Как работает синхронизатор: Синхронизатор механической КПП, его неисправности и порядок замены

Синхронизатор механической КПП, его неисправности и порядок замены

Синхронизатор в МКПП – что это за деталь?

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

Как работает синхронизатор?

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

Неисправности синхронизатора МКПП

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

Замена синхронизатора в механической КПП

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

1. Очистите от грязи корпус МКПП.
2. Демонтируйте кронштейн, предназначенный для троса сцепления.
3. Снимите крышку, отвернув крепежные гайки.
4. Отверните болт вилки и передвиньте муфту вниз таким образом, чтобы ее шлицы оставались сцепленными с шестерней.
5. Включите верхнюю передачу.
6. Снимите крепеж первичного вала. Это потребует достаточно серьезного физического усилия.
7. Аналогичным образом освободите вторичный вал.
8. Приподнимите шестерню, снимите ее одним блоком с синхронизатором и вилкой. При этом муфта не должна сойти со ступицы. Желательно отметить положение муфты мелом или карандашом.
9. Извлеките синхронизатор, установите новую деталь, обработайте ее смазкой.
10. Соберите КПП в порядке, обратном разборке.

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

Как работает роботизированная коробка передач — ДРАЙВ

Чтобы ответить на этот вопрос, придётся вспомнить устройство обычной механической коробки передач. Основу классической «механики» составляют два вала — первичный (ведущий) и вторичный (ведомый). На первичный вал через механизм сцепления передаётся крутящий момент от двигателя. Со вторичного вала преобразованный момент идёт на ведущие колёса. И на первичный, и на вторичный валы посажены шестерни, попарно находящиеся в зацеплении. Но на первичном шестерни закреплены жёстко, а на вторичном — свободно вращаются. В положении «нейтраль» все вторичные шестерни прокручиваются на валу свободно, то есть крутящий момент на колёса не поступает.

Перед включением передачи водитель выжимает сцепление, отсоединяя первичный вал от двигателя. Затем рычагом КПП через систему тяг на вторичном валу перемещаются специальные устройства — синхронизаторы. При подведении муфта синхронизатора жёстко блокирует на валу вторичную шестерню нужной передачи. После включения сцепления крутящий момент с заданным коэффициентом начинает передаваться на вторичный вал, а от него — на главную передачу и колёса. Для сокращения общей длины коробки вторичный вал часто делят на два, распределяя ведомые шестерни между ними.

Упрощённая схема работы 5-ступенчатой механической коробки передач.

Принцип действия роботизированных коробок передач абсолютно тот же. Единственное отличие в том, что смыканием/размыканием сцепления и выбором передач в «роботе» занимаются сервоприводы — актуаторы. Чаще всего это шаговый электромотор с редуктором и исполнительным механизмом. Но встречаются и гидравлические актуаторы.

Роботизированная КПП SensoDrive применяется на автомобилях марки Citroen.

Управляет актуаторами электронный блок. По команде на переключение первый сервопривод выжимает сцепление, второй перемещает синхронизаторы, включая нужную передачу. Затем первый плавно отпускает сцепление. Таким образом, педаль сцепления в салоне больше не нужна — при поступлении команды электроника всё сделает сама. В автоматическом режиме команда на смену передачи поступает от компьютера, учитывающего скорость движения, обороты двигателя, данные ESP, ABS и других систем. А в ручном — приказ на переключение отдаёт водитель при помощи селектора КПП или подрулевых лепестков.

Фирма Ricardo на примере «робота» Easytronic от модели Opel Corsa предложила заменить раздельные актуаторы для сцепления и выбора передачи одиночным электромагнитным актуатором. Благодаря этому уменьшились размеры и масса агрегата. И самое главное — механизм выбора передачи стал работать в восемь раз быстрее, а общий период разрыва потока мощности сократился до 0,35 с. Вверху — серийный Easytronic, внизу — рисунок разработки Ricardo.

Проблема «робота» — отсутствие обратной связи по сцеплению. Человек чувствует момент смыкания дисков и может переключить скорость быстро и плавно. А электроника вынуждена перестраховываться: чтобы избежать рывков и сохранить сцепление, «робот» надолго разрывает поток мощности от двигателя к колёсам во время переключения. Получаются дискомфортные провалы на разгоне. Единственный способ достичь комфорта при переключениях — сократить их время. А это, увы, означает рост цены всей конструкции.

Пионером массового использования преселективных коробок стал концерн Volkswagen, использующий DSG (S tronic у Audi) как на переднеприводных, так и на полноприводных моделях с продольно и поперечно установленными двигателями. Аббревиатура DSG (Direct Shift Gearbox — коробка прямого включения) стала нарицательным для коробок с двумя сцеплениями — хотя на самом деле это просто товарный знак.

Революционным решением стала появившаяся в начале 80-х трансмиссия с двумя сцеплениями DCT (dual clutch transmission). Рассмотрим её работу на примере 6-ступенчатой коробки DSG концерна Volkswagen. У коробки два вторичных вала с расположенными на них ведомыми шестернями и синхронизаторами — как у шестиступенчатой «механики» Гольфа. Фокус в том, что первичных валов тоже два: они вставлены друг в друга по принципу матрёшки. Каждый из валов соединяется с двигателем через отдельное многодисковое сцепление. На внешнем первичном валу закреплены шестерни второй, четвёртой и шестой передач, на внутреннем — первой, третьей, пятой и заднего хода. Допустим, автомобиль начинает разгон с места. Включается первая передача (муфта блокирует ведомую шестерню первой передачи). Замыкается первое сцепление, и крутящий момент через внутренний первичный вал передаётся на колёса. Поехали! Но одновременно с включением первой передачи умная электроника прогнозирует последующее включение второй — и блокирует её вторичную шестерню. Именно поэтому такие коробки ещё называют преселективными. Таким образом, включены две передачи сразу, но заклинивания не происходит, — ведущая шестерня второй передачи находится на внешнем валу, сцепление которого пока разомкнуто.

