Синхронизатор коробки передач – устройство, работа
Все современные механические коробки передач, а также роботизированные коробки передач являются синхронизированными. В таких коробках для того, чтобы включить передачу, производится выравнивание частоты вращения вала и шестерни. Синхронизацию обеспечивает одноименное устройство – синхронизатор. Помимо плавного переключения передач синхронизатор снижает износ механического соединения, шум при переключении и, тем самым, увеличивает срок службы коробки передач.
Синхронизаторами оборудуются все передачи коробки передач легкового автомобиля, в том числе передача заднего хода. Принцип действия синхронизатора основан на использовании сил трения при выравнивании скоростей. Чем выше разница в частотах вращения вала и шестерни, тем больше должна быть величина силы трения для их синхронизации. Выполнение данного условия достигается путем увеличения площади поверхности соприкосновения – установкой дополнительных фрикционных колец.
Устройство синхронизатора
Синхронизатор состоит из ступицы с сухарями, муфты включения, блокирующего кольца и шестерни с фрикционным конусом.
В конструкции коробки передач один синхронизатор обслуживает две передачи (шестерни).
Конструктивной основой синхронизатора является ступица. Она имеет внутренние и наружные шлицы. С помощью внутренних шлицев ступица соединяется с вторичным валом коробки передач и имеет возможность осевого перемещения по нему в разные стороны. Наружные шлицы соединяют ступицу с муфтой включения.
По окружности ступицы под углом 120° выполнены три паза, в которые установлены подпружиненные сухари. В синхронизаторе сухари нажимают на блокирующее кольцо при включении передачи и способствуют блокировке муфты на этапе синхронизации.
Муфта включения (другое название – муфта синхронизатора) обеспечивает жесткое соединение вала и шестерни. Муфта насажена на ступицу и имеет внутренние шлицы. На шлицах выполнена кольцевая проточка, в которой размещаются выступы сухарей. Снаружи муфта синхронизатора соединяется с вилкой коробки передач.
Блокирующее кольцо обеспечивает синхронизацию и препятствует замыканию муфты до момента выравнивания скоростей вала и шестерни.
С внутренней стороны блокирующее кольцо имеет коническую поверхность, которая взаимодействует с фрикционным конусом шестерни. Снаружи блокирующее кольцо имеет шлицы, с помощью которых производится блокировка муфты включения.
На торцевой поверхности блокирующего кольца со стороны ступицы выполнено три паза, в которые входят сухари ступицы. Пазы препятствуют прокручиванию кольца при соприкосновении с фрикционным конусом (в них упираются сухари). Размер пазов в 1,5 раза превышает размер сухарей. В некоторых конструкциях синхронизаторов, наоборот, на блокирующем кольце выполнены выступы, а пазы — в ступице.
Для увеличения поверхности соприкосновения, снижения усилия при переключении передач применяются многоконусные синхронизаторы: двухконусный, трехконусный. Например, в трехконусном синхронизаторе помимо блокирующего (наружного) кольца устанавливается еще внутреннее и промежуточное кольца. Для предотвращения проворачивания на кольцах выполнены выступы, которые фиксируются в пазах шестерни и блокирующего кольца.
Таким образом, в трехконусном синхронизаторе созданы три поверхности трения: между конусом шестерни и внутренним кольцом, между внутренним и промежуточным кольцом, между промежуточным и блокирующим кольцом. В зависимости от конструкции в одной коробке передач могут устанавливаться синхронизаторы с различным числом конусов.
Работа синхронизатора
В нейтральном положении рычага коробки передач муфты синхронизаторов находятся в среднем положении, шестерни на ведомом валу вращаются свободно, поток мощности не передается.
При включении передачи вилка перемещает муфту синхронизатора из среднего положения в направлении шестерни. Вместе с муфтой сдвигаются сухари, которые воздействуют на блокирующее кольцо. Кольцо прижимается к конусу шестерни. На поверхности возникает сила трения, которая поворачивает кольцо до упора сухарей в пазах кольца (кольцо стопорится от проворачивания). В этом положении блокирующее кольцо препятствует дальнейшему продвижению муфты синхронизатора по оси вала, так как торцы шлицев блокирующего кольца располагаются напротив торцов шлицев муфты.
