены выступы, а пазы — в ступице.

Для увеличения поверхности соприкосновения, снижения усилия при переключении передач применяются многоконусные синхронизаторы: двухконусный, трехконусный. Например, в трехконусном синхронизаторе помимо блокирующего (наружного) кольца устанавливается еще внутреннее и промежуточное кольца. Для предотвращения проворачивания на кольцах выполнены выступы, которые фиксируются в пазах шестерни и блокирующего кольца.

Таким образом, в трехконусном синхронизаторе созданы три поверхности трения: между конусом шестерни и внутренним кольцом, между внутренним и промежуточным кольцом, между промежуточным и блокирующим кольцом. В зависимости от конструкции в одной коробке передач могут устанавливаться синхронизаторы с различным числом конусов.

Работа синхронизатора

В нейтральном положении рычага коробки передач муфты синхронизаторов находятся в среднем положении, шестерни на ведомом валу вращаются свободно, поток мощности не передается.

При включении передачи вилка перемещает муфту синхронизатора из среднего положения в направлении шестерни. Вместе с муфтой сдвигаются сухари, которые воздействуют на блокирующее кольцо. Кольцо прижимается к конусу шестерни. На поверхности возникает сила трения, которая поворачивает кольцо до упора сухарей в пазах кольца (кольцо стопорится от проворачивания). В этом положении блокирующее кольцо препятствует дальнейшему продвижению муфты синхронизатора по оси вала, так как торцы шлицев блокирующего кольца располагаются напротив торцов шлицев муфты.

Далее под действием сил трения происходит синхронизация скоростей шестерни и ведомого вала. Когда скорости выравнены, под нажимом шлицев муфты блокирующее кольцо поворачивается в противоположную сторону, блокировка муфты снимается, шлицы муфты свободно проходят для зацепления с венцом шестерни. Происходит жесткое соединение вторичного вала коробки передач и шестерни.

Несмотря на множество операций, весь процесс синхронизации и включения передачи занимает доли секунды.

 

 

Ошибка

• Автомобиль — модели, марки
• Устройство автомобиля
• Ремонт и обслуживание
• Тюнинг

• Аксессуары и оборудование
• Компоненты
• Безопасность
• Физика процесса

• Новичкам в помощь
• Приглашение
• Официоз (компании)
• Пригородные маршруты

• Персоны
• Наши люди
• ТЮВ
• Эмблемы

•  
• А
• Б
• В
• Г
• Д
• Е
• Ё
• Ж
• З
• И
• Й
• К
• Л
• М
• Н
• О
• П
• Р
• С
• Т
• У
• Ф
• Х
• Ц
• Ч
• Ш
• Щ
• Ъ
• Ы
• Ь
• Э
• Ю
• Я

Навигация

• Заглавная страница
• Сообщество
• Текущие события
• Свежие правки
• Случайная статья
• Справка

Личные инструменты

• Представиться системе

Инструменты

• Спецстраницы

Пространства имён

• Служебная страница

Просмотры

Перейти к: навигация, поиск

Запрашиваемое название страницы неправильно, пусто, либо неправильно указано межъязыковое или интервики название. Возможно, в названии используются недопустимые символы.

Возврат к странице Заглавная страница.

Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.

Общие сведения о синхронизации — дайджест передачи

• Автор : Майк Вайнберг, ответственный редактор

---

Одной из наименее понятных и чаще всего ошибочно диагностируемых жалоб/проблем с ручным переключением передач и раздаточных коробок является синхронизация.

В механической коробке передач или трансмиссии ряд валов и зубчатых колес движутся с разной скоростью из-за количества передаточных чисел в коробке передач. Чтобы переключать передачи без столкновений, трансмиссия имеет ряд узлов синхронизаторов, которые включают нужную передачу по указанию водителя.

Шестерни скорости находятся в постоянном зацеплении с противоположными шестернями, которые определяют передаточное число для каждой скорости, которую может выбрать водитель. Скоростные шестерни свободно вращаются на валах, на которых они установлены, а узлы синхронизаторов соединены шлицами с валами, на которых они установлены. Поскольку синхронизация означает, что несколько вещей происходят одновременно, конструкция сделана таким образом, чтобы выбранная ступенчатая шестерня двигалась с той же скоростью, что и узел вала и синхронизатора. Когда скорости валов равны, можно зацепить скользящую муфту узла синхронизатора с выбранной шестерней без скрежета или столкновения. Этот процесс должен работать как при переключении на повышенную, так и на пониженную передачу и координировать различные скорости вала с точным временем при различных открытиях дроссельной заслонки.

