Синхронизатор мкпп: как работает и почему ломается

Содержание

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. 

что это такое, почему ломается и как заменить?

Сцепление шестерен механической коробки передач обеспечивается подвижными муфтами. Но проблема в том, что шестеренки вращаются с разной скоростью, из-за чего они бьются друг об друга и быстро изнашиваются. Чтобы такого не происходило, в трансмиссии используется синхронизатор, представляющий собой кольцо из латуни по одному краю которого расположены прямоугольные зубцы. 

Принцип работы 

Вот что происходит, когда вы меняете передачу: 

  • Муфта подходит к синхронизатору, соединяясь с ним.
  • После этого она продвигается дальше, соединяясь с шестеренкой.
  • При трении шестерня ускоряется или замедляется (это зависит от того, в каком темпе двигается муфта).
  • Все детали начинают двигаться с одной скоростью.
  • Как результат, при переключении передачи не возникает шумов и толчков. 

Перечень возможных неисправностей 

Если в момент переключения скорости возникают какие-либо проблемы, то первым делом нужно проверить, все ли в порядке со сцеплением. Если оно работает нормально, тогда, вполне возможно, неисправность обусловлена деформацией латунного кольца либо разрушением поверхности шестерни. Также не стоит исключать вероятность износа муфты: явный симптом этого – «выбивание» передачи. Если же суть проблемы в том, что скорости стало сложно переключать, тогда, скорее всего, поломался именно синхронизатор. 

Как выполнить замену? 

Для замены синхронизатора нужно выполнить такие действия: 

  • Сливаем трансмиссионную жидкость и демонтируем КПП.
  • Очищаем корпус от грязи.
  • Снимаем кронштейн, крепящий трос сцепления.
  • Выкручиваем крепежные гайки.
  • Выкручиваем болт вилки и перемещаем муфту вниз (шлицы должны оставаться сцепленными с шестеренкой).
  • Включаем верхнюю передачу.
  • Снимаем крепеж главного и вторичного вала.
  • Приподнимаем шестерню и снимаем ее вместе с вилкой и синхронизатором.
  • Обрабатываем новый синхронизатор смазкой и устанавливаем обратно.
  • Собираем МКПП и монтируем ее на автомобиль. 

Стоит подчеркнуть, что выполнять данную работу, не имея соответствующих знаний и навыков, лучше не стоит. Ошибки, допущенные при сборке, могут привести к серьезным неисправностям (вплоть до необходимости покупать новую коробку). Поэтому, если вы не уверены в своих силах, обратитесь в наш автосервис. Квалифицированные мастера заменят деталь совсем недорого и вернут автомобиль в тот же день.

Синхронизатор механической КПП, его неисправности и порядок замены

Синхронизатор в МКПП – что это за деталь?

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

Как работает синхронизатор?

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

Неисправности синхронизатора МКПП

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

Замена синхронизатора в механической КПП

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

  1. Очистите от грязи корпус МКПП.
  2. Демонтируйте кронштейн, предназначенный для троса сцепления.
  3. Снимите крышку, отвернув крепежные гайки.
  4. Отверните болт вилки и передвиньте муфту вниз таким образом, чтобы ее шлицы оставались сцепленными с шестерней.
  5. Включите верхнюю передачу.
  6. Снимите крепеж первичного вала. Это потребует достаточно серьезного физического усилия.
  7. Аналогичным образом освободите вторичный вал.
  8. 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.
  9. Извлеките синхронизатор, установите новую деталь, обработайте ее смазкой.
  10. 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.

Синхронизаторы МКПП

Синхронизатор необходим для бесшумной и плавной работы МКПП

Трансмиссия

Переключение передач в МКПП обеспечивается набором из шестерен, входящих в зацепление попарно. При этом одна шестерня из пары жестко закреплена на первичном валу, а вторая, обладающая способностью вращаться, находится на промежуточном валу коробки. Водитель, перемещая рычаг управления МКПП, вводит в зацепление то одну пару шестерен, то другую. Поскольку диаметр шестерен разный, при образовании пар меняется передаточное число, чем и обеспечивается ступенчатая регулировка скорости автомобиля. При разном диаметре шестерни обладают и разным количеством зубьев. Поэтому для того, чтобы можно было менять пары с участием разных шестерней, не останавливая автомобиль, была придумана конструкция, частью которой является синхронизатор.

Что такое синхронизатор

Для соединения шестерен в конструкции МКПП предусмотрены подвижные муфты, «подталкивающие» шестерни друг к другу. Однако для достижения зацепления вращающихся колес добиться их сближения мало – необходимо сделать так, чтобы они вращались с одинаковой скоростью. Только после этого зубья войдут в зацепление без шума и с первого раза. Чтобы уравнять скорости, было придумано и реализовано интересное техническое решение: торцу шестерни, которую необходимо ввести в зацепление, придают форму конуса, и помещают между ней и муфтой специальное кольцо с зубчатым венцом, которое и называют синхронизатором МКПП.

Какую работу выполняет синхронизатор

Муфта, приближаясь к шестерне, которую требуется ввести в зацепление, сначала входит в соприкосновение с синхронизатором. При дальнейшем движении муфта прижимает его к колесу. Возникает трение, и шестерня начинает разгоняться (если она вращалась медленнее, чем муфта), либо притормаживается вплоть до уравнивания скоростей вращения. Когда этот эффект достигнут, все три элемента неподвижны друг относительно друга, и их можно сцепить. Муфта продолжает движение вперед и давит на шестерню, придвигая ее к другой шестерне на другом валу, с которой ей предстоит сцепиться.

Появление синхронизированных коробок передач

В СССР несинхронизированными МКПП оснащались все довоенные модели (ГАЗ-А, ГАЗ-М-1) и часть послевоенных автомобилей («Победы» ГАЗ-М-20 первых выпусков, внедорожники ГАЗ-69). Синхронизаторы, а вместе с ними и синхронизированные коробки передач начали появляться в сороковые годы. При этом, поначалу синхронизаторами оснащали лишь высшие передачи – например, вторую и третью в конструкции ГАЗ-21 «Волга». Считалось, что при небольшой скорости движения, угадать момент переключения пониженной передачи при определенном навыке сможет любой водитель.

Из чего сделаны синхронизаторы

Чаще всего синхронизаторы делают из латуни или из стали. Металлические кольца формуют либо методом ковки, либо при помощи мощного пресса. При этом зубчатые венцы могут быть покрыты защитным напылением из молибдена, железа, меди. В современных коробках передач встречаются синхронизаторы, покрытые слоем карбона. Задача покрытия – снижать шум и обеспечивать высокое трение при соприкосновении с шестерней. Кольца с покрытием из карбона демонстрируют отличные характеристики, но их производство достаточно дорого, поэтому такие детали встречаются лишь в трансмиссиях спортивных автомобилей высшей бюджетной категории.

Интересные факты о синхронизаторах

Коробки, не оснащенные синхронизаторами, до сих пор используют в некоторых автомобилях, предназначенных для автоспорта. В частности, некоторые раллийные МКПП не синхронизированы, так как простота конструкции всегда оставляет шанс доехать до финиша, когда другие автомобили уже сошли с дистанции. Что же касается возможности переключения передач – опытный спортсмен оперирует несинхронизированной коробкой даже быстрее, чем синхронизированной. 