Далее под действием сил трения происходит синхронизация скоростей шестерни и ведомого вала. Когда скорости выравнены, под нажимом шлицев муфты блокирующее кольцо поворачивается в противоположную сторону, блокировка муфты снимается, шлицы муфты свободно проходят для зацепления с венцом шестерни. Происходит жесткое соединение вторичного вала коробки передач и шестерни.
Несмотря на множество операций, весь процесс синхронизации и включения передачи занимает доли секунды.
устройство, назначение и принцип работы
Как МКПП (механические коробки), так и РКПП (АМТ, роботизированные коробки) представляют собой синхронизированные КПП. Если просто, чтобы добиться максимально плавного и «мягкого» включения передачи, происходит выравнивание частоты вращения вала и соответствующей шестерни в коробке передач.
Такое выравнивание становится возможным благодаря наличию синхронизатора. Синхронизатор также уменьшает общий износ механического соединения, снижается уровень шума при переключении, увеличивается срок службы КПП.
Содержание статьи
- Как устроен синхронизатор коробки передач
- Принцип работы синхронизатора КПП
Начнем с того, что синхронизаторы зачастую устанавливаются на все передачи на современных легковых авто. Также синхронизированной выполняется и передача заднего хода.
Исключением можно считать только бюджетные машины, в которых первая передача может быть без синхронизатора, а также некоторые грузовики, старые модели легковых автомобилей и т.д.
Сам синхронизатор КПП работает за счет использования силы трения в момент выравнивания скоростей. В зависимости от разницы в частоте вращения вала и шестерни, изменяется сила трения для синхронизации.
Другими словами, эффективная синхронизация достигается за счет увеличения площади поверхности соприкосновения. Для решения задачи в конструкцию КПП интегрируются специальные фрикционные кольца.
Устройство синхронизатора предполагает наличие таких элементов:
- ступица и «сухари»
- муфты включения
- блокировочные кольца
- шестерни, которые имеют фрикционный конус
Основой синхронизатора является ступица, которая имеет шлицы (внутренние и наружные).Посредством внутренних шлицев реализовано соединение с вторичным валом коробки, а также имеется возможность осевого перемещения по валу. Наружные шлицы отвечают за то, чтобы добиться соединения ступицы с муфтой включения.
Также по окружности ступицы сделаны пазы (три паза). В эти пазы ставятся «сухари», которые дополнительно подпружинены. Указанные сухари синхронизатора осуществляют нажатие на блокирующее кольцо при включении передачи и блокируют муфту во время синхронизации.
Муфта синхронизатора (муфта включения) позволяет добиться жесткого соединения шестерни и вала. Данная муфта закреплена на ступице и имеет внутренние шлицы, при этом шлицы получают кольцевую проточку. В этой проточке находятся выступы сухарей. Также к муфте синхронизатора присоединена вилка КПП.
Блокировочное кольцо (блокирующее кольцо синхронизатора) отвечает за синхронизацию, предотвращая замыкание муфты до того момента, пока не произойдет выравнивание скорости вала и шестерни.
Такое кольцо имеет коническую поверхность с внутренней стороны. Данная поверхность контактирует с фрикционным конусом шестерни. Наружная сторона кольца также имеет шлицы, которые блокируют муфту включения.
Торцевая поверхность кольца (со стороны ступицы) имеет 3 паза. В эти пазы заходят сухари ступицы. Сами пазы не позволяют кольцу прокручиваться в результате контакта с фрикционным конусом, так как пазы фактически являются упором для сухарей.
Также некоторые КПП могут иметь синхронизаторы, когда выступы сделаны на блокирующем кольце, а пазы выполнены в самой ступице. Чтобы увеличить поверхность соприкосновения, используются синхронизаторы с несколькими конусами: 2 или 3 конуса (двухконусный и трехконусный синхронизатор).
