Как работает синхронизатор в коробке передач: устройство, принцип

Автоликбез16 октября 2021

Содержание

• 1 Понятие синхронизатора в коробке передач
  • 1.1 Предназначение
• 2 Устройство конструкции
• 3 Принцип работы
• 4 Основные виды
  • 4.1 С блокирующими кольцами
  • 4.2 С блокирующими пальцами
• 5 Возможные неисправности в работе синхронизатора КПП
  • 5.1 Основные признаки
  • 5.2 Причины возникновения
  • 5.3 Способы устранения неполадок
• 6 Уход и эксплуатация
  • 6.1 Профилактические мероприятия

Синхронизаторы механической коробки передач обеспечивают плавный переход скоростей, что делает вождение более приятным. Однако это устройство имеет сложную конструкцию и при поломке нуждается в дорогостоящем ремонте.Поэтому автовладельцы должны понимать, как работает синхронизатор в коробке передач, чтобы продлить его работоспособность.

Понятие синхронизатора в коробке передач

Синхронизатор является узлом коробки перемены передач (КПП), которая передает крутящий момент от коленчатого вала на колеса и расширяет диапазон скоростей автомобиля. Это элемент трансмиссии, который устанавливают во все легковые и грузовые транспортные средства.

Предназначение

Основная функция синхронизатора состоит в уравнивании частоты вращения вторичного вала и шестерни, что обеспечивает безударное переключение передач. Также он способствует снижению степени износа металлических деталей, увеличивая срок полезного использования КПП.

Устройство конструкции

Устройство состоит из следующих деталей:

• ступицы муфты, на наружной стороне которой встроены сухари;
• стопорного кольца;
• скользящей муфты включения II и III передач;
• блокирующих (запирающих) колец;
• шестерней II и III передач с конусными выступами.

Базовым элементом устройства является ступица.

На ее внутренней стороне находятся шлицы, благодаря которым она сцепляется с валом КПП и может свободно крутиться на нем в разных направлениях. Посредством внешних шлицев деталь совмещается с муфтой, обеспечивающей крепкое стыкование вала и шестерни.

На внешней поверхности ступицы есть 3 паза, в которые интегрированы сухари. В момент включения передачи они оказывают давление на запирающее кольцо и останавливают его движение. Внутренняя поверхность детали соприкасается с конусным выступом шестерни. Снаружи детали есть шлицы, посредством которых она соединяется и блокирует муфту на стадии синхронизации.

Принцип работы

Когда рычаг КПП находится в позиции холостого хода, скользящие муфты занимают среднее положение. В момент включения передачи она продвигается ближе к шестерням с помощью вилки. В результате сухари входят в пазы запирающих колец, стопоря их вращение. Посредством шлицевого соединения кольца препятствуют движению скользящей муфты по оси. В то же время они прижимаются к фрикционным конусам.

Возникающие силы трения способствуют согласованию скоростей шестерней и вторичного вала.

По завершении синхронизации запирающие кольца под нажимом шлицев муфты поворачиваются в обратном направлении, что приводит к снятию блокировки. Муфта свободно продвигается дальше и жестко стыкует шестерню и вторичный вал КПП. Происходит передача вращающего момента, что обеспечивает движение транспортного средства на выбранной скорости.

Процесс согласования скоростей и включения передачи происходит за секунду, несмотря на совершение механизмом множества операций.

Основные виды

Существуют разные виды синхронизаторов: в одних используются запирающие кольца, в других – запирающие пальцы. Эти узлы отличаются по способу блокировки муфты до момента согласования угловых скоростей вала и шестерни, что отражается на их конструкции и принципе работы.

С блокирующими кольцами

Такие устройства используются в КПП легковых автомобилей. Основу их механизма составляет ступица с внутренними шлицами, с помощью которых деталь удерживается на вторичном валу.

С блокирующими пальцами

Основой конструкции такого устройства является каретка – ступица с фланцевым креплением. Посредством шлицевого соединения она держится на ведомом валу и свободно перемещается вдоль него. На внешней поверхности каретки есть зубчатые венцы, предназначенные для сцепления с шестернями.

На фланце сделано 6 сквозных отверстий: через 3 из них проходят запирающие пальцы, а через остальные 3 – сухари (разрезные фиксаторы). Пальцы жестко скрепляют конусные кольца по бокам ступицы.

При включении передачи каретка с помощью вилки передвигается по валу. В некоторый момент конусное кольцо соприкасается с шестерней и за счет сил трения вращается, приводя в действие каретку и удерживая ее в проточке блокировочных пальцев. При согласовании угловых скоростей инерция стремится к нулю, в результате чего ступица центрируется относительно запирающих пальцев и свободно перемещается на валу.

Во время движения сухари сжимаются, и деталь соприкасается с шестерней. Крутящий момент с зубчатого кольца через каретку передается на ведомый вал, а затем на сцепление.

Возможные неисправности в работе синхронизатора КПП

Большинство неисправностей синхронизатора КПП имеют сходные симптомы, но причины поломок могут быть разными. Многие автовладельцы не знакомы с устройством трансмиссии, чем пользуются нечестные мастера при расчете затрат на ремонт. Чтобы предотвратить необоснованные расходы, каждому водителю стоит изучить основные признаки неисправности синхронизатора.

Основные признаки

Когда синхронизатор находится в хорошем рабочем состоянии, трансмиссия переключается быстро и плавно.

На неисправность устройства указывают:

• нехарактерные шумы, которые появляются при смене скоростей;
• сложное включение передачи, требующее приложения больших усилий или совершения нескольких попыток;
• самопроизвольное выключение передачи;

Причины возникновения

Наиболее частыми причинами нарушения работы узла являются:

• механическое повреждение деталей устройства;
• ослабление или срыв резьбы различных соединений;
• понижение уровня масла в КПП.

Износу узла способствует длительная эксплуатация транспортного средства, нарушение правил использования трансмиссии, низкое качество комплектующих, неграмотное техобслуживание устройства.

Способы устранения неполадок

Ремонт синхронизатора является сложным и трудоемким процессом, который невозможно выполнить без применения специального оборудования и навыков.

Автовладелец может проверить синхронизатор самостоятельно, попытавшись установить причину неисправности. Необходимо разобрать КПП и проверить подвижность муфты: она должна свободно передвигаться на валу. Если приходится прилагать физическое усилие, то нужно обратиться к специалисту.

Уход и эксплуатация

Синхронизаторы не принято регулярно проверять и ремонтировать. Однако рекомендуется периодически проводить техническое обслуживание устройства, чтобы продлить срок его службы и избежать необоснованных затрат на восстановление или замену.

Профилактические мероприятия

Чтобы синхронизатор функционировал эффективно, рекомендуется:

• придерживаться неагрессивной манеры вождения: осуществлять плавные разгон и торможение;
• согласовывать скорость движения автомобиля с передачей, чтобы обеспечить оптимальную нагрузку на трансмиссию;
• регулярно проводить техобслуживание агрегата в соответствии с техническим регламентом и требованиями производителя;
• использовать качественные трансмиссионные масла;
• перед сменой скоростей выжимать педаль сцепления до упора, иначе нагрузка на агрегат сильно возрастет.

Неукоснительное следование этим правилам позволит существенно снизить износ узла. Чрезмерная нагрузка приводит к усталости металла, повреждению деталей.

Принцип работы синхронизатора кпп — Auto-Self.ru

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:

1. шум при работе КПП;
2. затрудненное включение передач;
3. 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.

Поделитесь с друзьями в соц.сетях:

Синхронизатор КПП, устройство и принцип работы. Как устроен и как работает синхронизатор коробки передач. Устройство и принцип действия синхронизатора коробки передач.

Выпускаемые на сегодняшний день транспортные средства становятся все более замысловатыми в техническом плане. Это хорошо сказывается на управлении автомобилем, которое становится все более комфортным. Сложно представить, однако в автомобильных КПП не всегда присутствовало такое устройство, как синхронизатор. Ранее для переключения передач приходилось применять двойное выжимание сцепления. Сначала сцепление выжималось для рассоединения коробки передач с коленвалом, а затем, напротив, для их соединения. Однако время идет. Механика и машиностроение шагнули в будущее. Появление синхронизатора КПП значительно увеличило срок эксплуатации КПП в целом, а также отдельных ее составляющих. Удобнее управлять транспортным средством стало и водителю. Об этом далее в статье.

Содержание

• Синхронизированные КПП, что это означает
• Принцип действия синхронизатора
• Синхронизатор КПП, устройство, конструктивные особенности
• Многоконусные синхронизаторы, для чего их устанавливают в КПП
• Неисправности синхронизатора и способы их устранения

Синхронизированные КПП, что это означает

В наше время фактически все механические и роботизированные коробки являются синхронизированными. Для включения скорости в коробках данного типа необходимым условием является выравнивание частоты вращения шестерни и вала. Синхронизацию обеспечивает такое устройство, как синхронизатор. Помимо плавного переключения скоростей он способен снижать шум при переключении скоростей, уменьшать износ механического соединения и, тем самым, повышать срок эксплуатации коробки передач. Синхронизаторами оснащаются все передачи КПП легкового транспортного средства, включая и передачу заднего хода.

Принцип действия синхронизатора

Когда рычаг коробки находится в нейтральном положении, муфты синхронизаторов занимают среднюю позицию, шестеренки на ведомом валу беспрепятственно вращаются, передача усилия не производится. Когда водитель выбирает нужную передачу, вилка перемещает муфту в направлении шестерни. Совместно с муфтой происходит сдвиг сухарей, влияющих на блокирующее кольцо, которое прижимается к конусу шестеренки.

На поверхности создается сила трения, поворачивающая кольцо до упора сухарей в пазах кольца (от проворачивания кольцо стопорится). В этой позиции блокирующее кольцо не позволяет муфте синхронизатора перемещаться по оси вала, поскольку торцы шлицев муфты находятся напротив торцов шлицев блокирующего кольца.

Затем под воздействием сил трения скорости ведомого вала и шестерни синхронизируются. Когда скорости выравнены, блокирующее кольцо под влиянием шлицев муфты поворачивается в другую сторону, снимается блокировка муфты, шлицы муфты беспрепятственно проходят, чтобы зацепиться с венцом шестерни. Вторичный вал КП жестко соединяется с шестерней. Несмотря на массу операций, весь процесс включения передачи и синхронизации занимает доли секунды.

Синхронизатор КПП, устройство, конструктивные особенности

Неотъемлемая часть любого синхронизатора — ступица, которая имеет специальные шлицы, находящиеся внутри, с помощью которых она соединяется со вторичным валом КП, позволяя перемещаться в осевом направлении. Внешние же шлицы предназначены для соединения ступицы с муфтой включения. Непосредственно на ступице есть три дополнительных паза, которые расположены под углом в 120 градусов — в них находятся сухари. Они подпружинены и предназначены для более эффективного стопорения муфты в процессе синхронизации.

Муфта синхронизатора КП предназначена для надежного сопряжения шестерни и вала в КПП. Она находится на ступице и снабжена внутренними пазами. С помощью сухарей и кольцевой проточки оба данных элемента надежно соединены между собой. С наружной стороны муфта сопряжена уже прямо с вилкой коробки передач.

Блокирующее кольцо предназначено для сопряжения и не дает муфте возможности оказаться замкнутой до того момента, пока скорости вала и шестерни не будут идентичными. Внутренняя часть кольца производится в виде конуса и взаимодействует с фрикционным конусом, который находится прямо на шестерне.

Многоконусные синхронизаторы, для чего их устанавливают в КПП

Чтобы передачи переключались более плавно, а также для увеличения надежности, используются многоконусные синхронизаторы, к примеру, двух либо трехконусные. Вариации с тремя конусами — наиболее сложные, однако и наиболее прочные. В основном они используются в автоматических коробках-роботах. Также их устанавливают на некоторые иномарки.

Неисправности синхронизатора и способы их устранения

При появлении каких-либо затруднений с переключением передач, большинство автовладельцев, которые имеют хотя бы базовые знания об устройстве и принципе работы коробки передач считают, что виной всему именно синхронизатор. Зачастую это оказывается правдой, хотя предварительно все же следует исключить неисправности сцепления, которые тоже довольно часто вызывают проблемы в работе механической коробки передач, когда система функционирует с заеданием, определенным запозданием и так далее.

Если проверка не обнаружила нарушений, самостоятельно заподозрить проблемы с синхронизатором можно по таким симптомам:

1. При самопроизвольном выключении передач, в первую очередь, необходимо обратить внимание на выключающую муфту и шестерни, которые могут быть изношены.
2. Если при переключении скоростей появился шум, идентификация которого невозможна и который раньше был нехарактерен, это может свидетельствовать о искривлении блокирующего кольца либо о том, что его коническая часть изношена.
3. Сложное переключение передач, когда необходимо прилагать большие усилия и совершать несколько попыток, фактически гарантированно говорит о вышедшем из строя синхронизаторе.

Сразу следует сказать, что ремонт данного устройства крайне трудоемкий и фактически нереально выполнить его самостоятельно. Для этого потребуется профессиональное оборудование и много времени, поэтому желательно доверить это дело специалистам. Помимо этого, стоит знать, что довольно часто может наблюдаться такое явление, как выкрашивание зубьев шестерни — такой опасности наиболее подвержены владельцы грузового транспорта и любители резких стартов с места. Эксплуатация такой коробки недопустима.

Синхронизация вспышек и управление ими – Простые фокусы

У меня есть телефон. Нет, не совсем телефон — он умеет читать, писать и говорить, умный телефон, знает обо всех моих контактах и встречах, но главное его преимущество не в этом. При всем при этом он умеет все эти контакты хранить в интернете, рядом с почтой, где-то на американском сервере. С одной стороны, это удобно, а с другой, безопасно. при этом контакты в интернете полностью соответствуют контактам в телефоне, одни и те же данные хранятся в карточках, которые синхронизируются.

Изменил я карточку в телефоне, а она раз — и в сети очутилась. Поработал с ней в сети, а она взяла и обновилась в телефоне!

Фото: Яндекс.Маркет

Со времени написания оригинальной статьи уже время прошло, и сейчас никого синхронизацией телефонов не удивить, но, поскольку синхронизация вспышек для многих нова, оставлю это на будущее здесь, в качестве вечного напоминания.

Я не ошибся — синхронизацией сейчас можно назвать все что угодно, в том числе и систему управления вспышками. Раньше все это делалось по проводам (провод так и назывался, синхрокабель), теперь в моде беспроводные технологии — телефон, телеграф, интернет… практически схема захвата мира. Сегодня количество передаваемых по воздуху данных растет на порядки с каждым годом. Так как сегодня есть некоторые различия в трактовке и употреблении термина «синхронизация» применительно к вспышкам, мы поговорим сначала о режимах работы вспышек, а потом собственно о способах поджига вспышек.