Советы по ремонту и техобслуживанию автомобиля

При покупке автомобиля большинство водителей отдают предпочтение транспортным средствам с механической трансмиссией. Привычная “механика”, действительно, более надежна и неприхотлива. Кроме того, при своевременном обслуживании ремонт такой системы не требует серьезных финансовых вложений.

И все же даже самая прочная коробка передач со временем изнашивается. Одной из самых распространенных неисправностей “механики” является хруст при включении передач. Сам автомобиль при этом из строя не выходит, но мириться с проблемой не стоит, ведь такое положение дел может привести к серьезной поломке в системе. Что делать, если посторонние звуки при перемещении селектора механической коробки передач появляются все чаще? Расскажем в этой статье.

Как распознать хруст в коробке передач: признаки

Зачастую посторонние звуки, а именно хруст, металлический скрежет или громкий треск возникают при переключении на одну из скоростей, либо во время торможения автомобиля. Как хрустит коробка передач, иногда удается услышать и при переключении рычага на нейтральную передачу.

В начале поездки при включении первой передачи издаваемый механизмом скрежет напоминает звучание педали не до конца выжатого сцепления. Примечательно, что странный треск может как исчезать, так и вновь появляться при переключении со второй передачи на первую при обычном снижении скорости.

Одновременно хруст может возникать при включении второй передачи и никак не проявляться при переходе на первую. Странный треск в этом случае связан с разгоном автомобиля и увеличением оборотов двигателя. Следует учитывать, что скрежет в коробке передач и другие признаки неисправности, скорее всего, не будут ощущаться при переключении на более высокие скорости. Таким образом, выявить проблему можно только в определенный момент времени работы механической коробки.


Скрип МКПП при переключении передачи: причины

Механическая коробка передач технически проще “автомата” и вариатора. Связано это с отсутствием в конструкции агрегата множества компьютерных систем, “умных” датчиков и контроллеров. Именно поэтому основной причиной большинства поломок коробки является износ деталей. Рассмотрим наиболее распространенные случаи выхода из строя механической КПП.

1. Неисправный синхронизатор

Устройство, обеспечивающее плавное переключение передач в результате регулировки скорости шестеренок, может быстро износиться из-за высокой нагрузки. Напомним, что до изобретения синхронизатора водители пользовались так называемой перегазовкой, значительно усложняющей процесс управления автомобилем. Вышедший из строя синхронизатор не способен контролировать скорость цепляющихся валов, отчего и возникает специфический хруст. Чаще всего это происходит только на одной из передач. 

2. Износ валов

Распознать поломку первичного и вторичного вала можно по хрусту во время движения авто и при переключении на разные передачи. Посторонние звуки свидетельствуют об истирании зубьев на шестеренках, нарушении соосности и поломки выжимного подшипника. Кроме того, скрежет может возникать по мере увеличения температуры. Часто переключение передач “на холодную” проходит бесшумно, а после прогрева масла в коробке, либо при перегреве появляется металлический хруст.

3. Низкий уровень масла в коробке передач

Случается так, что элементы КПП подвергаются механическому повреждению, либо изнашиваются по мере окончания их срока эксплуатации. В результате происходит разгерметизация узла, которая сопровождается утечкой масла. При подозрении на недостаток масла в системе, проверьте уровень смазки с помощью щупа. Кстати, у некоторых моделей современных машин коробка передач и внутренний шрус левого привода конструктивно соединены, поэтому масло зачастую вытекает.

4. Выход из строя корзины сцепления

Устройство корзины предполагает наличие так называемых лепестков, которые в результате продолжительной работы механизма изнашиваются или ломаются. В итоге диск сцепления функционирует некорректно, а передачи переключаются с заметным хрустом, хотя претензий к состоянию самой коробки в этом случае быть не должно.

5. Неполадки привода сцепления

В зависимости от того, тросовый или гидравлический привод использован в конструкции автомобиля, возможны как нарушение целостности самого троса, так и загрязнение трансмиссионной жидкости. Неправильное выключение сцепления не позволяет переключать скорости тихо и мягко даже при идеальном состоянии КПП. Подобная неисправность выдает себя при переключении всех передач в коробке.

Примечательно, что для некоторых бюджетных моделей современных авто хруст при смене передачи является нормой. Так задняя передача у таких машин спроектирована без синхронизатора, из-за чего при включении задней скорости до полной остановки автомобиля слышен металлический стук. Устранить проблему с помощью сервиса не получится. Перейти на заднюю скорость бесшумно возможно только после паузы и снижения скорости до нуля.


Ремонт МКПП при хрусте

При возникновении хруста в коробке передач, в первую очередь, стоит проверить уровень масла. Если смазочного материала достаточное количество, необходимо снять весь агрегат для диагностики сцепления. При отсутствии видимых проблем со сцеплением придется произвести разборку и дефектовку всей коробки. Устранение неполадок осуществляется путем замены вышедших из строя, изношенных деталей на новые.

Советы по эксплуатации

Хотите обеспечить долгую и беспроблемную эксплуатацию механической коробки передач Вашего автомобиля? Соблюдайте простые правила и не пренебрегайте регулярным техническим обслуживанием.

1. Замена масла. В сервисных книжках к большинству машин с механической коробкой передач указано, что трансмиссионное масло не нуждается в замене и рассчитано на весь срок эксплуатации автомобиля. Эта рекомендация породила множество споров, поскольку мастера сервиса настоятельно советуют менять масло каждые 80-100 тыс. км пробега. Очевидно, что металлические опилки и другие мелкие частицы накапливаются в системе в результате износа, а значит со временем коробка передач может “среагировать” на загрязнение. 

2. Правильный подбор передачи. Резкое переключение на низкие и высокие скорости может пагубно сказаться на техническом состоянии автомобиля в целом и МКПП в частности. В ходе подобной грубой эксплуатации нагрузка на трансмиссию растет и ее ресурс становится значительно меньше.

3. Нажатие на педаль сцепления. Правило, знакомое каждому водителю со времен автошколы, гласит: не выжимайте сцепление долго. Дело в том,что продолжительное нажатие вызывает дополнительную нагрузку на детали сцепления, подверженные износу. Не повторяйте чужих ошибок, берегите автомобиль!

При возникновении любых неполадок в работе систем Вашего автомобиля обращайтесь в официальные сервисные центры ГК FAVORIT MOTORS. Опытные мастера проведут тщательную диагностику и ремонт с использованием современного оборудования и качественных расходных материалов. Все работы выполняются точно в срок в соответствии с рекомендациями автопроизводителей.


По зубам: как сломать шестерни МКПП, и чем это чревато

Коробка передач: зачем и как

Детально разбирать устройство механической КПП не будем: о нем мы уже рассказывали. Однако «по верхам» пройдемся – для понимания процессов, влияющих на наш ремонт.

Итак, глобально КПП нужна для того, чтобы передать крутящий момент и мощность от двигателя в изменяемом диапазоне оборотов. Для изменения того диапазона используются пары шестерен с разным передаточным отношением – именно благодаря им вот те полторы тысячи оборотов «превратятся» в несколько десятков оборотов ведущих колес с одновременным повышением крутящего момента. Принцип похож на велосипедный: тронулись на малой звездочке, разогнались до 40 км/ч – и переключились на следующую пару шестерен с меньшим передаточным отношением, чтобы поехать ее быстрее. Таких переключений может быть 4 или 5 – современные МКПП, как правило, пяти- или шестиступенчатые.