Многие условия влияют на работу синхронизаторов и могут вызвать проблемы с переключением передач. Многие из этих условий являются внешними по отношению к передаче. Чтобы правильно диагностировать и ремонтировать механическую коробку передач, технический специалист должен понимать как теорию работы, так и то, как детали взаимодействуют друг с другом, чтобы произвести качественный конечный продукт с плавным переключением передач для клиента.

Понимание теории:

Хотя существует множество различных конструкций синхронизаторов, все они работают одинаково. Узел синхронизатора состоит из ступицы с внутренними шлицами, которые соединяют его с валом, на котором он вращается. Ступица имеет набор внешних шлицов, которые сопрягаются со шлицами внутри скользящей втулки, которая может перемещаться вперед и назад по ступице. На обоих концах скользящей втулки находятся соответствующие наборы зацепляющих зубьев, которые входят в зацепление с шестерней. Каждая скользящая втулка может сочетаться с двумя передачами: 1-й и 2-й, 3-й и 4-й, 5-й и 6-й передачами, а также одной для передачи заднего хода во многих трансмиссиях последних моделей.

Узел синхронизатора также имеет прорези в ступице для шпонок (распорок, собачек, нажимных элементов и т. д.), которые перемещаются в том же направлении, что и скользящая втулка. Эти шпонки входят в прорези, выточенные в синхронизаторе или блокирующем кольце, которое двигается по обработанному конусу, являющемуся частью скоростной шестерни. За конусом скоростной шестерни находится набор механически обработанных зацепляющих зубьев, которые сопрягаются с зацепляющими зубьями на обоих концах ползуна. Кольцо синхронизатора также имеет набор зацепляющих зубьев, которые совпадают с зубьями на скользящей втулке и ступенчатой ​​шестерне.

Механизм синхронизированного переключения относительно прост. Водитель выбирает передачу с помощью рычага переключения передач, который, в свою очередь, перемещает вилку переключения, соединенную со скользящей втулкой синхронизатора. По мере того, как втулка движется к ступенчатой ​​шестерне, шпонки перемещают кольцо синхронизатора в контакт с конусом ступенчатой ​​шестерни. Кольцо синхронизатора представляет собой мокрую муфту, которая обеспечивает трение о конус ступенчатой ​​шестерни для замедления или ускорения ступенчатой ​​шестерни в соответствии со скоростью вала, на котором вращается узел синхронизатора.

В этот момент кольцо синхронизатора не позволит скользящей муфте войти в зацепление с зубьями шестерни скорости до тех пор, пока скорость вала и скорость шестерни не совпадут (синхронизируются). Когда скорость вала сравняется со скоростью шестерни, трение на блокирующем или синхронизирующем кольце ослабевает, а внешние зубья кольца выстраиваются на одной линии со скользящей втулкой и позволяют ей перемещаться до полного зацепления с зубьями шестерни, завершая переключение. тихо. Очевидно, что если какой-либо из этих компонентов изношен или поврежден, этот процесс синхронизации не будет работать, и произойдет стирание шестерен.

В рамках обсуждения теории настало время понять взаимосвязь передаточного числа и скорости вала с процессом переключения передач. Используя для этого примера переключение с 1-й на 2-ю и чтобы упростить расчеты, предположим, что передаточное число 1-й передачи равно 2-1, а передаточное число 2-й передачи равно 1,5-1. Водитель разгоняется до 4000 об/мин и начинает смену. В этот момент главный вал вращается со скоростью 2000 об/мин (4000 разделить на 2 = 2000), а ведущие колеса приводят главный вал в движение. В этот момент шестерня 2-й передачи вращается со скоростью 2667 об/мин (4000, деленное на 1,5). Скорость диска сцепления должна упасть до 3000 об/мин, чтобы 2-я передача достигла той же скорости, что и главный вал и блок синхронизатора (3000, деленное на 1,5). 1,5 = 2000). В этот момент сдвиг может быть завершен без коллизий.

Здесь вы можете начать осознавать внешние условия, которые могут создавать проблемы с переключением, когда плохое выключение сцепления или водитель, спешащий на переключении, может повлиять на результат, изменив время переключения. Неправильно отрегулированное или поврежденное сцепление, которое не будет должным образом отключать поток мощности от двигателя к первичному валу трансмиссии, быстро ухудшит фрикционную способность колец синхронизатора и вскоре приведет к необратимому повреждению синхронизаторов и зубчатой ​​передачи.