Вспышка и режимы работы вспышки

Вспышка — потрясающий инструмент фотографа. Это такое солнышко в кармане, которое, правда, в отличие от светила, светит не во все стороны, а более или менее в одну. Впрочем, если говорить о нашей планете, здесь солнечный свет тоже светит лишь в одном направлении и довольно жестко. Единственное отличие вспышки от солнца в том, что она светит не постоянно, а лишь в течение ограниченного времени, которое ограничивается, как правило, 1/1000 долей секунды. Такой период называется импульсом (важный параметр вспышки), а вспышку из-за этого недостатка/достоинства относят к импульсному свету. Солнце, в противовес, относится к свету постоянному (с рядом естественных говорок, которые позволяют его отнести и к естественному освещению).

Говорят, если увидеть статью в интернете и репостнуть у себя в фейсбуке, мир станет на одного человека светлее.

Как вы понимаете, 1/1000с — это гораздо меньше большинства выдержек (хотя и достаточно, чтобы осветить кадр полностью), но в механике есть ряд требований, когда требуется закладывать определенную погрешность. Именно поэтому раньше со вспышкой фотоаппараты снимали на выдержке 1/60с — чтобы был запас по времени на срабатывание всех механизмов. Диафрагма при съемке только за счет импульса вспышки уже имеет не столь большое значение, потому подбирается под нужную глубину резкости. Сейчас, за счет использования более точной механики выдержка съемки со вспышкой может быть поднята до 1/200с, а были и фотоаппараты с электронными затворами, работавшие на 1/500с (Nikon D70, к примеру), да и сейчас в среднеформатниках есть лепестковый затвор, работающий даже быстрее, но вам он, скорее всего, не грозит. Короткая выдержка — гарантия фиксации движения, к примеру, хотя обычно это движение фиксирует сама вспышка.

Если знаете устройство затвора зеркального фотоаппарата, то смысла объяснять про шторки нет, для остальных же мы немного распространимся.

Пленка (а сейчас матрица) обычно была закрыта черной шторкой из довольно плотного материала. Когда начинается экспозиция, эта шторка уходит в сторону (обычно вверх), когда заканчивается, пленка вновь закрывается такой же шторкой, двигающейся в ту же сторону. Открывающая матрицу шторка называется первой (передней), закрывающая второй (задней). В обычных условиях это некритично, импульс вспышки происходит где-то между ними.

Кстати, такой обычный режим называется стандартным. При его использовании кадр освещается полностью за счет вспышки. Количество света потому здесь всегда примерно одно и то же (в зависимости от предварительного оценочного импульса, следующего непосредственно перед экспозицией), вне зависимости от выдержки, хоть 1/60с, хоть 1/500с, ведь вспышка имеет свою выдержку. Если вы будете закрывать диафрагму, вспышка просто будет увеличивать мощность, результат такого изменения вы заметите только по глубине резкости.

Недостаток такого режима в том, что вспышка подчиняется действующим законам физики и фотографии — свет не может распространяться бесконечно, есть даже формула, что на каждые дополнительные 40% расстояния (т.е., в 1.4 раза дальше) будет доходить в 2 раза меньше света (это для ручного режима, чтобы в студии рассчитывать мощность источников). Если возникнут мысли, откуда такая непоследовательность, вспомните формулу площади круга или хотя бы стандартные значения диафрагменных чисел. На практике выразится это в том, что лицо фотографируемого по интенсивности освещения будет сильно превосходить фон, т.е. фон будет черным, а лицо пересвеченным. Несмотря на то, что это стандарт фотосъемки во времена пленочных мыльниц, нравится это далеко не всем.

Фото: ЖЖ Taler

С внешними вспышками обойти такой недостаток довольно просто — надо лишь направить вспышку в потолок, от которого все объекты равноудалены, и такой разницы в освещении заметно не будет.

Однако, равномерно осветить кадр можно и другими способами. Так как импульс у вспышки довольно короткий, его можно принудительно вставить в начале или конце экспозиции, только экспозицию рассчитывать, исходя из освещенности кадра без использования вспышки. Такой режим называется медленной синхронизацией вспышки (slow-sync, rear curtain, 1st/2nd curtain). Кадр экспонируется в нормальном режиме, а вспышка лишь подсвечивает то, что находится рядом с ней. В этом режиме есть два варианта — когда вспышка поджигается в начале и в конце экспозиции. Название получили они как синхронизация по первой и второй шторке (передней и задней). На деле, эффект их заметен при съемке движения на довольно длинных выдержках — уже на 1/50с и на 1/30с становится заметен смаз движения.

Фото: Павел Парамонов

Вспышка же, так как дает довольно много света, «замораживает» объект: при синхронизации по первой шторке объект будет заморожен в начале, а потом от него следует шлейф смазанного движения, а по второй — сначала шлейф, а потом уже объект, причем самим объектом часть шлейфа забивается, отчего синхронизацию по задней шторке, в большинстве случаев, предпочитают передней.

Все фотоаппараты снимают сегодня в режиме TTL — когда автоматика аппарата принуждает вспышку сделать предварительный импульс, чтобы оценить освещенность кадра и скорректировать соответственно мощность вспышки. Такое происходит всегда, как в стандартном режиме, так и в режиме медленной синхронизиции. TTL помогает автоматике определить, какая мощность нужна вспышке, но эту мощность в некоторых аппаратах можно ставить и вручную. Nikon позволяет устанавливать это прямо в фотоаппарате в режиме Manual, другие производители — прямо на вспышке. Это непринципиально, но позволяет решить одну важную проблему: у 10% населения слишком чувствительные глаза, и при съемке со вспышкой они реагируют на предварительный, оценочный импульс морганием под второй, то есть, когда происходит экспонирование кадра. В итоге, получается, что человек выходит в кадре с закрытыми или полузакрытыми глазами. В ручном же режиме импульс будет только один, и человек моргать будет уже «за кадром», остается только правильно подобрать мощность вспышки.

Если вы попытаетесь снимать со вспышкой в яркий солнечный день (например, чтобы лицо человека на ярком фоне подсветить), то в полуручных режимах, в особенности, в режиме приоритета диафрагмы, вы можете столкнуться с ситуацией, когда фотоаппарат начнет ругаться, что не может установить корректную экспозицию (хотя снимать будет, правда, с пересветами). Проблема в том, что часто в таких случаях он не может установить выдержку короче выдержки синхронизации со вспышкой. Здесь приходит необходимость использования высокоскоростной синхронизации (FP sync/HSS). Режим этот применим, однако, только со внешними вспышками — на встроенных его не дает использовать производитель. В отличие от стандартного, вспышка в таком режиме делает не один импульс, а серию, чтобы попасть в узкую щель между шторками, потому что двигаются они очень быстро, чтобы обеспечить нужную выдержку. Банальная физика предполагает, правда, что мощность вспышки тогда перераспределяется в пользу скорости, т. е. как раз и делится на количество этих импульсов, падая в 10-20 раз. Как результат, ведущее число (дистанция пробивания света) тоже сокращается, так как живет все по тем же физическим законам, и если ведущее число вашей вспышки в обычном режиме 38, при быстрой синхронизациии оно упадет до 2-3, да и то в лучшем случае. Понятно, что при съемке светосильным портретником отойти подальше уже не получится. Вспышку надо оторвать от фотоаппарата и поднести ближе к лицу. Вот тут мы и упираемся в особенности синхронизации вспышек.

Синхронизация вспышек в ручном режиме

Современная вспышка сегодня обязательно имеет на корпусе светоловушку, которая подает команду на срабатывание. Они есть везде, начиная с топовых вспышек основных производителей и заканчивая дешевыми китайскими полуручными экземплярами по 40-60 баксов (есть вспышки и дешевле, там просто светоловушек нет). Такие светоловушки есть даже в дешевых вспышках-лампочках, они вкручиваются в стандартный патрон и питаются от 220В. Светоловушки позволяют делить вспышки на ведущие и ведомые — это не звания, а скорее, что-то вроде должностей. Сегодня можно назначить ведущей одну (как правило, встроенную в фотоаппарат), а ведомыми все остальные, а завтра завести другой порядок. Главное, чтобы ведущая вспышка умела работать в ручном режиме.

Фото: ДжоМакНелли

Ведущей вспышкой может быть любое устройство, способное подать довольно яркий импульс — все та же встроенная вспышка, внешняя вспышка, инфракрасный пускатель, импульс которого отличается от обычной вспышки только спектром, который нашему глазу, к примеру, не виден. Интересно, что, если выстроить вспышки на определенном расстоянии друг от друга в одну линию, они смогут улавливать импульс соседних вспышек, от него поджигаться, а своим импульсом поджигать уже следующие за ними вспышки, которые импульс от предыдущих уловить были не в силах. Гуру вспышечного дела, Джо МакНелли, таким образом с помощью 53 вспышек как-то осветил целый самолет, причем очень большой.

Работает такая система благодаря одному очень важному моменту: реальная выдержка (то есть, продолжительность импульса) большинства вспышек соответствует 1/1000с, чего обычно при съемке нам и не требуется — мы работаем, как правило при куда более длинных выдержках (1/30-1/200, в большинстве случаев), потому что светим вспышками только тогда, когда уже довольно темно. Другими словами, у вспышки просто уйма времени, пока открыт затвор, чтобы сработать, и не так важно, насколько позже сработает 53-я вспышка, пусть даже на 53/1000с — это все равно попадает в нашу выдержку, а соответственно, будет зарегистрировано в кадре.

Более того, многие ведомые вспышки могут настраиваться таким образом, чтобы срабатывать на второй импульс, а не на первый. Нужно это тогда, когда включить ведущую в ручной режим нет никакой возможности, и она довольно нудно продолжает работать в режиме TTL. Такое распространено в случае с поджигом от встроенной вспышки в стане Canon или Sony — в первом случае, никто, а во втором, большинство фотоаппаратов попросту не поддерживают работу встроенной вспышки в ручном режиме. Nikon в этом плане более демократичен, равно как и многие более мелкие производители — системы управления вспышками у некоторых из них вообще отсутствуют, так хоть синхронизацию обеспечивают. Nikon же считается одним из самых крутых производителей в плане близости к фотографу, обеспечивая толпы стробистов своими фотоаппаратами, благодаря гибкости именно в плане работы со вспышками. Впрочем, благодаря все тем же китайцам, такое преимущество можно нивелировать всего за 10-50 баксов, приобретя ИК-пускатель или комплект ручных радиосинхронизаторов, на которых мы остановимся чуть ниже.

Преимущество ручной синхронизации заключается в том, что вы сами задаете мощность каждой вспышки, и можете внедрять их в световую схему в таком количестве, какое захотите. Мощность регулируется, естественно, в соответствии с характеристиками самой вспышки. Например, ведомые «лампочки» Rekam из набора Mini-light светят всегда на полную мощность. Чуть более дорогие FalconEyes имеют две ступени мощности: полную и 1/2 полной. Чем более продвинутая вспышка, тем больше ступеней регулировок может быть. Так, например, если у вспышки указывается, что она может регулировать мощность с точностью до 1 ступени до 1/64, это значит, что она имеет 7 регулировок мощности: 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64 — даже для слабенькой китайщины это очень хорошо. Следует, правда, учитывать, что «полная мощность» здесь понятие относительное и представляет собой максимальную мощность каждой отдельно взятой вспышки: для ведомых и студийных указывается в виде NNN Дж, для портативных — в виде ведущего числа, которые, при определенном техническом таланте, можно и конвертировать, если требуется. Нужно лишь помнить одно: ведомые «лампочки» и студийные вспышки, в любом случае, будут мощнее портативных.

Недостаток ручной синхронизации заключается в том, что устанавливать мощность вспышки нужно вручную на каждой вспышке. А это выглядит так: щелкнули портрет, побежали подкрутили пару вспышек, щелкнули снова, опять побежали. При отсутствии ассистентов, вы довольно быстро поймете крайнее неудобство такого варианта, который будет ухудшаться с увеличением числа вспышек. Есть, правда, вариант регулирования света на самом фотоаппарате: из трех экспопараметров, как минимум, два будут на вашей стороне, диафрагма и ISO. Диафрагма физически может уменьшать количество света в объектив и влиять на всю картинку в целом (тени будем терять так же, как и засвеченные зоны, учтите), а ISO увеличивать восприимчивость матрицы к поступающему свету с точностью до 1/3 ступени (современные вспышки тоже такое умеют). Именно поэтому ручные вспышки являются крайне бюджетным решением для домашней съемки или для некоторых уличных портретов (особенно, если вы проводите фотосреду, на которую приходят как кенонисты, так и никонисты, и минольтисты, и нужно всем дать возможность поснимать), но не очень хорошо подходят, если модель, вместе со светом, находится от вас в паре десятков метров.

Управление вспышками

Сложно сказать, кто в свое время придумал управление внешней вспышкой (или вспышками), но этот японский инженер был явно гением. От простой синхронизации (или поджига), которую мы рассматривали выше, он предложил пойти еще дальше, чем воспользовались все. Своя система управления вспышками есть у Canon, Nikon, Sony, Olympus, даже Pentax. 

Смысл управления вспышками заключается в следующем: раз по импульсу вспышки можно просто поджечь другую вспышку, почему бы не использовать этот оптический сигнал для передачи данных? Ну, примерно так, как работают пульты дистанционного управления — определенная последовательность импульсов различной амплитуды и частоты имеет осмысленное значение. Там ведь не надо передавать уйму информации: лишь мощность пыха, и все. Работает внешняя вспышка при управлении точно так же, как и на фотоаппарате: фотоаппарат делает предварительный импульс, на него срабатывает отнесенная в сторону вспышка, фотоаппарат оценивает освещенность сцены, дает вспышке команду, насколько сильно пыхнуть и когда. Теоретически, импульс управляющей вспышки на кадр влиять не должен, если такое не предусмотрено в настройках.

На деле же, все бывает по-другому: встроенная вспышка все равно срабатывает в момент экспозиции, и либо оставляет свет на блестящих поверхностях, либо и сама влияет на экспозицию. Поэтому очень желательно пробовать прикрывать ее рукой (не совсем, естественно, чтобы командующий импульс в стороны расходился и переотражался от стен). Есть и другой хак: просто закрываете вспышку засвеченной пленкой, отчего пыхать она должна в ИК-диапазоне.