Состояние DSG при движении на первой передаче. Муфтами блокированы шестерни 1-й и 2-й передач.

Когда машина достаточно разгонится и компьютер решит повысить передачу, размыкается первое сцепление и одновременно замыкается второе. Крутящий момент теперь идёт через внешний первичный вал и пару второй передачи. На внутреннем валу уже выбрана третья. При замедлении те же операции происходят в обратном порядке. Переход происходит практически без разрыва потока мощности и с фантастической скоростью. Серийная коробка Гольфа переключается за восемь миллисекунд. Сравните со 150 мс на Ferrari Enzo!

Состояние DSG после переключения на 2-ю передачу. 3-я передача ожидает своей очереди.

Коробки с двойным сцеплением экономичнее и быстрее традиционных механических, а также более комфортны, чем «автоматы». Главный их недостаток — высокая цена. Вторую проблему — неспособность передавать большой крутящий момент — решили с появлением DSG фирмы Ricardo на 1000-сильном купе Bugatti Veyron. Но пока удел большинства суперкаров — «роботы». Хотя, например, коробка Ferrari 599 GTB Fiorano — не чета опелевскому Изитронику: время переключения у суперробота исчисляется десятками миллисекунд.

Роботизированная коробка AMG Speedshift, устанавливаемая на новейший SL 63 AMG, представляет собой модифицированный мерседесовский «автомат» 7G-Tronic. Только крутящий момент вместо тяжёлого и инертного гидротрансформатора передаёт одинарное многодисковое «мокрое» сцепление. Благодаря применению сложных электрогидравлических актуаторов время переключения составляет 0,1 с.

Сегодня коробки DCT есть не только у Фольксвагена, но и у компаний BMW, Ford, Mitsubishi и FIAT. Преселективные коробки признали даже инженеры Porsche, которые используют в своих машинах только проверенные технологии. Аналитики прогнозируют, что в будущем наиболее распространёнными трансмиссиями станут DCT и вариаторы. А дни третьей педали, похоже, сочтены — скоро она исчезнет даже из самых драйверских спорткаров. Человечество выбирает то, что удобнее.

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

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

Как устроен синхронизатор коробки передач?

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

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

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

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

Принцип работы синхронизатора КПП – что же происходит под капотом?

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

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

Синхронизатор КПП – поломки и замена

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

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

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

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

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Как работает синхронизатор в коробке передач

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

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

Синхронизатор коробки передач

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

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

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

В недрах коробки передач

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Синхронизатор коробки передач – строение, принцип работы + видео

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

Как устроен синхронизатор коробки передач?

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

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

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

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

Принцип работы синхронизатора КПП – что же происходит под капотом?

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

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

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

Синхронизатор КПП – поломки и замена

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

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

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

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.

Синхронизатор коробки передач – что это такое?

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

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

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

1. Как устроен синхронизатор коробки передач?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

3. Синхронизатор КПП – поломки и замена

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

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

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

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

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

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

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

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

Синхронизированные КПП, что это означает

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

Принцип действия синхронизатора

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

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

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

Синхронизатор КПП, устройство, конструктивные особенности

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

Они подпружинены и предназначены для более эффективного стопорения муфты в процессе синхронизации.

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

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

Многоконусные синхронизаторы, для чего их устанавливают в КПП

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

Неисправности синхронизатора и способы их устранения

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

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

Если при переключении скоростей появился шум, идентификация которого невозможна и который раньше был нехарактерен, это может свидетельствовать о искривлении блокирующего кольца либо о том, что его коническая часть изношена.

Сложное переключение передач, когда необходимо прилагать большие усилия и совершать несколько попыток, фактически гарантированно говорит о вышедшем из строя синхронизаторе.

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

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

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

Механическая коробка передач

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

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

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

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

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

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

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

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

• Как работает синхронизатор

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Синхронизатор механической КПП, его неисправности и порядок замены

Posted in Полезные статьи

Синхронизатор в МКПП – что это за деталь?

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

Как работает синхронизатор?

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

Неисправности синхронизатора МКПП

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

Замена синхронизатора в механической КПП

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

Очистите от грязи корпус МКПП.

Демонтируйте кронштейн, предназначенный для троса сцепления.

Снимите крышку, отвернув крепежные гайки.

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

Включите верхнюю передачу.

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

Аналогичным образом освободите вторичный вал.

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

Извлеките синхронизатор, установите новую деталь, обработайте ее смазкой.

Соберите КПП в порядке, обратном разборке.

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

Синхронизатор коробки передач

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

Устройство и принцип работы синхронизатора

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

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

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

Поломка синхронизатора второй передачи ВАЗ 2109

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

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

Синхронизатор КПП: как работает и почему ломается

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. 

Как работает синхронизатор МАЗ?

Современный синхронизатор МАЗ располагается в КПП автомобиля. Служит для переключения передач, имеет конусные фрикционные кольца. Деталь состоит из муфты, обоймы, каретки.

Все элементы крепкие и надежные, так как изготавливаются из качественного металла. Синхронизатор МАЗ снабжен обоймой, которая представляет собой цилиндр.

На его поверхности нанесены сквозные прорези. В основном стальная обойма крайне редко ломается. В нейтральном положении обойма присоединяется с кареткой с помощью специальных пружинных фиксаторов.

