Устройство синхронизатора коробки передач: Синхронизатор КПП: устройство и принцип работы

Устройство коробки переключения передач: схема, принцип работы МКПП

Коробка переключения передач (сокр. КПП или коробка передач) предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.
Устройство механической коробки передач (кликабельно).Механическая коробка передач — КПП, в которой выбор передач и их включение осуществляется вручную, механическим способом. Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности.

Содержание статьи:

Устройство механической коробки передач

Схема работы КПП: 1 — первичный вал; 2 — рычаг переключения; 3 — механизм переключения; 4 — вторичный вал; 5 — сливная пробка; 6 — промежуточный вал; 7 — картер.Конструктивно МКПП состоит из следующих элементов:

• картера;
• первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями;
• дополнительного вала и шестерни заднего хода;
• синхронизаторов;
• механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами;
• рычага переключения.

Сцепление

Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Говоря упрощенно — сцепление отключает крутящий момент. В момент выжатой педали сцепления мотор и колеса автомобиля вращаются отдельно друг от друга.

Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с двигателем, второй — с колесами. В момент отпускания педали сцепления диски прижимаются и начинаются вращаться вместе. Именно поэтому и важна плавность отпускания педали.

Шестерни и валы

В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки.

Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный вал.

В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.

На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.

Синхронизаторы

Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.
Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.

Виды механических КПП

По количеству ступеней (передач) механические коробки в основном подразделяются на:

• 4-ступенчатую;
• 5-ступенчатую;
• 6-ступенчатую.

Наиболее распространенной механикой считается 5МТ, то есть пятиступенчатая коробка переключения передач.

По количеству валов МКПП подразделяются на:

• двухвальные, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
• трехвальные, устанавливаемые на легковые заднеприводные, а также на грузовые автомобили.

Принцип работы МКПП

Суть функционирования МКПП состоит в создании соединений между первичным и вторичным валом путем варьирования шестерней с различным количеством зубьев, что адаптирует трансмиссию под постоянно меняющиеся обстоятельства передвижения транспортного средства.

Данный силовой агрегат обеспечивает необходимые режимы работы мотора путем изменения количества оборотов, изменяя передаваемое усилие на ведущие колеса. Соответственно, при уменьшении количества оборотов снижается передаваемое усилие, а при увеличении — увеличивается. Это необходимо при удержании требуемого режима работы мотора при начале движения, снижении скорости или разгоне.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

В таких трансмиссиях вращающий момент передается от шестеренок первичного вала на шестеренки ведомого. Ведущий вал соединяется с мотором через маховик, а ведомый передает вращающий момент на передние колеса. Располагаются они параллельно.

Ведущая шестеренка главной передачи на вторичном валу крепко зафиксирована. Между шестеренками находятся муфты синхронизаторов.

Для уменьшения габаритов агрегата и для увеличения количества ступеней устанавливается до трех вторичных валов, на каждом из них стоит шестеренка главной передачи, которая постоянно взаимодействует с ведомой шестеренкой.

Главная передача и дифференциал трансформируют вращающий момент вторичного вала на ведущие колеса машины.

Трехвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Подшипники, расположенные в корпусе, обеспечивают вращение валов. На каждом валу имеется комплект шестеренок с различным числом зубьев.

Ведущий вал примыкает к двигателю посредством корзины сцепления, ведомый с карданным, промежуточный передает вращающий момент вторичному.

На первичном валу имеется ведущая шестеренка, которая раскручивает промежуточный с расположенным на нем крепко зафиксированным набором шестеренок. На ведомом валу имеется свой комплект шестеренок, перемещающихся по шлицам.

Между шестеренками вторичного вала находятся муфты синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости шестеренок с оборотами самого вала. Синхронизаторы крепко закреплены на валах и передвигаются в продольном направлении по шлицам. На современных МКПП такие муфты находятся на каждой ступени.

Преимущества и недостатки МКПП

Преимущества	Недостатки
Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КПП	Меньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПД	Утомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкции	Необходимость периодической замены сцепления
Простое и недорогое обслуживание	Более низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП
Возможность более эффективного движения по бездорожью	При неправильной эксплуатации повышенные нагрузки на ДВС

Как пользоваться механической коробкой

Использование автомобиля с механической КПП имеет некоторые особенности, которые нужно знать автолюбителю.

Во-первых, это последовательность действий при запуске машины:

• выжать педаль сцепления до упора и передвинуть рычаг КПП в положение нейтральной передачи, если есть сомнения правильно ли выбрана скорость необходимо пошевелить рукоятку рычага в стороны, при нахождении рукоятки КПП в нейтральном положении рычаг свободно ходит вправо и влево;
• при переводе автомобиля на нейтральную ступень необходимо зафиксировать транспорт во избегании неконтролируемого движения, для этого машина ставится на ручной тормоз или выжимается педаль тормоза;
• при выжатом сцеплении и удерживании машины тормозом необходимо повернуть ключ зажигания, при этом должны загореться значки на панели приборов, как только потухнут почти все значки следует дальше повернуть ключ и после запуска двигателя отпустить ключ.

Во-вторых, схема переключения на МКПП. Она чаще всего находится на внешней части рукоятки рычага. При переключении передачи рекомендуется ориентироваться на тахометр. Переключаться на более высокую передачу можно раскрутив обороты двигателя до 1500–2000 об/мин в случае дизельного мотора и до 2000–2500 об/мин в случае бензинового.

В-третьих, процесс переключения передач. Он состоит из нескольких этапов:

• отпустить педаль газа;
• левой ногой выжать педаль сцепления до упора;
• рукой передвинуть рычаг в необходимое положение;
• аккуратно отпустить педаль сцепления и потихоньку нажать педаль акселератора.

В-четвертых, регулярная проверка уровня рабочей жидкости и замена ее согласно указаниям производителя продлят период эксплуатации механической КПП.

Заключение

В большинстве стран с более высоким доходом населения количество выпускаемых авто с МКПП уменьшено практически до 10-15%. Связано это в первую очередь с комфортом во время вождения — при использовании АКПП он несомненно выше. Механическая КПП имеет самый простой принцип работы. Из-за этого она дешевле и экономичнее. МКПП является отличным решением для любителей быстрой езды или езды по бездорожью. Если комфорт для вас не является первостепенным, то выбор в пользу МКПП очевиден.

Устройство и принцип работы синхронизатора КПП

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.

Конструкция синхронизатора

Синхронизатор состоит из следующих элементов:

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

Устройство синхронизатора

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

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

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

Читайте также:  Назначение и принцип работы основных датчиков АКПП

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

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

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.

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.

Назначение синхронизатора

Общий вид синхронизатора

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

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

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

Неисправности синхронизатора и способы их устранения

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

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

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

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

Механическая коробка передач (МКПП). Синхронизатор КПП

Механическая коробка передач (МКПП) – является устройством для передачи, преобразования и изменения направления крутящего момента от маховика двигателя. В данном виде коробки передач переключение ступеней производится направленными механическими движениями рычага переключения передач.

В МКПП осуществляется ступенчатая передача крутящего момента на вторичный вал и, далее на привод колес. Ступенчатая передача подразумевает под собой определенный коэффициент передачи (передаточное число) в паре взаимодействующих шестерен ведущего и ведомого валов, в отличие, например от вариатора, у которого плавающий коэффициент передачи. Определяется передаточное число соотношением количества зубьев взаимодействующих шестерен. Самое большое передаточное число у меньшей ступени, соответствующей «первой» передаче.

По количеству ступеней механические коробки переключения передач делятся на четырех ступенчатые, пяти и шести ступенчатые. 4-х ступенчатая коробка на данный момент большая редкость, а вот пяти ступка является наиболее распространённой.

По количеству валов, МКПП подразделяются на трехвальные и двухвальные. Трехвальная коробка передач может применяться в автомобилях с передним и задним приводом, в то время как двухвальная более подходит для  легковых авто с передним приводом. Для большегрузных автомобилей так же применяется коробка трехвальная.

 

Трехвальная МКПП

 

В коробках этого типа применяется три вала: ведущий, промежуточный и ведомый.

Ведущий вал выходит из корпуса коробки, для соединения своими шлицами с диском сцепления и применяется для передачи крутящего момента на вал промежуточный.

Промежуточный вал располагается параллельно ведущему и соединен с ним при помощи шестерни, которая жестко установлена на ведущем валу. На промежуточном валу так же находится блок шестерен.

Ведомый вал располагается на одной оси с ведущим, но при этом вращается независимо от него. На ведомом валу располагается блок шестерен, которые не имеют жесткой сцепки с самим валом. Между шестернями располагаются муфты синхронизаторов, которые жестко сидят на валу, но могут двигаться вдоль вала. На конце муфты синхронизатора расположены зубчатые венцы, которые в процессе работы «входят» во «внутрь» шестерни ведомого вала, таким образом, получается жесткое соединение вала и ведомой шестерни заданной передачи. В нейтральном же положении все шестерни ведущего, промежуточного и ведомого вала вращаются в холостом ходу, ведомый вал стоит на месте, поскольку венец синхронизатора не соединен с внутренним венцом шестерни. Работа синхронизатора будет описана ниже.

Вилки переключения находятся в корпусе механической коробки передач, шарнирно связаны с рычагом переключения передач и предназначены для перемещения муфт синхронизаторов вдоль ведущего и ведомого вала.

Корпус МКПП выполнен из легкого металла, предназначен для крепления внутри всего механизма переключения и заливки смазывающего вещества, обычно это трансмиссионное масло. В старых советских версиях коробок передач применялся нигрол.

Рычаг переключения передачи может находиться непосредственно в коробке передач, или смонтированным на кузове автомобиля. В этом случае применяется дистанционное управление с помощью тросов или рычагов на шарнирах. Механизм дистанционного переключения передач в народе именуется «кулиса».

 

Рассмотрим принцип работы трехвальной МКПП. Крутящий момент от диска сцепления передается на первичный вал, который, как говорилось выше, передает вращение на промежуточный вал, шестерни промежуточного вращают шестерни ведомого, но сам ведомый вал не вращается. Водитель поворачивает рычаг включения передачи, например первой скорости, передвигая его влево. В этот момент выбирается нужная для включения вилка, далее происходит продольное движение рычага. Под его действием вилка начинает двигаться вдоль ведомого вала, приводя в действие синхронизатор. Синхронизатор совмещает угловую скорость вала и шестерни, после этого в действие приводится зубчатый венец, который входит в шестерню, жестко связывая ведомый вал и шестерню. Именно этот щелчок вхождения венца и фиксации ощущает на рычаге водитель. После этой процедуры крутящий момент передается на хвостовик коробки передач, далее через карданный вал на задний мост автомобиля (для заднеприводных моделей).

Варьировать передаточное число можно применяя меньшее количество зубьев на ведущей шестерни и большее на ведомой, со ступенчатым изменением количества зубьев в сторону уменьшения, для ведомой. Но наступит тот момент, когда число оборотов двигателя внутреннего сгорания автомобиля приблизится к числу оборотов ведомого вала, тогда передача крутящего момента посредством шестерен теряет смысл. Именно поэтому в трехвальных коробках применяется прямая передача, то есть ведущий вал напрямую, через синхронизатор коробки передач соединен с ведомым валом, коэффициент передачи равен единице. У двухвальных МКПП прямая передача отсутствует.

Для передачи «задний ход» вводится дополнительная шестерня, которая располагается на отдельном валу и включается между промежуточным валом и ведомым, тем самым обеспечивая реверсное вращение ведомого вала. В МКПП применяются косозубые шестерни, благодаря чему происходит «мягкое» включение передач.

 

Двухвальная МКПП

 

В двухвальной коробке есть только два вала – ведущий и ведомый.

Предназначение всех элементов такое же, как и у трехвальной. Различие состоит в параллельном расположении валов, и передача создается одной парой шестерен (у трехвальной работают две пары). У двухвальной механической коробки передач нет прямой передачи. Шестерня главной передачи жестко крепится на ведомом валу, между остальными шестернями находятся синхронизаторы.

Как правило, у двухвальных коробок передач совмещены в одном корпусе непосредственно узел переключения передач, валы, блоки шестерен, синхронизаторы и дифференциал. Для уменьшения продольного размера в двухвальных коробках могут применяться несколько ведомых валов. В этом случае все вторичные валы (попеременно) своей шестерней главной передачи, вращают ведомую шестерню, которая в свою очередь приводит в действие дифференциал.

Для передачи «задний ход», так же как и в трехвальной коробке применяется дополнительный вал с промежуточной шестерней. Принцип действия тот же.

Для удерживания включенной передачи в МКПП (для всех видов) применяются фиксаторы, а для исключения включения сразу двух передач устройство блокировки.

Существенно отличается и механизм включения передачи в двухвальной коробке. Если в трехвальной переключение происходит выбором вилки рычагом переключения, то в двухвальной применяется шток переключения и рычаги выбора передачи. Сам процесс выглядит следующим образом – при повороте рычага переключения передачи в салоне авто, в действие приводится рычаг выбора передачи, далее следует продольное движение и привод в действие штока, который и толкает нужную вилку для блокировки шестерни на ведомом валу при помощи зубчатого венца муфты синхронизатора.

 

Синхронизатор коробки передач

Схема устройства синхронизатора: 1 — ступица; 2 — муфта; 3 — блокировочные кольца; 4 — сухари; 5 — проволочные кольца.

Как говорилось выше, синхронизатор КПП предназначен для бесшумного включения передачи путем выравнивания угловой скорости вала и шестерни. В устройство синхронизатора входит:

• муфта
• два блокировочных кольца
• сухари
• проволочные кольца

Ступица жестко крепится на ведомом валу. На ступице имеются пазы для сухарей и наружные зубья. На зубьях ступицы крепится муфта при помощи сухарей, которые находятся в канавках. Сухари прижимаются кольцами или подпружиненными шариками. Блокировочные кольца находятся по краям муфты и имеют снаружи зубья. На конической поверхности блокировочных колец наносятся продольные канавки или резьба для увеличения силы трения.

Работает синхронизатор так: включая передачу вилка, перемещает муфту в направлении нужной шестерни. Вместе с муфтой в сторону шестерни движется и блокировочное кольцо, благодаря усилию сухарей. Из-за разности угловых скоростей шестерни и вала на конической поверхности возникает сила трения, которая поворачивает блокировочное кольцо до упора. Зубья муфты и блокировочного кольца станут друг против друга, значит дальнейшее движение муфты, прекратится. После наступает момент выравнивания скоростей, а затем муфта свободно проходит через блокировочное кольцо и входит в соединение с внутренними зубцами включаемой шестерни, блокируя ее вместе с ведомым валом. Все — передача включена! Синхронизатор может включить поочередно две шестерни ведомого вала.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

Синхронизатор коробки передач: принцип работы

На чтение 4 мин. Просмотров 282

Оказывается, что благодаря именно изобретению синхронизатора коробки передач, появилась возможность увеличить количество скоростей в автомобиле. Что такое синхронизатор КПП?

