виды, устройство и принцип работы
Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности. МКПП получила свое название от “ручного” (или механического) способа переключения передач. Трансмиссия относится к ступенчатым коробкам, в которых крутящий момент изменяется ступенями (передачами). Механическая КПП считается самой надежной, но и самой сложной в управлении, особенно для начинающего водителя.
Принцип работы механической коробки передач
Механическая коробка передачПринцип работы механической КПП следующий: крутящий момент от двигателя через сцепление передается на первичный вал коробки передач, далее преобразуется при помощи пар взаимодействующих между собой шестерен и затем передается на колеса. Каждая пара шестерен (ступень) имеет определенное передаточное число, которое преобразует скорость вращения и крутящий момент коленвала двигателя.
Причем если передача увеличивает крутящий момент, то скорость вращения уменьшается и наоборот. В первом случае передача будет называться понижающей, а во втором – повышающая.
Передаточное число определяется отношением количества зубьев у выходной и входной шестерен в паре. В свою очередь, количество зубьев напрямую зависит от размера самой шестерни: чем больше зубьев – тем больше диаметр шестерни. Например, у первой передачи самое большое передаточное число, и, следовательно, входная шестерня (на первичном валу) имеет минимальный размер, а выходная – максимальный. Переключение скоростей в механической КПП происходит только при нажатии на педаль сцепления, поскольку необходимо прервать поток мощности, передающийся от двигателя.
Движение автомобиля, оснащенного МКПП, всегда начинается с первой передачи. Исключение составляют тяжелые грузовики – там это можно делать со второй передачи. Для этого необходимо вручную перевести селектор рычага в соответствующее положение. Переход на повышенные передачи осуществляется последовательным переключением передач друг за другом.
Сам момент переключения скорости зависит от показаний спидометра и тахометра, поскольку каждая передача рассчитана на работу в определенном диапазоне оборотов двигателя.
Виды механических КПП
По количеству ступеней механическая коробка передач в основном подразделяется на:
- 4-х ступенчатую;
- 5-и ступенчатую;
- 6-и ступенчатую.
Наиболее распространенной механикой считается трансмиссия 5МТ, т.е. пятиступенчатая коробка передач.
В зависимости от количества валов различают следующие виды КПП:
- двухвальные механические трансмиссии, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
- трехвальные МКПП, которые применяются в основном на заднеприводных автомобилях, а также на грузовых машинах.
Устройство механической коробки передач
Синхронизатор — Энциклопедия журнала «За рулем»
Энциклопедия- Издания
- Журнал “За рулем”
- Газета “За рулем – Регион”
- Журнал “Купи авто”
- Журнал “Мото”
- Журнал “Рейс”
- Книги, Каталоги
- Товары
- Интернет магазин
- Товары ЗР
- Реклама
- Подписка
- Турбюро
- Архив
- Форум
- Энциклопедия
- Купи авто
- 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
- Х
- Ц
- Ч
- Ш
- Щ
- Ъ
- Ы
- Ь
- Э
- Ю
- Я
Навигация
- Заглавная страница
- Сообщество
- Текущие события
- Свежие правки
- Случайная статья
Принцип работы синхронизатора кпп — Автобаза Ремонт
Принцип работы такой КПП достаточно прост – при изменении положения ручки переключения передач меняются шестеренки, находящиеся в зацеплении, а для каждой пары таких шестеренок характерно свое передаточное отношение.
Однако при этом возникает интересный момент – шестерни, которые должны войти в зацепление, имеют разные угловые скорости, а просто так совместить их достаточно сложно, при этом возрастает вероятность разрушения шестеренок и других элементов коробки.
Вот для решения такой проблемы и предназначен синхронизатор коробки передач.
Переключение с низшей на высшую передачу, проводилось при помощи двойного выжима. Сначала выжималось сцепление, КПП переводилась на нейтральную передачу, после чего сцепление отпускалось.
Затем сцепление снова выжималось, и водитель включал передачу. Выдержка на нейтралке позволяла уравнять скорости шестерен, а также избежать скрежета при переключении передач.
Как видно из приведенного описания действий водителя, такое переключение достаточно утомительно и занимает длительное время. Вот синхронизатор и позволил значительно упростить всю это процедуру.
Что собой представляет подобное устройство, состав синхронизатора и принцип его работы поможет понять рисунок.
Назначение и количество входящих в состав синхронизатора мелких деталей мы рассматривать не будем, достаточно того, что они показаны на рисунке, а вот как все работает, постараемся понять.
Это просто интересно, на всех автомобилях используется одинаковый принцип, по которому происходит работа синхронизатора, в том числе и для ВАЗ 2109.
Таким образом, можно отметить, что устройство синхронизатора включает в себя:
- ступицу 1;
- муфту 2;
- блокировочное кольцо 3;
- сухари 4;
- проволочные кольца 5.
В момент переключения передачи муфта 2 перемещается в сторону нужной шестерни. На конической части шестерни, из-за различающихся угловых скоростей шестерни и муфты, между ними появляется сила трения, благодаря которой проворачивается до упора блокировочное кольцо 3. Когда зубья блокировочного кольца и муфты окажутся напротив, движение муфты прекратится.
Происходит выравнивание скоростей, при этом сила трения, сместившая первоначально блокировочное кольцо, пропадает, и оно возвращается в исходное положение, а муфта 2 проходит через зубья блокировочного кольца и соединяется с венцом включаемой шестерни. Благодаря сухарям муфта жестко соединяется с валом, а значит, передача включена и синхронизатор отработал всю процедуру, обеспечив бесшумное включение передачи.
Синхронизатор КПП, уход, эксплуатация
Такое устройство, как синхронизатор, надо принимать с благодарностью.
Конечно, ничего сложного в переключении передач с помощью двойного выжима нет, он до сих пор применяется на некоторых машинах строительной техники, где по условиям работы использование синхронизатора исключено.
Но его внедрение в конструкцию легкового автомобиля, в том числе и ВАЗ 2109, позволило значительно облегчить управление, что сделало авто более доступным.
Как порой бывает неприятно осознавать, что работа коробки нарушилась.
Понимаешь это, когда переключение передач начинает происходить со скрежетом или проявляются другие ее дефекты. Чаще всего внешними признаками неисправности или сильного износа деталей синхронизатора, в том числе для ВАЗ 2109, могут быть:
Конечно, появление подобных дефектов может быть обусловлено и другими причинами, но чаще всего именно синхронизатор, отказ или износ его деталей, приводит к подобным явлениям. Это справедливо для любого автомобиля, и ВАЗ 2109 тоже.
В принципе, когда происходит правильный выбор скорости движения, используется нужная передача, своевременно проводится техническое обслуживание и применяется правильное масло, то КПП и синхронизатор служат долго, что справедливо и для ВАЗ 2109.
Такое устройство, как синхронизатор, позволяет осуществить переключение скоростей в КПП за короткое время без шума и скрежета, обеспечивает сохранность шестерен и продлевает срок эксплуатации МКПП.
Источник: http://hitmind.ru/315-sinkhronizator-korobki-peredach-vaz-2109.html
Синхронизатор коробки передач: принцип работы. Принцип работы синхронизатора кпп
ГлавнаяРазноеПринцип работы синхронизатора кпп
Синхронизатор КПП
Сложно представить, но в автомобильных коробках передач не всегда присутствовал синхронизатор КПП для выравнивания частоты вращения между валом и шестерней.
Раньше для того чтобы произвести переключение скоростей, приходилось использовать двойное выжимание сцепления.
Важно
Первое для того чтобы рассоединить коробку передач с коленвалом, а второе, наоборот, для их соединения после того как будет произведена смена передаточной пары (смена скорости).
Но время идёт. Машиностроение и механика шагнули в будущее. На смену постоянному передергиванию педали сцепления пришёл синхронизатор КПП, что существенно увеличило срок службы коробки передач в целом и отдельных её составляющих в частности. Удобнее управлять автомобилем стало и водителю.
Что такое синхронизатор КПП
Устройство синхронизатора КПП, равно, как и сам синхронизатор ВАЗ — это механическое узел, состоящий из 4 частей:
- Обойма синхронизатора или ступица с тремя фиксаторами;
- Две кольцевых пружины;
- Два фрикционных конусных кольца;
- Муфта переключения.
Такая вот нехитрая конструкция синхронизатора ВАЗ обеспечивает принцип работы сразу двух передач.
Как работает синхронизирующее устройство
Главным рабочим элементом синхронизатора ВАЗ является его ступица, которая при помощи трёх фиксаторов и нарезанных на ней шлицов соединяется с муфтой включения. Та, в свою очередь, соединена с вилкой КПП. Внутренними шлицами ступицами соединяется с валом, имея при этом свободную возможность передвигаться по нему от одной шестерни к другой.
Когда требуется произвести переключение скорости на ВАЗ, вилка коробки передач двигает муфту, а вместе с ней и весь синхронизатор КПП, к той шестерне, частоту вращения которой требуется выровнять с частотой вращения вала.
С этого начинается принцип работы синхронизатора.
Муфта прижимает все устройство к конусной части шестерёнки. При этом фиксаторы на муфте сдвигаются и блокируют фрикционное кольцо, которое вступает в контакт с конусом на шестерне. Фрикционное кольцо на конусе проворачивается до тех пор, пока не стопорится.
Как только это произошло, скорость между валом и шестерней синхронизируется, и мотор настроен на новые рабочие обороты.
Когда появились первые коробки передач
Точного ответа на этот вопрос не существует. Принято считать, что первые коробки передач, на которых стоял синхронизатор КПП появились в конце 40-х или начале 50-х годов. Кто утверждает, что это произошло в Советском союзе, другие же говорят, что родоначальником этого новшества была компания Porsche.
Как бы там ни было, но благодаря появлению синхронизатора, включая его принцип работы, было заложено основания для увеличения количества скоростей в КПП.
Уже в восьмидесятых годах на ВАЗ пятиступенчатая коробка передач становится нормой того времени, а в 2012 году та же компания Porsche объявляет о выходе семиступенчатой коробки передач с синхронизатором КПП.
Материалы, из которых изготавливают синхронизирующее устройство
Сталь или латунь — два самых распространённых материала, которые используют для изготовления синхронизаторов на ВАЗ.
Иногда, чаще всего в высоко бюджетных иномарках или спортивных трансмиссиях, встречаются синхронизирующие устройства, покрытые напылением карбона.
Совет
Это позволяет выдерживать более высокие температуры и снизить уровень шума, при контакте с шестерней, которые являются следствием работы высокооборотистых двигателей спортивных моделей.
Фрикционные кольца также изготавливают из стали методом штамповки, например, для ВАЗ, или на более дорогих КПП, выковывая их. Как и в случае с синхронизатором, фрикционные кольца покрываются защитным слоем из цветных металлов. Например, меди или молибдена.
Симптомы того, что синхронизирующее устройство заболело
До ужаса неприятно, когда твой автомобиль начинает кашлять, чихать, скрипеть и гаркать. Тем более, когда это связано с коробкой передач.
Чаще всего неисправности с КПП связаны именно с поломкой синхронизирующего устройства. Это может проявляться по-разному, например:
- шумы при работе КПП;
- переключение передачи, которое требует дополнительных усилий;
- автоматический сброс скорости в коробке.
Конечно, эти симптомы могут быть признаками и других поломок, которые произошли с КПП, но зачастую первым кто выходит из строя, является синхронизатор. Профилактические работы можно, конечно, производить и самому, но столкнувшись с серьёзной поломкой лучше всего обратиться к специалисту.
http://autodont.ru
legkoe-delo.ru
Как МКПП (механические коробки), так и РКПП (АМТ, роботизированные коробки) представляют собой синхронизированные КПП. Если просто, чтобы добиться максимально плавного и «мягкого» включения передачи, происходит выравнивание частоты вращения вала и соответствующей шестерни в коробке передач.
Такое выравнивание становится возможным благодаря наличию синхронизатора.
Синхронизатор также уменьшает общий износ механического соединения, снижается уровень шума при переключении, увеличивается срок службы КПП.
Как устроен синхронизатор коробки передач
Начнем с того, что синхронизаторы зачастую устанавливаются на все передачи на современных легковых авто. Также синхронизированной выполняется и передача заднего хода.
Исключением можно считать только бюджетные машины, в которых первая передача может быть без синхронизатора, а также некоторые грузовики, старые модели легковых автомобилей и т.д.
Сам синхронизатор КПП работает за счет использования силы трения в момент выравнивания скоростей. В зависимости от разницы в частоте вращения вала и шестерни, изменяется сила трения для синхронизации.
Другими словами, эффективная синхронизация достигается за счет увеличения площади поверхности соприкосновения. Для решения задачи в конструкцию КПП интегрируются специальные фрикционные кольца.
Устройство синхронизатора предполагает наличие таких элементов:
- ступица и «сухари»
- муфты включения
- блокировочные кольца
- шестерни, которые имеют фрикционный конус
Как правило, один синхронизатор в КПП синхронизирует 2 передачи, то есть работает с двумя шестернями.
Основой синхронизатора является ступица, которая имеет шлицы (внутренние и наружные).
Посредством внутренних шлицев реализовано соединение с вторичным валом коробки, а также имеется возможность осевого перемещения по валу. Наружные шлицы отвечают за то, чтобы добиться соединения ступицы с муфтой включения.
Также по окружности ступицы сделаны пазы (три паза). В эти пазы ставятся «сухари», которые дополнительно подпружинены. Указанные сухари синхронизатора осуществляют нажатие на блокирующее кольцо при включении передачи и блокируют муфту во время синхронизации.
Обратите внимание
Муфта синхронизатора (муфта включения) позволяет добиться жесткого соединения шестерни и вала. Данная муфта закреплена на ступице и имеет внутренние шлицы, при этом шлицы получают кольцевую проточку. В этой проточке находятся выступы сухарей. Также к муфте синхронизатора присоединена вилка КПП.
Блокировочное кольцо (блокирующее кольцо синхронизатора) отвечает за синхронизацию, предотвращая замыкание муфты до того момента, пока не произойдет выравнивание скорости вала и шестерни.
Такое кольцо имеет коническую поверхность с внутренней стороны. Данная поверхность контактирует с фрикционным конусом шестерни. Наружная сторона кольца также имеет шлицы, которые блокируют муфту включения.
Торцевая поверхность кольца (со стороны ступицы) имеет 3 паза. В эти пазы заходят сухари ступицы. Сами пазы не позволяют кольцу прокручиваться в результате контакта с фрикционным конусом, так как пазы фактически являются упором для сухарей.
Также некоторые КПП могут иметь синхронизаторы, когда выступы сделаны на блокирующем кольце, а пазы выполнены в самой ступице. Чтобы увеличить поверхность соприкосновения, используются синхронизаторы с несколькими конусами: 2 или 3 конуса (двухконусный и трехконусный синхронизатор).
В качестве примера, 3-х конусный синхронизатор кроме наружного блокировочного кольца еще имеет внутреннее, а также промежуточное кольцо. Чтобы эти кольца не проворачивались, на самих кольцах есть выступы.
Такие выступы позволяют зафиксировать кольцо в соответствующих пазах шестерни и блокировочного кольца.
Получается, 3-х конусный синхронизатор имеет целых три поверхности трения. Первая поверхность между конусом шестерни и внутренним кольцом, вторая — между внутренним и промежуточным кольцом, тогда как третья между промежуточным и блокирующим кольцом. Еще добавим, что в КПП могут одновременно устанавливаться как двухконусные, так и трехконусные синхронизаторы.
