Как работает синхронизатор в коробке передач: Синхронизатор КПП: устройство и принцип работы

Содержание

Понятие. Принцип работы. Устройство… MOTORAN

Синхронизатор КПП – устройство, выравнивающее частоту вращения вала и шестерни КПП. Данный механизм необходимо особенно на высоких скоростях, так как нагрузка на шестерни уменьшается, а также снижается сила трения между деталями.

Устройство механизма

Устройство и описание элементов синхронизатора механической КПП:

Ступица. Посредством шлицов соединена с муфтой, обеспечивающей включение второй и третьей передачи.
Сухари. Расположены в специальных пазах ступицы, которые проточены под углом. Для того, чтобы сухари плотно сидели в пазах, на муфте предусмотрены пружины, фиксирующие их в пазах.
Кольца. Выполнены из бронзы и свободно вращаются при переключении, но при этом соединены с сухарями.
Шестерня второй передачи.
Шестерня третьей передачи.

Синхронизаторы коробки передач срабатывают при переключении на вторую или третью передачу (на которой расход топлива самый большой). Сцепка ступицы и шестерни достигается за счёт зубьев, расположенных на внешней стороне медных колец.

Медные кольца необходимы, так как они позволяют блокироваться муфте до полной синхронизации скоростей вращения вала и шестерни. Кольца выполнены в форме конуса, это способствует более надёжной сцепке с шестерней.

Синхронизаторы КПП могут быть следующих типов:

Двухконусные. Применяются наиболее часто, имеют стандартные конструктивные особенности, описанные выше.
Трёхконусные. Дополнительные элементы обеспечивают больше площадей для трения, достигается данный эффект установкой промежуточного кольца, работа которого в правильном распределении скоростей между валом и шестерней.

Принцип работы устройства

Для лучшего понимания работы механизма в сборе, следует подробно ознакомиться с последовательностью работы КПП, оснащённой синхронизатором.

Работа синхронизатора КПП:

Нейтральное положение. Зацепления не происходит, так как муфта синхронизатора не взаимодействует с шестернями, которые вращаются на валу без каких-либо препятствий.
Данное положение элементов соответствует и стандартным механическим коробкам передач.Происходит включение передачи. При этом муфта скользит в направлении шестерни, под действием силы от вилки КПП. Все элементы синхронизатора взаимосвязаны, поэтому одновременно с муфтой приводятся в движение сухари, пока не прижмутся к медному кольцу блокировки.

Блокирующее кольцо не даст муфте двигаться дальше, так как его шлицы упираются в зубья муфты. Оно будет находиться в фиксирующем положении пока не произойдёт окончательная синхронизация обеих частот вращения – шестерни и вала.
Достигнута синхронизация. Зубья муфты блокируют кольцо, заставляя его двигаться в обратную сторону. Препятствие пропадает, и муфта входит в зацепление с шестерней, это процесс является полным включением передачи.

Принцип работы синхронизатора механической КПП может показаться тяжёлым для понимания, но весь процесс происходит очень быстро, включение передачи занимает меньше одной секунды.

Основные неисправности синхронизатора КПП

Основной причиной снижения долговечности синхронизатора КПП является неправильная эксплуатация пользователем автомобиля. Слишком резкое или раннее переключение передач приводит к быстрому износу механизма и необходимости проведения досрочного ремонта или технического обслуживания.

Шестерни и валы КПП обычно изготавливаются из высокопрочной стали, обладающей низким порогом чувствительности к высоким температурным режимам. Именно поэтому данные элементы выходят из строя редко, проводить их замену следует одновременно с капитальным ремонтом двигателя.

Мелкие детали в синхронизаторе обладают не таким длительным сроком эксплуатации, например, медное блокирующее кольцо или сухари.

При переключении передач раздаётся шум или хруст

Проблема встречается очень часта, причиной подобного хруста является износ кольца блокировки, которое предотвращает движение муфты. Также подобный шум может вызвать основание, на котором находится блокирующее медное кольцо синхронизатора – коническая поверхность шестерни. Чтобы определить неисправность, достаточно добраться до синхронизатора, на поверхностях деталей будет выработка, а кольцо блокировки меняет свою форму.

Для переключения передач необходимо прилагать силу
При данной проблеме внимание следует уделить синхронизатору в сборе. При поломке синхронизатора переключение передач затруднительно, или не происходит вообще.

Последовательность замены:

Снять КПП и очистить от грязи. 4 гайки крепят крышку, под которой болт, фиксирующий вилку пятой передачи. Вилку переместить вниз и добиться сцепки муфты и шестерни.
Включить третью передачу и открутить гайки первичного и вторичного валов. Сдвинуть вверх ведомую шестерню пятой передачи, а также вилку вторичного вала.
Снять синхронизатор и заменить на новый.При замене износившейся детали следует контролировать каждое движение, так как появление зазора между муфтой и шестернёй станет причиной повторной разборки МКПП.

Передача выключается самостоятельно

Причиной является износ муфты. Проблема серьёзная, многие автолюбители говорят, что передачу «выбивает». Обусловлено это тем, что при выработке зубцов на муфте, не происходит её качественного зацепления с шестерней передачи. Проверить муфту можно только сняв её.

Причиной такой неисправности становится банальная недостача масла в трансмиссии, или необходимость его замены. Если не уделять внимание замене масла в КПП, то трение между деталями становится более сильным, что приводит к их преждевременному износу. Поломки начнутся с блокирующих колец, что может привести к выходу из строя синхронизатора.

Синхронизатор коробки передач ваз 2109

Автор admin На чтение 4 мин. Просмотров 829

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

Для чего нужны синхронизаторы КПП

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

Принцип работы такой КПП достаточно прост – при изменении положения ручки переключения передач меняются шестеренки, находящиеся в зацеплении, а для каждой пары таких шестеренок характерно свое передаточное отношение. Его изменение приводит к изменению величины передаваемого на колеса момента. Таким образом, работает любая МКПП, в том числе и на ВАЗ 2109.

Однако при этом возникает интересный момент – шестерни, которые должны войти в зацепление, имеют разные угловые скорости, а просто так совместить их достаточно сложно, при этом возрастает вероятность разрушения шестеренок и других элементов коробки.

Вот для решения такой проблемы и предназначен синхронизатор коробки передач. Водители со стажем помнят, что раньше, до того, как в конструкции КПП стали применяться синхронизаторы, при переключении скоростей приходилось использовать специальные приемы. Переключение с низшей на высшую передачу, проводилось при помощи двойного выжима. Сначала выжималось сцепление, КПП переводилась на нейтральную передачу, после чего сцепление отпускалось.

Затем сцепление снова выжималось, и водитель включал передачу. Выдержка на нейтралке позволяла уравнять скорости шестерен, а также избежать скрежета при переключении передач.

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

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

Работа синхронизатора коробки передач

Что собой представляет подобное устройство, состав синхронизатора и принцип его работы поможет понять рисунок. Назначение и количество входящих в состав синхронизатора мелких деталей мы рассматривать не будем, достаточно того, что они показаны на рисунке, а вот как все работает, постараемся понять. Это просто интересно, на всех автомобилях используется одинаковый принцип, по которому происходит работа синхронизатора, в том числе и для ВАЗ 2109.

Таким образом, можно отметить, что устройство синхронизатора включает в себя:

ступицу 1;
муфту 2;
блокировочное кольцо 3;
сухари 4;
проволочные кольца 5.

В момент переключения передачи муфта 2 перемещается в сторону нужной шестерни. На конической части шестерни, из-за различающихся угловых скоростей шестерни и муфты, между ними появляется сила трения, благодаря которой проворачивается до упора блокировочное кольцо 3. Когда зубья блокировочного кольца и муфты окажутся напротив, движение муфты прекратится.

Происходит выравнивание скоростей, при этом сила трения, сместившая первоначально блокировочное кольцо, пропадает, и оно возвращается в исходное положение, а муфта 2 проходит через зубья блокировочного кольца и соединяется с венцом включаемой шестерни. Благодаря сухарям муфта жестко соединяется с валом, а значит, передача включена и синхронизатор отработал всю процедуру, обеспечив бесшумное включение передачи.

Синхронизатор КПП, уход, эксплуатация

Такое устройство, как синхронизатор, надо принимать с благодарностью. Конечно, ничего сложного в переключении передач с помощью двойного выжима нет, он до сих пор применяется на некоторых машинах строительной техники, где по условиям работы использование синхронизатора исключено. Но его внедрение в конструкцию легкового автомобиля, в том числе и ВАЗ 2109, позволило значительно облегчить управление, что сделало авто более доступным.

Как порой бывает неприятно осознавать, что работа коробки нарушилась. Понимаешь это, когда переключение передач начинает происходить со скрежетом или проявляются другие ее дефекты. Чаще всего внешними признаками неисправности или сильного износа деталей синхронизатора, в том числе для ВАЗ 2109, могут быть:

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

Конечно, появление подобных дефектов может быть обусловлено и другими причинами, но чаще всего именно синхронизатор, отказ или износ его деталей, приводит к подобным явлениям. Это справедливо для любого автомобиля, и ВАЗ 2109 тоже.

В принципе, когда происходит правильный выбор скорости движения, используется нужная передача, своевременно проводится техническое обслуживание и применяется правильное масло, то КПП и синхронизатор служат долго, что справедливо и для ВАЗ 2109.

Такое устройство, как синхронизатор, позволяет осуществить переключение скоростей в КПП за короткое время без шума и скрежета, обеспечивает сохранность шестерен и продлевает срок эксплуатации МКПП.

Мне нравится1Не нравится

Что еще стоит почитать

Как работает синхронизатор в коробке передач

Синхронизатор коробки передач: секрет лёгкости переключения скоростей – Автомобили и люди

Как работает синхронизатор коробки передач? Новый вопрос, а для кого-то и новый термин — синхронизатор.
Да друзья, были времена, когда переключение передач на автомобиле было процессом комплексным, и, можно сказать, практически ювелирным.
Но, благодаря человеческой лени, являющейся двигателем прогресса, мы получили машины, которые не требуют лишних действий со стороны водителя и всячески упрощают процесс езды.
И речь пойдет даже не о модных автоматических коробках, а о старых, проверенных временем «механиках». Чтобы облегчить нашу с вами водительскую жизнь, в те еще «доавтоматные времена» и был придуман синхронизатор коробки передач.
В этой статье нам предстоит выяснить как он работает, как устроен и что вообще происходит во время переключения скоростей.

Синхронизатор коробки передач

Нужно сказать, что синхронизатор коробки передач – это устройство не из самых простых, хотя в нём нет ни капли электроники, а время его срабатывания занимает доли секунды.
В былые времена для переключения скорости в машине необходимо было несколько раз выжимать сцепление – одно нажатие отключало коробку от коленвала, а второе наоборот, подключало её обратно.
Понятное дело, что такая процедура не слишком удобна и от неё необходимо было каким-то образом избавиться. Помогла физика, механика и точный инженерный расчёт, в симбиозе которых и родился синхронизатор.

Необходим он для того чтобы выровнять частоту вращения вала и шестерней, благодаря чему переключение происходит аккуратно и без лишнего шума.

Одним словом, синхронизатор коробки передач упростил жизнь водителям, а также значительно увеличили ресурс механизмов коробки. Устанавливаются они, синхронизаторы, для каждой передачи, иногда и для задней.

В недрах коробки передач

Давайте попробуем разобраться в устройстве этих загадочных синхронизаторов. Состоит данный механизм из таких основных частей:

ступица с сухарями;
блокирующее кольцо;
шестерня с фрикционным конусом;
муфта включения.

Работает это следующим образом. Центральным элементом конструкции выступает ступица. Снаружи и внутри у неё имеются шлицы, благодаря которым она присоединяется к вторичному валу КПП и муфте включения.
По валу ступица может передвигаться в разные стороны. Помимо шлицов на ней находятся пазы, в них вставлены подпружиненные сухари.
Не менее важной деталью является муфта включения, её, кстати, часто называют просто муфтой синхронизатора. В её функции входит жёсткое соединение валов и шестерней.

В общем-то, именно её водитель и перемещает, переводя рычаг коробки передач в какое-либо из положений.

За синхронизацию частоты вращения отвечает блокирующее кольцо – пока вал и шестерня не будут вращаться с одной скоростью, оно препятствует замыканию муфты.
Кольцо имеет довольно сложную поверхность для взаимодействия с фрикционным конусом шестерни и муфтой включения. Помимо этого у него имеются пазы для сухарей ступицы.
Физика процесса синхронизации скоростей вращения завязана на трении. Оно возникает между блокирующим кольцом и конусом шестерни во время переключения передачи.

Когда мы выбрали нужную скорость и перевели рычаг КПП, муфта включения передвигается в направлении шестерни и кольцо прижимается к её конусу, возникает сила трения, под действие которой вращение синхронизируется.

Пока скорости вращения разные, жёсткое соединение вала и шестерни невозможно, но как только они выравнялись, блокирующее кольцо отпускает муфту и она аккуратно входит в зацепление с венцом шестерёнки – переключение передачи завершилось.
Стоит отметить, что весь этот процесс занимает доли секунды и практически незаметен для водителя, но крайне важен для КПП и нашего с вами комфорта управления автомобилем.
Ну вот, уважаемые автолюбители, мы и познакомились с устройством и теперь знаем что такое синхронизатор коробки передач.

Надеюсь, эта статья была для вас полезна. Прочитайте вот еще про вариатор, рекомендую, очень интересный механизм.

Подписывайтесь, читайте статьи на блоге и изучайте машины вместе с друзьями!

Синхронизатор коробки передач – строение, принцип работы + видео

Синхронизатор коробки передач – это механизм, который выравнивает частоту вращения валов и шестерен, для того чтобы переключить передачу. Благодаря синхронизатору уменьшается механический износ деталей при смене передачи, а также шум. Срок службы у КПП тем самым увеличивается. Рассмотрим подробнее принцип работы этого механизма.

Как устроен синхронизатор коробки передач?

Синхронизаторы ставятся в легковых автомобилях на все коробки переключения передач, даже на передачи заднего хода. Они работают по определенному принципу: выравнивание скорости при помощи силы трения.
Если разница между частотой вращения вала и шестерен большая, тогда и сила трения между ними должна достигаться чуть большего уровня, чтобы синхронизировать их действие.
Такое явление ожидается при переключении на самые высокие передачи.

Основным элементом у синхронизатора является ступица, у которой предусмотрены внешние и внутренние шлицы.
Для соединения с вторичным валом используются внутренние шлицы, при этом есть возможность осевого перемещения вала в разные стороны.
Нижние шлицы, в свою очередь, соединяются с муфтой включения, которая должна обеспечивать жесткое соединение вала и шестерен коробки передач. Снаружи муфта включения соединяется с вилкой для переключения передачи.

Также в синхронизатор КПП входит блокирующее кольцо. Оно нужно для того, чтобы обеспечить хорошую синхронизацию, и чтобы муфту не замыкало в тот момент, когда выравниваются скорости.

Внутри на кольце имеется коническая поверхность, предназначена она для обмена действием с фрикционным конусом имеющихся шестерен.
А вот для того, чтобы создать условия блокировки муфты включения, с внешней стороны этого стопорного кольца установлены шлицы.

Принцип работы синхронизатора КПП – что же происходит под капотом?

Принцип работы синхронизатора КПП сложен, но, несмотря на это, все действия происходят всего за доли секунды.
Если рычаг КПП находится в нейтральном положении, то муфты – в среднем, и шестерни свободно вращаются, не передавая поток мощности.
Когда мы, увеличивая скорость, переключаем КПП, тогда рычаг переносит муфту в положение к направлению шестерни. Что при этом происходит в системе?

Когда мы включаем нужную передачу (скорость) в нашем автомобиле, за долю секунды система успевает сделать примерно следующее. Сдвигаются сухари на муфте (маленькие затворы), которые действуют на блокирующее кольцо, и оно сходится с конусом шестерни.

Из-за этого активируется сила трения, которая в свою очередь поворачивает кольцо до того момента, пока оно не застопорится. После этого и происходит синхронизация скорости вала и шестерни.
Мотор настраивается на новые обороты, а мы можем без особых усилий увеличивать скорость.

Синхронизатор КПП – поломки и замена

Основные неполадки в КПП могут быть из-за сцепления. При этом эта система работает с запозданием, неточностью, упрямством. Естественно, синхронизатор тут ни при чем, первично следует обратиться в мастерскую или же сделать регулировку сцепления самостоятельно. А что предпринять, если сцепление в порядке? Тогда попробуйте заострить внимание на следующем.

Если вам слышится хруст или непонятной природы шум, то, возможно, у вас деформировалось блокирующее кольцо, или же износилась коническая поверхность.
Если у вас самопроизвольно выключаются передачи, то, возможно, неисправность кроется в износе шестерни или же в муфте выключения.
А если у вас затрудненное переключение передач, то это износился сам синхронизатор.

Замена синхронизатора в КПП проходит в несколько этапов, и для начала нам необходимо снять саму коробку передач и очистить ее от грязи. Затем следует снять кронштейн троса сцепления. Открутить 4 гайки, которые закрепляют заднюю крышку, и убрать ее.
Следом вам придется открутить болт крепления вилки у пятой передачи, включить ее, то есть переместить муфту синхронизатора вниз вместе с вилкой, но так чтобы шлицы у муфты были в сцепке с шестерней, после это надо включить третью или четвертую передачу.

В заключении надо будет приподнять ведомую шестерню пятой передачи, снять ее вместе с синхронизатором и вилкой вторичного вала, при этом надо проконтролировать, чтобы муфта не сходила со ступицы.

Установка нового синхронизатора проводится в уже известном обратном порядке, хотя и потребует внимательности.

Синхронизатор коробки передач – что это такое?

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

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

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

1. Как устроен синхронизатор коробки передач?

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

Под углом в 120 градусов по периметру всей окружности ступицы выполнены три паза, которые, в свою очередь, включают в себя подпружиненные сухари. В самом устройстве синхронизатора сухари имеют непосредственное нажатие на блокирующие кольца при переключении и включении передач. Так происходит блокировка муфты в процессе синхронизации.
Муфта синхронизатора, или, как называют данное устройство в просторечии, муфта синхронизатора производит обеспечение жестокого соединения шестерни и самого вала. Так, сама муфта насажена на ступицу, при этом, имеет в своем арсенале шлицы внутренние.
На шлицах же существует определенная кольцевая проточка, которая служит для расположения выступов сухарей. Снаружи синхронизаторная муфта имеет прямое соединение с вилкой коробки переключения передач. Обеспечение синхронизации происходит посредством обеспечения блокирующего кольца.
Помимо этого данное устройство препятствует замыканию муфты непосредственно до момента выравнивания шестерни и скоростей вала. Со стороны внутренней блокирующее кольцо сделано с конической поверхностью. Это связано с тем, что данная деталь имеет прямое взаимодействие с фрикционным конусом шестерни.

Извне шлицы присущи и блокирующему кольцу. С помощью такого рода шлицов производится скоропостижная блокировка включения муфты.

На поверхности торцевой у блокирующего кольца, со стороны, где расположена тупица существуют, как уже упоминалось, три паза с сухарями ступицы. Данные детали системы препятствуют тому, чтобы кольцо прокручивалось при соприкосновении с конусом фрикционным.
Именно в данные детали упираются сухари. Размер такого рода пазов составляет значение, которое выше размера сухарей в полтора раза.
В отдельных конструкционных моделях синхронизаторов происходит наоборот, так как выступы выполнены на самом блокирующем кольце, а уже в ступице находятся пазы.
Для того чтобы производить увеличение соприкасающейся поверхности, а также чтобы снизить усилие при переключении передач следует применять многоконусные синхронизаторы. Так, такие устройства имеют два и три конуса.

Например, в синхронизаторе, который имеет три конуса, кроме того, что существует наружное блокирующее кольцо, существуют еще и промежуточные кольца, а также внутренние кольца.