Передача крутящего момента в КПП происходит непосредственно зацеплением этих самых шестерен. Шестерни располагаются на валах – существуют коробки двухвальные и трехвальные. У первых есть первичный (ведущий) и вторичный (ведомый) вал, у вторых крутящий момент передается с первичного вала на вторичный через дополнительный, промежуточный. Шестерни, расположенные на валах, находятся в постоянном зацеплении, но все пары, кроме той, что выбрана в качестве рабочей в конкретный момент, вращаются свободно. Для выбора же пары – то есть, включения той или иной передачи путем жесткого соединения шестерни и ведомого вала – придумали специальную муфту и назвали ее синхронизатором – подробнее о конструкции и проблемах синхронизаторов мы поговорим в следующем материале. Орудуя рычагом переключения передач из салона, вы через вилки включения и синхронизаторы подключаете ту или иную шестерню к ведомому валу и передаете, наконец, на него (а значит, и на колеса) крутящий момент от двигателя.

Поломки и диагностика

Вообще выйти из строя и износиться в коробке передач может всё – а починить это, как мы знаем, может быть весьма дорого и сложно. При этом МКПП куда более «скрытна», чем двигатель: узнать о серьезной поломке можно порой только после вскрытия. Поэтому при движении и переключении передач необходимо всегда прислушиваться ко всем звукам, исходящим со стороны коробки передач – и посетить сервис при появлении первых опасений.

Исключив из списка диагностики сцепление (о нем мы тоже расскажем отдельно), услышать из коробки можно только хруст или стуки, а увидеть – только произвольно возвращающийся из рабочего положения в нейтраль рычаг (проще говоря, «передача вылетает»). Последнее обычно связано с ослабшими фиксаторами или проблемами с синхронизатором. В первом же случае – это износ синхронизаторов, чрезмерный износ подшипников валов или поломка зубьев шестерен. И именно о шестернях-то мы сегодня и поговорим.

У них несколько потенциальных проблем: чрезмерный износ зубьев, сколы или поломка зубьев, износ игольчатых подшипников шестерен или износ стопорных колец, из-за которых могут сместиться втулки шестерен. Вообще сколы или повреждения зубьев – довольно редкое явление, так как они рассчитываются с большим запасом прочности. Но бывает и так, что коробку просто перегружают, сцепление при этом не пробуксовывает – и зубья не выдерживают.

Это может случиться и при перегреве коробки – например, из-за неправильно подобранного трансмиссионного масла или из-за его низкого уровня. Особое внимание следует уделить МКП зимой, в лютые морозы. Масло в картере коробки превращается во что-то, напоминающее мёд, поэтому сходу начинать движение не стоит – желательно постоять немного и подождать, пока масло хоть немного прогреется. Ощутить и понять это можно по более легкому перемещению рычага из положения в положение.

Возвращаясь к диагностике МКП, вспомним о звуках, доносящихся от нее. Стук или хруст может быть либо постоянным, либо проявляющимся только при переключении передач. В первом случае это, скорее всего, означает глобальную беду – разрушены шестерни или пришел конец подшипникам валов. Это хоть и редкость, но случается. Если же стук слышен только при переключении, то есть вероятность, что это либо износ синхронизаторов, либо пресловутые подшипники валов.

Попытаться выяснить это можно в движении, переключив коробку на следующую передачу с двойным выжимом сцепления: выжав сцепление, переводим рычаг в нейтраль, отпускаем сцепление, снова выжимаем и, включив следующую передачу, отпускаем. Если при выполнении этого «танца» стук пропадает, то велика вероятность чрезмерного износа синхронизатора.

Ремонтируем коробку передач

Итак, сегодня на «операционном столе» механическая коробка передач 02J производства концерна Volkswagen, которая была установлена на Skoda Octavia. По словам хозяина, единственной проблемой был какой-то стук при движении на первой передаче. Стук донимал, потому коробку привезли на «лечение».

Коробку привезли отдельно от автомобиля, наш мастер масло не сливал, и потому не видел его состояния. Подготовив инструменты и по мере сил и возможностей очистив корпус МКП от грязи, пыли и других посторонних предметов, мы приступили к разборке.

Выкрутив болты крепления, мы сняли заднюю крышку корпуса коробки передач, под которой находятся шестерни 5-й передачи. Одновременно с этим мастер дал первую оценку состояния масла. Выражалась эта оценка в сморщенной гримасе, что дало первый повод разволноваться хозяину.

Затем мы сняли опорный кронштейн коробки.

Чтобы разъединить корпус, необходимо снять синхронизатор включения пятой передачи, а также ведущую и ведомую шестерни.

Чтобы выкрутить болты крепления шестерен, потребовались специальные ключи – дорогие и редко встречающиеся в гаражах обычных автовладельцев.

Эти ключи – одна из причин того, почему в «домашних условиях» выполнять разборку МКП будет как минимум неудобно. Кроме того, производители очень любят элементы крепления под ключ Torx, потому без набора оных тоже не обошлось.

Выкручиваем болты крепления, чтобы снять вилку включения и выключения пятой передачи.

После снятия вилки нет никаких препятствий для демонтажа ведущей шестерни пятой передачи с вала вместе с синхронизатором. По идее, здесь тоже необходимо использовать специальный оригинальный съемник, но по случаю отсутствия его заменила пара солидных отверток – их установили поглубже под шестерню и рычажным движением сняли с вала.

Затем сняли и ведомую шестерню – это потребовало не меньше усилий, чем демонтаж ведущей.

После извлечения из коробки механизма выбора и включения передач мы принялись выкручивать все болты, какие только попадались под руку.

Не обошли стороной и фланцы крепления ШРУСов.

Выкрутив болт крепления и сняв один из них, мы обнаружили разломанное упорное кольцо. Продолжи хозяин кататься на машине и дальше – его в скором времени ждал бы еще один сюрприз.

Выкрутив наконец все болты крепления, которые были и снаружи, и внутри картера сцепления, мы сняли корпус коробки передач.

Вид, открывшийся нам, был весьма удручающим. Внутри коробки передач установлен магнит, предназначенный для сбора продуктов износа шестерен, валов и прочих металлических частиц. Так вот, этот магнит был полностью облеплен стружкой.

Ну а более детальный осмотр указал на главную причину стука на первой передаче: ужасающие сколы зубьев на ведущей и ведомой шестернях первой передачи.

Дальнейший осмотр выявил повреждения игольчатого подшипника вала шестерни передачи заднего хода. Предоставив отчет о ситуации владельцу, мы дали ему время подумать. Выбор, впрочем, был небольшим: либо замена коробки в сборе на контрактную ввиду отсутствия «здесь и сейчас» запчастей, либо все-таки ремонт, растянутый по времени.

Чтобы оградить владельца от неправильного выбора, мастер продолжил разборку и обнаружил последствия весьма жестоких условий эксплуатации данного агрегата.

