Синхронизатор кпп: Устройство и неисправности синхронизатора коробки передач

Содержание

Принцип работы синхронизатора коробки передач

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

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

а) – Устройство синхронизатора:

1) – Вилка;

2) – Муфта;

3) – Шестерня;

4) – Ступица;

5) – Пружины;

6) – Сухарики;

7) – Блокирующие кольца;

8) – Зубчатый венец;

б) – Схема сил, действующих при работе синхронизатора.

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

На [рис. 1, б)]:

(N) – нормальная реакция;

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

(P) – сила, препятствующая включению передачи;

(F) – сила трения.

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

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

17*

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:

Для чего нужны синхронизаторы коробки передач?

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

Устройство синхронизатора

Синхронизатор КПП в сборе

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

Схема синхронизатора

Стрелкой указано положение синхронизатора

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

Синхронизирующий прибор включает в свой состав следующие приспособления:

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

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

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

Работа синхронизатора механической коробки передач

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

Принцип работы синхронизатора

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

Ремонт синхронизатора

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

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

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

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

Источник

Еще никто не прокомментировал новость.

Синхронизатор коробки передач — как устроен и как работает

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

Синхронизированные КПП, что это означает

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

Зачем нужен синхронизатор коробки передач

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

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

Принцип работы синхронизатора коробки передач

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

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

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

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

Виды износов шестерён синхронизаторов и обслуживание коробки передач

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

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

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

carextra.ru

Принцип действия синхронизатора

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

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

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

Синхронизаторы коробки передач: устройство, как работает

Устройство синхронизатора

Синхронизатор КПП в сборе

Схема синхронизатора

Стрелкой указано положение синхронизатора

Синхронизирующий прибор включает в свой состав следующие приспособления:

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

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

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

Работа синхронизатора механической коробки передач

Принцип работы синхронизатора

Ремонт синхронизатора

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

prokpp.ru

Синхронизатор КПП, устройство, конструктивные особенности

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

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

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

Конструкция синхронизатора

Устройство синхронизатора

Синхронизатор состоит из следующих элементов:

ступица с сухарями
муфта включения
блокировочные кольца
шестерня с фрикционным конусом

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

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

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

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

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

Многоконусные синхронизаторы, для чего их устанавливают в КПП

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

Синхронизатор коробки передач: принцип работы

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

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

Что такое синхронизатор КПП

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

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

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

Неисправности синхронизатора и способы их устранения

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

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

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

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

Поломка синхронизатора второй передачи ВАЗ 2109

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

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

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

Синхронизатор

для механической коробки передач | multibody.net

Мардеган Алессандро — [email protected]
обновлено в июле 2017 г.