Синхронизатор МАЗ также включает в себя и зубья муфты, по которым каретка соединяется с внутренним зацеплением 5, 4, 3 и 2 передач.

Синхронизатор МАЗ – как он работает?

При включении передачи автомобиля вилка штока перемещает муфту.

Данная деталь начинает постепенно передвигать вдоль вала обойму и каретку. При перемещении муфты каретка продвигается вдоль оси вала. Если передача включена крутящий момент передается через маховик, ведомый и нажимной диски на первичный вал КПП.

Далее с его зубчатого венца на колесо промежуточного вала. От соответствующей пары зубчатых колес включенной передачи крутящий момент передается на синхронизатор МАЗ (а точнее на его каретку).

Как видите, принцип работы синхронизатора несложен.

Синхронизатор МАЗ и его ремонт

Переключение передач автомобиля всегда сопровождается мощными ударами зубьев зубчатых колес. Все это ведет к быстрому изнашиванию данных элементов. Для того чтобы снизить нагрузку на зубья предусмотрен синхронизатор МАЗ.

Как правило, деталь выравнивает скорость включаемых зубчатых колес. Естественно, во время работы на синхронизатор МАЗ воздействуют колоссальные нагрузки.

Однако деталь очень прочная и надежная. Тем не менее, запчасть также требует периодического ухода. Мы расскажем вам об основных проблемах, которые возникают в процессе эксплуатации КПП грузовика.

Иногда коробку передач очень сложно переключить в необходимое положение. Этому может способствовать и многочисленные повреждения зубьев муфты, и неполное выключение сцепление.

Однако в основном именно синхронизатор МАЗ является причиной плохого переключения КПП. Не рекомендуем приобретать синхронизатор КПП МАЗ б/у. Лучше всего купить новую деталь.

В этом случае запчасть прослужит дольше. Назовем еще одну неисправность КПП, которая связана с проблемами в работе синхронизатора. При движении выключение передач в дополнительной коробке происходит самопроизвольно.

Причина – износ замка в соединении каретки. Отремонтировать синхронизатор КПП МАЗ в этом случае очень сложно. Поэтому рекомендуем просто заменить изношенную деталь.

Если вы устраните данные неисправности, синхронизатор КПП МАЗ не будет беспокоить излишним шумом или гулом при движении. При необходимости загляните в наш каталог запчастей МАЗ. Несколько советов о том, как правильно заменить синхронизатор КПП МАЗ. Сначала необходимо разобрать коробку передач.

Для этого снимаем выжимной, крышку подшипника, шланг смазки муфты, вилку. Далее отсоединяем стопорное кольцо, подшипник. Только после этого включаем заднюю передачу. Аккуратно сдвигаем вторичный вал. Осматриваем синхронизатор КПП МАЗ. На элементе не должно быть следов износа и повреждений. Включаем скорость.

Снимаем вал с такого элемента как синхронизатор КПП МАЗ. Отсоединяем аккуратно шпонку. Напоминаем, что для этого необходимо приподнять синхронизатор КПП МАЗ. Далее поворачиваем упорную шайбу. Затем снимаем шестерню. Коробка передач разобрана. Синхронизатор КПП можно легко заменить.

Синхронизатор коробки передач — что это и как заменить?

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

Устройство и принцип работы синхронизатора

В работе синхронизатора нет ничего сложного. Его действие основано на разнице сил трения возникающих между вращающимися деталями. Таким образом, синхронизатор создает необходимое трение для выравнивания частот вращения и синхронизирует обе детали.

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

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

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

Под углом 120 градусов по всей окружности ступицы расположены специальные сухари, которые, посредством пружины, нажимают на кольцо блокировки, тем самым, блокируя муфту в процессе синхронизации.

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

Поломка синхронизатора второй передачи ВАЗ 2109

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

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

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

Как устроен и работает синхронизатор механической коробки передач

Все передачи переднего хода современной механической коробки передач синхронизированы, то есть оснащены устройством выравнивания относительной скорости шестерён при входе в зацепление. Это обеспечивает бесшумность и мягкость переключения, минимизирует вероятность поломки зубьев. Иногда это ставится и на задний ход, где менее востребовано, заднюю редко включают на движущемся автомобиле. Деликатное устройство синхронизатора и не совсем однозначные реакции механизма на действия водителя делают очень желательным знание принципа его работы.

Чем вызвана необходимость применения синхронизатора

Суть работы механической коробки состоит в обеспечении жёсткой связи шестерни, исходно свободно вращающейся на валу, с выполненными на нём шлицами в момент включения очередной передачи. Но сама природа зубчатого зацепления требует относительной неподвижности зубьев, входящих в связь. Иначе возможна серия жёстких ударов, вызывающих шум, рывки и повреждение деталей из-за пиковых ударных нагрузок.

Для безударного включения, а также обеспечения надёжности работы при знакопеременных нагрузках необходимо соблюсти ряд условий:

• относительная скорость перемещения зубьев должна быть сведена к нулю, то есть в данном случае шестерню необходимо остановить относительно вала;
• входную часть зубьев надо выполнить с заострениями, поскольку есть вероятность точного попадания зуба на зуб, что не даст переключиться;
• необходим фиксатор, то есть устройство, вызывающее сопротивление при попытке выхода из зацепления за счёт вибрации или продольной составляющей передаваемого усилия.

Ранее водителю приходилось заниматься самостоятельным выравниванием скоростей шестерён, что требовало умения переключаться с двойным выжимом сцепления и промежуточной перегазовкой. Это вызывало необходимость немалого навыка и затрат времени на переход по передачам вниз. Сейчас часть проблем снимает наличие синхронизатора, хотя перегазовки иногда используются, например, в спорте и на мощных автомобилях.

