Как работает синхронизатор в коробке передач: Как работает синхронизатор в коробке передач

Как работает синхронизатор в коробке передач

Синхронизатор КПП: устройство и принцип работы

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

Назначение синхронизатора

Общий вид синхронизатора

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

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

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

Конструкция синхронизатора

Синхронизатор состоит из следующих элементов:

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

Устройство синхронизатора

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

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

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

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

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

Принцип работы синхронизатора КПП

Схема работы синхронизатора

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

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

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

Ресурс синхронизатора

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

Самостоятельно выявить неисправность узла можно по следующим признакам:

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

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

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

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

Синхронизатор коробки передач – 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!

Синхронизатор — Энциклопедия журнала «За рулем»

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

Устройство синхронизатора

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

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

Работа синхронизатора

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

Практика управления автомобилем с синхронизированной МКП

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

Синхронизаторы заднего хода

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

Устройство и принцип работы синхронизатора КПП

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

как работает и почему ломается

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

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. 

устройство, назначение и принцип работы

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

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

Содержание статьи

 Как устроен синхронизатор коробки передач

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

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

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

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

Устройство синхронизатора предполагает наличие таких элементов:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Принцип работы синхронизатора КПП

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

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

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

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

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

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

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

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

Читайте также

Gear synchro — x-engineer.org

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

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

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

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

Зачем нужны синхронизаторы передач?

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

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

где:

n _IN [об / мин] — частота вращения первичного вала
n _OUT [об / мин ] — частота вращения выходного вала
i ₁ [-] — передаточное число 1 ^st шестерня
i ₂ [-] — передаточное число 2 ^nd шестерня
i ₀ [-] — передаточное число , главная передача (дифференциал)

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

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

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

Изображение: процесс переключения передач (1-2)

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

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

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

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

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

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

Изображение: Схема коробки передач с названиями компонентов

Как работает синхронизатор передач?

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

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

• одноконусный синхронизатор
• двухконусный синхронизатор
• трехконусный синхронизатор

Изображение: простой конусный синхронизатор
Кредит: VW

1. шестерня
2. кольцо синхронизатора
3. кольцевая пружина
4. стопорный элемент (стойка)
5. ступица синхронизатора (корпус)
6. скользящая муфта

Изображение: Узел синхронизатора шестерен
Кредит: VW

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

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

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

Изображение: Шестерня

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

Кольцо синхронизатора вместе с фрикционным конусом зубчатого колеса образуют «коническую муфту», которую можно включать и выключать посредством скольжения.

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

Изображение: Кольцо синхронизатора

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

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

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

Изображение: Ступица синхронизатора

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

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

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

Изображение: Скользящая муфта

Фазы синхронизации передач

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

Процесс синхронизации будет описан с помощью параметров:

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

Изображение: Процесс синхронизации переключения передач

Фаза 1: Асинхронизация

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

Фаза 2: Синхронизация (блокировка)

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

Фаза 3: Разблокировка (повернуть назад кольцо синхронизатора)

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

Фаза 4: зацепление (поворот ступицы синхронизатора)

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

Этап 5: Привлечение (блокировка передач)

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

Контроль положения включения передачи

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

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

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

Изображение: Управление положением переключения передач

Подход к синхронизатору 000 A), вилка переключения (скользящая муфта) начинается с центрального положения и начинает двигаться в направлении кольца синхронизатора. Если положение вилки переключения передач остается постоянным (P ₁ ) после перемещения, это означает, что кольцо синхронизатора ударилось о фрикционный конус шестерни.

На этом этапе контролируется положение (скорость) вилки переключения, а не сила переключения передач (толкающая сила). Сила переключения обычно составляет около 60–120 Н.

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

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

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

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

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

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

Усилие переключения передач (кредит: Hoerbiger)

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

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

Мощность синхронизатора ограничена

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

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

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

где:

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

Уменьшение усилия переключения на втулке может быть выполнено следующим образом:

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

Время переключения передач

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

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

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

Двухконусный синхронизатор

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

+

Изображение: Двойной конус синхронизатора (комплект)

1. Шестерня
2. замок зубчатая
3. подшипник ролика иглы
4. внутренний конус
5. двойной конус
6. блокирующее кольцо
7. шестерни ступицы
8. скользящие втулки
9. запирающие элементы

Пример механической коробки передач с различными механизмами синхронизации

Коробка передач Getrag Manualshift 6MTI550.

Изображение: Механическая коробка передач Getrag 6MTI550

Ключевые преимущества :

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

Основные характеристики :

nd 40 тройная шестерня конус другие 9000

• концепция постоянная передача на выходном валу
• возможен полный привод
• 7 ^th возможна скорость

Параметр	Значение	Наблюдение
Максимальный входной крутящий момент	возможен более высокий крутящий момент
Вес [кг]	44	сухой, без двухмассового маховика (DMF)
Установочная длина [мм]	630	для длины сцепления 156 мм
Передаточное число [-]	5. 5 — 6,9	> 7 также возможно
Межосевое расстояние [мм]	88
Механизм синхронизации
1 st и 2
3 ряд шестерня	двойной конус
4 th до 6 th и шестерня заднего хода	одинарный конус

Источник: Getrag

Видео — процесс синхронизации переключения передач

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

Не забудьте поставить лайк, поделиться и подписаться!

.

Разница между синхронизированной и несинхронизированной передачей в механических коробках передач

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

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

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

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

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

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

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

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

.

Что такое синхронизаторы механической коробки передач?

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

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

Объявление

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

.Руководство по трансмиссии

: все, что вам нужно знать

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

.

Как работает механическая коробка передач? Объясняется легко!

]]]]>]]>

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

Что такое механическая коробка передач? (Рычаг переключения передач)

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

Что такое МКПП?

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

Различные детали механической коробки передач

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

Различные компоненты механической коробки передач.

1. Сцепление и педаль сцепления

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

2. Маховик

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

3.Селекторная вилка и втулка

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

4. Синхронизаторы

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

ПОДРОБНЕЕ:

5.Промежуточный вал и выходной вал

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

6. Шестерни

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

Рабочий механизм механической коробки передач.

Как работает механическая коробка передач?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

.

Распространенные проблемы с коробкой передач в автомобилях и почему они возникают

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

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

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

Диагноз:

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

Также читайте: Как продлить срок службы сцепления автомобиля

Распространенные проблемы с коробкой передач автомобиля: жидкость под автомобилем

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

Диагноз:

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

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

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

Диагноз:

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

Распространенные проблемы с коробкой передач автомобиля: пробуксовка передач

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

Диагноз:

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

Распространенные проблемы с коробкой передач в автомобиле: запах гари

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

Диагноз:

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

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

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

Диагноз:

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

.

Принцип работы синхронизатора коробки передач

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

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

а) – Устройство синхронизатора:

1) – Вилка;

2) – Муфта;

3) – Шестерня;

4) – Ступица;

5) – Пружины;

6) – Сухарики;

7) – Блокирующие кольца;

8) – Зубчатый венец;

б) – Схема сил, действующих при работе синхронизатора.

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

На [рис. 1, б)]:

(N) – нормальная реакция;

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

(P) – сила, препятствующая включению передачи;

(F) – сила трения.

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

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

17*

Похожие материалы:

Синхронизатор коробки передач — как устроен и как работает

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

Синхронизированные КПП, что это означает

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

Зачем нужен синхронизатор коробки передач

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

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

Принцип работы синхронизатора коробки передач

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

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

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

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

Виды износов шестерён синхронизаторов и обслуживание коробки передач

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

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

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

carextra.ru

Принцип действия синхронизатора

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

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

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

Синхронизаторы коробки передач: устройство, как работает

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

Устройство синхронизатора

Синхронизатор КПП в сборе

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

Схема синхронизатора

Стрелкой указано положение синхронизатора

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

Синхронизирующий прибор включает в свой состав следующие приспособления:

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

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

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

Работа синхронизатора механической коробки передач

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

Принцип работы синхронизатора

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

Ремонт синхронизатора

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

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

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

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

prokpp.ru

Синхронизатор КПП, устройство, конструктивные особенности

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

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

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

Конструкция синхронизатора

Устройство синхронизатора

Синхронизатор состоит из следующих элементов:

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

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

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

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

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

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

Многоконусные синхронизаторы, для чего их устанавливают в КПП

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

Синхронизатор коробки передач: принцип работы

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

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

Что такое синхронизатор КПП

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

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

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

Неисправности синхронизатора и способы их устранения

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

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

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

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

Поломка синхронизатора второй передачи ВАЗ 2109

Синхронизатор в процессе эксплуатации подвергается естественному износу. Первые признаки износа синхронизатора распознаются при включении соответствующей передачи. Так, например, на автомобиле ВАЗ 2109 самой распространенной неисправностью коробки передач является выход из строя синхронизатора второй передачи.

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

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

Для чего нужны синхронизаторы коробки передач?

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

Устройство синхронизатора

Синхронизатор КПП в сборе

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

Схема синхронизатора

Стрелкой указано положение синхронизатора

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

Синхронизирующий прибор включает в свой состав следующие приспособления:

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

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

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

Работа синхронизатора механической коробки передач

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

Принцип работы синхронизатора

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

Ремонт синхронизатора

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

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

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

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

 

Источник

Еще никто не прокомментировал новость.

Синхронизаторы коробки передач

Синхронизатор КПП: устройство и принцип работы

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

Назначение синхронизатора

Общий вид синхронизатора

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

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

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

Конструкция синхронизатора

Синхронизатор состоит из следующих элементов:

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

Устройство синхронизатора

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

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

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

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

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

Принцип работы синхронизатора КПП

Схема работы синхронизатора

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

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

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

Ресурс синхронизатора

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

Самостоятельно выявить неисправность узла можно по следующим признакам:

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

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

Продлить срок службы синхронизатора и КПП в целом поможет соблюдение следую

Синхронизатор — Энциклопедия журнала «За рулем»

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

Устройство синхронизатора

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

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

Работа синхронизатора

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

Практика управления автомобилем с синхронизированной МКП

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

Синхронизаторы заднего хода

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

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!

устройство, назначение и принцип работы

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

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

Содержание статьи

 Как устроен синхронизатор коробки передач

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

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

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

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

Устройство синхронизатора предполагает наличие таких элементов:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Принцип работы синхронизатора КПП

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

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

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

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

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

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

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

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

Читайте также

Синхронизатор коробки передач — как устроен и как работает

Как работает синхронизатор коробки передач? Новый вопрос, а для кого-то и новый термин — синхронизатор.

Да друзья, были времена, когда переключение передач на автомобиле было процессом комплексным, и, можно сказать, практически ювелирным.

Но, благодаря человеческой лени, являющейся двигателем прогресса, мы получили машины, которые не требуют лишних действий со стороны водителя и всячески упрощают процесс езды.

И речь пойдет даже не о модных автоматических коробках, а о старых, проверенных временем «механиках». Чтобы облегчить нашу с вами водительскую жизнь, в те еще «доавтоматные времена» и был придуман синхронизатор коробки передач.

В этой статье нам предстоит выяснить как он работает, как устроен и что вообще происходит во время переключения скоростей.

Синхронизатор коробки передач

Нужно сказать, что синхронизатор коробки передач – это устройство не из самых простых, хотя в нём нет ни капли электроники, а время его срабатывания занимает доли секунды.