В качестве примера, 3-х конусный синхронизатор кроме наружного блокировочного кольца еще имеет внутреннее, а также промежуточное кольцо. Чтобы эти кольца не проворачивались, на самих кольцах есть выступы. Такие выступы позволяют зафиксировать кольцо в соответствующих пазах шестерни и блокировочного кольца.
Получается, 3-х конусный синхронизатор имеет целых три поверхности трения. Первая поверхность между конусом шестерни и внутренним кольцом, вторая — между внутренним и промежуточным кольцом, тогда как третья между промежуточным и блокирующим кольцом. Еще добавим, что в КПП могут одновременно устанавливаться как двухконусные, так и трехконусные синхронизаторы.
Принцип работы синхронизатора КПП
Если рычаг коробки передач находится в положении «нейтраль», мощность от ДВС на КПП не передается. При этом муфты синхронизаторов занимают среднее положение, а шестерни, закрепленные на ведомом валу, свободно вращаются.
Однако при включении передачи вилка осуществляет перемещение муфты синхронизатора, смещая муфту из среднего положения по направлению к шестерне. Параллельно вместе с самой муфтой сдвигаются и сухари, которые воздействуют на кольцо блокировки.
Указанное блокирующее кольцо прижимается к конусу шестерни, в результате возникает сила трения. Под воздействием этой силы кольцо проворачивается до упора сухарей в пазах кольца.
Происходит стопорение кольца, то есть дальше оно не проворачивается.
Также блокирующее кольцо не позволяет муфте синхронизатора сдвигаться по оси вала. Это становится возможным благодаря тому, что торцы шлицев блокирующего кольца находятся как раз напротив торцов шлицев самой муфты.
Затем под действием силы трения осуществляется синхронизация скоростей шестерни и ведомого вала. После того, как скорости выравниваются, от нажима шлицев муфты кольцо блокировки осуществляет поворот в противоположную сторону.
Это значит, что муфта перестает блокироваться, а ее шлицы без ограничений зацепляются с венцом шестерни. В результате обеспечивается жесткое соединение вторичного вала КПП и шестерни.
Как видно, синхронизация передач в КПП предполагает несколько процессов, хотя на практике механизм работает достаточно быстро. В результате водитель получает возможность практически моментально включить нужную передач.
При этом включение происходит плавно, нет необходимости выполнять двойной выжим сцепления на МКПП, что значительно облегчает вождение автомобиля с синхронизированной коробкой передач и увеличивает ресурс КПП.
Устройство и принцип работы синхронизатора коробки передач
Содержание
- Назначение синхронизатора
- Конструкция синхронизатора
- Принцип работы синхронизатора коробки передач
- Ресурс синхронизатора скорость вала редуктора и шестерни. Сегодня почти все механические и роботизированные коробки передач синхронизированы, т.е. оснащены этим устройством. Этот важный элемент коробки передач делает переключение передач плавным и быстрым. Из статьи узнаем, что такое синхронизатор, для чего он нужен и каков ресурс его работы; также разберемся в устройстве механизма и познакомимся с принципом его работы.
Назначение синхронизатора
Все трансмиссии современных коробок передач легковых автомобилей, включая передачу заднего хода, оснащены синхронизатором. Его назначение заключается в следующем: обеспечение соосности частоты вращения вала и шестерни, что является обязательным условием безударного переключения передач.
Синхронизатор не только обеспечивает плавное переключение передач, но и способствует снижению уровня шума. Благодаря элементу снижается степень физического износа механических частей коробки, что, в свою очередь, влияет на срок службы всего редуктора.
Кроме того, синхронизатор упростил принцип переключения передач, сделав его более удобным для водителя. До появления этого механизма переключение передач происходило с помощью двойного выжима сцепления и перевода коробки передач в нейтральное положение.
Конструкция синхронизатора
Синхронизатор состоит из следующих элементов:
- ступица с сухарями;
- муфта включения;
- стопорные кольца;
- Шестерня с фрикционным конусом.
Основой узла является ступица с внутренними и внешними шлицами. С помощью первого он соединяется с валом редуктора, перемещаясь по нему в разные стороны. С помощью внешних шлицов ступица соединяется с муфтой.