Стало ясно не только то, что масло давно не менялось (на что указывали его цвет и консистенция), но и то, что его было недостаточно: в некоторых местах присутствовали следы нагара. В очередной раз убедившись в недостатке внимания, уделяемого КПП, мы извлекли из корпуса дифференциал с ведомым колесом главной передачи.

Важное примечание: если у читателя без опыта дело все же дойдет до самостоятельной разборки МКП, то пусть после извлечения этот герой пропустит через отверстия в корпусе дифференциала и полуосевых шестернях длинный соединительный болт с гайкой. Это необходимо, чтобы зафиксировать эти самые шестерни в одном положении – иначе они могут сместиться и добавить головной боли мастеру опытному, к которому придется в итоге везти дифференциал.

В нашем же случае судьба разобранного агрегата оказалась печальной: все вышеперечисленные проблемы склонили чашу весов к замене коробки на контрактную. Это неудивительно: сроки ремонта и возможные капиталовложения были слишком велики. В этот раз ремонт «не удался» – но уже в ближайшем будущем мы представим вашему вниманию отчет о капитальном ремонте, затрагивающем обмер синхронизаторов и подбор упорных колец валов МКПП.

Забота – это будущая экономия

Подводя итоги столь удручающей истории, можно сделать вполне ясные выводы относительно того, как сэкономить деньги, время и нервы. Не стоит полагать, что механическая КПП – это необслуживаемый агрегат. Такая процедура, как замена масла, должна быть базовой не только для «автоматов», но и для «механики»: ведь давно известно, что формулировка «масло на весь срок службы» фактически подразумевает лишь гарантийный пробег с дальнейшей утилизацией автомобиля целиком. Рассчитывая же проездить на автомобиле не одну сотню тысяч километров, стоит задуматься о его обслуживании заранее: забота о машине сегодня – это залог вашей собственной экономии завтра.

Опрос

А вы сталкивались с поломкой МКПП?

Всего голосов:

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.

Синхронизаторы с механической коробкой передач

101 | Блог TREMEC: Подключитесь

Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею в своей любимой социальной сети или сохраните копию на своем устройстве.

Синхронизаторы с механической коробкой передач 101

Можно поблагодарить синхронизаторы за быстрые плавные переходы что вы любите переключать свои передачи. Эти невоспетые герои в руководстве трансмиссии имеют решающее значение для качества и производительности переключения передач.

Мы хотим дать вам лучшее понимание того, как они работают и некоторые из ключевых технических достижений в синхронизаторах, которые мы используем в TREMEC трансмиссии.

Есть несколько вариантов конкретной конфигурации и компоненты, используемые в синхронизаторах, но эта основная функция одинакова.

Это компоненты, из которых состоит типичный узел синхронизатора. Эта особая конструкция используется в 5-ступенчатых трансмиссиях TREMEC T-5 и TKO.

В каждом блоке синхронизатора имеется три основных компонентов:

  • Ползунок, также называемый переключающей втулкой
  • Ключи, шарики или распорки, в зависимости от конкретного конструкция синхронизатора
  • Стопорные кольца, также называемые стопорными кольцами

В большинстве механических трансмиссий шестерни перемещаются на выходном валу и зацеплены с шестернями на промежуточном валу.Чтобы включить передачу, ползунок скользит над зубьями на одной из шестерен. Это блокирует шестерню на выходном валу и завершает поток мощности через передачу от двигателя к колесам.

Синхронизатор регулирует скорость вала и выравнивает шестерни. при переключении, чтобы ползунок мог сцепиться со следующей передачей.

В инструкции более одного синхронизатора в сборе коробка передач. Точное количество зависит от количества передач переднего хода в коробка передач.

Вот более детальный взгляд на работу синхронизатора при вы перемещаете рычаг переключения передач:

  1. Слайдеры нажимать на ключи синхронизатора, шарики или распорки, а те - на стопорное кольцо или запорное кольцо
  2. блокирующее кольцо прижимается к конусу шестерни, и трение вызывает вал скорости для выравнивания
  3. При равные скорости вала, шпонки и выемки в стопорном кольце выровнять
  4. Ползунок зацепление зубьев с зубьями по внешнему диаметру стопорного кольца
  5. зубцы на блокирующем кольце действуют как пандус для выравнивания, позволяя слайдеру зацепиться с зубьями на шестерне

Вы можете посмотреть, как работает процесс в этой анимационное видео.

Вы можете видеть блокиратор и фрикционные кольца TREMEC TR-6060 и Magnum слева и T-56 справа. Обратите внимание, что количество поверхностей трения определяет корзину как двойной или тройной конус.

Дальнейшее улучшение стандартной конструкции синхронизатора являются синхронизаторами с несколькими конусами, используемыми в 6-ступенчатых двигателях TREMEC Magnum. коробка передач. Конструкция с несколькими конусами увеличивает площадь трения. область, которую синхронизатор может использовать для синхронизации скоростей передачи, обеспечивая даже более быстрое переключение передач и повышение диапазона оборотов.

Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею в своей любимой социальной сети или сохраните копию на своем устройстве.

Синхронизатор передач - x-engineer.org

Транспортным средствам, оснащенным механическими коробками передач (MT), автоматизированными механическими коробками передач (AMT) и коробками передач с двойным сцеплением (DCT), необходимы синхронизаторы 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 передач 1-2 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), а скорость выходного вала будет равна нулю. Тем не менее, есть механические трансмиссии, которые имеют синхронизаторы передач и 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 входного вала
n OUT [об / мин] - частота вращения выходного вала
i 1 [-] - передаточное число, 1 st шестерня
i 2 [-] - передаточное число, 2 nd шестерня
i 0 [-] - передаточное число главной передачи (дифференциала)

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

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

На изображении ниже мы можем визуализировать поток мощности двигателя через передачи 1 и 2 .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 торможение с 3500 до 2573 об / мин.Если необходимо было выполнить переключение на пониженную передачу 2-1, входной вал должен был получить ускорение с 2573 до 3500 об / мин. Вот тут-то и вступают в игру синхронизаторы.

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. Самый 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

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

Изображение: Узел синхронизатора шестерен
Кредит: VW

Шестерня (1) установлена ​​на выходном валу коробки передач.Он может вращаться относительно вала (радиальное движение), но не может совершать осевое движение вдоль вала. Между зубчатым колесом и валом обычно находятся игольчатые роликоподшипники, облегчающие вращение.

Шестерня имеет встроенную «шестерню сцепления» с фрикционным конусом. Зубчатая передача сцепления состоит из стопорных зубьев и фрикционного конуса. Она называется муфтой , 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 втулки.

Изображение: Зубчатое колесо

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

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

Внутренняя поверхность кольца синхронизатора имеет резьбу или рисунок канавок для предотвращения образования 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. центр.

Блокирующие 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) фиксирующие 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 соединением.Он может двигаться в осевом направлении, но не вращаться относительно вала. Он содержит специальные канавки, 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 этапов, как показано на рисунок ниже.

Процесс синхронизации будет описан с помощью параметров:

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

Изображение: процесс синхронизации переключения передач

Фаза 1: Асинхронизация

Перед началом процесса переключения передач скользящая втулка удерживается фиксирующими элементами в среднем положении.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 снижается до нуля и кольцо синхронизатора немного поворачивается назад.