В былые времена для переключения скорости в машине необходимо было несколько раз выжимать сцепление – одно нажатие отключало коробку от коленвала, а второе наоборот, подключало её обратно.

Понятное дело, что такая процедура не слишком удобна и от неё необходимо было каким-то образом избавиться. Помогла физика, механика и точный инженерный расчёт, в симбиозе которых и родился синхронизатор.

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

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

В недрах коробки передач

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

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

Работает это следующим образом. Центральным элементом конструкции выступает ступица. Снаружи и внутри у неё имеются шлицы, благодаря которым она присоединяется к вторичному валу КПП и муфте включения.

По валу ступица может передвигаться в разные стороны. Помимо шлицов на ней находятся пазы, в них вставлены подпружиненные сухари.

Не менее важной деталью является муфта включения, её, кстати, часто называют просто муфтой синхронизатора. В её функции входит жёсткое соединение валов и шестерней.

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

За синхронизацию частоты вращения отвечает блокирующее кольцо – пока вал и шестерня не будут вращаться с одной скоростью, оно препятствует замыканию муфты.

Кольцо имеет довольно сложную поверхность для взаимодействия с фрикционным конусом шестерни и муфтой включения. Помимо этого у него имеются пазы для сухарей ступицы.

Физика процесса синхронизации скоростей вращения завязана на трении. Оно возникает между блокирующим кольцом и конусом шестерни во время переключения передачи.

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

Пока скорости вращения разные, жёсткое соединение вала и шестерни невозможно, но как только они выравнялись, блокирующее кольцо отпускает муфту и она аккуратно входит в зацепление с венцом шестерёнки – переключение передачи завершилось.

Стоит отметить, что весь этот процесс занимает доли секунды и практически незаметен для водителя, но крайне важен для КПП и нашего с вами комфорта управления автомобилем.

Ну вот, уважаемые автолюбители, мы и познакомились с устройством и теперь знаем что такое синхронизатор коробки передач.

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

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

Синхронизатор коробки передач

Современные роботизированные и механические коробки передач производители делают синхронизированными. Это означает, что для включения передачи предварительно осуществляется выравнивание частоты вращения вала и шестерни. Для этих целей в конструкции коробки передач предусмотрено специальное устройство – синхронизатор. Кроме плавного переключения передач, синхронизатор обеспечивает ряд других функций: минимизирует износ механического соединения, снижает шум при переключении, что, в свою очередь, позволяет продлить эксплуатационный срок коробки передач.

В легковом автотранспорте синхронизаторами оснащаются абсолютно все передачи, в частности передачу заднего хода. Принцип работы данного устройства основан на использовании сил трения при выравнивании скоростей. Чем выше разница в частотах вращения вала и шестерни, тем больше должна быть величина силы трения для их синхронизации. Для реализации данного условия увеличивают площадь поверхности соприкосновения путем установки дополнительных фрикционных колец.

Особенности устройства синхронизатора

Конструкция синхронизатора включает следующие элементы: ступица с сухарями, блокирующее кольцо, муфта включения, шестерня с фрикционным конусом. Стоит отметить, что для обслуживания двух передач (шестерен) используется один синхронизатор.

Основой синхронизатора выступает ступица. Данный элемент имеет внутренние и наружные шлицы. Посредством внутренних шлицев осуществляется соединение с вторичным валом коробки передач и появляется возможность перемещаться по оси в разные стороны. С помощью наружных шлицев ступица соединяется с муфтой включения.

По окружности ступицы под углом 120° имеются три паза. В эти пазы помещаются подпружиненные сухари. В синхронизаторе сухари нажимают на блокирующее кольцо при включении передачи и блокируют муфту на этапе синхронизации.

За жесткое соединение вала и шестерни отвечает муфта включения (муфта синхронизатора). Она насажена на ступицу. Конструкцией муфты предусмотрены внутренние шлицы, на которых выполнена кольцевая проточка для размещения выступов сухарей. Снаружи муфта соединяется с вилкой коробки передач.

Блокирующее кольцо – это элемент, который обеспечивает синхронизацию и не позволяет муфте замкнуться до момента выравнивания скоростей вала и шестерни. Внутренняя сторона блокирующего кольца имеет поверхность в виде конуса – она взаимодействует с фрикционным конусом шестерни. На наружной стороне блокировочного кольца предусмотрены шлицы, посредством которых осуществляется блокировка муфты включения.

Торцевая поверхность кольца со стороны ступицы имеет три паза для входа в них сухарей ступицы. Благодаря пазам исключается возможность прокручивания кольца при соприкосновении с фрикционным конусом. Размер пазов превышает размер сухарей в 1,5 раза. Встречаются и другие конструкции синхронизаторов, при которых пазы выполнены на ступице, а выступы на блокирующем кольце.

Для снижения усилия при переключении передач и увеличения поверхности соприкосновения используются двухконусные и трехконусные синхронизаторы. К примеру, в трехконусном синхронизаторе, кроме блокирующего (наружного) кольца, дополнительно применяются внутреннее кольцо и промежуточное кольцо. Чтобы исключить проворачивание, на кольцах предусмотрены выступы, которые крепятся в пазах блокирующего кольца и шестерни.

Конструкция трехконусного синхронизатора позволяет создавать три поверхности трения: между конусом шестерни и внутренним кольцом, между внутренним и промежуточным кольцом, между промежуточным и блокирующим кольцом. Необходимо отметить, что в одной коробке передач могут использоваться синхронизаторы с разным числом конусов.

Принцип действия синхронизатора

Когда рычаг коробки передач находится в нейтральном положении, муфты синхронизаторов занимают среднее положение, шестерни на ведомом валу вращаются свободно, не передается поток мощности.

Когда включается передача, вилка выводит муфту синхронизатора из среднего положения и передвигает ее в сторону шестерни. Также, с муфтой сдвигаются сухари, воздействующие на блокировочное кольцо. Кольцо прижимается к конусу шестерни. В следствие этого на поверхности образуется сила трения, с помощью которой поворачивается кольцо до упора сухарей в пазах кольца. Блокирующее кольцо в таком положении не позволяет муфте синхронизатора двигаться дальше по оси вала, поскольку торцы шлицев блокирующего кольца находятся напротив торцов шлицев муфты.

Под воздействием сил трения осуществляется синхронизация скоростей шестерни и вторичного вала. После того, как будут выравнены скорости, блокирующее кольцо под нажимом шлицев муфты проворачивается в противоположную сторону, снимается блокировка муфты, шлицы муфты свободно проходят для зацепления с венцом шестерни. Между ведомым валом коробки и шестерней производится жесткое соединение.

Стоит отметить, что для синхронизации и включения передачи требуются доли секунды, несмотря на то, что данный процесс подразумевает выполнение множества операций.

Синхронизатор коробки передач

, синхронизатор коробки передач Поставщики и производители на Alibaba.com

Корпус коробки передач

1 материал серый чугун, ковкий чугун, сталь, нержавеющая сталь, латунь, медь, бронза, алюминий, цинк и т. Д. 2 литье в песчаные формы, точное литье, потерянный воск литье, литье под давлением, ковка, штамповка, механическая обработка и т. д. 3 станка токарного станка, ЧПУ, сверлильного станка, фрезерного станка, расточного станка, посадочного станка, обрабатывающего центра 4 литья с допуском: 0,5 мм, обработка: 0,05 мм, чистовая обработка: 0.005 мм 5 емкость макс. Диаметр: 1 м, макс. Вес: 200 кг 6 обработка поверхности порошковое покрытие, окраска, напыление, гальванизация 7 стандарт JIS, ANSI, DIN, BS, GB ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ КОЛИЧЕСТВО Гидравлический испытательный клапан 1 станок с ЧПУ CAK6150BJ 2 Станок с ЧПУ 2 провода резка 1 Универсальный фрезерный станок X6132c 1 Универсальный фрезерный станок X50 1 Строгальный станок 1 Радиально-сверлильный станок Диаметр: 50 мм 1 Диаметр: 25 мм 1 диаметр: 12 мм 4 Многофункциональный станок сверление: 16 мм, фрезерование паза: 12 мм 2 Токарный станок 2 CD6140A 4 CD6250A 1 CW6280C 1 Кран 3MT 1 Вилочный погрузчик 2T 1 OEM и индивидуальное обслуживание 1.Гарантия качества и бык; Химическая проверка и бык; NDE после черновой обработки & bull; Механические испытания после термообработки и быка; Окончательный NDE, размеры проверены 2. Документ о качестве и бюллетень; Полный Q. Документ по запросу клиента 3. Упаковка и доставка и бык; стандартный экспортный пакет (картон / деревянный ящик / поддон) и бык; принимаем FOB, FAS, CNF, CIF от двери до двери и т. д. или назначенного клиентом экспедитора

.

Gear synchro — x-engineer.org

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

В коробке передач синхронизаторы расположены между двумя соседними шестернями.Например, для 1-2 передач используется один и тот же механизм синхронизации, для 3-4 — другой, а для 5-6 — одинаковый. Устанавливать синхронизатор передач для передачи заднего хода (R) не обязательно, потому что для включения R автомобиль должен быть остановлен (если он движется) и скорость выходного вала будет равна нулю. Тем не менее, есть механические трансмиссии, которые имеют синхронизаторы передач также 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 первичного вала
n _OUT [об / мин ] — частота вращения выходного вала
i ₁ [-] — передаточное число 1 ^st шестерня
i ₂ [-] — передаточное число 2 ^nd шестерня
i ₀ [-] — передаточное число , главная передача (дифференциал)

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

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

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

Изображение: процесс переключения передач (1-2)

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

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

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

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

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

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

Изображение: Схема коробки передач с названиями компонентов

Как работает синхронизатор передач?

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

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

• одноконусный синхронизатор
• двухконусный синхронизатор
• трехконусный синхронизатор

Изображение: Простой конусный синхронизатор
Кредит: VW

1. шестерня
2. кольцо синхронизатора
3. кольцевая пружина
4. стопорный элемент (стойка)
5. ступица синхронизатора (корпус)
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 шестерней и валом обычно находятся игольчатые роликоподшипники, облегчающие вращение.

Шестерня имеет интегрированную «шестерню сцепления» с фрикционным конусом. Сцепления передач состоит из фиксирующего зубчатого зацепления и трения конуса. Она называется муфта сцепления , потому что она играет роль сцепления, плавно включающего следующую шестерню.

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

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

Изображение: Кольцо синхронизатора

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

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

В нейтральном положении (передача не включена) 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 шлицем.Он может двигаться в осевом направлении, но не вращаться относительно вала. Он содержит специальные пазы, в которых будут находиться фиксирующие элементы.

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

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

Изображение: Скользящая муфта

Фазы синхронизации передач

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

Процесс синхронизации будет описан с помощью параметров:

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

Изображение: процесс синхронизации переключения передач

Фаза 1: Асинхронизация

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

Фаза 2: Синхронизация (блокировка)

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

Фаза 3: Разблокировка (повернуть назад кольцо синхронизатора)

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

Фаза 4: зацепление (поворот ступицы синхронизатора)

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

Этап 5: Привлечение (блокировка передач)

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

Контроль положения включения передачи

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

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

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

Изображение: Управление положением переключения передач

Подход к синхронизатору 000 A), вилка переключения (скользящая муфта) начинается с центрального положения и начинает двигаться в направлении кольца синхронизатора. Если положение вилки переключения передач остается постоянным (P ₁ ) после перемещения, это означает, что кольцо синхронизатора ударилось о фрикционный конус шестерни.

На этом этапе контролируется положение (скорость) вилки переключения передач, а не сила переключения передач (сила нажатия). Сила переключения обычно составляет около 60–120 Н.

После обнаружения контакта между кольцом синхронизатора и фрикционным конусом начинается фаза Synchrnozation (B). На этом этапе положение вилки переключения передач постоянно, а сила толкания постепенно увеличивается. Из-за момента трения первичный вал начинает замедляться. Конец этой фазы — 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 удержания передачи (D). На этом этапе на вилке переключения передач в течение определенного периода времени поддерживается 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 может составлять около 8–12 мм, при этом точка синхронизации начинается с 3–6 мм.

Усилие переключения передач (кредит: Hoerbiger)

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

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

Мощность синхронизатора ограничена

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

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

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

где:

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

Уменьшение усилия переключения на втулке может быть выполнено следующим образом:

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

Время переключения передач

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

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

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

Двухконусный синхронизатор

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

Изображение: Двойной конус синхронизатора (комплект)

1. Шестерня
2. замок зубчатая
3. подшипник ролика иглы
4. внутренний конус
5. двойной конус
6. блокирующее кольцо
7. шестерни ступицы
8. скользящие втулки
9. запирающие элементы

Пример механической коробки передач с различными механизмами синхронизации

Коробка передач Getrag Manualshift 6MTI550.

Изображение: Механическая коробка передач Getrag 6MTI550

Ключевые преимущества :

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

Основные характеристики :

nd 40 тройная шестерня конус другие 9000

• концепция постоянная передача на выходном валу
• возможен полный привод
• 7 ^th возможна скорость

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

Источник: Getrag

Видео — процесс синхронизации переключения передач

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

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

.Синхронизатор быстрой коробки передач

, синхронизатор быстрой коробки передач Поставщики и производители на Alibaba.com

Корпус коробки передач

1 материал серый чугун, высокопрочный чугун, сталь, нержавеющая сталь, латунь, медь, бронза, алюминий, цинк и т. Д. 2 литье в песчаные формы, точное литье, литье по выплавляемым моделям, литье под давлением, ковка, штамповка, механическая обработка и т. д. 3 станка, станка с ЧПУ, сверлильного станка, фрезерного станка, расточного станка, посадочного станка, обрабатывающего центра 4 литье с допуском: 0,5 мм, обработка: 0,05 мм, чистовая обработка: 0.005 мм 5 емкость макс. Диаметр: 1 м, макс. Вес: 200 кг 6 обработка поверхности порошковое покрытие, окраска, напыление, гальванизация 7 стандарт JIS, ANSI, DIN, BS, GB ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ КОЛИЧЕСТВО Гидравлический испытательный клапан 1 станок с ЧПУ CAK6150BJ 2 Станок с ЧПУ 2 провода резка 1 Универсальный фрезерный станок X6132c 1 Универсальный фрезерный станок X50 1 Строгальный станок 1 Радиально-сверлильный станок Диаметр: 50 мм 1 Диаметр: 25 мм 1 диаметр: 12 мм 4 Многофункциональный станок сверление: 16 мм, фрезерование паза: 12 мм 2 Токарный станок 2 CD6140A 4 CD6250A 1 CW6280C 1 Кран 3MT 1 Вилочный погрузчик 2T 1 OEM и индивидуальное обслуживание 1.Гарантия качества и бык; Химическая проверка и бык; NDE после черновой обработки & bull; Механические испытания после термообработки и быка; Окончательный NDE, размеры проверены 2. Документ о качестве и бюллетень; Полный Q. Документ по запросу клиента 3. Упаковка и доставка и бык; стандартный экспортный пакет (картон / деревянный ящик / поддон) и бык; принимаем FOB, FAS, CNF, CIF от двери до двери и т. д. или назначенного клиентом экспедитора

.

синхронизатор в коробке передач, синхронизатор в коробке передач Поставщики и производители на Alibaba.com

корпус коробки передач 1 материал серый чугун, ковкий чугун, сталь, нержавеющая сталь, латунь, медь, бронза, алюминий, цинк и т. Д. 2 литье в песчаные формы, точное литье, литье по выплавляемым моделям, литье под давлением, ковка, штамповка, механическая обработка и т. д. 3 станка, токарного станка, ЧПУ, сверлильного станка, фрезерного станка, расточного станка, посадочного станка, обрабатывающего центра 4 литья с допуском: 0,5 мм, обработка: 0,05 мм, чистовая обработка: 0.005 мм 5 емкость макс. Диаметр: 1 м, макс. Вес: 200 кг 6 обработка поверхности порошковое покрытие, окраска, напыление, гальванизация 7 стандарт JIS, ANSI, DIN, BS, GB ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ КОЛИЧЕСТВО Гидравлический испытательный клапан 1 станок с ЧПУ CAK6150BJ 2 Станок с ЧПУ 2 провода резка 1 Универсальный фрезерный станок X6132c 1 Универсальный фрезерный станок X50 1 Строгальный станок 1 Радиально-сверлильный станок Диаметр: 50 мм 1 Диаметр: 25 мм 1 диаметр: 12 мм 4 Многофункциональный станок сверление: 16 мм, фрезерование паза: 12 мм 2 Токарный станок 2 CD6140A 4 CD6250A 1 CW6280C 1 Кран 3MT 1 Вилочный погрузчик 2T 1 OEM и индивидуальное обслуживание 1.Гарантия качества и бык; Химическая проверка и бык; NDE после черновой обработки & bull; Механические испытания после термообработки и быка; Окончательный NDE, размеры проверены 2. Документ о качестве и бюллетень; Полный Q. Документ по запросу клиента 3. Упаковка и доставка и бык; стандартный экспортный пакет (картон / деревянный ящик / поддон) и бык; принимаем FOB, FAS, CNF, CIF от двери до двери и т. д. или назначенного клиентом экспедитора

.

Синхронизатор коробки передач 2, синхронизатор коробки передач 2 Поставщики и производители на Alibaba.com

Для деталей коробки передач Eaton Fuller, для трансмиссий Eaton Fuller Синхронизатор A-6135 Углеродный синхронизатор A-6135 для EATON FULLER Хорошее качество для деталей трансмиссии Eaton Fuller, Китай Поставщик для Детали трансмиссии Eaton Fuller НОМЕР ДЕТАЛИ ОПИСАНИЕ ПРИМЕНЕНИЕ 14491 ГЛАВНЫЙ ВАЛ ДЛЯ ПЕРЕДАЧ EATON FULLER 15112 ВХОДНОЙ ВАЛ ДЛЯ ТРАНСМИССИЙ EATON FULLER 15518 ПРИВОД ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДЛЯ ТРАНСМИССИИ EATON FULLER 16021 ШЕСТЕРНЯ ПЕРЕДАЧИ СЦЕПЛЕНИЯ ДЛЯ ПЕРЕДАЧ EATON FULLER 16021 ШЕСТЕРНЯ ПЕРЕДАЧИ ШЕСТЕРНЯ 11512 ШЕСТЕРНЯ ТРАНСМИССИИ 11512 ШЕСТЕРНЯ ПЕРЕДАЧИ 1101 EATON FULLER TRANSMISSIONS 122418 IDLER 126306 PINON DRIVE GEAR DS404, DS454 127523 ГЛАВНЫЙ ВАЛ CL450, FORD, IM 1HC 239790 ШЕСТЕРНЯ ГЛАВНОГО ВАЛА 239792 ГЛАВНЫЙ ВАЛ ШЕСТЕРНЯ 3-Й ШЕСТЕРНИ 450GM 239808 ВХОДНОЙ ВАЛ CL450 ШЕСТЕРНЯ ШЕСТЕРНЯ 450GM 239808 ВХОДНОЙ ВАЛ CL450 ШЕСТЕРНЯ ШЕСТЕРНЯ IHA 239811 ВХОДНОЙ ВАЛ CL450, ГЛАВНЫЙ ВАЛ IHA CL450 239811 3316257 ВХОДНОЙ ВАЛ ДЛЯ ТРАНСМИССИИ EATON FULLER 4300191 ВАЛ-ПЕРЕДАЧА ДЛЯ EATON ФУЛЛЕР ТРАНСМИССИЯ 4300238 шестеренных-главный вал (USE4305063) ДЛЯ EATON ФУЛЛЕР ТРАНСМИССИЯ 4301181 шестеренной-СЧЕТЧИК ВАЛА ДЛЯ EATON ФУЛЛЕРА ТРАНСМИССИЯ 4301467 Syncronizer КУБКА EATON ФУЛЛЕРА ТРАНСМИССИЯ 4301529 шестеренных главного вал ДЛЯ EATON ФУЛЛЕРА ТРАНСМИССИЯ 4301529 Главного вал ДЛЯ EATON ФУЛЛЕРА ПЕРЕДАЧИ 1354089002R HUB шестеренного A3297T1346 ВХОДНОЙ ВХОД A3297U1347 ВХОДНОЙ ВАЛ И ГАЙКА В СБОРЕ ТАНДЕМНЫЕ ОСИ МОДЕЛИ 140/141/145 ROCKWELL K1546 КОМПЛЕКТ REPL-ГЛАВНЫЙ ВАЛ K1787 КОМПЛЕКТ REPL DR GEAR K3262 33.81 NV20018R ВХОДНОЙ ВАЛ НОВОЕ VENTURE NV4500 TEMF0396 ВХОДНОЙ ВАЛ WT326-11B 4-Я ПЕРЕДАЧА 1. TT 100% 2. TT30% до производства, TT70% до отгрузки 3. Western Union 4. Paypal

.Ступица синхронизатора коробки передач

, ступица синхронизатора коробки передач Поставщики и производители на Alibaba.com

Для деталей коробки передач Eaton Fuller, для трансмиссий Eaton Fuller Синхронизатор A-6135 Углеродный синхронизатор A-6135 для EATON FULLER Хорошее качество для деталей трансмиссии Eaton Fuller, Китай Поставщик для Детали трансмиссии Eaton Fuller НОМЕР ДЕТАЛИ ОПИСАНИЕ ПРИМЕНЕНИЕ 14491 ГЛАВНЫЙ ВАЛ ДЛЯ ПЕРЕДАЧ EATON FULLER 15112 ВХОДНОЙ ВАЛ ДЛЯ ТРАНСМИССИЙ EATON FULLER 15518 ПРИВОД ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДЛЯ ПЕРЕДАЧ EATON FULLER ШЕСТЕРНЯ 16021 ШЕСТЕРНЯ ШЕСТИ ПЕРЕДАЧИ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ EATON FULLER DS 16021 Шестерни муфты 11512 Шестерни муфты 11512 Шестерни муфты 11034 Шестерни муфты 11034 Шестерни муфты сцепления 11512 Шестерни муфты 11034 EATON FULLER TRANSMISSIONS 122418 IDLER 126306 PINON DRIVE GEAR DS404, DS454 127523 ГЛАВНЫЙ ВАЛ CL450, FORD, IM 1HC 239790 ШЕСТЕРНЯ ГЛАВНОГО ВАЛА 239792 ГЛАВНЫЙ ВАЛ ШЕСТЕРНЯ 3-Й ШЕСТЕРНИ 450GM 239808 ВХОДНОЙ ВАЛ CL450 ШЕСТЕРНЯ ШЕСТЕРНЯ 450GM 239808 ВХОДНОЙ ВАЛ CL450 ШЕСТЕРНЯ ШЕСТЕРНЯ IHA 239811 415 ШЕСТЕРНЯ ПРИВОДНОГО ДВИГАТЕЛЯ IH5 3316257 ВХОДНОЙ ВАЛ ДЛЯ FULLER ТРАНСМИССИИ EATON 4300191 ВАЛ-ПЕРЕДАЧА ДЛЯ ПЕРЕДАЧ EATON FULLER 4300238 ГЛАВНО-ПЕРЕДАЧНЫЙ ВАЛ (USE4305063) ДЛЯ ПЕРЕДАЧ EATON FULLER TRANSMISSION 4301181 ШЕСТЕРНЯ-ВАЛ ДЛЯ ПЕРЕДАЧ EATON FULLER 4301467 СИНКРОНИЗАТОР ДЛЯ ПЕРЕДАЧ EATON FULLER TRANSMISSES 4301467 СИНКРОНИЗАТОР ДЛЯ ПЕРЕДАЧ EATON FULLER TRANSMISSES 430 EATON FULLIS29 EATON FULLER TRANSMISSION 430 EATON FULLISAH TRANSMISSES 43015 A3297T1346 ВХОДНОЙ A3297U1347 ВХОДНОЙ ВАЛ И ГАЙКА В СБОРЕ ТАНДЕМНЫЕ ОСИ МОДЕЛИ 140/141/145 ROCKWELL K1546 REPL KIT-MAINSHAFT K1787 KIT REPL DR GEAR K3262 33.81 NV20018R ВХОДНОЙ ВАЛ НОВОЕ VENTURE NV4500 TEMF0396 ВХОДНОЙ ВАЛ WT326-11B 4-Я ПЕРЕДАЧА 1. TT 100% 2. TT30% до производства, TT70% до отгрузки 3. Western Union 4. Paypal

.

Как работает механическая коробка передач

Двигатели внутреннего сгорания работают на высоких скоростях, поэтому им требуется понижающая передача, чтобы передавать энергию колесам, которые вращаются гораздо медленнее.

Коробка передач позволяет выбрать передачу для различных условий — старта с нулевой скорости, подъема в гору или перемещения по горизонтальной поверхности. Чем ниже передача, тем медленнее вращаются колеса по отношению к частоте вращения двигателя.

Коробка с постоянным зацеплением и четырьмя скоростями

Передачи выбираются с помощью рычагов управления коробкой передач. Энергия передается от ведущего вала к промежуточному валу, а затем — к ведомому валу, за исключением прямой передачи, когда ведущий и ведомый вал сцепляются.

Коробка с постоянным зацеплением

Наряду со сцеплением, коробка передач является одним из компонентов трансмиссии. Как правило, она располагается позади двигателя. Между коробкой и двигателем находится сцепление.

В современных автомобилях с механической коробкой передач предусмотрено четыре или пять скоростей, а также нейтральное положение рычага.

Синхронизатор коробки передач отключен

Передачи свободно вращаются под действием сцепленных шестерней на промежуточном вале. Синхронизатор соединяется с валом при помощи внутренних шлицев.

Синхронизатор коробки передач отключен

Вилка передвигает синхронизатор к выбранной передаче. Трение поверхностей синхронизирует скорости вращения валов.

Рычаг переключения передач подключен к набору штоков, расположенных в верхней или боковой части коробки. Штоки размещаются параллельно валам с шестернями.

В современных моделях чаще всего используются коробки с постоянным зацеплением. В такой коробке находятся три вала (ведущий, ведомый и вспомогательный), которые управляют подшипниками в корпусе.

Кроме того, в ней есть вал, на котором вращается шестерня заднего хода.

Двигатель вращает ведущий вал, который, в свою очередь, вращает промежуточный вал. Промежуточный вал перемещает шестерни на ведомом вале. В отсутствие синхронизатора, прикрепленного к валу с помощью шлицев, шестерни вращаются свободно.

Фактически, синхронизатором управляет водитель, который посредством штока с вилкой двигает синхронизатор к нужной шестерне.

Последним компонентом современных синхронизаторов является блокирующее кольцо. Оно препятствует движению шестерен до тех пор, пока скорости вращения валов не синхронизируются.

В некоторых автомобилях присутствует дополнительная (повышающая) передача. Она обеспечивает более быстрое движение, чем верхняя передача, и уменьшает нагрузку на двигатель.

Что такое передаточное отношение

Нейтральное положение (нейтраль)

Все шестерни, кроме тех, что требуются для заднего хода, постоянно сцеплены. Шестерни на ведомом вале свободно вращаются вокруг него, шестерни на промежуточном вале блокируются. Энергия не передается.

Первая передача

На первой передаче шестерня с наименьшим количеством зубьев, расположенная на промежуточном вале, блокируется, передавая энергию большой шестерне на ведомом вале, обеспечивая крутящий момент и низкую скорость для старта с места.

Вторая передача

На второй передаче разница в диаметрах шестерен, расположенных на двух валах, уменьшается, а скорость увеличивается. Эта передача подходит для подъема по наклонной поверхности.

Третья передача

На третьей передаче неподвижная большая шестерня на промежуточном вале дает еще больший прирост к скорости, уменьшая крутящий момент. Третья передача подходит для небольших подъемов и маневренной езды по городским улицам.

Четвертая передача

В этом случае ведущий и ведомый валы сцеплены и обеспечивают т.н. «прямую передачу», т.е. карданный и коленчатый валы вращаются с одинаковой скоростью. Усиление крутящего момента отсутствует.

Задний ход

Промежуточная шестерня располагается между шестернями двух валов, в результате чего ведомый вал вращается в обратном направлении. Как правило, обратная передача не синхронизируется.

Синхронизация передач

Синхронизатор представляет собой кольцо с зубьями по внутреннему краю, которое крепится к зубчатой втулке со шлицами.

Когда водитель выбирает передачу, конусная поверхность на кольце совмещается с нужной шестерней. Втулка передает энергию от вращающейся шестерни на вал, выравнивая скорость вращения.

При последующем движении рычага передачи кольцо продвигается вперед до тех пор, пока его зубья не сцепятся с зубьями шестерни, образуя неподвижную конструкцию.

В современных синхронизаторах присутствуют блокировочные кольца, расположенные между поверхностями трения. Блокировочное кольцо также снабжено скошенными зубьями, однако его изготавливают из более мягкого металла и крепят к валу свободнее, чем сам синхронизатор.

Блокировочное кольцо удерживается в нужном положении лепестками до тех пор, пока его зубья не сцепятся с зубьями синхронизатора.

К тому времени валы синхронизируются, исключая грубое зацепление. Именно поэтому синхронизатор считается крайне надежным устройством.

В современных автомобилях синхронизаторы устанавливаются на всех передних передачах. В более старых моделях синхронизаторы первой передачи отсутствуют.

Структура и принцип работы 16 скоростной КПП: Принцип работы воздушной линии

КПП 16JS200T относится типу дистанционного управления, имеет два вида управления: однорычажное двойного Н и двурычажное двойного Н. Главный коробка относится к ручному управлению. Передняя вторичная коробка является пневмоуправленной. В Рис.6 и Рис. 7 отдельно показаны схема положения шарика рукоятки управления двойного Н и схема шарика рукоятки управления. В случае, как переключатель преселекционного клапана шарика рукоятки находится на 1, шарика рукоятки может включить 2-4-6-8-10-12-14-16 и R2 передач. А в случае, как переключатель преселекционного клапана шарика рукоятки находится на 2, шарик рукоятки может включить 1-3-5-7-9-11-13-15 и R1 передач. Здесь положение 1 означает четные передачи, а положение 2 означает нечетные передачи.

Задняя вторичная коробка КПП 16-ступенчатой является также пневмауправленной, в ней автоматическое переключение высокой и низкой передач осуществляется путем механизма двойного Н, здесь лишних слов не будут.

КПП 16JS200T относится к конструкции типа вставки, имеет полные передачи и полпередачи. Обычно так, КПП работает или при включении четной передачи, или при включении нечетной передачи, т.е, в обычном случае, при переключении передачи не нужно передвинуть переключатель переключения четной и нечетной передач на шарике рукоятки управления, только в особенном случае, (например, подняться на длительном поклоне, ехать на горной дороге,) если автомабиль при включении  какой-то передачи не может оказывать оптимальное положение работы, то нужно передвинуть переключатель переключения передач чётных и нечётных для переключения полных передач и полпередач, или от полупередачи до полной передачи) , таким образом, можно и уменьшить интенсивность труда, и продлить срок службы синхронизатора передней вторичной коробки.

Воздушная линия передней и задней вторичных коробок КПП 16JS200T показана в рис. 12. Сжатый воздух (7-8 bar) из воздухосборника автомобиля через фильтр-регулятор воздуха разделяется на два ответвления. Одно (2.8-3.2 bar) ответвление для передней вторичной коробки, а другое ответвление (6.7-7.1 bar) для задней вторичной коробки. Воздушная линия для передней вторичной коробки является такой: сжатый воздух из  фильтр-регулятора через воздуный клапан 4 (данный клапан контролируется включением или выключением педали сцепления. При полном выключении сцепления воздушная линия соединяется; при включении сцепления воздушная линия отсоединяется.) входит в клапан одиночного H 6. Включение и выключение клапана одиночного H контролируется переключателем переключения четных и нечетных передач. Отверстие 1 на воздушном клапане двойного H является входным отверстием, отверстия 2 и 4 являются выходными, отверстия 3 и 5 являются выхлопными. Результатом может быть так: или соединяется с диапазоном высоких передач, или соединяется с диапазоном низких передач. О принципе работы клапана одиночного H, клапана двойного H и клапана преселекционного в нижеследующем будет подробно изложение.

1) Принцип работы преселекционного клапана: Рис. показывает принцип работы преселекционного клапана. Переключатель на рукоятке делится на два режима: верхний и нижний. Вверх тянуть, КПП находится в полпередаче каждой передачи ( т.е, четная передача), а тянуть вниз, КПП находится в полной передаче каждой передачи (т.е, нечетная передача). Для совершения переключения полной передачи и полпередачи (т.е, нечётной и чётной передачи), только нужно передвигать переключатель преселекционного клапана на рукоятке.

На Рис. 13 воздухопровод S постоянно соединяется с генеральным входным трубопроводом на следящем клапане. Когда переключатель находится на нечётной передаче, воздухопровод S и воздухопровод Р соединяются через отверстие 1. когда переключатель находится на чётной передаче, воздухопровод S и воздухопровод Р не соединяются. В это время воздух высокого давления в воздухопроводе Р через отверстие 2 соединяется с атмосферой, а воздух высокого давления в воздухопроводе S замкнут.

2）Принцип работы клапана одиночного Н (и называют следящий клапан): Рис. показывает принцип работы клапана одиночного Н.

топтать педаль до полного выключения сцепления, дальше продолжать топтать педаль сцепления для того, чтобы открылся контролирующий клапан, установлекнный под педалей.  Сжатый воздух (около 2.8—3.2 bar) из фильтр-регулятора воздуха входит в генеральный входной трубопровод 5 на Рис. 14. Сжатый воздух через генеральный входной трубопровод 5 входит в  следящий клапан в сборе 7. Если переключатель переключения нечёиной и чётной передач на преселекционном клапане 1 находится в диапазоне чётной передачи, то кроме соединения воздухопровода S с генеральным входным трубопроводом 5, см.Рис. 14 (b). В данный момент сжатый воздух продвигает поршень направо, в результате этого   генеральный входной трубопровод 5 соединяется с воздухпроводом чётной передачи3. А воздухопровод чётной передачи 3 соединяется с цилиндром переключения передачи на передней вторичной коробке, так синхронизатор вторичной коробки КПП находиться на чётной передаче. Если переключатель на преселекционном клапане находится на нечётной передаче, то воздухопровод S 6 и воздухопровод Р 2 соединяются, см. Рис. 14 (с). В это время из-за действия разницы давления поршень передвигается налево, в результате этого генеральный входной трубопровод 5 соединяется с воздухопроводом нечётной передачи 4. А воздухопровод нечётной передачи 4 соединяется с цилиндром передней вторичной коробки, так синхронизатор вторичной коробки КПП находиться на нечётной передаче.

Цилиндр переключения передачи на передней вторичной коробке имеет два интерфейса, которые отдельно соединяются с воздухопроводами нечётной и чётной передач. Путём передвижения поршня налево и направо контролируется положение передачи передней вторичной коробки, т.е, на полной передаче или полпередаче.

Как работает синхронизатор?

Синхронизаторы

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

Коробки передач

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

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

Синхронизатор шестерен от Jeep, показывающий внутренние и внешние шлицы.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как работает синхронизатор

MGA With An Attitude Как работает СИНХРОНИЗАТОР — GT-110A Входной вал коробки передач (и входная шестерня) приводит в движение промежуточное устройство каждый раз, когда входной вал вращается.Зубчатая передача (кластерная шестерня) постоянно находится в зацеплении с некоторыми шестернями на главном валу, все разных размеров вращаются на разных скоростях. Эти шестерни имеют косозубые зубья (для бесшумной работы) и всегда остаются в зацеплении. Шестерня главного вала движется на втулке, поэтому она может свободно вращаться со скоростью, отличной от скорости главного вала. Шестерня всегда будет вращаться с другой скоростью, чем главный вал, за исключением случаев, когда шестерня задействована для привода выходного вала. Для 4-ступенчатой ​​3-синхронизирующей коробки передач MGA есть две такие шестерни свободного хода на главном валу, 2-я и 3-я передача, и эти шестерни будут выполнять функцию синхронизации.(1-я передача — несинхронизированная скользящая шестерня с прямыми зубьями, аналогичная передаче заднего хода). Сразу за входной шестерней есть еще один синхронизатор, который работает непосредственно между входным и выходным валами для 4-й передачи с прямым приводом. 4-синхронизирующие агрегаты более поздней модели MGB также будут иметь синхронизированную 1-ю передачу. На одной стороне синхронизатора имеется узкий ряд маленьких штыревых зубьев, которые будут сопрягаться с охватывающим шлицем в скользящей ступице. Скользящая ступица прикреплена к выходному валу и может толкаться в осевом направлении вдоль главного вала с помощью переключающей вилки, тяги переключения и действия рычага ручного переключения передач.Нажатие скользящей ступицы в зацепление с боковой стороной шестерни фиксирует шестерню на выходном валу, так что она больше не может свободно вращаться. Затем промежуточная шестерня приводит в движение включенную шестерню, которая, в свою очередь, приводит в движение выходной вал, в то время как все остальные шестерни продолжают вращаться на выбеге. Тогда работа синхронизатора заключается в принудительном согласовании скорости шестерни со скоростью скользящей ступицы, прежде чем они будут скользить вместе. Фотография слева, 2-я передача с кольцом синхронизатора. При сжатии должно быть около 0.040 дюймов между стыковочными плоскими поверхностями. Если конус изнашивается настолько, что зазор составляет 0,020 или меньше, пора заменить кольцо синхронизатора. Если на исходную шестерню установить «модернизированное» стальное кольцо, плоские поверхности будут соприкасаться, и синхронизатор не будет работать. Фотография справа: 2-я передача, синхронизирующее кольцо, скользящая ступица 1-й и 2-й ступеней в сборе. То, что мы, янки, называем синхронизирующим кольцом, британским кольцом для замков («baulk» означает «стоп» или «тормоз», как в случае фрикционного тормоза).Здесь происходит то, что запирающее кольцо фактически тормозит вращающуюся шестерню. Когда муфта нажата, входной вал может свободно изменять скорость, поэтому входной сигнал либо ускоряется, либо замедляется, чтобы соответствовать скорости выходного вала, после чего сопряженная шестерня и ступица могут зацепиться. На стороне обгонной шестерни после узкого ряда мелких зубьев находится гладкий стальной охватываемый конус. Кольцо синхронизатора имеет ответный охватывающий конус (фрикционный тормоз). Кольцо синхронизатора также имеет несколько проушин на внешнем крае, которые входят в прорези в скользящей ступице.Кольцо синхронизатора будет всегда вращаться вместе со скользящей ступицей в гармонии с выходным валом. Прорези в скользящей ступице имеют форму воронки на входном конце, где находятся проушины кольца, а проушины кольца синхронизатора имеют соответствующий конус на передней кромке. Это делает ухо похожим на собачью будку с конической крышей. Входная прорезь в скользящей ступице примерно вдвое шире проушины кольца. Помимо формы воронки, прорезь в ступице достаточно широка, чтобы вмещать проушину кольца, как незакрепленную шпонку вала. Фотография слева: скользящая ступица 1-й / 2-й передач снята, чтобы показать карман под пружину с шариком и пружиной, служащими фиксатором для удержания ступицы в нейтральном положении. В центре: скользящая ступица в нормальном исходном положении, как и в нейтральном положении. Справа: скользящая ступица выдвинута вперед, как при включении 2-й передачи. Обратите внимание на прорезь в форме воронки на внешних шлицах. Когда шестерня вращается со скоростью, отличной от скорости кольца, и эти части прижимаются друг к другу, коническая граница раздела служит фрикционным тормозом.Затем кольцо вынуждено немного вращаться по отношению к скользящей ступице. Это отодвигает ушко кольца на одну сторону от более широкой части сопрягаемого паза в ступице. Смещение кольцевых проушин с более узкой прорезью будет препятствовать продвижению скользящей ступицы вперед для зацепления зубцов на стороне шестерни. Конус ушка собачьей будки хочет соскользнуть вниз по конусу в прорези воронки, но крутящий момент, вызванный трением конического тормоза, достаточно высок, чтобы удерживать проушину кольца смещенной относительно одной стороны более широкой прорези. Пока шестерня вращается со скоростью, отличной от скорости ступицы, чем сильнее вы нажимаете, тем больше трение приводит к тому, что конусный тормоз удерживает кольцевые проушины смещенными, поэтому невозможно заставить скользящую ступицу двигаться вперед, независимо от того, как вы прилагаете много сил. Предполагая, что сцепление выключено, так что входной вал может изменять скорость, тормозное трение в конусе в конечном итоге уменьшит разницу скоростей между шестерней и скользящей ступицей. Как только шестерня была замедлена (или увеличена), чтобы соответствовать скорости вращения скользящей ступицы, крутящий момент на конусе тормоза с синхронизирующим кольцом внезапно исчезает.После этого кольцевые проушины могут свободно скользить по воронке и опускаться в более узкую часть прорези в скользящей ступице. Затем скользящая ступица может двигаться вперед, чтобы зацепить шлицы сбоку от шестерни, фиксируя шестерню на выходном валу. На этом выбор передачи завершен, так что отпустите сцепление, нажмите на дроссель и вперед. Вы можете потратить минуту, чтобы подумать, какие вращающиеся части должны ускоряться или замедляться при переключении передач. Допустим, вы разгоняетесь до 40 миль в час на 2-й передаче (около 5000 об / мин) и хотите переключиться на 3-ю (около 3200 об / мин).Выйдите из дроссельной заслонки, нажмите сцепление, переключитесь так быстро, как хотите, отпустите сцепление и снова включите дроссельную заслонку. Когда вы перемещаете переключатель из 2-го положения в нейтральное, ничего не происходит, поскольку движущиеся части имеют тенденцию продолжать движение из-за инерции. Однако за время, необходимое для перевода переключателя из нейтрального положения в 3-е, входной вал коробки передач и диск сцепления должны замедлиться с 5000 до 3200 об / мин. Он делает это за доли секунды, возможно, за 1/2 секунды с плавным переключением или за 1/10 секунды с быстрым принудительным переключением.Один только диск сцепления имеет значительную массу, позволяющую так быстро изменять скорость, поэтому опорное кольцо рассеивает много энергии за очень короткий период времени. Эта потерянная энергия будет превращена в тепло, как это происходит с тормозами на колесах, когда вы быстро замедляете машину. Вот почему кольцо синхронизатора называется «запорным кольцом» (или тормозным кольцом). На работу синхронизатора влияет ряд факторов. Самая главная особенность конструкции — угол наклона конуса.Более острый угол увеличивает тормозное трение, но если угол слишком острый, то детали сопрягаемого конуса сцепляются вместе и никогда не отпускаются. Вязкость и скользкость смазочного масла также влияют на трение конического тормоза. Если масло более скользкое, ему нужен более острый угол конуса. Таким образом, некоторые виды очень скользкого синтетического масла могут уменьшить трение настолько, чтобы нарушить работу синхронизатора. Материал уплотнительного кольца также влияет на трение. При замене материала кольца с латуни на сталь может потребоваться другой угол конуса для обеспечения того же тормозного момента.Вот почему латунные и стальные кольца намеренно имеют разные размеры, чтобы их нельзя было физически поменять местами. Для использования стального кольца необходимо также установить соответствующую ответную шестерню (с разными размерами конуса).

Понимание и анализ неисправностей механической коробки передач

Наиболее часто используемые компоненты в автомобиле — это сцепление и механическая коробка передач, поскольку эти компоненты полностью зависят от водителя. Большая часть этого обсуждения будет сосредоточена на транспортных средствах с высокими характеристиками, потому что они составляют подавляющее большинство отечественных автомобилей, которые все еще доступны с «ручными трансмиссиями».Те же параметры этого обсуждения применимы и к иномаркам, и, конечно же, к немногим пикапам и внедорожникам, которые все еще оснащены механической коробкой передач. Водитель, выбирающий механическую коробку передач, делает это для более полного контроля над своим опытом вождения. Поскольку на внутреннем рынке единственное реальное количество автомобилей с ручным переключением, которые вы увидите в своем магазине, это Corvettes, Vipers, Challengers, Camaros, GTO, Cadillac CTS-V и Mustang, некоторые из которых будут использоваться в реальных соревнованиях воинами выходного дня. и другие будут испытаны для удовольствия и для впечатления женского вида.