Конструкция с кольцом синхронизатора:

Кольцо синхронизатора или блокирующее кольцо работает как фрикционное устройство почти так же, как тормоза и сцепления. Эти компоненты посредством трения и давления превращают движение (кинетическую энергию) в тепло и замедляют или ускоряют движущийся вал.

Старые конструкции колец синхронизатора изготавливаются из латуни или бронзы и имеют острую резьбу, проходящую по внутреннему диаметру кольца, с рядом канавок, проходящих перпендикулярно резьбе. Острая резьба предназначена для разрезания масляной пленки на конусе скоростной шестерни, а прорези помогают выпускать смазку за счет центробежной силы, гарантируя, что кольцо может захватить ступенчатую шестерню, а не скользить по масляной пленке.

В более поздних конструкциях используются накладки из бумаги (аналогично автоматическим сцеплениям), углеродного волокна и различных металлических сплавов. Все эти материалы обеспечивают лучшую удерживающую способность, чем латунь или бронза. Важным примечанием здесь является то, что все эти конструкции предназначены для работы с определенной трансмиссионной смазкой. Трансмиссионное масло с вязкостью 90, использовавшееся в прошлом, почти исчезло, и его никогда не следует использовать с кольцевыми накладками более поздней конструкции.

Во-первых, футеровки более поздних конструкций пористые и впитывают смазку, а когда они впитывают 90-веса они никогда полностью не очистятся от высоковязкой жидкости. Само собой разумеется, что чем гуще жидкость, тем выше сопротивление зубчатой ​​передачи, проходящей через нее. Жидкости с высокой вязкостью создают проблемы при холодном переключении и добавляют паразитное сопротивление компонентам, снижая расход топлива.

Еще одним внешним источником проблем с переключением передач является использование неподходящего смазочного материала. Высокое содержание соединений серы в трансмиссионных маслах воздействует на накладки колец, а вязкость препятствует истощению колец жидкости, вызывая столкновение шестерен. Большинство трансмиссий последних моделей предназначены для работы на ATF или специально разработанных моторных маслах 5W-30 со специальными пакетами присадок, чтобы обеспечить надлежащий коэффициент трения для плавной работы синхронизатора. Удивительно, как много мастерских, стремящихся получить работу прямо за дверью, кладут в трансмиссию любую смазку, не обращая внимания на последствия переключения. Правильная смазка так же важна, как и любой подшипник, уплотнение или шестерня, которые вы будете устанавливать. Неподходящая смазка может вынудить вас разобрать только что восстановленную трансмиссию и заменить только что установленные новые кольца синхронизатора.

Проблема конструкции с кольцами синхронизатора:

Для латунных или бронзовых колец более старой конструкции в руководствах по обслуживанию приводилась спецификация для измерения резерва кольца синхронизатора, который измерялся путем размещения кольца на конусе шестерни и использования щуп для измерения дорожного просвета кольца от зубьев синхронизатора на ступенчатой ​​шестерне. Проблема в том, что не было возможности измерить целостность конуса на редукторе. Конус сужается, и в обычном магазине невозможно измерить его, даже если он имеет надлежащие характеристики от печати.

Правильный и простой способ измерить качество конусности на скоростной шестерне – это воронение макета механика или хороший перманентный войлочный маркер. Очистите и обезжирьте все конусы на шестернях скорости и покройте конусы макетной краской или войлочным маркером. Затем наденьте на конус новое кольцо и с усилием закрутите его. Снимите кольцо и посмотрите на узор, который он оставил на конусе. Это должна быть постоянная отметка вокруг конуса от верха до низа кольца. Если есть пропуски или просто тонкая полоса вокруг конуса шестерни вверху или внизу, шестерню скорости необходимо заменить. Это то, что необходимо сделать в процессе демонтажа и восстановления, прежде чем указывать цену. Все, на что вы не назначите цену, станет вашей проблемой после того, как клиент согласится на «окончательную» цену.

Новые конструкции колец имеют двух- и трехконусные кольца синхронизатора. Наличие фрикционных поверхностей как внутри, так и снаружи кольца удваивает или утраивает площадь поверхности, доступной для работы кольца, без увеличения диаметров шестерен и синхронизаторов. Этот тип установки распространен сегодня, и измерить резерв синхронизатора щупом практически невозможно. Единственный способ убедиться, что у вас есть полное рабочее покрытие конусов, — это использовать метод красителя или фломастера. Многие накладки из спеченного сплава на кольцах последних моделей имеют агрессивный коэффициент трения и будут изнашивать конусы скоростей.