Этап 4: зацепление (поворот ступицы синхронизатора)

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

Фаза 5: зацепление (блокировка шестерни)

Скользящая муфта полностью вошла в стопорное зубчатое зацепление шестерни. Обратные конусы на зубьях скользящей втулки и стопорные зубья шестерни 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 видим, как положение скользящей муфты изменяется 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

В подходе синхронизатора (A ), вилка переключения (скользящая втулка) начинается из центрального положения и начинает двигаться к кольцу синхронизатора. Когда 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 (сила толкания). Усилие 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 - 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 передач. 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) больше не действует сила на вилке переключения, и шестерня остается на месте благодаря механической блокировке скользящей муфты с зубчатым колесом.

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

Усилие переключения передач (предоставлено 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 шлицев
    • зазор шестерни
    • размер паза втулки

Мощность синхронизатора ограничена

  • крутящий момент скользящей втулки, ступицы шестерни и зубчатого зацепления шестерни
  • вместимость фрикционного материала (скорость скольжения, поверхностное давление, трение мощность, работа трения) 9 0018
  • 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 одинаков для повышающей и понижающей передачи, но время переключения отличается .При переключении на более высокую передачу скорость первичного вала должна быть уменьшена. Поскольку между движущимися частями возникают потери на трение, замедление вала будет быстрее.

С другой стороны, при переключении 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 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 передач 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: Двухконусный синхронизатор (полный комплект)

  1. шестерня
  2. стопорное зубчатое зацепление
  3. игольчатый роликоподшипник
  4. внутренний конус
  5. двойной конус
  6. кольцо синхронизатора
  7. ступица шестерни
  8. скользящая втулка
  9. стопорные 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 приложений со средним и высоким крутящим моментом, опция 7 th Возможна скорость
  • Максимальный крутящий момент при малом весе
  • Готовность к системе Start-Stop (обнаружение передачи)
  • Гибкое передаточное отношение

Основные характеристики :

Параметр Значение Наблюдение
9048 Максимальный входной крутящий момент [Нм] 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 2 nd тройная шестерня конус
3 ряд шестерня сдвоенный конус
4 th до 6 th и шестерня заднего хода одинарный конус
другой

8

  • концепция постоянная передача на выходном валу
  • возможно применение полного привода
  • 7 th скорость возможна

Источник: Getrag

Видео - процесс синхронизации переключения передач

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

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Синхронизированная ручная трансмиссия, определяемая

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

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

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

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

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

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

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

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

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

1.Расцепление
2. Нейтраль
3. Обострение нейтрали
4. Предварительная синхронизация
5. Синхронизация
6. Синхронизация
7. Разблокировка блокировки
8. Зубчатый контакт
9. Полное зацепление

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

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

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

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

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

Расширенное управление переключением механизмов синхронизатора для безмуфтовой автоматической механической трансмиссии в электромобиле

Особенности

Представлена ​​концепция безмуфтовой автоматической механической трансмиссии для электромобиля.

Анализируются динамические характеристики синхронизатора и процесса синхронизации.

Предложена и утверждена надежная схема управления положением приводов переключения передач.

Abstract

С точки зрения улучшения управляемости и эффективности электромобиль, оснащенный автоматической механической коробкой передач, представляет собой значительную конструкцию. Однако обычные редукторные передачи обычно устанавливают автоматическое сцепление, которое требует гидравлической энергии в дополнение к проскальзыванию диска сцепления, вызывая некоторую потерю энергии, а также износ.По этой причине наша исследовательская группа предложила практический подход в отношении безмуфтовой автоматической механической коробки передач (CLAMT) и ее стратегии управления переключением передач для электромобиля. Для определения ключевых факторов, влияющих на переключение передач CLAMT, в этой статье была разработана динамическая модель трансмиссии CLAMT и проанализированы динамические характеристики синхронизатора трансмиссии во время каждой фазы переключения передач. Анализ показывает, что для переключения передач CLAMT не только требуется силовой двигатель с возможностью быстрого переключения режимов и точного регулирования скорости, но также требуется, чтобы приводы переключения имели возможность точной регулировки положения и высокую устойчивость к нагрузке переключения. вариации.Чтобы реализовать быстрое и точное управление переключением передач, ключевая технология, относящаяся к надежной схеме управления положением приводов переключения передач, была подробно описана и проверена на разработанном испытательном стенде CLAMT.

Ключевые слова

Электромобиль

Безмуфтовая автоматическая коробка передач

Управление переключением передач

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

Copyright © 2014 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые артикулы

Ссылки на статьи

Синхронизатор для ручной трансмиссии | многотельный.нетто

Мардеган Алессандро - [email protected]
обновлено в июле 2017 г.

Введение

Целью проекта является анализ механизма синхронизатора механической коробки передач. В литературе встречается много типов синхронизаторов:

  • Штифт (также известный как тип Кларка)
  • типа "Балукинг"
  • Рычаг
  • и т. Д.

Фиг.1

На фиг.1 представлен покомпонентный вид узла синхронизатора забивного типа; для дальнейших шагов детали называются, начиная слева:

  • Вал
  • Шестерня
  • Муфта синхронизатора
  • Кольцо синхронизатора
  • Ступица синхронизатора
  • Толкатель конуса синхронизатора или («фиксатор стойки»)
  • Кольцо синхронизатора (для зеркальной части механизма)
  • Муфта скольжения

(По следующей ссылке можно увидеть, как смонтировать сборку https: // youtu.be / CNz1COQIo38)

Принцип работы можно описать 8 основными шагами:

  1. Первый свободный ход: муфта перемещается в осевом направлении из нейтрального положения без значительного механического сопротивления и заставляет стопорную поверхность соприкасаться с поверхностью кольца синхронизатора. В этой фазе осевая скорость высока, а осевая сила низка.
  2. Начало синхронизации угловой скорости: сила фиксации создает момент трения, который заставляет кольцо вращаться в доступном пространстве в углублениях ступицы синхронизатора; масло между поверхностями конусов удаляется, а шлицевые фаски синхронизирующего кольца и втулки получают максимальную площадь контакта и высокий коэффициент трения .
  3. Синхронизация угловой скорости: Эта фаза завершается, когда шестерня, синхронизирующее кольцо и втулка имеют одинаковую угловую скорость. В противном случае равновесие осевых и тангенциальных сил, приложенных к шлицевым фаскам, препятствует продолжению процесса переключения передач.
  4. Вращение кольца синхронизатора: Кольцо синхронизатора, которое ранее было нагрето за счет рассеянной энергии трения, теряет тепло и застревает на конусе из-за уменьшения диаметра . Смещение втулки поворачивает синхронизирующее кольцо и шестерню сцепления, в то время как фаски остаются в контакте.
  5. Второй свободный ход: муфта движется вперед в осевом направлении до тех пор, пока не приблизится к шлицевым фаскам шестерни сцепления.
  6. Начало второй выпуклости: Поскольку между поверхностями фаски необходимо пробить масло, требуется увеличение осевого усилия для поддержания осевой скорости втулки. По мере выпуска масла эта осевая сила увеличивается. Это прекращается, когда составляющая тангенциальной силы на фаске достаточно высока, чтобы повернуть синхронизирующее кольцо, которое застряло в конусе .
  7. Вращение шестерни: Осевое усилие, необходимое для вращения шестерни, зависит от относительного положения шлицев втулки и зубчатых колес (получено в конце синхронизации, фаза 3)
  8. Окончательный свободный полет: шестерня включена.