Управляющий режим встроенной вспышки может быть выбран в качестве опции почти на всех современных фотокамерах. При управлении другой вспышкой можно использовать два основных режима поджига от встроенной:

1. Устанавливать мощность управляемых вспышек вручную. Все вспышки делятся на группы, и при управлении на младших моделях фотоаппаратов можно управлять двумя, на старших тремя группами вспышек в одном из 4 каналов. Группы просто определяют, какие параметры задавать разным вспышкам — раз свет делится на рисующий, заполняющий, фоновый, задний, точно так же можно и перераспределять их мощность: больше мощности рисующему, меньше заполняющему, остальным по вкусу. Каналы нужны, чтобы, к примеру, ваши вспышки слушались, по возможности, только вас, если в помещении, к примеру, работают еще 3 никониста со вспышками — так у вас не будет конфликтов.
   Удобство здесь понятно: вспышка светит так, как вам надо, но бегать никуда не требуется, все делается в меню фотоаппарата, а система лишь подает сигналы, кому что делать.
2. Устанавливать мощность управляемых вспышек автоматически через iTTL/E-TTL и прочие TTL. Дополнительные буквы означают только одно — дистанционное управление вспышками с полной поддержкой замера через TTL, точно так же, как если бы вспышка была на фотоаппарате. Преимущество очевидно: вам не нужно подбирать мощность, все делается автоматически, а от вас требуется лишь расставить роли, сказать, какой вспышке светить сильнее, какой слабее — это лишь коэффициенты экспокоррекции, как в случае со вспышкой на фотоаппарате. Преимущество в оперативности, но недостаток в том, что и TTL не панацея, часто ошибается, каким бы хорошим он не был.

Что выбрать, каждый для себя решает сам. Лично я люблю iTTL, который позволяет мне не возиться с мощностью вручную. Впрочем, в квартирных условиях часто раздражает, когда аппарат пытается за тебя понять, где он пересветил, и приходится менять его процессор на свою голову.

Инфракрасный пускатель

Фото: AliExpress

Вкратце рассмотренный выше, ИК-пускатель/синхронизатор (IR trigger) — крайне универсальное решение для любой студии. Более того, там они всегда есть по умолчанию — маяться с синхрокабелями сегодня никто уже не хочет, и правильно делает. Они подходят под любую систему (Canon, Nikon, Pentax, Olympus — только Sony стоит особняком с особой конструкцией своего синхроконтакта). Работает он только от двух контактов, центрального и выведенного на крепежную скобу. Срабатывает тогда, когда фотоаппарат делает кадр, отключить это нельзя — за исключением случаев, конечно, если вы его случайно сожгли высокоомной советской вспышкой. На него срабатывают все вспышки, подключенные в режиме ведомых (в Nikon называется SU-4), причем, в ручном режиме. Другими словами, он заменяет обычную оптическую синхронизацию в ручном режиме, просто ИК луч немного дальше бьет, то есть, его можно использовать и на природе, и в кадре его не видно. Его огромный плюс — универсальность абсолютно для всех систем… за редким исключением, естественно. Минус в отсутствии поддержки TTL и том, что на улице сигнал все-таки теряется на больших расстояниях, а в помещении не умеет стрелять за угол.

Радиосинхронизатор ручной

Фото: AliExpress

Радиосинхронизатор работает немного по-другому: снимает сигнал с центрального контакта, кодирует его в радиосигнал и отсылает на соответствующий приемник. Приемник дает команду на такой же центральный контакт вспышки, вспышка срабатывает в ручном режиме (для этого ее надо, естественно, перевести в ручной режим съемки и установить мощность). Преимущество в куда большей гибкости — радиосигналу не страшен солнечный свет и преграды, вроде стен, отчего приемник можно ставить и за угол (существуют ситуации, когда хочется туда занести вспышку, поверьте), а со всем комплектом можно и на улицу пойти снимать… говорят, радиус действия таких составляет около сотни метров, что безусловно, огромное преимущество. Поддержка всех систем тоже предполагается изначально. Недостаток — в необходимости приемника под каждую вспышку, которую вы хотите поджечь, а также в том, что, даже отнеся вспышку на сотню метров, все равно придется бегать, чтобы установить мощность.

Есть отдельная категория радиосинхронизаторов, которые не делятся на пары «приемник-передатчик», а определяют все автоматически, в зависимости от того, к чему их подключают — они дороже, а работают так же. Преимущество их состоит в том, что при умирании передатчика им может служить бывший приемник — естественно, оно уже заложено в цену.

Радиосинхронизатор TTL

Верхняя позиция радиосинхронизаторов, которые совмещают в себе и преимущества управления по оптическому сигналу с поддержкой TTL, и надежность поджига за счет того, что нет необходимости следить за стенами и солнечным светом. Работают все одинаково, хотя у каждого производителя просто своя кодировка сигнала, чтобы не было интерференции.

Выпускаются они сегодня как самими производителями фототехники, так и производителями вспышек — ProPhoto, Broncolor, но есть и китайские производители Godox, Phottix, Pixel, Yongnuo, которые придумали одну систему на все — точнее, правильно ее украли и используют.

Фото: Godox

Работают они просто: передатчик снимает командный импульс с «башмака» (синхроконтакта) камеры и передает его на приемник, который подает команду вспышке. По сути, то же самое делает «родной» синхрокабель — фотоаппарат в это время думает, что вспышка находится на нем и работает с ней, как если бы она там, действительно, и была. Естественно, поддерживаются все функции, включая управление, в том числе, по TTL. Другими словами, самый лучший вариант. На сегодняшний день, алгоритм работы управления через TTL крупными китайскими производителями давно разгадан, и если его производитель не поменяет (что вряд ли), ничего серьезного не произойдет. Недостаток состоит в том, что вы так привязываетесь к одному производителю, синхронизаторы которого вынуждены покупать, а они настроены только на его вспышки, где используются встроенные приемники. Для сторонних вспышек номинально существуют внешние приемники под систему, которые часто и купить в России невозможно, если только заказывать в Китае напрямую.

Заключение

Я специально не упомянул такие варианты, как синхрокабели, просто потому, что считаю их прошлым веком в эпохе развития фотоаппаратостроения, но, в то же время, одним из наиболее дешевых вариантов решения проблемы. Если вопросы все же есть, задавайте их в комментариях. Тему вспышек мы не закрываем, тем более что рассмотреть абсолютно все аспекты в пределах одной статьи невозможно.

📤

Как самолёты научили стрелять через винт

Первая мировая война дала небывалый импульс военной науке. Человек в своем умении убивать других людей никогда не имел себе равных. Война лишь подтвердила этот тезис. Начав конфликт с довольно примитивными самолетами, которые часто не несли вообще никакого вооружения и выполняли главным образом разведывательные задачи, военные и промышленность очень быстро вывели авиацию на совершенно новый уровень.

В первых воздушных боях авиаторы часто стреляли друг в друга из револьверов и пистолетов, при этом бои в буквальном смысле проходили на расстоянии пистолетного выстрела. Однако уже в 1914 году были представлены первые синхронизаторы, которые позволяли вести огонь через вращающийся воздушный винт без опасности его повреждения. В 1915 году первые синхронизаторы появились на боевых самолетах. Сначала на французских, а затем и на немецких.

Появление первых синхронизаторов

На самом деле вопрос о том, как самолеты стреляют через вращающийся винт и не отстреливают себе лопасти, в какой-то момент появлялся в голове почти каждого человека. Практически все, кто интересовался авиацией дореактивной эры, искали ответ на этот вопрос. При этом интерес к теме подогревался большим количеством фильмов военной тематики, которые продолжают снимать и по сей день.

Ответом на вопрос, мучающий людей только знакомящихся с миром авиации, является «синхронизатор». Именно так назвали механизм, изобретенный в годы Первой мировой войны. Сам синхронизатор представлял собой устройство, которое позволяло летчику вести огонь через область, которая ометалась воздушным винтом самолета, без опасности повреждения винта пулями, а затем и снарядами.

Появление такого устройства диктовалось самим развитием авиации и опытом первых же воздушных боев. Сначала, когда самолеты планировалось использовать лишь для разведки и корректировки огня артиллерии, проблем особо не было, и летчики действительно обходились личным оружием. Но концепция применения авиации быстро менялась уже в ходе боевых действий.

Вскоре на самолетах начали появляться турели с пулеметом или пулеметы, которые могли стрелять над винтом. Отдельно можно было выделить модели с толкающим винтом, который никак не мешал вести огонь прямо по курсу. При этом технологии размещения вооружения в крыле самолета на тот момент просто не существовало. Не было и систем дистанционного управления.

Ролан Гаросс, фото 1910 год

Турель с пулеметом, конечно, облегчала жизнь в бою, но она позволяла вести огонь лишь в задней полусфере, исключая наиболее актуальную для всех истребителей фронтальную зону. Первые решения проблемы с курсовой стрельбой через вращающийся винт были предложены уже в 1913–1914 году. Считается, что первыми такие устройства предложили швейцарский инженер Франц Шнайдер и француз Солнье.

Уже в ходе войны идею Солнье развил французский летчик, спортсмен и герой Первой мировой войны Ролан Гаросс. Сегодня это имя знакомо людям даже максимально далеким от авиации. Именно в его честь назван теннисный турнир – один из четырех турниров Большого шлема, проводящийся в Париже.

Устройство, сконструированное и внедренное Роланом Гароссом, по праву ознаменовало собой рождение самолета-истребителя в классическом понимании данного термина. Гаросс предложил «отсекатель» или «отражатель» пуль. Система была максимально простой и утилитарной, но позволяла стрелять через вращающийся винт. Визуально она представляла собой металлические уголки, которые были закреплены в основании лопастей винта так, чтобы пули при попадании рикошетировали в безопасную для летательного аппарата и летчика область.

У конструкции были свои недостатки. Примерно 7–10 процентов пуль терялось так, попадая в отражатели. При этом винт прибавлял в весе, нагрузка на двигатель возрастала, что вело к преждевременному выходу из строя. Полезная мощность винта также падала на 10 процентов. Но все эти недостатки компенсировались возможностью ведения огня по курсу самолета.

Винт с отражателями, который немцы сняли с самолета Гаросса

В феврале 1915 года в распоряжение су-лейтенанта Ролана Гарроса был предоставлен одноместный «Моран Парасоль», который получил новую систему с отсекателями на лопастях винта. Уже 1 апреля того же года новшество показало себя во всей красе. На высоте в тысячу метров летчик сбил немецкий самолет-разведчик «Альбатрос», а затем за короткое время одержал ещё ряд воздушных побед.

«Бич Фоккера»

Утром 18 апреля 1915 года Гаросс совершил вынужденную посадку на территории, занятой немцами, и попал в плен. До прибытия немецких солдат он успел поджечь свой самолет, но полностью он уничтожен не был. Немцы получили возможность изучить французское устройство для стрельбы через винт. Быстро выяснилось, что немецкие пули, покрытые хромом, разносят и сами отражатели, и винт, в отличие от медных французских пуль.

В любом случае копировать французскую разработку немцы не стали. При этом работы над созданием синхронизторов велись во многих странах Европы ещё до начала войны. Германия не была исключением. Механический синхронизатор изобрел для немцев голландский авиаконструктор Антон Фоккер. Им он оснастил истребитель-разведчик Fokker E.I.

Самолет представлял собой расчалочный моноплан, дальнейшую модификацию разведчика Fokker М5К, который, в свою очередь, был создан на базе французского аэроплана «Моран Солнье» G. Основным отличием и от модели М5К и от французского самолета стал синхронизированный пулемет.

Первый серийный истребитель с механическим синхронизатором Fokker E.I

Fokker E.I – стал первым полноценным серийным истребителем, способным вести огонь через лопасти винта. В воздушных боях это давало немецким летчикам сильное преимущество над истребителями союзников, у которых пулеметы были расположены менее удобным образом. Уже к концу лета 1915 года превосходство немцев в воздухе стало абсолютным. Английская пресса даже придумала для нового немецкого самолета название «Бич Фоккера», что отражало тяжелейшие потери, которые несли КВВС Великобритании в боях с немцами.

Новый истребитель Германии за счет появления механического синхронизатора был опасен даже для французских вооруженных истребителей, в том числе моделей с толкающим винтом. Даже с пулеметом на борту у таких машин отсутствовала защита задней полусферы. Немецкие летчики, которые заходили в хвост французским самолетам, безнаказанно расстреливали противника, поражая двигатель.

Простейшее устройство Фоккера обеспечивало немцам полное превосходство в небе до весны 1916 года, пока один из самолетов не совершил вынужденную посадку на занятой французами территории. Англичане и французы быстро скопировали устройство и получили возможность сражаться с немцами на равных.

Устройство механического синхронизатора Фоккера

Механический синхронизатор Фоккера позволил связать стрельбу пулемета со скоростью вращения винта. Конструкция была надежной и простой и надолго обосновалась в авиастроении. Фоккер связал гашетку с тягой винта, позволяя пулям пролетать мимо вращающихся лопастей. По сути, он представил простой и изящный кулачковый механизм, который один раз за вращение «выключал» гашетку в тот момент, когда лопасти пропеллера оказывались в определенной точке.

На вращающуюся часть двигателя конструктор установил диск с выступом. При вращении этот кулачок двигал тягу, которая была связана со спусковым механизмом пулемета. Каждый раз выстрел производился сразу после того, как лопасти проходили перед стволом пулемета. Так Фоккер решил две основных проблемы: обеспечил сохранность винта и добился высокой скорострельности. Хотя скорострельность здесь напрямую зависела от оборотов двигателя.

Синхронизатор Фоккера

Синхронизатор определенно требовал точной настройки уже после установки на самолет, однако оказался настолько успешным, что полностью изменил ход воздушной войны, на долгие годы став образцом для подражания. В дальнейшем к началу Второй мировой войны на истребителях появились более совершенные электронные синхронизаторы, что позволило повысить темп стрельбы.

При этом даже к тому моменту с синхронизаторами могли быть проблемы. К примеру, они проявились на советском истребителе МиГ-3, который начал массово поступать в части только перед самым началом Великой Отечественной войны. Отказы синхронизаторов в 1941 году случались на данной модели достаточно часто, что вело к прострелу лопастей винта крупнокалиберными пулями. На больших скоростях полета такой дефект мог привести к потере самолета и гибели летчика.

Полностью от синхронизаторов отказались только после перехода с винтовых самолетов на реактивные, когда данные устройства потеряли свою актуальность. Это произошло уже в 1950-е годы.

Для чего нужен синхронизатор в кпп

Синхронизатор — составная часть коробок передач транспортных средств, предназначенная для безударного зацепления скользящей муфты с закреплённым (обычно — через игольчатый подшипник) зубчатым колесом.

Содержание

Предназначение [ править | править код ]

Типовая механическая коробка передач содержит в себе набор пар зубчатых колёс, из которых некоторые расположены на одном промежуточном валу, и находясь в постоянном зацеплении с парными им зубчатыми колёсами, жёстко закреплёнными на первичном валу, способны свободно вращаться на игольчатых подшипниках в своих ступицах.

Поскольку пары колёс 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 колёса 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 [ править | править код ]

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 счёт 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 вперёд, 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 [ править | править код ]

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.