Дорога к гибели начинается со сцепления. Основная проблема с повреждением трансмиссии — это неправильное выключение сцепления. Изношенное или проскальзывающее сцепление вызывает недостаточную передачу крутящего момента от двигателя к трансмиссии, но мало или совсем не вредит трансмиссии. Чтобы синхронизаторы в трансмиссии работали должным образом для плавного переключения передач без зазоров, сцепление должно полностью отпускаться при нажатии, полностью и чисто отсоединяя двигатель от трансмиссии. Величина хода педали (в среднем 2–4 дюйма) приведет к воздушному зазору на диске около 50/1000 дюйма.Двигатель не передает крутящий момент на трансмиссию, и выходной вал трансмиссии теперь приводится в движение ведущими колесами. Если нет разъединения между двигателем и трансмиссией из-за неправильно отрегулированного хода сцепления, синхронизаторы теперь борются с нагрузкой крутящего момента двигателя. Это вызывает скрежетание зубчатых переключений, которые разрушают кольца синхронизатора или блокиратора, зубцы зацепления на скоростных передачах и скользящих муфтах синхронизатора, шпонки синхронизатора, подушечки вилки переключения и сами вилки.Всякий раз, когда вы видите, что стальные ключи сломаны или срезаны, может быть только несколько причин. Первый — это неправильное или отсутствие выключения сцепления, ошибка водителя, когда сцепление не отпускается или пытается переключиться без использования сцепления, или водитель, который перемещает рычаг переключения передач до того, как сцепление отпущено, ускоряет переключение. Распространенной попыткой решения этой проблемы часто является использование сплошных ключей из заготовок, потому что общая ошибка заключается в том, что неисправность связана с заводскими ключами. Если проблема выключения сцепления не будет решена, ключи заготовки могут оказаться достаточно прочными, чтобы выдержать воздействие окружающей среды, но кольца синхронизатора треснут, или пазы для ключей деформируются, ступица синхронизатора может треснуть или вилка переключения передач сломается.Ничто из этого не является ошибкой ключа, а либо плохие привычки водителя, либо синхронизатор, пытающийся преодолеть всю крутящую нагрузку, передаваемую на коленчатый вал. Tremec, ZF и многие другие производители отказались от использования ключей в синхронизаторах, заменив их подпружиненными шариками и стойками. Эти компоненты выдержат больше неправильного обращения без поломки, но в конечном итоге синхронизаторы и скоростные шестерни умрут от усталости, вызванной крутящим моментом.

Еще одна причина преждевременного отказа трансмиссии — неправильный выбор сцепления для данной области применения.Обычно это начинается с идеи, что установка сцепления улучшит характеристики автомобиля. Существует большое разнообразие комплектов сцепления, доступных с точки зрения производительности, и многие автовладельцы не понимают, для чего они были разработаны, когда совершают покупку. Правильная настройка определенно улучшит характеристики по сравнению со стандартным, а неправильное сцепление сделает вождение несчастным и приведет к серьезным отказам трансмиссии. Мы постоянно видим, что владелец решает установить полноценное гоночное сцепление на уличный автомобиль.Во многих случаях фрикционный материал слишком агрессивен для использования в дорожном движении, что приводит к ударным нагрузкам на зубчатую передачу, вызывая поломку входов, узлов и скоростных шестерен, а также возможное повреждение дифференциала и приводного вала. Очень важно, чтобы сцепление соответствовало условиям эксплуатации автомобиля. Автомобиль, который управляется только по гусенице, может справиться с более агрессивными настройками, в то время как автомобиль, который является ежедневным водителем и время от времени ездит на тормозную полосу, будет неинтересным для вождения в потоке со сцеплением, которое действует как переключатель включения / выключения.Это очень часто случается в легких грузовиках, где чей-то двоюродный брат говорит ему, что лучше всего использовать керамический диск типа кнопки, а не фабричный тканый фрикционный материал. Они оба будут работать, но агрессивный захват кнопки сцепления подвергает трансгендера риску, а также вызывает тошноту у его девушки. Опять же, если сцепление не отпускается должным образом, муфты кнопочного или двухдискового типа значительно увеличивают количество отказов. Еще одна проблема, которая приводит к очень быстрому повреждению трансмиссии, аналогичному чрезмерно агрессивному фрикционному материалу сцепления, — это выбор самого диска сцепления.Автомобиль выпускался с диском сцепления с подрессоренной ступицей. Это позволяет диску при зацеплении с маховиком и прижимной пластиной поворачиваться против пружин в ступице, поглощая ударную нагрузку и устраняя гармонические колебания, которые вызывают дребезжание шестерен и другие проблемы шума из-за гармонических колебаний двигателя. В стремлении к лучшей производительности владелец может заменить диск сцепления сплошным или неподрессоренным, устраняя эффекты амортизации, заложенные в OEM-продукте. Ступица неподрессоренного сцепления должна использоваться только в специально построенном гоночном автомобиле, где владелец намеревается обновлять сцепление и трансмиссию каждую гонку или две.Неподрессоренная ступица определенно сократит срок службы компонентов трансмиссии.

Еще одна причина выхода из строя трансмиссии — смазка. Всем известно, что отсутствие смазки из-за утечек или отсутствия технического обслуживания — смертельный удар для любого компонента, но тип и качество смазки понимаются неправильно. Современные кольца синхронизатора предназначены для использования со специальной смазкой, которая будет указана в руководстве пользователя. Синхронизирующее кольцо — это мокрое сцепление, предназначенное для захвата конуса ступенчатой ​​шестерни во время переключения и ускорения или замедления, чтобы согласовать скорость входного вала с выходным валом.Эти кольца изготовлены из множества различных составов, каждый из которых имеет разный коэффициент трения. Латунные и бронзовые кольца во многих случаях были заменены кольцами из спеченного металла или углеродного волокна. Не осталось современных агрегатов, которые работали бы на старом трансмиссионном масле массой 75/90. Это масло слишком густое, чтобы его вытекло из-под кольца за миллисекунды, необходимые для переключения, и, поскольку многие из новых составов являются пористыми, при использовании неподходящего масла оно останется пропитанным в кольце, и кольцо будет пропитано. никогда не функционируют должным образом.Обязательно используйте масло, указанное для модели трансмиссии в автомобиле. Существуют улучшенные масла для вторичного рынка, но будьте осторожны, так как многие из них содержат соединения, с которыми особенно не справятся кольца из углеродного волокна.

Количество смазки также имеет решающее значение для выбора времени переключения передач. Переполнение механической коробки передач приведет к вытеканию жидкости из вентиляционного отверстия, но создаст проблемы с ветром. Ветровая нагрузка — это усилие, необходимое шестерням для прохождения уровня масла. Двигатели с сухим картером вырабатывают больше лошадиных сил, чем стандартные двигатели с мокрым картером, потому что коленчатый вал не борется с маслом на дне поддона.Думайте об этом как о попытке бегать по пляжу. Бегать по твердому утрамбованному песку у линии прилива требует небольших усилий, но зато нужно приложить большие усилия, чтобы пробежать 6 дюймов воды в прибое. Когда ручная коробка передач переполнена и водитель делает переключение, зубчатые передачи очень быстро замедляются при нажатии на сцепление из-за гидравлического сопротивления, изменяя синхронизацию синхронизатора и вызывая проблемы с переключением. Классическим примером этого была 5-ступенчатая трансмиссия Tremec 3650 серии, в которой заливная пробка была расположена слишком высоко в корпусе.На этих устройствах вы не можете «заливать до разлива», но для правильной работы на ½ дюйма ниже уровня заливной пробки.

Область, которая создает больше проблем с трансмиссией, — это переключатель. Обычно в автомобили с механической трансмиссией устанавливают «короткоходный переключатель». Устройство переключения передач предназначено для сокращения количества движений в механизме переключения передач, благодаря чему переключение происходит быстрее. На рынке есть много отличных короткоходовых переключателей, которые действительно улучшают последовательность переключения. Однако водитель должен понимать, что время, необходимое для переключения, зависит от того, насколько быстро синхронизатор может завершить переключение без столкновения передач.Когда вы сокращаете ход переключателя, водитель может перемещать ручку быстрее, чем сцепление может полностью выключиться, и до того, как синхронизатор сможет завершить функцию согласования скорости входного вала со скоростью выходного вала. Это приводит к измельчению или блокировке сдвигов, поскольку синхронизация была изменена в зависимости от функции компонентов. Еще одна проблема, с которой мы сталкивались на протяжении многих лет, — это отсутствие конструкции, снижающей вибрацию на некоторых послепродажных переключателях. Производители автомобилей тратят кучу денег, пытаясь изолировать салон автомобиля от внешнего шума, вибрации и резкости (NVH).Некоторые переключатели послепродажного обслуживания издают «жужжание» от ручки или другие шумы, которые не слышны или не ощущаются заводской ручкой. В любом случае короткоходный переключатель усложнит отказ трансмиссии из-за плохого выключения сцепления или несвоевременной синхронизации.

Большинство водителей плохо понимают искусство синхронизации. Синхронизатор похож на молнию. Все знают, как им пользоваться, но мало кто понимает, как это работает на самом деле. Основное понимание начинается с конструкции механической коробки передач.У нас есть входной вал, который соединен с диском сцепления и передает крутящий момент (вращательное усилие) от коленчатого вала двигателя на коробку передач. Входной вал находится на одной линии с главным валом (выходным валом) трансмиссии и движется по передней его части, но может вращаться независимо от главного вала. Конец шестерни входного вала входит в зацепление с промежуточным валом или кластерной шестерней, установленной параллельно входному и выходному валам в картере коробки передач. Это приводит в движение кластерную шестерню, которая имеет несколько шестерен, которые входят в зацепление с шестернями скорости, установленными на главном валу.Шестерни скорости свободно вращаются на главном валу. Затем у нас есть узлы синхронизатора, которые насажены на главный вал между шестернями скорости. Все скоростные шестерни, которые включают входную шестерню, имеют на себе второй набор зубьев, которые входят в зацепление с скользящей муфтой на блоке синхронизатора. Когда происходит переключение, вилка переключения скользит по зубьям зацепления скоростной шестерни, и эта шестерня теперь прикреплена к главному валу и передает мощность от входного сигнала через кластерную шестерню и обратно на главный вал, приводящий в движение колеса транспортного средства.На 6-ступенчатой ​​КПП у вас будет синхронизатор 1-2, синхронизатор 3-4, синхронизатор 5-6 заднего хода. Если все втулки синхронизатора отцентрированы, трансмиссия находится в нейтральном положении. Синхронизатор должен иметь возможность включать вращающуюся шестерню без скрежета. Между ступицей синхронизатора и зубчатым колесом находится кольцо синхронизатора (стопорное кольцо) и один или несколько наборов конусов, прикрепленных к зубчатому колесу. Кольцо или кольца синхронизатора вращаются вместе с синхронизатором и устанавливаются на место с помощью ключей или распорок, которые находятся в корпусе синхронизатора и перемещаются вместе со скользящей муфтой.Когда водитель перемещает рычаг переключения передач для выбора передачи, ключи синхронизатора прижимают кольцо или кольца синхронизатора к обработанному конусу скоростной шестерни, замедляя его или ускоряя, чтобы соответствовать скорости выходного вала, который вращается. приводной вал. При выжатом сцеплении входная шестерня теперь вращается со скоростью двигателя, которая значительно медленнее, чем выходной вал, если у вас есть надлежащее выключение сцепления. Кольцо синхронизатора может немного вращаться внутри скользящей муфты, и зубья не совпадают с зубьями зацепления на скоростной шестерне.Когда скорости валов уравняются, кольцо будет совершать круговое движение, достаточное для того, чтобы скользящая втулка полностью зацепила скоростную шестерню и завершила переключение. Вот почему их также называют стопорными кольцами, поскольку они блокируют втулку от полного зацепления до тех пор, пока шестерня скорости и вал не будут иметь одинаковые обороты, поэтому переключение завершается без шлифовки. Ничего из этого не будет работать, если сцепление не сможет полностью выключить и отключить крутящий момент от коленчатого вала до входа. Если у вас нет такого отключения потока мощности, теперь вы пытаетесь остановить или замедлить крутящий момент на 400 плюс фунт-сила в двигателе с небольшой поверхностью трения, которая может быть 3 или 4 дюйма в диаметре и от до ½ дюйма в ширину.Это немедленно повреждает фрикционный материал кольца и может срезать ключи синхронизатора, как гильотина. Как только это произойдет, вы заблокируете или скрежете переключения передач, поскольку скользящая втулка столкнется с зацепляющими зубьями на скоростной передаче. Переключение на повышенную передачу требует намного меньше усилий синхронизатора, чем при понижении передачи. Водители, желающие снизить скорость коробки передач с помощью трансмиссии, обнаруживают, что тормоза намного дешевле трансмиссий. Тщательное переключение передач, особенно при переключении на понижающую передачу, предотвращает переключение с 5-й на 1-ю, что очень тяжело для коробки передач и двигателя.Ограничители оборотов в современных автомобилях предотвращают завышение оборотов двигателя при переключении на повышенную передачу, но не могут управлять частотой вращения двигателя при понижении передачи.

Мы получаем много звонков от людей, которые восстановили свои трансмиссии и теперь имеют проблемы с шумом подшипников или зазубрины переключения передач. Если вы восстанавливаете коробку передач, очень важно тщательно очистить все компоненты, включая узлы синхронизатора. Прежде чем снимать скользящую муфту со ступицы синхронизатора, совместите метку ступицы и ползуна, чтобы ее можно было снова собрать на тех же шлицах.Металлический мусор будет скапливаться между ползуном и ступицей, и если вы не очистите их полностью, свежая смазка вымывает металл, вызывая преждевременный выход из строя подшипника. При выходе из строя синхронизатора пострадают колодки вилки переключения передач. Многие люди предпочитают заменять пластиковые накладки на латунные или бронзовые в качестве обновления. Для этого нет никаких причин. Скользящая втулка обработана в канавке вилки с микроволокном, предназначенным для пластиковых колодок, а не для металла. Если сцепление полностью отпущено, нагрузка на подушечки вилки очень мала.Использование металлических колодок в качестве модернизации является пустой тратой денег, создает шум, которого раньше не было, и приведет к преждевременному износу колодок. Вилка и фиксирующая система, удерживающая ее на месте, не могут удерживать ползунок на зубчатом колесе. Зубья зацепления на скоростной шестерне и ползуне имеют задний конус, спроектированный в них, чтобы предотвратить выскакивание ползуна из шестерни при изменении положения дроссельной заслонки. Если острие зубьев зацепления было закруглено из-за плохого синхронизирующего кольца, шестерня будет трудно переключить, и ее следует заменить.Если задний конус изношен из зубьев зацепления на скоростной шестерне и ползуне, шестерня выскочит.

Как видите, большинство отказов трансмиссии начинаются вне трансмиссии из-за плохого выключения сцепления или неаккуратного водителя. В автомобилях, оборудованных автоматической коробкой передач, водитель имеет очень мало возможностей для управления переключением передач, но механическая коробка передач должна каждый раз переключать передачи и полностью отпускать сцепление.

Принцип, конструкция, работа, преимущества и недостатки

Синхронизирующая коробка передач

: принцип, конструкция, работа, преимущества и недостатки

Последняя версия модели постоянного зацепления — синхронизированная коробка передач.Это трансмиссия с ручным управлением, в которой переключение передач происходит между вращающимися шестернями с одинаковой скоростью. Шестерни могут свободно вращаться или они могут быть заблокированы на валу компоновки в такой коробке передач. На самом деле Synchromesh — это усовершенствование собачьих объятий.

Синхронизатор является основным элементом этой трансмиссии стабилизации скорости. Синхронизатор — это муфта, которая позволяет компонентам вращаться с различной скоростью. Скорости трения конуса используются для синхронизации. Он состоит из двух частей, синхронизированного конуса и кольца Baulk.Конус — это часть массива, а часть синхронизатора — это часть кольца. Как только они начнут вращаться с правильной скоростью, кольцо мешка останавливает включение шестерен. Когда кольцо скользит по кругу, трение замедляет или ускоряет зубчатое колесо. Наконец, синхронизатор и шестерня будут сбалансированы и будут вращаться с одинаковой скоростью. К ним присоединены шестерни вала, при этом шестерни вала могут свободно вращаться.

Принцип:

В коробке передач всегда есть проблема, когда устойчивая передача переключается на высокой скорости вместе с шестернями.Принцип гласит, что «шестерни трутся друг о друга до включения шестерни, а зацепление происходит после выравнивания скорости».

Конструкция:

Синхронизатор расположен между двумя шестернями. Итак, мы можем использовать одну единицу для двух передач. G1 и G2 представляют собой элементы в форме кольца, которые имеют внутренний зуб, который подходит к внешним зубам. F1 и F2 — скользящие элементы главного вала. h2, h3, N1, N2, P1, P2, R1, R2 — поверхность трения.

1. Главный вал Шестерни:

Диафрагменный вал используется для соединения синхронизирующих устройств и шестерен с выходным валом. На рис. B, C, D, E показаны шестерни, которые могут свободно вращаться с соответствующей шестерней промежуточного вала на главном валу в зацеплении. Там, где вал A вращается непрерывно, все изменения происходят в основном и промежуточном валах.

2. Шестерни промежуточного вала:

Это средний вал, по которому вращательное движение от вала столкновения к конечному выходному валу передается на шестерни соответствующего размера.Согласно рис. Фиксированные шестерни на промежуточном валу (кожухе) — это U1, U2, U3, U4.

3. Вал сцепления:

Это вал, используемый в качестве вставного вала в коробке передач, когда мощность двигателя передается на коробку передач.

4. Конусный синхронизатор:

На боковой стороне устройства есть две кнопки, которые можно использовать. Первый — это полый конус, а второй — кольцо собачьих зубов. Шестерня состоит из конусов и зубьев, контактирующих с синхронизатором.

5. Синхронизаторы:

Это специальное оборудование для переключения передач в синхронизирующих коробках с коническими канавками, вырезанными на их поверхности, которые обеспечивают фрикционный контакт с оборудованием, подлежащим зацеплению, так что скорость главного вала, промежуточного вала и охватывающего вала составляет выровненный, что, по сути, обеспечивает более плавное переключение передач.

6. Рычаг переключения передач:

Это рычаг переключения передач, управляемый водителем и используемый для выбора соответствующей передачи i.е. 1, 2, 3, 4, 5 или задняя передача.

Рабочий:

Промежуточный вал синхронизатора напрямую связан с поршнем, но когда муфта выведена из эксплуатации, она вращается свободно. Синхронизация — это подходящая скорость, на которой ваши зубья закреплены, для достижения требуемой скорости выходного вала. Потому что шестерни всегда были пристегнуты.

1. Работа первой передачи:

Для первой передачи, кольцевой части вала и скользящей части, например.грамм. G2 и F2, двигайтесь влево, пока конусы P1 и P2 не наткнутся. Тогда трение пропорционально его скорости. Как только G2 сравняется с его оборотами в минуту, он смещается дальше влево и соединяется с зубцом L2. От шестерни сцепления B к промежуточному валу шестерня U1 перемещается с ходу. После этого движение передается промежуточному валу U3 и шестерне D главного вала. Оттуда движение передается на F2, рычаг и последний толчок на главный вал.

2. Работа второй передачи:

Кольцевой вал для двух шестерен и скользящие элементы, т.е.е. G1 и F1 сдвигаются вправо до того, как конусы N1 и N2 заморозятся. Тогда трение равно его размеру. G1 перемещается дальше вправо и входит в зацепление с оборудованием. Перемещение от ковшовой шестерни B к погрузочной шестерне U1 переключается. Движение передается от U1 к U2. Шестерня C главного вала перемещается от U2. Затем движение передается на ползунок F1. Вместо этого она направляется в последний путь к главной шахте.

3. Работа верхней передачи:

Движение осуществляется от кластерной шестерни B к скользящему элементу F1 для высшей передачи или прямой передачи.Затем шпоночный вал от F1. Вы перемещаете G1 и F1 влево. Это случилось.

4. Работа задней передачи:

Для задней передачи переключение с шестерни сцепления A на шестерню вала U1 передается. Оттуда перемещается оборудование U4, а затем перемещается промежуточное оборудование U5. Главный вал E, скользящий элемент F2 и второй вал для конечного перемещения оттуда к другому. Это достигается переключением G2 вправо. Промежуточная передача ведет к передаче заднего хода.

Преимущества:

• Плавное и бесшумное переключение передач, наиболее подходящее для автомобилей.
• Нет потери передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колеса при переключении передач.
• Двойное сцепление не требуется.
• Меньше вибрации.
• Быстрое переключение передач без риска повреждения шестерен.

Недостатки:

• Он грабительский из-за высокой стоимости изготовления и количества движущихся частей.
• Когда зубья соприкасаются с шестерней, зубья не зацепляются, поскольку они вращаются с разной скоростью, что вызывает громкий скрежет, когда они стучат друг о друга.
• Неправильное обращение с шестерней может легко повредить ее.
• Не может выдерживать более высокие нагрузки.

Механическая коробка передач, как это работает?

25 августа 2015

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

Почему требуется передача?

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

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

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

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

Основной принцип работы

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

Рис: 3 Основной принцип работы зубчатой ​​пары

Зубчатая передача

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

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

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

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

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

Решение проблемы скольжения — Синхронизирующая трансмиссия

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

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

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

Понимание основы с помощью гипотетического соединителя.

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

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

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

Конус синхронизатора — расположение зубьев

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

Рис. 8 Расположение зубцов конуса синхронизатора синхронизатора

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

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

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

Использование кольца синхронизатора

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

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

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

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

Различное передаточное число

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

Под приводом — 1-й, 2-й и 3-й

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

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

Прямой привод

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

Перегон

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

Рис. 13 Расположение 5-й передачи

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

Шестерня заднего хода

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

Рис. 14 Трехступенчатая передача задней передачи

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

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

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

ОБ АВТОРЕ

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

---

Как механическая коробка передач работает в автомобилях

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

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

Нет?

Что ж, сегодня ваш счастливый день!

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

Засучим рукава и приступим.

Примечание. Прежде чем вы прочитаете, как работает трансмиссия, я настоятельно рекомендую ознакомиться с нашими Gearhead 101, посвященными двигателям и трансмиссиям.

Что делают трансмиссии

Прежде чем мы углубимся в особенности работы механической трансмиссии, давайте поговорим о том, что делают трансмиссии в целом.

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

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

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

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

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

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

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

Скорость = Сколько раз вы попали в гвоздь за минуту.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Давайте взглянем на другой сценарий. Допустим, у вас очень быстро движется машина, например, когда вы едете по автостраде. Вам не нужно передавать столько мощности от двигателя на колеса, потому что автомобиль уже движется в быстром темпе.Сама инерция делает большую работу. Таким образом, вы можете позволить двигателю вращаться на более высокой скорости, не беспокоясь о мощности, передаваемой на колеса. Нам нужно больше скорости , идущей на колеса, и меньше мощности .

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

Введите передачу.

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

Он способен эффективно передавать мощность через ряд шестерен разного размера, которые используют передаточное отношение.

Передаточное число

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

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

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

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

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

Давайте вернем эту концепцию к цели передачи.

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

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

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

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

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

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

Детали механической трансмиссии

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

Давайте посмотрим на детали трансмиссии, которые позволяют этому случиться:

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

Промежуточный вал. Промежуточный вал (он же промежуточный вал) находится сразу под выходными валами. Промежуточный вал соединяется напрямую с входным валом через шестерню с фиксированной скоростью. Когда первичный вал вращается, вращается и промежуточный вал с той же скоростью, что и первичный вал.

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

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

1-5 передачи. Это шестерни, которые установлены на выходном валу подшипниками и определяют, на какой «передаче» находится ваш автомобиль. Каждая из этих шестерен постоянно сцепляется с одной из шестерен промежуточного вала и постоянно вращается. Это постоянно запутанное устройство — это то, что вы видите в синхронизированных трансмиссиях или трансмиссиях с постоянным зацеплением, которые используются в большинстве современных транспортных средств.(Мы немного поговорим о том, как все шестерни всегда могут вращаться, в то время как только одна из них фактически передает мощность трансмиссии.) на пятую передачу. Помните, передаточные числа. Поскольку первая шестерня больше, чем шестерня промежуточного вала, к которой она подключена, она может вращаться медленнее, чем входной вал (помните, промежуточный вал движется с той же скоростью, что и входной вал), но передает большую мощность на выходной вал.По мере того, как вы повышаете передачу, передаточное число уменьшается, пока вы не достигнете точки, в которой входной и выходной валы движутся с одинаковой скоростью и выдают одинаковую мощность.

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

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

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

Ответ на оба вопроса: хомуты синхронизатора.

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

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

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

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

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

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

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

Вилка переключения. Вилка переключения передач удерживает втулку синхронизатора.

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

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

Как работают механические коробки передач

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

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

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

Эта первая шестерня на выходном валу зацеплена с шестерней, которая соединена с промежуточным валом . Промежуточный вал соединяется с входным валом двигателя через шестерню и вращается с той же скоростью, что и входной вал двигателя.

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

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

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

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

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

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

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

Остальные пять передач промыть, промыть и повторить.

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

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

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

Теги: Автомобили

Как работает механическая коробка передач

Механическая коробка передач помогает автомобилю достичь желаемой скорости за счет использования шестерен, сцепления и переключателя. Это работает так: когда водитель хочет переключить передачу, он нажимает на педаль сцепления, одновременно отпуская газ. Это выключает сцепление в трансмиссии, позволяя водителю переключаться на более высокую или более низкую передачу.

Передача заднего хода представляет собой еще один вариант, используемый, когда автомобиль не движется.Подключенная к двигателю через сцепление, трансмиссия вращается с той же скоростью, что и двигатель, в основном за счет маховика. Прижимной диск прижимает диск сцепления к маховику, блокируя двигатель с трансмиссией, обеспечивая их одинаковую скорость.

Так что насчет преимуществ? Некоторые из преимуществ механической коробки передач по сравнению с автоматической версией включают улучшенную экономию топлива, долговечность и стоимость. Некоторые из недостатков включают более сложную кривую обучения, более низкую скорость переключения передач и большую концентрацию, необходимую для вождения, особенно при управлении автомобилем на холмистой местности.

Пятиступенчатая коробка передач

Также называемая бесступенчатой ​​трансмиссией (CVT), концепция механической трансмиссии заключается в поддержании оборотов двигателя на достаточно низком уровне, чтобы он не сгорел, при этом поддерживая желаемую скорость. Так как же это достигается с помощью трансмиссии? Он контролирует скорость автомобиля за счет использования шестерен по отношению друг к другу. Так называемые передаточные числа, каждая передача на рычаге переключения передач имеет соответствующее передаточное число, а также диапазон оборотов.

Подумайте об этом так: в примере с пятиступенчатой ​​коробкой передач двигатель увеличивает обороты по мере того, как автомобиль набирает скорость. Как только обороты достигают определенного уровня, водители нажимают педаль сцепления, одновременно выпуская газ, переключая передачу при выключении сцепления. Это, в свою очередь, переводит трансмиссию на следующую более высокую передачу, уменьшая количество оборотов в минуту и ​​снова запускает процесс, когда двигатель переходит на следующую передачу.

Чаще всего для переключения на пониженную передачу нажимают педаль сцепления и переключают на желаемую передачу, причем не обязательно в обратном порядке.Например, при желании драйвер может переключиться с третьего на первый с небольшим количеством нежелательных эффектов, хотя им следует этого избегать.

Шестерни и обороты

Передачи в большинстве автомобилей с механической коробкой передач включают первую, вторую, третью, четвертую и заднюю передачу, а в некоторых высокопроизводительных автомобилях до пятой или шестой передачи. В нейтральном положении сцепление не задействовано, и водителю требуется включить стояночный тормоз, чтобы автомобиль не катился во время стоянки.Когда водитель переключает передачи, двигатель развивает увеличивающееся количество оборотов в минуту, также известное как число оборотов в минуту.

Но насколько важны обороты для оптимальной производительности автомобиля? Число оборотов двигателя транспортного средства представляет собой количество оборотов коленчатого вала за одну минуту. Чем выше частота вращения, тем быстрее едет автомобиль и тем тяжелее работает двигатель. Если бы двигатель работал на максимальных оборотах в течение длительного времени, он вскоре изнашивался бы из-за возникающего тепла и напряжения.Шестерни в трансмиссии вместе с муфтой снижают обороты при каждом переключении на повышенную передачу, чтобы двигатель не работал постоянно на высоких оборотах.

Водители должны переключать каждую передачу, когда она достигает верхних оборотов своего диапазона. После некоторого времени за рулем водители обычно могут сказать, когда им нужно переключиться. Чем выше передача, тем выше его максимальные обороты: первая передача колеблется от 1200 до 1300 оборотов в минуту, а пятая передача достигает максимальной скорости более 3000 оборотов в минуту.

Рычаг переключения передач управляет тремя стержнями, которые толкают три вилки, которые включают различные передачи.Когда водитель перемещает рычаг переключения передач влево и вправо, вилка перемещает хомуты, которые включают каждую передачу. В перерывах между передачами рычаг переключения передач остается в нейтральном положении, а сцепление в трансмиссии остается выключенным.

Холостая шестерня и синхронизаторы

Некоторые базовые маневры при вождении, такие как включение заднего хода, требуют, чтобы в автомобилях с механической коробкой передач использовалась небольшая передача, называемая холостым ходом. При переключении на задний ход вилка толкает хомут, перемещая большую шестерню в контакт с шестерней верхней передачи и промежуточной шестерней, позволяя автомобилю двигаться назад.Чтобы предотвратить движение автомобиля задним ходом во время движения вперед, передача заднего хода вращается в направлении, противоположном направлению других передач. Это гарантирует, что при этом собачьи зубья не входят в зацепление, что исключает возможность повреждения трансмиссии.

В прошлом водители транспортных средств следовали практике, называемой двойным сцеплением. Этот маневр включал перевод коробки передач в нейтральное положение и использование моторного тормоза для согласования скорости двигателя. Затем водитель снова включил сцепление, чтобы переключиться на желаемую передачу.Современные автомобили используют синхронизаторы, чтобы исключить необходимость в этой практике. Синхронизатор обеспечивает фрикционный контакт муфты с кулачковыми зубьями шестерни. Таким образом, воротник и шестерня синхронизируются. Это обеспечивает более плавное переключение без необходимости заранее переводить коробку передач в нейтральное положение.

Коленчатый вал и сцепление

Эффективная работа механической коробки передач включает такие детали, как коленчатый вал и сцепление. Коленчатый вал находится внутри двигателя транспортного средства и вращается в соответствии с работой камер.Чем больше камер или цилиндров содержит двигатель транспортного средства, тем большую мощность в виде крутящего момента он производит. Коленчатый вал передает этот крутящий момент или вращательное усилие на трансмиссию, которая соединяется с двигателем через колпак. Трансмиссия, в свою очередь, передает этот крутящий момент на ведущий вал и дифференциал. Дифференциал содержит простую планетарную зубчатую передачу, которая помогает постепенно передавать мощность, вырабатываемую двигателем, на колеса, давая автомобилю движение вперед.

Сцепление играет важную роль во всем этом процессе. Когда водитель включает передачу и снимает ногу с педали сцепления, автомобиль начинает двигаться вперед. Когда водителю нужно остановиться, он нажимает педаль сцепления вместе с тормозом, одновременно сбрасывая газ. Это выключает сцепление и останавливает вращение трансмиссии, позволяя автомобилю остановиться.

Как работают передаточные числа

Шестерни в механической коробке передач являются жизненно важной частью работы транспортного средства.Шестерни вращаются синхронно с двигателем. Накладка сцепления работает синхронно с маховиком, убедитесь, что двигатель и трансмиссия остаются заблокированными вместе, чтобы предотвратить проскальзывание шестерен. Используемые передачи зависят в первую очередь от конкретной передачи, на которой в настоящее время находится автомобиль. Передачи варьируются от первой до четвертой и пятой, а иногда и шестой передачи на высокопроизводительных автомобилях.

Шестерни в трансмиссии согласовываются, чтобы обеспечить количество оборотов в минуту, необходимое для данной конкретной передачи и скорости.Передаточное число — это разница в размерах различных шестерен по отношению друг к другу и количестве зубьев, которые каждая шестерня содержит.

Синхронизация и несинхронизация передач

Чтобы получить более подробное представление о том, как работают механические коробки передач, давайте взглянем на синхронизированные и несинхронизированные трансмиссии. В то время как многие небольшие автомобили оснащены синхронизирующей трансмиссией, тяжелые грузовики и другая техника не имеют. Вместо этого они содержат несинхронизированную передачу.

Синхронизирующая трансмиссия использует синхронизаторы для согласования скорости передачи со скоростью двигателя путем трения втулки о небольшую латунную муфту на передаче.Несинхронизированная трансмиссия не имеет этой способности, требуя от водителей двойного сцепления, чтобы снизить скорость двигателя до уровня, на который переключаются водители более высокой передачи. Коробки передач без синхронизатора не страдают от такого сильного износа, как версии с синхронизатором, а механизм переключения передач без синхронизатора работает намного быстрее.

Уход за механической коробкой передач, включая замену жидкости в соответствии с графиком технического обслуживания, гарантирует ее исправное состояние в течение многих лет.Со временем сцепление обычно изнашивается и, в конечном итоге, требует замены. Когда это произойдет, попросите механика выполнить необходимый ремонт и техническое обслуживание и как можно скорее вернуться в дорогу.

Распространенные проблемы и симптомы проблем с механической коробкой передач

При определении проблем с механической коробкой передач помните о следующих общих проблемах и симптомах:

• Под подвижным сцеплением понимается диск сцепления, который не отсоединяется от маховика.Когда это происходит, трансмиссия и сцепление продолжают вращаться с одинаковой скоростью, что затрудняет или делает невозможным переключение передач. Механик осмотрит и порекомендует исправить трансмиссию в этом случае.
• Проскальзывающая шестерня означает, что трансмиссия переключается на передачу и выключается. Вы можете объяснить это изношенным или сломанным рычажным механизмом, удерживающим механизм на месте.
• Автомобиль, который скрипит и трясется, может иметь неисправную трансмиссию. Причина варьируется от плохого сцепления до изношенных или поврежденных шестерен и синхронизаторов.