Введение
Целью проекта является анализ механизма синхронизатора механической коробки передач. В литературе встречается много типов синхронизаторов:
Штифт (также известный как тип Кларка)
Тип «Балукинг»
Рычажный
и др.
Рис.1
На фиг.1 представлен вид в разобранном виде узла синхронизатора забивного типа; для дальнейших шагов детали называются, начиная слева:
Вал
Шестерня
Муфта синхронизатора
Кольцо синхронизатора
Ступица синхронизатора
Толкающий конус 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:
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.
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 .
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.
Вращение 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.
Второй свободный ход: муфта движется вперед в осевом направлении, пока не приблизится к шлицевым фаскам шестерни сцепления.
Начало второго удара: 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 .
Вращение шестерни: Осевое усилие, необходимое для поворота шестерни, зависит от относительного положения шлицев втулки и шлицев шестерни (получено в конце синхронизации, фаза 3)
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 выдает ускорение этому телу. В фиксаторе стойки эта сила связана с силой пружины:
Формула фиксатора стойки
Фиксатор стойки
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 крутящего момента блокировки
Формула блокирующего момента
Где µ _с = µ _d = 0,16; угол фаски зубьев: β = 45 °; R _sl = 31 мм
Момент трения (момент, который может замедлить или ускорить синхронизирующую муфту, чтобы пренебречь относительной угловой скоростью)
Момент трения Физическая модель
Формула момента трения
Где µ _c = µ _d = 0,16; угол конуса: α = 7,5 ° по [2], [4]; Rc = 21 375 мм
Для более ясного понимания компоновки механизма на рисунке ниже представлена схема:
Схема расположения
Стрелки обозначают стыки между одним компонентом и другим.
С начала:
Поворотный шарнир между землей и валом
Фиксирующее соединение между валом и ступицей синхронизатора
Поступательное соединение между скользящей муфтой и ступицей синхронизатора
Цилиндрический шарнир между кольцом синхронизатора и муфтой синхронизатора
Фиксирующее соединение между муфтой синхронизатора и шестерней
Поворотный шарнир между шестерней и валом
Также есть подсистема (т.е. Стопор стойки) из толкателя конуса синхронизатора, 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 d.o.f * n — (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 дн. 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: ок. 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 зубчатого колеса.
Система работает с инерционным свойством, например, когда скорость зубчатого колеса больше, чем скорость вала / ступицы, входными данными моделирования являются угловая скорость вала и угловая скорость наложенного зубчатого колеса, например, 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 обеспечения зацепления 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 defalut adams 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 к 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.
В соответствии с программой 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 скользящая / синхронизатор
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, за исключением синхронизирующего кольца и синхронизирующего конуса, 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 больше, чем угловая скорость ступицы
Блокирующий момент (TI):
Угловая скорость блокирующего крутящего момента больше, чем угловая скорость ступицы
Усилие скользящей муфты (Фс_с):
Усилие скользящей муфты
Усилие вилки (FX):
Вилка Force
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):
Вилка Force
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
Корпус
: 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.
Другая 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 утверждать, что модель верна, несмотря на 10% погрешность момента трения (т. е. основной параметр для сравнения).
Список литературы
[1] Ана Пастор Бедмар, «Процессы синхронизации и механизмы синхронизатора в ручных 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 г.
[5] Проф.М. Массаро, «Контактные лекции» Моделирование и моделирование механических систем A / A 2016/17 Università degli Studi di Padova, 2017
(PDF) Оценка параметров нагрузки синхронизатора и их способности прогнозировать отказ
2Journal Title XX (X)
µS <µself lock = tan α (4)
Следует отметить, что инновационные концепции помогли
достичь Избегайте ограничения самоблокировки2, но он еще не широко используется. Для конструкции синхронизатора, используемой в этой статье
, коэффициент трения должен быть µC> 0.064, мкСм <
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 зацепления шестерни.Эта механическая блокировка
,
для полностью работающего синхронизатора активна, когда существует разница скоростей
между зацепляющими телами. Чтобы
выполнить переключение передач, к муфте переключения передач
,
прикладывается усилие от рычага переключения передач (MT) или привода (DCT, AMT, MT в
в некоторых приложениях). При достижении синхронной скорости 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 системы управления коробкой передач
(GMS).
Наиболее частым видом отказа синхронизатора является
clash2. Столкновение определяется как зацепление шестерни с разными скоростями
втулки и зубчатого колеса. В зависимости от степени тяжести
эффект столкновения варьируется от раздражающего шума до
повреждения оборудования, которое может вынудить транспортное средство быть отбуксировано
в мастерскую. Конфликт является результатом любого из следующих условий
3:
• Неадекватная предварительная синхронизация, т.е.е. Неисправность во время фазы очистки масла
в начале синхронизации1; 3.
Фаза предварительной синхронизации не исследовалась в
этой статье.
• Слишком низкий коэффициент трения между конусами, чтобы
приводило к блокировке зацепления шестерни во время основной фазы синхронизации
1; 3.
• Внешние помехи, например антиблокировочная тормозная система
прерывание во время синхронизации, приводящее к
сильным колебаниям выходного вала коробки передач 3.
• Десинхронизация, т. Е. Когда достигается синхронная скорость
, а затем высокие потери на лобовое сопротивление вызывают разницу в скорости 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 столкновения и самоблокировки для
.Термомеханическая
нагрузка на синхронизатор в первую очередь зависит от разницы вращательной скорости
для синхронизации, инерции для синхронизации
,
и приложенной силы. Нагрузка синхронизатора часто
описывается следующими параметрами:
• Удельная энергия для синхронизации, то есть энергия на
(номинальная) единичная площадь.
• 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 статье исследуется повышение температуры фокальной поверхности
–
и среднее повышение температуры
–
. Значения
этих параметров получены путем моделирования.
Реальные поверхности имеют спектр длин волн шероховатости.
Для муфт, фрикционных
тормозов4 и других конформных скользящих контактов, таких как синхронизаторы
5, часто наблюдалось, что на контактных поверхностях образуются горячие точки
, которые намного более горячие, 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. Далее, 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 отказами. Если усилие переключения
значительно снижено, будет показано, что синхронизатор
может справиться с более высокой разницей
скорости вращения для данной инерции, то есть с более высокой энергией для синхронизации. Отличие
состоит в том, что при меньшем усилии для синхронизации
требуется больше времени, поэтому
может отвести больше тепловой энергии 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 — определить
максимальную удельную мощность синхронизации 8–10; 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 контактах в установившемся состоянии
, где входная мощность может достаточно хорошо прогнозировать истирание
18 . Чем выше ускорение зубчатого колеса,
, то есть выше усилие переключения и / или меньше инерция для синхронизации,
,
, тем ниже корреляция между пиковой мощностью и температурой поверхности
.В таких случаях синхронизатор может обрабатывать
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 использованием sagej.cls