Диагностика и отделение проблем с кольцами синхронизатора от других причин:

Здесь начинается наибольшая путаница при диагностике проблем с переключением передач. Кольца синхронизатора могут вызвать скрежет и столкновение шестерен. Они также могут вызвать «блокировку» переключения, когда переключение не может быть завершено и буквально блокируется от дальнейшего движения рычага переключения передач. Кольцо никогда не вызовет рывков при переключении передач и во многих случаях не будет причиной заеданий и заеданий при переключении передач. Для быстрого устранения внешних причин проблем с переключением передач необходимо произвести ряд проверок компонентов карданной передачи. Заправлено ли в агрегат правильное масло? Смазка в хорошем состоянии или сгорела до неузнаваемости? Правильно ли отрегулировано сцепление для полного выключения, и правильно ли работают гидравлика или выжимной рычаг?

Быстрая и простая проверка настройки сцепления заключается в том, чтобы поднять автомобиль домкратом, чтобы поднять ведущие колеса с пола, или поставить автомобиль на подъемник, чтобы все четыре колеса не касались земли. Теперь запустите двигатель и пройдите все передачи при свободном вращении ведущих колес. Если трансмиссия теперь переключается лучше с небольшим или нулевым столкновением передач, проблема связана с выжимом сцепления. Это, однако, не означает, что клиент не причинил внутреннему повреждению агрегата, управляя автомобилем с неисправным выпуском в течение неизвестного времени. Также важно отметить, что плохое выключение сцепления не всегда проявляется на всех передачах. Многие проблемы с 3-4 переключением связаны со сцеплением, но технический специалист ошибочно полагает, что плохое сцепление проявляется на всех передачах.

Еще одним признаком проблем со сцеплением являются срезанные шпонки синхронизатора, обычно на синхронизаторе 3-4 передачи. Шпонки разлетелись на куски, потому что муфта не отсоединила первичный вал от двигателя. Это может быть вызвано тем, что сцепление не отпускается должным образом, или водителем, который либо торопится с переключением передач, либо «переключает под нагрузкой» без сцепления, либо не отпускает газ при переключении передач.

Переключение передачи определяется как переключение рычага переключения передач на желаемую передачу, а затем немедленное выключение передачи при включении сцепления или при изменении положения дроссельной заслонки во время движения. Кольцо синхронизатора НИКАКОГО отношения к выскакиванию шестерни не имеет. Причинами являются избыточный осевой люфт в блоке, позволяющий валам смещать ползунок с шестерни, изношенные или поврежденные вилки переключения или рычажный механизм, изношенный или поврежденный задний конус на шестерне или скользящей втулке, изношенные или поврежденные опоры силового агрегата, погнутые или несбалансированные карданные валы, или неправильно отрегулированные переключатели или тросы.

Зазубренные, скрежещущие переключения или заблокированные переключения являются результатом изношенных колец синхронизатора, поврежденных зацепляющих зубьев на ползунке или редукторе, избыточного осевого люфта на шестерне или валу, изношенных или неправильно отрегулированных рычагов или вилок переключения, плохого выключения сцепления, водитель переключает передачи на слишком высоких оборотах двигателя для компонентов трансмиссии, пытается ускорить переключение передач или не использует сцепление.

Понимание компонентов и их отношения к синхронизированным переключениям должно помочь вам принимать более быстрые и точные диагностические решения. Внимание к деталям во время демонтажа и восстановления поможет сократить возвраты и сделать работу более прибыльной. Использование подходящей смазки для агрегата обеспечит удовлетворение вашего клиента и, как мы надеемся, повторный заказ. Рекомендации из уст в уста — лучшая реклама.

Синхронизатор коробки передач

« Вернуться к Глоссарию Индекс

МКПП (механические коробки) и МКПП (АМТ, роботизированные коробки) синхронизированы КПП. Поставил, для достижения максимально плавного и «мягкого» переключения передач выравнивают скорость вала и соответствующей шестерни в коробке передач.

Принцип работы синхронизатора коробки передач

Начнем с того, что синхронизаторы часто устанавливаются на всех передачах современных легковых автомобилей. Задняя передача также синхронизирована.

Исключением можно считать только бюджетные автомобили, у которых первая передача может быть без синхронизатора, а также некоторые грузовые автомобили, старые модели автомобилей и т.д.

Сам синхронизатор коробки передач работает за счет силы трения в момент уравнивания скоростей, в зависимости от разности частот вращения вала и шестерни изменяется сила трения для синхронизации.
Другими словами, эффективная синхронизация достигается за счет увеличения площади контактной поверхности. Для решения проблемы в конструкцию редуктора интегрированы специальные фрикционные кольца.