Для того, чтобы произвести предотвращение проворачивания непосредственно на самих кольцах сделаны определенные выступы, которые производят фиксацию в пазах шестерни, а также блокирующего кольца.
Исходя из вышеуказанного можно разобраться, что в синхронизаторе, который имеет три конуса существует и три поверхности трения: между внутренним кольцом и конусом шестерни, а также между промежуточным кольцом и внутренним кольцом, и между блокирующим кольцом и промежуточным кольцом. Напрямую в зависимости от конструктивной составной в одной коробке переключения передач могут сосуществовать синхронизаторы, которые имеют разное количество конусов.

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

В том положении, когда рычаг коробки переменных передач нейтрален, сами муфты устройства синхронизатора располагаются в положении среднем, поток мощности не передается вообще, а шестерни, которые находятся на валу ведомом вращаются свободно. При непосредственном переключении и включении передач вилка производите перемещение муфты синхронизатора из положения среднего в положение за направлением шестерни.
Помимо того, что сдвигается муфта, происходит сдвиг сухарей, который имеют прямое воздействие на блокирующее кольцо. Само кольцо прижимается к конусу шестерни. На самой же поверхности возникает сила трения, вследствие которой происходит проворачивание кольца аж до упора сухарей в пазах кольца.
Важно знать, что в таком случае происходит ступор кольца именно от проворачивания. В данном положении блокирующее кольцо выполняет свою основную функцию – оно препятствует дальнейшему продвижению по оси вала муфты синхронизатора.

Вследствие этого все торцы шлицев, которые располагаются на блокирующем кольце напрямую становятся против всех торцов шлицев муфты.

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

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

3. Синхронизатор КПП – поломки и замена

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

Но что же предпринять, если устройство сцепления находится в полном порядке? Нужно попробовать заострить внимание на следующих составных. При хрусте или непонятном для автомобилиста шуме происходит деформация блокирующего кольца.
При тех же особенностях может произойти износ конической поверхности. Если выключение передач производится самопроизвольно, то скорее всего причина неисправности заключается в износе устройства шестерни. Помимо этого проблемы могут касаться муфты выключения.
Если же происходит затрудненное переключение передач, значит произошел износ устройства синхронизатора.
Замена устройства синхронизатора в коробках переключения передач может выполнятся в несколько этапов. Первым делом следует снять саму коробку передач, после чего произвести ее полную очистку от грязевых волокон. После этого нужно снять кронштейн троса сцепления.

Это производится в два хода: сначала нужно открутить 4 гайки, посредством которого закреплена крышка, и произвести снятие крышки. После этого необходимым действием будет снятие болта крепления вилки у пятой передачи.

Необходимо включить ее, то есть муфту синхронизатора переместить вместе с вилкой вниз.
Важно делать это так, чтобы у муфты шлицы были в сцепке с шестерней. Вследствие проделанной процедуры возникает необходимость во включении третьей или четвертой передачи. После этого нужно снять гайку, которая крепит вал первичный.
Чтобы произвести хотя бы минимальный сдвиг с места данной детали, нужно будет приложить огромное количество усилий, так как сама гайка была затянута с огромным моментом.

Такую же процедуру нужно произвести с той гайкой, на которой крепится вторичный вал.

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

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.

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:

При самопроизвольном выключении передач, в первую очередь, необходимо обратить внимание на выключающую муфту и шестерни, которые могут быть изношены.

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.

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.

Трещины и сколы на лобовом стекле, ремонт лобового стекла своими руками
Отопитель ваз 2107. Плохо греет печка ваз 2107: как отремонтировать печку на ВАЗ 2107
Незамерзайка, что это такое и как правильно её выбрать
Подогрев сидений автомобиля, накидки с подогревом на сиденье автомобиля, отзывы пользователей
Как заменить лампочку в автомобиле
Масло в коробке передач, почему пенится масло
Как правильно произвести полировку кузова автомобиля своими руками
Выбираем легкосплавные диски, положительные стороны легкосплавных и кованых колесных дисков.
Как поменять фильтр на автомобиле своими руками
Атермальная тонировка пленкой «Хамелеон», что это такое, как правильно выбрать пленку
Преимущества и недостатки штампованных металлических дисков по сравнению с литыми, полезные советы
Жесты и световые сигналы водителями
Медкомиссия на водительское удостоверение 2018
Тюнинг Ваз 2114: доработка ваз 2114, обо всем понемногу
Дроссельная заслонка, чистка дроссельной заслонки своими руками
Lada Vesta официальные версии. Преимущества и недостатки Lada Vesta
Как отремонтировать моторедуктор печки ВАЗ 2110
Блок управления печкой Калина: устройство, ремонт и замена блока управления печки Калина
Что такое пневмотестер, как оценить его показания?
Масляный насос ВАЗ 2107, ремонт и замена масляного насоса своими рукам
Что делать если автомобиль застрял в снегу, полезные советы
Потеет фара изнутри, что делать
Автолампы: светодиодные, галогенные, лед лампы Как подобрать лампы в автомобиле
Причины утечки антифриза: неисправна система охлаждения, радиатор охлаждения, радиатор печки, неисправности в соединениях, антифриз в моторном масле.
Как сфотографировать автомобиль для продажи, полезные советы
Как выбрать автосервис (и при этом сэкономить), полезные советы
Как завести машину зимой, полезные советы
Что может стучать в автомобиле? Как определить причину стука?
Как провести диагностику автомобиля своими руками
Автономный предпусковой подогреватель, автономный подогреватель с дистанционным или программируемым запуском
Замена сайлентблока рычага передней подвески, как заменить сайлентблоки передней подвески своими руками?
Датчик холостого хода неисправности ВАЗ Признаки неисправности датчика холостого хода ВАЗ 2110, 2107, 2109. Замена датчика холостого хода своими руками
Надо ли прогревать двигатель?
Как самому почистить дроссельную заслонку?
ВАЗ инжектор плохо заводится в мороз, что делать
Как заменить вилку сцепления ВАЗ?
Замена диска сцепления 2110. Как заменить диск сцепления 2110 без снятия коробки передачи?
Что такое кодграббер, как он работает и существует ли защита от него
Как заменить наконечники рулевых тяг ВАЗ своими руками?
Генератор 2115 замена и ремонт своими руками

Механическая коробка передач. Принцип работы, уход и эксплуатация. — DRIVE2

Механическая коробка передач

Механическая коробка передач (МКПП) представляет собой набор шестерен, которые входят в зацепление в различных сочетаниях, образуя несколько передач или ступеней с различными передаточными числами. Чем больше число передач, тем лучше автомобиль «приспосабливается» к различным условиям движения.
Преимущества:
Наименьшая по сравнению с другими типами КПП стоимость и масса;Высокие КПД, топливная экономичность и динамика разгона;Простота и отработанность конструкции, а следовательно — высокая надежность;Не требуют дорогостоящих расходных материалов, просты в обслуживании;Благодаря жесткой связи двигателя с ведущими колесами, водитель может более эффективно использовать автомобиль при передвижении в гололедицу, по грязи и бездорожью;
МКПП допускает полное разобщение двигателя и трансмиссии, поэтому такой автомобиль легко пускается «с толкача» и может буксироваться на любое расстояние с любой скоростью.
Недостатки:

Утомляющее водителя переключение передач, особенно в городском цикле и движении в пробках, необходимость навыка для правильного выбора передачи и плавного переключения передач без рывков;Ступенчатое изменение передаточного отношения;Малый ресурс сцепления.

Ступенчатые механические коробки передач выполняются по двум схемам: трехвальные и двухвальные. Трехвальная коробка передач устанавливается, как правило, на заднеприводные автомобили. Двухвальная механическая коробка передач применяется на переднеприводных и заднемоторных легковых автомобилях. Устройство и принцип работы этих коробок передач имеют различия, поэтому они рассмотрены отдельно.
• Трехвальная коробка передач
Как следует из названия, такая коробка имеет три вала: ведущий, промежуточный и ведомый.Ведущий вал соединяется со сцеплением. На валу имеются шлицы для ведомого диска сцепления. Далее крутящий момент передается через шестерню, находящуюся на валу в жестком зацеплении, на промежуточный вал.Промежуточный вал расположен параллельно ведущему валу.
На валу располагается блок шестерен, находящийся с ним в жестком зацеплении.Ведомый вал расположен на одной оси с ведущим. Такое расположение осуществляется за счет подшипника на ведущем валу, в который входит ведомый вал. Жёсткой связи они не имеют и вращаются независимо друг от друга.

Блок шестерен ведомого вала не имеет закрепления с валом и свободно вращается на нем. Между шестернями ведомого вала располагаются муфты синхронизаторов. Муфты имеют жесткое зацепление с ведомым валом, но могут двигаться по нему в продольном направлении за счет шлицевого соединения.

На торцах муфты имеют зубчатые венцы, которые могут входить в соединение с соответствующими зубчатыми венцами шестерен ведомого вала. На современных коробках передач синхронизаторы устанавливаются на всех передачах (кроме заднего хода).Шестерня ведущего вала, блок шестерен промежуточного и ведомого вала находятся в постоянном зацеплении.
При нейтральном положении рычага переключения крутящий момент от двигателя на ведомый вал не передается, а его шестерни свободно вращаются.
При перемещении рычага КПП, соответствующая вилка перемещает муфту синхронизатора, который обеспечивает выравнивание (синхронизацию) угловых скоростей шестерни ведомого вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.

После этого, зубчатый венец муфты заходит в зацепление с зубчатым венцом шестерни и обеспечивается блокировка шестерни на ведомом валу. Ведомый вал передает крутящий момент от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом. При соединении синхронизатором первичного и вторичного валов (минуя шестерни) образуется прямая передача.

Передаточное число прямой передачи равно единице. На прямой передаче шестерни вращаются вхолостую и не изнашиваются, коробка работает с максимальным КПД. Движение задним ходом обеспечивается за счет промежуточной шестерни заднего хода, устанавливаемой на отдельной оси. Шестерни трехвальной коробки передач обычно (кроме первой передачи и передачи заднего хода) делают косозубыми. Такие шестерни обладают повышенной прочностью, более долговечны и бесшумнее в работе, чем прямозубые.
Посмотреть анимированное изображение.
• Двухвальная коробка передач
Ведущий вал, также как и в трехвальной коробке, обеспечивает соединение со сцеплением. На валу жестко закреплен блок шестерен, а не одна шестерня, как в трехвальной коробке. Промежуточный вал отсутствует. Параллельно ведущему валу расположен ведомый вал с блоком шестерен.
Шестерни ведомого вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала и свободно вращаются на валу. На ведомом валу жестко закреплена ведущая шестерня главной передачи. Между шестернями ведомого вала установлены муфты синхронизаторов.
Принцип работы аналогичен трехвальной коробке. Однако прямой передачи в двухвальной коробке нет. Каждая передача, кроме заднего хода, создается одной парой шестерен, а не двумя, как в трехвальной коробке.

Это повышает КПД двухвальной коробки, но не позволяет добиться большого передаточного числа. Поэтому и применяется она только в легковых автомобилях.

• Как работает синхронизатор

Синхронизатор служит для бесшумного переключения передач путем выравнивания угловых скоростей включаемых элементов. Он состоит из ступицы 1, муфты 2, двух блокировочных колец 3, трех сухарей 4, двух проволочных колец 5. Ступица устанавливается на шлицах вторичного вала и жестко фиксируется. На ступице нарезаны наружные зубья и пазы под сухари.
Муфта расположена на зубьях ступицы и в среднем положении удерживается сухарями, выступы которых входят во внутреннюю кольцевую канавку муфты. Сухари прижимаются к муфте упругими кольцами (как вариант, вместо колец могут использоваться подпружиненные шарики).
Бронзовые блокировочные кольца имеют наружные зубья со скосами и впадины под сухари; ширина впадин несколько больше ширины сухарей. Кольцо может провернуться относительно ступицы на величину разницы ширины паза кольца и ширины сухаря. Для увеличения сил трения на конической поверхности кольца нарезана резьба и выполнены продольные канавки.
Работает синхронизатор следующим образом.

При включении передачи вилка переключения перемещает муфту в направлении шестерни включаемой передачи. При перемещении муфты усилие через сухари передается на одно из блокировочных колец, которое вместе с муфтой перемещается относительно ступицы в сторону включаемой шестерни до соприкосновения с ее конической поверхностью.

Вследствие разности угловых скоростей включаемой шестерни и ведомого вала на конических поверхностях возникает сила трения, которая поворачивает блокировочное кольцо до упора его в сухари. При этом зубья блокировочного кольца станут напротив зубьев муфты и дальнейшее перемещение муфты становится невозможным.
После выравнивания угловых скоростей шестерни и синхронизатора сила, сместившая блокировочное кольцо, исчезает; под действием усилия водителя оно вернется в первоначальное положение, чему способствуют скосы на зубьях муфты и кольца. После этого муфта свободно проходит между зубьями блокировочного кольца и соединяется с зубьями малого венца включаемой шестерни.
При этом гребни сухарей выходят из кольцевой проточки муфты, а сухари утапливаются, преодолевая упругую силу кольцевых пружин. Шестерня жестко соединяется со вторичным валом, передача включается. Весь процесс занимает время порядка милисекунд. С помощью одного синхронизатора можно поочередно включать две передачи в коробке.
• Механизм переключения

Конструкция механизма переключения передач зависит от конструкции автомобиля. В заднеприводных рычаг располагается непосредственно на корпусе коробки передач. В этом случае весь механизм переключения расположен внутри корпуса коробки и рычаг напрямую воздействует на него.

Плюсы такой схемы – простота, более чёткое переключение передач, меньший износ в процессе эксплуатации. Недостаток — такой привод непригоден для использования на большей части переднеприводных и всех заднемоторных автомобилях.
В этом случае применяется иная схема механизма переключения: рычаг располагается дистанционно (напольно, на рулевой колонке или на панели приборов) и связан с коробкой передач при помощи расположенных вне ее корпуса тросов либо тяг (называемых обычно «кулисой»).
Плюсы такого решения — удобное расположение рычага КПП, отсутствие его вибрации и практически полная свобода в компоновке автомобиля. Однако, дистанционный привод менее долговечен и со временем допускает разбалтывание, что требует его регулировки или замены.

Кроме того, чёткость переключения передач с таким механизмом переключения хуже, чем при непосредственном расположении рычага на корпусе КПП.Несмотря на различия в конструкции привода включения передач, механизм включения в большинстве коробок передач имеет одинаковое устройство.

Он состоит из подвижных штоков 1, расположенных в крышке коробки передач, и закрепленных на каждом штоке вилок 2. Вилки своими концами входят в пазы муфт синхронизаторов, а вилка включения заднего хода — в кольцевую проточку шестерни заднего хода.
Также в любой коробке передач предусмотрены устройства, предохраняющие от неполного включения, самовыключения передачи и одновременного включения двух передач.КПП с непосредственным приводом включения передачПри расположении рычага переключения 3 непосредственно на корпусе коробки передач его нижний конец входит в пазы головок подвижных штоков.

Поперечное перемещение рычага, находящегося в нейтральном положении, приводит к выбору необходимого штока (передачи), а продольное — вызывает смещение штока, закрепленной на нем вилки и включение требуемой передачи.Для удержания штока в нейтральном или включенном положении в нем выполнены гнезда, к которым поджимается пружиной шарик фиксатора.

Штоки имеют по три гнезда под шарик фиксатора: среднее служит для удержания штока в нейтральном положении, а крайние — для фиксации одной из включенной передач. Шток вилки включения заднего хода имеет два гнезда: одно для фиксации штока в нейтральном положении, другое — во включенном положении передачи заднего хода.

Чтобы исключить одновременное включение двух передач, в приводе имеется замковое устройство. Один из вариантов его конструкции — три блокировочных сухаря 4. Два крайних сухаря установлены в отверстия задней стенки картера, а средний — в отверстии среднего штока. У штоков имеются гнезда для сухарей. При перемещении одного из крайних штоков он выдавливает из своего гнезда сухарь, который, перемещаясь, входит в гнездо среднего штока и одновременно сдвигает два других сухаря, блокируя и второй крайний шток. При перемещении среднего штока, он прижимает два крайних сухаря в гнезда крайних штоков. Тем самым неподвижные штоки оказываются в запертом положении.КПП с дистанционным приводом включения передач
Если рычаг коробки передач располагается дистанционно, то, как уже упоминалось, он соединяется с коробкой с помощью тросов или тяг 1, которые через шток выбора передач 2 воздействуют на механизм выбора передач 3. На конце штока выбора передач крепится двуплечий рычаг 4, который при перемещении штока поворачивает трехплечий рычаг 5 механизма выбора передач.
Трехплечий рычаг перемещает шток выбранной передачи с закрепленной на нем вилкой. Одно плечо трехплечего рычага служит для включения передач переднего хода, другое для включения заднего хода, а на третье плечо действует рычаг штока выбора передач. Блокировочные скобы 6 предназначены для предотвращения одновременного включения двух передач.
Механизм включения передач состоит из штоков, вилок и шариковых фиксаторов.
• Уход и эксплуатация

При эксплуатации коробки передач необходимо следить за уровнем масла в картере и доливать его в случае необходимости. Полная замена масла производится в сроки, указанные в инструкции по эксплуатации автомобиля.

При грамотном обращении с рычагом переключения передач и периодической замене масла в картере коробки, она не напоминает о себе практически до конца срока службы автомобиля. Обычно неисправности и поломки в коробке передач появляются в результате грубой работы с рычагом переключения.
Если водитель постоянно «дергает» рычаг, то когда-нибудь обязательно выйдут из строя механизм переключения или синхронизаторы, да и сами валы с шестернями. Передачи надо переключать спокойным плавным движением, с небольшой паузой в нейтрали для того, чтобы сработали синхронизаторы.
Основные неисправности коробки передач:Подтекание масла может быть следствием повреждения уплотнительных прокладок, сальников и ослабления крепления крышек картера;Шум при работе коробки передач может возникнуть из-за неисправного синхронизатора, износа подшипников, шестерен и шлицевых соединений;Затрудненное включение передач может происходить из-за поломок деталей механизма переключения, износа синхронизаторов или шестерен;

Самовыключение передач случается из-за неисправности блокировочного устройства, а также при сильном износе шестерен или синхронизаторов.

• Трансмиссионные масла
В механических КПП и ведущих мостах заднеприводных автомобилей применяются трансмиссионные масла (в переднеприводных, как правило, используется моторное масло). Трансмиссионные масла работают в гораздо более легких условиях, чем моторные. Основное требование к ним — способность создавать прочную масляную пленку, выдерживающую большие нагрузки в зоне контакта деталей.
Аналогично моторным маслам, трансмиссионные классифицируются по уровню эксплуатационных свойств API и классу вязкости SAE.Согласно классификации API трансмиссионные масла делятся на пять классов: GL-1, GL-2, GL-3, GL-4, GL-5. Первые три класса применяются в тракторах, сельскохозяйственных машинах и грузовых автомобилях.
Масла класса GL-4 предназначены для для механических коробок передач, раздаточных коробок и главных передач с цилиндрическими шестернями, GL-5 – для гипоидных передач. Бытует заблуждение, что масла класса GL-5 выше качеством, чем GL-4. Это не так! У них разные области применения.

Масла для гипоидных передач содержат специальные противоизносные и противозадирные присадки, которые разрушительно действуют на цветные металлы. Поэтому если залить такое масло в коробку передач, оно неизбежно выведет из строя ее синхронизаторы.Вязкость по SAE определяет температурный диапазон использования масла.

