Блокирующее кольцо синхронизатора


FAQ по КПП. — DRIVE2

Синхронизатор коробки передач

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.

Для чего нужен синхронизатор коробки передач?

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.

Состоит из следующих элементов:

1.Блокирующее кольцо2.Ступица3.Сухарь4.Кольцевая пружина5.Фрикционный конус шестерни6.Шестерня7.Блокирующее кольцо8.Муфта синхронизатора9.Сухарь

10.Шестерня

Двойное сцепление. Устройство и принцип работы.

Еще не так давно автомобиль, имеющий двойное сцепление, воспринимался как нечто необычное, но сегодня редко кого удивишь этим. Несмотря на это, сегодня не каждый специалист может объяснить принцип работы двойного сцепления. На самом же деле тут все очень просто.

Достоинства и недостатки двойного сцепления

Главным достоинством такого сцепления является превосходная плавность хода автомобиля, а также отсутствие подергиваний и резких рывков. Также к достоинствам следует отнести экономию топлива почти на 10%, что является весомым аргументом в пользу двойного сцепления. Отличная динамика при линейном ускорении без потери мощности. КПП с двойным сцеплением идеальное решение для автомобилей мощностью 200-500 лошадиных сил.

Если говорить о недостатках, то тут следует выделить огромное количество сложных элементов в системе подачи крутящего момента на ходовую часть автомобиля, а это в свою очередь влечет за собой высокие цены на ремонт и техническое обслуживания такой коробки переключения передач. Еще одним из существенных недостатков следует считать тот факт, что на сегодняшний день не так много автосервисов, которые могут на профессиональном уровне справиться с ремонтом КПП с двойным сцеплением.

Но, все же достоинств данная система имеет гораздо больше, чем недостатков, поэтому выбор за вами.

Немного из истории

В серийное автомобилестроение такой вид коробки передач пришел с гоночных треков. Впервые КПП с двойным сцеплением была создана конструктором А.Кегрессом в 1939 году, который планировал применить ее на Citroen Traction. Но, его задумка так и не воплотилась в жизнь.

И только в середине 80-х годов конструкторы Porsche впервые создали автомобиль, который имел возможность переключения передачи под нагрузкой. Для гоночных автомобилей это был настоящий прорыв, так как на состязаниях победа могла решиться долями секунды. И если раньше, при переключении передач двигатели значительно теряли мощность, то при двойном сцеплении передачи переключались без потери крутящего момента.

Устройство коробки передач с двойным сцеплением

Главной деталью КПП с двойным сцеплением является двойной вал. А если говорить простым языком, то в одном корпусе КПП находятся две обычные коробки передач, которые работают попеременно.

Управление всеми механизмами осуществляется при помощи гидравлики и автоматики. Стоит отметить, что в такой коробке передач отсутствует гидротрансформатор, а сама система является лучшей системой сухого двойного сцепления.

В момент начала движения на автомобиле на первой передаче, система уже автоматически готовит вторую передачу. В процессе переключения передач происходит размыкание первого сцепления, и замыкание второго. Затем, при разгоне автомобиля автоматика готовит третью скорость и так далее. Система автоматики настолько совершена, что при определении каждой последующей передачи учитывает:

Скорость вращения вала трансмиссии;Положение педали акселератора;Скорость вращения колес;Текущее положение рычага КПП.

Непосредственно в процессе переключения передачи, оба сцепления становятся замкнутыми на сотые доли секунды, несмотря на это, двигатель продолжает быть соединенным с ведущими колесами, а потеря крутящего момента практически не ощущается.

Устройство и принцип работы синхронизатора КПП

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

Назначение синхронизатора

Общий вид синхронизатора

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

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

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

Конструкция синхронизатора

Синхронизатор состоит из следующих элементов:

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

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

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

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

Читайте также:  Устройство и принцип работы современного гидротрансформатора

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

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

Принцип работы синхронизатора КПП

Схема работы синхронизатора

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

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

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

Ресурс синхронизатора

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

Самостоятельно выявить неисправность узла можно по следующим признакам:

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

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

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

  1. Избегать агрессивного стиля вождения, резких стартов.
  2. Правильно выбирать скорость движения и нужную передачу.
  3. Своевременно проводить техническое обслуживание КПП.
  4. Своевременно проводить замену масла, предназначенного именно для данного вида КПП.
  5. Полностью выжимать сцепление перед переключением передач.
(5 оценок, среднее: 4,20 из 5) Загрузка...

Синхронизатор коробки передач

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

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

Особенности устройства синхронизатора

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

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

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

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

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

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

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

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

Принцип действия синхронизатора

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

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

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

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

Устройство синхронизаторов

Устройство синхронизатора включения третьей и четвертой передач автомобиля «Москвич-408» показано на рисунке.

Ступица 3 синхронизатора своими внутренними шлицами надета на шлицы вторичного вала и удерживается на нем стопорным кольцом 7. На наружной поверхности ступицы нарезаны низкие прямые шлицы, по которым может перемещаться вдоль ступицы муфта 4 синхронизатора. Кроме шлицев, на ступице вырезаны на равных расстояниях один от другого три продольных паза, в которых помещены три штампованных сухаря 2 с выступами в середине. Сухари прижаты к шлицам муфты 4 двумя пружинными кольцами 5, причем выступы сухарей входят в кольцевую проточку, имеющуюся на шлицах муфты.

Рис. Устройство синхронизатора: 1 — блокирующее кольцо; 2 — сухарь; 3 — ступица; 4 — муфта включении третьей и четвертой передач; 5 — пружинные кольца сухарей

С обеих сторон ступицы установлены латунные блокирующие кольца 1. На торцах этих колец, обращенных к ступице, сделано по три паза. В них входят концы сухарей 2.

Блокирующие кольца имеют внутреннюю коническую поверхность, которая соответствует конусам на первичном валу и на шестерне третьей передачи. На этой конической поверхности нарезана мелкая резьба, которая разрывает масляную пленку между блокирующим кольцом и конусом включаемой передачи при их соприкосновении. Благодаря этому между кольцом и конусом возникает повышенное трение. Снаружи на кольцах имеются короткие прямые зубья, такие же как и на соседних с ними венцах первичного вала и шестерни третьей передачи. Эти зубья соответствуют впадинам между шлицами муфты синхронизатора, вследствие чего муфта может входить в зацепление своими шлицами с кольцами и с зубчатыми венцами первичного вала и шестерни третьей передачи.

Муфту и ступицу синхронизатора подбирают друг к другу так, чтобы было обеспечено плавное и легкое скольжение муфты по шлицам ступицы с минимальным зазором.

В цилиндрическую проточку на внешней поверхности муфты синхронизатора входит вилка включения передач. На рисунке показаны детали синхронизатора в нейтральном положении. При этом между блокирующим кольцом и конусом первичного вала имеется достаточный слой масла, и кольцо может свободно проворачиваться на конусе. На рисунке ниже показано начало включения прямой, четвертой передачи.

Рис. Схема работы синхронизатора: а — Нейтральное положение; б — начало синхронизации; в — передача включена; 1 — венец первичного вала; 2 — блокирующее кольцо; 3 — муфта синхронизатора; 4 — сухарь; 5 — ступица синхронизатора

Вилка включения передач (не показанная на рисунке), перемещаясь влево (вперед по ходу автомобиля), передвигает муфту синхронизатора по шлицам ступицы. Вместе с муфтой передвигаются и сухари, так как выступами они входят в проточку на внутренней поверхности муфты и прижаты к ней пружинными кольцами. Переместившись, торцы сухарей прижимают блокирующее кольцо к конусу первичного вала. Острая мелкая резьба на конусе кольца при этом быстро удаляет масло с поверхности конуса вала, и между конусом вала и кольцом появляется повышенное трение. Вследствие этого первичный вал, который в этот момент вращается быстрее, чем синхронизатор, связанный с вторичным валом, увлекает за собой блокирующее кольцо и поворачивает его относительно муфты синхронизатора. Кольцо поворачивается до тех пор, пока позволяет боковой зазор между сухарями и краями пазов кольца. При таком положении кольца относительно сухарей и муфты синхронизатора зубья кольца располагаются напротив выступов шлицев муфты и упираются своими скошенными концами в скошенные торцы выступов шлицев муфты. Вследствие этого муфта не может передвигаться дальше в осевом направлении. Но водитель, желая включить передачу, продолжает давить вилкой на муфту и далее, через сухари, на блокирующее кольцо, прижимая его к конусу первичного вала, и тем все больше и больше тормозит первичный вал. Наконец, наступает момент, когда скорости вращения первичного и вторичного валов сравняются. Инерционный момент первичного вала (и вращающегося вместе с ним блока шестерен промежуточного вала) относительно вторичного вала исчезает, и муфта 3, которая продолжает нажимать шлицами на скошенные выступы блокирующего кольца, легко поворачивает это кольцо, а затем и первичный вал на небольшой угол, достаточный для того, чтобы шлицы муфты смогли свободно пойти сначала в промежутки между зубьями кольца, а потом в шлицы первичного вала. В результате вторичный вал будет жестко связан с первичным, и четвертая передача окажется включенной.

Для включении третьей передачи муфту 3 нужно сместить вправо (т. е. назад). Синхронизатор при этом будет работать аналогичным образом. Разница в этом случае будет лишь в том, что синхронизатор будет уравнивать скорость вращения вторичного вала и ведомой шестерни третьей передачи.

При переходе с высшей передачи на низшую, например, с четвертой на третью, чтобы сравнить скорость первичного вала со скоростью вторичного, необходимо с помощью синхронизатора ускорить вращение первичного вала. В остальном скорости включаются так же, как описано выше.

Скорости вращения валов уравниваются, и передачи включаются с помощью синхронизатора плавно (без удара) и бесшумно.

Благодаря пружинным кольцам 5 усилие, прилагаемое к блокирующему кольцу, не может быть больше определенной величины, так как если слишком сильно и резко нажать вилкой включения передач на муфту, выступы сухарей при сжатии колец 5 выйдут из канавки на муфте, и муфта не сможет более давить на сухари и на блокирующее кольцо. Этим исключается слишком резкое включение синхронизатора при неосторожном или неумелом включении передач.

В синхронизаторе второй передачи муфта составляет одно целое с ведомой шестерней первой передачи. Синхронизатор действует только при включении второй передачи, для чего шестерню первой передачи сдвигают влево (вперед по ходу автомобиля).

Включая первую передачу, перемещают шестерню вправо (т. е. назад) и сцепляют ее с зубчатым венцом первой передачи на блоке шестерен промежуточного вала.

Блокирующие кольца должны плотно садиться на конусы шестерен. Для проверки посадки кольца нужно на конус шестерни нанести мягким карандашом несколько рисок по образующим конуса, расположив их равномерно по окружности. Затем надеть на конус блокирующее кольцо и, прижимая его рукой, повернуть на конусе несколько раз. Бели после этого риски окажутся стертыми не менее чем на 60% своей длины, посадку кольца можно считать удовлетворительной.

Зазор между торцом каждого блокирующего кольца, надетым на конус, и соответствующим зубчатым венцом (z = 27) шестерни для новых деталей должен быть равен 1,15—1,73 мм. Для колец, бывших в употреблении, этот зазор должен быть не менее 0,5 мм. Если зазор меньше, следовательно, конус блокирующего кольца очень сильно изношен. При износе притупляется резьба на внутренней конической поверхности, удельное давление на резьбе уменьшается и масляная пленка перестает срезаться. Трение между кольцом и конусом шестерни будет недостаточно велико, чтобы эффективно уравнивать угловые скорости валов. У нового блокирующего кольца толщина резьбы на ее вершине равна 0,08—0,15 мм. Если толщина резьбы на ее вершине вследствие износа доходит до 0,8 мм, кольцо перестает синхронизировать.

Синхронизатор КПП

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.

 Как устроен синхронизатор коробки передач

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

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

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

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

Устройство синхронизатора предполагает наличие таких элементов:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Принцип работы синхронизатора КПП

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

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

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

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

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

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

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

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

Синхронизатор коробки передач

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.

Видео по теме

Связанные темы

Неисправности коробки передач

Система полного привода

Раздаточная коробка

Новые материалы

Активные опоры двигателя ставят, как правило, попарно Система динамического рулевого управления на волновой передаче Электропривод двери багажника можно установить самому Концерн Volkswagen разработал систему маневра с прицепом Внутреннее освещение автомобиля является отдельной системой

Популярное

Volkswagen поставил на роботизированную коробку передач Вакуумный усилитель тормозов облегчает работу тормозной системы В ряде случаев система курсовой устойчивости незаменима Вариатор уверенно вытесняет другие автоматические коробки передач С 2009 года применение сажевого фильтра в дизельных двигателях обязательно


Смотрите также