Эффективное решение синхронизатора для (выделенных) гибридных трансмиссий
Цели будущих нормативных требований по выбросам CO2 в автомобилях требуют усиление инженерных усилий и инновационных решений от производителей оригинального оборудования и их поставщиков.Автомобильные силовые агрегаты необходимо будет оптимизировать до максимально возможной эффективности, чтобы они сыграли свою роль в будущем. Это включает в себя соответствующее снижение потерь мощности и веса автомобильных коробок передач. Однако целевые показатели выбросов вряд ли могут быть достигнуты только за счет повышения эффективности традиционной трансмиссии. Предпочтительной технологией для выполнения требований являются электромобили, особенно гибридные электромобили в параллельной, последовательной конфигурации или конфигурации с разделением крутящего момента. Гибридные силовые агрегаты в параллельной конфигурации требуют специальных трансмиссий для объединения мощности двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя.Это может быть обычное двойное сцепление или даже автоматическая механическая трансмиссия, модернизированная электрическим двигателем, или специальные трансмиссии для гибридных силовых агрегатов. Системы синхронизаторов по-прежнему будут иметь место в будущей трансмиссии, чтобы обеспечить быстрое переключение передач для экономичной работы двигателя внутреннего сгорания.
Эти рыночные проблемы побудили Oerlikon Friction System разработать передовые и инновационные решения для синхронизаторов, чтобы помочь нашим клиентам и партнерам удовлетворить вышеупомянутые требования.
Сегментированная система синхронизатора S³ с высокопроизводительной углеродной фрикционной накладкой EF®8000 — идеальное решение для повышения производительности и эффективности существующих обычных коробок передач. Концепция S³ обеспечивает те же характеристики, что и синхронизаторы с несколькими конусами, но с меньшим количеством компонентов. Благодаря уменьшению веса трансмиссии, а также значительному снижению потерь на лобовое сопротивление, концепция S³ является правильным ответом на экономичные и топливные трансмиссии сейчас и в будущем.Сегментированная система синхронизатора может быть легко интегрирована в существующие механические (MT) трансмиссии или трансмиссии с двойным сцеплением (DCT) без серьезных модификаций.
Основными требованиями к синхронизаторам для гибридных трансмиссий являются компактная конструкция, а также высокая производительность и эффективность. Требуется компактная конструкция, особенно в осевом направлении, потому что дополнительные компоненты, такие как электродвигатель, должны быть интегрированы в существующее пространство обычной трансмиссии. Oerlikon Friction Systems
дает правильный ответ на эти требования, представляя новое семейство синхронизаторов ESync, которые предназначены для экономии места, насколько это возможно, без каких-либо ограничений по функциям или комфорту.ESync позволяет нашим клиентам и партнерам разрабатывать наиболее эффективные гибридные трансмиссии с двойным сцеплением (HDCT) и специальные гибридные трансмиссии (DHT).
S³ — сегментированная система синхронизатора
Преимущество сегментированной системы синхронизатора заключается в уменьшении веса и повышении эффективности за счет уменьшения количества компонентов и поверхностей трения. S³ может заменить двухконусные и трехконусные синхронизаторы, состоящие из трех компонентов и двух или трех поверхностей трения, на двухэлементную конструкцию с одним конусом без ущерба для производительности.
Концепция обычного синхронизатора ограничена конфликтом между качеством переключения передач и крутящим моментом. Небольшой угол конуса сокращает время переключения за счет увеличения крутящего момента, но также может отрицательно повлиять на качество переключения. Больший угол конуса обеспечивает хорошее качество переключения, но снижает допустимый крутящий момент и, следовательно, увеличивает время переключения и усилие переключения. За счет синхронизаторов с несколькими конусами необходимо реализовать более высокие требования к крутящему моменту, что приведет к увеличению затрат, веса и снижению эффективности.
Система сегментированного синхронизатора разделяет функции «синхронизация» и «отпускание» за счет использования разрезного фрикционного кольца с двумя разными углами конуса; эта концепция позволяет уменьшить угол конуса трения ниже физического предела обычных синхронизаторов. Во время синхронизации стопорное кольцо охватывает разрезное кольцо, а внутренний малый угол конуса фрикционного кольца обеспечивает крутящий момент синхронизатора. После синхронизации больший угол внешнего конуса фрикционного кольца позволяет блокирующему элементу и фрикционному кольцу легко разъединяться для удобного переключения передач. Преимущества сегментированной системы синхронизаторов очевидны:
›› Снижение момента сопротивления за счет уменьшения количества поверхностей трения — до 40%
›› Меньший вес за счет уменьшения количества деталей — до 20%
›› Уменьшение пространства в радиальном и осевом направлении — до 13%
›› Экономия затрат — до 30%
S³ может использоваться в качестве дополнительного решения для существующих трансмиссий MT и DCT.Замена многоконусной системы на систему сегментированного синхронизатора S³ требует лишь минимальных модификаций; никаких изменений ступицы и втулки не требуется. Инновационное фрикционное кольцо можно комбинировать с обычными латунными или стальными стопорными кольцами.
S³ — идеальная система для модернизации существующей трансмиссии для повышения эффективности, меньшего веса и меньшего пространства.
Synchromesh vs. Dog Box — Коробка передач Beatdown
Прежде чем расшифровывать синхронизаторы и собачьи коробки передач, очень важно понять зверя. Все дело в вовлечении; то, как выбираются наборы передач в трансмиссии, — это разница между синхронизатором и коробкой передач.
Синхронизированные трансмиссии
Большинство современных автомобилей оснащаются заводскими коробками передач с синхронизированным включением, обеспечивающими плавную, надежную и бесшумную работу, которая имеет первостепенное значение для автомобилей, которые ежедневно эксплуатируются. Трансмиссии с синхронизатором работают с помощью муфты, которая прикладывает усилие к конической муфте, прикрепленной к шестерне.Втулка позволяет согласовать или «синхронизировать» скорость вала редуктора и входного вала с выходным валом до того, как втулка зафиксируется на месте и инициирует переключение.
Синхронизирующая передача лучше всего работает на более низких оборотах двигателя и требует немного больше времени по сравнению с коробкой для собак, чтобы облегчить переключение передач. Ограничения синхронизирующих коробок передач в высокопроизводительных приложениях включают медленное переключение на более высокую передачу при очень высоких оборотах двигателя, например. 9000 об / мин — и медленное переключение на пониженную передачу, а также необходимость полного использования сцепления.
Собака обычно используется в гонках, где требуется быстрое и точное переключение передач. Зацепление кулачковой шестерни обеспечивается многочисленными большими зубьями (собачками), которые входят в соответствующие отверстия, вырезанные на противоположной поверхности ведущей шестерни. В отличие от синхронизатора, здесь нет синхронизирующего механизма для выравнивания скорости. Выбор идеальной передачи — например. минимальное столкновение и износ собачьих колец — достигается за счет быстрой смены; девиз здесь — «чем быстрее, тем лучше», так что вперед!
Нет выжимания сцепления в общепринятом смысле, как в синхронизирующей коробке передач. Кратковременный перерыв в нагрузке на двигатель до переключения передач за счет быстрого нажатия дроссельной заслонки или нажатия сцепления. Затем водитель почувствует, как собачье кольцо входит в зацепление со следующей передачей, и дроссельная заслонка может быть повторно задействована. Со временем это можно сделать за миллисекунды. Фактически, водитель может предварительно затянуть рычаг переключения передач в направлении следующей передачи, а затем, когда он либо нажимает на дроссель, либо нажимает педаль газа, переключатель быстро щелкает на нужной передаче.