Маркировка трансмиссионных масел аналогична маркировке моторных масел. Классификация содержит четыре зимних класса и пять летних. На практике сезоные масла применяют очень редко: срок их службы довольно велик, и проводить два раза в год замену не выходившего свой ресурс продукта экономически невыгодно. Поэтому в подавляющем большинстве случаев используются всесезонные масла.
Самые распространенные для умеренного климата масла с верхним индексом вязкости 90. При выборе масла по низкотемпературному индексу ориентируются на следующие рекомендации: 75W-90 для суровых зим, 80W-90 для умеренных температур и 85W-90 для теплых зим.
Трансмиссионные масла выпускают на минеральной или синтетической основе.

Синхронизатор механической КПП, его неисправности и порядок замены

Posted in Полезные статьи

Синхронизатор в МКПП – что это за деталь?

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

Как работает синхронизатор?

При переключении передачи происходит следующее. Муфта сближается с шестерней, но вначале соприкасается с синхронизатором и, продвигаясь дальше, прижимает его к колесу шестерни. Благодаря силе трения шестерня начинает вращаться быстрее либо притормаживать, в зависимости от скорости вращения муфты.
Как только скорости вращения шестерни, муфты и синхронизатора выравниваются, они становятся неподвижными относительно друг друга. В то же время поступательное движение муфты, продвигающей шестерню в сторону второй шестерни, не прекращается.
Сцепление зубцов происходит плавно, без толчков и посторонних звуков, так как скорости их вращения были предварительно уравнены.

Неисправности синхронизатора МКПП

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

Замена синхронизатора в механической КПП

Чтобы заменить синхронизатор в МКПП, придется демонтировать коробку с машины и полностью разобрать ее, предварительно слив масло. Процесс замены синхронизатора выполняется в следующем порядке.

Очистите от грязи корпус МКПП.

Демонтируйте кронштейн, предназначенный для троса сцепления.

Снимите крышку, отвернув крепежные гайки.

Отверните болт вилки и передвиньте муфту вниз таким образом, чтобы ее шлицы оставались сцепленными с шестерней.

Включите верхнюю передачу.

Снимите крепеж первичного вала. Это потребует достаточно серьезного физического усилия.

Аналогичным образом освободите вторичный вал.

Приподнимите шестерню, снимите ее одним блоком с синхронизатором и вилкой. При этом муфта не должна сойти со ступицы. Желательно отметить положение муфты мелом или карандашом.

Извлеките синхронизатор, установите новую деталь, обработайте ее смазкой.

Соберите КПП в порядке, обратном разборке.

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

Синхронизатор коробки передач

Синхронизатор коробки передач – это деталь, предназначенная для совмещения частоты вращения вала и шестерни при переключении передач.
Как понятно из названия устройства, оно синхронизирует частоты вращения и обеспечивает плавное (без рывков) включение определенной передачи.
Таким образом, передачи включаются плавно и без шума, а износ шестерен в коробки передач значительно снижается, увеличивая срок службы агрегата.

Устройство и принцип работы синхронизатора

В работе синхронизатора нет ничего сложного. Его действие основано на разнице сил трения возникающих между вращающимися деталями. Таким образом, синхронизатор создает необходимое трение для выравнивания частот вращения и синхронизирует обе детали.
Простейший синхронизатор выполняется в виде ступиц с сухарями, шестерни со специальным фрикционным конусом, муфты включения и кольца блокировки.
В составе ступицы находятся внутренние и наружные шлицы. Внутренние крепятся ко вторичному валу и обязательно имеют возможность свободного осевого перемещения, а внешние шлицы обеспечивают связь с муфтой включения.

Муфта включения создает связь между валом и шестерней. Она надевается на ступицу и имеет в своем составе внутренние шлицы, на которых расположена специальная проточка. В этой проточке находятся выступы сухарей. Внешне муфта имеет соединение с вилкой коробки передач.

Под углом 120 градусов по всей окружности ступицы расположены специальные сухари, которые, посредством пружины, нажимают на кольцо блокировки, тем самым, блокируя муфту в процессе синхронизации.
Блокирующее кольцо является самым основным элементом синхронизации и препятствует активации муфты включения до полного выравнивания скорости вращения механизмов.

Поломка синхронизатора второй передачи ВАЗ 2109

Синхронизатор в процессе эксплуатации подвергается естественному износу. Первые признаки износа синхронизатора распознаются при включении соответствующей передачи. Так, например, на автомобиле ВАЗ 2109 самой распространенной неисправностью коробки передач является выход из строя синхронизатора второй передачи.
При включении передачи появляется характерный хруст или треск и только после этого передача может быть введена в действие.
Это связано с тем, что работа синхронизатора нарушена, и он больше не в состоянии выравнивать скорости вращения валов и шестерней, в связи с этим, их износ увеличивается.

При дальнейшем эксплуатации автомобиля с неисправным синхронизатором приведет к тому, что вторая скорость попросту перестанет включаться.

Синхронизатор КПП: как работает и почему ломается

Они располагаются как с внутренней, так и с внешней стороны, обеспечивая надежное соединение с вторичным валом и муфтой, отвечающей за переключение скоростей.

На муфте под углом в 120 градусов друг к другу располагаются пазы, в которые монтируются сухари, отвечающие за блокирование подвижных элементов для их синхронизации. Сама муфта обеспечивает контакт вала с шестеренками. Она устанавливается на ступицу, а наружной поверхностью сопрягается с вилкой.

Принцип работы

Синхронизация происходит очень быстро. В базовой позиции (когда включена «нейтралка», а муфты установлены в центральном положении) шестерни вращаются свободно, а обороты мотора не передаются на ведущие колеса. Когда водитель выбирает одну из передач, активируются соответствующие шестерни. Как следствие, усилие начинает переходить на колеса.
Вот как происходит синхронизация при включении скорости:

На муфте сдвигаются сухари.
Те после этого воздействуют на кольцо, которое соприкасается с конусом шестерни.
В результате кольцо поворачивается до того момента, когда зубья нужной шестерни начинают совпадать с выемками муфты.
Вследствие этого вал начинает вращаться с другой частотой и, соответственно, меняется скорость движения автомобиля.

Распространенные поломки синхронизатора

Синхронизатор при работе подвергается интенсивным нагрузкам. Как следствие, металлические элементы данного узла начинают разрушаться. Быстрее всего с этой проблемой сталкиваются те автовладельцы, которые предпочитают «спортивный» стиль вождения, предусматривающий частое переключение передач.
Перечень основных поломок:

Разрушение блокирующего кольца.
Деформация конической поверхности кольца.
Износ ступицы синхронизатора.

В большинстве случаев при возникновении названных неисправностей от коробки передач начинают доноситься посторонние шумы. А иногда скорости начинают самопроизвольно включаться и выключаться.
Отремонтировать этот узел под силу не каждому автовладельцу. Для этого надо обладать богатым багажом опыта и определенными навыками. Поэтому лучше не экспериментировать, а обратиться в специализированный сервисный центр. Наши специалисты выполнят работу:

Оперативно.
Профессионально.
Недорого.
С гарантией.

Заказать диагностику и ремонт можно по телефону, указанному на сайте.

Синхронизатор коробки передач — что это и как заменить?

Синхронизатор коробки передач – это деталь, предназначенная для совмещения частоты вращения вала и шестерни при переключении передач. Как понятно из названия устройства, оно синхронизирует частоты вращения и обеспечивает плавное (без рывков) включение определенной передачи. Таким образом, передачи включаются плавно и без шума, а износ шестерен в коробки передач значительно снижается, увеличивая срок службы агрегата.

Устройство и принцип работы синхронизатора

Простейший синхронизатор выполняется в виде ступиц с сухарями, шестерни со специальным фрикционным конусом, муфты включения и кольца блокировки.

В составе ступицы находятся внутренние и наружные шлицы. Внутренние крепятся ко вторичному валу и обязательно имеют возможность свободного осевого перемещения, а внешние шлицы обеспечивают связь с муфтой включения.

Муфта включения создает связь между валом и шестерней. Она надевается на ступицу и имеет в своем составе внутренние шлицы, на которых расположена специальная проточка. В этой проточке находятся выступы сухарей. Внешне муфта имеет соединение с вилкой коробки передач.

Блокирующее кольцо является самым основным элементом синхронизации и препятствует активации муфты включения до полного выравнивания скорости вращения механизмов.

Поломка синхронизатора второй передачи ВАЗ 2109

При включении передачи появляется характерный хруст или треск и только после этого передача может быть введена в действие. Это связано с тем, что работа синхронизатора нарушена, и он больше не в состоянии выравнивать скорости вращения валов и шестерней, в связи с этим, их износ увеличивается. При дальнейшем эксплуатации автомобиля с неисправным синхронизатором приведет к тому, что вторая скорость попросту перестанет включаться.

Если вы обнаружили первые признаки поломки синхронизатора, рекомендуется обратиться в ближайший автосервис, так как замена данной детали трудоемка и требует специальных навыков и умений.

Синхронизатор коробки передач — как устроен и как работает

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.

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.

Зачем нужен синхронизатор коробки передач

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

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

Принцип работы синхронизатора коробки передач

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

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

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

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

Виды износов шестерён синхронизаторов и обслуживание коробки передач

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

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

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

carextra.ru

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.

Синхронизаторы коробки передач: устройство, как работает

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

Устройство синхронизатора

Синхронизатор КПП в сборе

Здесь важно объяснить, что такое синхронизатор. Специалист ответит, что синхронизатор КПП это устройство, дающее возможность изменять скорость перемещения более плавно и менее заметно как для человека, управляющего авто, так и для людей, которые размещаются внутри салона. В этом заключается основное назначение синхронизатора. Также синхронизатор коробки передач полезен продлением срока полезного использования МКПП, сокращением уровня шумов в процессе изменения скоростей. Данные свойства говорят о следующем: работа синхронизатора приносит пользу автомобилю, поэтому современные водители нередко приобретают его для монтажа в КПП. Обратитесь к специалистам, чтобы установить нужную и полезную вещь.

Схема синхронизатора

Стрелкой указано положение синхронизатора

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

Синхронизирующий прибор включает в свой состав следующие приспособления:

Муфта, выступающая в качестве связующего элемента, который объединяет вал и шестеренки. Она призвана обеспечивать прочное объединение отдельных деталей коробки передач. Муфта синхронизатора устанавливается выше ступицы и представляет собой насадку. Внутри приспособления находятся небольшие выемки с проточенным участком, сделанным под параметры колец. В проточенных участках располагаются сухарные выступы. Наружной стороной муфта соединяется с трансмиссионной вилкой.
Колесная ступица, которая является конструктивной базой. Данная деталь оснащена шлицами, которые находятся внутри и снаружи. Они нужны для обеспечения соединения с другими элементами. Это позволяет ступице передвигаться по оси согласно выбранной траектории. На её окружности на равном расстоянии находятся несколько пазов, в каждом из которых находятся сухари. Они нужны для обеспечения взаимодействия с блокирующим кольцом. В процессе синхронизации и активации какой-либо скорости, выполняется блокирование муфты.
Кольцо блокировки. Для чего оно нужно? Прежде всего, для своевременной и верной синхронизации. Основное назначение заключается в блокировке несвоевременного замыкания муфты, когда скорость движения шестеренок и вала еще не достигли идентичных значений. Внутренняя поверхность данного элемента устроена таким образом, чтобы обеспечивать эффективное взаимодействие с шестереночным конусом. За счет углублений, находящихся на внешней стороне, блокируется функционирование муфты.
Шестеренки с фрикционным конусом.

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

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

Работа синхронизатора механической коробки передач

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

Принцип работы синхронизатора

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

Ремонт синхронизатора

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

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

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

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

prokpp.ru

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.

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.

Конструкция синхронизатора

Устройство синхронизатора

Синхронизатор состоит из следующих элементов:

ступица с сухарями
муфта включения
блокировочные кольца
шестерня с фрикционным конусом

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.

Многоконусные синхронизаторы, для чего их устанавливают в КПП

Синхронизатор коробки передач: принцип работы

Сложно представить, но в автомобильных коробках передач не всегда присутствовал синхронизатор КПП для выравнивания частоты вращения между валом и шестерней. Раньше для того чтобы произвести переключение скоростей, приходилось использовать двойное выжимание сцепления. Первое для того чтобы рассоединить коробку передач с коленвалом, а второе, наоборот, для их соединения после того как будет произведена смена передаточной пары (смена скорости).

Но время идёт. Машиностроение и механика шагнули в будущее. На смену постоянному передергиванию педали сцепления пришёл синхронизатор КПП, что существенно увеличило срок службы коробки передач в целом и отдельных её составляющих в частности. Удобнее управлять автомобилем стало и водителю.

Что такое синхронизатор КПП

Устройство синхронизатора КПП, равно, как и сам синхронизатор ВАЗ — это механическое узел, состоящий из 4 частей:

Обойма синхронизатора или ступица с тремя фиксаторами;
Две кольцевых пружины;
Два фрикционных конусных кольца;
Муфта переключения.

Такая вот нехитрая конструкция синхронизатора ВАЗ обеспечивает принцип работы сразу двух передач.

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:

При самопроизвольном выключении передач, в первую очередь, необходимо обратить внимание на выключающую муфту и шестерни, которые могут быть изношены.
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.
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.

Поломка синхронизатора второй передачи ВАЗ 2109

Если вы обнаружили первые признаки поломки синхронизатора, рекомендуется обратиться в ближайший автосервис, так как замена данной детали трудоемка и требует специальных навыков и умений.

Механическая коробка передач (МКПП). Синхронизатор КПП

Механическая коробка передач (МКПП) – является устройством для передачи, преобразования и изменения направления крутящего момента от маховика двигателя. В данном виде коробки передач переключение ступеней производится направленными механическими движениями рычага переключения передач.

В МКПП осуществляется ступенчатая передача крутящего момента на вторичный вал и, далее на привод колес. Ступенчатая передача подразумевает под собой определенный коэффициент передачи (передаточное число) в паре взаимодействующих шестерен ведущего и ведомого валов, в отличие, например от вариатора, у которого плавающий коэффициент передачи. Определяется передаточное число соотношением количества зубьев взаимодействующих шестерен. Самое большое передаточное число у меньшей ступени, соответствующей «первой» передаче.

По количеству ступеней механические коробки переключения передач делятся на четырех ступенчатые, пяти и шести ступенчатые. 4-х ступенчатая коробка на данный момент большая редкость, а вот пяти ступка является наиболее распространённой.

По количеству валов, МКПП подразделяются на трехвальные и двухвальные. Трехвальная коробка передач может применяться в автомобилях с передним и задним приводом, в то время как двухвальная более подходит для легковых авто с передним приводом. Для большегрузных автомобилей так же применяется коробка трехвальная.

Трехвальная МКПП

В коробках этого типа применяется три вала: ведущий, промежуточный и ведомый.

Ведущий вал выходит из корпуса коробки, для соединения своими шлицами с диском сцепления и применяется для передачи крутящего момента на вал промежуточный.

Промежуточный вал располагается параллельно ведущему и соединен с ним при помощи шестерни, которая жестко установлена на ведущем валу. На промежуточном валу так же находится блок шестерен.

Ведомый вал располагается на одной оси с ведущим, но при этом вращается независимо от него. На ведомом валу располагается блок шестерен, которые не имеют жесткой сцепки с самим валом. Между шестернями располагаются муфты синхронизаторов, которые жестко сидят на валу, но могут двигаться вдоль вала. На конце муфты синхронизатора расположены зубчатые венцы, которые в процессе работы «входят» во «внутрь» шестерни ведомого вала, таким образом, получается жесткое соединение вала и ведомой шестерни заданной передачи. В нейтральном же положении все шестерни ведущего, промежуточного и ведомого вала вращаются в холостом ходу, ведомый вал стоит на месте, поскольку венец синхронизатора не соединен с внутренним венцом шестерни. Работа синхронизатора будет описана ниже.

Вилки переключения находятся в корпусе механической коробки передач, шарнирно связаны с рычагом переключения передач и предназначены для перемещения муфт синхронизаторов вдоль ведущего и ведомого вала.

Корпус МКПП выполнен из легкого металла, предназначен для крепления внутри всего механизма переключения и заливки смазывающего вещества, обычно это трансмиссионное масло. В старых советских версиях коробок передач применялся нигрол.

Рычаг переключения передачи может находиться непосредственно в коробке передач, или смонтированным на кузове автомобиля. В этом случае применяется дистанционное управление с помощью тросов или рычагов на шарнирах. Механизм дистанционного переключения передач в народе именуется «кулиса».

Рассмотрим принцип работы трехвальной МКПП. Крутящий момент от диска сцепления передается на первичный вал, который, как говорилось выше, передает вращение на промежуточный вал, шестерни промежуточного вращают шестерни ведомого, но сам ведомый вал не вращается. Водитель поворачивает рычаг включения передачи, например первой скорости, передвигая его влево. В этот момент выбирается нужная для включения вилка, далее происходит продольное движение рычага. Под его действием вилка начинает двигаться вдоль ведомого вала, приводя в действие синхронизатор. Синхронизатор совмещает угловую скорость вала и шестерни, после этого в действие приводится зубчатый венец, который входит в шестерню, жестко связывая ведомый вал и шестерню. Именно этот щелчок вхождения венца и фиксации ощущает на рычаге водитель. После этой процедуры крутящий момент передается на хвостовик коробки передач, далее через карданный вал на задний мост автомобиля (для заднеприводных моделей).

Варьировать передаточное число можно применяя меньшее количество зубьев на ведущей шестерни и большее на ведомой, со ступенчатым изменением количества зубьев в сторону уменьшения, для ведомой. Но наступит тот момент, когда число оборотов двигателя внутреннего сгорания автомобиля приблизится к числу оборотов ведомого вала, тогда передача крутящего момента посредством шестерен теряет смысл. Именно поэтому в трехвальных коробках применяется прямая передача, то есть ведущий вал напрямую, через синхронизатор коробки передач соединен с ведомым валом, коэффициент передачи равен единице. У двухвальных МКПП прямая передача отсутствует.

Для передачи «задний ход» вводится дополнительная шестерня, которая располагается на отдельном валу и включается между промежуточным валом и ведомым, тем самым обеспечивая реверсное вращение ведомого вала. В МКПП применяются косозубые шестерни, благодаря чему происходит «мягкое» включение передач.

Двухвальная МКПП

В двухвальной коробке есть только два вала – ведущий и ведомый.

Предназначение всех элементов такое же, как и у трехвальной. Различие состоит в параллельном расположении валов, и передача создается одной парой шестерен (у трехвальной работают две пары). У двухвальной механической коробки передач нет прямой передачи. Шестерня главной передачи жестко крепится на ведомом валу, между остальными шестернями находятся синхронизаторы.

Как правило, у двухвальных коробок передач совмещены в одном корпусе непосредственно узел переключения передач, валы, блоки шестерен, синхронизаторы и дифференциал. Для уменьшения продольного размера в двухвальных коробках могут применяться несколько ведомых валов. В этом случае все вторичные валы (попеременно) своей шестерней главной передачи, вращают ведомую шестерню, которая в свою очередь приводит в действие дифференциал.

Для передачи «задний ход», так же как и в трехвальной коробке применяется дополнительный вал с промежуточной шестерней. Принцип действия тот же.

Для удерживания включенной передачи в МКПП (для всех видов) применяются фиксаторы, а для исключения включения сразу двух передач устройство блокировки.

Существенно отличается и механизм включения передачи в двухвальной коробке. Если в трехвальной переключение происходит выбором вилки рычагом переключения, то в двухвальной применяется шток переключения и рычаги выбора передачи. Сам процесс выглядит следующим образом – при повороте рычага переключения передачи в салоне авто, в действие приводится рычаг выбора передачи, далее следует продольное движение и привод в действие штока, который и толкает нужную вилку для блокировки шестерни на ведомом валу при помощи зубчатого венца муфты синхронизатора.

Синхронизатор коробки передач

Схема устройства синхронизатора: 1 — ступица; 2 — муфта; 3 — блокировочные кольца; 4 — сухари; 5 — проволочные кольца.

Как говорилось выше, синхронизатор КПП предназначен для бесшумного включения передачи путем выравнивания угловой скорости вала и шестерни. В устройство синхронизатора входит:

муфта
два блокировочных кольца
сухари
проволочные кольца

Ступица жестко крепится на ведомом валу. На ступице имеются пазы для сухарей и наружные зубья. На зубьях ступицы крепится муфта при помощи сухарей, которые находятся в канавках. Сухари прижимаются кольцами или подпружиненными шариками. Блокировочные кольца находятся по краям муфты и имеют снаружи зубья. На конической поверхности блокировочных колец наносятся продольные канавки или резьба для увеличения силы трения.

Работает синхронизатор так: включая передачу вилка, перемещает муфту в направлении нужной шестерни. Вместе с муфтой в сторону шестерни движется и блокировочное кольцо, благодаря усилию сухарей. Из-за разности угловых скоростей шестерни и вала на конической поверхности возникает сила трения, которая поворачивает блокировочное кольцо до упора. Зубья муфты и блокировочного кольца станут друг против друга, значит дальнейшее движение муфты, прекратится. После наступает момент выравнивания скоростей, а затем муфта свободно проходит через блокировочное кольцо и входит в соединение с внутренними зубцами включаемой шестерни, блокируя ее вместе с ведомым валом. Все — передача включена! Синхронизатор может включить поочередно две шестерни ведомого вала.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

Как работает синхронизатор в коробке передач

Синхронизатор КПП: устройство и принцип работы

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

Общий вид 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

Принцип работы синхронизатора КПП

Схема работы синхронизатора

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:

Шум при работе коробки передач. Это может говорить об искривлении блокирующего кольца или о том, что конус изношен.
Самопроизвольное выключение передач. Эту проблему можно связать с муфтой, либо с тем, что шестерня изжила свой ресурс.
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:

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

Синхронизатор коробки передач – строение, принцип работы + видео » АвтоНоватор

Как устроен синхронизатор коробки передач?

Требуемое условие выполняется при увеличении площади соприкосновения поверхностей, и для этого устанавливаются дополнительные фрикционные кольца.

Основным элементом у синхронизатора является ступица, у которой предусмотрены внешние и внутренние шлицы. Для соединения с вторичным валом используются внутренние шлицы, при этом есть возможность осевого перемещения вала в разные стороны. Нижние шлицы, в свою очередь, соединяются с муфтой включения, которая должна обеспечивать жесткое соединение вала и шестерен коробки передач. Снаружи муфта включения соединяется с вилкой для переключения передачи.

Также в синхронизатор КПП входит блокирующее кольцо. Оно нужно для того, чтобы обеспечить хорошую синхронизацию, и чтобы муфту не замыкало в тот момент, когда выравниваются скорости. Внутри на кольце имеется коническая поверхность, предназначена она для обмена действием с фрикционным конусом имеющихся шестерен. А вот для того, чтобы создать условия блокировки муфты включения, с внешней стороны этого стопорного кольца установлены шлицы.

Принцип работы синхронизатора КПП – что же происходит под капотом?

Принцип работы синхронизатора КПП сложен, но, несмотря на это, все действия происходят всего за доли секунды. Если рычаг КПП находится в нейтральном положении, то муфты – в среднем, и шестерни свободно вращаются, не передавая поток мощности. Когда мы, увеличивая скорость, переключаем КПП, тогда рычаг переносит муфту в положение к направлению шестерни. Что при этом происходит в системе?

Когда мы включаем нужную передачу (скорость) в нашем автомобиле, за долю секунды система успевает сделать примерно следующее. Сдвигаются сухари на муфте (маленькие затворы), которые действуют на блокирующее кольцо, и оно сходится с конусом шестерни. Из-за этого активируется сила трения, которая в свою очередь поворачивает кольцо до того момента, пока оно не застопорится. После этого и происходит синхронизация скорости вала и шестерни. Мотор настраивается на новые обороты, а мы можем без особых усилий увеличивать скорость.

Синхронизатор КПП – поломки и замена

Если вам слышится хруст или непонятной природы шум, то, возможно, у вас деформировалось блокирующее кольцо, или же износилась коническая поверхность.
Если у вас самопроизвольно выключаются передачи, то, возможно, неисправность кроется в износе шестерни или же в муфте выключения.
А если у вас затрудненное переключение передач, то это износился сам синхронизатор.

Замена синхронизатора в КПП проходит в несколько этапов, и для начала нам необходимо снять саму коробку передач и очистить ее от грязи. Затем следует снять кронштейн троса сцепления. Открутить 4 гайки, которые закрепляют заднюю крышку, и убрать ее. Следом вам придется открутить болт крепления вилки у пятой передачи, включить ее, то есть переместить муфту синхронизатора вниз вместе с вилкой, но так чтобы шлицы у муфты были в сцепке с шестерней, после это надо включить третью или четвертую передачу.

Далее снимите гайку, которая крепит первичный вал. Для того чтобы ее сдвинуть с места, необходимо приложить много усилий, так как она затянута с большим моментом. То же самое следует проделать и с гайкой, которая крепит вторичный вал. В заключении надо будет приподнять ведомую шестерню пятой передачи, снять ее вместе с синхронизатором и вилкой вторичного вала, при этом надо проконтролировать, чтобы муфта не сходила со ступицы. Установка нового синхронизатора проводится в уже известном обратном порядке, хотя и потребует внимательности.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Синхронизатор — Энциклопедия журнала «За рулем»

Синхронизатор механической коробки передач — механизм, обеспечивающий плавное переключение передач за счет выравнивания частоты вращения включаемой шестерни и вторичного вала. Снижает износ зубчатых венцов муфты переключения и шестерни за счет снижения ударных нагрузок на зубья. Снижает акустический шум (скрежет) при переключении передач. Увеличивает срок службы КП.

Устройство синхронизатора

Конструкция синхронизатора:
1 — шестерня II передачи;
2 — блокирующие кольца;
3 — скользящая муфта включения II и III передач;
4 — ступица;
5 — стопорное кольцо;
6 — пружина;
7 — сухарь;
8 — шарик;
9 — шестерня III передачи

Синхронизатор состоит из ступицы, которая установлена через шлицевое соединение на вторичный вал КП и может перемещаться по валу продольно вместе с муфтой переключения передач. Ступица соединена с муфтой также через шлицы — внешние для ступицы, внутренние для муфты переключения. На наружной поверхности ступицы под углом 120 градусов прорезаны три паза, в которых располагаются сухари синхронизатора. Выступы сухарей совпадают с кольцевой проточкой внутренней шлицевой поверхности муфты. Сухари прижимаются к внутренней поверхности муфты кольцевыми пружинами.
Шестерни вторичного вала КП имеют боковые конические поверхности, на которые насажены свободно вращающиеся бронзовые блокирующие кольца, находящиеся в зацеплении с кончиками сухарей. Пазы блокирующих колец, в которые входят концы сухарей, на 50 процентов больше ширины сухарей. На внешней стороне блокирующих колец находятся зубья, которые входят в зацепление с зубьями ступицы и зубьями шестерни переключаемой передачи вторичного вала.

Работа синхронизатора

При включении передачи вилка перемещает муфту по вторичному валу в сторону шестерни включаемой передачи. Конус блокирующего кольца синхронизатора соприкасается с конусной поверхностью шестерни. Частота вращения шестерни, которая свободно вращается на вторичном валу КП, и конусной поверхности блокирующего кольца, которое вращается с частотой вращения вторичного вала КП, не совпадают. За счет сил трения в зоне соприкосновения двух конусных поверхностей блокирующее кольцо проворачивается на величину зазора между сухарем и пазом (который больше размеров сухаря наполовину). Зубчатый венец муфты переключения устанавливается напротив зубьев поверхности кольца, между ними происходит механический контакт, за счет сил трения скорости вращения выравниваются. В этот момент блокирующее кольцо проворачивается против направления вращения, сухари занимают центральное положение относительно пазов и утапливаются в них. Зубья муфты входят в зацепление с зубьями блокирующего кольца и включаемой шестерни. Для облегчения процесса зацепления торцевые скосы зубьев зубчатых венцов выполнены скошенными. В конечной фазе включения передачи шестерня блокируется на вторичном валу передач, что и приводит к изменению частоты вращения вторичного вала и передаточного числа трансмиссии в целом.

Практика управления автомобилем с синхронизированной МКП

При управлении несинхронизированной КП (в частности, на антикварных отечественных автомобилях довоенного производства) водитель вынужден применять особые приемы переключения передач, чтобы не допустить пломки двигателя и быстрого износа шестерен коробки передач.
Быстрое переключение передач с низшей на высшую на таких автомобилях невозможно из-за разницы частоты вращения шестерни вторичного вала и муфты включения. Чтобы выровнять скорости вращения водитель вынужден пользоваться приемом двойного выжима сцепления. Он заключается в том, что водитель выжимает сцепление, переводит рычаг КП в нейтральное положение, на короткое время отпускает сцепление, затем снова выжимает педаль и включает высшую передачу. В момент выбора «нейтрали» скорости вращения шестерен выравниваются. Переключение передач происходит без скрежета и больших ударных нагрузок на зубья шестерен.
Для перехода с высшей на низшую передачу на автомобилях с несинхронизированной КП применяют прием двойного выжима сцепления «с перегазовкой». Выжав сцепление, водитель переводит рычаг переключения передач в нейтральное положение, нажимает педаль газа, затем снова выжимает сцепление и включает низшую передачу. За счет раскрутки шестерен промежуточного вала скорость вращения подключаемой шестерни и муфты включения выравнивается. Передача, опять же, включается без скрежета.
Эти же приемы переключения передач до сих пор используются в строительных и специализированных машинах (грейдерах, тракторах, тихоходных тягачах) с многоступенчатыми МКП, в которых применение синхронизаторов невозможно.
В синхронизированных коробках описанные приемы лишены смысла, поскольку зацепление шестерен с большой разницей скоростей вращения будет блокировано синхронизатором. Большой ударной нагрузки на зубья шестерен (зубчатых венцов) не произойдет, поскольку шестерни просто не войдут в зацепление до момента выравнивания частоты вращения. По сути, синхронизатор МКП выполняет функции полуавтомата переключения передач, устраняя саму возможность грубого зацепления шестерен коробки, которая способна вывести механизм КП из строя.
На автомобилях с частично синхронизированными МКП (например, ГАЗ-21, водители для перехода со второй на первую передачу, которая не имела синхронизатора, переводили подрулевой рычаг переключения на короткое время в положение включения третьей передачи, а потом быстро — в положение первой передачи. Это позволяло частично синхронизировать вращение муфты переключения и шестерни первой передачи единственным синхронизатором КП этого автомобиля. Такой же прием использовался и для включения заднего хода.

Синхронизаторы заднего хода

В большинстве современных легковых автомобилей с трехвальными и двухвальными МКП передача заднего хода так же оснащается синхронизатором (но это не касается отечественных легковых автомобилей, в которых передача заднего хода синхронизатора не имеет). Это облегчает включение задней передачи, но не избавляет водителя от строгого выполнения правила — включать передачу заднего хода только после полной остановки автомобиля. Для предотвращения этой ошибки МКП оснащается блокираторами, которые делают невозможной включение заднего хода при движении автомобиля вперед, либо рычаг КП оснащается специальным пружинным механизмом, который предотвращает случайный выбор передачи заднего хода. Обычно для включения заднего хода рычаг переключения КП нужно нажать вниз, а затем перевести в нужное положение. Либо сектор включения задней передачи снабжен тугой пружиной, чтобы водитель чувствовал повышенное сопротивление. Либо для включения заднего хода нужно нажать манетку, расположенную на рычаге переключения (это решение можно встретить и сегодня, повсеместно оно применялось на послевоенных грузовых автомобилях отечественного производства).
Синхронизатор МКП один из самых нагруженных узлов этого механизма. При выходе коробки передач из строя специалисты по ремонту прежде всего сталкиваются с фактом разрушения синхронизаторов (особенно шестерен низших передач) и уже потом — с неисправностями уплотнений первичного и вторичного валов, разрушением подшипников и выкрашиванием зубьев шестерен.

Устройство и принцип работы синхронизатора КПП

Множество современных автомобилей оснащаются коробками передач, в конструкции которых предусмотрено использование устройства под названием синхронизатор. Это специальный механизм, главной задачей которого является эффект выравнивания частоты осуществляемого валом и коробочными шестернями текущего вращения.

как работает и почему ломается

Синхронизатор – это узел трансмиссии, который выравнивает частоту вращения шестерен и вторичного вала, тем самым обеспечивая плавное переключение скоростей. Основная деталь данного механизма – это ступица, представляющая собой кольцо, выполненное из высокопрочной стали. В конструкции данного элемента предусмотрены шлицы. Они располагаются как с внутренней, так и с внешней стороны, обеспечивая надежное соединение с вторичным валом и муфтой, отвечающей за переключение скоростей.

Принцип работы

Вот как происходит синхронизация при включении скорости:

На муфте сдвигаются сухари.
Те после этого воздействуют на кольцо, которое соприкасается с конусом шестерни.
В результате кольцо поворачивается до того момента, когда зубья нужной шестерни начинают совпадать с выемками муфты.
Вследствие этого вал начинает вращаться с другой частотой и, соответственно, меняется скорость движения автомобиля.

Распространенные поломки синхронизатора

Перечень основных поломок:

Разрушение блокирующего кольца.
Деформация конической поверхности кольца.
Износ ступицы синхронизатора.

Отремонтировать этот узел под силу не каждому автовладельцу. Для этого надо обладать богатым багажом опыта и определенными навыками. Поэтому лучше не экспериментировать, а обратиться в специализированный сервисный центр. Наши специалисты выполнят работу:

Оперативно.
Профессионально.
Недорого.
С гарантией.

Заказать диагностику и ремонт можно по телефону, указанному на сайте.

устройство, назначение и принцип работы

Как МКПП (механические коробки), так и РКПП (АМТ, роботизированные коробки) представляют собой синхронизированные КПП. Если просто, чтобы добиться максимально плавного и «мягкого» включения передачи, происходит выравнивание частоты вращения вала и соответствующей шестерни в коробке передач.

Такое выравнивание становится возможным благодаря наличию синхронизатора. Синхронизатор также уменьшает общий износ механического соединения, снижается уровень шума при переключении, увеличивается срок службы КПП.

Содержание статьи

Как устроен синхронизатор коробки передач

Начнем с того, что синхронизаторы зачастую устанавливаются на все передачи на современных легковых авто. Также синхронизированной выполняется и передача заднего хода.

Исключением можно считать только бюджетные машины, в которых первая передача может быть без синхронизатора, а также некоторые грузовики, старые модели легковых автомобилей и т.д.

Сам синхронизатор КПП работает за счет использования силы трения в момент выравнивания скоростей. В зависимости от разницы в частоте вращения вала и шестерни, изменяется сила трения для синхронизации.

Другими словами, эффективная синхронизация достигается за счет увеличения площади поверхности соприкосновения. Для решения задачи в конструкцию КПП интегрируются специальные фрикционные кольца.

Устройство синхронизатора предполагает наличие таких элементов:

ступица и «сухари»
муфты включения
блокировочные кольца
шестерни, которые имеют фрикционный конус

Как правило, один синхронизатор в КПП синхронизирует 2 передачи, то есть работает с двумя шестернями. Основой синхронизатора является ступица, которая имеет шлицы (внутренние и наружные).

Посредством внутренних шлицев реализовано соединение с вторичным валом коробки, а также имеется возможность осевого перемещения по валу. Наружные шлицы отвечают за то, чтобы добиться соединения ступицы с муфтой включения.

Также по окружности ступицы сделаны пазы (три паза). В эти пазы ставятся «сухари», которые дополнительно подпружинены. Указанные сухари синхронизатора осуществляют нажатие на блокирующее кольцо при включении передачи и блокируют муфту во время синхронизации.

Муфта синхронизатора (муфта включения) позволяет добиться жесткого соединения шестерни и вала. Данная муфта закреплена на ступице и имеет внутренние шлицы, при этом шлицы получают кольцевую проточку. В этой проточке находятся выступы сухарей. Также к муфте синхронизатора присоединена вилка КПП.

Блокировочное кольцо (блокирующее кольцо синхронизатора) отвечает за синхронизацию, предотвращая замыкание муфты до того момента, пока не произойдет выравнивание скорости вала и шестерни.

Такое кольцо имеет коническую поверхность с внутренней стороны. Данная поверхность контактирует с фрикционным конусом шестерни. Наружная сторона кольца также имеет шлицы, которые блокируют муфту включения.

Торцевая поверхность кольца (со стороны ступицы) имеет 3 паза. В эти пазы заходят сухари ступицы. Сами пазы не позволяют кольцу прокручиваться в результате контакта с фрикционным конусом, так как пазы фактически являются упором для сухарей.

Также некоторые КПП могут иметь синхронизаторы, когда выступы сделаны на блокирующем кольце, а пазы выполнены в самой ступице. Чтобы увеличить поверхность соприкосновения, используются синхронизаторы с несколькими конусами: 2 или 3 конуса (двухконусный и трехконусный синхронизатор).

В качестве примера, 3-х конусный синхронизатор кроме наружного блокировочного кольца еще имеет внутреннее, а также промежуточное кольцо. Чтобы эти кольца не проворачивались, на самих кольцах есть выступы. Такие выступы позволяют зафиксировать кольцо в соответствующих пазах шестерни и блокировочного кольца.

Получается, 3-х конусный синхронизатор имеет целых три поверхности трения. Первая поверхность между конусом шестерни и внутренним кольцом, вторая — между внутренним и промежуточным кольцом, тогда как третья между промежуточным и блокирующим кольцом. Еще добавим, что в КПП могут одновременно устанавливаться как двухконусные, так и трехконусные синхронизаторы.

Принцип работы синхронизатора КПП

Если рычаг коробки передач находится в положении «нейтраль», мощность от ДВС на КПП не передается. При этом муфты синхронизаторов занимают среднее положение, а шестерни, закрепленные на ведомом валу, свободно вращаются.

Однако при включении передачи вилка осуществляет перемещение муфты синхронизатора, смещая муфту из среднего положения по направлению к шестерне. Параллельно вместе с самой муфтой сдвигаются и сухари, которые воздействуют на кольцо блокировки.

Указанное блокирующее кольцо прижимается к конусу шестерни, в результате возникает сила трения. Под воздействием этой силы кольцо проворачивается до упора сухарей в пазах кольца. Происходит стопорение кольца, то есть дальше оно не проворачивается.

Также блокирующее кольцо не позволяет муфте синхронизатора сдвигаться по оси вала. Это становится возможным благодаря тому, что торцы шлицев блокирующего кольца находятся как раз напротив торцов шлицев самой муфты.

Затем под действием силы трения осуществляется синхронизация скоростей шестерни и ведомого вала. После того, как скорости выравниваются, от нажима шлицев муфты кольцо блокировки осуществляет поворот в противоположную сторону.

Это значит, что муфта перестает блокироваться, а ее шлицы без ограничений зацепляются с венцом шестерни. В результате обеспечивается жесткое соединение вторичного вала КПП и шестерни.

Как видно, синхронизация передач в КПП предполагает несколько процессов, хотя на практике механизм работает достаточно быстро. В результате водитель получает возможность практически моментально включить нужную передач.

При этом включение происходит плавно, нет необходимости выполнять двойной выжим сцепления на МКПП, что значительно облегчает вождение автомобиля с синхронизированной коробкой передач и увеличивает ресурс КПП.

Gear synchro — x-engineer.org

Транспортным средствам, оснащенным механическими коробками передач (MT), автоматизированными механическими коробками передач (AMT) и коробками передач с двойным сцеплением (DCT), требуется синхронизатор передач для переключения передач (переключение на повышенную или пониженную передачу). Назначение синхронизатора передач — синхронизировать скорости входного и выходного валов коробки передач. во время переключения передач, перед включением восходящей передачи.

В коробке передач синхронизаторы расположены между двумя соседними шестернями.Например, для 1-2 передач используется один и тот же механизм синхронизации, для 3-4 — другой, а для 5-6 — одинаковый. Устанавливать синхронизатор передач для передачи заднего хода (R) не обязательно, потому что для включения R автомобиль должен быть остановлен (если он движется) и скорость выходного вала будет равна нулю. Тем не менее, есть механические трансмиссии, которые имеют синхронизаторы передач также для задней передачи.

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

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

Зачем нужны синхронизаторы передач?

Для данной механической коробки передач представим, что мы хотим переключиться с 1 ^{-й передачи} на 2-ю ^{-ю передачу}. Параметры передачи следующие:

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

где:

n _IN [об / мин] — частота вращения первичного 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 , главная передача (дифференциал)

Стартовая шестерня — 1 ^{-я передача}.Когда водитель хочет включить передачу 2 ^nd, сначала ему необходимо отключить двигатель от трансмиссии, используя педаль сцепления. Это необходимо, потому что переключение передачи в трансмиссии с простыми зубчатыми механизмами, которые постоянно находятся в зацеплении (зацеплении), не может выполняться, пока крутящий момент двигателя передается через шестерни, поэтому муфта должна быть разомкнута.

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

На изображении ниже мы можем визуализировать поток мощности двигателя через передачи 1 ^-й и 2 ^-й. Для каждой передачи мы рассчитаем частоту вращения входного и выходного валов.

Изображение: процесс переключения передач (1-2)

Когда включена передача 1 ^{, скорость выходного вала составляет:}

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

Если мы хотим включить передачу 2 ^nd, скорость входного вала должна быть:

\ [n_ {IN} = n_ {OUT} \ cdot i_ {2} \ cdot i_ {0} = 2573 \ text {rpm} \]

Это означает, что входной вал должен иметь замедление с 3500 об / мин до 2573 об / мин.Если необходимо было выполнить переключение на пониженную передачу 2-1, входной вал должен был быть ускорен с 2573 до 3500 об / мин. Это когда синхронизаторы вступают в игру.

Синхронизатор действует как фрикционная муфта и замедляет (переключение на повышенную передачу) или ускоряет (переключение на пониженную передачу) первичный вал, чтобы соответствовать скорости для следующей передачи.

Изображение: Схема коробки передач с названиями компонентов

Как работает синхронизатор передач?

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

Есть несколько типов синхронизаторов, используемых для механических коробок передач. Наиболее распространенный способ классификации — это функция количества фрикционных элементов (фрикционных конусов). Таким образом, мы имеем:

одноконусный синхронизатор
двухконусный синхронизатор
трехконусный синхронизатор

Изображение: простой конусный синхронизатор
Кредит: VW

шестерня
кольцо синхронизатора
кольцевая пружина
стопорный элемент (стойка)
ступица синхронизатора (корпус)
скользящая муфта

Изображение: Узел синхронизатора шестерен
Кредит: VW

Шестерня (1) установлена на выходном валу коробки передач .Он может вращаться относительно вала (радиальное движение), но не может иметь осевого движения вдоль вала. Между шестерней и валом обычно находятся игольчатые роликоподшипники, облегчающие вращение.

Шестерня имеет интегрированную «шестерню сцепления» с фрикционным конусом. Зубчатая передача сцепления состоит из стопорных зубьев и фрикционного конуса. Она называется муфта сцепления , потому что она играет роль сцепления, плавно включающего следующую шестерню.

Шестерня муфты согласовывает скорость зубчатого колеса со скоростью ступицы синхронизатора.Монтаж на шестерню осуществляется прессованием или лазерной сваркой. Когда шестерня включена, внешние зубья (с фаской на обеих сторонах зубьев) будут сцепляться с фаской на внутренних зубьях переключающей муфты.

Изображение: Шестерня

Кольцо синхронизатора (2), также называемое стопорным кольцом, стопорным кольцом или фрикционным кольцом, имеет коническую поверхность, которая входит в контакт 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», которую можно включать и выключать посредством скольжения.

На внутренней поверхности кольца синхронизатора имеется резьба или рисунок канавок, чтобы предотвратить образование гидродинамической масляной пленки. Если между кольцом синхронизатора и фрикционным конусом зубчатого колеса образуется масляная пленка, для синхронизации скоростей валов потребуются более высокие толкающие силы и больше времени.

Изображение: Кольцо синхронизатора

Блокирующие элементы (4), также называемые ключами синхронизатора, центральный механизм, распорные ключи или крылатые распорки, расположены по окружности корпуса синхронизатора в определенных пазах между муфтой синхронизатора и синхронизатором. концентратор.

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

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

Изображение: Ступица синхронизатора

Ступица синхронизатора (5) установлена на выходном валу и жестко соединена шлицевым шлицем.Он может двигаться в осевом направлении, но не вращаться относительно вала. Он содержит специальные пазы, в которых будут находиться фиксирующие элементы.

Кольцевые пружины (3) расположены с каждой стороны ступицы синхронизатора и предназначены для удержания шпонок стойки в предназначенных для этого пазах.

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

Изображение: Скользящая муфта

Фазы синхронизации передач

Процесс синхронизации , когда скользящая муфта начинается из нейтрального положения (в центре) и заканчивается полным включением передачи, можно описать в пять шагов, как показано на рисунок ниже.

Процесс синхронизации будет описан с помощью параметров:

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

Изображение: Процесс синхронизации переключения передач

Фаза 1: Асинхронизация

Перед переключением передач запускается, скользящая втулка удерживается в среднем положении запорными элементами.Усилие переключения передач вызывает осевое движение скользящей муфты, которая толкает вперед кольцо синхронизатора к зубчатому колесу с фрикционным конусом. Разница скоростей между шестерней и кольцом синхронизатора вызывает вращение кольца синхронизатора.

Фаза 2: Синхронизация (блокировка)

Это основная фаза синхронизации скорости. Скользящая муфта продвигается дальше, в результате чего внутренние шлицы (зубья) скользящей муфты и зубья кольца синхронизатора соприкасаются.На этом этапе момент трения начинает противодействовать моменту инерции, и разница скоростей начинает уменьшаться.

Фаза 3: Разблокировка (повернуть назад кольцо синхронизатора)

Усилие переключения передач сохраняется на кольце синхронизатора посредством стопорных элементов и скользящей втулки. Когда синхронизация скорости достигнута, сила трения уменьшается до нуля, и кольцо синхронизатора немного поворачивается назад.

Фаза 4: зацепление (поворот ступицы синхронизатора)

Скользящая втулка проходит через зубья кольца синхронизатора и входит в контакт с фиксирующими зубьями шестерни.

Этап 5: Привлечение (блокировка передач)

Подвижная втулка полностью перемещается в фиксирующих зубы зубчатого колеса. Обратные конусы на зубьях скользящей втулки и зубчатые зацепления зубчатого колеса предотвращают расцепление под нагрузкой.

Контроль положения включения передачи

В автоматизированных механических коробках передач (AMT) и коробках передач с двойным сцеплением (DCT) положение вилки переключения (скользящей муфты) контролируется с помощью датчиков положения.

На изображении ниже мы можем видеть, как положение скользящей муфты меняется в процессе переключения передач.Положение делится на пять фаз:

1. Подвод синхронизатора
2. Синхронизация
3. Включение передачи
4. Удержание шестерни
5. Ослабление шестерни

Изображение: Управление положением переключения передач

Подход к синхронизатору 000 A), вилка переключения (скользящая муфта) начинается с центрального положения и начинает двигаться в направлении кольца синхронизатора. Если положение вилки переключения передач 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 сила переключения передач (толкающая сила). Сила переключения обычно составляет около 60–120 Н.

После обнаружения контакта между кольцом синхронизатора и фрикционным конусом начинается фаза Synchrnozation (B). На этом этапе положение вилки переключения передач постоянно, а сила толкания постепенно увеличивается. Из-за момента трения первичный вал начинает замедляться. Конец этой фазы — это когда частота вращения входного и выходного валов синхронизируется (P ₂).

Фаза включения передачи (C) начинается, когда вилка переключения передач снова начинает двигаться. На этом этапе скользящая муфта проходит через кольцо синхронизатора и начинает зацепляться с фиксирующими зубьями шестерни. Фаза заканчивается, когда скользящая муфта достигает конечного положения и больше не может двигаться вперед.

На этом этапе критически важно иметь точное управление положением (скоростью) вилки переключения. Если он движется слишком быстро, в конце хода он врезается в шестерню, вызывая шум включения шестерни и возможное механическое повреждение.

После того, как вилка переключения передач достигнет конечного положения, начинается фаза Удержание передачи (D). На этом этапе на вилке переключения передач в течение определенного времени сохраняется высокое толкающее усилие, чтобы гарантировать полное включение передачи.

В фазе Gear Relax (E) на вилку переключения больше не действует сила, и шестерня остается на месте благодаря механической блокировке скользящей муфты с зубчатым колесом.

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

Усилие переключения передач (кредит: Hoerbiger)

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

монтажное пространство
механическая инерция, которую необходимо синхронизировать
Разница скоростей вала, которую необходимо синхронизировать
передаваемый крутящий момент
свойства трансмиссионного масла
параметры качества переключения передач
- время синхронизации
- длина хода вилки переключения
- максимальное усилие переключения
- тормозной момент
- циклы нагрузки
интерфейсы
- данные шлицевого вала
- зазор шестерни
- размер канавки втулки

Мощность синхронизатора ограничена

крутящий момент скользящей муфты, ступицы шестерни и зубчатого зацепления шестерни
вместимость фрикционного материала (скорость скольжения, давление на поверхность, трение мощность, работа трения) 9 0102
отвод тепла через масло, синхронизирующее кольцо и фрикционный конус
трансмиссионное масло (вязкость и термическая стабильность)

Усилие переключения на скользящей муфте 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 фрикционного конуса
d _м [м] — средний диаметр фрикционного конуса
T _F [Нм] — момент трения

Уменьшение усилия переключения на втулке может быть выполнено следующим образом:

увеличивая диаметр среднего конуса трения
увеличивая количество fr Конусы iction (с использованием двухконусных или трехконусных синхронизаторов)
увеличение коэффициента трения
уменьшение угла фрикционного конуса

Время переключения передач

Процесс переключения передач такой же для переключения на повышенную и понижающую передачу, но время переключения отличается .Во время переключения на повышенную передачу скорость первичного вала должна быть уменьшена. Поскольку между движущимися частями возникают потери на трение, замедление вала будет быстрее.

С другой стороны, когда выполняется переключение на пониженную передачу, первичный вал должен быть ускорен. Те же потери на трение будут действовать таким же образом, который пытается замедлить вал. Следовательно, для синхронизации валов при переключении на пониженную передачу требуется более высокий момент трения и более длительное время синхронизации.

Общее время переключения передач для механической коробки передач в основном зависит от водителя и может составлять около 0.5 — 2,0 с. В некоторых высокопроизводительных коробках передач с двойным сцеплением (DCT) время переключения может составлять около 10 мс.

Двухконусный синхронизатор

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

Изображение: Двойной конус синхронизатора (комплект)

Шестерня
замок зубчатая
подшипник ролика иглы
внутренний конус
двойной конус
блокирующее кольцо
шестерни ступицы
скользящие втулки
запирающие элементы

Пример механической коробки передач с различными механизмами синхронизации

Коробка передач Getrag Manualshift 6MTI550.

Изображение: Механическая коробка передач Getrag 6MTI550

Ключевые преимущества :

Модульная система для среднего и высокого крутящего момента, опция 7 ^th Возможна скорость
Высокий крутящий момент при малом весе
Готов к запуску и останову система (определение передачи)
Гибкое передаточное отношение

Основные характеристики :

nd 40 тройная шестерня конус другие 9000
концепция постоянная передача на выходном валу
возможен полный привод
7 ^th возможна скорость

Параметр	Значение	Наблюдение
Максимальный входной крутящий момент	возможен более высокий крутящий момент
Вес [кг]	44	сухой, без двухмассового маховика (DMF)
Установочная длина [мм]	630	для длины сцепления 156 мм
Передаточное число [-]	5.5 — 6,9	> 7 также возможно
Межосевое расстояние [мм]	88
Механизм синхронизации
1 ^st и 2
3 ^ряд шестерня	двойной конус
4 ^th до 6 ^th и шестерня заднего хода	одинарный конус

Источник: Getrag

Видео — процесс синхронизации переключения передач

На видео ниже вы можете четко см. фазы синхронизации и положения вилки переключения.

Не забудьте поставить лайк, поделиться и подписаться!

Разница между синхронизированной и несинхронизированной передачей в механических коробках передач

Есть веская причина, по которой большие коммерческие автомобили, мотоциклы и гоночные автомобили все еще используют несинхронизированную коробку передач

Для приверженцев ручного переключения передач нет большей радости, чем вождение автомобиля с механической коробкой передач. Но что стоит за механикой переключения передач? И с точки зрения водителя, как синхронизированная передача механической коробки передач соотносится с несинхронизированной передачей механической коробки передач?

Большинство современных городских транспортных средств, оснащенных механическими коробками передач, вероятно, имеют синхронизированную коробку передач, также называемую коробкой передач с синхронизатором.Это устройство удерживает шестерни в зацеплении и вращении, или они могут быть заблокированы на валу. Другими словами, когда вы переключаете передачи, вы блокируете разные передачи на входном или выходном валу трансмиссии, тем самым позволяя вам увеличить скорость вашего автомобиля или замедлить его. Синхронизированная коробка передач механической коробки передач помогает плавно фиксировать шестерни на месте.

Это была замечательная эволюция механических коробок передач, потому что синхронизатор устранил необходимость для автомобилистов выполнять двойное сцепление — отпускание и повторное включение сцепления дважды при переключении передач — требование для управления транспортным средством с несинхронизированной коробкой передач с механической коробкой передач.

Почему несинхронизированная коробка передач с механической коробкой передач все еще имеет значение

Несинхронизированная коробка передач с механической коробкой передач — это более старая конструкция (возможно, самая ранняя конструкция механической трансмиссии), которая требовала больших усилий и навыков со стороны водителя. Он включал в себя коробку передач со скользящим зацеплением, и водителю нужно было тщательно рассчитывать время, когда переключать передачи, чтобы гарантировать, что шестерни вращаются с одинаковой скоростью, что было нелегко. Сделайте это неправильно, и вы услышите скрежет и другие шумы.

Однако несинхронизированная коробка передач продолжает существовать. Вы часто найдете их в трансмиссиях для больших коммерческих автомобилей, таких как тяжелые грузовики и сельскохозяйственная техника, а также в мотоциклах и гоночных автомобилях большого калибра. Зачем? По двум причинам: синхронизированные механические коробки передач более подвержены поломкам, а переключение передач на синхронизированной коробке передач происходит медленнее, чем в несинхронизированной версии.

У вас возникли проблемы с механической или автоматической коробкой передач вашего автомобиля или у вас есть вопросы о трансмиссии? Посетите ближайший к вам офис Mister Transmission и получите необходимую экспертную помощь и информацию.

Что такое синхронизаторы механической коробки передач?

Когда вы переключаете передачи в автомобиле с механической коробкой передач, вы перемещаете стержень, который перемещает вилку, которая включает передачу. В зависимости от того, на какую передачу вы переключаетесь, работает другая вилка. Вилка перемещает кольцо на нужную шестерню, и зубцы собачки на кольце входят в зацепление с отверстиями на шестерне, чтобы зацепить его. Вы включаете передачу заднего хода через отдельную небольшую промежуточную шестерню. Передняя передача всегда вращается в направлении, противоположном направлению других (передних) передач.

В прошлые годы двойное сцепление было обычным явлением, чтобы выключить передачу, позволить муфте и следующей передаче достичь той же скорости, а затем включить новую передачу. Для переключения с двойным сцеплением вы нажимали педаль сцепления, чтобы освободить двигатель от коробки передач. Затем воротник перешел в нейтральное положение. Вы отпустили сцепление и увеличили обороты двигателя, чтобы установить нужное значение оборотов для следующей передачи, так что хомут и следующая передача вращаются с одинаковой скоростью, позволяя зубьям кулачка зацепить шестерню.Когда двигатель набирает нужную скорость, вы снова нажимаете сцепление, чтобы зафиксировать хомут на следующей передаче.

Объявление

Современные автомобили используют синхронизаторы, чтобы избежать двойного сцепления. Синхронизатор, или «синхронизатор», позволяет воротнику и шестерне синхронизировать свои скорости, когда они уже находятся в контакте, но до того, как собачьи зубья зацепятся. Синхронизаторы каждого производителя немного отличаются от других, но основная идея одинакова.Например, конус на одной шестеренке войдет в конусообразную выемку на воротнике. Шестерня и хомут синхронизируют свои скорости благодаря трению между конусом и хомутом. Затем внешняя часть воротника отодвигается в сторону, чтобы зубчатая передача могла зацепиться за зубья собачки.

.Руководство по трансмиссии

: все, что вам нужно знать

Дом
Категории
- Принадлежности
  - Аксессуары для интерьера
  - Внешние аксессуары
  - Игрушки
- Очистка и детализация
- Электроника
- Двигатель и производительность
- Мотоциклы и велосипеды
- Уход на дому
- Кемперы на колесах
- Внедорожники
- Гарантии
  - Расширенные гарантии
  - Заводские гарантии
Блог
О нас
Связаться

Как работает механическая коробка передач? Объясняется легко!

]]]]>]]>

Если вы ведете автомобиль с коробкой передач с ручным переключением передач , у вас в голове возникнет множество вопросов, таких как « Как работает механическая коробка передач ?», «Что движется внутри МКПП при перемещении переключателя? ». В этой статье мы ответим на все вопросы, связанные с механической коробкой передач , и дадим вам базовые знания обо всех жизненно важных компонентах трансмиссии вашего автомобиля.Пошли!

Что такое механическая коробка передач? (Рычаг переключения передач)

Перед тем как узнать ответ на вопрос « Как работает МКПП? », вы должны понимать, что такое МКПП . Механическая коробка передач или рычаг переключения передач, или механическая коробка передач, или стандартная трансмиссия — это тип трансмиссии, в котором водитель буквально переключает передачи с помощью ручки. В прошлом автомобили с механической коробкой передач часто имели рычаг переключения передач или рулевую колонку, но в настоящее время в современных автомобилях рычаг переключения передач устанавливается вертикально на центральной консоли и соединяется с трансмиссией через рычажный механизм.

Что такое МКПП?

Для переключения передач требуется, чтобы диск сцепления (который находится между трансмиссией и двигателем) был отпущен с помощью третьей педали, расположенной слева от тормоза. Затем отпустите сцепление, выберите выбранную передачу и снова включите сцепление. Диск будет изнашиваться раньше, если водитель слишком медленно включит сцепление. А если водитель слишком быстро включит сцепление, двигатель заглохнет.
Изучение того, как управлять автомобилем с механическим приводом, требует больше времени, чем изучение того, как управлять автомобилем с автоматическим управлением, но это веселее и легче, чем кажется.Управляя автомобилем с механической коробкой передач , вы почувствуете, что между вами и вашим автомобилем существует связь, которую слишком сложно воспроизвести с помощью автомобиля с автоматической коробкой передач. И еще одна интересная вещь заключается в том, что если вы можете использовать механическую коробку передач , вы сможете управлять любым типом транспортного средства.
Обычно базовая модель оснащается 5-ступенчатой механической коробкой передач . В более дорогих автомобилях вместо нее устанавливается 6-ступенчатая коробка передач.

Различные детали механической коробки передач

Эти краткие описания механизма и оборудования коробки передач помогут вам понять сложный принцип ее работы.

Различные компоненты механической коробки передач.

1. Сцепление и педаль сцепления

Состоящая из различных мелких компонентов, муфта передает крутящий момент двигателя на трансмиссию. Педаль сцепления — это шестерня с гидравлическим управлением, которая отключает сцепление при нажатии на него.

2. Маховик

Круговая масса передает крутящий момент двигателя на диск сцепления, который взаимодействует с гладкой поверхностью колеса.

3.Селекторная вилка и втулка

Это зубчатая передача в виде рычага, которая помогает перемещать хомуты вдоль выходного вала. С другой стороны, вы можете выбирать различные передачи с помощью муфты, фиксируя ее на определенной передаче, в результате чего крутящий момент передается на выходной вал от промежуточного вала.

4. Синхронизаторы

Они помогают зубчатому колесу и воротнику взаимодействовать друг с другом и согласовывать свою скорость в случае разницы.

ПОДРОБНЕЕ:

5.Промежуточный вал и выходной вал

Шестерни промежуточного вала входят в зацепление с шестернями выходного вала, когда первая получает мощность двигателя.

6. Шестерни

В механической коробке передач вы найдете шестерни различных размеров. Более крупные имеют больше зубьев и обеспечивают больший крутящий момент, чтобы снизить скорость автомобиля, в то время как меньшие создают меньший крутящий момент, чтобы ваш автомобиль мог двигаться на высокой скорости.

Рабочий механизм механической коробки передач.

Как работает механическая коробка передач?

Итак, с учетом ваших новых знаний, давайте выясним, что происходит, когда вы переключаете передачи в автомобиле с механической коробкой передач, и посмотрим , как работает механическая коробка передач .

● Вы должны нажать педаль сцепления, чтобы выключить сцепление, прежде чем включать ключ автомобиля. Это снизит мощность между трансмиссией и входным валом двигателя. В результате двигатель останется живым без включения всего транспортного средства.

● Переведите рычаг переключения передач на первую передачу, которая находится на выходном валу, так, чтобы вилка переключения переместилась в сторону последней. Первая шестерня соединена с шестерней промежуточного вала. Промежуточный вал, с другой стороны, соединен с входным валом двигателя через другую шестерню.

● К вилке переключения передач прикреплена муфта синхронизатора. Он помогает ведущей шестерне передавать мощность на выходной вал и синхронизировать их скорости, если есть разница. Вы включаете передачу, когда этот воротник сцепляется с первой передачей, которая надежно прикреплена к выходному валу.

● Теперь слегка надавите на педаль газа и снимите ногу со сцепления. Он повторно соединит двигатель с коробкой передач. Затем машина двинется вперед.

● Переключитесь на вторую передачу после нажатия на сцепление, чтобы двигаться быстрее. Он отключит питание между двигателем и коробкой передач. Вам просто нужно повторить этот процесс, чтобы переключить передачу, чтобы вы могли замедлить или ускорить машину.

Посмотрите видео ниже, чтобы лучше узнать «Как работает механическая коробка передач:

>> Ищете качественный дешевый подержанный автомобиль из Японии, нажмите здесь

Надеюсь, благодаря этой статье вы узнаете ответ на вопрос « Как работает механическая коробка передач ?».Если у вас есть какие-либо вопросы о механической коробке передач , коробке передач с ручным переключением передач , не стесняйтесь оставлять нам комментарии ниже. И продолжайте читать о нас, чтобы получать больше советов по обслуживанию автомобилей каждый день.

Распространенные проблемы с коробкой передач в автомобилях и почему они возникают

В вашем автомобиле очень интересный процесс передачи мощности от двигателя к колесам. Из всех механических компонентов, участвующих в этом процессе, наиболее важным, вероятно, является коробка передач автомобиля. В то время как ваш автомобиль может успешно передавать мощность без коробки передач, его полезность в сочетании с быстро развивающимися автомобильными технологиями на протяжении многих лет сделала его незаменимым компонентом трансмиссии.Коробка передач автомобиля выполняет свою задачу по передаче нужного количества мощности за счет непрерывного вращения, шлифования и бесконечной борьбы с трением. Когда под рукой столько всего, коробка передач неизбежно изнашивается и время от времени выявляет какие-либо неисправности. Итак, в этой статье мы рассмотрим некоторые из распространенных проблем с коробкой передач автомобилей и поймем, почему они возникают.

Общие проблемы с коробкой передач автомобиля: отсутствие ускорения / недостаточный отклик дроссельной заслонки

Первая проблема с коробкой передач автомобиля, которую мы будем решать в этом списке, касается ускорения автомобиля.Иногда во время движения вы заметите небольшую задержку разгона автомобиля после переключения передач. Но время от времени для механических коробок передач допустима задержка не более секунды. В случае автоматических коробок передач эта задержка может быть более длительной и частой. Однако если возникает ситуация, когда частота вращения увеличивается после переключения, но скорость автомобиля почти не увеличивается, перед вами стоит проблема, заслуживающая внимания.

Диагноз:

Эта проблема возникает из-за неисправного компонента сцепления, который не позволяет ему вовремя полностью включиться или выключиться.Из-за этого сцепление автомобиля остается активным даже после завершения переключения и останавливает / сводит к минимуму передачу мощности на колеса. Основными компонентами, вызывающими эту проблему, являются изношенные диски, пружины сцепления или главный цилиндр. Это также может быть вызвано наличием воздуха в канале для жидкости. Если в системе есть воздух, это можно исправить простым удалением воздуха из соответствующего канала. В других случаях неисправную деталь придется заменить. Иногда более чем одна из этих частей может быть причиной, по которой может потребоваться замена всего картера сцепления.

Также читайте: Как продлить срок службы сцепления автомобиля

Распространенные проблемы с коробкой передач автомобиля: жидкость под автомобилем

Коробке передач вашего автомобиля, как и любому другому вращающемуся механическому компоненту автомобиля, требуется жидкость для смазки. Если вы когда-нибудь заметите, что под припаркованной машиной скапливаются капли жидкости, скорее всего, это трансмиссионная жидкость. В отличие от других жидкостей, которые могут вытекать из вашего автомобиля, трансмиссионная жидкость ярко-оранжевого цвета.Это позволяет очень легко идентифицировать.

Диагноз:

Если это трансмиссионная жидкость, необходимо обязательно выяснить источник утечки и как можно скорее долить жидкость. Трансмиссионная жидкость не расходуется на испарение, в отличие от моторного масла, и всегда должна быть на идеальном уровне для надлежащей смазки. Отсутствие этого может вызвать серьезное повреждение быстро вращающихся компонентов трансмиссии. Источником утечки в большинстве случаев является поврежденный поддон для жидкости или сломанное уплотнение. Если утечка обнаружена на ранней стадии, то в большинстве случаев потребуется заменить только эту деталь.Однако, если это обнаружено очень поздно, компоненты коробки передач могут быть повреждены, что может привести к большим расходам на ремонт / замену.

Распространенные проблемы с коробкой передач автомобиля: тряска автомобиля со скрежетом при переключении передач

В идеальной ситуации ваша машина всегда должна быть без скрежета и тряски во время работы. Если такое ощущение присутствует, значит, проблема с каким-то компонентом. Если вы наблюдаете этот скрежет или ощущение во время переключения передач, сопровождающееся заметной тряской автомобиля, то перед вами одна из очень распространенных проблем с коробкой передач автомобиля.

Диагноз:

Если вы можете наблюдать это ощущение скрежета после полного нажатия на педаль сцепления, то с вероятностью 80% это связано с износом дисков сцепления. Если это происходит после того, как вы сняли ногу с педали сцепления, проблема, скорее всего, связана с синхронизаторами передач. В обоих случаях детали необходимо будет заменить незамедлительно, так как чем больше шлифовка, тем больше повреждений передается на вашу коробку передач.

Распространенные проблемы с коробкой передач автомобиля: пробуксовка передач

Если ваша машина не автоматическая, коробка передач всегда должна работать исключительно на ваших действиях и только на ваших действиях.Время от времени вы будете сталкиваться с ситуацией, когда вы переключаете передачу, нажимаете педаль акселератора, и автомобиль дергается и снова переключается на предыдущую передачу. В некоторых случаях также возможно, что передача переходит в нейтральное положение. Это явление известно как пробуксовка передач.

Диагноз:

Проскальзывание передачи вредит компонентам коробки передач, но, помимо этого, оно также может создать опасную ситуацию. Представьте себе случай, когда вы пытаетесь выполнить маневр обгона, и передача переключается на нейтральную или пониженную передачу.Одному Богу известно, чем закончится эта ситуация. Пробуксовка передачи происходит из-за множества факторов, но чаще всего из-за поврежденной вилки переключения. Поврежденная вилка не двигается должным образом, чтобы заблокировать правильную передачу, что приводит к автоматическому переключению коробки передач назад. Кроме того, это может быть вызвано изношенными зубьями шестерен или низким уровнем трансмиссионной жидкости.

Распространенные проблемы с коробкой передач в автомобиле: запах гари

Если вы ведете машину и чувствуете исходящий от нее запах гари, значит, вы столкнулись с проблемой.Если этот запах сопровождается ленивым или неправильным переключением передач, то есть почти определенная вероятность, что запах исходит от коробки передач вашего автомобиля.

Диагноз:

Такая ситуация чаще всего возникает при перегреве трансмиссионной жидкости. Трансмиссионная жидкость используется для охлаждения тепла, выделяемого при вращении и трении компонентов коробки передач. Если уровень жидкости слишком низкий, коробка передач работает с большим трением, что, в свою очередь, выделяет больше тепла.Это тепло разжижает трансмиссионную жидкость, делая ее бесполезной и вызывает еще больший нагрев. Другая важная причина — использование неподходящей жидкости. Трансмиссионные жидкости созданы для работы с уровнями нагрева, соответствующими работе коробки передач. В случае использования не той жидкости, она не будет работать правильно и приведет к чрезмерному нагреву. Оба эти случая вызывают серьезное повреждение коробки передач автомобиля, поэтому обязательно используйте жидкость правильного типа и своевременно доливайте ее в случае низкого уровня.

Распространенные проблемы с коробкой передач автомобиля: автомобиль не входит в коробку передач

Как мы уже говорили ранее, коробка передач автомобиля должна работать исключительно от ваших действий. Возможно, что иногда рычаг переключения передач просто отказывается сдвинуться с места из того положения, в котором он находится. В случае автоматических коробок передач эта проблема проявляется в том, что коробка передач застревает на одной передаче независимо от того, насколько сильно вы дросселируете.

Диагноз:

Отсутствие переключения передач может быть объяснено несколькими причинами.Основная причина — неисправность сцепления. Сцепление используется для снятия нагрузки с первичного вала, ведущего к шестерням, так что вилка переключения передач может легко входить в передачу. Если рычажный механизм поврежден или сцепление чрезмерно изношено, нагрузка не сместится, и шестерня не будет правильно работать. В автоматических трансмиссиях это вызвано в основном электронными системами автомобиля. Если в электронной системе, отвечающей за синхронизацию переключения передач, возникает какая-то ошибка, переключение передач не будет происходить правильно.Что и говорить, для этого потребуется посещение сервисного центра для ремонта.

Как работает синхронизатор?

Синхронизаторы

являются важной частью механической коробки передач и помогают вам идеально выполнять переключение передач

Коробки передач

— это безумно сложное чудо машиностроения, которое позволило авторемонтам постоянно разгонять свои машины с помощью связки шестерен разного диаметра.Проблемы возникают из-за того, что все эти шестерни имеют зубцы, выступающие по их внешней окружности, которые необходимы для передачи мощности от двигателя к колесам через трансмиссию. Если эти зубья не выровнены идеально, шестерни выходного вала будут хрустеть вместе с шестернями промежуточного вала, что потенциально может привести к поломке зубьев и дорогостоящему счету.

Выравнивание шестерен в трансмиссии зависит от скорости, с которой они вращаются; если шестерни вращаются с правильной скоростью, зубья будут сцеплены вместе и смогут передавать мощность через карданные валы и колеса.В свое время искусство согласования оборотов и двойного выключения сцепления использовалось для эффективного переключения передач, но изобретение синхронизатора навсегда изменило механическую коробку передач как единое целое, упростив процесс переключения передач.

Синхронизатор зубчатых передач от Jeep с внутренними и внешними шлицами.

Синхронизатор похож на маленькую муфту, которая сидит на выходном валу между шестернями, замедляя или увеличивая относительную скорость передачи, необходимую для идеального зацепления зубьев в трансмиссии.

Механизм синхронизатора состоит из трех основных частей — требуемой передачи, объемного кольца и блока синхронизатора. Объемное кольцо имеет внешние зубья, которые входят в зацепление с зубьями синхронизатора, но оно также имеет рисунок внутренней канавки, который входит в зацепление с шестерней, которая должна быть зацеплена. Синхронизатор имеет внутренний шлиц, который совпадает с выходным валом, а затем внешний шлиц, который позволяет внутреннему кольцу перемещаться внутри шестерни. Это внешнее кольцо предназначено для зацепления с объемным кольцом только после того, как их скорости совпадают, зацепляя зубья вместе.

Вот отличное видео, показывающее, что происходит во время переключения передач в замедленном режиме:

Итак, когда вы начинаете выбирать передачу с помощью рычажного механизма, вилки селектора создают давление на опорное кольцо, которое затем начинает замыкаться на главной выбранной передаче.К счастью, шестерня имеет конусообразный выступ на нем, который вызывает трение с объемным кольцом, которое также содержит втулку, имеющую идеальную форму для приема плеча, что замедляет передачу. Вскоре объемное кольцо и шестерня движутся с одинаковой скоростью и в полной гармонии.

С добавленной силой, прилагаемой, когда физический сдвиг осуществляется через рычажный механизм, блок синхронизатора скользит по опорному кольцу, причем оба они вращаются с одинаковой скоростью. Внутреннее кольцо синхронизатора позволяет внешнему радиусу синхронизатора полностью совпадать с главной передачей, синхронизируя их движение вместе и плавно завершая переключение передач.

Раньше необходимость дважды выжимать сцепление — так называемое двойное выключение — было нормой.

Синхронизатор эффективно позволяет завершить переключение передач одним нажатием на педаль сцепления, по существу, ускоряя согласование оборотов за счет эффективного зацепления зубьев.Вместо того, чтобы согласовывать скорость диска сцепления и маховика, синхронизатор выполняет всю работу немного дальше по линии и делает ручное переключение передач намного проще, чем это было раньше.

Мы считаем само собой разумеющимся, насколько хорошо автомобильные трансмиссии выполняют свою работу в наши дни, особенно с учетом уровня мощности двигателя, который теперь обеспечивается современными коробками передач. Но синхронизаторы похожи на связки автомобиля, плавно соединяя передачу мощности от одной мышцы к остальному телу.

Итак, в следующий раз, когда вы в последний момент включите переключение сразу под красной линией, и пазы для передач плавно встанут на место, помните, что некоторая гениальная инженерия была ключом к этому приятному переключению передач.

Разница между синхронизированной и несинхронизированной передачей в механических коробках передач

Есть веская причина, по которой большие грузовые автомобили, мотоциклы и гоночные автомобили все еще используют несинхронизированную коробку передач

Для приверженцев ручного переключения передач нет большей радости, чем вождение автомобиля с механической коробкой передач.Но что стоит за механикой переключения передач? И с точки зрения водителя, как синхронизированная передача механической коробки передач соотносится с несинхронизированной передачей механической коробки передач?

Большинство современных городских транспортных средств, оснащенных механическими коробками передач, вероятно, имеют синхронизированную коробку передач, также называемую коробкой передач с синхронизированным зацеплением. Это устройство удерживает шестерни в зацеплении и вращении, или они могут быть заблокированы на валу. Другими словами, когда вы переключаете передачи, вы блокируете разные передачи на входном или выходном валу трансмиссии, тем самым позволяя вам увеличить скорость вашего автомобиля или замедлить его.Синхронизированная коробка передач механической коробки передач — это то, что помогает плавно зафиксировать шестерни на месте.

Почему несинхронизированная коробка передач с механической коробкой передач все еще имеет значение

Несинхронизированная коробка передач с механической коробкой передач — это более старая конструкция (возможно, самая ранняя конструкция механической трансмиссии), которая требовала больших усилий и навыков со стороны водителя.Он включал в себя коробку передач со скользящим зацеплением, и водителю нужно было тщательно рассчитывать время, когда переключать передачи, чтобы гарантировать, что шестерни вращаются с одинаковой скоростью, что было нелегко. Сделайте это неправильно, и вы услышите скрежет и другие шумы.

Однако несинхронизированная коробка передач продолжает существовать. Вы часто найдете их в трансмиссиях больших коммерческих автомобилей, таких как тяжелые грузовики и сельскохозяйственная техника, а также в мотоциклах и гоночных автомобилях большого калибра. Почему? По двум причинам: синхронизированные механические коробки передач более подвержены поломкам, а переключение передач на синхронизированной коробке передач происходит медленнее, чем в несинхронизированной версии.

МКПП, как это работает?

25 августа 2015 г.

Механическая коробка передач, или просто коробка передач, много десятилетий служит автомобилям. Даже сегодня это самая популярная форма передачи.По данным на 2013 год, на долю механической трансмиссии в мире приходится 52% рынка. В этой статье мы дадим концептуальное представление о том, как работает настоящая механическая коробка передач с задним ходом.

Зачем нужна трансмиссия?

Основной вопрос: зачем нужна трансмиссия в автомобиле? Мощность, вырабатываемая двигателем, проходит через трансмиссию, прежде чем она достигает ведущих колес. Основная функция трансмиссии — управлять скоростью и крутящим моментом, доступными для ведущих колес для различных условий движения.

Рис. 1 Поток мощности в автомобиле; мощность от двигателя к ведущим колесам передается через трансмиссию

Например, если вы хотите подняться на холм, вам потребуется больше крутящего момента. Уменьшая скорость трансмиссии, мы сможем достичь более высокого крутящего момента при той же потребляемой мощности. Это просто сохранение энергии. Передача мощности через вал равна крутящему моменту, умноженному на угловую скорость вала. Когда вы уменьшаете скорость вала, это автоматически приводит к увеличению передачи крутящего момента.И наоборот, если потребность в крутящем моменте низкая, мы можем увеличить скорость передачи. Эти 2 случая изображены на рисунке 2.

Рис. 2 Во время подъема колесам требуется больший крутящий момент; при спуске — реверс

Основной принцип работы

Теперь давайте посмотрим на его внутреннюю работу. Механические трансмиссии работают по простому принципу передаточного числа. Как показано на рис. 3, за счет зацепления шестерен разного размера можно достичь другой выходной скорости. Передаточное число задается простым уравнением, показанным на рисунке (N представляет скорость, T представляет количество зубьев).

Рис: 3 Основной принцип работы зубчатой пары

Скользящая зацепка трансмиссии

Сдвижная сетка — это одна из более ранних технологий механической трансмиссии, которая является самой простой для понимания. Самый простой передаточный механизм скользящей сетки показан на рисунке 4. Здесь входной и выходной валы соединены через встречный вал.

Фиг.4. Первая и вторая шестерни в трансмиссии со скользящим зацеплением; красная линия представляет поток мощности

. Этот механизм может работать в двух различных конфигурациях.В первой конфигурации выходной вал будет вращаться с меньшей скоростью, чем входной. Просто сдвинув ведомую шестерню и соединив выходной вал с входным, получится вторая конфигурация. Понятно, что здесь вход и выход будут вращаться с одинаковой скоростью. Направление потока мощности представлено красными пунктирными линиями на рисунке 4. Трехскоростной механизм будет выглядеть так, как показано на рисунке 5. Для зубчатого зацепления, показанного на рисунке, выходной вал будет вращаться с самой низкой скоростью (1-я передача).Понятно, что просто сдвигая шестерни, мы можем добиться разных передаточных чисел, таких как 2-я и 3-я передачи.

Рис. 5 Трехскоростная трансмиссия со скользящим зацепом: первая передача показана на рисунке

Трансмиссия со скользящим зацеплением хороша для управления скоростью, но у них есть присущий недостаток. Довольно сложно переключиться с одной передачи на другую. Для достижения плавного скольжения шестерен следует использовать технологию, известную как двойное сцепление. Водитель должен обладать хорошими навыками для эффективного двойного сцепления.Техническое обслуживание, связанное с трансмиссией с двойным сцеплением, также довольно частое.

Решение проблемы скольжения — синхронизирующая трансмиссия

Синхро-ячеистая трансмиссия навсегда решает эту проблему. Здесь шестерни всегда зацеплены, но с большой разницей. Здесь выходные шестерни неплотно соединены с валом. Из рисунка 6 видно, что между ведомыми шестернями и валом имеется небольшой зазор.

Рис. 6 Синхронизирующая передача: здесь зубчатые пары всегда находятся в зацеплении.

Если мы подсоединяем к валу только одну шестерню за раз, вал будет иметь скорость подключенной шестерни.

Понимание основы с помощью гипотетического соединителя.

Сначала мы воспользуемся гипотетическим соединителем, чтобы проиллюстрировать, как разные передаточные числа работают в синхронизированной трансмиссии. Позже мы перейдем к собственно технологии. На рисунке 5 показаны различные передаточные числа с помощью гипотетического соединителя. Интересно отметить, что на 4-й передаче входной и выходной валы соединены напрямую. Это означает, что выходной и входной валы будут иметь одинаковую скорость на 4-й передаче.

Рис. 7 Первая и четвертая передачи показаны на этом рисунке с помощью гипотетического разъема

. В основе механической трансмиссии лежит искусство надежной и плавной фиксации свободно удерживаемой шестерни на валу. Посмотрим, как это делается на практике.

Конус синхронизатора — расположение зубьев

Прежде всего, шестерни главного вала имеют расположение конических зубьев синхронизатора, как показано на рисунке 8.

Рис. 8 Расположение зубьев конуса синхронизатора синхронизатора

Ступица закреплена на валу.В этой системе также используется втулка, которая свободно скользит по ступице.

Рис. 9 Когда втулка и зубья синхронизатора находятся в зацеплении, может быть достигнуто блокирующее действие.

Понятно, что, если втулка соединяется с зубьями конуса синхронизатора, шестерня и вал будут вращаться вместе, или желаемое действие блокировки будет быть достигнутым. Но во время работы коробки передач вал и шестерня будут вращаться с разной скоростью. Так что такое блокирующее действие — непростая задача.

Использование кольца синхронизатора

Кольцо синхронизатора помогает согласовать скорость шестерни со скоростью вала.Кольцо синхронизатора способно вращаться вместе со ступицей, но свободно перемещаться в осевом направлении. Перед перемещением втулки нажимается педаль сцепления. Таким образом, поток мощности на шестерню прекращается.

Рис. 10 Конус синхронизатора помещен между ступицей и конусом синхронизатора.

Когда мы перемещаем втулку, втулка прижимает кольцо синхронизатора к конусу. Из-за высокой силы трения между кольцом синхронизатора и конусом скорость шестерни станет такой же, как и у вала.В это время втулку можно продвинуть дальше, и она зафиксируется с шестерней. Таким образом, шестерня эффективно и плавно блокируется с валом.

Рис. 11 Перемещение втулки приводит зубья синхронизатора и втулку к скорости, после чего достигается блокировка

Различные передаточные числа

В последнем разделе мы рассмотрели технологию, лежащую в основе 2-й передачи. Таким же образом достигаются и другие передаточные числа. Подробности описаны в этом сеансе.

Под приводом — 1-й, 2-й и 3-й

В под приводом выходной вал вращается с меньшей скоростью, чем входной. В случае механической трансмиссии мы объясняем, что передаточные числа 1-й, 2-й и 3-й передач подпадают под категорию нижнего привода. На следующем рисунке показано движение муфты, необходимое для 1-й и 3-й передач.

Рис.12 Передаточные числа 1-й, 2-й и 3-й передач

Прямой привод

Как следует из названия, при прямом приводе выходной и входной валы вращаются с определенной скоростью.Для этого выходной и входной валы соединяются напрямую с помощью механизма конус-втулка синхронизатора. Ступица крепится к выходному валу, когда втулка соединяется с зубьями синхронизатора входного вала, они соединяются вместе. При прямом приводе втулка третьей передачи (2-я часть рис. 12) должна перемещаться влево.

Перегон

Пятая передача используется для вращения выходного вала с более высокой скоростью, чем входной.Здесь можно заметить, что в отличие от других зубчатых пар, на 5-й передаче шестерня выходного вала меньше шестерни промежуточного вала. Это создает сценарий перегрузки.

Рис. 13 Расположение 5-й передачи

Вы можете заметить большую разницу в конфигурации 5-й передачи, выходная шестерня прикреплена к валу, а шестерня промежуточного вала соединена неплотно. В результате на промежуточном валу устанавливается механизм кольцо-втулка синхронизатора. Единственная цель такой конструкции — приспособить механизм передачи заднего хода.Мы увидим это на следующей сессии. Движение рукава контролируется рычагом переключения передач. Вы также можете увидеть механизм, используемый для управления втулкой с помощью рычага переключения передач. Вы можете отметить, что при использовании этого механизма с выходными шестернями будет зацепляться не более одной втулки. Это важно, поскольку одновременное включение двух втулок приведет к невозможности поворота.

Шестерня заднего хода

А теперь посмотрим, как работает задняя передача? Как показано на рисунке, в передаче заднего хода используется трехступенчатая передача.Из них одна — холостая передача.

Рис: 14 Трехступенчатая передача задней передачи

Ясно, что добавление еще одной шестерни поворачивает шестерню выходного вала в обратном направлении. Для включения передачи заднего хода холостая шестерня толкается и соединяется с двумя другими передачами. Таким образом достигается необходимое вращение выходного вала в обратном направлении. Обратите внимание, что на задней передаче нет кольцевого механизма синхронизатора. Это означает, что перед включением передачи заднего хода вращение коробки передач должно полностью остановиться.

Рис. 15 Холостая передача включается и соединяется с двумя другими передачами для достижения работы заднего хода.

Вы могли заметить, что на задней передаче ваш автомобиль движется с очень низкой скоростью. Как видно из рисунка, трехступенчатая передача дает снижение скорости в 2 этапа. Это приводит к очень низкой выходной скорости (высокому крутящему моменту). Обычно передаточное число заднего хода составляет 4: 1 (скорость на входе: скорость на выходе).

ОБ АВТОРЕ

Сабин Мэтью, аспирант ИИТ Дели по специальности машиностроение.Основатель Lesics Engineers Pvt Ltd и YouTube-канала LESICS. Он дает качественное инженерное образование на своем канале в YouTube. А «ЛЕСИКС» охватывает огромное количество инженерных тем. Сабин очень увлечен пониманием физики сложных технологий и их объяснением простыми словами. Чтобы узнать больше об авторе, перейдите по этой ссылке

Как это работает: механические трансмиссии

Breadcrumb Trail Links

Как это работает
Feature Story

Механические трансмиссии сейчас реже, но они все еще могут вселять страх в сердце нового водителя или приносить радость. энтузиаст

Автор статьи:

Джил МакИнтош

Дата публикации:

12 сентября 2018 г. • 7 февраля 2019 г. • 4 минуты чтения • Присоединяйтесь к разговору Фото Дженнифер Фравика / Вождение автомобиля

Содержание статьи

Мало что может внушить страх в сердце нового водителя или радость для энтузиаста, как видеть три педали, указывающие на механическую коробку передач.В то время как «рычаг переключения передач» когда-то был единственным предлагаемым типом, популярность автоматической коробки передач сделала механическую коробку передач относительно редкостью.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Сегодня механические коробки передач в основном встречаются на транспортных средствах с высокими характеристиками — хотя многие из них сейчас переходят на автоматику — или на базовых комплектациях некоторых автомобилей начального уровня по минимально возможной рекламируемой цене.

Как следует из названия, трансмиссия передает мощность от двигателя на колеса. Тяжелый центральный коленчатый вал двигателя вращается, чтобы обеспечить эту мощность, его скорость измеряется в оборотах в минуту или «об / мин», но водителям нужен более широкий диапазон скоростей транспортного средства, чем может обеспечить вращательное движение двигателя. Шестерни трансмиссии усиливают мощность двигателя для ускорения или снижают его обороты на скоростях шоссе, чтобы двигатель не перегружался. В отличие от автоматической коробки передач, водитель сам решает, когда перейти на соответствующую передачу.Коробки передач сложны, и это просто краткий обзор того, как они работают.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Современная механическая коробка передач обычно имеет пять или шесть передаточных чисел, обычно называемых скоростями, как в шестиступенчатой коробке передач (задний ход и нейтраль в это число не входят). Внутри трансмиссии входной вал соединен с двигателем, который вращает вал; в то время как выходной вал направляет вращающееся движение к колесам автомобиля, чтобы повернуть их.Мощность входного вала приводит в движение набор шестерен, называемых шестернями промежуточного вала. Они входят в зацепление с шестернями выходного вала, заставляя их вращаться.

Разница в размерах между шестерней промежуточного вала и соответствующей шестерней выходного вала определяет способ движения вашего автомобиля. На первой передаче меньшая шестерня приводит в движение большую, обеспечивая крутящий момент, необходимый для ускорения с места. На более высоких скоростях две шестерни могут быть одинакового размера, или более крупная шестерня приводит в движение меньшую, поэтому транспортное средство движется с более высокими скоростями, в то время как частота вращения двигателя остается относительно низкой.Вы можете увидеть это на тахометре: при нажатии на дроссельную заслонку обороты двигателя повышаются, но когда вы переключаетесь на следующую передачу, обороты падают.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Принципы работы: Автоматические коробки передач

Для переключения передач двигатель должен быть временно отсоединен от коробки передач, и здесь вступает в действие сцепление.Коленчатый вал двигателя, который постоянно вращается, когда двигатель работает, вращает на конце маховик. Сцепление находится между маховиком и трансмиссией, и оно либо соединяет, либо разъединяет их.

Сцепление содержит диск с фрикционным материалом на нем, похожий на тормозную колодку. Когда вы нажимаете педаль сцепления, прижимной диск отводит этот диск от маховика. Оба теперь отключены, и на трансмиссию не поступает мощность двигателя. Когда вы отпускаете педаль сцепления после переключения передач, диск сцепления и нажимной диск снова соединяются с маховиком, и крутящий момент двигателя передается на трансмиссию через входной вал.Как и в случае с вашими тормозами, этот фрикционный материал на диске со временем изнашивается и требует замены. Его потребуется заменить даже раньше, если вы «едете на сцеплении», то есть держите педаль сцепления нажатой наполовину. Это обычная привычка для новичков в работе с руководствами, но она лишь частично включает сцепление и создает ненужное трение.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

После включения сцепления пора переключать передачи.Выходные шестерни разделены по валу синхронизаторами, обеспечивающими плавный переход от одной передачи к другой. Они также фиксируют выбранную передачу на выходном валу, поэтому вал вращается с соответствующей скоростью, чтобы приводить в движение колеса (все шестерни выходного вала вращаются при отпускании сцепления, но только одна блокируется и фактически поворачивает выходной вал на в любой момент). Каждый синхронизатор скользит между двумя передачами, включая одну или другую. Когда вы перемещаете рычаг переключения передач, вы перемещаете вперед и назад металлические стержни, называемые планками переключения передач.Вилки на направляющих переключения передач прикреплены к муфте синхронизатора, и, когда рычаг переключения передач перемещает направляющие, вилки перемещают синхронизатор с одной передачи на другую, чтобы включить его.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Проще говоря, для переключения с первого на второй вы нажимаете на сцепление, чтобы разъединить двигатель и трансмиссию; вы перемещаете рычаг переключения передач, который переводит синхронизатор с первой передачи на вторую и фиксирует его на валу; и вы отпускаете сцепление, которое снова включает двигатель.Эта вторая передача вращает выходной вал, и мощность передается на колеса автомобиля.

Задний ход включает вращение выходного вала в противоположную сторону. В то время как передние скорости являются результатом прямого зацепления промежуточного вала и ведомых шестерен, задний ход — это небольшая шестерня, которая устанавливается между ними, чтобы обеспечить обратное движение. В нейтральном режиме ни одна из выходных шестерен не заблокирована на валу, поэтому двигатель может работать без остановки. Здесь нет парковочной передачи, как на автоматической, поэтому всякий раз, когда вы выходите из автомобиля с механической коробкой передач, всегда не забывайте включать стояночный тормоз, чтобы он не откатился.

Поделитесь этой статьей в своей социальной сети

Подпишитесь, чтобы получать информационный бюллетень Driving.ca Blind-Spot Monitor по средам и субботам

Нажимая на кнопку подписки, вы соглашаетесь на получение вышеуказанного информационного бюллетеня от Postmedia Network Inc. откажитесь от подписки в любое время, нажав на ссылку отказа от подписки внизу наших писем. Postmedia Network Inc. | 365 Bloor Street East, Торонто, Онтарио, M4W 3L4 | 416-383-2300

Спасибо за регистрацию!

Приветственное письмо уже готово.Если вы его не видите, проверьте папку нежелательной почты.

Следующий выпуск «Монитора слепых зон» Driving.ca скоро будет в вашем почтовом ящике.

Postmedia стремится поддерживать живой, но гражданский форум для обсуждения и поощрять всех читателей делиться своим мнением о наших статьях. На модерацию комментариев может потребоваться до часа, прежде чем они появятся на сайте. Мы просим вас, чтобы ваши комментарии были актуальными и уважительными.Мы включили уведомления по электронной почте — теперь вы получите электронное письмо, если получите ответ на свой комментарий, есть обновление в цепочке комментариев, на которую вы подписаны, или если пользователь, на которого вы подписаны, комментарии. Посетите наши Принципы сообщества для получения дополнительной информации и подробностей о том, как изменить настройки электронной почты.

Как работает механическая коробка передач в транспортных средствах

Добро пожаловать в Gearhead 101 — серию статей об основах работы автомобилей для новичков в автомобилестроении.

Поскольку вы читаете «Искусство мужественности», вы знаете, как управлять рычагом переключения передач.Но знаете ли вы, что происходит под капотом, когда вы переключаете передачи?

Нет?

Что ж, сегодня ваш счастливый день!

В этом выпуске Gearhead 101 мы рассмотрим все тонкости работы механической коробки передач. К тому времени, когда вы дочитаете эту статью, вы должны иметь общее представление об этой важной части трансмиссии вашего автомобиля.

Засучим рукава и приступим.

Примечание. Прежде чем вы прочтете, как работает трансмиссия, я настоятельно рекомендую изучить наши Gearhead 101, посвященные деталям двигателей и трансмиссий.

Что делают трансмиссии

Прежде чем мы углубимся в подробности того, как работает механическая коробка передач, давайте поговорим о том, что делают трансмиссии в целом.

Как уже говорилось в нашем учебнике о том, как работает автомобильный двигатель, двигатель вашего транспортного средства создает вращательную силу. Чтобы сдвинуть машину с места, нам нужно передать эту крутящую силу на колеса. Это то, что делает трансмиссия автомобиля, частью которой является трансмиссия.

Но есть пара проблем с мощностью, производимой двигателем внутреннего сгорания.Во-первых, он обеспечивает полезную мощность или крутящий момент только в определенном диапазоне оборотов двигателя (этот диапазон называется диапазоном мощности двигателя). Езжайте слишком медленно или слишком быстро, и вы не получите оптимального крутящего момента для движения автомобиля. Во-вторых, автомобилям часто требуется больший или меньший крутящий момент, чем тот, который двигатель может оптимально обеспечить в пределах своего диапазона мощности.

Чтобы понять вторую проблему, вам необходимо разобраться в первой проблеме. И чтобы понять первую проблему, вам необходимо понять разницу между двигателем , частотой вращения и крутящим моментом двигателя , .

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

Крутящий момент двигателя — это крутящая сила, которую двигатель создает на валу при определенной скорости вращения.

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

Представьте, что вы двигатель и пытаетесь вбить гвоздь в стену:

Скорость = Сколько раз вы ударяете по шляпке гвоздя в минуту.

Крутящий момент = С какой силой вы каждый раз попадаете в точку.

Вспомните, когда вы в последний раз забивали гвозди. Если вы забивали очень быстро, вы, вероятно, заметили, что не ударяли по гвоздю с большой силой. Более того, вы, наверное, измотали себя из-за столь безумных раскачиваний.

И наоборот, если вы не торопились между каждым взмахом, но удостоверились, что каждое сделанное вами движение было как можно более сложным, вы вбили бы гвоздь с меньшим количеством движений, но это может занять у вас немного больше времени, потому что вы ‘ Вы не качаетесь в постоянном темпе.

В идеале вы должны найти такой темп ударов молотком, который позволял бы несколько раз ударить по шляпке гвоздя с достаточной силой при каждом взмахе, не утомляя себя. Не слишком быстро, не слишком медленно, но просто правильно.

Что ж, мы хотим, чтобы двигатель нашей машины делал то же самое. Мы хотим, чтобы он вращался со скоростью, которая позволяет ему передавать необходимый крутящий момент, не работая так усердно, что он разрушает сам себя. Нам нужно, чтобы двигатель оставался в пределах своего диапазона мощности.

Если двигатель вращается ниже диапазона мощности, у вас не будет крутящего момента, необходимого для движения вперед.Если он выходит за пределы диапазона мощности, крутящий момент начинает падать, и ваш двигатель начинает звучать так, как будто он вот-вот сломается из-за стресса (вроде того, что происходит, когда вы пытаетесь забивать слишком быстро — вы ударяете по гвоздю с меньшей мощностью, и вы действительно получаете, действительно устал). Если вы увеличиваете обороты двигателя до тех пор, пока тахометр не станет красным, вы понимаете эту концепцию интуитивно. Ваш двигатель звучит так, будто вот-вот заглохнет, но вы не двигаетесь быстрее.

Хорошо, значит, вы понимаете необходимость поддерживать работу транспортного средства в своем диапазоне мощности, чтобы оно работало эффективно.

Но это подводит нас ко второй проблеме: автомобили нуждаются в большем или меньшем крутящем моменте в определенных ситуациях.

Например, когда вы заводите автомобиль на месте, вам требуется большая мощность или крутящий момент, чтобы автомобиль тронулся. Если вы нажмете педаль газа, вы заставите коленчатый вал двигателя вращаться очень быстро, в результате чего двигатель выйдет за пределы диапазона мощности и, возможно, разрушится в процессе. И что самое интересное, вы даже не будете так сильно двигать машину, потому что крутящий момент двигателя падает, когда он выходит за пределы диапазона мощности.В этой ситуации нам нужен гораздо больший крутящий момент, но чтобы получить его, мы должны немного пожертвовать скоростью.

Хорошо, а что, если вы чуть-чуть нажмете на газ? Что ж, это, вероятно, не приведет к тому, что двигатель будет вращаться достаточно быстро, чтобы выйти в свой диапазон мощности, в первую очередь, чтобы он мог передавать крутящий момент, чтобы заставить автомобиль двигаться.

Давайте посмотрим на другой сценарий. Допустим, у вас очень быстро движется машина, например, когда вы едете по автостраде. Вам не нужно передавать столько мощности от двигателя на колеса, потому что машина уже движется в быстром темпе.Сама инерция 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 вращательной скорости , идущей на колеса, и меньше вращательной мощности .

Нам нужен способ умножить мощность, производимую двигателем, когда это необходимо (запуск с места, подъем в гору и т. Д.), Но также уменьшить количество мощности, передаваемой от двигателя, когда это не так. необходимо (спуск с горы или очень быстрый).

Включите передачу.

Трансмиссия гарантирует, что ваш двигатель вращается с оптимальной скоростью (ни слишком медленно, ни слишком быстро), одновременно обеспечивая ваши колеса нужной мощностью, необходимой для движения и остановки автомобиля, в какой бы ситуации вы ни оказались.

Он способен эффективно передавать мощность через ряд шестерен разного размера, которые используют мощность передаточного числа.

Передаточное число

Внутри трансмиссии находится ряд зубчатых шестерен разного размера, которые создают крутящий момент.Поскольку шестерни, которые взаимодействуют друг с другом, имеют разные размеры, крутящий момент можно увеличивать или уменьшать без значительного изменения скорости вращения двигателя. Это благодаря передаточным числам.

Передаточные числа представляют собой соотношение шестерен по размеру. Когда шестерни разного размера сцепляются вместе, они могут вращаться с разной скоростью и выдавать разную мощность.

Давайте посмотрим на упрощенную версию шестеренок в действии, чтобы объяснить это. Скажем, у вас есть входная шестерня с 10 зубьями (под входной шестерней, я имею в виду шестерню, которая вырабатывает мощность), подключенную к большему выходу с 20 зубьями (под выходной шестерней я имею в виду шестерню, которая получает мощность).Чтобы один раз повернуть эту 20-зубчатую шестерню, 10-зубчатая шестерня должна повернуться дважды, потому что она вдвое меньше 20-зубчатой. Это означает, что даже если 10-зубчатая шестерня вращается быстро, 20-зубчатая шестерня вращается медленно. И хотя шестерня с 20 зубьями вращается медленнее, она дает больше силы или мощности, потому что она больше. Соотношение в этой компоновке составляет 1: 2. Это низкое передаточное число.

Или, скажем, две шестерни, соединенные друг с другом, имеют одинаковый размер (10 зубьев и 10 зубцов).Оба они вращались с одинаковой скоростью и обеспечивали одинаковую мощность. Передаточное число здесь 1: 1. Это называется передаточным числом «прямого привода», потому что две шестерни передают одинаковое количество мощности.

Или, скажем, ведущая шестерня была больше (20 зубьев), а ведомая шестерня была меньше (10 зубьев). Чтобы один раз прокрутить 10-зубчатую шестерню, 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 число здесь 2: 1. Это называется повышенным передаточным числом.

Давайте вернем эту концепцию 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 передается низкая скорость, но большая мощность.Это передаточное число отлично подходит для запуска вашего автомобиля с места.

Вторая передача. Вторая передача немного меньше первой, но все же связана с меньшей шестерней. Типичное передаточное число составляет 1,882: 1. Скорость увеличена, а мощность немного уменьшена.

Третья передача. Третья передача немного меньше второй, но все же связана с меньшей передачей. Типичное передаточное число составляет 1,296: 1.

Четвертая передача. Четвертая передача немного меньше третьей.Во многих транспортных средствах, когда автомобиль переходит на четвертую передачу, выходной вал движется с той же скоростью, что и первичный. Такое расположение называется «прямой привод». Типичное передаточное число составляет 0,972: 1.

Пятая передача. В автомобилях с пятой передачей (также называемой «повышающей передачей») она подключена к значительно большей передаче. 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 трансмиссии: она гарантирует, что ваш двигатель вращается с оптимальной скоростью (ни слишком медленно, ни слишком быстро), одновременно обеспечивая ваши колеса нужной мощностью, которая им необходима. двигайтесь и останавливайте машину, в какой бы ситуации вы ни оказались.

Давайте посмотрим на части трансмиссии, которые позволяют этому случиться:

Входной вал. Входной вал идет от двигателя. Он вращается с той же скоростью и мощностью, что и двигатель.

Промежуточный вал. Промежуточный вал (он же промежуточный вал) находится чуть ниже выходных валов. Промежуточный вал соединяется напрямую с входным валом через шестерню с фиксированной скоростью. Когда первичный вал вращается, вращается и промежуточный вал с той же скоростью, что и первичный вал.

Помимо шестерни, которая получает мощность от первичного вала, на промежуточном валу также есть несколько шестерен, по одной для каждой «передачи» автомобиля (с 1-й по 5-ю), включая задний ход.

Выходной вал. Выходной вал проходит параллельно над промежуточным валом. Это вал, который передает мощность на остальную трансмиссию. Мощность, которую выдает выходной вал, зависит от того, какие шестерни на нем включены. Выходной вал имеет свободно вращающиеся шестерни, закрепленные на шарикоподшипниках.Скорость выходного вала определяется тем, какая из пяти шестерен находится на «передаче» или включена.

1-5 передачи. Это шестерни, которые установлены на выходном валу подшипниками и определяют, на какой «передаче» находится ваш автомобиль. Каждая из этих шестерен постоянно сцеплена с одной из шестерен промежуточного вала и постоянно вращается. Это постоянно запутанное устройство — это то, что вы видите в синхронизированных трансмиссиях или трансмиссиях с постоянным зацеплением, которые используются в большинстве современных транспортных средств.(Мы поговорим о том, как все шестерни всегда могут вращаться, в то время как только одна из них действительно передает мощность трансмиссии через некоторое время.)

Первая передача — это самая большая передача, и при переходе к пятой передачи шестерни постепенно уменьшаются. Помните, передаточные числа. Поскольку первая шестерня больше, чем шестерня промежуточного вала, к которой она подключена, она может вращаться медленнее, чем входной вал (помните, промежуточный вал движется с той же скоростью, что и входной вал), но передает большую мощность на выходной вал.По мере увеличения передач передаточное число уменьшается, пока вы не достигнете точки, в которой входной и выходной валы движутся с одинаковой скоростью и выдают одинаковую мощность.

Холостая 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 коробке передач, которая не всегда сцепляется или вращается с шестерней промежуточного вала.Он движется только тогда, когда вы фактически включаете задний ход.

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

Другая проблема, которая возникает при постоянном вращении шестерен, заключается в том, что ведущая шестерня часто вращается с другой скоростью, чем выходной вал, к которому она подсоединена.Как синхронизировать шестерню, вращающуюся с другой скоростью, чем выходной вал, и плавно, не вызывая большого шлифования?

Ответ на оба вопроса: хомуты синхронизатора.

Как упоминалось выше, шестерни 1-5 закреплены на выходном валу с помощью шарикоподшипников. Это позволяет всем передачам свободно вращаться одновременно при работающем двигателе. Чтобы включить одну из этих шестерен, нам нужно надежно соединить ее с выходным валом, чтобы мощность передавалась на выходной вал, а затем на остальную трансмиссию.

Между каждой из шестерен находятся кольца, называемые втулками синхронизатора. В пятиступенчатой коробке передач имеется муфта между 1-й и 2-й передачами, между 3-ей и 4-й передачами, а также между 5-й и задней передачами.

Каждый раз, когда вы переключаете автомобиль на передачу, втулка синхронизатора переключается на движущуюся передачу, которую вы хотите включить. На внешней стороне шестерни ряд конических зубьев. Втулка синхронизатора имеет канавки для приема этих зубцов. Благодаря передовой инженерной мысли втулка синхронизатора может соединяться с шестерней с очень низким уровнем шума или трения, даже когда шестерня движется, и синхронизировать скорость шестерни с входным валом.Как только втулка синхронизатора входит в зацепление с ведущей шестерней, эта ведущая шестерня передает мощность на выходной вал.

Когда автомобиль находится на «нейтрали», ни одна из муфт синхронизатора не зацепляется с ведущей шестерней.

Хомуты синхронизатора также легче понять визуально. Вот небольшой небольшой клип, который отлично объясняет, что происходит (начинается примерно на отметке 1:59):

Переключатель передач. Переключение передач — это то, что вы перемещаете, чтобы включить передачу.

Тяга переключения. Тяги переключения — это то, что перемещает муфты синхронизатора в сторону передачи, которую вы хотите включить. На большинстве пятиступенчатых автомобилей есть три тяги переключения передач. Один конец тяги переключения передач соединен с рычагом переключения передач. На другом конце штока переключения передач находится вилка переключения передач, которая удерживает втулку синхронизатора.

Вилка переключения. Вилка переключения передач удерживает втулку синхронизатора.

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

Когда сцепление включено — ваша нога отрывается от педали — восстанавливается мощность между двигателем и трансмиссией.

Как работают механические коробки передач

Итак, давайте соберем все это вместе и рассмотрим, что происходит, когда вы переключаете передачу в автомобиле. Начнем с того, что заведем машину и переключимся на вторую передачу.

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

При выключенном сцеплении вы переводите рычаг переключения передач на первую передачу. Это заставляет переключающий стержень в коробке передач трансмиссии перемещать переключающую вилку к первой передаче, которая прикреплена к выходному валу через шарикоподшипники.

Эта первая шестерня на выходном валу зацеплена с шестерней, которая соединена 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 передач прикреплена муфта синхронизатора . Втулка синхронизатора выполняет две функции: 1) надежно крепит ведущую шестерню к выходному валу, чтобы шестерня могла передавать мощность на выходной вал, и 2) она обеспечивает синхронизацию шестерни со скоростью выходного вала.

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

Чтобы автомобиль начал движение, вы слегка нажимаете на газ (что создает большую мощность двигателя) и медленно убираете ногу со сцепления (которое включает сцепление и переключает мощность между двигателем и коробкой передач).

Поскольку первая передача большая, она заставляет выходной вал вращаться медленнее, чем входной вал двигателя, но передает больше мощности остальной трансмиссии. Это благодаря чудесам , передаточным числам .

Если вы все сделали правильно, машина будет 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 педаль газа на первой передаче, вы просто заставите входной вал двигателя очень быстро вращаться (и, возможно, повредите двигатель в процессе), но не увидите увеличения скорости автомобиля.

Чтобы увеличить частоту вращения выходного вала, нам нужно переключиться на вторую передачу. Поэтому мы нажимаем на сцепление, чтобы отключить мощность между двигателем и коробкой передач и переключиться на вторую передачу. Это перемещает шток переключения, имеющий вилку переключения и втулку синхронизатора, ко второй передаче.Хомут синхронизатора синхронизирует скорость второй передачи с выходным валом и прочно прикрепляет ее к выходному валу. Выходной вал теперь может вращаться быстрее, при этом входной вал двигателя не будет яростно вращаться, чтобы произвести необходимую автомобилю мощность.

Остальные пять передач промыть, промыть и повторить.

Задний ход — исключение. В отличие от других ведущих передач, на которых вы можете переключаться на повышенную передачу, не останавливая автомобиль полностью, для переключения передач задним ходом вам необходимо стоять на месте.Это связано с тем, что шестерня заднего хода не всегда зацепляется с шестерней на промежуточном валу. Чтобы вставить шестерню заднего хода в соответствующую шестерню промежуточного вала, необходимо убедиться, что промежуточный вал не движется. Чтобы промежуточный вал не вращался, вам необходимо полностью остановить автомобиль.

Конечно, вы можете заставить движущийся вперед автомобиль включить заднюю передачу, но это не будет звучать или чувствовать себя красиво, и вы можете серьезно повредить трансмиссию.

Теперь, когда вы включаете передачу, вы всегда будете знать, что творится под капотом.Далее: автоматические коробки передач.

Теги: Автомобили

5 Коробки передач | Стоимость, эффективность и внедрение технологий экономии топлива для легких транспортных средств

EPA / NHTSA. 2010. Документ о совместной технической поддержке: разработка правил для установления стандартов выбросов парниковых газов для легковых автомобилей и корпоративных стандартов средней экономии топлива, апрель.

EPA / NHTSA. 2012. Документ о совместной технической поддержке, Окончательное нормотворчество на 2017–2025 гг. Стандарты выбросов парниковых газов малой мощности и корпоративные стандарты средней экономии топлива.EPA-420-R-12-901.

Эрикссон, Л., и Л. Нильсен. 2014. Моделирование и управление двигателями и трансмиссиями (автомобильная серия). John Wiley & Sons, SAE International, апрель.

Гарофало, Ф., Л. Глиельмо, Л. Яннелли и Ф. Васка. 2001. Плавное включение сухого автомобильного сцепления. Труды 40-й конференции IEEE по решениям и контролю, Орландо, Флорида, декабрь: 529-534.

Gartner, L. и M. Ebenhock. 2013. АКПП ZF 9HP48 Система трансмиссии, конструкция и механические детали.SAE Int. J. Passeng. Машины — мех. Syst. 6 (2): 908-917. DOI: 10.4271 / 2013-01-1276.

Говиндсвами К., К. Бэйли и Т. Д’Анна. 2013. Выбор правильной архитектуры передачи с учетом приемлемости клиентов. SAE Int. Вебинар, 18 сентября.

Gracey & Associates. нет данных Доза вибрации: определения, термины, единицы и параметры. Акустический глоссарий. http://www.acoustic-glossary.co.uk/vibration-dose.htm.

Греймель, Х. 2014. Генеральный директор ZF: Мы не гонимся за 10 скоростями.Автомобильные новости, 23 ноября.

Guzzella, L. и A. Sciarretta A. 2007. Двигательные системы транспортных средств: Введение в моделирование и оптимизацию, третье издание. Springer.

Хили, Дж. И К. Вудьярд. 2013. GM и Ford совместно разрабатывают 10-ступенчатые коробки передач. USA Today, 15 апреля.

Kiencke, U., and L. Nielsen. 2000. Автомобильные системы управления. Springer, SAE International.

Ким Д., Х. Пэн, С. Бай и Дж. М. Магуайр. 2007. Управление интегрированной трансмиссией с электронной дроссельной заслонкой и автоматической коробкой передач.IEEE Transactions по технологии систем управления 15 (3), май.

Ли, Б. 2010. Система отключения полного привода. СИМПОЗИУМ Schaeffler 2010: 360-64. http://www.schaeffler.com/remotemedien/media/_shared_media/08_media_library/01_publications/schaeffler_2/symposia_1/downloads_11/Schaeffler_Kolloquium_2010_27_en.pdf.

Мартин, К. 2012. Развитие эффективности передачи. Симпозиум SAE по трансмиссиям и трансмиссиям: конкуренция за будущее, 17-18 октября. Детройт, штат Мичиган.

Моавад А. и А. Руссо. 2012. Влияние передающих технологий на топливную эффективность — Заключительный отчет. DOE HS 811 667, август.

Ngo, V.-D., A. Jose, C. Navarrete, T. Hofman, M. Steinbuch и A. Serrarens. 2013. Оптимальные стратегии переключения передач для экономии топлива и управляемости. Proc. IMechE Часть D, Журнал автомобильной инженерии 227 (10): 1398-1413, октябрь.

Ноулс, Дж. 2013. Разработка трансмиссионных жидкостей, обеспечивающих повышенную топливную эффективность за счет отображения реакции трансмиссии на изменения вязкости и присадок.Презентация на симпозиуме SAE Transmission & Driveline, Трой, Мичиган, 16-17 октября. http://www.sae.org/events/ctf/2013/2013_ctf_guide.pdf.

NSK Europe. 2014. Новое уплотнение TM-Seal с низким коэффициентом трения для автомобильных трансмиссий. http://www.nskeurope.com/cps/rde/dtr/eu_en/nsk_innovativeproduct_IP-E-2066.pdf.

О, Дж. И С. Чой. 2014. Оценка передаваемого крутящего момента на каждом сцеплении для наземных транспортных средств с коробками передач с двойным сцеплением в реальном времени. IEEE / ASME Transactions по мехатронике, февраль.

Пауэлл, Б., Дж. Куинн, В. Миллер, Дж. Эллисон, Дж. Хайнс и Р. Билс. Замена магнием алюминиевых литых компонентов в серийном двигателе V6 для эффективного снижения массы. http://energy.gov/sites/prod/files/2014/03/f8/deer10_powell.pdf. По состоянию на 13 апреля 2015 г.

Ricardo, Inc. 2011. Компьютерное моделирование технологий легковых автомобилей для сокращения выбросов парниковых газов в период 2020-2025 годов. Агентство по охране окружающей среды США, EPA-420-R-11-020.

Шерман Д. 2013. Коробки передач вариатора. Автомобиль и водитель, декабрь. http://www.caranddriver.com/features/how-cvt-transmissions-are-getting-their-groove-back-feature.

Shidore, N. et. al. 2014. Влияние передовых технологий на цели двигателей. Проект VSS128, Обзор заслуг Министерства энергетики США, июнь.

Шулвер, Д. 2013. Снижение расхода топлива благодаря оптимизированной технологии трансмиссионных насосов. Презентация на симпозиуме SAE Transmission & Driveline, Трой, Мичиган, 16-17 октября.http://www.sae.org/events/ctf/2013/2013_ctf_guide.pdf.

Skippon, S.M. 2014. Как водители-потребители понимают характеристики транспортных средств: последствия для электромобилей. Транспортные исследования, часть F: Психология дорожного движения и поведение 23: 15-31.

Ф. Васка, Л. Яннелли, А. Сенаторе и Г. Реале. 2011. Оценка передаваемого крутящего момента при включении сухого автомобильного сцепления. IEEE / ASME Transactions по мехатронике 16 (3): 564-573, июнь.

Вагнер У., Бергер Р., М.Эрлих и М. Хомм. 2006. Электромоторные приводы для коробок передач с двойным сцеплением. Материалы 8-го симпозиума LuK.

ZF. 2013. Движение и мобильность. Корпоративный отчет ZF. Фридрихсхафен, Германия.

Zoppi, M., C. Cervone, G. Tiso и F. Vasca. 2013. Программное обеспечение в модели контура и управления разъединением для автомобильных трансмиссий с двойным сцеплением. 3-я Международная конференция по системам и контролю, Алжир, Алжир, октябрь.

Характеристика работы синхронизатора для безмуфтовой трансмиссии

Абстрактные

Синхронизаторы

— это повсеместный компонент почти каждого типа трансмиссии в современных транспортных средствах.Это механические устройства, функция которых состоит в том, чтобы обеспечить плавное согласование компонентов, вращающихся с разной скоростью, без разрушения их поверхностей. Они несут ответственность как за долговечность трансмиссии, так и за комфорт пассажиров. В этой работе анализируются возможности и ограничения синхронизаторов, которые будут использоваться в новой трансмиссии. Это вклад в более крупный проект, целью которого является разработка гибридной безмуфтовой трансмиссии для высокопроизводительного автомобиля, которая повысит эффективность за счет устранения трения и механических потерь, присущих традиционному сцеплению.Представлен обзор процесса синхронизации, за которым следует упрощенная математическая модель обычного синхронизатора с кольцевым замком. Модель проверена экспериментально, чтобы сделать прогнозы производительности устройства на новой трансмиссии. Затем разрабатывается несколько смоделированных сценариев, которые предоставляют информацию, которая имеет решающее значение для проектирования синхронизаторов для безмуфтовой трансмиссии. Код Matlab был разработан для этих симуляций и предоставляется в конце для воспроизведения результатов.Принимая во внимание сложные условия, в которых синхронизаторы должны работать в безмуфтовой трансмиссии, исследуются возможные режимы отказа компонентов синхронизатора. Анализ методом конечных элементов (МКЭ) используется для прогнозирования максимальных нагрузок на кольцо синхронизатора до того, как материал подойдет. Также выполняется энергетический анализ, чтобы убедиться, что скорость рассеяния энергии на поверхностях трения является адекватной.

Описание

Диссертация: С.Б., Массачусетский технологический институт, факультет машиностроения, 2016 г.

Каталогизируется из PDF-версии диссертации.

Включает библиографические ссылки (страницы 50-51).

Отдел

Массачусетский Институт Технологий. Кафедра машиностроения .; Массачусетский Институт Технологий. Кафедра машиностроения

Издатель

Массачусетский технологический институт

Разное