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

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

Что такое синхронизатор КПП

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

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

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

Как работает синхронизирующее устройство

Главным рабочим элементом синхронизатора ВАЗ является его ступица, которая при помощи трёх фиксаторов и нарезанных на ней шлицов соединяется с муфтой включения. Та, в свою очередь, соединена с вилкой КПП. Внутренними шлицами ступицами соединяется с валом, имея при этом свободную возможность передвигаться по нему от одной шестерни к другой.

Когда требуется произвести переключение скорости на ВАЗ, вилка коробки передач двигает муфту, а вместе с ней и весь синхронизатор КПП, к той шестерне, частоту вращения которой требуется выровнять с частотой вращения вала. С этого начинается принцип работы синхронизатора. Муфта прижимает все устройство к конусной части шестерёнки. При этом фиксаторы на муфте сдвигаются и блокируют фрикционное кольцо, которое вступает в контакт с конусом на шестерне. Фрикционное кольцо на конусе проворачивается до тех пор, пока не стопорится. Как только это произошло, скорость между валом и шестерней синхронизируется, и мотор настроен на новые рабочие обороты.

Муфта синхронизатора

Когда появились первые коробки передач

Точного ответа на этот вопрос не существует. Принято считать, что первые коробки передач, на которых стоял синхронизатор КПП появились в конце 40-х или начале 50-х годов. Кто утверждает, что это произошло в Советском союзе, другие же говорят, что родоначальником этого новшества была компания Porsche. Как бы там ни было, но благодаря появлению синхронизатора, включая его принцип работы, было заложено основания для увеличения количества скоростей в КПП. Уже в восьмидесятых годах на ВАЗ пятиступенчатая коробка передач становится нормой того времени, а в 2012 году та же компания Porsche объявляет о выходе семиступенчатой коробки передач с синхронизатором КПП.

Материалы, из которых изготавливают синхронизирующее устройство

Сталь или латунь — два самых распространённых материала, которые используют для изготовления синхронизаторов на ВАЗ. Иногда, чаще всего в высоко бюджетных иномарках или спортивных трансмиссиях, встречаются синхронизирующие устройства, покрытые напылением карбона. Это позволяет выдерживать более высокие температуры и снизить уровень шума, при контакте с шестерней, которые являются следствием работы высокооборотистых двигателей спортивных моделей.

Фрикционные кольца также изготавливают из стали методом штамповки, например, для ВАЗ, или на более дорогих КПП, выковывая их. Как и в случае с синхронизатором, фрикционные кольца покрываются защитным слоем из цветных металлов. Например, меди или молибдена.

Симптомы того, что синхронизирующее устройство заболело

До ужаса неприятно, когда твой автомобиль начинает кашлять, чихать, скрипеть и гаркать. Тем более, когда это связано с коробкой передач. Чаще всего неисправности с КПП связаны именно с поломкой синхронизирующего устройства. Это может проявляться по-разному, например:

• шумы при работе КПП;
• переключение передачи, которое требует дополнительных усилий;
• автоматический сброс скорости в коробке.

Конечно, эти симптомы могут быть признаками и других поломок, которые произошли с КПП, но зачастую первым кто выходит из строя, является синхронизатор. Профилактические работы можно, конечно, производить и самому, но столкнувшись с серьёзной поломкой лучше всего обратиться к специалисту.

Как работает роботизированная коробка передач

11 лютого 2016

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.

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.

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. 

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.

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.

Революционным решением стала появившаяся в начале80-хтрансмиссия с двумя сцеплениями DCT (dual clutch transmission). Рассмотрим её работу на примере6-ступенчатойкоробки DSG концерна Volkswagen. У коробки два вторичных вала с расположенными на них ведомыми шестернями и синхронизаторами — как у шестиступенчатой «механики» VolkswagenGolf. 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.

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!

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-сильномкупе 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.

Синхронизаторы

Категория:

   Устройство автомобиля

Публикация:

   Синхронизаторы

Читать далее:

Синхронизаторы

Переключение передач сопровождается ударами между зубьями шестерен, что приводит к их износу. Для уменьшения износа шестерен и шума, возникающих вследствие удара зубьев при переключении передач, служат синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости включаемых шестерен.

Синхронизаторами обычно снабжают шестерни передач, переключаемых наиболее часто. Шестерни передач заднего хода у всех автомобилей и шестерни прямой передачи у грузовых автомобилей, как правило, не имеют синхронизаторов, так как этими передачами пользуются сравнительно редко.

На автомобиле ГАЗ-53 синхронизаторами снабжают третью и четвертую передачи, а на автомобилях ЗИЛ-130, MA3-5335 и КамАЗ — вторую и третью, четвертую и пятую передачи. У легковых автомобилей в настоящее время синхронизаторами снабжают все передачи переднего хода, например, у автомобилей ГАЗ-24 «Волга»,«Москвич-412» и ВАЗ-2101 «Жигули» синхронизаторами снабжены первая, вторая, третья и четвертая передачи.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Синхронизатор коробки передач автомобиля ГАЗ-бЗА показан на рис. 1. На шлицах вторичного вала неподвижно закреплена ступица синхронизатора. На поверхности ступицы нарезаны зубья и сделаны три продольных паза, в которые установлены сухари, имеющие в средней части наружные выступы. На зубья ступицы надета муфта, перемещающаяся по ступице в продольном направлении. Сухари наружными выступами входят в кольцевую выточку на внутренней стороне муфты. К внутренней поверхности муфты сухари прижаты двумя пружинами.

Рис. 1. Синхронизатор коробки передач автомобиля ГАЗ-53А: а — общий вид; б — детали синхронизатора; 1 — шестерня первичного вала; 2 — вилка; 3 — муфта; 4 — шестерня третьей передачи; 5 — конусное блокирующее кольцо; 6 — сухарь; 7 — пружина; 8 — ступица; 9 — продольные пазы в ступице

С обеих сторон ступицы синхронизатора установлены латунные конусные блокирующие кольца, торцы которых имеют по три прямоугольных паза под сухари. На внутренней конической поверхности блокирующих колец нарезана мелкая резьба для увеличения трения между конусами блокирующих колец и наружной конической поверхностью шестерен. На наружных поверхностях блокирующих колец и на ступицах шестерен нарезаны зубья. Торцы зубьев шестерен и блокирующих колец имеют скосы, что облегчает введение их в зацепление.

При нейтральном положении синхронизатора его зубчатая муфта и блокирующие кольца не работают. При включении передачи муфта вилкой перемещается и через выступы передвигает сухари, которые прижимают одно из блокирующих колец к конусу шестерни, если включается четвертая (прямая) передача, или к конусу шестерни, если включается третья передача. Вследствие наличия трения между коническими поверхностями шестерня увлекает во вращательное движение блокирующее кольцо и повертывает его относительно муфты на некоторый угол, так как между сухарем и пазом в торце блокирующего кольца есть зазор. Торцовые скосы зубьев кольца не позволяют зубьям муфты войти в зацепление с зубчатым венцом на ступице шестерни и прижимают блокирующее кольцо к конусу шестерни. В результате этого постепенно выравниваются частоты вращения блокирующего кольца (а следовательно, и вторичного вала) и включаемой шестерни. Когда эти частоты вращения станут одинаковыми, зубья муфты синхронизатора вначале войдут в зацепление с зубьями блокирующего кольца, а затем и с зубчатым венцом на ступице шестерни. Синхронизатор коробки передач автомобиля ГАЗ-24 «Волга» имеет аналогичное устройство.

Синхронизатор коробки передач автомобиля ЗИЛ-130 представляет собой передвижную муфту с диском посередине, на который воздействует вилка переключения, и с зубчатыми венцами. Муфта установлена на шлицах вторичного вала. Диск муфты имеет три отверстия для пальцев фиксатора, соединяющих его с двумя сблокированными конусными кольцами. Между двумя половинками пальца фиксатора расположены две пружины. Торцы центрального диска имеют прорези для блокирующих пальцев, жестко связывающих конусные кольца. Поверхности пальцев в их средней части и поверхности вырезов для пальцев в центральном диске также сблокированы.

В нейтральном положении корпус синхронизатора расположен посередине между шестернями. При включении передачи муфта синхронизатора, перемещаемая пальцами фиксаторов, прижимает конусное кольцо к конусу шестерни. Муфта, связанная с вторичным валом, и шестерня, связанная с промежуточным валом, имеют разные частоты вращения. Вследствие наличия трения между коническими поверхностями кольцо повертывается относительно диска муфты до соприкосновения блокирующих конусных фасок диска и пальцев, после чего происходит блокировка колец муфты. При выравнивании частот вращения шестерни и вторичного вала муфта перемещается дальше, а ее зубья бесшумно входят в зацепление с зубчатым венцом шестерни.

Синхронизатор коробки передач автомобилей MA3-5335 состоит из кольцевого корпуса, на внутренней поверхности которого с обеих сторон запрессованы конические бронзовые кольца, имеющие зубчатую насечку. Внутри корпуса установлена муфта синхронизатора с зубчатыми венцами. В фасонные прорези корпуса входят выступы муфты. Штифты муфты входят во внутренний кольцевой паз обоймы, имеющей на своей наружной поверхности выточку для вилки переключения передач. Фиксаторы, состоящие из шариков и пружин, удерживают обойму вилки переключения на корпусе синхронизатора, предохраняя ее от самопроизвольного перемещения. Шарики фиксаторов прижимаются изнутри к корпусу синхронизатора; для фиксации центрального положения шариков на внутренней поверхности корпуса в средней части для них есть выемки. Шестерни всех передач, которые включаются синхронизаторами, имеют наружные конусные поверхности и внутренние зубья, соответствующие зубьям венца.

Рис. 2. Синхронизаторы коробок передач: а, б, в, г — автомобиля ЗИЛ-130; д, е, ж, з — автомобилей КрАЗ-257 и MA3-5335; 1 и 14 — муфта синхронизатора; 2 — конусное кольцо; 3 — блокирующий палец; 4 — пружины; 5 — палец фиксатора S — зубчатый венец муфты; 7 — шестерня; 8 — внутренний зубчатый венец шестерни; 9 — обойма вилки переключения; 10 — прорези корпуса; И — корпус; 12 — штифт; 13 — выступ ыуфты; 15 — фиксатор

При включении передач вилкой включения по направлению к включаемой шестерне перемещается обойма и муфта, а вместе с последней и весь корпус. Внутренний конус кольца прижимается к конусной поверхности шестерни. От возникающего трения между конусными поверхностями корпус повернется на некоторый угол, и выступы муфты синхронизатора упрутся в края фасонных прорезей продольное движение муфты относительно корпуса синхронизатора при таком положении невозможно.

Когда частоты вращения муфты и шестерни станут равными, муфта может быть передвинута дальше. При этом шарики фиксаторов отожмутся внутрь выступов, а зубчатый конец муфты войдет в зацепление с внутренними зубьями шестерни включаемой передачи.

Рекламные предложения:

Читать далее: Раздаточная и дополнительная коробки передач

Категория: — Устройство автомобиля

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Зачем нужен синхронизатор коробки передач

Опубликовано:

05.05.2016

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

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

Принцип работы синхронизатора коробки передач

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

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

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

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

Виды износов шестерён синхронизаторов и обслуживание коробки передач

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

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

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

Как работают синхронизирующие передачи?

С момента своего создания автомобиль подвергался постоянному и неуклонному совершенствованию до такой степени, что средний автомобиль теперь обладает некоторыми чрезвычайно умными и сложными конструкциями.

Одним из наиболее впечатляющих компонентов любого автомобиля является его трансмиссия или «коробка передач», и хотя большинство автомобилей не получают преимуществ от этой технологии, синхронизированная коробка передач — это то, чем стремится быть механическая трансмиссия с одним сцеплением. По крайней мере, пока.

РАЗДВИЖНАЯ СЕТКА

Проблема, которую пытается преодолеть каждая трансмиссия, заключается в том, как соединить две движущиеся части, вращающиеся с разной скоростью, не повредив их. Без помощи современной трансмиссии водителю пришлось бы попытаться вручную согласовать частоту вращения двигателя транспортного средства (об / мин) со скоростью трансмиссии (скорость колеса) после выключения предыдущей передачи и перед включением следующей — замедление переключения передач. , снижение скорости автомобиля и расход топлива.

Этот тип трансмиссии называется «скользящей зацепкой», поскольку вы должны задвигать шестерни в контакт друг с другом и выходить из него, при этом рычаг переключения передач непосредственно перемещает шестерни и контролирует контакт.

Из-за пределов погрешности, присущей попыткам согласования скоростей двигателя и колес, трансмиссия со скользящей сеткой подвержена повреждениям, вызванным трением шестерен друг о друга, когда скорости несовместимы.

Поскольку трансмиссии сконструированы точно с очень малыми допусками, небольшие фрагменты металла, которые могут отколоть шестерни, могут вызвать значительные повреждения, что приведет к дорогостоящему ремонту.По крайней мере, поскольку это самая простая передача, она также является самой надежной и может требовать большего наказания, чем другие типы передачи.

ПОСТОЯННАЯ СЕТКА

Система скользящей зацепления была впоследствии улучшена, чтобы создать теперь повсеместную трансмиссию «постоянного зацепления», которая, как вы можете догадаться, разработала метод переключения передач без прерывания соединения. Это стандартная система для большинства автомобилей.

Трансмиссия с постоянным зацеплением сместила проблему соединения двух движущихся частей с того места, где шестерни контактируют друг с другом, в место контакта шестерен с приводным валом, приводящим в движение колеса.Каждая шестерня была слабо связана с приводным валом, что позволяло шестерне вращаться с разной скоростью относительно вала и облегчало переключение передач.

Это было достигнуто с помощью устройства, называемого собачьей муфтой. Некоторые из них были расположены на приводном валу между шестернями и прикреплены к ведущему валу. При «переключении передач» именно эти муфты, а не шестерни, приводились в движение рукояткой, подталкивая их к контакту с шестернями. Свободно установленные шестерни уже будут двигаться с некоторой скоростью из-за их контакта с приводным валом, а движущаяся на полной скорости кулачковая муфта займет им остаток пути, поскольку они зацепятся друг с другом, что приведет к более плавному переходу.

СИНХРОМАТ

Коробка передач

Synchromesh — это усовершенствованная версия системы постоянного зацепления, хотя и менее распространенная. Он улучшает систему, добавляя еще один этап к процессу соединения шестерен с приводным валом через кулачковую муфту.

Он разделяет кулачковую муфту на две части — шестерню, прикрепленную к ведущему валу, называемую ступицей синхронизатора, и муфту вокруг него, которая может скользить вперед и назад, называемая муфтой переключения.

К самим зубчатым колесам был добавлен новый компонент — конус синхронизатора — и была введена еще одна подвижная часть, называемая кольцом синхронизатора, которая окружала конус.

Здесь все немного усложняется.

Втулки или втулки переключения передач теперь являются компонентами, управляемыми рычагом переключения передач, и они могут скользить наполовину в любом направлении на кольца синхронизатора. Это прижимает кольца к конусам синхронизатора, прикрепленным к шестерням, и из-за повышенного трения, вызванного расширяющимся конусом, он может либо ускорять, либо замедлять шестерню, чтобы соответствовать скорости втулки переключения и ступицы синхронизатора.

После того, как скорости будут достаточно точно согласованы, втулка может продолжать скользить по стопорному кольцу и напрямую зацепляться как с конусом, так и с шестерней, соединяя все вместе и передавая мощность на приводной вал.

Невероятно, но все это происходит за доли секунды, необходимые для переключения передачи, что обеспечивает еще более плавное переключение передач.

Итак, в следующий раз, когда вы будете плавно перемещаться по соотношениям, найдите время, чтобы оценить всю мысль и работу, которые были вложены в создание сложной системы зубцов, помогающих вам на вашем пути.

MAT FOUNDRY GROUP ЯВЛЯЕТСЯ ВЕДУЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ СЕРЫХ И ЧУГУННЫХ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ. ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О НАС ПРОСМОТРЕТЬ НАШИ ПРОДУКТЫ ИЛИ СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ СЕГОДНЯ

ACDelco GM Original Equipment 8

03 5-я ступенчатая коробка передач и синхронизатор заднего хода: автомобильный

---

Цена:

52 доллара.78 + Депозит без импортных пошлин и доставка в Российскую Федерацию $ 17,94 Подробности

• Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
• Предлагая качество, надежность и долговечность GM OE
• Размеры упаковки: 0,9 В x 3,8 Д x 3,8 Вт (дюймы)
• Вес упаковки: 0,9 фунта
• Страна происхождения: Япония

› См. Дополнительные сведения о продукте

Характеристика работы синхронизатора для безмуфтовой трансмиссии

Абстрактные

Синхронизаторы

— это повсеместный компонент почти каждого типа трансмиссии в современных транспортных средствах.Это механические устройства, функция которых состоит в том, чтобы обеспечить плавное согласование компонентов, вращающихся с разной скоростью, без разрушения их поверхностей. Они несут ответственность как за долговечность трансмиссии, так и за комфорт пассажиров. В этой работе анализируются возможности и ограничения синхронизаторов, которые будут использоваться в новой трансмиссии. Это вклад в более крупный проект, целью которого является разработка гибридной безмуфтовой трансмиссии для высокопроизводительного автомобиля, которая повысит эффективность за счет устранения трения и механических потерь, присущих традиционному сцеплению.Представлен обзор процесса синхронизации, за которым следует упрощенная математическая модель обычного синхронизатора с кольцевым замком. Модель проверена экспериментально, чтобы сделать прогнозы производительности устройства на новой трансмиссии. Затем разрабатывается несколько смоделированных сценариев, которые предоставляют информацию, которая имеет решающее значение для проектирования синхронизаторов для безмуфтовой трансмиссии. Код Matlab был разработан для этих симуляций и предоставляется в конце для воспроизведения результатов.Принимая во внимание сложные условия, в которых синхронизаторы должны работать в безмуфтовой трансмиссии, исследуются возможные режимы отказа компонентов синхронизатора. Анализ методом конечных элементов (МКЭ) используется для прогнозирования максимальных нагрузок на кольцо синхронизатора до того, как материал подойдет. Также выполняется энергетический анализ, чтобы убедиться, что скорость рассеяния энергии на поверхностях трения является адекватной.

Описание

Диссертация: С.Б., Массачусетский технологический институт, факультет машиностроения, 2016 г.

Каталогизируется из PDF-версии диссертации.

Включает библиографические ссылки (страницы 50-51).

Отдел

Массачусетский Институт Технологий. Кафедра машиностроения .; Массачусетский Институт Технологий. Кафедра машиностроения

Издатель

Массачусетский технологический институт

(PDF) Оценка параметров нагрузки синхронизатора и их способности прогнозировать отказ

2 Заголовок журнала XX (X)

µS <µself lock = tan α (4)

Следует отметить, что инновационные концепции сумели достичь

Избегайте ограничения самоблокировки2, но

пока еще широко не используется.Для конструкции синхронизатора, используемой в этой статье

, коэффициент трения должен быть µC> 0,064, µS <

0,114. Эта статья ограничивается основной фазой синхронизации

, где скорость синхронизируется крутящим моментом

от граничного смазываемого контакта между конусами.

Подробное описание принципов работы синхронизатора

, включая все фазы, доступно в 1; 3.

Основным преимуществом синхронизаторов является то, что баланс крутящего момента

внутри синхронизатора приводит к механической блокировке

переключения передач.Эта механическая блокировка

для полностью работающего синхронизатора активна, когда существует разница скоростей

между органами зацепления. Для переключения передач

к муфте переключения передач

прикладывается усилие от рычага переключения передач (MT) или привода (DCT, AMT, MT в

в некоторых приложениях). Когда достигается синхронная скорость, функция блокировки

отключается, и передача может быть включена.

Это приводит к быстрому и удобному переключению передач, которое

легко выполнять для водителя или легко контролировать для коробки передач.

Система управления

(GMS).

Наиболее частым видом отказа синхронизатора, вероятно, является

clash2. Столкновение определяется как зацепление шестерни с различными скоростями

втулки и зубчатого колеса. В зависимости от степени тяжести

эффект столкновения варьируется от раздражающего шума до

поврежденного оборудования, которое может вынудить автомобиль отбуксировать

в мастерскую. Конфликт является результатом любого из следующих

условий3:

• Неадекватная предварительная синхронизация, т.е.е. отказ во время фазы очистки масла

в начале синхронизации1; 3.

Фаза предварительной синхронизации не изучалась в

этой статье.

• Слишком низкий коэффициент трения между конусами, чтобы

приводил к блокировке зацепления шестерни во время основной фазы синхронизации

1; 3.

• Внешние помехи, например, антиблокировочная тормозная система

прерывание синхронизации, приводящее к сильным колебаниям выходного вала коробки передач

3.

• Десинхронизация, т. Е. Когда синхронная скорость достигает

, достигается

, а затем высокие потери на сопротивление приводят к разнице скоростей вращения

между разблокировкой разблокировки и зацеплением шестерни

1; 3.

Для синхронизаторов с покрытием из молибдена перегрузка поверхности трения

имеет тенденцию к снижению коэффициента трения в начале синхронизации

и увеличению коэффициента трения

в конце синхронизации. Это означает увеличение риска

как коллизии, так и самоблокировки.Термомеханическая нагрузка

на синхронизатор в первую очередь зависит от разницы вращательной скорости

для синхронизации, инерции для синхронизации

и приложенной силы. Нагрузка синхронизатора часто составляет

, описываемых следующими параметрами:

• Удельная энергия для синхронизации, то есть энергия на

(номинальную) единицу площади.

• Удельная мощность синхронизации, т.е. мощность на

(номинальную) единицу площади.

• Температура поверхности или повышение температуры поверхности.