Ступица имеет три паза под углом 120 градусов друг к другу.
В канавках находятся подпружиненные сухарики, помогающие зафиксировать сцепление в нейтральном положении, то есть в момент, когда синхронизатор не работает.Муфта предназначена для жесткого соединения вала редуктора с шестерней. Он расположен на ступице, а снаружи соединяется с вилкой трансмиссии. Стопорное кольцо синхронизатора необходимо для синхронизации скорости с помощью силы трения, оно предотвращает замыкание муфты до тех пор, пока вал и шестерня не будут иметь одинаковую скорость.
Внутренняя часть кольца конусообразная. Для увеличения контактной поверхности и снижения усилий при переключении передач используются многоконусные синхронизаторы. Кроме одинарных синхронизаторов используются также двойные синхронизаторы.
Двойной синхронизатор, помимо конического кольца, прикрепленного к шестерне, включает внутреннее кольцо и наружное кольцо. Коническая поверхность шестерни здесь уже не используется, а синхронизация происходит за счет использования колец.
Принцип работы синхронизатора коробки передач
В выключенном состоянии муфта занимает среднее положение, а шестерни свободно вращаются на валу.
В этом случае передачи крутящего момента не происходит. В процессе выбора передачи вилка перемещает сцепление в сторону шестерни, а сцепление, в свою очередь, толкает стопорное кольцо. Кольцо прижимается к конусу шестерни и вращается, делая невозможным дальнейшее продвижение сцепления.Под действием силы трения скорости шестерни и вала синхронизируются. Муфта перемещается дальше свободно и жестко соединяет шестерню и вал коробки передач. Начинается передача крутящего момента, и автомобиль движется с выбранной скоростью.
Несмотря на довольно сложную структуру узла, алгоритм синхронизации длится всего несколько долей секунды.
Ресурс синхронизатора
При любых неисправностях, связанных с переключением передач, в первую очередь необходимо исключить проблемы со сцеплением и только потом проверять синхронизатор.
Вы можете самостоятельно определить неисправность узла по следующим признакам:
- Шум передачи. Это может свидетельствовать об искривленном стопорном кольце или изношенном конусе.
- Самопроизвольное отключение передач. Эта проблема может быть связана со сцеплением, либо с тем, что шестерня отработала свой ресурс.
- Сложное включение передачи. Это прямо указывает на то, что синхронизатор пришел в негодность.
Ремонт синхронизатора очень трудоемкий процесс. Лучше просто заменить изношенный механизм на новый.
Соблюдение следующих правил поможет продлить срок службы синхронизатора и коробки передач в целом:
- Избегать агрессивного стиля вождения, резких стартов.
- Выберите правильную скорость и передачу.
- Своевременно проводить техническое обслуживание КПП.
- Своевременно меняйте масло, предназначенное специально для данного типа коробки передач.
- Полностью выключите сцепление перед переключением передач.
Что такое синхронизированная коробка передач? | Принцип действия синхронизатора
Важный момент
1
Что такое синхронизатор?
Последней версией модели сетки констант является коробка передач Synchromesh.
Это коробка передач с ручным управлением, в которой переключения передач происходят между вращающимися шестернями с одинаковой скоростью. шестерни могут вращаться свободно, или они могут быть заблокированы на валу компоновки в такой коробке передач.Synchromesh на самом деле является обновлением Dog’s Hug. синхронизатор является основным компонентом этой скорости, который стабилизирует передачу. Синхронизатор — это муфта, которая позволяет компонентам вращаться с разной скоростью. конусы используются для синхронизации движений трения.
Он состоит из двух частей: центрального конуса и кольца болта, которые синхронизированы. конус — это часть массива, а часть синхронизатора — это часть кольца. Как только они вращаются с правильной скоростью, кольцо мешка останавливает включенную шестерню. когда кольцо входит в круг, трение замедляет или ускоряет зубчатое колесо.
Наконец, скорости синхронизатора и шестерни будут сбалансированы и будут вращаться с одинаковой скоростью.
