Что такое синхронизаторы в коробке передач: как работает и почему ломается — Автоблог 24premier.ru

Содержание

Принцип работы синхронизатора коробки передач

При включении передачи (передвижения муфты (2)) сухарики (6) [рис. 1, а)] своей торцевой поверхностью нажимают на одно из блокирующих колец (7) и перемещают его. Конусная поверхность блокирующего кольца входит в соприкосновение с конусной поверхностью колеса первичного вала (либо шестерни (3) III передачи).

Рис. 1. Синхронизатор коробки передач автомобиля ГАЗ-53.

а) – Устройство синхронизатора:

1) – Вилка;

2) – Муфта;

3) – Шестерня;

4) – Ступица;

5) – Пружины;

6) – Сухарики;

7) – Блокирующие кольца;

8) – Зубчатый венец;

б) – Схема сил, действующих при работе синхронизатора.

Чтобы включить передачу, необходимо ввести в зацепление зубья муфты (2) с зубьями венца внутреннего конуса. Вначале зубья приходят в соприкосновение с зубьями кольца (7). На торцевой поверхности зубьев имеется скос под углом (β). Так как скорости вала и шестерни, которую надо с ним соединить, не равны, на скошенных поверхностях в процессе соприкосновения возникают силы, препятствующие осевому продвижению муфты (2).

На [рис. 1, б)]:

(N) – нормальная реакция;

(T_c) – окружная сила от момента трения между коническими поверхностями синхронизирующего кольца и зубчатого колеса включаемой передачи;

(P) – сила, препятствующая включению передачи;

(F) – сила трения.

Подобрав значение угла (β), можно добиться, чтобы передачу невозможно было включить до тех пор, пока не исчезнут силы инерции, то есть пока не выровняются угловые скорости шестерни и вала. После выравнивания скоростей шестерни и вала требуется, чтобы зубья муфты (2) полностью вошли в зацепление с зубьями кольца (7) и через них с зубьями (8) шестерни. Для этого необходимо повернуть кольцо на некоторый угол до исчезновения зазора (δ). Усилие возврата кольца (7) в исходное положение зависит от угла (β). Чем меньше данный угол, тем легче повернуть кольцо. Этими соображениями руководствуются при определении угла (β).

Для выдавливания с конических поверхностей трения масла и создания максимальной силы трения на конусной поверхности колец (7) нарезана мелкая резьба, через которую при прижатии кольца к конусу включаемого зубчатого колеса масло вытекает наружу.

17*

Синхронизатор механической КПП, его неисправности и порядок замены

Синхронизатор в МКПП – что это за деталь?

Для сцепления шестерен зубцами в конструкции КПП имеются подвижные муфты, которые сближают их друг с другом. Но при помощи муфт нельзя добиться, чтобы шестерни начали вращаться с одной и той же скоростью, а без этого они не войдут в сцепку друг с другом плавно и без биения. Для уравнивания скоростей торцы шестерни обточены в конической форме, а между нею и муфтой размещается синхронизатор – латунное кольцо с прямоугольными зубцами по одному краю.

Как работает синхронизатор?

При переключении передачи происходит следующее. Муфта сближается с шестерней, но вначале соприкасается с синхронизатором и, продвигаясь дальше, прижимает его к колесу шестерни. Благодаря силе трения шестерня начинает вращаться быстрее либо притормаживать, в зависимости от скорости вращения муфты. Как только скорости вращения шестерни, муфты и синхронизатора выравниваются, они становятся неподвижными относительно друг друга.

В то же время поступательное движение муфты, продвигающей шестерню в сторону второй шестерни, не прекращается. Сцепление зубцов происходит плавно, без толчков и посторонних звуков, так как скорости их вращения были предварительно уравнены.

Неисправности синхронизатора МКПП

При неполадках с переключением скоростей в первую очередь следует проверить надежность сцепления. Но если оно функционирует без нареканий, не исключено, что проблема кроется в деформации блокирующего кольца или в сильном износе конической поверхности шестерни. Нельзя исключать и возможность износа или поломки муфты выключения. Признаком этого является самопроизвольное выключение передачи во время движения. Если же переключение скоростей происходит с затруднением, значит, наиболее вероятна поломка либо износ синхронизатора.

Замена синхронизатора в механической КПП

Чтобы заменить синхронизатор в МКПП, придется демонтировать коробку с машины и полностью разобрать ее, предварительно слив масло.

Процесс замены синхронизатора выполняется в следующем порядке.

Очистите от грязи корпус МКПП.
Демонтируйте кронштейн, предназначенный для троса сцепления.
Снимите крышку, отвернув крепежные гайки.
Отверните болт вилки и передвиньте муфту вниз таким образом, чтобы ее шлицы оставались сцепленными с шестерней.
Включите верхнюю передачу.
Снимите крепеж первичного вала. Это потребует достаточно серьезного физического усилия.
Аналогичным образом освободите вторичный вал.
Приподнимите шестерню, снимите ее одним блоком с синхронизатором и вилкой. При этом муфта не должна сойти со ступицы. Желательно отметить положение муфты мелом или карандашом.