Устройство механизма синхронизации

Часто ошибочно синхронизатором называют лишь один его элемент, хотя он самостоятельно выполнить все функции не сможет. Состоит устройство из следующих деталей:

• муфты, обычно одной на две соседние передачи;
• блокирующих колец из мягкого металла, одиночных или составных из двух-трёх частей;
• рабочего конуса на подключаемой шестерне;
• ступицы со шлицевой посадкой на вал и стопорными кольцами;
• механизма фиксации с пружинами и сухарями.

Вся конструкция обычно размещается между шестернями двух соседних передач, можно говорить о муфтах 1й-2й или 3й-4й. При этом на каждую передачу работает своё кольцо, то есть число блокировочных колец совпадает с количество шестерён, но не муфт. При нечётном числе передач коробки одна из муфт перемещается лишь в одном направлении.

Снаружи на муфте выполнена проточка под вилку переключения, а внутри – шлицы, с помощью которых она скользит по ступице, и они же своими заострёнными концами входят в зацепление с отдельным венцом на шестерне.

Блокирующие кольца расположены между ступицей и рабочими шестернями, при перемещении они опираются на конусную поверхность. Если кольцо наборное, то часть трения происходит внутри набора, а не по конусу шестерни, что увеличивает мощность синхронизатора, сокращает время переключения и сберегает детали от износа.

Работа синхронизатора

Водитель чрез рычаг и кулису перемещает шток внутри коробки, который соединён с вилкой переключения. Вилка через проточку передвигает муфту синхронизатора в направлении выбранной передачи. Но ещё до того, как зубья венцов соприкоснутся, к рабочему конусу шестерни прижимается блокирующее кольцо. С одной стороны оно имеющимися выступами связано с муфтой, а с другой имеет ответную часть конуса, прижимающуюся к шестерне. Возникает значительная сила трения, чему способствует правильный выбор масла в коробке и материала для колец.

Трение замедляет скорость вращения шестерни на валу вплоть до полной остановки. После этого заострённые зубья венцов муфты и шестерни мягко и без удара войдут в зацепление. Передача включена.

Остаётся надёжно закрепить муфту в этом положении, что и обеспечит фиксатор. Они имеют различную конструкцию. Но в общем случае происходит перекос его подпружиненных сухарей и вход их в предусмотренные пазы. Пружины через шарики надёжно прижмут муфту, не давая ей двигаться в обратном направлении. В тоже время, водитель сможет выключить передачу, приложив усилие к рычагу и вилке, преодолевая усилие пружин фиксатора.

Проблемы с синхронизатором

Неисправности связаны именно с тремя основными функциями устройства:

• износ рабочих конусов, что уменьшает тормозящую силу трения;
• затупление и выкрашивание заострённых кромок на зубьях;
• нарушение работы фиксаторов, в основном связанное с уменьшением при износе рабочей длины зубьев венца муфт и шестерён.

Проявляется это как в виде скрежета при включении, так и в самопроизвольном выпадании включённой передачи. Рычаг приходится удерживать вручную, что заканчивается износом вилок. Увеличить срок службы можно избегая быстрой перемены передач, используя приём двойного выжима и регулярно меняя масло в коробке. Тем более противопоказан спортивный стиль, когда передачи переключаются без выжима сцепления. Такое применимо лишь в автоспорте, где с одной стороны используются специальные кулачковые коробки без синхронизаторов, а с другой – нормальной считается частая переборка механизмов.

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

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

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

Зачем нужны синхронизаторы передач?

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

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

где:

n _IN [об / мин] — частота вращения 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 нужно отключить двигатель от трансмиссии, используя педаль сцепления. Это необходимо, потому что переключение передачи в трансмиссии с простыми зубчатыми передачами, которые постоянно находятся в зацеплении (зацеплении), не может быть выполнено, пока крутящий момент двигателя передается через шестерни, поэтому муфта должна быть разомкнута.

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

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

Изображение: процесс переключения передач (1-2)

Когда включена передача 1 , скорость выходного вала составляет:

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

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

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

Это означает, что входной вал должен быть на замедлен с 3500 до 2573 об / мин.Если требовалось переключение на пониженную передачу 2-1, входной вал должен был быть ускорен с 2573 об / мин до 3500 об / мин. Вот тут-то и вступают в игру синхронизаторы.

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

Изображение: Схема коробки передач с названиями компонентов

Как работает синхронизатор передач?

Синхронизаторы необходимы для переключения передач в механических коробках передач.Их цель — согласование (регулировка) скорости входного вала (шестерни и вторичная масса сцепления) с выходным валом (колесом).

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

• Одноконусный синхронизатор
• Двухконусный синхронизатор
• Трехконусный синхронизатор

Изображение: Простой конусный синхронизатор
Кредит: VW

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

Изображение: Узел синхронизатора шестерен
Кредит: VW

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

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

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

Изображение: Зубчатое колесо

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

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

Внутренняя поверхность кольца синхронизатора имеет резьбу или рисунок канавок для предотвращения образования гидродинамической масляной пленки. Если между кольцом синхронизатора и фрикционным конусом зубчатого колеса образуется масляная пленка, для синхронизации скоростей валов потребуются более высокие толкающие силы и больше времени.

Изображение: Кольцо синхронизатора

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

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

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

Изображение: Ступица синхронизатора

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

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

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

Изображение: Скользящая муфта

Фазы синхронизации передач

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

Процесс синхронизации будет описан с помощью параметров:

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

Фаза 2: синхронизация (блокировка)

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

Этап 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.