шестерни вала прикреплены к ним, в то время как шестерни вала могут свободно вращаться.Также прочтите: Работа редуктора с постоянным зацеплением | Что такое редуктор с постоянным зацеплением? | Различные передаточные числа в редукторе с постоянным зацеплением | Конструкция коробки передач с постоянным зацеплением
Конструкция коробки передач с синхронизатором
Синхронизатор расположен между двумя шестернями. Таким образом, мы можем использовать один блок для двух передач. G1 и G2 представляют собой кольцеобразные элементы с внутренними зубьями, которые надеваются на внешние зубья. F1 и F2 — скользящие элементы главного вала. h2, h3, N1, N2, P1, P2, R1, R2 — поверхности трения.
Этап – 1. Шестерня главного вала- Вал с диафрагмой используется для соединения опускающих устройств и шестерен с выходным валом.
- Согласно рис., B, C, D, E представляют собой шестерни, которые могут свободно вращаться на основном валу в зацеплении с соответствующими шестернями на соответствующем валу.
- При непрерывном вращении вала А все изменения происходят на основном валу и левом валу.
- Это средний вал, на котором вращательное движение от ударного вала до конечного выходного вала установлено на шестерне соответствующего размера.
- Неподвижные шестерни на промежуточном валу (лашеле) — У1, У2, У3, У4, согласно рис.
- Этот вал используется в качестве вала, вставляемого в коробку передач, когда мощность двигателя подается в коробку передач.
- На боковой стороне используемого устройства есть две кнопки.
- Первый — полый конус, а второй — кольцо из собачьих зубов.
- Шестерня соприкасается с конусом и зубьями.
- Эти коробки синхронизаторов имеют специальные переключающие устройства с коническими канавками на поверхности, которые обеспечивают фрикционный контакт с кованым оборудованием, так что главный вал, вал и вал-замок равны по скорость, которая, по сути, является переключение передач обеспечивает плавность.
- Это рычаг переключения передач, которым управляет водитель и который используется для выбора соответствующих передач, т. е. 1, 2, 3, 4, 5 или передачи заднего хода.
Также прочтите: Разница между ортогональной и наклонной резкой | Ортогональная обработка
Принцип действия синхронизатора Коробка передач
- В коробке передач всегда возникают проблемы, когда стационарная шестерня перемещается вместе с шестерней с более высокой скоростью.
- Принцип гласит, что «шестерни притираются друг к другу до включения передачи и входят в зацепление после выравнивания скорости».
Работа синхронизатора коробки передачТакже прочтите: Что такое система зажигания от магнето | Как работает система зажигания | Как работает магнето | Что делает магнето | Магнетосистема зажигания
В синхронизаторе гидрозамок напрямую связан с поршнем, но когда сцепление отключено, он вращается свободно.
Шаг – 1. Функции первой передачи: Синхрон — это правильная скорость, с которой ваши зубья затачиваются так, чтобы требуемая скорость выходного вала достигалась, потому что шестерни всегда были ускорены.- Для первой передачи часть кольцевого вала и скользящая часть, например, G2 и F2, P1 и P2, двигайтесь влево до трения конуса.
- Тогда трение пропорционально его скорости. Как только G2 сравняется со своей частотой вращения, он смещается вперед влево и соединяется с зубцом L2.
- Шестерня сцепления В перемещается со скоростью от шестерни Лешефта U1. Позже движение передается на промежуточный вал U3 и шестерню главного вала D.
- Оттуда; движение дает последний толчок F2, рычагу и главному валу.
- Коронный вал двух шестерен и элементов скольжения, т.е. G1 и F1, смещается вправо перед конусами N1 и N2. Тогда трения равны его размерам.
- G1 был перемещен вправо и совмещен с механизмами.
- Смещено движение от шестерни ковша B к погрузочной шестерне U1.
- Предложение будет передано от U1 к U2. Шестерня главного вала C смещена от U2. Затем движение передается ползунку F1. Вместо этого она отправилась в последний путь к главной шахте.
- Эта скорость передается от групповой шестерни B к высшей шестерне или скользящему компоненту F1 для прямой передачи. Затем шпоночный вал от F1. Вы перемещаете G1 и F1 влево. Бывает.
- Для передачи заднего хода переключатель переносится с муфты A на вал U1. Оттуда перемещается инструмент шнурового колеса U4, а снова перемещается промежуточный инструмент U5.
- Главный вал E, скользящий элемент F2 и, наконец, вал, идущий от второго к второму.
- Это достигается переключением G2 вправо.
- Промежуточная шестерня ведет к передаче заднего хода.
Преимущества коробки передач с синхронизаторомТакже прочтите: Что такое сигма-компаратор | Конструкция сигма-компаратора | Применение сигма-компаратора | Преимущества сигма-компаратора | Недостатки компаратора Sigma
Здесь различные преимущества коробки передач с синхронизатором заключаются в следующем.
- Плавное и бесшумное переключение передач, наиболее подходящее для автомобилей — отсутствие потери передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам при переключении передач.
- Двойное сцепление не требуется. Низкая вибрация.
- Быстрое переключение передач без риска повреждения передачи.
Недостатки коробки передач с синхронизаторомТакже прочтите: Что формируется | Виды формовки | Процесс формовки в производстве | Процессы обработки металлов давлением | Операции формовки
Ниже приведены различные недостатки коробки передач с синхронизатором.
- Распространяется из-за высокой стоимости производства и количества движущихся частей.
- Когда зубья соприкасаются с шестернями, зубья не входят в зацепление, поскольку они вращаются с разной скоростью, что вызывает скрежетание звуком громкого скрежета.
- Неправильное обращение с шестернями может легко привести к их повреждению.
- Не справляется с большими нагрузками.
Также прочтите: Что такое компаратор | Типы компараторов
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Что такое синхронизированная коробка передач?
Коробка передач с синхронизатором обычно представляет собой трансмиссию с ручным управлением, в которой переключение передач происходит между шестернями, которые уже вращаются с одинаковой скоростью. Часто утверждают, что коробка передач с синхронизатором требует меньше усилий для переключения передач.
Синхронизатор
Синхронизатор почти похож на маленькую муфту, которая находится на выходном валу между шестернями, замедляя или увеличивая требуемую относительную скорость шестерни для обеспечения идеального зацепления зубьев в трансмиссии.
Коробка передач с синхронизатором
Коробка передач со скользящим зацеплением была одним из первых типов, используемых в автомобиле, и в лучшем случае представляла собой неприятное изобретение, с которым приходилось иметь дело. Большинство историков приписывают это изобретение пионеру французского автомобилестроения Эмилю Левассору.
Синхронизированный редуктор работает
Последней версией модели сетки констант является синхронизирующий редуктор. Это коробка передач с ручным управлением, в которой переключения передач происходят между вращающимися шестернями с одинаковой скоростью. В таком редукторе шестерни могут вращаться свободно, или они могут быть заблокированы на валу компоновки.
Синхронизированная шестерня
Этот тип трансмиссии называется «скользящей сеткой», так как вы должны перемещать шестерни в контакте друг с другом и выходить из него, при этом рычаг переключения передач непосредственно перемещает шестерни и контролирует контакт.
В канавках находятся подпружиненные сухарики, помогающие зафиксировать сцепление в нейтральном положении, то есть в момент, когда синхронизатор не работает.
В этом случае передачи крутящего момента не происходит. В процессе выбора передачи вилка перемещает сцепление в сторону шестерни, а сцепление, в свою очередь, толкает стопорное кольцо. Кольцо прижимается к конусу шестерни и вращается, делая невозможным дальнейшее продвижение сцепления.
Это коробка передач с ручным управлением, в которой переключения передач происходят между вращающимися шестернями с одинаковой скоростью. шестерни могут вращаться свободно, или они могут быть заблокированы на валу компоновки в такой коробке передач.
шестерни вала прикреплены к ним, в то время как шестерни вала могут свободно вращаться.
Синхрон — это правильная скорость, с которой ваши зубья затачиваются так, чтобы требуемая скорость выходного вала достигалась, потому что шестерни всегда были ускорены.
Тогда трения равны его размерам.