Извлеките синхронизатор, установите новую деталь, обработайте ее смазкой.
Соберите КПП в порядке, обратном разборке.

Если все сделано верно, проблема устраняется заменой синхронизатора. Однако неопытным автовладельцам не рекомендуется выполнять замену самостоятельно, так как ошибки в сборке могут привести к необходимости замены уже всей КПП. Обратитесь в специализированный сервис mkpp-remont.ru — опытные мастера произведут ремонт в течение одного дня.

Для чего нужны синхронизаторы коробки передач?

Большая часть коробок передач, устанавливаемых в современных автомобилях, синхронизированы, что означает следующее: регулирование частоты поворотов шестерней предшествует изменению скорости на транспортном средстве с такой коробкой передач. Исходя из этого, можно сделать вывод о том, что за выполнение указанного действия несут специальные синхронизирующие приборы.

Устройство синхронизатора

Синхронизатор КПП в сборе

Здесь важно объяснить, что такое синхронизатор. Специалист ответит, что синхронизатор КПП это устройство, дающее возможность изменять скорость перемещения более плавно и менее заметно как для человека, управляющего авто, так и для людей, которые размещаются внутри салона. В этом заключается основное назначение синхронизатора. Также синхронизатор коробки передач полезен продлением срока полезного использования МКПП, сокращением уровня шумов в процессе изменения скоростей.

Данные свойства говорят о следующем: работа синхронизатора приносит пользу автомобилю, поэтому современные водители нередко приобретают его для монтажа в КПП. Обратитесь к специалистам, чтобы установить нужную и полезную вещь.

Схема синхронизатора

Стрелкой указано положение синхронизатора

Основа полезного прибора — это сила трения на период уравнивания скорости автомобиля. Количественный показатель этой величины становится больше при увеличении разницы между двумя величинами: частотой движения шестеренок и вала. Данное условие соблюдается лишь в том случае, если площадь двух соприкасающихся поверхностей увеличивается. На практике это обеспечивается за счет дополнительных приспособлений, вводящихся в устройство. Здесь речь идет о специализированных кольцах.

Синхронизирующий прибор включает в свой состав следующие приспособления:

Муфта, выступающая в качестве связующего элемента, который объединяет вал и шестеренки. Она призвана обеспечивать прочное объединение отдельных деталей коробки передач. Муфта синхронизатора устанавливается выше ступицы и представляет собой насадку. Внутри приспособления находятся небольшие выемки с проточенным участком, сделанным под параметры колец. В проточенных участках располагаются сухарные выступы. Наружной стороной муфта соединяется с трансмиссионной вилкой.
Колесная ступица, которая является конструктивной базой. Данная деталь оснащена шлицами, которые находятся внутри и снаружи. Они нужны для обеспечения соединения с другими элементами. Это позволяет ступице передвигаться по оси согласно выбранной траектории. На её окружности на равном расстоянии находятся несколько пазов, в каждом из которых находятся сухари. Они нужны для обеспечения взаимодействия с блокирующим кольцом. В процессе синхронизации и активации какой-либо скорости, выполняется блокирование муфты.

Кольцо блокировки. Для чего оно нужно? Прежде всего, для своевременной и верной синхронизации. Основное назначение заключается в блокировке несвоевременного замыкания муфты, когда скорость движения шестеренок и вала еще не достигли идентичных значений. Внутренняя поверхность данного элемента устроена таким образом, чтобы обеспечивать эффективное взаимодействие с шестереночным конусом. За счет углублений, находящихся на внешней стороне, блокируется функционирование муфты.
Шестеренки с фрикционным конусом.

В коробке передач устанавливаются разные кольца, которые будут отличаться по конструкции.

Для оптимизации сил, растрачиваемых приспособлением на изменение передачи, требуется сделать поверхность соприкосновения больше. Для этого были созданы синхронизаторы автомобильных коробок передач, снабженные несколькими конусами со вспомогательными блокировочными кольцами.

Работа синхронизатора механической коробки передач

Если вы решили установить данное приспособление в свое авто, то должны узнать, как работает данное изделие. Принцип работы синхронизатора КПП заключается в следующем: когда переключатель зафиксирован в положении «нейтраль», то муфты прибора находятся в среднем положении. При этом передача мощности сквозь них совершенно исключена, а шестеренки, расположенные на главном валу, не создают препятствий к совершению вращательных движений.

Принцип работы синхронизатора

Если водитель решает изменить скорость, то муфта моментально передвигается и принимает положение, идентичное тому, которое занимают шестеренки. Это сопровождается переменой расположения сухарей, оказывающих влияние на блокирующее кольцо синхронизатора. В итоге кольцо укладывается вплотную к шестереночному конусу. Сила трения, создающаяся при соприкосновении поверхностей, приводит к тому, что кольцо внутри синхронизатора начинает проворачиваться до того самого момента, пока сухари не станут в упор с пазами.