Этап 4: зацепление (поворот ступицы синхронизатора)

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

Фаза 5: Зацепление (блокировка шестерни)

Скользящая муфта полностью вошла в стопорное зубчатое зацепление шестерни. Обратные конусы на зубьях скользящей втулки и стопорные зубья шестерни предотвращают расцепление под нагрузкой.

Контроль положения включения передачи

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

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

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

Изображение: Управление положением переключения передач

В подходе синхронизатора (A ), вилка переключения (скользящая втулка) начинается из центрального положения и начинает двигаться к кольцу синхронизатора. 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 (сила толкания). Усилие переключения обычно составляет около 60 — 120 Н.

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

Фаза включения передачи (C) начинается, когда вилка переключения передач снова начинает двигаться. На этом этапе скользящая втулка прошла через кольцо синхронизатора и вступает в зацепление 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 времени сохраняется высокое толкающее усилие, чтобы гарантировать полное включение передачи.

В фазе Gear Relax (E) больше не действует сила на вилку 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 (предоставлено Hoerbiger)

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

• монтажное пространство
• механическая инерция, которую необходимо синхронизировать
• Разница скоростей вала, которую необходимо синхронизировать
• передаваемый крутящий момент
• Свойства трансмиссионного масла
• Параметры качества переключения передач
  • Время синхронизации
  • Длина хода вилки переключения
  • максимальное усилие переключения
  • тормозной момент
  • циклов нагрузки
• интерфейсов
  • данные шлицев
  • зазор шестерни
  • размер паза втулки

Мощность синхронизатора ограничена

• крутящий момент скользящей втулки, ступицы шестерни и зубчатого зацепления шестерни
• вместимость фрикционного материала (скорость скольжения, поверхностное давление, трение мощность, работа трения) 9 0099
• 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 [Nm] — момент трения

Уменьшение усилия переключения на втулке может быть выполнено следующим образом:

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

Время переключения передач

Процесс переключения передач одинаков для повышающей и понижающей передачи, но время переключения отличается .При переключении на более высокую передачу скорость первичного вала должна быть уменьшена. Поскольку между движущимися частями возникают потери на трение, замедление вала будет быстрее.

С другой стороны, при переключении на пониженную передачу необходимо ускорить входной вал. Те же потери на трение будут действовать таким же образом, который пытается замедлить вал. Следовательно, для синхронизации валов при переключении на пониженную передачу требуется более высокий момент трения и более длительное время синхронизации.

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

Двухконусный синхронизатор

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

Изображение: Двухконусный синхронизатор (полный комплект)

1. шестерня
2. стопорное зубчатое зацепление
3. игольчатый роликоподшипник
4. внутренний конус
5. двойной конус
6. кольцо синхронизатора
7. ступица шестерни
8. скользящая втулка
9. стопорные элементы

Пример механической коробки передач с разными механизмами синхронизации

Коробка передач Getrag Manualshift 6MTI550.

Изображение: Механическая коробка передач Getrag 6MTI550

Основные преимущества :

• Модульная система для приложений со средним и высоким крутящим моментом, опция 7 ^th , возможна скорость
• Допустимый высокий крутящий момент при малом весе
• Готовность к системе старт-стоп (обнаружение передачи)
• Гибкое передаточное отношение

Основные характеристики :

Максимальный входной крутящий момент [Нм]

Параметр	Значение	Наблюдение
	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 -32 nd 9 тройная шестерня конус
3 ряд шестерня	двойной конус
4 th до 6 th и шестерня заднего хода	одинарный конус
9329 концепция постоянная передача на выходном валу возможно применение полного привода 7 th возможна скорость

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!

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 на выходном валу 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.

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

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

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

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

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

Синхронизированная ручная трансмиссия, определяемая

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Что такое двойное сцепление и как оно работает?

Разъяснения по проектированию YouTube

Двойное сцепление — это метод вождения, используемый исключительно в автомобилях с механической коробкой передач.Чтобы понять, как это работает, самое главное знать, что задействованы три системы: двигатель, сцепление и трансмиссия. Ваш двигатель вырабатывает мощность, сцепление передает эту мощность на трансмиссию, а трансмиссия передает мощность на ведущие колеса. Каждая из этих систем, выходной вал двигателя, сцепление и выходной вал трансмиссии, могут вращаться независимо.

Назначение сцепления — действовать как буфер между двигателем и трансмиссией, поэтому, когда скорости не совпадают, сцепление используется для синхронизации двух систем вместе.Однако скорость вращения выходного вала трансмиссии, вала, который передает мощность на ведомые колеса, зависит от того, на какой передаче находится трансмиссия. На более низких передачах двигатель вращается быстрее относительно выходного вала трансмиссии. На высоких передачах выходной вал трансмиссии будет быстро вращаться относительно двигателя.

Джейсон Фенске

Так при чем здесь двойное сцепление? Чтобы понять, давайте предположим, что мы сейчас на четвертой передаче, мы замедляемся, и нам нужно переключиться на третью передачу.Как уже упоминалось, это означает, что мы будем переключать двигатель на более высокие обороты относительно скорости автомобиля. Вот где понимание независимой роли каждой системы имеет решающее значение. Когда вы нажимаете на сцепление для переключения на пониженную передачу, двигатель вращается сам по себе, в то время как сцепление и выход коробки передач по-прежнему вращаются вместе. Когда вы переводите рычаг переключения передач с четвертой на нейтральную (до перехода на третью передачу), теперь сцепление и трансмиссия вращаются отдельно. Двойное сцепление означает, что в этот момент вы отпускаете сцепление, в то время как трансмиссия все еще находится в нейтральном положении.Отпускание педали сцепления связывает двигатель и сцепление вместе, но выходной вал трансмиссии вращается быстрее, поскольку он связан с ведущими колесами.