Устройство синхронизатора предполагает наличие следующих элементов:

• ступица и «сухари».
• обжимные муфты
• стопорные кольца
• шестерни, имеющие фрикционный конус

Как правило, один синхронизатор в коробке передач синхронизирует 2 передачи; работает с двумя передачами. Основой синхронизатора является ступица, имеющая шлицы (внутренние и внешние).

С помощью внутренних шлицов реализовано соединение с вторичным валом коробки, а также имеется возможность осевого перемещения по валу. Внешние шлицы отвечают за достижение соединения ступицы с зацепляющей муфтой.

Также по окружности ступицы выполнены канавки (три канавки). В эти пазы помещаются «сухари», которые дополнительно подпружинены. Указанные сухари синхронизатора нажимают на стопорное кольцо при включении передачи и блокируют сцепление при синхронизации.

Муфта синхронизатора (включающая муфта) позволяет добиться жесткого соединения шестерни с валом. Эта муфта закреплена на ступице и имеет внутренние шлицы, при этом шлицы получают кольцевую канавку. В этой канавке находятся выступы сухариков. Также к муфте синхронизатора крепится вилка коробки передач.
Стопорное кольцо (стопорное кольцо синхронизатора) отвечает за синхронизацию, препятствуя включению сцепления до момента выравнивания скорости вала и шестерни.

Такое кольцо имеет коническую поверхность внутри. Эта поверхность соприкасается с фрикционным конусом шестерни. На внешней стороне кольца также имеются шлицы, которые блокируют муфту сцепления.

Торцевая поверхность кольца (со стороны ступицы) имеет 3 канавки. В эти канавки входят сухари ступицы. Сами канавки не позволяют кольцу вращаться за счет контакта с фрикционным конусом, так как канавки фактически являются упором для сухариков.

Также некоторые коробки передач могут иметь синхронизаторы, когда выступы выполнены на стопорном кольце, а канавки выполнены в самой ступице. Для увеличения контактной поверхности используются синхронизаторы с несколькими конусами: 2 или 3 конуса (двухконусный и трехконусный синхронизаторы).
Например, 3-конусный синхронизатор, помимо наружного стопорного кольца, имеет также внутреннее кольцо и промежуточное кольцо. Чтобы эти кольца не проворачивались, на самих кольцах есть выступы. Такие выступы позволяют фиксировать кольцо в соответствующих пазах шестерни и стопорного кольца.

Получается, что у 3-конусного синхронизатора целых три поверхности трения. Первый — между конусом шестерни и внутренним кольцом, второй — между внутренним и промежуточным кольцом, а третий — между промежуточным и стопорным кольцом. Также добавим, что в КПП одновременно могут быть установлены как двухконусные, так и трехконусные синхронизаторы.

Принцип работы синхронизатора коробки передач

При нейтральном положении рычага переключения передач мощность от ДВС не передается на коробку передач. При этом муфты синхронизатора занимают среднее положение, а шестерни, закрепленные на ведомом валу, вращаются свободно.

Однако при включенной передаче вилка перемещает муфту синхронизатора, перемещая муфту из среднего положения в сторону передачи. Вместе с самим сцеплением смещаются и сухарики, воздействующие на стопорное кольцо.

Указанное стопорное кольцо прижимается к конусу шестерни, в результате чего возникает сила трения. Под действием этой силы кольцо поворачивается до тех пор, пока сухарики не остановятся в канавках кольца. Кольцо запирается. То есть дальше не крутится.
Также стопорное кольцо препятствует перемещению втулки синхронизатора вдоль оси вала. Это становится возможным благодаря тому, что концы шлицов стопорного кольца расположены как раз напротив концов шлицов самой муфты.

Затем под действием силы трения происходит синхронизация скоростей шестерни и ведомого вала. После выравнивания скоростей стопорное кольцо вращается от нажатия на шлицы муфты в обратном направлении.

Это означает, что муфта перестает блокироваться, и ее шлицы беспрепятственно входят в зацепление с зубчатым венцом. В результате обеспечивается жесткое соединение вторичного вала коробки передач и шестерни.

Как видите, синхронизация передач в КПП включает в себя несколько процессов, хотя на практике механизм работает достаточно быстро. В результате водитель получает возможность практически мгновенно включить нужную передачу.

При этом зацепление происходит плавно; нет необходимости выполнять двойное выжимание сцепления на МКПП, что значительно облегчает управление автомобилем с синхронизированной коробкой передач и увеличивает ресурс коробки передач.

No related posts.