Ремонт синхронизатора

Никто не может гарантировать, что устройство не выйдет из строя. В таком случае возникает необходимость в его незамедлительной починке. Сразу следует отметить, что работа синхронизатора не имеет прямого отношения к функционалу сцепления, следовательно, нет никакой необходимости в замене. Если вас беспокоит какая-либо проблема, с ней следует обратиться к официальному продавцу автомобилей данной марки. Если у вас есть достаточные знания и практические навыки, то можно попытаться провести регулировку без посторонней помощи.

В некоторых случаях ситуацию может исправить только замена синхронизатора. Эта процедура проводится в несколько этапов:

Отсоедините коробку передач от прочих деталей.
Очистите все поверхности от посторонних частиц.
Снимите кронштейн.
Разъедините вилку коробки от КПП, открутив гайку, скрепляющую эти элементы.

Установка нового и исправного приспособления производится в обратном порядке. Опытный мастер поменял бы устройство за считанные минуты.

Источник

Еще никто не прокомментировал новость.

Синхронизатор коробки передач ваз 2109

Автор admin На чтение 4 мин. Просмотров 910

О назначении КПП известно любому, кто хоть однажды сидел за рулем авто. Однако как ее устройство, так и принцип работы зачастую остаются для многих тайной. В общем-то, это может быть и правильно, во всяком случае, такой подход имеет право на существование, тем не менее, не занимаясь подробным изучением коробки, стоит коснуться такого ее элемента, как синхронизатор.

Для чего нужны синхронизаторы КПП

Механическая КПП изменяет крутящий момент, поступающий от ДВС к колесам автомобиля, для чего используются различные шестеренки, располагающиеся внутри коробки. Устройство такого механизма, а также как все это выглядит, помогает понять приведенный ниже рисунок:

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. Его изменение приводит к изменению величины передаваемого на колеса момента. Таким образом, работает любая МКПП, в том числе и на ВАЗ 2109.

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. Водители со стажем помнят, что раньше, до того, как в конструкции КПП стали применяться синхронизаторы, при переключении скоростей приходилось использовать специальные приемы. 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.

При переключении с высшей на низшую передачу использовался двойной выжим, да еще и с перегазовкой. При этом выжималось сцепление, КПП переводилась на нейтралку, сцепление отпускалось, слегка нажималась педаль газа, что приводило к выравниванию угловых скоростей шестеренок, а после этого опять отжималось сцепление, после чего включалась передача.

Как видно из приведенного описания действий водителя, такое переключение достаточно утомительно и занимает длительное время. Вот синхронизатор и позволил значительно упростить всю это процедуру.

Работа синхронизатора коробки передач

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:

шум при работе КПП;
затрудненное включение передач;
самовыключение передач.

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.

Мне нравится1Не нравится

Что еще стоит почитать

Синхронизатор коробки передач — что это такое?

В современном мире практически все роботизированные коробки передач, а также механические коробки передач являются синхронизированными. В коробках такого типа для того, чтобы произвести включение передачи, необходимым условием является процесс выравнивания частоты вращения шестерни в вала. Уже из названия процесса синхронизации можно узнать, что устройством, посредством которого совершается данное действие является синхронизатор.

Помимо того, что он обеспечивает плавное переключение передач синхронизатор способствует снижению износа механического соединения. Также, данное устройство значительно уменьшает шум при непосредственном переключении передач. Это, в свою очередь, может послужить увеличителем срока службы самой коробки переменных передач.

В современном легковом автомобиле устройствами синхронизаторов оборудуются все передачи коробки переменных передач. К этому же разряду «необремененных» относится и передача заднего хода. Принцип действия устройства синхронизатора является достаточно простым, а его базисную основу составляет сила трения при выравнивании скорости. Чем разница в частотах вращение шестерни и вала выше, тем больше величина силы трения для их синхронизации должна быть. Важно знать, что данное условие выполняется посредством увеличения площади соприкасающихся поверхностей. Так, данная процедура модернизируется с помощью установки дополнительных фрикционных колец.

1. Как устроен синхронизатор коробки передач?

Основными элементами синхронизатора являются: ступицы с сухарями, муфта включения устройства, блокирующее кольцо, а также шестерни, которые имеют фрикционный конус. Важно заметить, что в конструкционной составной коробки переменных передач за две передачи (в данном случае – шестерни) будет отвечать и обслуживать их один синхронизатор. По своей сути синхронизатор имеет в своем арсенале определенную конструктивную основу – ступицу. Данное устройство имеет как наружные, так и внутренние шлицы. При помощи такого рода внутренних шлицев все устройство ступицы имеет непосредственное соединение с вторичным валом коробки переключения передач. В таком случае данное устройство – ступица – имеет возможность перемещения по оси, то есть, перемещается по вторичному валу в разные стороны. Наружное устройство шлиц отвечает за соединение ступицы с муфтой включения.

Под углом в 120 градусов по периметру всей окружности ступицы выполнены три паза, которые, в свою очередь, включают в себя подпружиненные сухари. В самом устройстве синхронизатора сухари имеют непосредственное нажатие на блокирующие кольца при переключении и включении передач. Так происходит блокировка муфты в процессе синхронизации.