Синхронизатор КПП — механизм, предназначенный для выравнивания частоты вращения вала коробки передач и шестерни. Сегодня практически все механические и роботизированные коробки передач синхронизированы, т.е. оснащены этим устройством. Этот важный элемент в коробке передач позволяет сделать процесс переключения плавным и быстрым. Из статьи узнаем, что представляет собой синхронизатор, для чего он нужен и каков ресурс его эксплуатации; разберемся также в устройстве механизма и познакомимся с принципом его работы.

Назначение синхронизатора

Синхронизатором оснащаются все передачи современных КПП легковых автомобилей, включая передачу заднего хода. Его назначение в следующем: обеспечение выравнивания частоты вращения вала и шестерни, что является обязательным условием для безударного включения передач.

Синхронизатор не только обеспечивает плавность переключения передач, но и способствует снижению уровня шума. Благодаря элементу снижается степень физического износа механических деталей коробки, что, в свою очередь, влияет на срок службы всей КПП.

Кроме того, синхронизатор упростил принцип переключения передач, сделав его более удобным для водителя. До появления этого механизма переключение скоростей происходило с помощью двойного выжима сцепления и перевода коробки передач в нейтральную передачу.

Конструкция синхронизатора

Синхронизатор состоит из следующих элементов:

• ступица с сухарями;
• муфта включения;
• блокировочные кольца;
• шестерня с фрикционным конусом.

Устройство синхронизатора

Основу узла составляет ступица, имеющая внутренние и наружные шлицы. С помощью первых она соединяется с валом коробки передач, перемещаясь по нему в разные стороны. С помощью наружных шлицев ступица соединяется с муфтой.

Ступица имеет три паза, расположенных под углом в 120 градусов относительно друг друга. В пазах находятся подпружиненные сухари, которые помогают фиксировать муфту в нейтральном положении, то есть в тот момент, когда синхронизатор не работает.

Муфта служит для обеспечения жесткого соединения вала коробки передач и шестерни. Она находится на ступице, а с внешней стороны соединяется с вилкой коробки передач. Блокировочное кольцо синхронизатора необходимо для синхронизации частоты вращения при помощи силы трения, оно препятствует замыканию муфты до того момента, пока вал и шестерня не будут иметь одинаковую скорость.

Внутренняя часть кольца имеет форму конуса. Чтобы увеличить поверхность соприкосновения и снизить усилие при переключении скоростей используются многоконусные синхронизаторы. Помимо одиночных применяются и двойные синхронизаторы.

Двойной синхронизатор помимо конического кольца, которое крепится к шестерне, включает в себя внутреннее и наружное кольца. Коническая поверхность шестерни здесь уже не используется, а синхронизация происходит за счет использования колец.

Принцип работы синхронизатора КПП

В выключенном состоянии муфта занимает среднее положение, а шестерни свободно вращаются на валу. При этом передачи крутящего момента не происходит. В процессе выбора передачи вилка передвигает муфту к шестерне, а муфта, в свою очередь, пододвигает блокировочное кольцо. Кольцо прижимается к конусу шестерни и проворачивается, делая дальнейшее продвижение муфты невозможным.

Под воздействием силы трения происходит синхронизация скоростей шестерни и вала. Муфта свободно перемещается далее и жестко соединяет шестерню и вал коробки передач. Начинается передача крутящего момента и движение автомобиля на выбранной скорости.

Несмотря на достаточно сложное устройство узла, алгоритм синхронизации длится всего несколько долей секунд.

Ресурс синхронизатора

При любых неисправностях, связанных с переключением скоростей, в первую очередь необходимо исключить проблемы со сцеплением и только потом проверять синхронизатор.

Самостоятельно выявить неисправность узла можно по следующим признакам:

1. Шум при работе коробки передач. Это может говорить об искривлении блокирующего кольца или о том, что конус изношен.
2. Самопроизвольное выключение передач. Эту проблему можно связать с муфтой, либо с тем, что шестерня изжила свой ресурс.
3. Затрудненное включение передачи. Это напрямую указывает на то, что синхронизатор пришел в негодность.

Ремонт синхронизатора очень трудоемкий процесс. Лучше просто заменить изношенный механизм на новый.

Продлить срок службы синхронизатора и КПП в целом поможет соблюдение следующих правил:

1. Избегать агрессивного стиля вождения, резких стартов.
2. Правильно выбирать скорость движения и нужную передачу.
3. Своевременно проводить техническое обслуживание КПП.
4. Своевременно проводить замену масла, предназначенного именно для данного вида КПП.
5. Полностью выжимать сцепление перед переключением передач.

Синхронизатор коробки передач

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Для чего нужен синхронизатор коробки передач?

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

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

Состоит из следующих элементов:

1.Блокирующее кольцо
2.Ступица
3.Сухарь
4.Кольцевая пружина
5.Фрикционный конус шестерни
6.Шестерня
7.Блокирующее кольцо
8.Муфта синхронизатора
9.Сухарь
10.Шестерня

Двойное сцепление. Устройство и принцип работы.

Еще не так давно автомобиль, имеющий двойное сцепление, воспринимался как нечто необычное, но сегодня редко кого удивишь этим. Несмотря на это, сегодня не каждый специалист может объяснить принцип работы двойного сцепления. На самом же деле тут все очень просто.

Достоинства и недостатки двойного сцепления

Главным достоинством такого сцепления является превосходная плавность хода автомобиля, а также отсутствие подергиваний и резких рывков. Также к достоинствам следует отнести экономию топлива почти на 10%, что является весомым аргументом в пользу двойного сцепления. Отличная динамика при линейном ускорении без потери мощности. КПП с двойным сцеплением идеальное решение для автомобилей мощностью 200-500 лошадиных сил.

Если говорить о недостатках, то тут следует выделить огромное количество сложных элементов в системе подачи крутящего момента на ходовую часть автомобиля, а это в свою очередь влечет за собой высокие цены на ремонт и техническое обслуживания такой коробки переключения передач. Еще одним из существенных недостатков следует считать тот факт, что на сегодняшний день не так много автосервисов, которые могут на профессиональном уровне справиться с ремонтом КПП с двойным сцеплением.

Но, все же достоинств данная система имеет гораздо больше, чем недостатков, поэтому выбор за вами.

Немного из истории

В серийное автомобилестроение такой вид коробки передач пришел с гоночных треков. Впервые КПП с двойным сцеплением была создана конструктором А.Кегрессом в 1939 году, который планировал применить ее на Citroen Traction. Но, его задумка так и не воплотилась в жизнь.

И только в середине 80-х годов конструкторы Porsche впервые создали автомобиль, который имел возможность переключения передачи под нагрузкой. Для гоночных автомобилей это был настоящий прорыв, так как на состязаниях победа могла решиться долями секунды. И если раньше, при переключении передач двигатели значительно теряли мощность, то при двойном сцеплении передачи переключались без потери крутящего момента.

Устройство коробки передач с двойным сцеплением

Главной деталью КПП с двойным сцеплением является двойной вал. А если говорить простым языком, то в одном корпусе КПП находятся две обычные коробки передач, которые работают попеременно.

Управление всеми механизмами осуществляется при помощи гидравлики и автоматики. Стоит отметить, что в такой коробке передач отсутствует гидротрансформатор, а сама система является лучшей системой сухого двойного сцепления.

В момент начала движения на автомобиле на первой передаче, система уже автоматически готовит вторую передачу. В процессе переключения передач происходит размыкание первого сцепления, и замыкание второго. Затем, при разгоне автомобиля автоматика готовит третью скорость и так далее. Система автоматики настолько совершена, что при определении каждой последующей передачи учитывает:

Скорость вращения вала трансмиссии;
Положение педали акселератора;
Скорость вращения колес;
Текущее положение рычага КПП.
Непосредственно в процессе переключения передачи, оба сцепления становятся замкнутыми на сотые доли секунды, несмотря на это, двигатель продолжает быть соединенным с ведущими колесами, а потеря крутящего момента практически не ощущается.

Gear synchro – x-engineer.

org

Автомобили, оснащенные механическими коробками передач (MT), автоматизированными механическими коробками передач (AMT) и коробками передач с двойным сцеплением (DCT), требуют синхронизаторов передач  , чтобы выполнять переключение передач (вверх или вниз). Синхронизатор предназначен для синхронизации скоростей входного и выходного валов коробки передач. при переключении передач, до включения повышающей передачи.

В коробке передач синхронизаторы расположены между двумя соседними шестернями. Например, передачи 1-2 имеют один и тот же механизм синхронизации, 3-4 другой и такой же для 5-6. Установка синхронизатора для передачи заднего хода (R) не является обязательной, поскольку для включения R автомобиль должен быть остановлен (если он движется), а скорость выходного вала будет равна нулю. Тем не менее, есть механические коробки передач, которые имеют синхронизаторы передач и для задней передачи.

Изображение: Синхронизаторы в механической коробке передач (коробке передач)
Предоставлено: Getrag

Чтобы лучше понять основные компоненты трансмиссии и принцип их работы, прочитайте статью Как работает механическая коробка передач.

Зачем нужны синхронизаторы?

Предположим, что для заданной механической коробки передач мы хотим переключиться с 1-й ^-й -й передачи на 2-ю ^-ю -ю передачу. Параметры передачи следующие:

\[ \begin{split}
n_{IN} = 3500 \text{ об/мин}\\
i_{1} = 3,4\\
i_{2} = 2,5\\
i_{0} = 3,1\\
n_{OUT} = \text{ ?}
\end{split} \]

где:

n _IN [об/мин] – частота вращения входного вала
n _OUT [об/мин] – частота вращения выходного вала
i ₁ [-] – передаточное число , 1 ^st шестерня
i ₂ [-] – передаточное число, 2 ^nd шестерня
i ₀ [-] – передаточное число главной передачи (дифференциал)

Стартовая передача 1 ^ст шестерня. Когда водитель хочет включить 2-ю ^-ю -ю передачу, сначала ему необходимо отсоединить двигатель от трансмиссии, используя педаль сцепления. Это необходимо, потому что переключение передачи в трансмиссии с простыми зубчатыми механизмами, которые находятся в постоянном зацеплении (зацеплении), не может быть выполнено, пока крутящий момент двигателя передается через шестерни, поэтому сцепление должно быть разомкнуто.

Для перехода с 1-й ^-й -й передачи на 2-ю ^-ю -ю передачу трансмиссия должна на короткое время перейти в нейтральное положение.

На изображении ниже мы можем визуализировать поток мощности двигателя через шестерни 1 ^st и 2 ^nd . Для каждой передачи мы собираемся рассчитать скорость входного и выходного валов.

Изображение: процесс переключения передач (1-2)

Когда включена передача 1 ^st , скорость выходного вала составляет:

\[n_{OUT} = \frac{n_{IN}}{i_ {1} \cdot i_{0}} = 332 \text{ об/мин}\]

Если мы хотим включить передачу 2 ^и , скорость входного вала должна стать:

\[n_{IN} = n_{OUT} \cdot i_{2} \cdot i_{0} = 2573 \text{ об/мин}\]

Это означает, что входной вал должен быть замедлен с 3500 об/мин до 2573 об/мин. Если необходимо было выполнить понижение передачи 2-1, входной вал должен был быть ускорен с 2573 об/мин до 3500 об/мин. Это когда синхронизаторы вступают в игру.

Синхронизатор действует как фрикционная муфта и замедляет (переключение на более высокую передачу) или ускоряет (переключение на более низкую передачу) первичный вал, чтобы согласовать скорость для следующей передачи.

Изображение: Схема коробки передач с названиями компонентов

Как работает синхронизатор?

Синхронизаторы необходимы для переключения передач в механических коробках передач. Их цель — согласовать (отрегулировать) скорость входного вала (шестерни и вторичной массы сцепления) с выходным валом (колесом).

Существует несколько типов синхронизаторов, используемых для механических коробок передач. Наиболее распространена классификация по количеству трущихся элементов (конусов трения). Поэтому имеем:

• single-cone synchronizer
• dual-cone synchronizer
• triple-cone synchronizer

Image: Simple cone synchronizer
Credit: VW

1. gear wheel
2. synchronizer ring
3. ring spring
4. locking element (strut )
5. ступица синхронизатора (корпус)
6. скользящая втулка

Изображение: синхронизатор в сборе
Предоставлено: VW

Шестерня (1) установлена ​​на вторичном валу коробки передач. Он может вращаться относительно вала (радиальное движение), но не может совершать осевое движение вдоль вала. Между шестерней и валом обычно установлены игольчатые подшипники, облегчающие вращение.

Шестерня имеет встроенную муфту сцепления с фрикционным конусом. Шестерня сцепления состоит из стопорного зубчатого зацепления и фрикционного конуса. Он называется муфтой , потому что он играет роль муфты, плавно зацепляя предстоящее зубчатое колесо.

Шестерня сцепления согласовывает скорость шестерни со скоростью ступицы синхронизатора. Монтаж на зубчатое колесо осуществляется запрессовкой или лазерной сваркой. Когда шестерня включена, внешние зубья (с фаской на обеих сторонах зубьев) сцепятся с фаской на внутренних зубьях втулки переключения.

Изображение: Шестерня

Кольцо синхронизатора (2), также называемое блокирующим кольцом, стопорным кольцом или фрикционным кольцом, имеет коническую поверхность, которая соприкасается с фрикционным конусом шестерни. Кольцо синхронизатора предназначено для создания момента трения для замедления/ускорения входного вала во время переключения передач.

Кольцо синхронизатора вместе с фрикционным конусом зубчатого колеса образуют «коническую муфту», которая может включаться и отключаться путем скольжения.

Внутренняя поверхность кольца синхронизатора имеет резьбу или канавки для предотвращения образования любой гидродинамической масляной пленки. Если между кольцом синхронизатора и фрикционным конусом зубчатого колеса образуется масляная пленка, для синхронизации скоростей валов потребуется большее толкающее усилие и большее время.

Изображение: Кольцо синхронизатора

Стопорные элементы (4), также называемые шпонками синхронизатора, центральным механизмом, шпонками или крылышками, расположены по окружности корпуса синхронизатора в специальных пазах между втулкой синхронизатора и синхронизатором. центр.

Стопорные элементы вращаются вместе со ступицей синхронизатора (5) и могут перемещаться в осевом направлении относительно скользящей муфты (6). Стойки используются для предварительной синхронизации, а это означает, что они создают нагрузку на кольцо синхронизатора для выполнения процесса синхронизации.

В нейтральном положении (передача не выбрана) стопорные элементы удерживают скользящую втулку в центральном положении на ступице синхронизатора между обеими шестернями. Обычно узел синхронизатора имеет 3 фиксирующих элемента, расположенных под углом 120°. В случае больших синхронизаторов может быть 4 фиксирующих элемента, распределенных по 90°.

Изображение: Ступица синхронизатора

Ступица синхронизатора (5) установлена ​​на вторичном валу, жестко соединена шлицем. Он может двигаться в осевом направлении, но не вращаться относительно вала. Он содержит специальные канавки, в которых будут размещаться фиксирующие элементы.

Кольцевые пружины (3) расположены с каждой стороны ступицы синхронизатора и предназначены для удержания шпонок стойки в предусмотренных канавках.

Скользящая втулка (6), также называемая муфтой переключения передач, муфтой синхронизатора или муфтой муфты, имеет на внешней стороне радиальную канавку для вилки переключения передач. Внутренняя часть имеет шлицы, которые находятся в постоянном зацеплении с внешними шлицами ступицы синхронизатора. Скользящая втулка может перемещаться только в осевом направлении (влево-вправо) из нейтрального положения в зацепленное положение.

Изображение: Скользящая втулка

Фазы синхронизации шестерни

Процесс синхронизации , когда скользящая втулка начинается из нейтрального положения (центральное) и заканчивается полным зацеплением шестерни, может быть описан в пять этапов, как показано на картинка ниже.

Процесс синхронизации будет описан параметрами:

F [Н] – усилие переключения передач
Δω [рад/с] – разница скоростей между шестерней и ступицей синхронизатора
T _f [Нм] – момент трения между кольцом синхронизатора и фрикционным конусом
T _i [Нм] – момент инерции первичного вала, шестерни и вторичной массы сцепления

Изображение: Процесс синхронизации переключения передач

Фаза 1: Асинхронизация

Перед началом процесса переключения скользящая муфта удерживается в среднем положении стопорными элементами. Сила переключения передач создает осевое перемещение скользящей втулки, которая толкает вперед кольцо синхронизатора к фрикционному коническому зубчатому колесу. Разница скоростей между зубчатым колесом и кольцом синхронизатора вызывает вращение кольца синхронизатора.

Этап 2: Синхронизация (блокировка)

Это основной этап синхронизации скорости. Скользящая втулка проталкивается дальше, что приводит в соприкосновение внутренние шлицы (зубья) скользящей втулки и зубья кольца синхронизатора. На этом этапе момент трения начинает противодействовать моменту инерции, и разница скоростей начинает уменьшаться.

Фаза 3: Разблокировка (повернуть кольцо синхронизатора назад)

Усилие переключения передач удерживается на кольце синхронизатора за счет фиксирующих элементов и скользящей втулки. Когда синхронизация скоростей достигнута, сила трения уменьшается до нуля, а кольцо синхронизатора немного поворачивается назад.

Фаза 4: Зацепление (поворот ступицы синхронизатора)

Скользящая втулка проходит через зубья кольца синхронизатора и входит в контакт с блокирующим зубчатым зацеплением шестерни.

Фаза 5: Зацепление (блокировка шестерни)

Скользящая втулка полностью вошла в стопорное зубчатое зацепление шестерни. Задние конусы на зубьях скользящей втулки и стопорные зубья зубчатого колеса предотвращают разъединение под нагрузкой.

Контроль положения включения передач

В автоматизированных механических коробках передач (АМТ) и коробках передач с двойным сцеплением (DCT) положение вилки переключения (скользящей втулки) контролируется датчиками положения.

На изображении ниже видно, как положение скользящей муфты меняется в процессе переключения передач. Позиция разделена на пять этапов:

1. 1. Подход синхронизатора
   2. Синхронизация
   3. Объединение передач
   4. Gear Hold
   5. Gear Relul

. втулка) начинается из центрального положения и начинает двигаться к кольцу синхронизатора. Когда положение вилки переключения остается постоянным (P ₁ ) после перемещения, это означает, что кольцо синхронизатора ударилось о фрикционный конус шестерни.

На этом этапе контролируется положение (скорость) вилки переключения, а не усилие переключения передач (толкающее усилие). Усилие переключения обычно составляет около 60–120 Н.

После обнаружения контакта между кольцом синхронизатора и фрикционным конусом начинается фаза Синхронизация  (B). В этой фазе положение вилки переключения постоянно, а толкающее усилие постепенно увеличивается. Из-за момента трения входной вал начинает тормозить. Окончание этой фазы наступает, когда скорость входного и выходного валов синхронизируется (стр. 9).0032 2 ).

Фаза включения передачи  (C) начинается, когда вилка переключения снова начинает двигаться. На этом этапе скользящая втулка проходит через кольцо синхронизатора и начинает зацепляться с блокирующим зацеплением зубчатого колеса. Фаза заканчивается, когда скользящая втулка достигает конечного положения и больше не может двигаться вперед.

На этом этапе очень важно точно контролировать положение (скорость) вилки переключения. Если он движется слишком быстро, в конце хода он врежется в зубчатое колесо, что вызовет шум включения шестерни и возможное механическое повреждение.

После того, как вилка переключения достигает конечного положения, начинается фаза Удержание передачи  (D). На этом этапе на вилку переключения передач в течение определенного времени воздействует высокое усилие, чтобы обеспечить полное включение передачи.

В фазе Расслабление шестерни  (E) усилие на вилку переключения больше не действует, и шестерня удерживается на месте благодаря механической блокировке скользящей муфты зубчатым колесом.

Общая длина хода вилки переключения может составлять около 8–12 мм, точка синхронизации начинается от 3–6 мм.

Сила переключения передач (кредит: Hoerbiger)

Размер и расчет механизма синхронизатора должны учитывать различные параметры, такие как:

• монтажное пространство
• механическая инерция для синхронизации
• разница скоростей вала для синхронизации
• передаваемый крутящий момент
• свойства трансмиссионного масла
• параметры качества переключения передач
  • время синхронизации
  • ход вилки переключения
  • Максимальная сила сдвига
  • 40104
  • . вместимость скользящей втулки, ступицы и зубчатого зацепления шестерни
  • вместимость фрикционного материала (скорость скольжения, поверхностное давление, сила трения, работа трения)
  • тепловыделение через масло, синхронизирующее кольцо и фрикционный конус
  • трансмиссионное масло (вязкость и термическая стабильность)

  сдвиговое усилие на скользящей втулке F _a [Н] рассчитывается по формуле ( источник: Hoerbiger):

  \[F_{a} = \frac{2 \cdot \sin{\alpha} \cdot J \cdot \Delta \omega}{n_{c} \cdot \mu \cdot d_{m } \cdot T_{F}}\]

  где:

  α [рад] – угол конуса трения
  Дж [кг·м ² ] – инерция массы первичного вала, шестерен и вторичной муфты
  Δω [рад/с] – разность скоростей синхронизации
  n _c [-] – количество конусов
  μ [-] – коэффициент трения конуса трения
  d _m [м] – средний диаметр конуса трения
  T _F [Нм] – момент трения

  Уменьшение усилия смещения на втулке может быть достигнуто за счет:

  • увеличения диаметра среднего конуса трения
  • увеличение количества фрикционных конусов (с использованием двухконусных или трехконусных синхронизаторов)
  • увеличение коэффициента трения
  • уменьшение угла конуса трения

  Время переключения передач

  Процесс переключения передач одинаков для повышения и понижения передачи, но время переключения различно. При переключении на повышенную передачу скорость входного вала должна уменьшаться. Поскольку между движущимися частями есть потери на трение, торможение вала будет более быстрым.

  С другой стороны, при переключении на пониженную передачу необходимо ускорить первичный вал. Точно так же будут действовать те же потери на трение, которые пытаются затормозить вал. Следовательно, для синхронизации валов при переключении на пониженную передачу требуется более высокий момент трения и более длительное время синхронизации.

  Общее время переключения механической коробки передач в основном зависит от водителя и может составлять от 0,5 до 2,0 с. Некоторые высокопроизводительные коробки передач с двойным сцеплением (DCT) могут достигать времени переключения около 10 мс.

  Двухконусный синхронизатор

  Двухконусный синхронизатор обычно используется для передач 1 ^st и 2 ^nd . Механизм двухконусного синхронизатора представляет собой компактное устройство, способное зацепляться в тяжелых условиях. Механизм синхронизатора сокращает время зацепления (переключения передач) и улучшает работу (для включения передачи требуется меньшее усилие). Двухконусный механизм синхронизации включает синхронизирующее кольцо, двойной конус и внутренний конус.

  Изображение: синхронизатор с двойным конусом (полный набор)

  1. Gear Wheel
  2. Блокировка зубчатых зубцов
  3. Иглетов.

  Пример механической коробки передач с различными механизмами синхронизации

  Коробка передач Getrag Manualshift 6MTI550.

  Изображение: Механическая коробка передач Getrag 6MTI550

  Основные преимущества :

  • Модульная система для приложений со средним и высоким крутящим моментом, опционально 7 ^th возможная скорость
  • Высокий крутящий момент при малом весе
  • Готов к системе старт-стоп (обнаружение передачи)
  • Гибкая передача разброс коэффициентов

  Ключевые характеристики :

  0 4 Наблюдение
  концепция постоянного редуктора на выходном валу0105
  • полный привод возможно применение
  • 7 ^й скорость возможна

  Параметр	Значение
  Максимальный входной крутящий момент [NM]	550	Высокий крутящий момент
  Вес [кг]	44	Сухо 630	для длины сцепления 156 мм
  Передаточное число [-]	5,5 – 6,9	> 7 также возможно
  Межосевое расстояние [мм] 404 89387
  Synchronization mechanism
  1 st and 2 nd gear	triple-cone
  3 rd gear	dual-cone
  4 th to 6 th и передача заднего хода	одноконусная
  Прочее

  Источник: Getrag .

  Не забудьте поставить лайк, поделиться и подписаться!

  Передача: наука о синхронизации

  Механическая коробка передач

  Следующим шагом в разработке была синхронизация. Синхронизировать означает координировать несколько событий, чтобы они происходили одновременно. Солдаты синхронизируют свои часы перед миссией, чтобы убедиться, что все находятся в одном и том же расписании. Синхронизированные трансмиссии просты в использовании, избавляя водителя от необходимости согласования скоростей валов для каждой смены передач и обеспечивая плавное, бесшумное включение передач, для чего требуется только выжать сцепление. Синхронизаторы — одна из самых неправильно понимаемых частей трансмиссии, и, как и в случае с застежками-молниями, все знают, как их использовать, но большинство людей мало или совсем не понимают, как они работают.

  • Тема : Конструкция и работа синхронизатора
  • Основная литература : Ремонтник, диагност
  • Автор : Майк Вайнберг, Rockland Standard Gear, пишущий редактор
  2 не синхронизированы, и водитель должен был согласовать частоту вращения вала в трансмиссии со скоростью автомобиля путем двойного сцепления. Переключение с двойным сцеплением означает, что когда водитель выбирает желаемую передачу на скорости, сцепление выжимается, рычаг переключения передач перемещается в нейтральное положение, затем водитель включает сцепление и нажимает на педаль газа, чтобы скорость двигателя соответствовала скорости вращения. приводного вала, а затем снова выжимает сцепление и переводит рычаг переключения передач на нужную передачу.

  Нажмите здесь, чтобы узнать больше

  Это все еще имеет место в гоночных автомобилях и некоторых тяжелых грузовиках. Очевидно, что это требует от водителя высокого уровня квалификации, а любые ошибки приводят к выходу из строя трансмиссии и ускоренному износу ступенчатых шестерен и скользящих втулок.

  Следующим шагом в разработке была синхронизация. Синхронизировать означает координировать несколько событий, чтобы они происходили одновременно. Солдаты синхронизируют свои часы перед миссией, чтобы убедиться, что все находятся в одном и том же расписании. Синхронизированные трансмиссии просты в использовании, избавляя водителя от необходимости согласования скоростей валов для каждой смены передач и обеспечивая плавное, бесшумное включение передач, для чего требуется только выжать сцепление. Синхронизаторы — одна из самых неправильно понимаемых частей трансмиссии, и, как и в случае с застежками-молниями, все знают, как их использовать, но большинство людей мало или совсем не понимают, как они работают.

  Основы синхронизации переключения передач просты. Компоненты синхронизатора состоят из ступицы, соединенной шлицами с главным валом, к которому прикреплена скользящая втулка. Вилка переключения передач перемещается в скользящей втулке. В узле синхронизатора находятся шпонки (стойки, собачки), которые перемещаются вместе со скользящей втулкой для зацепления с синхронизатором или блокирующим кольцом. Блокирующее кольцо или кольцо синхронизатора представляет собой мокрое сцепление. По мере того, как скользящая втулка перемещает шпонки вперед, синхронизирующее кольцо затем давит на конус скоростной шестерни, которая свободно вращается на главном валу, замедляя или ускоряя ее в соответствии со скоростями вала.

  Кольцо синхронизатора имеет внешние зубья, которые совпадают с зацепляющими зубьями шестерни, и пока эти зубья не выровняются, переключение блокируется. По мере того как скорости вала выравниваются, блокирующее кольцо (кольцо синхронизатора) расслабляется и поворачивается вбок, позволяя ползунку войти в зацепление с зубчатым колесом, фиксируя зубчатое колесо на главном валу, и переключение завершается ( Рисунок 1 ).

  Чтобы это произошло правильно, необходим элемент синхронизации. Сначала сцепление нужно полностью выжать, отключив первичный вал от вращения двигателя. Первичный вал не соединен с первичным валом, но первичный вал всегда соединен с карданным валом, и когда сцепление выжато (выключено), ведущие колеса перемещают первичный вал с дорожной скоростью, а частота вращения двигателя падает.

  Самая частая причина повреждения синхронизатора или затрудненного переключения связана с неполностью отпущенным сцеплением. У вас должен быть воздушный зазор 0,050 дюйма между диском и нажимным диском, когда сцепление полностью выжато. Другие проблемы, такие как короткоходные переключатели, неправильное заполнение жидкостью (либо слишком много жидкости, либо жидкость не соответствующей вязкости), изменят синхронизацию синхронизатора и создадут зазубренные, скрежещущие или заблокированные переключения.

  Кольца синхронизатора ранней конструкции изготавливались из латуни или бронзы. У них была нарезана резьба на внутренней поверхности, которая входит в зацепление с конусом шестерни, чтобы помочь выпустить трансмиссионную жидкость с поверхности конуса шестерни и создать более высокий уровень трения. Латунь и бронза хорошо работали со старыми низкооборотными двигателями, у которых не было большой мощности. Они действительно страдали от повышенного износа внутренних конусов колец и прорезей в кольцах, в которые входили ключи, из-за того, что более мягкая латунь соприкасалась с более твердыми стальными компонентами.

  Значительно возросшая мощность и эффективность двигателей более поздних моделей вызвала необходимость в улучшенном материале синхронизатора. Первой новой конструкцией стали кольца BorgWarner с бумажной подкладкой (, рис. 2, ), используемые в пятиступенчатой ​​трансмиссии T5. Используя бумажную обшивку, очень похожую на материал сцепления автоматической коробки передач, BorgWarner создала конструкцию с очень плавным переключением передач, подходящую для маслкаров того времени.

  По мере того, как производители увеличивали мощность и крутящий момент двигателей с помощью таких усовершенствований, как впрыск топлива и турбонаддув, мощность превышала мощность обтянутых бумагой колец. Следующей эволюцией стали кольца с футеровкой из углеродного волокна (9).0003 Рисунок 2 ), которые используются до сих пор. Шестиступенчатая трансмиссия Tremec T56 начиналась с обтянутых бумагой колец, а затем переключилась на углеродное волокно.

  Кольца синхронизатора теперь изготавливаются с вкладышами из спеченного металла ( рис. 3 ), которые используются в современных конструкциях ZF и Getrag. Эти кольца очень агрессивны и могут оказывать неблагоприятное воздействие на износ конусов шестерен. Вы не можете точно измерить конусность. Всякий раз, когда вы работаете с этими кольцами, было бы разумно убедиться, что конусы шестерен скорости не изношены. С помощью перманентного черного маркера покройте конус шестерни скорости. Затем накрутите новое или заведомо исправное кольцо на конус и посмотрите, какой узор он оставляет. Хороший конус должен иметь равномерный износ по всему конусу и даже сверху донизу. На плохой шестерне вы увидите пропуски, открытые пятна или рисунок, который хорош только на части всего конуса. Замените это снаряжение, прежде чем оно вернется, чтобы преследовать вас.

  По мере дальнейшего увеличения мощности потребность в большей мощности синхронизатора возрастала. Общая прочность трансмиссии измеряется расстоянием от центральной линии входного вала до центральной линии промежуточного вала, что говорит о том, насколько большим может быть диаметр шестерни. При старой конструкции колец синхронизатора диаметр шестерен должен быть увеличен, чтобы иметь кольцо синхронизатора большего размера, что контрпродуктивно в мире, который процветает за счет экономии топлива, легкого веса и меньших размеров транспортных средств.

  Следующим этапом эволюции конструкции стали широко распространенные кольца с двойным и тройным конусом. Это увеличивает площадь трения кольца вдвое или втрое по сравнению с одноконусным крутящим моментом без увеличения диаметра шестерни. Tremec была в авангарде этого движения с трансмиссиями T56 и Magnum, которые поставляются в высокопроизводительных автомобилях, таких как Mustang, Corvette, Cadillac CTS-V, Pontiac GTO, Dodge Viper и Challenger, а также новый Chevy Camaro. . Рисунки 4 и 5 показывают, как в одном и том же пространстве увеличивается емкость кольца.

  Следующей областью усовершенствования стали синхронизирующие клавиши и способ их фиксации на скользящей муфте. В прошлых конструкциях почти всегда использовались два круглых кольца из пружинной стали со штампованными стальными или сплошными синхронизаторами (, рис. 6 и 7, ). Нагрев от длительных рабочих циклов ослабил натяжение пружины и усилил неравномерность переключения передач.

  Следующим этапом проектирования стала система стоек с шарико-пружинным расположением, которая центрировала шар в стойке, как вы можете видеть на синхронизаторе ZF в Рисунок 8 .

  Компания Tremec усовершенствовала эту конструкцию в новой конструкции T56 Magnum, используя пластиковую стойку с шариком и пружиной, запертыми в пластике ( рис. 9 и 10 ), что значительно упрощает сборку и обслуживание. Еще одним дополнительным преимуществом этих конструкций является устранение сломанных ключей. Агрегаты с плохим выключением сцепления не отключают двигатель от входной передачи при переключении передач. Ключи борются с нагрузкой крутящего момента, которой не должно быть, и в конечном итоге они сломаются. Если это происходит после завершения переключения, обычно кусочки сломанного ключа не позволяют водителю снова включить передачу, что делает автомобиль непригодным для вождения.

  Еще одна забытая область в отношении синхронизации — смазка трансмиссии. Во времена латунных колец в большинстве трансмиссий использовалось трансмиссионное масло с вязкостью 90.

  Производители автомобилей получали многочисленные жалобы на большие усилия при переключении передач при движении в холодную погоду из-за высокой вязкости масла, пока агрегат не достиг рабочей температуры. Это заставило многих производителей автомобилей указать ATF в качестве смазочного материала, что устранило многие головные боли при холодном переключении передач и не повлияло на износ шестерен.

  Сегодня каждое кольцо синхронизатора предназначено для работы с определенной жидкостью. Убедитесь, что вы используете правильную жидкость, так как проблемы с переключением передач будут неприятными из-за неправильного материала. Если вы зальете неправильную жидкость в новый ремонт, накладки на кольцах впитают ее и не смогут правильно обеспечить трение на шестернях. Возможно, вы сможете выгнать его, заменив масло и проехав несколько сотен миль, или вам, возможно, придется вернуться и заменить кольца.

  Кольца из нового материала также могут шуметь из-за неправильного масла. В коробках передач Dodge Neon использовалось очень специфическое масло, и они были известны тем, что чирикали на нейтрали, если использовалась неправильная смазка. Кольца из углеродного волокна чувствительны к некоторым добавкам в некоторых марках жидкостей, которые воздействуют на накладки.

  На работу синхронизатора влияет множество факторов, начиная со сцепления. Износ переключателей, втулок, вилок переключения, направляющих и колодок, а также внутренний осевой люфт в трансмиссии вызывают различные проблемы с переключением передач.

  Часто не упоминаемая проблема связана с драйвером. Владелец автомобиля — это единственный элемент, который вы не можете контролировать, но можете проверить. Разумный ход — попросить водителя прокатить вас после того, как он заплатит за ремонт. Вы можете сказать, что хотите убедиться, что он счастлив и доволен, но теперь вы можете посмотреть, как будет обрабатываться то, что вы гарантируете. Он переключается на пониженную передачу вместо того, чтобы использовать тормоза для замедления автомобиля? Тормоза дешевле, чем ремонт трансмиссии, и вы можете с уважением предложить ему это. Торопится ли он со сменой передач, выжимает ли сцепление, уходит ли со светофора на скорости 5000 об/мин? За 10 минут можно многому научиться.

  В этой статье:Синхронизатор, соответствует стандартам

  Понимание синхронизации — обзор передачи

  • Автор : Майк Вайнберг, сотрудничающий редактор

  ---

  сдвинутые передачи и раздаточные коробки – это синхронизация.

  Нажмите здесь, чтобы узнать больше

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

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

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

  Понимание теории:

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

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

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

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

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

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

  Конструкция с кольцом синхронизатора:

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

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

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

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

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

  Проблема конструкции с кольцами синхронизатора:

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

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

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

  Диагностика и отделение проблем с кольцами синхронизатора от других причин:

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

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

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

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

  Зазубренные, скрежещущие переключения или заблокированные переключения являются результатом изношенных колец синхронизатора, поврежденных зубьев зацепления на ползунке или редукторе, чрезмерном осевом люфте на шестерне или валу, изношенных или неправильно отрегулированных рычагах или вилках переключения, плохом выжиме сцепления, водитель переключает передачи на слишком высоких оборотах двигателя для компонентов трансмиссии, пытается ускорить переключение передач или не использует сцепление.

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

  Проблемы с синхронизатором механической коробки передач, симптомы и стоимость замены

  Синхронизатор механической коробки передач — это компонент механической коробки передач, который синхронизирует скорости входного и выходного валов.

  Этот компонент расположен между сцеплением и коробкой передач и помогает обеспечить плавное переключение передач. Без синхронизатора было бы трудно плавно переключать передачи, так как передачи не были бы синхронизированы.

  Если у вас возникают трудности при переключении передач в автомобиле с механической коробкой передач, это может быть связано с неисправностью синхронизатора. Важно, чтобы этот компонент был проверен и при необходимости отремонтирован, так как он может повлиять на общую производительность вашего автомобиля.

  Содержание

  Распространенные проблемы с синхронизатором механической коробки передач

  Синхронизатор механической коробки передач — это часть трансмиссии, которая помогает поддерживать согласованность передач во время их переключения.

  Это важный компонент, так как несоответствие шестерен может привести к серьезному повреждению трансмиссии автомобиля. С синхронизатором механической коробки передач может возникнуть несколько проблем, в том числе:

  Изношенные зубья шестерни

  Когда зубья шестерни изнашиваются, они больше не могут должным образом сцепляться друг с другом, что может привести к стиранию шестерен друг с другом. Это может привести к повреждению синхронизатора и других компонентов трансмиссии.

  Поврежденные или заклиненные кольца синхронизатора

  Если кольца синхронизатора повреждены или застряли, они не смогут правильно войти в зацепление с зубьями шестерни. Это также может привести к повреждению трансмиссии.

  Мусор в синхронизаторе

  Если в синхронизаторе есть мусор, такой как грязь или металлическая стружка, это может помешать правильному зацеплению шестерен. Это также может привести к повреждению трансмиссии.

  Можно ли ездить без синхронизаторов?

  Синхронизаторы являются важной частью трансмиссии автомобиля. Они позволяют автомобилю плавно передавать мощность от двигателя к колесам.

  Без синхронизаторов шестерни будут тереться друг о друга, что затрудняет переключение передач и приводит к чрезмерному износу трансмиссии.

  Большинство автомобилей имеют синхронизирующие кольца, которые помогают синхронизировать передачи. Эти кольца расположены между шестернями и подшипниками. Они помогают удерживать шестерни в правильном положении и обеспечивают плавную передачу мощности.

  Что происходит при поломке синхронизатора?

  При поломке синхронизатора это может привести к повреждению системы. При его поломке трансмиссия может даже выйти из строя.

  Если вы подозреваете, что ваш синхронизатор сломался, важно принять меры немедленно. Не пытайтесь устранить проблему самостоятельно, это потребует высокого мастерства и может усугубить ситуацию.

  Обратитесь к профессиональному техническому специалисту для осмотра и ремонта синхронизатора. Невыполнение этого требования может привести к серьезному повреждению или даже отказу системы. Так что, если вы заметили какие-либо проблемы с вашим синхронизатором, не ждите — действуйте!

  Сколько миль длится синхронизация?

  Синхронизаторы в механической коробке передач часто являются частью, которая не требует особого внимания, если водитель хорошо заботится о своем автомобиле, но сколько километров они могут прослужить?

  К сожалению, однозначного ответа на этот вопрос нет. Некоторые водители сообщают, что их синхронизаторы прослужили всю жизнь их автомобиля, в то время как другие говорят, что они проехали всего несколько тысяч миль.

  В конечном счете, срок службы ваших синхронизаторов зависит от множества факторов, включая вес автомобиля, стиль вождения и дорожные условия. Последние два условия более важны для определения срока службы синхронизатора.

  Тем не менее, большинство автомобильных экспертов сходятся во мнении, что синхронизаторы долговечны и могут прослужить приличное количество километров. Если вы любите бегать на длинные дистанции, их стоит рассмотреть.

  Обязательно примите во внимание факторы, упомянутые выше, чтобы понять, на сколько миль они вам прослужат. И, как всегда, если у вас возникнут вопросы, обязательно проконсультируйтесь со специалистом.

  Как ездить с неисправными синхронизаторами?

  Управлять автомобилем с неисправными синхронизаторами может быть сложно. Если у вашего автомобиля механическая коробка передач, вам нужно будет использовать сцепление, чтобы согласовать обороты двигателя со скоростью передачи.

  Если у вашего автомобиля автоматическая коробка передач, вам нужно будет использовать педали акселератора и тормоза, чтобы убедиться, что обороты двигателя правильные. Вам также может понадобиться использовать переключатель передач, чтобы убедиться, что трансмиссия находится на правильной передаче.

  Если в вашем автомобиле неисправны синхронизаторы, синхронизация частоты вращения двигателя и скорости передачи может быть затруднена. Это может затруднить вождение, а также может привести к повреждению двигателя или трансмиссии.

  Если у вас возникли проблемы с вождением автомобиля с неисправными синхронизаторами, вам может потребоваться ремонт или замена синхронизатора.

  Мой совет: не пытайтесь форсировать трансмиссию, у которой проблемы с синхронизатором, и езжайте так. Устраните эту проблему.

  Можно ли переключаться без синхронизаторов?

  Синхронизаторы являются важной частью переключения передач, но это не единственный способ сделать это. Некоторые переключатели прекрасно справляются без использования синхронизаторов, хотя для этого может потребоваться некоторая практика.

  Если вы заинтересованы в переключении передач без синхронизаторов, вот несколько советов, которые помогут вам начать работу. Во-первых, важно понять, как работают синхронизаторы, и много практиковаться.

  Один из способов установить связь — сосредоточиться на движениях вашего автомобиля. Старайтесь синхронизироваться с тем, что делает ваш автомобиль, поэтому знание движений вашего автомобиля может быть правильным способом узнать, когда переключать передачи.

  Очень важно попрактиковаться в этом. Чем больше вы будете практиковаться в переключении передач без синхронизаторов, тем легче это будет становиться. Не расстраивайтесь, если потребуется время, чтобы освоиться — каждый учится в своем собственном темпе.

  Приведенные выше советы, возможно, убедили вас в том, что можно переключать передачи без синхронизаторов, но не делайте этого, почините свой автомобиль и обеспечьте более долгий срок службы и надежность вашей трансмиссии.

  Итог

  Если вы испытываете какие-либо симптомы неисправности синхронизатора механической коробки передач, важно как можно скорее отвезти автомобиль в сервисный центр.

  Затраты на замену нового синхронизатора могут быть дорогими, но они являются необходимой частью поддержания бесперебойной работы вашего автомобиля.

  Стоимость замены синхронизатора трансмиссии [Запчасти и работа]

  Те, кто водит автомобили с механической коробкой передач, хорошо осведомлены о важности хорошего синхронизатора трансмиссии. Если вы не хотите, чтобы ваше вождение сопровождалось неуклюжим переключением передач и толчками, вам нужен функциональный синхронизатор, который сгладит ваши переключения передач и сделает ускорение более легким и быстрым.

  Так как цель синхронизатора — сделать переключение передач более плавным, то будет довольно легко определить, когда ваш синхронизатор изношен или вышел из строя. Неуклюжие переключения передач и скрежет являются очевидным признаком того, что синхронизатор коробки передач нуждается в замене.

  В среднем стоимость замены синхронизатора коробки передач в автомобиле составляет около 1750 долларов США, хотя цены могут быть на несколько сотен долларов больше или меньше. Работа может стоить от 600 до 1300 долларов в зависимости от того, где вы живете, а стоимость запчастей составляет от 200 до 400 долларов.

  В этом руководстве по стоимости рассматриваются расходы, связанные с заменой синхронизатора коробки передач для различных автомобилей с механической коробкой передач. Мы сравним ценовые предложения от разных интернет-магазинов, а также разные затраты на рабочую силу в разных местах. Мы также поделимся советами о том, как сократить расходы на эту замену, и другими идеями. Читайте дальше, чтобы узнать подробности.

  Быстрая навигация

  • Экономия на трудозатратах — сделай сам
  • Стоимость новых синхронизаторов трансмиссии
    • Price Quotes
  • Cost of Labor to Install a Transmission Synchronizer
  • Costs for Different Synchronizer Gear Positions
    • 2nd Gear Synchronizer Replacement Cost
    • 3rd Gear Synchronizer Replacement Cost
    • 4th Gear Synchronizer Replacement Cost
  • Factors Влияние на стоимость замены
  • Заключительные мысли
  • Дополнительные руководства
  Экономия затрат на оплату труда — сделай сам

  В то время как средняя стоимость замены синхронизатора коробки передач составляет от 1500 до 2000 долларов США, цена, которую вы платите за свой автомобиль, будет варьироваться. При наличии знаний можно установить синхронизатор самостоятельно. И если вы выберете этот путь замены, вы можете сэкономить сотни, если не более 1000 долларов, на оплате труда.

  Стоимость новых синхронизаторов трансмиссии

  Что касается стоимости запчастей, вы будете платить значительно меньше, чем за работу. Вы можете найти новые синхронизаторы трансмиссии по довольно доступным ценам в Интернете, в большинстве случаев от 200 до 400 долларов за штуку.

  Также обратите внимание, что если вы платите за профессиональную работу по установке нового синхронизатора коробки передач, вы можете заключить сделку. Например, вы можете получить скидку на запчасти, если купите их в автомастерской, оказывающей услуги.

  Ценовые предложения

  Мы изучили цены на несколько различных типов синхронизаторов трансмиссии для продажи в Интернете.

  Многие владельцы транспортных средств покупают запчасти в интернет-магазинах или на сайтах перепродаж, если планируют произвести установку своими руками. Ниже мы сравниваем эти ценовые котировки, чтобы показать диапазон цен, с которыми вы можете столкнуться при покупке синхронизаторов.

  • F4BZ-7124-B Оригинальная деталь Ford Синхронизатор трансмиссии – Этот синхронизатор трансмиссии продается на eBay и подходит для автомобилей Ford с механической коробкой передач. Цена $140 .
  • USA Standard Gear® ZMZF1319-204-040 Синхронизатор механической коробки передач в сборе — Комплект стандартного узла синхронизатора передач USA продается через Интернет компанией CARiD по цене 285 долларов США .
  • СИНХРОНИЗАТОР OMIX NP231 В СБОРЕ – Этот комплект сборки синхронизатора Omix стоит 407 долларов США и продается за 345 долларов США компанией Morris 4×4 Center. Он устанавливается специально для механических коробок передач Jeep Wrangler в период с 1987 по 1993 годы.
  • Оригинальное кольцо синхронизатора механической коробки передач BMW — Это оригинальное кольцо синхронизатора механической коробки передач BMW продается онлайн через FCP Euro по цене 173 долларов США . Он подходит для моделей BMW, включая BMW 2002 (1968-1976), BMW 2002tii (1974), BMW 1602 (1968-1971) и BMW 320i (1977-1982).
  • NV5600 1-2 Синхронизатор в сборе, NV22777 – Этот синхронизатор трансмиссии Allstate Gear продается по цене 100 долларов США в Интернете. Он подходит для следующих автомобилей: Dodge Ram 2500 / 3500 3/4 и 1-тонные грузовики с дизельным двигателем Cummins 2000 г.в.
  Стоимость работ по установке синхронизатора трансмиссии

  Стоимость работ — это то, на что вам следует обратить внимание, когда дело доходит до этой работы по замене. Большая часть общей стоимости приходится на оплату труда, в то время как сами синхронизаторы в среднем стоят намного меньше 1750 долларов.

  Поскольку почасовая стоимость работы в автомобилестроении обычно колеблется в пределах 70–80 долларов США, вы можете узнать в автомастерской, сколько времени займет работа.

  Умножьте это количество часов на их почасовую ставку, и вы будете лучше знать, сколько может стоить рабочая сила.

  Если сами детали синхронизатора коробки передач в среднем стоят около 300 долларов США, то мы можем ожидать, что стоимость рабочей силы будет в среднем ближе к 1450 долларам США.

  Затраты на различные положения синхронизатора

  Помимо того, что запчасти и работа будут стоить по-разному для разных автомобилей, вы также должны знать, что в ручном переключении передач участвует несколько синхронизаторов.

  У вас есть синхронизатор коробки передач, а также:

  • Синхронизатор 2-й передачи
  • Синхронизатор 3-й передачи
  • Синхронизатор 4-й передачи 

  Каждый из этих синхронизаторов может поставляться с разной ценой. обстоятельство. Кроме того, вам не всегда придется покупать все или даже несколько синхронизаторов одновременно для замены.

  Взгляните на среднюю стоимость замены различных типов синхронизаторов.

  Стоимость замены синхронизатора 2-й передачи

  Если вам в конечном итоге потребуется заменить синхронизатор трансмиссии второй передачи, вам следует знать стоимость запчастей. Они не такие дорогие, как основной синхронизатор.

  На самом деле, мы вытащили некоторые котировки цен на синхронизаторы 2-й передачи онлайн, чтобы показать пример того, как могут выглядеть затраты:

  • OEM 350Z / G35 Механическая коробка передач 2-й передачи синхронизатор в сборе — Этот синхронизатор 2-й передачи подходит для моделей Nissan 350Z (2004-2008), а также моделей Infiniti G35 (2004-2008). Он продается Z1 Motorsports по цене около 90 807 155 долларов.
  • Кольцо синхронизатора — 2-я передача — Цена этого синхронизатора, продаваемого ECS Tuning через Интернет, составляет 73 долл. США . Он подходит для моделей Volkswagen Golf IV с двигателями 1.8T, 2.0, TDI и VR6 12v.

  Если вы замените синхронизатор 2-й передачи самостоятельно, вы сэкономите деньги на трудозатратах и ​​заплатите только за запчасти.

  Однако, если вы в конечном итоге заплатите автомастерской, чтобы позаботиться об этом, вы можете столкнуться с трудозатратами на несколько часов.

  Стоимость замены синхронизатора 3-й передачи

  Синхронизаторы 3-й передачи также существуют, и их также может потребоваться заменить в случае износа трансмиссии. Цены на детали синхронизатора 3-й передачи действительно могут варьироваться в зависимости от качества автомобиля, с которым вы работаете.

  Вот некоторые котировки цен на синхронизаторы третьей передачи, продаваемые через Интернет:

  • Механическая коробка передач OEM 350Z / G35, синхронизатор 3-й передачи в сборе — Z1 Motorsports продает этот синхронизатор 3-й передачи чуть более чем за $70 . Это довольно хорошая сделка, и эта деталь подходит для моделей Nissan 350Z 2004-2008 годов и Infiniti G35 2004-2008 годов.
  • Коробка передач Mitsubishi L200 2.5 DiD Оригинальный ремонтный комплект EO Late 3rd Gear Synchro Hub — Этот комплект включает в себя больше деталей, чем просто кольцо синхронизатора для 3-й передачи. Стоит дороже – $720 — потому что в нем есть и запчасти для ступицы. Он продается на eBay под брендом ASAP Gearbox Parts для автомобилей Mitsubishi.
  • КОЛЬЦО СИНХРОНИЗАТОРА (ДЛЯ 3-Й ПЕРЕДАЧИ) — Это кольцо синхронизатора 3-й передачи является отдельной деталью и продается на веб-сайте Priority Toyota Chesapeake. При цене 35 долларов США (рекомендованная производителем розничная цена 42,09 доллара США) он подходит для более чем 100 вариантов автомобилей, включая некоторые модели Scion в период с 2008 по 2014 год и некоторые модели Toyota в период с 2003 по 2013 год.0105

  Опять же, вам нужно будет проконсультироваться с автомастерской о почасовой ставке и сроках замены этого синхронизатора, если вы не делаете проект своими руками.

  Замена, скорее всего, займет несколько часов, но в большинстве случаев детали для 3-й передачи обходятся дешевле.

  Стоимость замены синхронизатора 4-й передачи

  Наконец, вам, возможно, придется заменить синхронизатор 4-й передачи, если вы заметите скрежет при включении 4-й передачи.

  Обратите внимание, что многие производители делают синхронизаторы 3-й и 4-й передач взаимозаменяемыми. Вы часто будете видеть, что они рекламируются как «кольцо синхронизатора 3-й/4-й передачи».

  Из-за этого цены будут практически такими же, как и на кольца синхронизатора 3 передачи КПП. И затраты на рабочую силу тоже должны быть примерно одинаковыми.

  Факторы, влияющие на стоимость замены

  Одним из факторов, влияющих на стоимость, особенно если вы покупаете детали в Интернете и выполняете замену самостоятельно, является тип комплекта деталей, который вы покупаете. Сборочные комплекты будут самым идеальным вариантом, так как они должны содержать все необходимые детали для замены или ремонта.

  Однако, если вы покупаете только кольцо синхронизатора коробки передач, вам может понадобиться покупать дополнительные детали для сборки отдельно. Эти детали складываются, если вы покупаете их по отдельности, поэтому хорошей идеей будет поиск комплекта. Кроме того, вы можете обнаружить, что стоимость работ по замене синхронизатора варьируется в зависимости от того, где вы живете.

  Некоторые автомастерские не работают с механическими коробками передач, поэтому имейте это в виду и обратите внимание, что стоимость рабочей силы будет зависеть от налогов и других факторов в вашем регионе. Например, стоимость рабочей силы в автомобилестроении в таких местах, как Калифорния и Вашингтон, округ Колумбия, намного выше, чем в таких местах, как Огайо или Висконсин.

  Заключительные мысли

  Обслуживание автомобиля с механической коробкой передач может быть дорогостоящим, если вы не заботитесь о ней должным образом. Однако наличие хороших синхронизаторов передач может помочь в этом. В среднем замена синхронизатора трансмиссии стоит около 1750 долларов, хотя вы можете сократить расходы, установив его самостоятельно.

  • Стоимость ремонта переднего уплотнения коробки передач
  • Стоимость замены троса переключения передач

  Как работает механическая коробка передач в автомобилях0001

  С возвращением в Gearhead 101 — серию статей об основах работы автомобилей для начинающих автомобилистов.

  Поскольку вы читали «Искусство мужественности», вы знаете, как управлять коробкой передач. Но знаете ли вы, что происходит под капотом всякий раз, когда вы переключаете передачу?

  Нет?

  Что ж, сегодня твой счастливый день!

  В этом выпуске Gearhead 101 мы подробно рассмотрим, как работает механическая коробка передач. К тому времени, когда вы закончите читать эту статью, у вас должно быть общее представление об этой жизненно важной части трансмиссии вашего автомобиля.

  Засучим рукава и приступим.

  Примечание. Прежде чем вы прочтете, как работает трансмиссия, я настоятельно рекомендую ознакомиться с нашими Gearhead 101, чтобы узнать все тонкости двигателей и трансмиссий.

  Что делают коробки передач

  Прежде чем мы углубимся в особенности работы механической коробки передач, давайте поговорим о том, что вообще делают коробки передач.

  Как обсуждалось в нашем учебнике по работе автомобильного двигателя, двигатель вашего автомобиля создает мощность вращения. Чтобы двигать машину, нам нужно передать эту мощность вращения колесам. Это то, что делает трансмиссия автомобиля, частью которой является трансмиссия.

  Но есть пара проблем с мощностью, вырабатываемой двигателем внутреннего сгорания. Во-первых, он обеспечивает полезную мощность или крутящий момент только в определенном диапазоне частоты вращения двигателя (этот диапазон называется диапазоном мощности двигателя). Двигайтесь слишком медленно или слишком быстро, и вы не получите оптимального крутящего момента, чтобы заставить машину двигаться. Во-вторых, автомобилям часто требуется больший или меньший крутящий момент, чем тот, который двигатель может оптимально обеспечить в своем диапазоне мощности.

  Чтобы понять вторую проблему, нужно понять первую проблему. И чтобы понять первую проблему, нужно понимать разницу между двигателем скорость и двигатель крутящий момент .

  Частота вращения двигателя — скорость вращения коленчатого вала двигателя. Измеряется в оборотах в минуту (об/мин).

  Крутящий момент двигателя показывает, какое крутящее усилие двигатель создает на своем валу при определенной скорости вращения.

  Автомеханик привел следующую аналогию, чтобы понять разницу между частотой вращения и крутящим моментом двигателя:

  Представьте, что вы — двигатель и пытаетесь забить гвоздь в стену:

  Скорость = Сколько раз вы попадаете в шляпку гвоздя в минуту.

  Крутящий момент = Насколько сильно вы каждый раз попадаете в цель.

  Вспомните, когда вы в последний раз забивали гвозди. Если вы били очень быстро, вы, вероятно, заметили, что не забиваете гвоздь с большой силой. Более того, вы, вероятно, утомились от такого количества безумных раскачиваний.

  И наоборот, если вы выжидаете время между каждым ударом, но следите за тем, чтобы каждый замах был максимально сильным, вы бы вбили гвоздь с меньшим количеством замахов, но это может занять у вас немного больше времени, потому что вы не качается в постоянном темпе.

  В идеале вы должны найти такой темп удара молотком, который позволит вам ударять по шляпке гвоздя несколько раз с хорошей силой при каждом взмахе, не утомляя себя. Не слишком быстро, не слишком медленно, но просто правильно.

  Мы хотим, чтобы двигатель нашей машины делал то же самое. Мы хотим, чтобы он вращался со скоростью, которая позволяет ему создавать необходимый крутящий момент, не работая так усердно, чтобы он сам себя разрушил. Нам нужно, чтобы двигатель оставался в своем диапазоне мощности.

  Если двигатель вращается ниже своего диапазона мощности, у вас не будет крутящего момента, необходимого для движения автомобиля вперед. Если он превышает свой диапазон мощности, крутящий момент начинает падать, и ваш двигатель начинает звучать так, как будто он вот-вот сломается из-за нагрузки (что-то вроде того, что происходит, когда вы пытаетесь бить молотком слишком быстро — вы попадаете в гвоздь с меньшей мощностью, и вы действительно получаете, действительно устал). Если вы крутите двигатель до тех пор, пока тахометр не станет красным, вы интуитивно понимаете эту концепцию. Ваш двигатель звучит так, будто вот-вот заглохнет, но вы не двигаетесь быстрее.

  Хорошо, значит, вы понимаете необходимость поддерживать транспортное средство в рабочем диапазоне мощности, чтобы оно работало эффективно.

  Но это подводит нас ко второй проблеме: автомобилям требуется больший или меньший крутящий момент в определенных ситуациях.

  Например, когда вы заводите автомобиль на месте, вам нужна большая мощность или крутящий момент, чтобы заставить автомобиль двигаться. Если вы нажмете педаль газа в пол, вы заставите коленчатый вал двигателя вращаться очень быстро, в результате чего двигатель выйдет далеко за пределы своего диапазона мощности и, возможно, разрушится в процессе. И самое интересное, что вы даже не будете двигать машину так сильно, потому что крутящий момент двигателя падает, когда он выходит за пределы своего диапазона мощности. В этой ситуации нам нужно намного больше крутящего момента, но чтобы получить его, мы должны пожертвовать скоростью.

  Хорошо, а что, если ты просто немного нажмешь на газ? Ну, это, вероятно, не заставит двигатель вращаться достаточно быстро, чтобы войти в свой диапазон мощности, в первую очередь, чтобы он мог обеспечить крутящий момент, чтобы заставить автомобиль двигаться.

  Давайте рассмотрим другой сценарий. Допустим, ваша машина движется очень быстро, например, когда вы едете по автостраде. Вам не нужно передавать столько мощности от двигателя к колесам, потому что автомобиль и так движется в быстром темпе. Чистый импульс делает большую работу. Таким образом, вы можете позволить двигателю вращаться на более высокой скорости, не беспокоясь о количестве мощности, передаваемой на колеса. Нам нужно больше вращения скорость идущая на колеса, и минус вращательная мощность .

  Нам нужен какой-то способ увеличить мощность, вырабатываемую двигателем, когда это необходимо (начало движения с места, подъем в гору и т. д.), а также уменьшить мощность, передаваемую двигателем, когда это не требуется. необходимо (спуск или движение очень быстро).

  Войти в передачу.

  Трансмиссия обеспечивает оптимальную скорость вращения двигателя (ни слишком медленную, ни слишком быструю), одновременно обеспечивая колеса необходимой мощностью, необходимой для движения и остановки автомобиля, независимо от ситуации, в которой вы оказались.
  
  Он может эффективно передавать мощность через ряд шестерен разного размера, которые используют силу передаточного числа.

  Передаточные числа

  Внутри трансмиссии находится ряд зубчатых шестерен различного размера, создающих крутящий момент. Поскольку шестерни, которые взаимодействуют друг с другом, имеют разные размеры, крутящий момент можно увеличивать или уменьшать без существенного изменения скорости вращения двигателя. Это благодаря передаточному числу.

  Передаточные числа представляют отношение шестерен друг к другу по размеру. Когда шестерни разного размера входят в зацепление, они могут вращаться с разной скоростью и передавать разную мощность.

  Чтобы объяснить это, давайте посмотрим на упрощенную версию механизмов в действии. Скажем, у вас есть входная шестерня с 10 зубьями (под входной шестерней я подразумеваю шестерню, которая генерирует мощность), соединенная с более крупной выходной шестерней с 20 зубьями (под выходной шестерней я имею в виду шестерню, которая получает мощность). Чтобы провернуть эту 20-зубую шестерню один раз, 10-зубчатой ​​шестерне нужно повернуться дважды, потому что она в два раза меньше 20-зубчатой ​​шестерни. Это означает, что хотя 10-зубая шестерня вращается быстро, 20-зубая шестерня вращается медленно. И хотя 20-зубчатая шестерня вращается медленнее, она обеспечивает большую силу или мощность, потому что больше. Соотношение в этой схеме 1:2. Это низкое передаточное число.

  Или, скажем, две шестерни, соединенные друг с другом, имеют одинаковый размер (10 зубьев и 10 зубьев). Они оба будут вращаться с одинаковой скоростью, и оба будут выдавать одинаковую мощность. Передаточное отношение здесь 1:1. Это называется передаточным отношением «прямой передачи», потому что две шестерни передают одинаковую мощность.

  Или, допустим, входная шестерня была больше (20 зубьев), а выходная шестерня меньше (10 зубьев). Чтобы провернуть 10-зубую шестерню один раз, 20-зубчатой ​​шестерне нужно будет повернуться только наполовину. Это означает, что хотя входная шестерня с 20 зубьями вращается медленно и с большей силой, выходная шестерня с 10 зубьями вращается быстрее и выдает меньшую мощность. Передаточное отношение здесь 2:1. Это называется высоким передаточным числом.

  Вернемся к этой концепции к цели передачи.

  Ниже вы найдете диаграмму потока мощности при включении различных передач в автомобиле с 5-ступенчатой ​​механической коробкой передач.

  Первая передача. Это самая большая шестерня в трансмиссии, сцепленная с маленькой шестерней. Типичное передаточное число, когда автомобиль находится на первой передаче, составляет 3,166:1. При включении первой передачи подается низкая скорость, но высокая мощность. Это передаточное число отлично подходит для запуска автомобиля с места.

  Вторая передача. Вторая шестерня немного меньше первой, но все же находится в зацеплении с меньшей шестерней. Типичное передаточное число составляет 1,882:1. Скорость увеличилась, а мощность немного уменьшилась.

  Третья передача. Третья шестерня немного меньше второй, но все же зацеплена с меньшей шестерней. Типичное передаточное число составляет 1,296:1.

  Четвертая передача. Четвертая передача немного меньше третьей. Во многих транспортных средствах к моменту включения четвертой передачи выходной вал движется с той же скоростью, что и входной вал. Такая схема называется «прямой привод». Типичное передаточное число 0,9.72:1

  Пятая передача. В автомобилях с пятой передачей (также называемой повышающей передачей) она связана со значительно большей передачей. Это позволяет пятой передаче вращаться намного быстрее, чем передача, передающая мощность. Типичное передаточное число составляет 0,78:1.

  Детали механической коробки передач

  Итак, к настоящему моменту вы должны иметь общее представление о назначении коробки передач: она обеспечивает оптимальную скорость вращения двигателя (ни слишком медленную, ни слишком быструю), одновременно обеспечивая колеса нужное количество энергии, необходимое им для движения и остановки автомобиля, независимо от ситуации, в которой вы оказались.

  Давайте посмотрим на части трансмиссии, которые позволяют это сделать:

  Первичный вал. Первичный вал идет от двигателя. Это вращается с той же скоростью и мощностью двигателя.

  Промежуточный вал. Промежуточный вал (также известный как промежуточный вал) расположен непосредственно под выходными валами. Промежуточный вал соединяется непосредственно с входным валом через шестерню с фиксированной скоростью. Всякий раз, когда входной вал вращается, промежуточный вал вращается с той же скоростью, что и входной вал.

  Помимо шестерни, принимающей мощность от первичного вала, промежуточный вал также имеет несколько шестерен, по одной на каждую из «передач» автомобиля (1-5-ю), включая задний ход.

  Выходной вал. Выходной вал проходит параллельно промежуточному валу. Это вал, который передает мощность на остальную часть трансмиссии. Количество мощности, которую выдает выходной вал, зависит от того, какие шестерни на нем включены. Выходной вал имеет свободно вращающиеся шестерни, установленные на нем на шарикоподшипниках. Скорость выходного вала определяется тем, какая из пяти шестерен находится в «передаче» или включена.

  1-5 передачи. Это шестерни, которые установлены на вторичном валу с помощью подшипников и определяют, на какой «передаче» находится ваш автомобиль. Каждая из этих шестерен постоянно находится в зацеплении с одной из шестерен на промежуточном валу и постоянно вращается. Это постоянно запутанное расположение — это то, что вы видите в синхронизированных трансмиссиях или трансмиссиях с постоянным зацеплением, которые используются в большинстве современных автомобилей. (Чуть позже мы рассмотрим, как все шестерни могут вращаться всегда, в то время как только одна из них на самом деле передает мощность на трансмиссию.)

  Первая передача является самой большой передачей, и по мере перехода к пятой передаче передачи становятся все меньше. Помните, передаточные числа. Поскольку первая шестерня больше, чем шестерня промежуточного вала, с которой она соединена, она может вращаться медленнее, чем первичный вал (помните, промежуточный вал движется с той же скоростью, что и первичный вал), но передает большую мощность на выходной вал. По мере повышения передачи передаточное число уменьшается до тех пор, пока вы не достигнете точки, когда входной и выходной валы движутся с одинаковой скоростью и передают одинаковую мощность.

  Промежуточная шестерня. Промежуточная шестерня (иногда называемая «промежуточной шестерней заднего хода») находится между шестерней заднего хода на выходном валу и шестерней на промежуточном валу. Промежуточная шестерня — это то, что позволяет вашему автомобилю двигаться задним ходом. Задняя передача — единственная передача в синхронизированной трансмиссии, которая не всегда находится в зацеплении или вращается с шестерней промежуточного вала. Он движется только тогда, когда вы действительно переключаете автомобиль на задний ход.

  Хомуты/втулки синхронизатора. Большинство современных автомобилей имеют синхронизированную трансмиссию, то есть шестерни, передающие мощность на выходной вал, постоянно находятся в зацеплении с шестернями на промежуточном валу и постоянно вращаются. Но вы можете подумать: «Как все пять шестерен могут быть постоянно запутаны и постоянно вращаться, но только одна из этих шестерен на самом деле передает мощность на выходной вал?»

  Другая проблема, возникающая при постоянном вращении шестерен, заключается в том, что ведущая шестерня часто вращается с другой скоростью, чем выходной вал, к которому она подключена. Как синхронизировать вращение шестерни с другой скоростью, чем выходной вал, и плавно, чтобы не было сильного шлифования?

  Ответ на оба вопроса: втулки синхронизатора.

  Как уже упоминалось выше, шестерни 1-5 установлены на выходном валу через шарикоподшипники. Это позволяет всем шестерням свободно вращаться одновременно при работающем двигателе. Чтобы задействовать одну из этих шестерен, нам нужно прочно соединить ее с выходным валом, чтобы мощность передавалась на выходной вал, а затем на остальную часть трансмиссии.

  Между каждой шестерней находятся кольца, называемые муфтами синхронизатора. В пятиступенчатой ​​трансмиссии есть муфта между 1-й и 2-й передачами, между 3-й и 4-й передачами, а также между 5-й и передачей заднего хода.

  Всякий раз, когда вы включаете передачу автомобиля, муфта синхронизатора переключается на движущуюся передачу, которую вы хотите включить. На внешней стороне шестерни имеется ряд конусообразных зубьев. Воротник синхронизатора имеет канавки для приема этих зубьев. Благодаря отличной механике муфта синхронизатора может соединяться с шестерней с очень небольшим шумом или трением даже во время движения шестерни и синхронизировать скорость шестерни с первичным валом. Как только муфта синхронизатора входит в зацепление с ведущей шестерней, эта ведущая шестерня передает мощность на выходной вал.

  Всякий раз, когда автомобиль находится в нейтральном положении, ни одно из колец синхронизатора не зацеплено с ведущей шестерней.

  Ошейники синхронизатора также легче понять визуально. Вот короткий небольшой ролик, который отлично объясняет, что происходит (начинается примерно с отметки 1:59):

  Gearshift. Переключение передач — это то, что вы двигаете, чтобы включить передачу автомобиля.

  Тяга переключения. Тяги переключения — это то, что перемещает муфты синхронизатора в направлении передачи, которую вы хотите включить. На большинстве автомобилей с пятью скоростями есть три тяги переключения. Один конец тяги переключения передач соединен с рычагом переключения передач. На другом конце штока переключения находится вилка переключения, удерживающая муфту синхронизатора.

  Вилка переключения. Вилка переключения удерживает муфту синхронизатора.

  Муфта. Муфта находится между двигателем и коробкой передач. Когда сцепление выключено, оно отключает поток мощности между двигателем и коробкой передач. Это отключение питания позволяет двигателю продолжать работать, даже если остальная часть трансмиссии автомобиля не получает мощности. Когда мощность двигателя отключена от трансмиссии, переключение передач становится намного проще и предотвращается повреждение шестерен трансмиссии. Вот почему всякий раз, когда вы переключаете передачу, вы нажимаете на педаль сцепления и выключите сцепление.

  При включении сцепления — нога отрывается от педали — сцепление между двигателем и трансмиссией восстанавливается.

  Как работают механические коробки передач

  Итак, давайте соберем все вместе и рассмотрим, что происходит, когда вы переключаете передачу в автомобиле. Начнем с запуска автомобиля и переключения на вторую передачу.

  Когда вы заводите автомобиль с механической коробкой передач, прежде чем повернуть ключ, вы выключите сцепление , нажав на педаль сцепления. Это отключает поток мощности между входным валом двигателя и трансмиссией. Это позволяет вашему двигателю работать, не передавая мощность остальной части автомобиля.

  При выключенном сцеплении вы включаете рычаг переключения передач на первую передачу. Это заставляет шток переключения в коробке передач вашей трансмиссии перемещать вилку переключения в направлении первой передачи, которая прикреплена к выходному валу через шарикоподшипники.

  Эта первая шестерня выходного вала находится в зацеплении с шестерней, соединенной с промежуточным валом . Промежуточный вал соединяется с входным валом двигателя через шестерню и вращается с той же скоростью, что и входной вал двигателя.

  К вилке переключения прикреплена муфта синхронизатора . Втулка синхронизатора выполняет две функции: 1) она надежно крепит ведущую шестерню к выходному валу, чтобы шестерня могла передавать мощность на выходной вал, и 2) обеспечивает синхронизацию шестерни со скоростью выходного вала.

  Когда муфта синхронизатора входит в зацепление с первой передачей, шестерня прочно соединяется с выходным валом, и теперь автомобиль находится на передаче.

  Чтобы машина тронулась, вы слегка нажимаете на педаль газа (что увеличивает мощность двигателя) и медленно отпускаете педаль сцепления (что приводит к включению сцепления и воссоединению мощности между двигателем и коробкой передач).

  Поскольку первая передача большая, она заставляет выходной вал вращаться медленнее, чем входной вал двигателя, но передает большую мощность остальной части трансмиссии. Это благодаря чудесам передаточных чисел .

  Если вы все сделали правильно, машина начнет медленно двигаться вперед.

  Как только вы заведете машину, вам захочется ехать быстрее. Но с автомобилем на первой передаче вы не сможете ехать очень быстро, потому что передаточное число заставляет выходной вал вращаться с определенной скоростью. Если вы нажмете на педаль газа в пол на первой передаче, вы просто заставите входной вал двигателя очень быстро вращаться (и, возможно, повредить двигатель в процессе), но не увидите увеличения скорости автомобиля.

  Чтобы увеличить скорость вторичного вала, нам нужно переключиться на вторую передачу. Поэтому мы нажимаем сцепление, чтобы отключить питание между двигателем и коробкой передач и переключиться на вторую передачу. Это перемещает шток переключения, который имеет вилку переключения и муфту синхронизатора, в сторону второй передачи. Втулка синхронизатора синхронизирует скорость второй передачи с выходным валом и надежно фиксирует ее на вторичном валу. Выходной вал теперь может вращаться быстрее без бешеного вращения входного вала двигателя для производства мощности, необходимой автомобилю.

  Для остальных пяти передач промывка, промывка и повторение.