В зависимости от рассматриваемой геометрии этот параметр

может варьироваться от температуры вспышки шероховатости

до средней температуры поверхности. В данной работе исследуются повышение температуры фокальной поверхности на

и среднее повышение температуры на

. Значения

и

этих параметров получены моделированием.

Реальные поверхности имеют спектр длин волн шероховатости.

Для муфт, фрикционных

тормозов4 и других конформных скользящих контактов, таких как синхронизаторы

5, часто наблюдается, что на контактных поверхностях образуются горячие точки

, которые намного горячее, чем ожидаемая средняя температура.

Это явление, которое первоначально было подробно изучено

Burton6, называется термоупругой неустойчивостью (TEI).

Масштаб горячих точек большой по сравнению с масштабом

шероховатости поверхности7. Синхронизатор для тяжелых грузовиков

работает на скоростях скольжения, значительно превышающих критическую скорость

для TEI, т.е. они работают в нестабильном режиме.

Критическая скорость не зависит от амплитуды волнистости

или изменения контактного давления, вызванного эффектами формы компонента

, и обратно пропорциональна длине волны

.Таким образом, длинноволновые вариации давления будут иметь тенденцию доминировать в процессе TEI7. Размер контактной поверхности

накладывает верхний предел длины волны

и, следовательно, нижний предел критической скорости. В дальнейшем максимальная температура горячей точки

, относящаяся к самой длинной длине волны

, называется фокусной температурой.

Самым основным параметром нагрузки является удельная энергия для

synchronize8–14.Однако это не общий метод описания

и связи нагрузки с механическими неисправностями. Если усилие переключения

значительно снижено, будет показано, что синхронизатор

может справиться с более высокой разницей частоты вращения

для заданного момента инерции, то есть с большей энергией для синхронизации. Разница

заключается в том, что при меньшем усилии для синхронизации

требуется больше времени, поэтому больше тепловой энергии может быть отведено от поверхностей

, и, следовательно, больше объемного материала используется для охлаждения

.Параметр энергии синхронизации не учитывает мгновенные состояния

и усредняет весь процесс синхронизации

за время синхронизации.

Другой способ описать нагрузку синхронизатора — это определить максимальную удельную мощность синхронизации8–10; 15; 16.

Однако параметр максимальной удельной мощности синхронизации

не учитывает историю состояния контакта

во время переключения передач.Поскольку процесс синхронизации

очень кратковременный, пиковая мощность не описывает температуру поверхности

(аналогично мокрой муфте27), как это происходит в установившихся контактах

, где входная мощность может достаточно хорошо прогнозировать истирание

18 . Чем выше ускорение зубчатого колеса,

, т.е. более высокое усилие переключения и / или меньшая инерция для синхронизации,

, тем меньше корреляция между пиковой мощностью и температурой поверхности

.В таких случаях синхронизатор может обрабатывать на

более высокую пиковую мощность. Удельная мощность синхронизации PS,

определяется как

PS = MC (t) · ω (t)

AC

(5)

AC — площадь конуса. Удельная энергия синхронизации,

ES, определяется как

ES = ZPSdt (6)

Подготовлено с помощью sagej.cls

Синхронизатор для ручной передачи | multibody.net

Мардеган Алессандро — [email protected]
обновлено июль 2017 г.

Введение

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

• Штифт (также известный как тип Кларка)
• типа «Балукинг»
• Рычажный
• и т. Д.

Рис.1

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

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

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

Принцип работы можно описать 8 основными шагами:

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

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

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

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

Формула фиксатора амортизатора

Фиксатор амортизатора

Где µ _sl = µ _d = 0,16; φ = 60 °

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

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

Физическая модель блокирующего момента

Формула блокирующего момента

Где µ _s = µ _d = 0,16; угол фаски зубьев: β = 45 °; R _sl = 31 мм

Момент трения (крутящий момент, который может замедлить или ускорить синхронизирующую муфту, чтобы пренебречь относительной угловой скоростью)

Физическая модель момента трения

Формула момента трения

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

Для большей ясности компоновка механизма приведена на рисунке ниже:

Схема расположения

Стрелки обозначают стыки между одним компонентом и другим.

С начала:

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

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

Соединения подсистем:

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

Счетчик Грублера:

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

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

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

Цели

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

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

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

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

Задача моделирования

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

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

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

Значение адамов по умолчанию вычисляется с учетом тела:

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

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

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

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

Муфта скольжения / конус синхронизатора

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

Муфта скольжения / муфты синхронизатора

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

муфта синхронизатора / конус синхронизатора

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

Муфта скольжения / шарик

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

Ступица синхронизатора / конус синхронизатора

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

Конус синхронизатора / конус синхронизатора

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

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

Моделирование и анализ результатов

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

Угловая скорость передачи равна угловой скорости ступицы

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

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

Угловая скорость передачи больше угловой скорости ступицы

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

Для момента трения (TX):

Угловая скорость передачи момента трения превышает угловую скорость ступицы

Блокирующий момент (TI):

Угловая скорость редуктора крутящего момента блокировки больше угловой скорости ступицы

Усилие скользящей муфты (Фс_с):

Усилие скользящей муфты

Усилие вилки (FX):

Усилие вилки

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

Угловая скорость ступицы больше угловой скорости шестерни

Для момента трения (TX):

момент трения

Блокирующий момент (TI):

Блокирующий момент

Усилие вилки (FX):

Усилие вилки

Данные моделирования сведены в таблицу ниже:

РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
Vel_Gear_gr_Vel_Hub		Vel_Hub_gr_Vel_Gear
∫TX * dt [Н * мм * с]	Δt [с]	∫TX * dt [Н * мм * с]	Δt [с]
90	0,0486	107	0,05
Tx_avg [Н * мм]	1851 852	Tx_avg [Н * мм]	2140 000
Относительная погрешность [%]	11 765	Относительная погрешность [%]	4 902
∫TI * dt [Н * мм * с]	Δt [с]	∫TI * dt [Н * мм * с]	Δt [с]
62	0,0486	87	0,05
TI_avg [Н * мм]	1275 720	TI_avg [Н * мм]	1740 000
Относительная погрешность [%]	36 148	Относительная погрешность [%]	28 780
∫Fs_s * dt [Н * мм * s]	Δt [с]	∫Fs_s * dt [Н * мм * s]	Δt [с]
3,2343	0,0486	3,38	0,05
Fs_s_avg [N]	66 549	Fs_s_avg [N]	67 600
Относительная погрешность [%]	25 227	Относительная погрешность [%]	21 858
∫FX * dt [Н * мм * с]	Δt [с]	∫FX * dt [Н * мм * с]	Δt [с]
2,8665	0,0486	3,42	0,05
FX_avg [N]	58 981	FX_avg [N]	68 400

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Случай: угловая скорость шестерни больше угловой скорости ступицы

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

Случай: угловая скорость ступицы больше угловой скорости шестерни

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

Заключение

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

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

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

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

Список литературы

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

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

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

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

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

Ремонт трансмиссии | Ленд Ровер Уайт Плейнс

Что делает трансмиссия?

Трансмиссия в вашем автомобиле используется для обеспечения того, чтобы на колеса на заданной скорости поступала нужная мощность и крутящий момент. Он работает аналогично многоскоростному велосипеду. Начиная с остановки, вы хотите начать с пониженной передачи.Если вы трогаетесь с высокой передачи, будет сложно заставить автомобиль двигаться. Трансмиссия снижает более высокую частоту вращения двигателя до более низкой частоты вращения колес и при этом увеличивает крутящий момент.

Признаки, что пришло время ремонта трансмиссии Land Rover

Есть много признаков того, что трансмиссия в вашем Land Rover нуждается в ремонте. Снова используя аналогию с велосипедом, если цепи отключены, велосипед не сможет двигаться. Поэтому, если трансмиссия вашего автомобиля выходит из строя, ему будет трудно двигаться.Вот некоторые признаки того, что вашей коробке передач может потребоваться обслуживание или ремонт:

• Пытается остаться или переключить передачу: Это может означать низкая трансмиссионная жидкость из-за течи, переключателя, троса или чего-то в корпусе клапана АКПП.
• Задержка или пропуск передачи: Еще один признак низкой передачи используется жидкость или жидкость неподходящего типа.
• Пробуксовка трансмиссии или высокие обороты двигателя: Это могло также означает низкую трансмиссионную жидкость, но это также может быть связано с другими факторами.Высота обороты двигателя могут означать, что сцепление изношено или другие части трансмиссии вышли из строя.
• Утечка трансмиссионной жидкости: Как вы уже понимаете, низкая передача может вызвать ряд проблем. Если вы видите красную жидкость под автомобилем, Обычно это признак утечки трансмиссионной жидкости.
• Запах гари: Низкий уровень жидкости может вызвать сцепление гореть и издавать запах гари
• Странные шумы при переключении передач: Странные шумы при переключении передач: трансмиссия переключает передачи, это признак плохого подшипника или повреждения шестерен.
• Нет питания: Если двигатель работает нормально, но автомобиль мало или отсутствует питание, это может указывать на внутреннюю проблему с трансмиссией. В компьютер может ограничивать мощность, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение двигателя
• Шлифовальные шестерни (МКПП): Это обычно происходит, когда сцепление не отпускает, кольца синхронизатора переключения передач изношены или сломаны, или износ и проблема регулировки переключателя передач. Низкая трансмиссионная жидкость также может быть причиной шестерни шлифовальные
• Педаль сцепления захватывает очень низко или высоко (МКПП): Обычно это проблема сцепления или гидравлической системы, которая управляет сцеплением.Диск сцепления и нажимной диск могут выйти из строя и нуждаются в замене.

Типы трансмиссий

Механическая коробка передач

Ручная трансмиссия очень похожа на рычаг переключения передач велосипеда. При переключении передач двигатель и трансмиссия временно отсоединяется, как и цепи на велосипеде. Это делается путем нажатия педаль сцепления опущена. Когда вы переключились на желаемую передачу, вы отпускаете или выключаете сцепление, и ваш автомобиль начнет движение на новой передаче.

Автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач — это, по сути, автоматический переключатель передач. Он автоматически переключает передачи вместо того, чтобы заставлять водителя вручную переключать передачи и нажимать на сцепление. Так же, как руководство трансмиссии, вы хотите переключаться на более высокие передачи по мере набора скорости. Автомобиль на низкой передаче будет в противном случае изо всех сил пытайтесь разогнаться до более высокой скорости. Автоматическая коробка передач использует крутящий момент преобразователь, который определяет эти изменения при ускорении и переключает за вас на более высокую передачу.В тот же процесс работает для замедления.

Трансмиссия с двойным сцеплением

Проще говоря, трансмиссия с двойным сцеплением сочетает в себе преимущества как автоматической, так и механической трансмиссии за счет использования различных муфт для нечетные и четные шестерни. Когда автомобиль переключает передачу, крутящий момент передается с одной передачи на другой постоянно, чтобы обеспечить плавное переключение передач без потери мощности и автомобиль рвануть. Водитель также может переключать передачи вручную с помощью лепестков на рулевом колесе или позволить автомобилю управлять этим автоматически.

Бесступенчатая коробка передач

Бесступенчатая трансмиссия (CVT) — это тип автоматической трансмиссии, ввод акселератора с нагрузкой на двигатель и переключение на желаемую скорость или передаточное число крутящего момента автоматически.Это обеспечивает непрерывное бесперебойное питание в заданном диапазоне скорости и коэффициенты крутящего момента. CVT позволяет водителю или компьютеру выбирать соотношение между скоростью двигателя и скорость вращения колес в непрерывном диапазоне. Это может обеспечить еще больше экономия топлива, если двигатель постоянно работает на одной скорости.

Ремонт трансмиссии Land Rover в Элмсфорде

Land Rover White Plains — ваш надежный сервисный центр Land Rover в районе Элмсфорд.Если вы считаете, что ваша трансмиссия Land Rover выходит из строя и нуждается в обслуживании или ремонте, позвоните нам по телефону (914) 614-7805, чтобы поговорить с консультантом по обслуживанию, или запишитесь на прием онлайн, чтобы проверить его. Если ваша трансмиссия нуждается в ремонте, это также может быть подходящее время для замены масла или проверки ремней двигателя. Назначьте встречу сегодня!

Испытание жидкостей для мостов и механических трансмиссий (MTF)

Испытания жидкостей для механических трансмиссий и трансмиссий с сухим сцеплением (dDCT) используются для тестирования и оценки жидкостей для механических трансмиссий.Существует два типа трансмиссионных жидкостей: жидкости для автоматических трансмиссий (ATF) и жидкости для механических трансмиссий (MTF). Трансмиссионное масло имеет решающее значение для смазывания шестерен. В SwRI мы проводим ряд испытаний трансмиссионных жидкостей как для ATF, так и для MTF.

Испытания смазочных материалов для механических трансмиссий и редукторов заднего моста

Требуемые стендовые и эксплуатационные испытания проводятся для аттестации смазочных материалов для автомобильных трансмиссий в соответствии с различными спецификациями. Могут быть проведены многочисленные другие процедуры испытаний для индустрии смазочных материалов и присадок, а также специальные программы, адаптированные к индивидуальным потребностям клиентов.

L-33-1 Испытание на коррозию под воздействием влаги (ASTM D7038)

Для определения антикоррозионных свойств трансмиссионных смазок ось заполняется испытательной смазкой и дистиллированной водой и работает в течение четырех часов при 2500 об / мин и 180 ° F, затем вымачивали в течение 162 часов при 51 ° C (125 ° F). Затем ось разбирается и проверяется на наличие ржавчины. Этот тест упоминается в FTMS № 791, MIL-PRF-2105E, SAE J2360, API GL-5 и Федеральном методе тестирования 5326.1.

L-37 Испытание на высокий крутящий момент (ASTM D6121)

Для определения характеристик несущей способности, износа и противозадирных свойств трансмиссионных смазок испытательная ось работает в условиях низкой скорости и высокого крутящего момента.Испытательная ось работает в течение 24 часов при 80 об / мин, температуре смазки 135 ° C (275 ° F) и высоком крутящем моменте коронной шестерни. Этот метод упоминается в FTMS № 791, MIL-PRF-2105E, SAE J2360, API GL-5 и федеральном методе испытаний 6507.1.

L-42 Испытание оси на высокоскоростной ударной нагрузке (ASTM D7452)

Это испытание на высокоскоростную ударную нагрузку определяет способность смазки предотвращать образование задиров на шестерне и коронной шестерне на стороне выбега. Крутящий момент оси и скорость выбега измеряются и записываются. Этот метод упоминается в FTMS No.791, MIL-PRF-2105E, SAE J2360, API GL-5 и федеральный метод испытаний 6507.1.

L-60-1 Испытание на термическую и окислительную стабильность (ASTM D5704)

Этот метод определяет износ смазочного материала в жестких термических и окислительных условиях. Комплект прямозубых шестерен вращается со скоростью 1750 об / мин в течение 50 часов. Смазку поддерживают при температуре 163 ° C (325 ° F) с контролируемым потоком воздуха в присутствии медного катализатора. Физические и химические свойства смазки и отложений на испытательных шестернях оцениваются в конце испытания.Этот метод упоминается в FTMS № 791, MIL-PRF-2105E, SAE J2360, API GL-5, Федеральном методе испытаний 2504 и API MT-1 (ASTM D 5760).

Испытание на износ шестерен FZG (ASTM D4998)

Для оценки противоизносных свойств смазочных материалов, особенно гидравлических жидкостей для тракторов, испытательные шестерни на установке FZG работают при 100 об / мин в течение 20 часов при 121 ° C (250 ° F ) и ступень нагрузки 10. Шестерни взвешиваются до и после испытания, и потеря веса, связанная с износом, указывает на противоизносные свойства смазочного материала.

Испытание ступени нагрузки FZG (ASTM D5182)

Для оценки несущей способности смазочных материалов доступны различные скорости и температуры. Испытательный стенд FZG с регулируемой скоростью проходит двенадцать 15-минутных этапов с постепенным увеличением нагрузки до отказа или до тех пор, пока последовательность испытаний не будет завершена. Двадцать миллиметров царапин на зубах указывают на неудачный результат теста. Этот метод испытаний упоминается в API MT-1 (ASTM D5760) и других спецификациях OEM. Также можно запустить процедуру ступени нагрузки CEC L-07-95.(DIN ISO 14635-1)

FZG Испытание на точечную коррозию с шестерней типа C

Эта процедура испытания используется для различения различных смазочных материалов на основе их способности предотвращать точечную коррозию, усталостное разрушение из-за контакта качения. Тест состоит из фазы обкатки и фазы износостойкости. Тест обычно длится 300 часов и обычно проводится в трех экземплярах, чтобы выявить выбросы.

Ступенчатая нагрузка FZG (A10 / 16.6R / 90: 120)

Эта процедура испытания (CEC L-84-02) предназначена для промышленных или автомобильных трансмиссионных смазочных материалов, которые превышают допустимую нагрузку стандартного испытания ступенчатой ​​нагрузки FZG ( А20 / 8.3/90) (CEC-L-07-95). Меньшие шестерни шириной 10 мм вращаются в обратном направлении со скоростью 2910 об / мин через двенадцать 7,5-минутных этапов с постепенным увеличением нагрузки до отказа или до тех пор, пока последовательность испытаний не будет завершена. Тест можно проводить при температуре 90 ° C или 120 ° C (194 ° F или 248 ° F). Десять миллиметров царапин на зубах указывают на неудачный результат теста. Прохождение девятой ступени нагрузки при 90 ° C (194 ° F) указывает на GL-5 или более высокие характеристики. Также можно запустить процедуру испытания на удар FZG (S-A10 / 16.6R / 90).

FZG Испытания на точечную коррозию

Существуют различные процедуры испытаний для определения влияния смазочных материалов на несущую способность шестерен к микропиттингу.Процедуры испытаний включают FVA 54 и Техническую процедуру Eaton TEP-272.

FZG Verschleiss Test

Эта процедура испытаний используется для определения характеристик защиты от износа жидкостей для шестерен, работающих на низких скоростях.

Высокотемпературное циклическое испытание на долговечность механической трансмиссии (ASTM D5579)

Синхронизатор высокого и низкого диапазона трансмиссии Mack T2180 циклически работает при температуре смазки 121 ° C (250 ° F). Время смены постоянно контролируется во время теста.По мере разложения смазки время переключения увеличивается. Тест продолжается до тех пор, пока не будут достигнуты две «пропущенные смены» или пока не будет завершена последовательность тестирования. Этот тест является частью технических условий на трансмиссионные масла GO-H и GO-H / S, разработанных Mack Trucks, Inc., а также API MT-1 (ASTM D5760).

SSP 180 Synchronizer

Целью этого испытания является оценка фрикционных характеристик смазки в блоке синхронизатора. Испытание проводится на испытательной машине SSP-180. Синхронизатор нагружается маховиком, который ускоряется и замедляется между состояниями покоя и максимальной скоростью.Условия испытаний зависят от типа проверяемого синхронизатора.

Проверка эффективности моста

SwRI имеет стенды, спроектированные и сконструированные для установки различных типов задних и передних ведущих мостов в сборе. Эти стенды позволяют программировать процедуры / профили испытаний, специально разработанные клиентами.

Процедуры тестирования OEM

Многие производители OEM требуют модифицированных версий некоторых из тестов осей, перечисленных выше. SwRI может выполнять модифицированные тесты для этих процедур и выступать в качестве посредника для контактов с OEM-производителем по запросу.

Процедуры испытаний Mack GO-J / J + и Eaton

Mack, Dana и Eaton запрашивают модифицированные версии некоторых из перечисленных выше испытаний осей. SwRI может выполнять модифицированные тесты для этих процедур и выступать в качестве посредника для контактов с OEM-производителем по запросу.

Механическая коробка передач и сухая трансмиссия с двойным сцеплением (dDCT) Испытание жидкости

Тестирование жидкостей для сухой трансмиссии General Motors с двойным сцеплением

SwRI проводит следующие процедуры, связанные с General Motors DEXRON ^® — Коробка передач с сухим двойным сцеплением (dDCT) и спецификации жидкости для механической коробки передач.

DEXRON

^® -dDCT Химические и лабораторные испытания

Эти процедуры включают испытания для оценки жидкостей с сухим двойным сцеплением и механических трансмиссий на внешний вид, содержание элементов, содержание воды, профиль жидкости, смешиваемость, плотность, характеристики хранения и совместимости, высокие — низкотемпературная вязкость, температура застывания, температура вспышки, общее кислотное и щелочное число, коррозия меди, устойчивость к окислению, стабильность к сдвигу, летучесть, противопенные свойства, толщина пленки и воздействие на уплотнения.

DEXRON

^® -dDCT Тест износа

Противоизносные характеристики жидкостей с сухим двойным сцеплением и механической трансмиссией определяются с помощью теста Eaton 35VQ25A лопастного насоса. Производительность измеряется путем измерения потери веса лопаток насоса и кулачкового кольца.

DEXRON

^® -dDCT Испытание защиты от задира

Процедура испытания ступенчатой ​​нагрузкой FZG (A10 / 16.6R / 90) используется для жидкостей, которые превышают характеристики предельного давления стандартного испытания ступени нагрузки FZG.Меньшие шестерни шириной 10 мм работают в обратном направлении через 12 7,5-минутных этапов с постепенным увеличением нагрузки до отказа или до тех пор, пока последовательность испытаний не будет завершена. Тест проводится при 90 ° C.

DEXRON

^® -dDCT Функциональный тест синхронизатора

Целью этого теста является оценка фрикционных характеристик сухой жидкости двойного сцепления или механической коробки передач в блоке синхронизатора. Испытание проводится на испытательной машине ССП-180. Температура тестовой смазки контролируется при переключении синхронизатора.Синхронизатор нагружается маховиком, который ускоряется и замедляется между состояниями покоя и максимальной скоростью. Условия испытаний зависят от типа проверяемого синхронизатора.

По вопросам об этом тестировании обращайтесь к Ребекке Уорден по телефону +1 210 522 6266.