(Курсив использован для темы, не рассмотренной в данной работе)

Настоящая система работает с маслом, и поверхность трения имеет определенный профиль с канавками, которые позволяют маслу стекать из зоны трения.В первом анализе для упрощения модели влияние канавок и взаимодействие масла не учитывалось. Основными силами, рассчитываемыми в этой модели, являются момент трения, момент блокировки и сила вилки.

Fork Force находится на скользящей втулке и дает ускорение этому телу. В фиксаторе стойки эта сила связана с силой пружины с:

Формула фиксатора амортизатора

Фиксатор амортизатора

Где µ sl = µ d = 0,16; φ = 60 °

Коэффициент динамического трения, предложенный в справке ADAMS, составляет µ d = 0,16; для дальнейшего изучения целесообразно заменить на µ d = 0,11 ÷ 0,14 согласно [2], [4].

Блокирующий момент или индексный крутящий момент (крутящий момент, который создается, когда зубья втулки взаимодействуют с зубьями кольца синхронизатора)

Физическая модель блокирующего момента

Формула блокирующего момента

Где µ с = µ d = 0,16; угол фаски зубьев: β = 45 °; R sl = 31 мм

Момент трения (момент, который может замедлить или ускорить синхронизирующую муфту, чтобы не учитывать относительную угловую скорость)

Физическая модель момента трения

Формула момента трения

Где µ c = µ d = 0,16; угол конуса: α = 7,5 ° по [2], [4]; Rc = 21 375 мм

Для большей ясности компоновка механизма приведена на рисунке ниже:

Схема расположения

Стрелки обозначают стыки между одним компонентом и другим.

С начала:

  • Поворотный шарнир между землей и валом
  • Исправить соединение между валом и ступицей синхронизатора
  • Поступательное соединение между скользящей муфтой и ступицей синхронизатора
  • Цилиндрический шарнир между кольцом синхронизатора и муфтой синхронизатора
  • Исправить соединение между муфтой синхронизатора и шестерней
  • Поворотный шарнир между шестерней и валом

Есть еще подсистема (т.е. Стопор амортизатора) из Synchonizer Cone Push, пружины и сферы

Соединения подсистем:

  • Поступательное соединение между толкателем конуса синхронизатора и ступицей синхронизатора
  • Поступательное соединение между толкателем конуса синхронизатора и сферой
  • Пружинное соединение c.o.m. конуса синхронизатора. Сферы

Счетчик Грублера:

6 д.о.ф * п - (R * m + T * o + C * p + F * q)

6 * 8 - (5 * 2 + 5 * 3 + 4 * 1 + 6 * 2) = 48 - (10 + 15 + 4 + 12) = 48-41 = 7 п.из.

  • ϑx: угол продольной оси вала
  • ϑx: угол продольной оси шестерни
  • ϑx: угол продольной оси кольца синхронизатора
  • Xсм: ок. М. x кольца синхронизатора
  • Xсм: ок. М. Координата x скользящей втулки
  • Xсм: ок. М. Координата x SynchConePush
  • Zcm: c.o.m. Координата z сферы

Цели

Динамическое моделирование выполняется многотельной программой ADAMS. Планируется запустить 3 типа динамического моделирования.Первый, где скорость вала такая же, как у шестерни. Во втором случае угловая скорость шестерни больше угловой скорости ступицы, а в третьем угловая скорость ступицы больше угловой скорости шестерни.

Система работает с инерционным свойством, например, когда скорость шестерни больше, чем скорость вала / ступицы, входными данными моделирования являются угловая скорость вала и угловая скорость шестерни, заданная как начальное условие.При таком выборе угловая скорость тел свободна в соответствии с динамикой, и только взаимодействие с другими телами может изменять относительную скорость. Геометрия модели учитывает только основные части механизма, поэтому инерция вала имеет большое значение для учета инерции уменьшения транспортных средств и всех вращающихся тел, сообщаемых валу. Аналогичное мышление для снаряжения; Инерция шестерни - это сумма геометрической инерции массы плюс член, который учитывает приведенную инерцию всех прямозубых шестерен.2.)

Через 0,01 с, когда переходный период закончился, к скользящей муфте прикладывается сила: F = 1550 * время + 15, и скользящая муфта может перемещаться и взаимодействовать с синхронизирующим кольцом, а фаза проходит от 2 до 8.

С помощью этого набора моделирования механизм может быть полностью охарактеризован, проверяя момент трения между кольцом синхронизатора и муфтой синхронизатора, блокирующий момент через зубья скользящей муфты и конус синхронизатора в фазе предварительной синхронизации.Также может быть оценено усилие скользящей муфты для обеспечения зацепления синхронизирующей муфты.

Задача моделирования

Основная проблема данной модели - выбор параметров контактных сил. Как правило, существует 6 контактных сил от твердого до твердого. ADAMS может работать с твердым и твердым контактом с помощью ударного или восстановительного метода.

Для модели удара (т.е. используемой в этой модели) есть 4 константы:

  • Жесткость
  • Показатель Кельвина-Фойгта
  • Демпфирование
  • Глубина проникновения

Значение адамов по умолчанию вычисляется с учетом тела:

  • К = 1.5 Н / мм
  • е = 2,2
  • C_max = 10 Н * с / мм
  • Глубина проникновения = 0,1

Параметры по умолчанию не подходят к модели и дают отказ, когда профиль зуба скользящей муфты сначала входит в контакт с внешней поверхностью диаметра кольца синхронизатора.

В первых 2 фазах есть несоответствие из-за неправильного параметра. В частности, когда втулка обнаруживает синхронизирующее кольцо, возникает ударная сила, которая не допускает относительного движения рассматриваемых тел.

Согласно Adams Help Solver можно использовать уменьшающую массу (M = M1 * M2 / (M1 + M2)) и с ее помощью можно рассчитать относительную жесткость и демпфирование.

Муфта скольжения / конус синхронизатора

  • M1 = 0,3 кг
  • M2 = 0,1 кг
  • M = 0,075 кг
  • K = 6000 Н / мм
  • C = 40 Н * с / мм

Муфта скользящая / синхронизатор

  • M1 = 0,3 кг
  • M2 = 0,1 кг
  • M = 0,075 кг
  • K = 6000 Н / мм
  • C = 40 Н * с / мм

муфта синхронизатора / конус синхронизатора

  • M1 = 0.1 кг
  • M2 = 0,1 кг
  • M = 0,05 кг
  • K = 10000 Н / мм
  • C = 50 Н * с / мм

Муфта скольжения / шарик

  • M1 = 0,3 кг
  • M2 = 0,01 кг
  • M = 0,0097 кг
  • K = 1000 Н / мм
  • C = 10 Н * с / мм

Ступица синхронизатора / конус синхронизатора

  • M1 = 0,3 кг
  • M2 = 0,1 кг
  • M = 0,075 кг
  • K = 6000 Н / мм
  • C = 40 Н * с / мм

Конус синхронизатора / конус синхронизатора

  • M1 = 0.01 кг
  • M2 = 0,1 кг
  • M = 0,009 кг
  • K = 1000 Н / мм
  • C = 10 Н * с / мм

Для глубины проникновения также есть некоторые трудности, после многих попыток лучшим решением будет дать значение 0,1 для всех корпусов, исключая синхронизирующее кольцо и синхронизирующий конус, с 0,01 pd и для первого обнаружения между муфтой и синхронизирующим кольцом с 0,3. pd. При увеличении глубины проникновения зазор модели увеличивается, исходя из этого соображения, его можно принять для первого осмотра.

Моделирование и анализ результатов

Для расчета используется метод GSTIFF-I3 с ​​контактным генератором по умолчанию с 600 узлами. I3 дает хороший результат с точки зрения вычислительного времени, но дает некоторые всплески из-за неограниченной скорости. Первый набор моделирования, в котором скорость вала равна скорости шестерни, используется для первого взгляда на эффективную работу модели. Решение может быть построено с помощью трех диаграмм: первый момент трения в зависимости от времени, блокирующий момент в зависимости от времени и момент трения в зависимости от Xc.утра скользящей втулки.

Угловая скорость передачи равна угловой скорости ступицы

Это единственный случай, когда значение не учитывается так много, потому что начальные угловые скорости одинаковы и нет никакого силового взаимодействия, кроме трения, поэтому выбросы вызваны решателем I3. В частности, когда относительная угловая скорость равна 0, муфта может перемещаться по синхронизирующему кольцу, и возникает большое ускорение, что приводит к большому скачку скорости.Это явление верно только качественно, но не количественно.

Симуляция, которая показывает истинность или ошибку модели, например, когда скорость шестерни больше, чем скорость ступицы (видео моделирования ниже).

Угловая скорость передачи больше угловой скорости ступицы

Можно заметить, что t = 0,0586 соответствует времени, когда относительная угловая скорость шестерни и ступицы равна 0; Δt = 0,0486 с. Чтобы оценить средний крутящий момент для сравнения с теоретическими данными, можно использовать средние интегралы теоремы, как показано на следующих рисунках.

Для момента трения (TX):

Угловая скорость передачи момента трения превышает угловую скорость ступицы

Блокирующий момент (TI):

Угловая скорость редуктора крутящего момента блокировки больше угловой скорости ступицы

Усилие скользящей муфты (Фс_с):

Усилие скользящей муфты

Усилие вилки (FX):

Усилие вилки

Когда угловая скорость ступицы больше скорости вала, в этом случае Δt = 0,05 с:

Угловая скорость ступицы больше угловой скорости шестерни

Для момента трения (TX):

момент трения

Блокирующий момент (TI):

Блокирующий момент

Усилие вилки (FX):

Усилие вилки

Данные моделирования сведены в таблицу ниже:

РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Vel_Gear_gr_Vel_Hub

Vel_Hub_gr_Vel_Gear

∫TX * dt [Н * мм * с]

Δt [с] ∫TX * dt [Н * мм * с]

Δt [с]

90

0,0486 107

0,05

Tx_avg [Н * мм]

1851 852 Tx_avg [Н * мм]

2140 000

Относительная погрешность [%]

11 765 90 482 Относительная погрешность [%]

4 902

∫TI * dt [Н * мм * с]

Δt [с] ∫TI * dt [Н * мм * с]

Δt [с]

62

0,0486 87

0,05

TI_avg [Н * мм]

1275 720 90 482 TI_avg [Н * мм]

1740 000

Относительная погрешность [%]

36 148 90 482 Относительная погрешность [%]

28 780

∫Fs_s * dt [Н * мм * s]

Δt [с] ∫Fs_s * dt [Н * мм * s]

Δt [с]

3,2343

0,0486 3,38

0,05

Fs_s_avg [N]

66 549 90 482 Fs_s_avg [N]

67 600

Относительная погрешность [%]

25 227 90 482 Относительная погрешность [%]

21 858

∫FX * dt [Н * мм * с]

Δt [с] ∫FX * dt [Н * мм * с]

Δt [с]

2,8665

0,0486 3,42

0,05

FX_avg [N] 58,981 FX_avg [N]

68 400

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Случай: угловая скорость шестерни больше угловой скорости ступицы

  • TX = 2099 Н * мм
  • TI = 1998 Н * мм
  • FX = 89 002 N

Случай: угловая скорость ступицы больше угловой скорости шестерни

  • TX = 2040 Н * мм
  • TI = 2443 Н * мм
  • FX = 86510 Н

Заключение

Модель может предсказать реальный случай механизма синхронизатора с ограничениями из-за параметров контактных сил.Это ограничение можно отнести к геометрии, потому что во всей литературе процесс синхронизации хорошо известен, но не так много механических моделей для бесплатной консультации. Это большой предел, но хорошие результаты показывают, что основные параметры выбраны правильно.

Во втором случае не учитывается влияние потока масла и геометрии канавок. Эти два аспекта, безусловно, влияют на модель.

Еще одна сторона, требующая улучшения, - это вычислительный метод с использованием алгоритма SI2; которые дают более гладкое решение с точки зрения ограничений скорости.Другим аспектом является поведение синхронизирующего конуса, синхронизирующей муфты и скользящей муфты при напряжении и деформации, которые могут быть разработаны в будущем анализе.

Разница между расчетным решением и теоретической моделью составляет до 10%, но фаза механизма синхронизатора хорошо различима без остановки и повторного запуска моделирования. Этот аспект позволяет утверждать, что модель верна, несмотря на 10% погрешность момента трения (т.е. основной параметр для сравнения).

Список литературы

[1] Ана Пастор Бедмар, «Процессы синхронизации и механизмы синхронизатора в механических трансмиссиях», магистерская работа по международной магистерской программе по прикладной механике, 2013 г.

[2] Оттмар Бэк, «Основы синхронизаторов», Хербигер, январь 2013 г.

[3] Умеш Вазир, «Синхронизаторы с механической коробкой передач - обзор», Машиностроение, Университет нефти и энергетики ADE, Бидхоли, Дехрадун, 248 007, Уттаракханд, Индия, сентябрь 2013 г.

[4] Даниэль Хэггстрем, «Синхронизация трансмиссий тяжелых грузовиков». Лицензионная работа, Отдел машиностроения, Королевский технологический институт KTH, SE-100 44 Стокгольм, 2016

[5] Проф.М. Массаро, «Контактные лекции» Моделирование и моделирование механических систем A / A 2016/17 Università degli Studi di Padova, 2017

Общие проблемы с механической коробкой передач | Специалисты по трансмиссии говорят

Проблемы с механической коробкой передач могут возникнуть из-за большого пробега, неправильного обращения или отсутствия надлежащего обслуживания, однако они довольно редки. Большинство проблем с механической трансмиссией возникает не из-за самой трансмиссии, а из-за связанных деталей, таких как узел сцепления, рычажный механизм или трансмиссия: детали, которые передают крутящий момент от трансмиссии к колесам.Кроме того, как мы обсудим ниже, симптомы, которые, по всей видимости, возникают из-за трансмиссии, могут возникать из-за несвязанных компонентов автомобиля.

Диагностика проблемы

Ключом к диагностике проблемы с механической коробкой передач является сбор подробных данных о реальной проблеме. например, возникает ли проблема только на одной из передач, только на точной скорости, только при повороте, только при переключении на пониженную передачу или после обслуживания сцепления или другого компонента трансмиссии? Вы можете почувствовать вибрацию? Вы слышите лязг или скрежет?

Признаки неисправной коробки передач

Вот некоторые симптомы, указывающие на изношенную коробку передач, и все они мы обсудим ниже:

  • Странные звуки (жужжание, визг, стук или стук)
  • Шум шлифования
  • Трансмиссия выскакивает из передачи (на нейтраль)
  • Затруднение переключения передач
  • Автомобиль застрял на одной передаче
  • Автомобиль, у которого не включается передача
  • Утечка трансмиссионного масла

Это руководство поможет вам определить источник этих проблем.Вам нужно будет изучить больше и иметь в виду, что конфигурации механической коробки передач могут изменяться от одной модели к другой.

Помните, что в этом руководстве рассматриваются только симптомы, возникающие от самой механической коробки передач (или коробки передач). Некоторые симптомы, которые могут возникать в коробке передач, на самом деле исходят от сцепления (или другой системы), и наоборот.

  1. Странные шумы, которые может исходить от коробки передач

Наиболее частой причиной громкой трансмиссии является низкий уровень масла, из-за которого шестерни или внутренний узел гудят или гудят.Если для громкой трансмиссии достаточно масла, смазка также может быть загрязнена металлической стружкой или частицами. Недостаточное количество или загрязненное масло может привести к появлению шума в некоторых или всех передачах трансмиссии, однако, если вы слышите шумы в конкретной передаче, зубья этой шестерни или синхронизатор также могут быть изношены или сломаны.

Источники внутри коробки передач, которые могут вызывать шум:

  • Изношенный синхронизатор
  • Шестерни на приводе спидометра
  • Несоосная трансмиссия
  • Изношенный или сломанный подшипник первичного вала, если ваша трансмиссия издает шум только на нейтрали (иногда звук удара)
  • Шестерни изношены
  • Проблемы с направляющим подшипником выходного вала
  • Металлическая стружка в масле

Некоторые шумы, которые кажутся исходящими от передачи, на самом деле исходят извне, хотя, возможно, связаны с ними.Например, если вы слышите стук при ускорении или замедлении, проверьте первую на наличие этих проблем, прежде чем обвинять трансмиссию:

  • Ослабленная или сломанная опора двигателя или трансмиссии
  • Изношен или сломан внутренний ШРУС ведущего моста
  • Проблемы с корпусом дифференциала
  • Шумы, возникающие при повороте, могут указывать на проблему с ШРУСом. Стук при движении на малых скоростях может исходить от картера дифференциала или от ШРУСа.
  1. Трансмиссия издает шлифовальный шум

Проблемы с трансмиссией также могут быть обнаружены по скрежету. Скрежетание может исходить от столкновения шестерен. Столкновение может произойти из-за проблем со связью, таких как износ или необходимость регулировки. Другими потенциальными источниками вполне могут быть изношенный или сломанный синхронизатор, вилка переключения передач или валы направляющих и подшипников. Если вы слышите стук шестерен только при переключении на пониженную передачу, проблема может быть в синхронизаторе (слишком большой люфт на конце выходного вала).Однако скрежет также может исходить от фрикционной муфты.

  1. Коробка передач переходит в нейтральное положение

Это обычная проблема изношенных трансмиссий. Вы включаете передачу, и трансмиссия выключается. Опять же, помимо изношенной трансмиссии, могут быть и другие причины этой проблемы. Распространенная проблема - изношенное, растянутое или неправильно отрегулированное рычажное устройство переключения передач. Растянутая тяга может быть вызвана сломанным двигателем или опорой трансмиссии.внешняя связь может изнашиваться, расшатываться и неправильно регулироваться, что приводит к выскакиванию передачи из коробки передач. ищите ржавчину и заед. вы можете попытаться отрегулировать связь. однако в большинстве случаев вам потребуется перестроить или заменить эту часть сборки.

Возможно, вы имеете дело со слабой или сломанной пружиной в штанге переключения передач. В рычажном механизме переключения передач пружина является частью подпружиненного шара, который блокирует передачу в трансмиссии. Если мяч выскальзывает из выемки, передача может выскочить.Кроме того, вы можете иметь дело с изношенным направляющим подшипником (зазор вызывает вибрацию первичного вала, что приводит к перемещению вилок переключения передач или синхронизаторов). У вас могут быть проблемы с изношенным синхронизатором, вилкой переключения передач или другими внутренними деталями.

Другие возможные причины, о которых следует помнить:

  • Ослабленная или смещенная трансмиссия (возможно, после обслуживания)
  • Несоосность корпуса сцепления
  • Свободная крышка рычага переключения передач
  • Изношенные зубья шестерни
  1. Трудно переключить передачи

Эта проблема возникает, когда вам трудно переключить рычаг переключения с одной передачи на другую.Обычно это указывает на проблему с ослабленным соединением, изношенными тросиками переключения передач или изношенными подшипниками.

Другие причины, по которым переключение передач затруднено механической коробкой передач, включают:

  • Изношенные или незакрепленные внутренние детали (вилка переключения, рычаги, валы)
  • Низкий уровень масла (или неправильный сорт масла)
  • Несоосная трансмиссия
  • Проблемы синхронизатора
  1. Коробка передач заклинивает в передаче

Вы можете заметить, что вы просто не можете выключить передачу.Этот симптом может означать:

  • Низкий уровень масла или неправильный сорт масла
  • Проблемы с рычажным механизмом или переключателем в сборе. поиск неисправностей, износа или повреждений штоков, втулок или рычагов переключения.
  • Внутренние компоненты: планка переключения передач, фиксаторы, вилки или застрявшая втулка синхронизатора
  • Зубья ведущей шестерни изношены или сломаны
  • Застряла переключающая рейка
  • Несоосная трансмиссия
  1. Коробка передач не включается

Если у вас возникли проблемы с включением передачи, проверьте рычаг переключения передач на предмет регулировки, ослабления или повреждений.Однако имейте в виду, что отказ от включения передачи также может быть вызван сцеплением, если сцепление не выключается полностью или возникают другие проблемы. Возможно, потребуется регулировка сцепления.

  1. Утечка из трансмиссии

Утечки в МКПП часто вызывают:

  • Плохие или изношенные уплотнения или прокладки
  • Сломанный корпус или деталь
  • Ослабленные болты

Чтобы убедиться в наличии утечки, сначала проверьте картер коробки передач и уровень масла.Если оно протекает после того, как вы только что заменили масло, возможно, вы залили слишком много масла. Проконсультируйтесь с вашим местным техническим специалистом Eagle Transmission.

Разница между синхронизированным и несинхронизированным переключением передач 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 ручным переключением передач. механическая коробка 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.

Это было замечательное развитие 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 автомобилем с механической коробкой передач. несинхронизированная коробка 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 коробки передач), которая требовала от водителя больших усилий и навыков. Он включал коробку передач со скользящей зацеплением, и водителю нужно было тщательно рассчитывать время переключения передач, чтобы гарантировать, что шестерни вращаются с одинаковой скоростью, что было нелегким делом. 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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *