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

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.

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

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.

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!

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. 

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. 

Принцип работы синхронизатора кпп — Auto-Self.ru

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

Для чего нужны синхронизаторы КПП

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

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

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

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

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

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

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

Работа синхронизатора коробки передач

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

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

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

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

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

Синхронизатор КПП, уход, эксплуатация

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

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

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

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

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

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

Поделитесь с друзьями в соц.сетях:

Facebook

Twitter

Google+

Telegram

Vkontakte

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:

1. Нейтральное положение. Зацепления не происходит, так как муфта синхронизатора не взаимодействует с шестернями, которые вращаются на валу без каких-либо препятствий.
2. 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.
3. 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.
4. 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:

1. 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.
2. Включить третью передачу и открутить гайки первичного и вторичного валов. Сдвинуть вверх ведомую шестерню пятой передачи, а также вилку вторичного вала.
3. 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.

Gear synchro — x-engineer.org

Транспортные средства, оснащенные механическими коробками передач (MT), автоматическими коробками передач (AMT) и коробками передач с двойным сцеплением (DCT), нуждаются в синхронизаторах передач для выполнения переключения передач (с повышением или понижением). Целью синхронизатора зубчатой ​​передачи является синхронизация скоростей входного и выходного валов редуктора. во время переключения передач, до включения включенной передачи.

В коробке передач синхронизаторы расположены между двумя соседними передачами.Например, шестерни 1-2 используют один и тот же механизм синхронизации, 3-4 — один и тот же для 5-6. Не обязательно устанавливать синхронизатор для передачи заднего хода (R), потому что для включения R автомобиль должен быть остановлен (если он движется) и скорость выходного вала будет равна нулю. Тем не менее, существуют механические коробки передач, которые имеют синхронизаторы передач и для передачи заднего хода.

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

. Чтобы лучше понять основные компоненты коробки передач и то, как они работают, прочитайте статью «Как работает механическая коробка передач».

Зачем нам нужны синхронизаторы передач?

Для данной механической коробки передач, давайте представим, что мы хотим переключиться с 1 ^{-й передачи} на 2 ^{-й передачи} . 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 входного вала
n _OUT [об / мин ] — частота вращения выходного вала
i ₁ [-] — передаточное число, 1 ^st передача
i ₂ [-] — передаточное число, 2 ^nd передача
i ₀ [-] — передаточное число , главная передача (дифференциал)

Стартовая передача 1 ^st .Когда водитель хочет включить передачу 2 ^и , он сначала должен отключить двигатель от коробки передач с помощью педали сцепления. Это необходимо, потому что переключение передачи в коробке передач с простыми зубчатыми механизмами, которые постоянно находятся в зацеплении (включены), не может быть выполнено, когда крутящий момент двигателя передается через шестерни, поэтому сцепление должно быть разомкнутым.

Для перехода с 1 ^{-й передачи} на 2 ^{-й передачи} передача должна пройти нейтральную передачу в течение короткого периода времени.

На изображении ниже мы можем визуализировать поток мощности двигателя через 1 ^-й и 2 ^-й передач. Для каждой передачи будем рассчитывать скорость входного и выходного валов.

Изображение: процесс переключения передач (1-2)

Когда включена передача 1 ^st , частота вращения выходного вала составляет:

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

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

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

Это означает, что входной вал должен быть замедлен на , с 3500 об / мин до 2573 об / мин.Если нужно было выполнить переключение с понижением на 2-1, входной вал должен был быть ускорен на с ускорением с 2573 до 3500 об / мин. Это когда синхронизаторы вступают в игру.

Синхронизатор действует как фрикционная муфта и замедляет (повышающая передача) или ускоряет (понижающая передача) входной вал, чтобы соответствовать скорости для предстоящей передачи.

Изображение: Схема коробки передач с названиями компонентов

Как работает синхронизатор передач?

Синхронизаторы необходимы для переключения передач в механических коробках передач.Их целью является согласование (регулировка) скорости входного вала (зубчатых колес и вторичной массы сцепления) с выходным валом (колесом).

Существует несколько типов синхронизаторов, используемых для механических коробок передач. Наиболее распространенным способом классификации является функция числа фрикционных элементов (конусов трения). Таким образом, мы имеем:

• одноконусный синхронизатор
• двухконусный синхронизатор
• трехконусный синхронизатор

Изображение: простой конусный синхронизатор
Кредит: VW

1. зубчатое колесо
2. кольцо синхронизатора
3. пружина кольца
4. стопорный элемент (распорка)
5. ступица синхронизатора (корпус)
6. скользящая втулка

Изображение: Узел синхронизатора
Кредит: VW

Шестерня (1) установлена ​​на выходном валу редуктора.Он может вращаться относительно вала (радиальное движение), но не может иметь осевого движения вдоль вала. Между зубчатым колесом и валом обычно установлены игольчатые роликоподшипники, которые облегчают вращение.

В зубчатое колесо встроена «муфта сцепления» с фрикционным конусом. Механизм сцепления состоит из фиксирующих зубьев и конуса трения. Он называется механизмом сцепления , потому что он выполняет роль сцепления для плавного включения предстоящей шестерни.

Шестерня сцепления сопоставляет скорость шестерни со скоростью ступицы синхронизатора.Крепление на шестерне осуществляется пресс-установкой или лазерной сваркой. Когда зубчатое колесо включено, внешние зубья (с фаской на обеих сторонах зубьев) будут сцепляться с фаской на внутренних зубьях сменной втулки.

Изображение: зубчатое колесо

Кольцо синхронизатора (2), также называемое блокирующим кольцом, перемычкой или фрикционным кольцом, имеет коническую поверхность, которая входит в контакт с конусом трения зубчатого колеса. Назначение кольца синхронизатора состоит в том, чтобы создавать момент трения для замедления / ускорения входного вала во время переключения передач.

Кольцо синхронизатора вместе с конусом трения зубчатого колеса образуют «коническую муфту», которая может включаться и выключаться при скольжении.

Внутренняя поверхность кольца синхронизатора имеет резьбу или рисунки канавок, чтобы предотвратить образование гидродинамической масляной пленки. Если между кольцом синхонизатора и конусом трения зубчатого колеса образуется масляная пленка, потребуются более высокие толкающие усилия и более длительное время для синхронизации скоростей валов.

Изображение: кольцо синхронизатора

Блокирующие элементы (4), также называемые ключами синхронизатора, центральным механизмом, распорными штифтами или крылатыми стойками, расположены по окружности корпуса синхронизатора в определенных пазах между втулкой синхронизатора и синхронизатором хаб.

Блокирующие элементы вращаются вместе со ступицей синхронизатора (5) и могут двигаться в осевом направлении относительно скользящей втулки (6). Распорки используются для предварительной синхронизации, что означает, что они генерируют нагрузку на кольцо синхронизатора для выполнения процесса синхронизации.

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

Изображение: Ступица синхронизатора

Ступица синхронизатора (5) установлена ​​на выходном валу, жестко соединенном шлицем.Он может двигаться в осевом направлении, но не вращаться относительно вала. Он содержит специальные канавки, которые будут содержать блокирующие элементы.

Кольцевые пружины (3) расположены с каждой стороны ступицы синхронизатора и предназначены для удержания ключей распорок в обозначенных пазах.

Скользящая втулка (6), также называемая втулкой переключения передач, втулкой синхронизатора или соединительной втулкой, имеет радиальную канавку на внешней стороне вилки переключения передач. Внутренняя часть имеет сплайны, которые находятся в постоянной сетке с внешними сплайнами ступицы синхронизатора.Скользящая втулка может двигаться только в осевом направлении (слева направо) из нейтрального положения в положение зацепления.

Изображение: скользящая втулка

Этапы синхронизации зубчатого колеса

Процесс синхронизации, когда скользящая втулка начинается с нейтрального положения (в центре) и заканчивается полным включением зубчатой ​​передачи, можно описать в пять этапов, как показано на картинка ниже.

Процесс синхронизации будет описан с использованием параметров:

F [N] — сила переключения передач
Δω [рад / с] — разница в скорости между зубчатым колесом и ступицей синхронизатора
T _f [Нм] — момент трения между кольцом синхронизатора и фрикционным конусом
T _i [Нм] — момент инерции входного вала, шестерен и вторичной массы сцепления

Изображение: процесс синхронизации переключения передач

Этап 1: асинхронизация

Перед началом процесса переключения передач скользящая втулка удерживается в среднем положении за счет фиксирующих элементов.Сила переключения передач создает осевое движение скользящей втулки, которая толкает вперед кольцо синхронизатора к шестерне с фрикционным конусом. Разница в скорости между зубчатым колесом и кольцом синхронизатора вызывает вращение кольца синхронизатора.

Фаза 2: Синхронизация (блокировка)

Это основная фаза синхронизации скорости. Скользящая втулка проталкивается дальше, что приводит в контакт внутренние шлицы (зубья) скользящей втулки и зубья кольца синхронизатора.В этой фазе момент трения начинает противодействовать моменту инерции, и разница в скорости начинает уменьшаться.

Фаза 3: Разблокировка (повернуть кольцо синхронизатора назад)

Сила переключения передач удерживается на кольце синхронизатора через фиксирующие элементы и скользящую втулку. Когда синхронизация скорости достигнута, сила трения уменьшается до нуля, и кольцо синхронизатора слегка поворачивается назад.

Фаза 4: Сетка (ступица синхронизатора поворота)

Скользящая втулка проходит через зубья кольца синхронизатора и входит в зацепление с зубьями фиксатора зубчатого колеса.

Этап 5: Включение (блокировка редуктора)

Скользящая втулка полностью вошла в фиксирующие зубья шестерни. Задняя часть сужается на зубьях скользящей втулки и зубья, фиксирующие зубчатое колесо, предотвращают расцепление под нагрузкой.

Управление положением включения передачи

В автоматических коробках передач (AMT) и коробках передач с двойным сцеплением (DCT) положение вилки переключения (скользящая втулка) контролируется датчиками положения.

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

1. 1. Синхронизатор
   2. Синхронизация
   3. Включение передачи
   4. Удержание передачи
   5. Ослабление передачи

Изображение: Управление положением переключения

В Синхронизатор (A ) состояние, переключающая вилка (скользящая втулка) начинается из центрального положения и начинает двигаться к кольцу синхронизатора. Когда положение вилки переключения остается постоянным (P ₁ ), после перемещения это означает, что кольцо синхронизатора попало в конус трения шестерни.

На этом этапе регулируется положение (скорость) вилки переключения, а не сила переключения передач (сила толкания). Сила сдвига обычно составляет около 60 — 120 Н.

После того, как контакт между кольцом синхронизатора и конусом трения обнаружен, начинается фаза Синхронизация (B). На этом этапе положение вилки переключения является постоянным, и сила толкания постепенно увеличивается. Из-за момента трения, входной вал начинает замедляться. Конец этой фазы — это когда частота вращения входного и выходного валов синхронизирована (P ₂ ).

Фаза включения механизма (C) начинается, когда вилка переключения начинает снова двигаться. На этом этапе скользящая втулка прошла через синхронизирующего кольца и начинает взаимодействовать с запирающей зубьями зубчатого колеса. Фаза заканчивается, когда скользящая втулка достигает конечного положения и больше не может двигаться вперед.

На этом этапе крайне важно иметь точное управление положением (скоростью) вилки переключения. Если он движется быстро, то в конце хода он врежется в зубчатое колесо, вызывая шум включения передачи и возможные механические повреждения.

После того, как вилка переключения достигла конечного положения, начинается фаза Удержания передачи (D). На этом этапе на вилке переключения в течение определенного периода времени поддерживается большая сила толкания, чтобы обеспечить полное включение передачи.

В фазе Gear relax (E) больше не происходит принудительное срабатывание на вилке переключения, и зубчатое колесо удерживается на месте благодаря механической фиксации скользящей втулки с помощью зубчатого колеса.

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

Усилие переключения (кредит: Hoerbiger)

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

• монтажное пространство
• для механической инерции для синхронизации
• разность скоростей вала для синхронизации
• передаваемый крутящий момент
• свойства трансмиссионного масла
• параметры качества переключения
  • время синхронизации
  • длина хода вилки переключения
  • максимальное усилие переключения
  • тормозной момент
  • циклов нагрузки
• интерфейсы
  • данные сплайна
  • зазор зубчатые колеса
  • размер канавки

Пропускная способность синхронизатора ограничена

• крутящий момент скользящей муфты, ступицы и зубчатого зацепления зубьев
• емкость фрикционного материала (скорость скольжения, давление на поверхность, трение силовые, фрикционные работы) 9 0099
• Отвод тепла через масло, синхронизирующее кольцо и конус трения
• Трансмиссионное масло (вязкость и термическая стабильность)

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

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

где:

α [рад] — угол конуса трения
Дж [кг · м ² ] — инерция массы первичного вала, шестерен и вторичной муфты
Δω [рад / с] — разница в скорости синхронизации
n _c [-] — число конусов
µ [-] — коэффициент трения конуса трения
d _м [м] — средний диаметр конуса трения
T _F [Нм] — момент трения

Уменьшение силы сдвига на втулке может быть сделано путем:

• увеличения диаметра среднего конуса трения
• увеличения числа фр. конусы оборотов (с использованием двухконусных или трехконусных синхронизаторов)
• увеличение коэффициента трения
• уменьшение угла конуса трения

времена переключения

Процесс переключения одинаков для переключения на повышенную и пониженную передачу, но времена переключения разные ,Во время переключения передач скорость входного 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, необходимо ускорить входной вал. 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 для механической коробки передач зависит в основном от водителя и может быть где-то около 0.5 — 2,0 с. Некоторые высокопроизводительные коробки передач с двойным сцеплением (DCT) могут достигать времени переключения около 10 мс.

Двухконусный синхронизатор

Двухконусный механизм синхронизатора обычно используется для 1 ^-й и 2 ^-й передач. Механизм синхронизатора с двумя конусами представляет собой компактное устройство, способное к интенсивному сцеплению. Механизм синхронизатора уменьшает время зацепления (переключения передач) и улучшает работу (для включения передачи требуется меньше усилий). Механизм синхронизации с двумя конусами включает в себя кольцо синхронизатора, двойной конус и внутренний конус.

Изображение: синхронизатор с двумя конусами (полный комплект)

1. зубчатое колесо
2. стопорные зубья
3. игольчатый роликоподшипник
4. внутренний конус
5. двойной конус
6. кольцо синхронизатора
7. ступица
8. втулка скольжения
9. запорные элементы

Пример ручной коробки передач с различными механизмами синхронизации

Getrag Механическая коробка передач 6MTI550.

Изображение: механическая коробка передач Getrag 6MTI550

Ключевые преимущества :

• Модульная система для применений со средним и высоким крутящим моментом, опционально 7 ^th возможная скорость
• Высокий крутящий момент при малом весе
• Готов к запуску-остановке (обнаружение передачи)
• Гибкий разброс передаточного числа

Ключевые особенности :

9000 9000 Другие

• Концепция постоянного редуктора на выходном валу
• возможно применение полного привода
• 7 ^th возможно скорость

Параметр	Значение	Наблюдение
Максимальный входной момент 904 29029 904 294 0 904 Максимальный входной крутящий момент [904]	Макс.	возможен более высокий крутящий момент
Вес [кг]	44	сухой, без двухмассового маховика (DMF)
Монтажная длина [мм]	630	для длины сцепления 156 мм
Передаточное число передаточного числа [-]	5.5 — 6,9	> 7 также возможно
Межосевое расстояние [мм]	88
Синхронизирующий механизм
1 -й и 2 4-й шестерни -й конус
3 № шестерня	двухконусная
4 -й до 6 -й и задняя шестерня	однонаправленная

Источник: Getrag

Видео — процесс синхронизации переключения передач

В видео ниже вы можете ясно увидеть см. фазы синхронизации и переключения положения вилки.

Не забудьте поставить лайк, поделиться и подписаться!

Разное