Принцип работы синхронизатора КПП
Если рычаг коробки передач находится в положении «нейтраль», мощность от ДВС на КПП не передается. При этом муфты синхронизаторов занимают среднее положение, а шестерни, закрепленные на ведомом валу, свободно вращаются.
Однако при включении передачи вилка осуществляет перемещение муфты синхронизатора, смещая муфту из среднего положения по направлению к шестерне. Параллельно вместе с самой муфтой сдвигаются и сухари, которые воздействуют на кольцо блокировки.
Указанное блокирующее кольцо прижимается к конусу шестерни, в результате возникает сила трения./90.gif)
Под воздействием этой силы кольцо проворачивается до упора сухарей в пазах кольца. Происходит стопорение кольца, то есть дальше оно не проворачивается.
Важно
Также блокирующее кольцо не позволяет муфте синхронизатора сдвигаться по оси вала. Это становится возможным благодаря тому,
autoexpert.today
Синхронизатор коробки передач требуется для безударного и бесшумного включения шестерен в коробке передач легковых и грузовых автомобилей. Синхронизатор работает при предварительном уравнивании угловых скоростей ведомого вала коробки передач и зубчатых колес, которые связаны с ведущим валом из-за трения между деталями, которые вводятся в зацепление.
Синхронизатор коробки передач состоит из обоймы, которая соединяет два фрикционных кольца, имеющих конические внутренние поверхности, а также из каретки, которая скользит по шлицам ведомого вала коробки передач.
Таким образом, образуется выравнивание скорости вращения в результате трения между конусными поверхностями шестерни и фрикционного кольца муфты, после чего передача безударно включается. Он исключает опасность скалывания зубьев и увеличивает срок службы коробки передач.
Синхронизатор коробки передач работает следующим образом:
Вилка перемещает муфту по вторичному валу в сторону шестерни при включении передачи. Конус блокирующего кольца синхронизатора соприкасается с конусной поверхностью шестерни.
Частота вращения шестерни, которая свободно вращается на вторичном валу и конусной поверхности блокирующего кольца, вращающееся с частотой вращения вторичного вала, не совпадают. Поэтому в зоне соприкосновения двух конусных поверхностей блокирующее кольцо проворачивается на величину зазора между сухарем и пазом.
Зубцы муфты зацепляются с зубьями блокирующего кольца и шестерни. Для облегчения процесса зацепления торцевые скосы зубьев зубчатых венцов скошены .
В конечной фазе включения передачи шестерня блокируется на вторичном валу передач, что приводит к изменению частоты вращения вторичного вала и передаточного числа трансмиссии.
Он облегчает включение задней передачи, но не избавляет водителя от включения задней передачи только после полной остановки машины. Чтобы не возникало подобной ошибки установлены блокираторами, которые не позволяют включить задний ход при движении автомобиля. Для включения заднего хода нужно нажать рычаг вниз, а далее перевести в нужное положение.
Синхронизатор коробки передач нагруженный узел этого механизма. Поэтому при ремонте коробки передач чаще всего требуется в первую очередь ремонт синхронизатора.
vsepoedem.com
Синхронизатор – это узел трансмиссии, который выравнивает частоту вращения шестерен и вторичного вала, тем самым обеспечивая плавное переключение скоростей.
Основная деталь данного механизма – это ступица, представляющая собой кольцо, выполненное из высокопрочной стали.
В конструкции данного элемента предусмотрены шлицы.
Совет
Они располагаются как с внутренней, так и с внешней стороны, обеспечивая надежное соединение с вторичным валом и муфтой, отвечающей за переключение скоростей.
На муфте под углом в 120 градусов друг к другу располагаются пазы, в которые монтируются сухари, отвечающие за блокирование подвижных элементов для их синхронизации. Сама муфта обеспечивает контакт вала с шестеренками. Она устанавливается на ступицу, а наружной поверхностью сопрягается с вилкой.
Принцип работы
Синхронизация происходит очень быстро. В базовой позиции (когда включена «нейтралка», а муфты установлены в центральном положении) шестерни вращаются свободно, а обороты мотора не передаются на ведущие колеса. Когда водитель выбирает одну из передач, активируются соответствующие шестерни. Как следствие, усилие начинает переходить на колеса.
Вот как происходит синхронизация при включении скорости:
- На муфте сдвигаются сухари.
- Те после этого воздействуют на кольцо, которое соприкасается с конусом шестерни.
- В результате кольцо поворачивается до того момента, когда зубья нужной шестерни начинают совпадать с выемками муфты.
- Вследствие этого вал начинает вращаться с друго
Синхронизатор (автомобиль) — Википедия. Что такое Синхронизатор (автомобиль)
Синхронизатор — составная часть коробок передач транспортных средств, предназначенная для безударного зацепления скользящей муфты с закрепленным (обычно — через игольчатый подшипник) зубчатым колесом.
Предназначение
Типовая механическая коробка передач содержит в себе набор пар зубчатых колес, из которых некоторые расположены на одном промежуточном валу, и находясь в постоянном зацеплении с парными им зубчатыми колесами, жестко закрепленными на первичном валу, способны свободно вращаться на игольчатых подшипниках в своих ступицах.
Состоящее из трех частей кольцо синхронизатора МКПП Suzuki Wagon R.
Поскольку пары колес имеют разное число зубьев и передаточное отношение, оператор может произвольно менять общее передаточное число коробки, но этот же фактор приводит к тому, что ведомые зубчатые колеса вращаются с разной скоростью.
Для механического соединения промежуточного вала коробки с тем или иным вторичным зубчатым колесом применяются скользящие по шлицам на промежуточном валу муфты. Но поскольку в каждый конкретный момент перехода из нейтрали в зацепленное состояние угловая скорость муфты и зубчатого колеса различны, встал вопрос предварительного их уравнивания — либо разгона зубчатого колеса до скорости вращения муфты, либо его притормаживания до неё же.
Реализация
В современных механических коробках передач, как правило, эта задача решается следующим образом. Торец зацепляемого зубчатого колеса имеет конусную поверхность, а между муфтой и этой шестернёй размещается промежуточное бронзовое кольцо синхронизатора с зубчатым венцом.
При движении муфты к зубчатому колесу муфта сначала захватывает бронзовое кольцо синхронизатора и прижимает его к конической поверхности зубчатого колеса.
За счет возникающей в этом месте силы трения, зубчатое колесо начинает притормаживаться (или наоборот, разгоняться, если оно вращалось медленнее муфты), и в конце концов их угловые скорости уравниваются — теперь в подвижной системе координат зубчатое колесо, кольцо синхронизатора и муфта представляют из себя единое целое, неподвижное друг относительно друга. Условие для безударного соединения муфты и зубчатого колеса выполнены, они вращаются с одинаковой скоростью. Далее муфта имеет возможность движения вперед, и осуществляет уже жёсткое силовое сцепление с зубчатым колесом с помощью зубчатых венцов — на ней и на колесе. Через это зацепление и осуществляется передача силового вращающего момента при движении автомобиля (бронзовое кольцо синхронизатора в передаче рабочего усилия никакого участия не принимает.)
Описанная схема применяется в большинстве современных механических коробок передач; её слабым местом является значительная сила трения на сравнительно малой площади конусной поверхности бронзового кольца, что вызывает его износ.
Для увеличения срока службы колец их часто делают состоящими из двух или трёх бронзовых конусов.
Размещение синхронизаторов в современных коробках передач
Описанная выше схема является классической, но с точки зрения кинематики — не имеет значения, на ведущем или же на промежуточном валу расположены синхронизатор и синхронизируемое зубчатое колесо. Поэтому в современных коробках передач синхронизаторы могут располагаться на любом из этих валов, а также попарно на обоих валах, скажем, синхронизатор I и II передачи на первичном валу, а синхронизатор III и IV — на промежуточном.
В коробках передач массовых автомобилей в настоящее время, как правило, задняя передача синхронизатора не имеет.
См. также
Ссылки
Синхронизаторы МКПП
Синхронизатор необходим для бесшумной и плавной работы МКПП
ТрансмиссияПереключение передач в МКПП обеспечивается набором из шестерен, входящих в зацепление попарно.
При этом одна шестерня из пары жестко закреплена на первичном валу, а вторая, обладающая способностью вращаться, находится на промежуточном валу коробки. Водитель, перемещая рычаг управления МКПП, вводит в зацепление то одну пару шестерен, то другую. Поскольку диаметр шестерен разный, при образовании пар меняется передаточное число, чем и обеспечивается ступенчатая регулировка скорости автомобиля. При разном диаметре шестерни обладают и разным количеством зубьев. Поэтому для того, чтобы можно было менять пары с участием разных шестерней, не останавливая автомобиль, была придумана конструкция, частью которой является синхронизатор.
Что такое синхронизатор
Для соединения шестерен в конструкции МКПП предусмотрены подвижные муфты, «подталкивающие» шестерни друг к другу. Однако для достижения зацепления вращающихся колес добиться их сближения мало – необходимо сделать так, чтобы они вращались с одинаковой скоростью. Только после этого зубья войдут в зацепление без шума и с первого раза.
Чтобы уравнять скорости, было придумано и реализовано интересное техническое решение: торцу шестерни, которую необходимо ввести в зацепление, придают форму конуса, и помещают между ней и муфтой специальное кольцо с зубчатым венцом, которое и называют синхронизатором МКПП.
Какую работу выполняет синхронизатор
Муфта, приближаясь к шестерне, которую требуется ввести в зацепление, сначала входит в соприкосновение с синхронизатором. При дальнейшем движении муфта прижимает его к колесу. Возникает трение, и шестерня начинает разгоняться (если она вращалась медленнее, чем муфта), либо притормаживается вплоть до уравнивания скоростей вращения. Когда этот эффект достигнут, все три элемента неподвижны друг относительно друга, и их можно сцепить. Муфта продолжает движение вперед и давит на шестерню, придвигая ее к другой шестерне на другом валу, с которой ей предстоит сцепиться.
Появление синхронизированных коробок передач
В СССР несинхронизированными МКПП оснащались все довоенные модели (ГАЗ-А, ГАЗ-М-1) и часть послевоенных автомобилей («Победы» ГАЗ-М-20 первых выпусков, внедорожники ГАЗ-69).
Синхронизаторы, а вместе с ними и синхронизированные коробки передач начали появляться в сороковые годы. При этом, поначалу синхронизаторами оснащали лишь высшие передачи – например, вторую и третью в конструкции ГАЗ-21 «Волга». Считалось, что при небольшой скорости движения, угадать момент переключения пониженной передачи при определенном навыке сможет любой водитель.
Из чего сделаны синхронизаторы
Чаще всего синхронизаторы делают из латуни или из стали. Металлические кольца формуют либо методом ковки, либо при помощи мощного пресса. При этом зубчатые венцы могут быть покрыты защитным напылением из молибдена, железа, меди. В современных коробках передач встречаются синхронизаторы, покрытые слоем карбона. Задача покрытия – снижать шум и обеспечивать высокое трение при соприкосновении с шестерней. Кольца с покрытием из карбона демонстрируют отличные характеристики, но их производство достаточно дорого, поэтому такие детали встречаются лишь в трансмиссиях спортивных автомобилей высшей бюджетной категории.
Интересные факты о синхронизаторах
Коробки, не оснащенные синхронизаторами, до сих пор используют в некоторых автомобилях, предназначенных для автоспорта. В частности, некоторые раллийные МКПП не синхронизированы, так как простота конструкции всегда оставляет шанс доехать до финиша, когда другие автомобили уже сошли с дистанции. Что же касается возможности переключения передач – опытный спортсмен оперирует несинхронизированной коробкой даже быстрее, чем синхронизированной.
Устройство синхронизаторов | Трансмиссия
Устройство синхронизатора включения третьей и четвертой передач автомобиля «Москвич-408» показано на рисунке.
Ступица 3 синхронизатора своими внутренними шлицами надета на шлицы вторичного вала и удерживается на нем стопорным кольцом 7. На наружной поверхности ступицы нарезаны низкие прямые шлицы, по которым может перемещаться вдоль ступицы муфта 4 синхронизатора. Кроме шлицев, на ступице вырезаны на равных расстояниях один от другого три продольных паза, в которых помещены три штампованных сухаря 2 с выступами в середине.
Сухари прижаты к шлицам муфты 4 двумя пружинными кольцами 5, причем выступы сухарей входят в кольцевую проточку, имеющуюся на шлицах муфты.
Рис. Устройство синхронизатора:
1 — блокирующее кольцо; 2 — сухарь; 3 — ступица; 4 — муфта включении третьей и четвертой передач; 5 — пружинные кольца сухарей
С обеих сторон ступицы установлены латунные блокирующие кольца 1. На торцах этих колец, обращенных к ступице, сделано по три паза. В них входят концы сухарей 2.
Блокирующие кольца имеют внутреннюю коническую поверхность, которая соответствует конусам на первичном валу и на шестерне третьей передачи. На этой конической поверхности нарезана мелкая резьба, которая разрывает масляную пленку между блокирующим кольцом и конусом включаемой передачи при их соприкосновении. Благодаря этому между кольцом и конусом возникает повышенное трение. Снаружи на кольцах имеются короткие прямые зубья, такие же как и на соседних с ними венцах первичного вала и шестерни третьей передачи.
Эти зубья соответствуют впадинам между шлицами муфты синхронизатора, вследствие чего муфта может входить в зацепление своими шлицами с кольцами и с зубчатыми венцами первичного вала и шестерни третьей передачи.
Муфту и ступицу синхронизатора подбирают друг к другу так, чтобы было обеспечено плавное и легкое скольжение муфты по шлицам ступицы с минимальным зазором.
В цилиндрическую проточку на внешней поверхности муфты синхронизатора входит вилка включения передач. На рисунке показаны детали синхронизатора в нейтральном положении. При этом между блокирующим кольцом и конусом первичного вала имеется достаточный слой масла, и кольцо может свободно проворачиваться на конусе. На рисунке ниже показано начало включения прямой, четвертой передачи.
Рис. Схема работы синхронизатора:
а — Нейтральное положение; б — начало синхронизации; в — передача включена; 1 — венец первичного вала; 2 — блокирующее кольцо; 3 — муфта синхронизатора; 4 — сухарь; 5 — ступица синхронизатора
Вилка включения передач (не показанная на рисунке), перемещаясь влево (вперед по ходу автомобиля), передвигает муфту синхронизатора по шлицам ступицы.
Вместе с муфтой передвигаются и сухари, так как выступами они входят в проточку на внутренней поверхности муфты и прижаты к ней пружинными кольцами. Переместившись, торцы сухарей прижимают блокирующее кольцо к конусу первичного вала. Острая мелкая резьба на конусе кольца при этом быстро удаляет масло с поверхности конуса вала, и между конусом вала и кольцом появляется повышенное трение. Вследствие этого первичный вал, который в этот момент вращается быстрее, чем синхронизатор, связанный с вторичным валом, увлекает за собой блокирующее кольцо и поворачивает его относительно муфты синхронизатора. Кольцо поворачивается до тех пор, пока позволяет боковой зазор между сухарями и краями пазов кольца. При таком положении кольца относительно сухарей и муфты синхронизатора зубья кольца располагаются напротив выступов шлицев муфты и упираются своими скошенными концами в скошенные торцы выступов шлицев муфты. Вследствие этого муфта не может передвигаться дальше в осевом направлении. Но водитель, желая включить передачу, продолжает давить вилкой на муфту и далее, через сухари, на блокирующее кольцо, прижимая его к конусу первичного вала, и тем все больше и больше тормозит первичный вал.
Наконец, наступает момент, когда скорости вращения первичного и вторичного валов сравняются. Инерционный момент первичного вала (и вращающегося вместе с ним блока шестерен промежуточного вала) относительно вторичного вала исчезает, и муфта 3, которая продолжает нажимать шлицами на скошенные выступы блокирующего кольца, легко поворачивает это кольцо, а затем и первичный вал на небольшой угол, достаточный для того, чтобы шлицы муфты смогли свободно пойти сначала в промежутки между зубьями кольца, а потом в шлицы первичного вала. В результате вторичный вал будет жестко связан с первичным, и четвертая передача окажется включенной.
Для включении третьей передачи муфту 3 нужно сместить вправо (т. е. назад). Синхронизатор при этом будет работать аналогичным образом. Разница в этом случае будет лишь в том, что синхронизатор будет уравнивать скорость вращения вторичного вала и ведомой шестерни третьей передачи.
При переходе с высшей передачи на низшую, например, с четвертой на третью, чтобы сравнить скорость первичного вала со скоростью вторичного, необходимо с помощью синхронизатора ускорить вращение первичного вала.
В остальном скорости включаются так же, как описано выше.
Скорости вращения валов уравниваются, и передачи включаются с помощью синхронизатора плавно (без удара) и бесшумно.
Благодаря пружинным кольцам 5 усилие, прилагаемое к блокирующему кольцу, не может быть больше определенной величины, так как если слишком сильно и резко нажать вилкой включения передач на муфту, выступы сухарей при сжатии колец 5 выйдут из канавки на муфте, и муфта не сможет более давить на сухари и на блокирующее кольцо. Этим исключается слишком резкое включение синхронизатора при неосторожном или неумелом включении передач.
В синхронизаторе второй передачи муфта составляет одно целое с ведомой шестерней первой передачи. Синхронизатор действует только при включении второй передачи, для чего шестерню первой передачи сдвигают влево (вперед по ходу автомобиля).
Включая первую передачу, перемещают шестерню вправо (т. е. назад) и сцепляют ее с зубчатым венцом первой передачи на блоке шестерен промежуточного вала.
Блокирующие кольца должны плотно садиться на конусы шестерен. Для проверки посадки кольца нужно на конус шестерни нанести мягким карандашом несколько рисок по образующим конуса, расположив их равномерно по окружности. Затем надеть на конус блокирующее кольцо и, прижимая его рукой, повернуть на конусе несколько раз. Бели после этого риски окажутся стертыми не менее чем на 60% своей длины, посадку кольца можно считать удовлетворительной.
Зазор между торцом каждого блокирующего кольца, надетым на конус, и соответствующим зубчатым венцом (z = 27) шестерни для новых деталей должен быть равен 1,15—1,73 мм. Для колец, бывших в употреблении, этот зазор должен быть не менее 0,5 мм. Если зазор меньше, следовательно, конус блокирующего кольца очень сильно изношен. При износе притупляется резьба на внутренней конической поверхности, удельное давление на резьбе уменьшается и масляная пленка перестает срезаться. Трение между кольцом и конусом шестерни будет недостаточно велико, чтобы эффективно уравнивать угловые скорости валов.
У нового блокирующего кольца толщина резьбы на ее вершине равна 0,08—0,15 мм. Если толщина резьбы на ее вершине вследствие износа доходит до 0,8 мм, кольцо перестает синхронизировать.
в механических коробках передач — обзор Сбой в работе синхронизатора
в механических коробках передач — обзорInternational Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 4, Issue 1Ř, mber-2013
ISSN 2229-5518
Synchronizer Сбой в работе механических коробок передач
— Обзор
UMESH WAZIR
Машиностроение ADE
Университет нефтегазовых и энергетических исследований, Бидхоли
Дехрадун, 248007, Уттаракханд, Индия
1455
Резюме — руководство трансмиссии выполняются путем переключения зубчатых конических муфт, а не отдельных шестерен, поскольку шестерни всегда находятся в зацеплении.Сегодня синхронизаторы используются во всех механических коробках передач, включая грузовые и коммерческие автомобили. Большинство систем синхронизации запатентованы или защищены законом об авторском праве. В открытом доступе мало технической информации. Этот документ предлагается в качестве руководства, чтобы познакомить инженера с различными механизмами синхронизации зубчатых передач, используемыми в современных автомобилях. Представлен обзор с описанием применения, возможностей и ограничений текущего уровня технологии.
Большинство систем синхронизации запатентованы или защищены законом об авторском праве. В открытом доступе мало технической информации. Этот документ предлагается в качестве руководства, чтобы познакомить инженера с различными механизмами синхронизации зубчатых передач, используемыми в современных автомобилях. Представлен обзор с описанием применения, возможностей и ограничений текущего уровня технологии.
Подробно рассматриваются рабочие характеристики синхронизатора, неисправности и их причины.И, наконец, читатель знакомится с будущими тенденциями в этой области. Понимание этого и связанных с ним проблем может привести проектировщика к практическому проектированию коробки передач.
Ключевые слова: ручной синхронизатор, производительность, неисправность, переключение передач, синхронизация, коробка передач
——————————— — I ——— J ————— — S — ER
1.0 ВВЕДЕНИЕ
Коробка передач используется для изменения скорости вращения и крутящего момента, которые двигатель передает на ведущие колеса транспортного средства.
Для этого используются разные передаточные числа.
Задача синхронизатора — довести следующее передаточное число (переключение вверх или вниз) до такой скорости, чтобы выходной вал и шестерни имели одинаковую скорость, чтобы обеспечить плавное переключение передач.
Раньше, когда «синхронизаторы» не использовались, приходилось использовать двойное сцепление для переключения передач на ходу. При каждом переключении передач приходилось дважды нажимать и отпускать сцепление, отсюда и название «двойное сцепление». Избежать столкновения шестерен — это искусство.
В современных автомобилях используются синхронизаторы с блокирующим кольцом, чтобы избежать двойного сцепления.[14]
2.0 Функция синхронизатора
2.1 Объектив синхронизатора
Синхронизатор образует механическую часть коробки передач. Его цель — обеспечить, чтобы скорость входящей передачи была такой же, как и у синхронизирующей ступицы (прикрепленной к выходному валу). Конусы трения используются для обеспечения этой синхронизации шестерни и ступицы
.
Пока скорости синхронизируются, зацепление кулачков шестерни не происходит. До тех пор, синхронизация (момент пант) не достигнут, то блокирующие кольца предотвращают любые зацепления втулки и зубы собаки.Это принцип кольца блокировки / блокировки. Рис 1.
Синхронизаторы каждого производителя немного отличаются от других, но основная идея одинакова.
IJSER © 2013
http: //www.ijser.or
4
Рис. 1.
1 Шестерня; 2 собачьих зуба; 3 синхронизирующее кольцо; 4 синхронизирующий хаб;
5. Пружина фиксатора; 6 фиксирующий шарик; 7. Переключающая втулка Рис. Источник [6]
2 3 7
a) b) c)
Рис. 2.
a) Гильза (7) перемещается из нейтрального в фиксирующее (синхронизирующее) положение, начинает наращивать фиксирующую (синхронизирующую) нагрузку
б) Синхронизирующее кольцо (3) указатели , втулка входит в фаску кольцо, Cone Torque нарастает, начинается синхронизация. Блокировка зубцами упора (2) предотвращена
c) Шестерня (1) скорость относительно кольца (3) и втулка (7) падает до нуля, синхронизация завершена, указатель фаски и втулка запирается с Dog Teeth (2)
International Journal of Scientific & Engineering Research Volume 4, Issue 1Řǰȱ ŽŒŽ– ‹Ž› ŽřȬŘŖŗ
ISSN 2229-5518
1456
Основные операции синхронизатора из нейтральное положение для зацепления: Рис.
2 .
втулка перемещается из нейтрального положения стопора (синхронизирующие) поло- Тион, начинает строить стопор (синхронизирующий) нагрузки
Blocker кольцевых индексы, втулка входит в зацеплении фаска кольца, конус крутящего момента Сборки, синхронизирующего начинает
; • механизм скорость по отношению к кольцу и втулка опускается до нуля, синхронизация завершена, индекс фаски и втулка блокируется
2.2 Основные уравнения
Простые законы инерции, динамического трения, изменения скорости и времени включения помогают оптимизировать синхронизацию [1], [ 4].
Отраженная инерция — Отраженная инерция — это полная инерция, которую синхронизатор должен синхронизировать, и она является функцией массы, радиального расстояния и передаточного числа.
Крутящий момент на конусе — крутящий момент конуса, также называемый моментом синхронизации, является результатом силы трения между коническими поверхностями синхронизатора и шестерни, возникающей в результате внешнего усилия зацепления.
Индексный момент — Индексный момент возникает из-за переключающей муфты. зубья с фаской, прикладывающие осевую силу к зубам с фаской.(Как следствие усилия водителя переключения передач). Создаваемый индекс крутящего момента противоположен крутящему моменту конуса . Цель — Моментальный баланс
IJSER
International Journal of Scientific & Engineering Research Volume 4, Issue 1Řǰȱ ŽŒŽ– ‹Ž› ȬŘŖŗřȱ
ISSN 2229-5518
1457
3.0 Общие типы синхронизирующих механизмов
В настоящее время наиболее широко используемым типом синхронизатора является синхронизатор с блокирующим кольцом, который имеет механизм, предотвращающий зацепление зубьев муфты до завершения синхронизации; явный недостаток его предшественника — синхронизаторов с постоянной нагрузкой.
Блокирующее кольцо Синхронизаторы делятся на два типа —
Стойка и Тип штифта
Для увеличения синхронизирующего крутящего момента в некоторых синхронизаторах используются два или более синхронизирующих конуса, например Синхронизаторы с двумя или несколькими конусами
3. 1 Синхронизатор с постоянной нагрузкой
1 Синхронизатор с постоянной нагрузкой Самая ранняя форма синхронизатора Рис. 4, , обычно используемая в автомобильных коробках передач, известна как тип постоянной нагрузки [5] Тяга между конусов прикладывается внешней ступицей, инициируемой движением втулки водителем.Пружина / шарик обеспечивает фиксирующую нагрузку. Основным недостатком синхронизатора постоянной нагрузки является то, что относительно легко преодолеть фиксатор и попытаться зацепить зубья муфты перед синхронизацией
Хорошая история обслуживания
Очень низкий уровень шума
Малая производительность при ограниченном пространстве
Требует замены соседних шестерен для замены синхронизатора.
3 5,6 3
1 2 4 7 1
Рис. 4 Постоянная нагрузка
Синхронизатор.
Обратите внимание на отсутствие синхронизирующего кольца ref Fig1
Наиболее широко используемый тип синхронизатора в автомобильной промышленности называется синхронизатором с блокирующим кольцом.
Это похоже на тип постоянной нагрузки, но с добавлением механизма, который механически предотвращает зацепление зубьев муфты до завершения синхронизации.
Части синхронизатора блочного типа показаны на Рис. 5 . Во время синхронизации, втулка перемещается по направлению к выбранной передачи толкающего блокирующего кольца влево.Кольцо контактирует с заплечиком ведомой шестерни и начинает синхронизировать скорости деталей.
Для завершения сдвига, муфта зубья проходят через блокирующее кольцо зубов и сцепляются с зубьями / зубов собаки на ведомой шестерни.
Наиболее широко используется в легковых автомобилях и легких грузовиках. Обычно не используется в больших транспортных средствах из-за чрезмерной инерции системы. Многие компании используют этот тип в своих легковых и легких грузовиках. Его основные характеристики:
Очень резкое зацепление (что хорошо и предпочтительно).
Меньшая чувствительность к суммированию допусков.
Рис.
5 Синхронизатор типа стойки Рис Источник [6]
Синхронизатор типа стойки 1 Шестерня; 2 собачьих зуба; 3 синхронизирующее кольцо; 4 синхронизирующий концентратор; 5 пружин фиксации; 6 фиксирующий шарик; 7 Муфта переключения
Гильза (7) Стойка (6) Нажимается пружиной (5) и устанавливается в фиксатор втулки.Разница скоростей между шестерней (1) и ступицей синхронизатора (4) и момент сопротивления трения между конусами заставляют синхронизирующее кольцо 3 индексировать, а фаски втулки 7 и синхронизирующего кольца 3 входят в зацепление. Синхронизация начинается.
Пока скорости разные, крутящий момент конуса будет больше, чем индексный крутящий момент Без переключения.
При продолжающемся действии осевой силы скорости выравниваются и крутящий момент конуса уменьшается до нуля. Синхронизирующее кольцо позволяет втулке индексировать зуб по отношению к промежутку между зубьями.Шлицы втулки входят в зацепление с закрытыми концами собачьих зубцов и замками
.
Синхронизация концов
IJSER © 2013
http://www.ijser.org
International Journal of Scientific & Engineering Research Volume 4, Issue 1Řǰȱ ŽŒŽ– ‹Ž› řȱ
ISSN 2229-5518
1458
3,3 Блокирующий синхронизатор штыревого типа
На рис. 6 показан синхронизатор штифтового типа. Приводная ступица насажена на вал и вращается вместе с ним.Наружное кольцо нарезано на торцы шестерен.
стопорное кольцо и штифтовой блок свободно прижаты к actuat- Инг ступице. Когда приводная ступица перемещаются либо вправо или влево, стопорное кольцо и штифтовые узлы удерживать свободную фитинг штифт против стороны отверстия в исполнительном ступице [4]
Приводной концентратор предотвращаются зацепления шестерни с помощью скошенного плечу на стопорным кольцом и штифтом сборки. Когда все детали вращаются одинаково, сила между штифтом и приводной ступицей уменьшается.
В этом случае ступица может перемещаться по большому основанию штифтов, а внутренние шлицы ступицы могут входить в зацепление со шлицами шестерни.
Незначительные скосы на пальце и приводной ступице, а также закругленные концы шлицев на ступице и шестерне позволяют этим деталям легко совмещаться и зацепляться. Применение грузовиков средней грузоподъемности. Его основные характеристики:
Низкая стоимость
IJSER
Высочайшая потенциальная тормозная способность для заданного пространства
Низкая стоимость обслуживания (может не потребоваться замена смежной шестерни)
Менее позитивное ощущение сцепления и некоторое сцепление
» щелчок ‘шум
Может потребоваться установка регулировочных шайб при сборке
3.4 Синхронизатор дискового и пластинчатого типа
В этом синхронизаторе используются фрикционные диски и пластины, чтобы приводить в зацепление обе шестерни с одинаковой скоростью. блокиратор (2) едет дальше и приводится в действие шестерней синхронизатора (1). Барабан синхронизатора (4) приводится в движение выходной шестерней (6). Диски синхронизатора (3) удерживаются
барабаном, а разделительные пластины (7) удерживаются блокираторами.
1
Когда вилка переключения передач перемещает барабан вперед, диски синхронизатора и разделительные пластины соприкасаются, как показано.Блокиратор переходит в заблокированное положение на шестерне синхронизатора.
Дополнительное поступательное движение рычага переключения передач имеет тенденцию сжимать диски и пластины, чтобы соответствовать скорости синхронизатора, блокиратора и выходной шестерни. Как только скорость синхронизируется, сила тяги, блокирующая блокиратор в шестерне синхронизатора, снимается, и блокиратор отступает, позволяя барабану двигаться вперед и включать обе передачи. Его основные характеристики:
Действие синхронизатора почти мгновенное
Требуется более широкий корпус для приспособления диск, пластина и барабан в сборе
Увеличенная инерционная способность системы
Рис. 6 Синхронизатор штифтового типа
2 3,7
4
5
6
Рис. // www.ijser.org
International Journal of Scientific & Engineering Research Volume 4, Issue 1Řǰȱ ŽŒŽ– ‹Ž› ȬŘŖŗřȱ
ISSN 2229-5518
1459
3. 5 Прочие
5 Прочие Синхронизаторы, такие как Porsche type, Рис. 9 , используют фрикционный элемент с разъемным кольцом, который расширяется под действием синхронизирующего крутящего момента, увеличивая давление на границе раздела, что дополнительно увеличивает синхронизирующий крутящий момент. Синхронизатор типа Porsche, хотя и мощный, все же страдает проблемами, связанными с изменением материала и целостностью размеров.
В других синхронизаторах используется несколько конусов. Рис. 8 для увеличения синхронизирующего крутящего момента, но они, по сути, такие же, как синхронизатор
типа Strut вне периода синхронизации.
— Синхронизирующая сила прикладывается мгновенно в начале периода синхронизации и остается постоянной на протяжении всего периода.
— Моменты сопротивления не зависят от скорости во всем задействованном диапазоне скоростей и поэтому остаются постоянными в течение всего периода синхронизации.
Эти допущения влияют на точность расчета по-разному, в зависимости от типа сдвига, то есть сдвига вверх или вниз.
предположение о том, что синхронизирующая сила применяется мгновенно в начале периода синхронизации, игнорирует эффект сопротивления масла в период между выключением текущей шестерни и соединением конусов. для сдвига вверх сопротивление имеет тенденцию к синхронизации элементов конуса, тогда как при сдвиге вниз сопротивление увеличивает дифференциальную скорость элементов конуса.поэтому теория предсказывает более короткое время синхронизации для переключений на более высокую передачу для заданного усилия рычага переключения передач.
Другое важное предположение, что динамический коэффициент трения остается постоянным в течение всего периода синхронизации, имеет наибольший эффект в начале синхронизации, когда протекторы
и канавки стеклоочистителя очищают поверхность от масла,
IJSER
Рис. 8 Многоконусная система.
Синхронизирующие крутящие моменты на отдельных конусах складываются для получения более мощного крутящего момента для данной нагрузки рычага переключения передач Рис.
Источник [5]
Рис. 9 Тип Porsche.
Шестерня раздельного синхронизатора обладает эффектом самообматывания и очень мощная. синхронизатор действует на внутренний диаметр. При автоматической синхронизации кольца освобождаются — Рис. Источник [5]
4.0 Характеристики синхронизатора
Традиционная теория переключения передач была хорошо задокументирована в нескольких технических документах, и читателю рекомендуется ознакомиться с ссылками [1], [2 ], [14] и [5].
Тем не менее, влияние на сбой в работе упрощающего предположения, использованного при выводе традиционной теории, суммируется
Упрощающие предположения, сделанные при выводе теории, следующие:
— Динамический коэффициент трения остается постоянным через
динамический коэффициент трения остается практически постоянным в рабочем диапазоне
скоростей и температур, обычно встречающихся при работе синхронизатора.Эффект этого предположения состоит в том, чтобы заставить теорию предсказывать более низкие уровни силы синхронизатора как для понижающих, так и для повышающих передач.
Более низкие температуры смазочного материала усиливают эффекты, описанные выше, поскольку более низкие температуры приводят к высокой вязкости масла, что, в свою очередь, увеличивает сопротивление коробки передач и время, необходимое резьбам и канавкам грязесъемника для очистки масла от конуса. поверхность.
Хотя нельзя ожидать, что теория даст точное предсказание абсолютной силы синхронизатора, необходимой для достижения заданного времени синхронизации, после того, как нефть будет удалена с поверхности, ее можно использовать для прогнозирования эффекта изменений геометрии. или коэффициент трения.
4,1 Что такое сбой в работе
Столкновение: происходит, когда конусы синхронизатора все еще имеют относительную скорость после того, как блокирующий механизм отошел в сторону, чтобы позволить шлицу муфты пройти
Жесткое переключение: происходит, когда расчетный крутящий момент синхронизатора не достигается во время синхронизация .. Либо существенная неисправность, либо это неправильная конструкция.
4.1.1 Столкновение
Столкновение происходит, когда конусы синхронизатора все еще имеют относительную скорость после того, как механизм подпорки сдвинулся в сторону, чтобы позволить
IJSER © 2013
http: // www.ijser.org
Международный журнал научных и инженерных исследований Том 4, выпуск 1Řǰȱ ŽŒŽ– ‹Ž› ȬŘŖŗřȱ
ISSN 2229-5518
1460
шлиц муфты для прохода. Симптомами столкновения является скрежет коробки передач во время переключения передач, вызванный столкновением зубцов муфты друг с другом. Различают полное столкновение, когда относительная скорость конусов высока, и частичное столкновение, когда относительная скорость конусов существенно снижается в результате их работы.
Общие причины столкновения:
Низкий момент трения между чашкой и конусом.
Высокий крутящий момент для перемещения муфты относительно синхронизирующих колец (индексирование).
Эксцентриковая нагрузка конусов.
Чрезмерное сопротивление после синхронизации.
Неблагоприятное увеличение допусков на компонентах или чрезмерный износ конуса, препятствующий зацеплению конусов.
4.1.2 Hard Shifting
Высокое усилие при переключении во время синхронизации происходит либо из-за значительного сбоя в работе, т.е.е. Расчетный крутящий момент синхронизатора не достигается, или его конструкция неверна.
Высокое усилие переключения после синхронизации может отличаться от небольшого крутящего момента
для данного коэффициента трения, но имеет большую тенденцию к заклиниванию, особенно если другие поверхностные факторы не контролируются жестко, то есть чистота поверхности, допуски на обработку. Чем больше угол конуса, тем меньше крутящий момент, но меньше вероятность заклинивания и более терпимо к изменению поверхностных факторов.
Производственные допуски для металлических конусов обычно составляют + / (-) 4 минуты; это может быть ослаблено, если один из элементов покрыт органическим или пластичным материалом, который имеет более низкий модуль упругости, чем металл.
Несоответствие угла конуса иногда вводится намеренно и может варьироваться от 2 минут для металлических конусов до 15 минут для конусов с органическим или пластиковым покрытием. Несовпадение углов обычно воспринимается как способ быстрого прилегания конусов, но мнения относительно его достоинств в предотвращении заклинивания конусов неоднозначны.
4..2 .2 Схема резьбы
Синхронизирующее кольцо обычно имеет резьбу. Назначение резьбы — обеспечить очищающие кромки, которые быстро удалят масло с сопрягаемой поверхности.Этому очищающему действию способствует спиральная природа резьбы, которая обеспечивает выход масла. Чем быстрее масло диспергируется из поверхности раздела трения, у
быстрее увеличивается синхронизирующий крутящий момент и тем короче более высокая нагрузка, вызванная чрезмерным трением муфты и ступицы, до тяжелых условий, когда полное зацепление может быть полученным. Это последнее условие может возникать либо на фасках штифтов или зубьев фиксатора, либо на единичных (индексирующих) фасках соединительных зубьев.
Если проблема возникает на скошенных кромках, возможные причины:
Чрезмерное сопротивление в коробке передач из-за работы в холодном состоянии.
Повреждение фаски или столкновение, которое снижает момент индексации.
Неблагоприятное увеличение допуска, ухудшающее индексацию.
Несовпадение углов фаски сруба.
Если проблема возникает на фаске зубьев муфты, возможными причинами являются:
Чрезмерное сопротивление в коробке передач из-за работы в холодном состоянии (высокая вязкость), натяг компонентов или сопротивление сцепления.
Повреждение фаски.
Заклинивание конуса.
Заклинивание конусов, когда конусы заедают или скручиваются после синхронизации. Это может произойти при микроскопической сварке или переносе металла на границе раздела конусов, отклонении кольца или неправильных углах конуса.
4,2 Влияние геометрии на работу синхронизатора:
4.2.1 Угол конуса
В общем, угол конуса синхронизаторов составляет от
12 градусов до 14 градусов.
Чем меньше угол конуса, тем больше время скольжения.
Резьба различается по шагу и поперечному сечению, но обычно составляет 40 резьбы на дюйм для бронзы и 20 резьбы на дюйм для конусов, покрытых молибденом, пластиком или органическим фрикционным материалом.
Форма поперечного сечения резьбы не имеет решающего значения, но она должна иметь чистую острую кромку, чтобы прорезать масляную пленку и соскребать ее с поверхности раздела, а также иметь достаточную глубину, чтобы обеспечить выход масла. Резьба с острыми гребнями быстро прорежет масляную пленку, но вызовет высокие нагрузки на поверхность и, как следствие, высокую степень износа, поэтому резьбу следует чистить и обрабатывать после нарезания, чтобы получить плоский гребень.
4.2.3 Осевые канавки
Осевые канавки обычно, но не всегда, нарезаются на резьбовые конусы и имеют важное влияние на производительность синхронизатора. Канавки способствуют диспергированию масла во время начального периода контакта, а затем помогают разрушить гидродинамическую масляную пленку.
Создание крутящего момента для конуса без осевых канавок будет длиннее и плавнее, чем для конуса с большим количеством канавок. Конусы с большим количеством бороздок имеют повышенную склонность к заклиниванию.
Важно, чтобы при формировании этих канавок на концах резьбы не оставалось заусенцев, которые могли бы привариваться к сопрягаемой поверхности или препятствовать выходу масла из резьбы.
Обычно рекомендуется формировать осевые канавки перед обработкой резьбы, чтобы края были под углом, чтобы уменьшить вибрацию инструмента при нарезании резьбы, и чтобы они были нарезаны
IJSER © 2013
http: // www. ijser.org
Международный журнал научных и инженерных исследований Том 4, выпуск 1Řǰȱ ŽŒŽ– ‹Ž› ȬŘŖŗřȱ
ISSN 2229-5518
1461
глубже, чем корень нитей.
4.2.4 Геометрия поверхности
Обработка поверхности конусов оказывает значительное влияние на динамический коэффициент трения, особенно во время приработки.
Конусы с шероховатой поверхностью имеют более высокий динамический коэффициент трения, чем конусы с гладкой поверхностью, как во время, так и после наплавки. Статический коэффициент трения менее чувствителен к изменению качества поверхности конусов.
Термин «чистота поверхности», применяемый к конусам синхронизатора, относится к форме и амплитуде шероховатости профиля в заданном направлении.профиль шероховатости в окружном направлении важен, потому что профиль с острыми выступами прорвет масляную пленку, что приведет к контакту металла с металлом конусов. Если материал сопрягаемого конуса мягкий, шипы будут стирать поверхность, в то время как если материал сопрягаемый конус жесткий, шипы отламываются, и произойдет абразивный износ.
Изготовленная отделка конуса должна быть как можно ближе к стабилизированной (т.е. полностью уложенной) отделке; чистота поверхности от 0.Обычно требуется 05-0.03 микрометра Ra.
Хороший контакт конических поверхностей важен для безаварийной работы, поэтому важно строго контролировать такие специальные присадки производителя, как:
Противозадирные присадки
Противоизносные присадки
Модификаторы трения
Коррозия ингибиторы
Ингибиторы окисления и т.
д.
Включение присадок, особенно первых трех, указанных выше, может значительно повлиять на коэффициент трения, как статического, так и динамического.
Противозадирные и противоизносные присадки могут предотвратить или уменьшить склонность конусов к заклиниванию. Модификаторы трения влияют как на статический, так и на динамический коэффициент трения.
4,4 Влияние материалов на работу синхронизатора
На комбинацию материалов для данного применения в основном влияют:
Достаточно высокое и постоянное значение динамического коэффициента трения
Устойчивость к заклиниванию конуса.
IJSER
допуски факторизации, такие как овальность, соосность и прямоугольность.В частности, плохой контакт приводит к неполному разрушению масляной пленки, высоким локальным контактным давлениям, снижению производительности и повышенной склонности к заклиниванию.
4.2.5 Углы фаски срубов
Крутящий момент, требуемый для индексации втулки относительно срезного кольца или штифта, согласовывается с крутящим моментом конуса за счет изменения угла фаски.
низкие углы фаски приводят к пробою до того, как произойдет синхронизация.
Сопряжение фаски срезки и втулки может существенно повлиять на стабильность переключения передач.Плохо совпадающие фаски могут привести к повреждению и усложнению переключения передач.
4.3 Влияние смазки на работу синхронизатора:
Вязкость смазки влияет на скорость, с которой масло стирается с поверхностей конуса в начальный период синхронизации . если резьба на синхронизирующем кольце не прорезает масло, требуемый момент трения может быть достигнут недостаточно быстро, чтобы предотвратить столкновение. Известно, что столкновения чаще возникают в холодных коробках передач, чем в горячих.
Вязкость смазки также влияет на момент сопротивления, который возникает в результате взбивания смазки. чем выше вязкость, тем больше крутящий момент сопротивления, который при низких температурах может стать значительным и вызвать резкое переключение передач или, в крайних случаях, предотвратить переключение.
4.3.2 Присадки:
Смазочные материалы для редукторов обычно состоят из базового минерального масла и
Комбинации материалов: Для наружного / внутреннего конуса почти всегда используется цементированная сталь с твердостью поверхности 60 по Роквеллу «C». , хотя конусы с молибденовым покрытием использовались с кольцами синхронизатора из спеченного железа или стали.Кольца синхронизатора, изготовленные из спеченного железа или стали, также использовались в приложениях, где коробка передач работает со смазкой SAE 20W / 50
(моторное масло).
Кольца синхронизатора обычно делятся на две категории; те, которые сделаны из высокопрочного материала, покрытого фрикционным материалом, и те, которые полностью сделаны из одного материала. Большинство колец синхронизатора производятся из одного из следующих сплавов на основе меди:
| Марганцевая бронза | Обычно кованые, высокопрочные |
Алюминиевая бронза | Обычно литье под давлением, хорошие свойства износа | |
| Кремний-марганцевая бронза | Хорошая прочность, хорошие износостойкость |
0 Текущие тенденции 
Но что стоит за механикой переключения передач? И с точки зрения водителя, как синхронизированная передача механической коробки передач соотносится с несинхронизированной передачей механической коробки передач?
Стратегия динамического скоординированного управления двигателем, двигателем и исполнительными механизмами в различных переходных состояниях с учетом подробных этапов работы синхронизатора в процессе переключения передач HEV впервые предлагается новаторски в соответствии с современными ссылками.Результаты стендовых и реальных дорожных испытаний показывают, что предложенная стратегия управления может значительно улучшить качество переключения передач по всем оценочным показателям.
Кроме того, он может вносить изменения в традиционные трансмиссии. Поэтому он более широко используется в легковых автомобилях, особенно в гибридных и чисто электрических транспортных средствах [2].