Чтобы успешно переключиться на третью передачу, на этом этапе вы должны поднять обороты двигателя, нажав педаль акселератора, увеличивая скорость вращения двигателя, сцепления и третьей передачи (которая косвенно связана со сцеплением) до такая же скорость, как и у выходного вала коробки передач. Затем нажимается сцепление, селектор передач перемещается из нейтрального положения в третье, а затем сцепление отпускается, все это обеспечивает плавное переключение на пониженную передачу.

Повторение процесса, переключение с четвертой на третью: 1. Нажмите на педаль сцепления. 2. Установите переключатель передач в нейтральное положение. 3. Отпустите сцепление. 4. Постучите по дроссельной заслонке. 5. Еще раз нажмите на педаль сцепления. 6. Установите переключатель на третью передачу. 7. Отпустите педаль сцепления.

Понял? Теперь давайте добавим синхронизаторы. Почти все современные легковые автомобили с механической коробкой передач имеют синхронизаторы, что делает ненужным весь описанный выше процесс.Однако исторически сложилось так, что трансмиссии грузовых автомобилей большой грузоподъемности не имеют синхронизаторов. Синхронизатор предназначен для согласования скорости вращения выбранной передачи (которая связана со скоростью сцепления) со скоростью выходного вала трансмиссии. Это избавляет от необходимости дважды нажимать педаль сцепления, и вместо того, чтобы переводить рычаг переключения передач в нейтральное положение, вы можете сразу перейти к следующей передаче, которую вы выбираете.

Зная, что в вашем автомобиле с механической коробкой передач используются синхронизаторы, вы можете подумать, что нет смысла разбираться в том, как использовать двойное сцепление.Однако есть еще определенные сценарии, в которых это может быть полезно. Если вы едете на красный свет при включенной нейтральной передаче, а свет загорается зеленым до того, как вы полностью остановитесь, вам может быть трудно включить первую передачу. Это связано с тем, что частота вращения на выходе трансмиссии сильно не совпадает с частотой вращения двигателя и сцепления. Когда автомобиль находится на нейтрали и ваша нога выключена со сцепления, если вы нажмете на дроссельную заслонку, затем нажмете сцепление, а затем попытаетесь переключиться на первую передачу, вы заметите, что это намного проще.Двойное сцепление не только позволяет вам включить первую передачу, когда вы уже двигаетесь, но также может продлить срок службы ваших синхронизаторов.

Для более наглядного объяснения того, как все это работает, посмотрите видео ниже.

Этот контент импортирован с YouTube. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Техническое обслуживание трансмиссии

— обращайтесь с трансмиссией правильно

Посмотреть все 7 фото проконсультировался с Tremec, чтобы предоставить вам этот подробный анализ трансмиссии Т-5.)

Пятиступенчатая коробка передач Т-5 была основным продуктом в мире Мустангов последней модели, и она была фаворитом среди тех, кто меняет трансмиссия последней модели в их винтажном Форде.Бесчисленное количество пилотов Mustang с телом лисы проложили себе путь к короткому времени, славе уличных гонок и, к сожалению, сломанной или погнутой вилке переключения передач.

В последнее время я перестраивал много трансмиссий Т-5, как для друзей, так и для других людей, чтобы подзаработать. Если вы занимаетесь этим хобби какое-то время, вы знаете, что хороший V-8 Т-5 — ценный товар. После обработки нескольких десятков таких передач на протяжении многих лет я заметил несколько тенденций, которые заставили меня вскинуть бровь.

Самый большой убийца трансмиссии, который я видел, — это использование неподходящей жидкости. Все традиционные механические трансмиссии (Top Loaders, Muncie’s, Borg Warner T-10s) использовали трансмиссионное масло 75w-90. Ранний Т-5, не относящийся к мировому классу (’83-’84), развивался для использования стандартного моторного масла 10W30. В этих трансмиссиях используются латунные стопорные кольца, которые чаще всего ошибочно называют синхронизаторами. Чтобы установить рекорд; если кольца имеют футеровку (без зубцов сцепления), они называются фрикционными кольцами. Синхронизаторы — это узлы ступицы и втулки, которые приводят в действие фрикционные кольца.

С середины 80-х в более современных трансмиссиях используются более тонкие жидкости для автоматических трансмиссий, такие как Dexron III / Mercon, рекомендованные для Т-5 мирового класса (с 1985 г. по настоящее время). Причина этого фундаментального изменения типов жидкости — результат использования новой технологии в самих синхронизаторах. Они состоят из футеровки из волокнистого материала сцепления, приклеенного к фрикционным кольцам синхронизаторов в сборе. Состав материала сцепления в самых ранних WC T-5 был аналогичен пакетам сцепления в каждой отдельной автоматической трансмиссии.Со временем компания Tremec усовершенствовала материалы фрикционных накладок в соответствии с конкретными конструктивными параметрами систем синхронизаторов с конусной муфтой. Многие называют эти накладки подкладками из углеродного волокна. С момента внедрения этого фрикционного материала ATF была необходимой смазкой в ​​механической коробке передач.

Когда Ford представил это, это принесло несколько положительных результатов. Это обеспечило более плавное и быстрое переключение, так как теперь их новый высокоэффективный трехкомпонентный синхронизатор в сборе в основном удвоил количество фрикционного материала на Первой и Второй передачах.На третьей и четвертой передачах теперь используется только одна футеровка из этого материала сцепления, поскольку переключение на эти передачи не так сильно нагружает трансмиссию.

Показатель эффективности передачи стал более важным. Таким образом, понятие потери спина и ее контроль стало новым фокусом. Более тонкая ATF позволила шестерням трансмиссии ускоряться и замедляться намного быстрее, увеличивая четкость и скорость переключения. Но, безусловно, самым большим влиянием более тонкой ATF было увеличение расхода топлива.Это было очень важно в середине 80-х из-за страха перед топливным кризисом.

Я не так уж и стар (38), но когда мне было восемнадцать, я работал в небольшом местном гараже. Я помню, что использование ATF в этих автомобилях с механической коробкой передач казалось довольно необычной практикой. Это противоречило всему, что люди раньше понимали о механических трансмиссиях до того момента. Если бы люди не злоупотребляли маленьким Т-5 и не обслуживали его с использованием подходящего ATF, срок его службы был бы весьма значительным, учитывая, что большинство владельцев могли бы его эксплуатировать.Большие проблемы возникли, когда люди начали отклоняться от сервисных рекомендаций Ford. Они твердо придерживались своих взглядов: «Все механические коробки передач, с которыми я когда-либо работал, использовали обычное трансмиссионное масло. Почему эта должна быть по-другому?» Затем, очень скоро после обслуживания их WC T-5 традиционным трансмиссионным маслом или другой присадкой, обычно следовали более серьезные проблемы с переключением передач.

Посмотреть все 7 фото1 Это синхронизатор в сборе, состоящий из трех частей. Обратите внимание, что фрикционный материал приклеен только к среднему кольцу.В этом бывшем в употреблении, но исправном узле все еще есть достаточно материала, чтобы правильно разместить синхронизатор в трансмиссии и выполнить свою функцию.

[7] Показано хорошее неразъемное стопорное кольцо, установленное на задней части конуса муфты первичного вала. Обратите внимание, что верхняя часть находится на уровне входного вала, а стрелка показывает зазор между зубьями сцепления.

[8] Показанный здесь изношенный синхронизатор установлен на тот же первичный вал. Обратите внимание на то, как далеко он ориентирован на конус сцепления.Зубья сцепления опираются на поверхность зуба первичного вала. Чего вы не видите, так это отсутствия контакта с фрикционной поверхностью, так как блокирующее кольцо не может опускаться дальше на конус. Это похоже на то, как бейсболка ударяется в ваши уши, прежде чем плотно прилегает к голове.

Синхронизаторы работают за счет замедления / ускорения конкретной передачи, когда через ручку переключения передач прикладывается давление. После согласования скоростей передачи зубья сцепления «синхронизируются», и трансмиссия переключается на следующую более высокую или более низкую передачу.Так что синхронизаторы — это, по сути, маленькие тормоза. Вот почему медленные устойчивые переключения обычно очень четко включают передачу, поскольку у синхронизатора есть время, чтобы замедлить передачи достаточно для плавного выравнивания. Когда вы переключаете слишком быстро, трансмиссия иногда скрежетает зубьями сцепления или получает несколько кусочков перед тем, как переключиться на передачу, так как у синхронизатора гораздо меньше времени для замедления передач внутри трансмиссии. ATF очень хорошо работает с этой согласованной фрикционной накладкой на синхронизаторах, обеспечивая плавное и эффективное переключение для десятков тысяч переключений на повышенную и пониженную передачи.

Теперь вернемся к использованию густых трансмиссионных масел 90W … По большей части смазочные и фрикционные свойства трансмиссионного масла сильно отличаются от свойств ATF. Использование трансмиссионных масел быстро пропитает пористые волокна материала сцепления узлов синхронизатора WC T-5. Как только это произойдет, синхронизатор будет постоянно загрязнен и никогда не восстановит свою прежнюю производительность.

Если быть более точным, на самом деле именно химическая сера атакует сам органический фрикционный материал.Сера фактически разрушает химическую связь мельчайших частиц, составляющих органическую фрикционную футеровку («клей, скрепляющий волокна футеровки, а не клей, удерживающий волокнистый материал на сердечнике). Я использовал все известные мне нефтяные растворители. , а также ультразвуковые очистители с подогревом, и не смогли восстановить загрязненный синхронизатор. Большинство людей слишком хорошо знают, какой стойкий запах трансмиссионного масла имеет в гараже из-за содержания серы. Даже после того, как запах исчез, масло Пятна на пористом бетонном полу гаража или асфальтированной подъездной дорожке могут оставаться практически навсегда.После загрязнения этот тип синхронизатора больше не может создавать необходимое трение для обеспечения эффективного переключения передач. Часто, когда трансмиссия становится шумной из-за износа подшипников или фактического повреждения шестерен, люди устанавливают более густые трансмиссионные масла или присадки. Хотя это сделает трансмиссию немного тише (так же, как установка трансмиссионного масла мощностью 90 Вт в двигатель со стуком по штоку), это по незнанию просто загрязнило фрикционные материалы в сборе синхронизатора, и теперь поврежденная трансмиссия быстро начинает разрушаться.

Первым признаком этого конечного состояния будет затрудненное переключение передач. Теперь водителю нужно будет переключиться с большей силой, чтобы достичь характеристик предыдущей смены. Загрязненный фрикционный материал в синхронизаторах больше не может генерировать даже часть трения, которое было раньше, необходимое для синхронизации шестерен. Эта избыточная сила может фактически начать сжигать фрикционные накладки — условие, которое также резко меняет характеристики, вызывающие трение, — поэтому со временем они будут производить все более худшие качественные сдвиги.Также требуется большее трение, чтобы приводить в движение шестерни теперь, когда они движутся через ванну с более тяжелым трансмиссионным маслом. Эти чрезмерные усилия при включении и переключении обычно приводят к поломке пластиковых подушек вилки переключения передач или растрескиванию их.

По мере износа фрикционных материалов допуски синхронизаторов меняются примерно так же, как вы регулируете бейсболку на голове. Изношенный материал сцепления заставляет синхронизатор опускаться ниже на конус сцепления так же, как шляпа большего размера надевается дальше на вашу голову.Скоро он опустится так далеко, что вы не сможете переключать передачи, или шляпа будет так низко, что закроет вам глаза. Это называется зазором износа. По мере того, как материал изнашивается, зазор уменьшается до тех пор, пока он не исчезнет. Отсутствие износа не приведет к отсутствию фрикционной помощи при синхронизации, что приведет к полному переключению передач или шлифовке. Эти проблемы продолжают усугубляться, и осталось не так много миль до того, как качество переключения передач ухудшится до такой степени, что трансмиссия станет непригодной для обслуживания.

Я надеюсь, что данные и визуальные изображения убедят вас хотя бы в одном — используйте только одобренные жидкости в трансмиссии, над которой вы работаете.В следующий раз, когда вы увидите или услышите, что кто-то собирается добавить что-либо, кроме одобренных жидкостей в трансмиссию мирового класса T-5, вы можете дать ему несколько добрых слов.

Взгляните на прилагаемые фотографии, поскольку они визуально указывают на последствия использования неподходящих смазочных материалов в унитазе T-5. Есть причина, по которой производители указывают определенную смазку для определенных деталей. Хотя никакая смазка не может предотвратить повреждение в результате неправильного переключения передач или неправильного обращения, простое соблюдение инструкций продлит срок службы трансмиссии T-5.

Разница между синхронизированной и несинхронизированной передачей в механических коробках передач

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

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

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

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 нелегким делом. Сделайте это неправильно, и вы услышите скрежет и другие шумы.

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

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.

Как работает механическая коробка передач в транспортных средствах

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

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

Нет?

Что ж, сегодня ваш счастливый день!

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

Засучим рукава и приступим.

Примечание. Прежде чем вы прочитаете, как работает трансмиссия, я настоятельно рекомендую ознакомиться с нашими Gearhead 101, касающимися двигателей и трансмиссий.

Что делают коробки передач

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

И наоборот, если вы не торопились между каждым взмахом, но удостоверились, что каждое сделанное вами движение было как можно более сложным, вы 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 ударов молотком, который позволял бы несколько раз ударить по шляпке гвоздя с достаточной силой при каждом взмахе, не утомляя себя. Не слишком быстро, не слишком медленно, но просто 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 сильно, что он разрушает 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.

Итак, вы понимаете, что транспортное средство должно работать 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 начал движение. Если вы нажмете педаль газа, вы заставите коленчатый вал двигателя вращаться очень быстро, в результате чего двигатель выйдет за пределы диапазона мощности и, возможно, разрушится в процессе. И что самое интересное, вы даже не будете так сильно двигать машину, потому что крутящий момент двигателя падает, когда он выходит за пределы диапазона мощности.В этой ситуации нам нужен гораздо больший крутящий момент, но чтобы получить его, мы должны немного пожертвовать скоростью.

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

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

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).

Включите передачу.

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

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

Передаточное число

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

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

Давайте посмотрим на упрощенную версию 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 дает больше силы или мощности, потому что она больше. Соотношение в этой компоновке составляет 1: 2. Это низкое передаточное число.

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

Или, скажем, ведущая шестерня была больше (20 зубьев), а ведомая шестерня была меньше (10 зубьев). Чтобы запустить 10-зубчатую шестерню один раз, 20-зубчатой ​​шестерне нужно будет повернуться только наполовину. Это означает, что, хотя входная шестерня с 20 зубьями вращается медленно и с большей силой, выходная шестерня с 10 зубьями вращается быстрее и выдает меньшую мощность.Передаточное 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, соединенная с маленькой шестерней. Типичное передаточное число, когда автомобиль находится на первой передаче, составляет 3,166: 1. При включении первой передачи передается низкая скорость, но большая мощность.Это передаточное число отлично подходит для запуска вашего автомобиля с места.

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

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

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

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

Детали механической коробки передач

Итак, к настоящему моменту вы должны иметь базовое представление о назначении трансмиссии: она гарантирует, что ваш двигатель вращается с оптимальной скоростью (не слишком медленно и не слишком быстро), одновременно обеспечивая ваши колеса нужной мощностью, которая им необходима. двигайтесь и останавливайте машину, в какой бы ситуации вы ни оказались.

Давайте посмотрим на части трансмиссии, которые позволяют этому случиться:

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

Промежуточный вал. Промежуточный вал (он же промежуточный вал) находится 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 (1-5), 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 поговорим о том, как все шестерни всегда могут вращаться, в то время как только одна из них действительно передает мощность трансмиссии через некоторое время.)

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

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

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

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

Ответ на оба вопроса: хомуты синхронизатора.

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

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

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

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

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

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

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

Вилка переключения. Вилка переключения передач удерживает втулку синхронизатора.

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

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

Как работают механические коробки передач

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

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

При выключенном сцеплении вы переводите рычаг переключения передач на первую передачу. Это заставляет переключающую штангу 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) обеспечивает синхронизацию шестерни со скоростью выходного вала.

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

Чтобы автомобиль начал движение, вы слегка нажимаете на газ (что увеличивает 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 передаточных чисел .

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

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

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

Остальные пять передач промыть, промыть и повторить.

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

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

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

Теги: Автомобили .