Муфта синхронизатора, или, как называют данное устройство в просторечии, муфта синхронизатора производит обеспечение жестокого соединения шестерни и самого вала. Так, сама муфта насажена на ступицу, при этом, имеет в своем арсенале шлицы внутренние. На шлицах же существует определенная кольцевая проточка, которая служит для расположения выступов сухарей. Снаружи синхронизаторная муфта имеет прямое соединение с вилкой коробки переключения передач. Обеспечение синхронизации происходит посредством обеспечения блокирующего кольца. Помимо этого данное устройство препятствует замыканию муфты непосредственно до момента выравнивания шестерни и скоростей вала. Со стороны внутренней блокирующее кольцо сделано с конической поверхностью. Это связано с тем, что данная деталь имеет прямое взаимодействие с фрикционным конусом шестерни. Извне шлицы присущи и блокирующему кольцу. С помощью такого рода шлицов производится скоропостижная блокировка включения муфты.

На поверхности торцевой у блокирующего кольца, со стороны, где расположена тупица существуют, как уже упоминалось, три паза с сухарями ступицы. Данные детали системы препятствуют тому, чтобы кольцо прокручивалось при соприкосновении с конусом фрикционным. Именно в данные детали упираются сухари. Размер такого рода пазов составляет значение, которое выше размера сухарей в полтора раза. В отдельных конструкционных моделях синхронизаторов происходит наоборот, так как выступы выполнены на самом блокирующем кольце, а уже в ступице находятся пазы.

Для того чтобы производить увеличение соприкасающейся поверхности, а также чтобы снизить усилие при переключении передач следует применять многоконусные синхронизаторы. Так, такие устройства имеют два и три конуса. Например, в синхронизаторе, который имеет три конуса, кроме того, что существует наружное блокирующее кольцо, существуют еще и промежуточные кольца, а также внутренние кольца. Для того, чтобы произвести предотвращение проворачивания непосредственно на самих кольцах сделаны определенные выступы, которые производят фиксацию в пазах шестерни, а также блокирующего кольца.

Исходя из вышеуказанного можно разобраться, что в синхронизаторе, который имеет три конуса существует и три поверхности трения: между внутренним кольцом и конусом шестерни, а также между промежуточным кольцом и внутренним кольцом, и между блокирующим кольцом и промежуточным кольцом. Напрямую в зависимости от конструктивной составной в одной коробке переключения передач могут сосуществовать синхронизаторы, которые имеют разное количество конусов.

2. Принцип работы синхронизатора КПП – что же происходит под капотом?

В том положении, когда рычаг коробки переменных передач нейтрален, сами муфты устройства синхронизатора располагаются в положении среднем, поток мощности не передается вообще, а шестерни, которые находятся на валу ведомом вращаются свободно. При непосредственном переключении и включении передач вилка производите перемещение муфты синхронизатора из положения среднего в положение за направлением шестерни.

Помимо того, что сдвигается муфта, происходит сдвиг сухарей, который имеют прямое воздействие на блокирующее кольцо. Само кольцо прижимается к конусу шестерни. На самой же поверхности возникает сила трения, вследствие которой происходит проворачивание кольца аж до упора сухарей в пазах кольца. Важно знать, что в таком случае происходит ступор кольца именно от проворачивания. В данном положении блокирующее кольцо выполняет свою основную функцию – оно препятствует дальнейшему продвижению по оси вала муфты синхронизатора. Вследствие этого все торцы шлицев, которые располагаются на блокирующем кольце напрямую становятся против всех торцов шлицев муфты.

После всего этого, под определенным воздействием сил трения, собственно говоря, и происходит синхронизация скоростей ведомого вала и шестерни. После того как все скорости были уровнены, из-за нажима шлицев муфты происходит проворачивание блокирующего кольца в противоположную сторону. Посредством данной процедуры происходит снятие блокировки муфты, вследствие чего все шлицы муфты производят свободный проход для зацепление с шестерным венцом. После чего и происходит очень жесткое соединение вала вторичного коробки переменных передач и самой шестерни.

Несмотря на то, что процесс включения и переключения передачи, процесс синхронизации включает в себя огромное количество небольших процедур, проходят доли секунды, после чего устройство приводится в действие (включается скорость).

3. Синхронизатор КПП – поломки и замена.

Важно заметить, что большинство неполадок, которые возникают в коробке переключения передач, вызваны проблемами с устройством сцепления. Основными отличительными характеристиками являются: работа системы с неточностью, запозданием, упрямством. Конечно же, само устройство синхронизатора не имеет и доли вины в этом. Так, первым делом необходимо обратиться в проверенную мастерскую. Помимо этого, можно произвести самостоятельную регулировку сцепления.

Но что же предпринять, если устройство сцепления находится в полном порядке? Нужно попробовать заострить внимание на следующих составных. При хрусте или непонятном для автомобилиста шуме происходит деформация блокирующего кольца. При тех же особенностях может произойти износ конической поверхности. Если выключение передач производится самопроизвольно, то скорее всего причина неисправности заключается в износе устройства шестерни. Помимо этого проблемы могут касаться муфты выключения. Если же происходит затрудненное переключение передач, значит произошел износ устройства синхронизатора.

Замена устройства синхронизатора в коробках переключения передач может выполнятся в несколько этапов. Первым делом следует снять саму коробку передач, после чего произвести ее полную очистку от грязевых волокон. После этого нужно снять кронштейн троса сцепления. Это производится в два хода: сначала нужно открутить 4 гайки, посредством которого закреплена крышка, и произвести снятие крышки. После этого необходимым действием будет снятие болта крепления вилки у пятой передачи. Необходимо включить ее, то есть муфту синхронизатора переместить вместе с вилкой вниз.

Важно делать это так, чтобы у муфты шлицы были в сцепке с шестерней. Вследствие проделанной процедуры возникает необходимость во включении третьей или четвертой передачи. После этого нужно снять гайку, которая крепит вал первичный. Чтобы произвести хотя бы минимальный сдвиг с места данной детали, нужно будет приложить огромное количество усилий, так как сама гайка была затянута с огромным моментом. Такую же процедуру нужно произвести с той гайкой, на которой крепится вторичный вал.

В заключение всего необходимо приподнять шестерню ведомую у пятой передачи, вместе с вилкой вала вторичного и синхронизатором снять ее. Важно отметить, что процедуру нужно проводить под определенным контролем муфты, чтобы она не сошла со ступицы. Новый синхронизатор устанавливается в полностью обратном порядке, хотя может потребовать определенной внимательности и точной последовательности всех вышеуказанных рекомендованных действий.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Зачем нужен синхронизатор коробки передач

Опубликовано:

05. 05.2016

Задача коробки передач очень проста — менять частоту вращения между коленвалом двигателя внутреннего сгорания, или первичным валом самой коробки, что одно и то же, так как их частота одинакова, и карданом, усилие от которого впоследствии через определённые промежуточные механизмы приводит во вращение колёса автомобиля. За счёт разности диаметров и, соответственно, количества зубьев больших и малых шестерён, установленных на первичном, а также вторичном валах коробки, можно выбирать соотношение, с которым будут вращаться колёса относительно двигателя. То есть этот принцип существует в механизме скоростей горного велосипеда, где в зависимости от изменения пар работающих в зацепление шестерён меняется скорость вращения колёс.

Шестерни крутятся всегда и все, только синхронизатор коробки передач задействует нагрузку на определённые им пары скоростей: первая, вторая, третья, четвёртая, пятая, задний ход и так далее. От коленвала двигателя через сцепление крутящий момент подаётся на первичный вал, где через синхронизатор соединяет соответствующую пару передач и вращение передаётся дальше. У переднеприводных автомобилей через шарниры равных угловых скоростей момент передаётся на ступицы передних колёс. У заднеприводных автомобилей через промежуточный карданный вал, закреплённый снизу днища на подвесных подшипниках, крутящий момент получает главная передача, расположенная на заднем мосту. При помощи удара вращение получают задние колёса.

Принцип работы синхронизатора коробки передач

Работа синхронизатора коробки передач позволяет системе трансмиссии вращаться с одной скоростью. Переключение шестерён муфтами синхронизатора предохраняет зубья, но удар на себя принимают зубья муфты. Удар происходит из-за того, что скорость вращения валов неодинакова, другими словами, валы не синхронизированы. Если скорости вращения вторичного вала с шестернями какой-нибудь из передач уровнять, то она будет включаться легко и бесшумно. Это можно сделать, используя силу трения.

Если на одном из валов закрепить конус, а на другом конические передачи, при их соприкосновении трение будет подгонять отстающий вал, тормозя обгоняющий, а валы будут вращаться с одинаковой скоростью. Коническое кольцо изготовлено с заострёнными зубьями, имеет несколько видов механической обработки, позволяющей бесшумно выполнять свою функцию в трансмиссии весь период эксплуатации. Помимо этого, благодаря пористой структуре внутренней поверхности скользит по валу, что позволяет удерживать смазку, тем самым улучшая скольжение и увеличивая период службы детали. Вращение двух независимых систем с одинаковой скоростью называется синхронным. Механизм, который выравнивает скорость вращения шестерни и вала называется синхронизатором. Работа синхронизатора позволяет легко включать передачи одним движением, а это сохраняет зубья муфт.

На труднопроходимых, извилистых дорогах, в условиях оживлённого городского движения водителю приходится часто переключать скорость, синхронизация которой значительно улучшает процесс, облегчая его. Синхронизатор переключается системой рычагов и вилок, передвигаясь по валу, обслуживает, соединяя находящиеся по бокам от него шестерни в соответствующие пары передач с шестернями вторичного вала.

Все узлы переключения синхронизаторов разработаны таким образом, чтобы эффективно и долговечно обслуживать, передавая создаваемый двигателем внутреннего сгорания крутящий момент соответственной мощности. Наиболее нагруженным узлом, подверженным нескольким видам циклических колебаний и износов, является сцепление. Фрикционные накладки, взаимодействуя при помощи сил трения, создают зацепление с маховиком двигателя, при этом также применена прижимная сила пружин и лепестков корзины сцепления, то есть в процессе прижимания синхронизируется мотором и первичным валом коробки переменных передач. Материал же фрикционных накладок подобран таким образом, чтобы обеспечить наилучший коэффициент сцепления с материалов маховика, которым является чугун.

Виды износов шестерён синхронизаторов и обслуживание коробки передач

От постоянного соприкосновения между подвижными частями шестерён возникают силы трения, а также ударные силы при непосредственном вхождении в зацепление зубьев. Всё это в процессе эксплуатации приводит либо к естественному износу деталей, либо к аварийному износу. Естественный износ шестерён и подшипников вызывает характерный шум в работе узла, по которому, не разбирая коробки передач, зачастую возможно определить его причину.

Аварийный износ происходит реже, но его последствия в виде неожиданного, резкого разрушения зубьев шестерён, подшипников, помимо характерных звуков, приводит к невозможности дальнейшей эксплуатации без разборки и ремонта автомобиля в целом. Принцип работы синхронизатора коробки передач основан на том, что при эксплуатации основным критерием его обслуживания является качество используемой смазки. На периодичность её замены влияют некоторые факторы, такие как состояние дорог, загруженность автомобиля, а при усреднённых режимах эксплуатации — пробег.

Синхронизационные кольца, как и остальные подвижные детали, подвержены процессам износа. Признаками неисправной работы синхронизаторов может служить хруст при переключении скоростей. Внутренний износ колец, а также увеличение пятна контакта зубьев детали, возникающими от ударов при вхождении в зацепление, вследствие постоянного взаимодействия с шестернями, приводят к заеданию механизма синхронизации, что в целом ухудшает работу коробки перемены передач. В таких случаях замена синхронизаторов восстанавливает до необходимого уровня управляемость систем переключения пар по всем передачам. Современные металлизированные смазки обеспечивают повышенную защиту от износа зубчатых колёс, подшипников и так далее. Нам было бы очень интересно узнать ваше мнение по этой теме.

Синхронизатор — это… Что такое Синхронизатор?

Синхронизатор

автомобильный, устройство для безударного и бесшумного включения шестерён в коробке передач (См. Коробка передач) легковых и грузовых автомобилей. Действие С. основано на предварительном уравнивании угловых скоростей ведомого вала коробки передач и зубчатых колёс, связанных с ведущим валом благодаря трению между деталями, вводимыми в зацепление.

С. состоит из каретки, скользящей по шлицам ведомого вала коробки передач, и обоймы, соединяющей два фрикционных кольца, имеющих конические внутренние поверхности. Трение между конусными поверхностями шестерни и фрикционного кольца муфты вызывает выравнивание скорости их вращения, после чего передача безударно включается.

Применение С. для всех ступеней коробки передач (кроме заднего хода) обеспечивает лёгкость включения шестерни, исключает опасность скалывания зубьев и увеличивает срок службы коробки передач.

Синхронизатор: 1 — обойма; 2 — муфта с выточкой для вилки переключения передач; 3 — штифт; 4 — каретка; 5 — фрикционные конусные кольца; 6 — пружина фиксатора.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Синонимы:

Синтаксис
Синхронизация

Смотреть что такое «Синхронизатор» в других словарях:

Синхронизатор — устройство для синхронизации: Синхронизатор (фотография) устройство, обеспечивающее одновременное срабатывание затвора фотоаппарата и вспышки студийного освещения. Синхронизатор (автомобиль) устройство, необходимое для плавного,… … Википедия
СИНХРОНИЗАТОР — СИНХРОНИЗАТОР, синхронизатора, муж. (тех.). Приспособление, создающее синхронное действие чего нибудь. Синхронизатор пулемета на самолете (связывает пулемет с мотором для регулирования выстрелов с тем, чтобы пули не попадали в лопасть воздушного… … Толковый словарь Ушакова
синхронизатор — синхронизирующее устройство; сельсин Словарь русских синонимов. синхронизатор сущ., кол во синонимов: 1 • сельсин (3) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин … Словарь синонимов
СИНХРОНИЗАТОР — СИНХРОНИЗАТОР, а, муж. (спец.). Механизм, устройство, обеспечивающее синхронное действие чего н. С. звука и изображения (в кино, телевидении). Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
Синхронизатор — (от греческого s(y)nchronos одновременный) в авиационном стрелковом оружии механизм, обеспечивающий возможность стрельбы из авиационных пулемётов (пушек) через плоскость вращения воздушного винта. Синхронизация стрельбы и вращения винта… … Энциклопедия техники
синхронизатор — Узел электронного блока, задающий частоту следования импульсов возбуждения и согласующий по времени работу всех других электронных узлов. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения… … Справочник технического переводчика
СИНХРОНИЗАТОР — (1) автомобильный устройство в коробке передач с постоянным зацеплением шестерён для безударного и бесшумного переключения передач за счёт полного выравнивания угловых скоростей соединяемых деталей; (2) С. звука устройство для синхронизации звука … Большая политехническая энциклопедия
синхронизатор — устройство, посредством которого осуществляется синхронизация (напр , устройство для безударного переключения шестерен в коробке передач автомобиля, устройство для автоматического включения двух синхронных электрогенераторов, устройство для… … Словарь иностранных слов русского языка
синхронизатор — sinchronizatorius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. lock unit; synchronizer; timer; timing device; timing mechanism; timing unit vok. Synchronisator, m; Synchronisiereinrichtung, f; Synchronisiergerät, n rus. синхронизатор, m;… … Automatikos terminų žodynas
синхронизатор — sinchronizatorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. synchronizer vok. Synchronisator, m; Synchronisiergerät, n rus. синхронизатор, m pranc. synchronisateur, m; synchroniseur, m … Fizikos terminų žodynas

Синхронизированная ручная трансмиссия, определяемая

Синхронизированные механические коробки передач широко используются во всем мире как в коммерческих, так и в легковых автомобилях, хотя в Северной Америке они менее распространены. Эти трансмиссии содержат сложный набор компонентов и материалов, которые обеспечивают более длительный срок службы и лучшие характеристики при использовании правильной специальной смазки.

Механические коробки передач бывают двух основных типов: синхронизированные и несинхронизированные. Несинхронизированные трансмиссии требуют ручной синхронизации, которая зависит от навыков водителя при каждом переключении передач, чтобы синхронизировать скорости передачи, особенно при переключении на пониженную передачу.Несинхронизированные трансмиссии обычно встречаются только в автоспорте или тяжелых коммерческих транспортных средствах. Североамериканские тяжелые грузовики обычно оснащаются несинхронизированными механическими коробками передач, тогда как европейские производители грузовиков предпочитают синхронизированные механические коробки передач.

Синхронизатор работает именно так, как следует из названия. Он выравнивает свою скорость со скоростью следующей включенной передачи, обеспечивая плавный выбор без скручивания. Современные синхронизированные механические коробки передач относятся к разновидности «постоянного зацепления».Это означает, что холостые (свободно вращающиеся) шестерни на главном валу находятся в постоянном зацеплении с соответствующим набором шестерен, обработанных как единый компонент и образующих второй «промежуточный вал».

Самая распространенная конструкция синхронизатора — это тип «конусная муфта» или «блокирующее кольцо». Обычно шестерни расположены на главном валу попарно; например, первая и вторая передачи находятся рядом, а также третья и четвертая. Между каждой парой находится блок синхронизатора, прикрепленный к валу. Двумя ключевыми компонентами в блоке синхронизатора являются муфта и «блокирующее» или «синхронизирующее» кольцо.Передачи выбираются с помощью втулки, которая может перемещаться в любом направлении с помощью механизма переключения передач. Когда водитель выбирает первую передачу, втулка переходит на первую передачу и фиксируется на зубьях включения шестерни (также известных как «собачки»). Затем шестерня эффективно блокируется на главном валу, и привод включается. Когда водитель выключает сцепление и выбирает вторую передачу, муфта движется в обратном направлении, отменяя выбор первой передачи и таким же образом выбирая вторую.

Однако, прежде чем втулка сможет зафиксироваться на каждой передаче, необходимо синхронизировать скорость как втулки, так и шестерни. Это достигается блокирующим кольцом (синхронизатором), одно из которых находится между синхронизатором и каждой шестерней. Внутренняя поверхность кольца имеет коническую форму и располагается над конусом на поверхности шестерни из закаленной стали с захватывающим действием, когда происходит переключение. По мере того, как поверхности этой рукоятки «конусной муфты», скорость вращения шестерни синхронизируется со скоростью вращения втулки синхронизатора, и выбор передачи может быть завершен.

Эти кольца-блокираторы традиционно изготавливались из латуни; внутренняя коническая поверхность была покрыта мелкими канавками для лучшего сцепления с поверхностью конуса шестерни.В более старых трансмиссиях синхронизация начинает давать сбои (что приводит к хрусту шестерен), когда внутренняя поверхность этих блокирующих колец значительно изнашивается и их способность захватывать шестерню снижается.

Более ранние или более ранние или более базовые синхронизированные механические трансмиссии оснащены одним блокирующим кольцом, или «синхронизатором», на каждую шестерню. Однако трансмиссии последнего поколения теперь оснащены синхронизаторами с двойным или тройным конусом на нижних передачах, чтобы облегчить переключение передач и сократить фазу синхронизации.Улучшилась и технология материалов. Латунь заменяется материалами на основе молибдена в коммерческих транспортных средствах, композициях агломерата, фенольных смолах в Японии и углеродных материалах. Каждый выбирается из-за его характеристик износостойкости и трения.

Синхронизаторы грузовых и легковых автомобилей работают по схожим принципам, но выбор материалов отражает тот факт, что трансмиссии грузовых автомобилей должны передавать гораздо более высокий крутящий момент. Типичное синхронизирующее кольцо для тяжелых условий эксплуатации может быть изготовлено из стали, покрытой молибденом или углеродом, с допустимым крутящим моментом до 18 000 Нм (13 276 фунт-футов).

Хотя процесс синхронизации может показаться простым, с технической точки зрения он состоит из девяти различных этапов. Это:

1. Расцепление
2. Нейтраль
3. Обострение нейтрали
4. Предсинхронизация
5. Синхронизация
6. Синхронизация
7. Блокирующая разблокировка
8. Контакт зубчатого зацепления
9. Полное зацепление

Смазка синхронизаторов — задача сложная. Очевидно, что существует необходимость предотвращения износа, но стопорные кольца синхронизатора по-прежнему должны создавать достаточное трение для выполнения синхронизации.Эта же смазка также должна защищать подшипники и уплотнения и противостоять деградации в условиях все более продолжительных периодов замены. Он также должен выдерживать более высокие температуры, вызванные уменьшением воздушного потока из-за улучшенной аэродинамики транспортного средства и повышенной плотности энергии, типичной для современных высокопроизводительных силовых агрегатов.

Учитывая долгий и тяжелый срок службы синхронизаторов и их механическую сложность, становится легче понять важность использования правильной жидкости. Ошибки при техническом обслуживании, сокращающие срок службы механической коробки передач, включают заливку моторного масла или даже жидкости для автоматической коробки передач (ATF).

Специальные жидкости для механических трансмиссий (MTF) обеспечивают лучшую защиту от износа и точечной коррозии. Они сочетают в себе высокую термостойкость с высоким уровнем защиты шестерен и подшипников, и они индивидуально разработаны, чтобы адаптироваться к поведению различных материалов синхронизатора. Технологии присадок и модификаторов вязкости могут быть адаптированы в процессе проектирования для соответствия индивидуальным спецификациям OEM, чтобы обеспечить жидкость, которая функционирует как неотъемлемый компонент трансмиссии.

Имеется тенденция к использованию MTF с более низкой вязкостью, которые снижают потери при перемешивании и повышают топливную экономичность без ущерба для защиты. Это достигается за счет использования надежных добавок и сложных модификаторов вязкости. В Северной Америке наблюдается тенденция к использованию марок вязкости SAE 75W-80 и 75W-90. На развивающихся рынках, таких как Китай и Индия, предпочтение отдается SAE 80W-90.

Использование специальных жидкостей существенно влияет на стоимость владения оборудованием, снижает затраты на обслуживание и расход топлива, а также обеспечивает повышенную надежность.Кроме того, это благоприятно сказывается на окружающей среде благодаря увеличенным интервалам замены. Кроме того, с точки зрения управляемости улучшается качество переключения передач. Использование специальной MTF для защиты механических трансмиссий не представляет значительных дополнительных затрат по сравнению с использованием неподходящей жидкости, но имеет серьезные преимущества как для владельцев, так и для водителей.

Анализ износа синхронизатора коробки передач автомобильной трансмиссии от крутильных колебаний и параметров, влияющих на снижение износа

https: // doi.org / 10.1016 / j.engfailanal.2019.06.084Получить права и контент

Основные моменты

•: Износ синхронизатора коробки передач автомобильной трансмиссии из-за крутильной вибрации представляет большую угрозу для долговечности автомобиля.
•: Стенд для испытания на крутильную вибрацию имитирует износ синхронизатора транспортного средства.
•: Испытательную последовательность, включенную в это исследование, можно использовать для быстрого решения проблем износа синхронизатора.
•: Срок службы зависит от размера муфты, зазоров кольца синхронизатора, марки масла и объема масла.

Abstract

Синхронизаторы — это сердце механической коробки передач, автоматической механической коробки передач и коробки передач с двойным сцеплением. Синхронизаторы соответствуют скорости целевых передач во время переключения передач. Уменьшение габаритов двигателя с высокой удельной мощностью приводит к более высоким угловым ускорениям. Более высокие угловые ускорения создают крутильные колебания и снижают срок службы синхронизаторов.Кольца синхронизатора могут свободно перемещаться в доступном пространстве за счет крутильных колебаний. Синхронизаторы, испытывающие повышенное угловое ускорение, сталкиваются с окружающими деталями и изнашиваются. Износ угольной гильзы синхронизатора уменьшает износ до нуля. Зазор с нулевым износом ухудшает работу синхронизатора и приводит к столкновению шестерен. В этой статье представлено влияние углового ускорения на срок службы угольного кольца синхронизатора, а также изучаются параметры, влияющие на преодоление отказа.Была разработана стендовая установка для моделирования угловых ускорений транспортного средства. Результаты стендовых испытаний показывают прямую корреляцию со сроком службы синхронизатора на автомобиле. Изучается гашение крутильных колебаний с использованием размера муфты, вязкости масла, направления кольца синхронизатора и объема масла. Снижение износа угольной гильзы синхронизатора изучается и подтверждается различными стендовыми испытаниями и испытаниями на уровне автомобиля.

Ключевые слова

Механическая коробка передач

Углеродные синхронизаторы

Износ

Крутильные колебания

Смазка

Угловое ускорение

Сокращения

GSD

Долговечность переключения передач.

CFD

Вычислительная гидродинамика

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

Ссылки на статьи