При прочих равных, зубчатые колеса с упором намного прочнее, чем с синхронизаторами, потому что без необходимости оставлять место для колец синхронизатора, сами зубчатые колеса можно сделать толще. Количество собак (зубов) и размер отверстий определяют окно возможностей, которое собаки должны задействовать во время смены. Кольца с меньшим количеством зубцов обеспечивают более эффективное и плавное переключение передач. Недостатками этого более легкого включения являются повышенный шум и резкость при переключении передач.
Самый разрушительный метод переключения зубчатых колес — это попытка переключения передач «легковым автомобилем» или «синхронизатором». Это включает в себя медленное переключение передач и использование сцепления, т. Е. поднятие дроссельной заслонки, нажатие сцепления, медленное перемещение рычага переключения передач, отпускание сцепления и включение дроссельной заслонки — сценарий, который обычно встречается в дорожном движении с остановками и движением.
Убеждение, что собачьи боксы по своей сути имеют прямозубые шестерни, является давним заблуждением. Фактически, любой тип зубчатой передачи может быть оснащен прямой зубчатой передачей, также известной как прямозубая шестерня, а также обычные косозубые зубчатые колеса.Вырез ведущей шестерни является отдельной характеристикой коробки передач и не влияет на включение шестерен.
Взаимодействие с собакой может быть добавлено в стандартную коробку передач путем замены зубчатых передач. Наборы для собак вторичного рынка обычно изготавливаются из высококачественного материала и имеют большие, более прочные зубы и лучший профиль. Компания Albins Gear, расположенная в Австралии, вышла на передний край революции в области собачьих ящиков, предлагая широкий спектр зубчатых передач, а также усиленные комплекты синхронизаторов для Honda, Porsche, Nissan, Subaru, Mazda, VW и Mitsubishi. .
Все собаки Albins имеют поверхность в форме пятиугольника в форме «двускатной крыши», которая раздвигает собак при неправильном переключении, значительно продлевая срок службы снасти. Шестерни для собак Albins проверяются с помощью роботизированной КИМ (координатно-измерительной машины), чтобы гарантировать совершенство с допусками лучше 0,015 мм для каждой детали. Кроме того, Albins смогла произвести собственный запатентованный стальной сплав с консистенцией, намного превосходящей массовые и недорогие комплекты.
Сравнение синхронизаторов и коробок передач для собак
Обратите внимание на более толстые шестерни и зубья блока Альбинса (ниже) и манжеты, которая заменяет пятую передачу (не нужна на четверть мили) и связывает два вала вместе для дополнительной прочности .Шестерни и зубья Albins не только толще, но и изготовлены из запатентованного сплава стали, что обеспечивает превосходную металлургическую прочность.
Вот большая разница между синхронизаторами и собачьими боксами. В кольце синхронизатора (слева) используется конус, к которому прижимается латунное кольцо муфты, чтобы уравнять скорость между шестерней и входным валом, чтобы облегчить зацепление шестерни. Как только это происходит, маленькие заостренные зубцы по периметру отклоняются от обручального кольца и позволяют ползунку войти в зацепление с шестерней.Собачки имеют четыре больших зубца зацепления, которые попадают в большие окна ползуна и могут зацеплять шестерню даже при вращении с другой скоростью, чем входной вал.
Здесь мы видим кольца на соответствующей шестерне. Вот так они будут установлены в трансмиссии.
Редукторы Albins помещаются прямо в корпус коробки передач, обеспечивая почти «последовательное-быстрое» переключение без ценника последовательной коробки. Albins предлагает зубчатые передачи, а также усиленные синхронизаторы для Honda, Porsche, Nissan, Subaru, Mazda, VW и Mitsubishi.
Civic класса Outlaw от SpeedFactory представлял собой крутящийся измельчитель с редуктором мощностью 1100 л.с. Он участвовал в соревнованиях вдоль западного побережья и даже на востоке до Инглиштауна. На сегодняшний день его лучшие усилия составляют 8,89 при 172 милях в час и 8,92 максимума при 179 милях в час, а редукторы Albins в значительной степени способствовали его надежности и стабильности.
SpeedFactory Bulletproofs Трансмиссия B-серии
SpeedFactory Racing разработала инновационную модификацию гидравлических трансмиссий B-серии, которая устраняет присущие механизму проблемы, избегая «хандры переключения скоростей» в уличных и гоночных автомобилях.
Узел держателя механизма переключения передач (SCHA) — проблемный ребенок. Расположенный внутри картера трансмиссии, SCHA — это механизм, который фактически перемещает вилки переключения передач в нужное положение, включая каждую передачу, выбранную рычагом переключения передач. SpeedFactory модифицирует SCHA в семи различных областях, чтобы выдерживать жесткое переключение передач в стандартных синхронизированных трансмиссиях или коробках передач с фиксатором.
Рычаг переключения коробки передач — самое слабое звено SCHA. Рычаг приклада изготовлен из штампованной стали низкого качества и со временем подвержен растрескиванию под напряжением или изгибу при переключении скорости.SpeedFactory заменяет рукоять приклада прочной, подвергнутой термообработке рукоятке, изготовленной на станке с ЧПУ из инструментальной стали, которая не сгибается и не ломается.
Блокировочный элемент также является потенциальной проблемой. SpeedFactory устанавливает совершенно новую блокировку OEM, фиксирует ее и выполняет некоторые полировки / модификации профиля, чтобы выдержать злоупотребление повторяющимися переключениями мощности, будь то на улице или на трассе в приложении для дрэг-рейсинга.
Наконец, возвратная пружина выбора переключения передач была модернизирована, и теперь она стала намного более прочной.Это дает переключателю более позитивное ощущение и уверенно возвращает его в центральное положение.
SpeedFactory SCHA не только защищает трансмиссию от поломки, но и повышает эффективность процесса переключения передач, особенно 2-3-х передач. Просто нажмите на рычаг переключения передач вперед, и он автоматически переключится на третью передачу. Он переводит рычаг переключения передач в центральное положение быстро и точно, помогая устранить ужасные ошибки переключения передач 1-2-1 или 2-3-2.
Усовершенствования SpeedFactory были испытаны на мощных 1100-сильных машинах компании 8. 89-секундный Outlaw Civic с большим успехом обеспечивает более последовательное переключение передач, более низкие и.т.д. и сохраненные трансмиссии как для бойцов выходного дня, так и для настоящих уличных водителей с жестким переключением передач.
SCHA, модифицированный SpeedFactory (справа), имеет рычаг переключения передач из инструментальной стали с ЧПУ (с логотипом SF). Также обратите внимание на более мощную возвратную пружину детали SpeedFactory в крайнем левом углу.
SpeedFactory также сваривает опорную плиту в нескольких местах для повышения прочности и жесткости, а также для предотвращения поломок под напряжением.Специальный SCHA сэкономит трансмиссии, обеспечив надлежащее включение в менее чем идеальные сценарии переключения передач.
Задний упор SCHA
Обратите внимание на подпорку между опорной пластиной и подушкой пружины. Это всего лишь одна из семи различных модификаций, которые SpeedFactory вносит в SCHA, чтобы обеспечить надежную работу шестерен.
Понимание и анализ неисправностей механической коробки передач
Наиболее часто используемые компоненты транспортного средства — это сцепление и механическая коробка передач, поскольку эти компоненты полностью зависят от водителя.Большая часть этого обсуждения будет сосредоточена на транспортных средствах с высокими характеристиками, потому что они составляют подавляющее большинство отечественных автомобилей, которые все еще доступны с «ручными трансмиссиями». Те же параметры этого обсуждения применимы и к иномаркам, и, конечно же, к немногим пикапам и внедорожникам, которые все еще оснащены механической коробкой передач. Водитель, выбирающий механическую коробку передач, делает это для более полного контроля над своим опытом вождения. Поскольку на внутреннем рынке единственное реальное количество автомобилей с ручным переключением, которые вы увидите в своем магазине, это Corvettes, Vipers, Challengers, Camaros, GTO, Cadillac CTS-V и Mustang, некоторые из которых будут использоваться в реальных соревнованиях воинами выходного дня. и другие будут испытаны для удовольствия и для впечатления женского вида.
Дорога к гибели начинается со сцепления. Основная проблема с повреждением трансмиссии — это неправильное выключение сцепления. Изношенное или проскальзывающее сцепление вызывает недостаточную передачу крутящего момента от двигателя к трансмиссии, но мало или совсем не вредит трансмиссии. Чтобы синхронизаторы в трансмиссии работали должным образом для плавного переключения передач без зазоров, сцепление должно полностью отпускаться при нажатии, полностью и чисто отсоединяя двигатель от трансмиссии. Величина хода педали (в среднем 2–4 дюйма) приведет к воздушному зазору на диске около 50/1000 дюйма.Двигатель не передает крутящий момент на трансмиссию, и выходной вал трансмиссии теперь приводится в движение ведущими колесами. Если нет разъединения между двигателем и трансмиссией из-за неправильно отрегулированного хода сцепления, синхронизаторы теперь борются с нагрузкой крутящего момента двигателя. Это вызывает зазубрины при переключении передач, которые разрушают кольца синхронизатора или блокиратора, зубцы зацепления на скоростных передачах и скользящих муфтах синхронизатора, шпонки синхронизатора, колодки вилки переключения передач и сами вилки. Всякий раз, когда вы видите, что стальные ключи сломаны или срезаны, может быть только несколько причин. Первый — это неправильное или отсутствие выключения сцепления, ошибка водителя, когда сцепление не отпускается или пытается переключиться без использования сцепления, или водитель, который перемещает рычаг переключения передач до того, как сцепление отпущено, ускоряет переключение. Распространенной попыткой решения этой проблемы часто является использование сплошных ключей из заготовок, потому что общая ошибка заключается в том, что неисправность связана с заводскими ключами. Если проблема выключения сцепления не будет решена, ключи заготовки могут оказаться достаточно прочными, чтобы выдержать воздействие окружающей среды, но кольца синхронизатора треснут, или пазы для ключей деформируются, ступица синхронизатора может треснуть или вилка переключения передач сломается.Ничто из этого не является ошибкой ключа, а либо плохие привычки водителя, либо синхронизатор, пытающийся преодолеть всю крутящую нагрузку, передаваемую на коленчатый вал. Tremec, ZF и многие другие производители отказались от использования ключей в синхронизаторах, заменив их подпружиненными шариками и стойками. Эти компоненты выдержат больше неправильного обращения без поломки, но в конечном итоге синхронизаторы и скоростные шестерни умрут от усталости, вызванной крутящим моментом.
Еще одна причина преждевременного отказа трансмиссии — неправильный выбор сцепления для данной области применения.Обычно это начинается с идеи, что установка сцепления улучшит характеристики автомобиля. Существует большое разнообразие комплектов сцепления, доступных с точки зрения производительности, и многие автовладельцы не понимают, для чего они были разработаны, когда совершают покупку. Правильная настройка определенно улучшит характеристики по сравнению со стандартным, а неправильное сцепление сделает вождение несчастным и приведет к серьезным отказам трансмиссии. Мы постоянно видим, что владелец решает установить полное гоночное сцепление на уличный автомобиль. Во многих случаях фрикционный материал слишком агрессивен для использования в дорожном движении, что приводит к ударным нагрузкам на зубчатую передачу, вызывая поломку входов, узлов и скоростных шестерен, а также возможное повреждение дифференциала и приводного вала. Очень важно, чтобы сцепление соответствовало условиям эксплуатации автомобиля. Автомобиль, который управляется только по гусенице, может справиться с более агрессивными настройками, в то время как автомобиль, который является ежедневным водителем и время от времени ездит на тормозную полосу, будет неинтересным для вождения в потоке со сцеплением, которое действует как переключатель включения / выключения.Это очень часто случается в легких грузовиках, где чей-то двоюродный брат говорит ему, что лучше всего использовать керамический диск типа кнопки, а не фабричный тканый фрикционный материал. Они оба будут работать, но агрессивный захват кнопки сцепления подвергает трансгендера риску, а также вызывает тошноту у его девушки. Опять же, если сцепление не выключается должным образом, муфты кнопочного или двухдискового типа значительно увеличивают количество отказов. Еще одна проблема, которая приводит к очень быстрому повреждению трансмиссии, аналогичному чрезмерно агрессивному фрикционному материалу сцепления, — это выбор самого диска сцепления.Автомобиль выпускался с диском сцепления с подрессоренной ступицей. Это позволяет диску при зацеплении с маховиком и прижимной пластиной поворачиваться против пружин в ступице, поглощая ударную нагрузку и устраняя гармонические колебания, которые вызывают дребезжание шестерен и другие проблемы шума из-за гармонических колебаний двигателя. В стремлении к лучшей производительности владелец может заменить диск сцепления сплошным или неподрессоренным, устраняя эффекты амортизации, заложенные в OEM-продукте. Ступица неподрессоренного сцепления должна использоваться только в специально построенном гоночном автомобиле, где владелец намеревается обновлять сцепление и трансмиссию каждую гонку или две.Неподрессоренная ступица определенно сократит срок службы компонентов трансмиссии.
Еще одна причина выхода из строя трансмиссии — смазка. Всем известно, что отсутствие смазки из-за утечек или отсутствия технического обслуживания — смертельный удар для любого компонента, но тип и качество смазки понимаются неправильно. Современные кольца синхронизатора предназначены для использования со специальной смазкой, которая будет указана в руководстве пользователя. Синхронизирующее кольцо представляет собой мокрую муфту, предназначенную для захвата конуса ступенчатой шестерни во время переключения и ускорения или замедления, чтобы согласовать скорость входного вала с выходным валом.Эти кольца изготовлены из множества различных составов, каждый из которых имеет свой коэффициент трения. Латунные и бронзовые кольца во многих случаях были заменены кольцами из спеченного металла или углеродного волокна. Не осталось современных агрегатов, которые работали бы на старом трансмиссионном масле массой 75/90. Это масло слишком густое, чтобы его вытекло из-под кольца за миллисекунды, необходимые для переключения, и, поскольку многие из новых составов являются пористыми, при использовании неподходящего масла оно останется пропитанным в кольце, и кольцо будет пропитано. никогда не функционируют должным образом.Обязательно используйте масло, указанное для модели трансмиссии в автомобиле. Существуют улучшенные масла для вторичного рынка, но будьте осторожны, так как многие из них содержат соединения, с которыми особенно не справятся кольца из углеродного волокна.
Количество смазки также имеет решающее значение для выбора времени переключения передач. Переполнение механической коробки передач приведет к вытеканию жидкости из вентиляционного отверстия, но создаст проблемы с ветром. Ветровая нагрузка — это усилие, необходимое шестерням для прохождения уровня масла. Двигатели с сухим картером вырабатывают больше лошадиных сил, чем стандартные двигатели с мокрым картером, потому что коленчатый вал не борется с маслом на дне поддона.Думайте об этом как о попытке бегать по пляжу. Бежать по твердому утрамбованному песку у линии прилива требует небольших усилий, но зато нужно приложить большие усилия, чтобы пробежать 6 дюймов по воде в прибое. Когда ручная коробка передач переполнена и водитель делает переключение, зубчатые передачи очень быстро замедляются при нажатии на сцепление из-за гидравлического сопротивления, изменяя синхронизацию синхронизатора и вызывая проблемы с переключением. Классическим примером этого была 5-ступенчатая трансмиссия Tremec 3650 серии, в которой пробка заливного отверстия была расположена слишком высоко в корпусе.На этих устройствах вы не можете «заливать до разлива», но для правильной работы на ½ дюйма ниже уровня заливной пробки.
Область, которая создает больше проблем с трансмиссией, — это переключатель. Обычно в автомобили с механической трансмиссией устанавливают «короткоходный переключатель». Устройство переключения передач предназначено для сокращения количества движений в механизме переключения передач, благодаря чему переключение происходит быстрее. На рынке есть много отличных короткоходовых переключателей, которые действительно улучшают последовательность переключения. Однако водитель должен понимать, что время, необходимое для переключения, зависит от того, насколько быстро синхронизатор может завершить переключение без столкновения передач.Когда вы сокращаете ход переключателя, водитель может перемещать ручку быстрее, чем сцепление может полностью выключиться, и до того, как синхронизатор сможет завершить функцию согласования скорости входного вала со скоростью выходного вала. Это приводит к перемалыванию или блокировке сдвигов, поскольку синхронизация была изменена в зависимости от функции компонентов. Еще одна проблема, с которой мы сталкивались на протяжении многих лет, — это отсутствие конструкции, снижающей вибрацию на некоторых послепродажных переключателях. Производители автомобилей тратят кучу денег, пытаясь изолировать салон автомобиля от внешнего шума, вибрации и резкости (NVH).Некоторые переключатели послепродажного обслуживания издают «жужжание» от ручки или другие шумы, которые не слышны или не ощущаются заводской ручкой. В любом случае короткоходный переключатель усложнит отказ трансмиссии из-за плохого выключения сцепления или несвоевременной синхронизации.
Большинство водителей плохо понимают искусство синхронизации. Синхронизатор похож на молнию. Все знают, как им пользоваться, но мало кто понимает, как это работает на самом деле. Основное понимание начинается с конструкции механической коробки передач.У нас есть входной вал, который соединен с диском сцепления и передает крутящий момент (вращательное усилие) от коленчатого вала двигателя на коробку передач. Входной вал находится на одной линии с главным валом (выходным валом) трансмиссии и движется по передней его части, но может вращаться независимо от главного вала. Конец шестерни входного вала входит в зацепление с промежуточным валом или кластерной шестерней, установленной параллельно входному и выходному валам в картере коробки передач. Это приводит в движение кластерную шестерню, которая имеет несколько шестерен, которые входят в зацепление с шестернями скорости, установленными на главном валу.Шестерни скорости свободно вращаются на главном валу. Затем у нас есть узлы синхронизатора, которые насажены на главный вал между шестернями скорости. Все скоростные шестерни, которые включают входную шестерню, имеют на себе второй набор зубьев, которые входят в зацепление с скользящей муфтой на блоке синхронизатора. Когда происходит переключение, вилка переключения скользит по зубцам зацепления скоростной шестерни, и эта шестерня теперь прикреплена к главному валу и передает мощность от входного сигнала через кластерную шестерню и обратно на главный вал, приводящий в движение колеса транспортного средства.На 6-ступенчатой КПП у вас будет синхронизатор 1-2, синхронизатор 3-4, синхронизатор 5-6 заднего хода. Если все втулки синхронизатора отцентрированы, трансмиссия находится в нейтральном положении. Синхронизатор должен иметь возможность включать вращающуюся шестерню без скрежета. Между ступицей синхронизатора и зубчатым колесом находится кольцо синхронизатора (стопорное кольцо) и один или несколько наборов конусов, прикрепленных к зубчатому колесу. Кольцо или кольца синхронизатора вращаются вместе с синхронизатором и устанавливаются на место с помощью ключей или распорок, которые находятся в корпусе синхронизатора и перемещаются вместе со скользящей муфтой.Когда водитель перемещает рычаг переключения передач для выбора передачи, ключи синхронизатора прижимают кольцо или кольца синхронизатора к обработанному конусу скоростной шестерни, замедляя или ускоряя его, чтобы соответствовать скорости выходного вала, который вращается. приводной вал. При выжатом сцеплении входная шестерня теперь вращается со скоростью двигателя, которая значительно медленнее, чем выходной вал, если у вас есть надлежащее выключение сцепления. Кольцо синхронизатора может немного вращаться внутри скользящей муфты, и зубья не совпадают с зубьями зацепления на скоростной шестерне.Когда скорости валов уравняются, кольцо будет совершать круговое движение, достаточное для того, чтобы скользящая втулка полностью зацепила скоростную шестерню и завершила переключение. Вот почему их также называют стопорными кольцами, поскольку они блокируют втулку от полного зацепления до тех пор, пока ступенчатая шестерня и вал не будут иметь одинаковые обороты, поэтому переключение завершается без шлифовки. Ничего из этого не будет работать, если сцепление не сможет полностью выключить и отключить крутящий момент от коленчатого вала до входа. Если у вас нет такого отключения потока мощности, теперь вы пытаетесь остановить или замедлить крутящий момент на 400 плюс фут-фунт в двигателе с небольшой поверхностью трения, которая может быть 3 или 4 дюйма в диаметре и от до ½ дюйма в ширину.Это немедленно повреждает фрикционный материал кольца и может срезать ключи синхронизатора, как гильотина. Как только это произойдет, вы заблокируете или скрежете переключения передач, поскольку скользящая втулка столкнется с зацепляющими зубьями на скоростной передаче. Переключение на повышенную передачу требует намного меньше усилий синхронизатора, чем при понижении передачи. Водители, которые хотят снизить скорость коробки передач с помощью трансмиссии, обнаруживают, что тормоза намного дешевле трансмиссий. Тщательное переключение передач, особенно при переключении на пониженную, предотвращает переключение с 5-й передачи на 1-ю, что очень тяжело для коробки передач и двигателя.Ограничители оборотов в современных автомобилях предотвращают завышение оборотов двигателя при переключении на повышенную передачу, но не могут управлять частотой вращения двигателя при понижении передачи.
Мы получаем много звонков от людей, которые восстановили свои трансмиссии и теперь имеют проблемы с шумом подшипников или зазубрины переключения передач. Если вы восстанавливаете коробку передач, очень важно тщательно очистить все компоненты, включая узлы синхронизатора. Прежде чем снимать скользящую муфту со ступицы синхронизатора, совместите метку ступицы и ползуна, чтобы ее можно было снова собрать на тех же шлицах.Металлический мусор будет скапливаться между ползуном и ступицей, и если вы не очистите их полностью, свежая смазка вымывает металл, вызывая преждевременный выход из строя подшипника. При выходе из строя синхронизатора пострадают колодки вилки переключения передач. Многие люди предпочитают заменять пластиковые накладки на латунные или бронзовые в качестве обновления. Для этого нет никаких причин. Скользящая втулка обработана в канавке вилки с микроволокном, предназначенным для пластиковых колодок, а не для металла. Если сцепление полностью отпущено, нагрузка на подушечки вилки очень мала.Использование металлических колодок в качестве модернизации является пустой тратой денег, создает шум, которого раньше не было, и приведет к преждевременному износу колодок. Вилка и фиксирующая система, удерживающая ее на месте, не могут удерживать ползунок на зубчатом колесе. Зубья зацепления на скоростной шестерне и ползунке имеют задний конус, спроектированный в них, чтобы предотвратить выскакивание ползунка из шестерни при изменении положения дроссельной заслонки. Если острие зубьев зацепления было закруглено из-за плохого синхронизирующего кольца, шестерню будет трудно переключить, и ее следует заменить.Если задний конус изношен из зубьев зацепления на скоростной шестерне и ползуне, шестерня выскочит.
Как видите, большинство отказов трансмиссии начинаются вне трансмиссии из-за плохого выключения сцепления или неаккуратного водителя. В автомобилях, оснащенных автоматической коробкой передач, водитель имеет очень мало возможностей для управления переключением передач, но механическая коробка передач должна каждый раз переключать передачи и полностью отпускать сцепление.
Принцип, конструкция, работа, преимущества и недостатки
Синхронизирующая коробка передач: принцип, конструкция, работа, преимущества и недостатки

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

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

Принцип:

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

Конструкция:

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

1. Главный вал Шестерни:

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

2. Шестерни промежуточного вала:

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

3. Вал сцепления:

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

4. Конусный синхронизатор:

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

5. Синхронизаторы:

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

6. Рычаг переключения передач:

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

Рабочий:

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

1. Работа первой передачи:

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

2. Работа второй передачи:

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

3. Работа верхней передачи:

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

4. Работа задней передачи:

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

Преимущества:

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

Недостатки:

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

Полные сведения о синхронизирующей коробке передач

Коробка передач

Synchromesh является последней версией типа постоянного зацепления.

Это трансмиссия с ручным управлением, в которой переключение передач происходит между шестернями, которые уже вращаются с одинаковой скоростью.

В этом типе коробки передач шестерни могут свободно вращаться или они заблокированы на валу компоновки.

Synchromesh — усовершенствование собачьего сцепления.

Синхронизатор — основная часть этой коробки передач, которая стабилизирует скорость.

Синхронизатор — это своего рода муфта, которая позволяет компонентам вращаться с разной скоростью.

Для синхронизации скоростей используется конусное трение.

Также читайте — Как работают МКПП

Этот синхронизатор состоит из двух частей: конуса синхронизатора и уплотнительного кольца.

Конус является частью шестерни, а кольцо — частью синхронизатора.

Упорное кольцо предотвращает включение шестерен до того, как они начнут вращаться с правильной скоростью.

При зацеплении кольцо будет постепенно скользить в конус, и трение замедлит или ускорит зубчатое колесо.

Наконец, он стабилизирует скорость синхронизатора и шестерни и, таким образом, вращается с одинаковой скоростью.

Шестерни промежуточного вала прикреплены к нему, в то время как шестерни главного вала могут свободно вращаться на нем.

Синхронизирующая коробка передач:

Принцип:

В коробке передач всегда возникают трудности с включением неподвижной шестерни, когда шестерни уже вращаются с высокой скоростью.

Принцип гласит, что «Перед включением шестерен они приводятся в фрикционный контакт друг с другом, и после выравнивания скорости происходит зацепление».

Строительство:

Синхронизатор размещен между двумя передачами. Итак, мы можем использовать одну единицу для двух передач.

G1 и G2 представляют собой элементы в форме кольца, имеющие внутренний зуб, который подходит к внешним зубам.

F1 и F2 — скользящие элементы главного вала.

h2, h3, N1, N2, P1, P2, R1, R2 — поверхность трения.

1. Шестерни главного вала:

Шлицевой вал используется в качестве выходного вала, на котором установлены синхронизаторы и шестерни.

Согласно рис.B, C, D, E — шестерни, которые могут свободно вращаться на главном валу в зацеплении с соответствующими шестернями промежуточного вала.

Пока вал A вращает все шестерни главного вала, промежуточный вал вращается непрерывно.

2. Шестерни промежуточного вала:

Это промежуточный вал, на котором установлены шестерни подходящего размера, который используется для передачи вращательного движения от вала сцепления к конечному выходному валу.

Согласно рис.U1, U2, U3, U4 — неподвижные шестерни на промежуточном валу (промежуточном валу).

3. Вал сцепления:

Это вал, используемый в качестве входного вала в коробке передач, поскольку он передает выходную мощность двигателя на коробку передач.

4. Конус синхронизатора:

Сторона включаемой передачи имеет две особенности.

Один представляет собой полый конус, а другой — конус, окруженный кольцом собачьих зубов.

Шестерня состоит из конуса и зубьев, с которыми контактирует синхронизирующий механизм.

5. Синхронизаторы:

Это специальные устройства переключения передач, используемые в синхронизирующей коробке передач, у которой есть срезы конических канавок.

Это поверхность, которая обеспечивает фрикционный контакт с шестернями, которая должна зацепляться для выравнивания скорости главного вала, промежуточного вала и вала сцепления, что, в свою очередь, обеспечивает более плавное переключение передач.

6. Рычаг переключения передач:

Это рычаг переключения передач, которым управляет водитель и который используется для выбора соответствующей передачи i.е. 1, 2, 3, 4, 5 или задняя передача.

В рабочем состоянии:

В синхронизирующей коробке передач промежуточный вал соединен с двигателем напрямую, но он свободно вращается при выключенном сцеплении.

Поскольку шестерни все время находятся в зацеплении, синхронизатор устанавливает промежуточный вал на нужную скорость, чтобы зубья упора зацепились, чтобы достичь желаемой скорости выходного вала.

1. Работа первой передачи:

Для первой шестерни элемент коронного вала и скользящие элементы i.е., G2 и F2 движутся влево до тех пор, пока конусы P1 и P2 не начнут тереться друг о друга.

Тогда трение уравнивает их скорость.

Как только их скорости становятся равными, G2 толкается влево и входит в зацепление с зубьями L2.

Движение передается от шестерни сцепления B к шестерне промежуточного вала U1.

Затем он попадает на промежуточный вал U3, и движение передается на шестерню главного вала D.

Оттуда движение передается на F2, который является скользящим элементом, а затем на главный вал главной передачи.

2. Работа второй передачи:

Для второй передачи коронный вал и скользящие элементы, то есть G1 и F1, перемещаются вправо до тех пор, пока конусы N1 и N2 не трутся друг о друга.

Тогда трение уравнивает их скорость.

G1 сдвигается вправо, так что он входит в зацепление с шестерней.

Движение передается от шестерни сцепления B на шестерню промежуточного вала U1.

От U1 движение передается на U2.

От U2 переключается на шестерню C.

Затем движение передается на скользящий элемент F1.

Затем он переходит к главному валу главной передачи.

3. Работа Top Gear:

Для высшей передачи или прямой передачи движение переключается непосредственно с шестерни сцепления B на скользящий элемент F1.

Затем от F1 к главному валу. Для этого нужно переместить G1 и F1 влево.

4. Работа задней передачи:

Для передачи заднего хода движение передается от шестерни сцепления A на шестерню промежуточного вала U1.

Оттуда он передается на шестерню промежуточного вала U4, а затем на промежуточную шестерню U5.

Оттуда к шестерне E главного вала, затем к скользящему элементу F2, а затем к главному валу главной передачи.

Это делается перемещением G2 вправо.

Промежуточная передача помогает включить передачу заднего хода.

СМОТРЕТЬ БОЛЬШЕ:

Преимущества:

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

Принцип работы синхронизатора коробки передач

Похожие материалы:

Механическая коробка передач (МКПП). Синхронизатор КПП

Трехвальная МКПП

Двухвальная МКПП

Синхронизатор коробки передач

Для чего нужны синхронизаторы коробки передач?

Источник

Синхронизатор коробки передач — как устроен и как работает

Синхронизированные КПП, что это означает

Зачем нужен синхронизатор коробки передач

Принцип работы синхронизатора коробки передач

Виды износов шестерён синхронизаторов и обслуживание коробки передач

Принцип действия синхронизатора

Синхронизаторы коробки передач: устройство, как работает

Устройство синхронизатора

Работа синхронизатора механической коробки передач

Ремонт синхронизатора

Синхронизатор КПП, устройство, конструктивные особенности

Конструкция синхронизатора

Многоконусные синхронизаторы, для чего их устанавливают в КПП

Синхронизатор коробки передач: принцип работы

Что такое синхронизатор КПП

Неисправности синхронизатора и способы их устранения

Поломка синхронизатора второй передачи ВАЗ 2109

для механической коробки передач | multibody.net

Введение

Цели

Задача моделирования

Моделирование и анализ результатов

Заключение

Список литературы

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

Эффективное решение синхронизатора для (выделенных) гибридных трансмиссий

Synchromesh vs. Dog Box — Коробка передач Beatdown

Понимание и анализ неисправностей механической коробки передач

Принцип, конструкция, работа, преимущества и недостатки

Синхронизирующая коробка передач: принцип, конструкция, работа, преимущества и недостатки

Принцип:

Конструкция:

1. Главный вал Шестерни:

Рабочий:

1. Работа первой передачи:

2. Работа второй передачи:

3. Работа верхней передачи:

4. Работа задней передачи:

Преимущества:

Недостатки:

Полные сведения о синхронизирующей коробке передач

Синхронизирующая коробка передач:

Принцип:

Строительство:

В рабочем состоянии:

1. Работа первой передачи:

2. Работа второй передачи:

3. Работа Top Gear:

4. Работа задней передачи:

Преимущества:

Автор: alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики