Синхронизатор коробки передач
Современные роботизированные и механические коробки передач производители делают синхронизированными. Это означает, что для включения передачи предварительно осуществляется выравнивание частоты вращения вала и шестерни. Для этих целей в конструкции коробки передач предусмотрено специальное устройство – синхронизатор. Кроме плавного переключения передач, синхронизатор обеспечивает ряд других функций: минимизирует износ механического соединения, снижает шум при переключении, что, в свою очередь, позволяет продлить эксплуатационный срок коробки передач.
В легковом автотранспорте синхронизаторами оснащаются абсолютно все передачи, в частности передачу заднего хода. Принцип работы данного устройства основан на использовании сил трения при выравнивании скоростей. Чем выше разница в частотах вращения вала и шестерни, тем больше должна быть величина силы трения для их синхронизации. Для реализации данного условия увеличивают площадь поверхности соприкосновения путем установки дополнительных фрикционных колец.
Особенности устройства синхронизатора
Конструкция синхронизатора включает следующие элементы: ступица с сухарями, блокирующее кольцо, муфта включения, шестерня с фрикционным конусом. Стоит отметить, что для обслуживания двух передач (шестерен) используется один синхронизатор.
Основой синхронизатора выступает ступица. Данный элемент имеет внутренние и наружные шлицы. Посредством внутренних шлицев осуществляется соединение с вторичным валом коробки передач и появляется возможность перемещаться по оси в разные стороны. С помощью наружных шлицев ступица соединяется с муфтой включения.
По окружности ступицы под углом 120° имеются три паза. В эти пазы помещаются подпружиненные сухари. В синхронизаторе сухари нажимают на блокирующее кольцо при включении передачи и блокируют муфту на этапе синхронизации.
За жесткое соединение вала и шестерни отвечает муфта включения (муфта синхронизатора). Она насажена на ступицу. Конструкцией муфты предусмотрены внутренние шлицы, на которых выполнена кольцевая проточка для размещения выступов сухарей. Снаружи муфта соединяется с вилкой коробки передач.
Блокирующее кольцо – это элемент, который обеспечивает синхронизацию и не позволяет муфте замкнуться до момента выравнивания скоростей вала и шестерни. Внутренняя сторона блокирующего кольца имеет поверхность в виде конуса – она взаимодействует с фрикционным конусом шестерни. На наружной стороне блокировочного кольца предусмотрены шлицы, посредством которых осуществляется блокировка муфты включения.
Торцевая поверхность кольца со стороны ступицы имеет три паза для входа в них сухарей ступицы. Благодаря пазам исключается возможность прокручивания кольца при соприкосновении с фрикционным конусом. Размер пазов превышает размер сухарей в 1,5 раза. Встречаются и другие конструкции синхронизаторов, при которых пазы выполнены на ступице, а выступы на блокирующем кольце.
Для снижения усилия при переключении передач и увеличения поверхности соприкосновения используются двухконусные и трехконусные синхронизаторы. К примеру, в трехконусном синхронизаторе, кроме блокирующего (наружного) кольца, дополнительно применяются внутреннее кольцо и промежуточное кольцо. Чтобы исключить проворачивание, на кольцах предусмотрены выступы, которые крепятся в пазах блокирующего кольца и шестерни.
Конструкция трехконусного синхронизатора позволяет создавать три поверхности трения: между конусом шестерни и внутренним кольцом, между внутренним и промежуточным кольцом, между промежуточным и блокирующим кольцом. Необходимо отметить, что в одной коробке передач могут использоваться синхронизаторы с разным числом конусов.
Принцип действия синхронизатора
Когда рычаг коробки передач находится в нейтральном положении, муфты синхронизаторов занимают среднее положение, шестерни на ведомом валу вращаются свободно, не передается поток мощности.
Когда включается передача, вилка выводит муфту синхронизатора из среднего положения и передвигает ее в сторону шестерни. Также, с муфтой сдвигаются сухари, воздействующие на блокировочное кольцо. Кольцо прижимается к конусу шестерни. В следствие этого на поверхности образуется сила трения, с помощью которой поворачивается кольцо до упора сухарей в пазах кольца. Блокирующее кольцо в таком положении не позволяет муфте синхронизатора двигаться дальше по оси вала, поскольку торцы шлицев блокирующего кольца находятся напротив торцов шлицев муфты.
Под воздействием сил трения осуществляется синхронизация скоростей шестерни и вторичного вала. После того, как будут выравнены скорости, блокирующее кольцо под нажимом шлицев муфты проворачивается в противоположную сторону, снимается блокировка муфты, шлицы муфты свободно проходят для зацепления с венцом шестерни. Между ведомым валом коробки и шестерней производится жесткое соединение.
Стоит отметить, что для синхронизации и включения передачи требуются доли секунды, несмотря на то, что данный процесс подразумевает выполнение множества операций.
Синхронизатор механической КПП, его неисправности и порядок замены
Синхронизатор в МКПП – что это за деталь?
Для сцепления шестерен зубцами в конструкции КПП имеются подвижные муфты, которые сближают их друг с другом. Но при помощи муфт нельзя добиться, чтобы шестерни начали вращаться с одной и той же скоростью, а без этого они не войдут в сцепку друг с другом плавно и без биения. Для уравнивания скоростей торцы шестерни обточены в конической форме, а между нею и муфтой размещается синхронизатор – латунное кольцо с прямоугольными зубцами по одному краю.
Как работает синхронизатор?
При переключении передачи происходит следующее. Муфта сближается с шестерней, но вначале соприкасается с синхронизатором и, продвигаясь дальше, прижимает его к колесу шестерни. Благодаря силе трения шестерня начинает вращаться быстрее либо притормаживать, в зависимости от скорости вращения муфты. Как только скорости вращения шестерни, муфты и синхронизатора выравниваются, они становятся неподвижными относительно друг друга. В то же время поступательное движение муфты, продвигающей шестерню в сторону второй шестерни, не прекращается. Сцепление зубцов происходит плавно, без толчков и посторонних звуков, так как скорости их вращения были предварительно уравнены.
Неисправности синхронизатора МКПП
При неполадках с переключением скоростей в первую очередь следует проверить надежность сцепления. Но если оно функционирует без нареканий, не исключено, что проблема кроется в деформации блокирующего кольца или в сильном износе конической поверхности шестерни. Нельзя исключать и возможность износа или поломки муфты выключения. Признаком этого является самопроизвольное выключение передачи во время движения. Если же переключение скоростей происходит с затруднением, значит, наиболее вероятна поломка либо износ синхронизатора.
Замена синхронизатора в механической КПП
Чтобы заменить синхронизатор в МКПП, придется демонтировать коробку с машины и полностью разобрать ее, предварительно слив масло. Процесс замены синхронизатора выполняется в следующем порядке.
- Очистите от грязи корпус МКПП.
- Демонтируйте кронштейн, предназначенный для троса сцепления.
- Снимите крышку, отвернув крепежные гайки.
- Отверните болт вилки и передвиньте муфту вниз таким образом, чтобы ее шлицы оставались сцепленными с шестерней.
- Включите верхнюю передачу.
- Снимите крепеж первичного вала. Это потребует достаточно серьезного физического усилия.
- Аналогичным образом освободите вторичный вал.
- Приподнимите шестерню, снимите ее одним блоком с синхронизатором и вилкой. При этом муфта не должна сойти со ступицы. Желательно отметить положение муфты мелом или карандашом.
- Извлеките синхронизатор, установите новую деталь, обработайте ее смазкой.
- Соберите КПП в порядке, обратном разборке.
Если все сделано верно, проблема устраняется заменой синхронизатора. Однако неопытным автовладельцам не рекомендуется выполнять замену самостоятельно, так как ошибки в сборке могут привести к необходимости замены уже всей КПП. Обратитесь в специализированный сервис mkpp-remont.ru — опытные мастера произведут ремонт в течение одного дня.
Понятие. Принцип работы. Устройство… MOTORAN
Синхронизатор КПП – устройство, выравнивающее частоту вращения вала и шестерни КПП. Данный механизм необходимо особенно на высоких скоростях, так как нагрузка на шестерни уменьшается, а также снижается сила трения между деталями.
Устройство механизма
Устройство и описание элементов синхронизатора механической КПП:
- Ступица. Посредством шлицов соединена с муфтой, обеспечивающей включение второй и третьей передачи.
- Сухари. Расположены в специальных пазах ступицы, которые проточены под углом. Для того, чтобы сухари плотно сидели в пазах, на муфте предусмотрены пружины, фиксирующие их в пазах.
- Кольца. Выполнены из бронзы и свободно вращаются при переключении, но при этом соединены с сухарями.
- Шестерня второй передачи.
- Шестерня третьей передачи.
Синхронизаторы коробки передач срабатывают при переключении на вторую или третью передачу (на которой расход топлива самый большой). Сцепка ступицы и шестерни достигается за счёт зубьев, расположенных на внешней стороне медных колец.
Медные кольца необходимы, так как они позволяют блокироваться муфте до полной синхронизации скоростей вращения вала и шестерни. Кольца выполнены в форме конуса, это способствует более надёжной сцепке с шестерней.
Синхронизаторы КПП могут быть следующих типов:
- Двухконусные. Применяются наиболее часто, имеют стандартные конструктивные особенности, описанные выше.
- Трёхконусные. Дополнительные элементы обеспечивают больше площадей для трения, достигается данный эффект установкой промежуточного кольца, работа которого в правильном распределении скоростей между валом и шестерней.
Принцип работы устройства
Для лучшего понимания работы механизма в сборе, следует подробно ознакомиться с последовательностью работы КПП, оснащённой синхронизатором.
Работа синхронизатора КПП:
- Нейтральное положение. Зацепления не происходит, так как муфта синхронизатора не взаимодействует с шестернями, которые вращаются на валу без каких-либо препятствий.
- Данное положение элементов соответствует и стандартным механическим коробкам передач.Происходит включение передачи. При этом муфта скользит в направлении шестерни, под действием силы от вилки КПП. Все элементы синхронизатора взаимосвязаны, поэтому одновременно с муфтой приводятся в движение сухари, пока не прижмутся к медному кольцу блокировки.
- Блокирующее кольцо не даст муфте двигаться дальше, так как его шлицы упираются в зубья муфты. Оно будет находиться в фиксирующем положении пока не произойдёт окончательная синхронизация обеих частот вращения – шестерни и вала.
- Достигнута синхронизация. Зубья муфты блокируют кольцо, заставляя его двигаться в обратную сторону. Препятствие пропадает, и муфта входит в зацепление с шестерней, это процесс является полным включением передачи.
Принцип работы синхронизатора механической КПП может показаться тяжёлым для понимания, но весь процесс происходит очень быстро, включение передачи занимает меньше одной секунды.
Основные неисправности синхронизатора КПП
Основной причиной снижения долговечности синхронизатора КПП является неправильная эксплуатация пользователем автомобиля. Слишком резкое или раннее переключение передач приводит к быстрому износу механизма и необходимости проведения досрочного ремонта или технического обслуживания.
Шестерни и валы КПП обычно изготавливаются из высокопрочной стали, обладающей низким порогом чувствительности к высоким температурным режимам. Именно поэтому данные элементы выходят из строя редко, проводить их замену следует одновременно с капитальным ремонтом двигателя.
Мелкие детали в синхронизаторе обладают не таким длительным сроком эксплуатации, например, медное блокирующее кольцо или сухари.
При переключении передач раздаётся шум или хруст
Проблема встречается очень часта, причиной подобного хруста является износ кольца блокировки, которое предотвращает движение муфты. Также подобный шум может вызвать основание, на котором находится блокирующее медное кольцо синхронизатора – коническая поверхность шестерни. Чтобы определить неисправность, достаточно добраться до синхронизатора, на поверхностях деталей будет выработка, а кольцо блокировки меняет свою форму.
Для переключения передач необходимо прилагать силу
При данной проблеме внимание следует уделить синхронизатору в сборе. При поломке синхронизатора переключение передач затруднительно, или не происходит вообще.
Последовательность замены:
- Снять КПП и очистить от грязи. 4 гайки крепят крышку, под которой болт, фиксирующий вилку пятой передачи. Вилку переместить вниз и добиться сцепки муфты и шестерни.
- Включить третью передачу и открутить гайки первичного и вторичного валов. Сдвинуть вверх ведомую шестерню пятой передачи, а также вилку вторичного вала.
- Снять синхронизатор и заменить на новый.При замене износившейся детали следует контролировать каждое движение, так как появление зазора между муфтой и шестернёй станет причиной повторной разборки МКПП.
Передача выключается самостоятельно
Причиной является износ муфты. Проблема серьёзная, многие автолюбители говорят, что передачу «выбивает». Обусловлено это тем, что при выработке зубцов на муфте, не происходит её качественного зацепления с шестерней передачи. Проверить муфту можно только сняв её.
Причиной такой неисправности становится банальная недостача масла в трансмиссии, или необходимость его замены. Если не уделять внимание замене масла в КПП, то трение между деталями становится более сильным, что приводит к их преждевременному износу. Поломки начнутся с блокирующих колец, что может привести к выходу из строя синхронизатора.
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 от autodoc.ua (оригинал, аналог)
Синхронизатор передачи
Устройство, предназначенное для выравнивания частоты вращения первичного вала КПП и шестерни КПП называется синхронизатор передачи. Все современные автомобили имеют данный механизм в ручной, роботизированной и автоматической коробке. Таким образом, процесс переключения проходит плавно, быстро и без лишних звуков. Это способствует увеличению срока службы деталей КПП и избавляет от необходимости проводить двойной выжим сцепления, как это было несколько десятилетий назад.
Чтобы подобрать синхронизатор передачи, соответствующую вашему автомобилю, следует указать каталожный номер запчасти или VIN-код автомобиля. Можно воспользоваться формой «Подберите мне запчасть» и отправить заявку нашим специалистам.
Конструкция синхронизатора имеет несколько элементов:
Ступица с сухарями – внутренней частью соединяется с валом коробки, что позволяет ей перемещаться, а наружная часть соединяется с муфтой;
Муфта включения – обеспечивает надёжное зацепление с шестернёй;
Блокировочные кольца – препятствует замыканию муфты до тех пор, пока не будет одинаковой скорости вала и шестерни;
Шестерня с фрикционным конусом – снижает усилие переключения передач и увеличивает площадь соприкосновения.
Синхронизация переключения передач происходит из-за силы трения, после чего муфта двигается дальше и осуществляет жёсткое соединение вала с шестернёй. Свидетельствовать о неисправности в узле могут следующие признаки:
Наличие чрезмерного шума в КПП – возможно искривление блокирующего кольца или износ конуса;
Выбивание передач – проблема самовольного отключения связана с износом муфты или шестерни;
Передачи включаются с трудом – первый признак неработоспособности синхронизатора.
Прежде чем лезть в узел КПП, следует проверить состояние сцепления. Ремонтом синхронизатора практически никто не занимается, а приобретают новые запчасти.
В нашем интернет-магазине автозапчастей Autodoc.ua можно купить синхронизатор передач оригинального производства или аналог, практически не отличающийся по характеристикам. Вся продукция имеет документы, которые указывают на соответствие запчастей техническим нормам. Приобретать дешевую поддельную продукцию не рекомендуется – износ и качество исполнений таких устройств может быть неутешительным.
Приобретая автозапчасти в магазине Autodoc, вы получаете целый ряд преимуществ:
Качественный сертифицированный товар – мы дорожим нашими клиентами, а значит и их автомобилями.
Широкий ассортимент автозапчастей от проверенных производителей ABE, A.B.S., INA, Kayaba, Kolbenschmidt , LPR, Optimal, Profit, Ruville, Sachs, SKF, SNR, SWAG, TRW, Valeo, Wix Filters, др.
Комплексный сервис от Автодок, который позволяет купить деталь, оформить бесплатную доставку заказа на точку выдачи в автосервисах сети.
Моментальная обработка заказа.
Гарантия возврата.
Доставка заказа от 4-х часов до 3-х суток.
Индивидуальный подход к потребностям каждого покупателя.
Мы предлагаем лучший выбор по оптимальной цене!
Синхронизатор коробки передач — что это такое?
В современном мире практически все роботизированные коробки передач, а также механические коробки передач являются синхронизированными. В коробках такого типа для того, чтобы произвести включение передачи, необходимым условием является процесс выравнивания частоты вращения шестерни в вала. Уже из названия процесса синхронизации можно узнать, что устройством, посредством которого совершается данное действие является синхронизатор.
Помимо того, что он обеспечивает плавное переключение передач синхронизатор способствует снижению износа механического соединения. Также, данное устройство значительно уменьшает шум при непосредственном переключении передач. Это, в свою очередь, может послужить увеличителем срока службы самой коробки переменных передач.
В современном легковом автомобиле устройствами синхронизаторов оборудуются все передачи коробки переменных передач. К этому же разряду «необремененных» относится и передача заднего хода. Принцип действия устройства синхронизатора является достаточно простым, а его базисную основу составляет сила трения при выравнивании скорости. Чем разница в частотах вращение шестерни и вала выше, тем больше величина силы трения для их синхронизации должна быть. Важно знать, что данное условие выполняется посредством увеличения площади соприкасающихся поверхностей. Так, данная процедура модернизируется с помощью установки дополнительных фрикционных колец.
1. Как устроен синхронизатор коробки передач?
Основными элементами синхронизатора являются: ступицы с сухарями, муфта включения устройства, блокирующее кольцо, а также шестерни, которые имеют фрикционный конус. Важно заметить, что в конструкционной составной коробки переменных передач за две передачи (в данном случае – шестерни) будет отвечать и обслуживать их один синхронизатор. По своей сути синхронизатор имеет в своем арсенале определенную конструктивную основу – ступицу. Данное устройство имеет как наружные, так и внутренние шлицы. При помощи такого рода внутренних шлицев все устройство ступицы имеет непосредственное соединение с вторичным валом коробки переключения передач. В таком случае данное устройство – ступица – имеет возможность перемещения по оси, то есть, перемещается по вторичному валу в разные стороны. Наружное устройство шлиц отвечает за соединение ступицы с муфтой включения.
Под углом в 120 градусов по периметру всей окружности ступицы выполнены три паза, которые, в свою очередь, включают в себя подпружиненные сухари. В самом устройстве синхронизатора сухари имеют непосредственное нажатие на блокирующие кольца при переключении и включении передач. Так происходит блокировка муфты в процессе синхронизации.
Муфта синхронизатора, или, как называют данное устройство в просторечии, муфта синхронизатора производит обеспечение жестокого соединения шестерни и самого вала. Так, сама муфта насажена на ступицу, при этом, имеет в своем арсенале шлицы внутренние. На шлицах же существует определенная кольцевая проточка, которая служит для расположения выступов сухарей. Снаружи синхронизаторная муфта имеет прямое соединение с вилкой коробки переключения передач. Обеспечение синхронизации происходит посредством обеспечения блокирующего кольца. Помимо этого данное устройство препятствует замыканию муфты непосредственно до момента выравнивания шестерни и скоростей вала. Со стороны внутренней блокирующее кольцо сделано с конической поверхностью. Это связано с тем, что данная деталь имеет прямое взаимодействие с фрикционным конусом шестерни. Извне шлицы присущи и блокирующему кольцу. С помощью такого рода шлицов производится скоропостижная блокировка включения муфты.
На поверхности торцевой у блокирующего кольца, со стороны, где расположена тупица существуют, как уже упоминалось, три паза с сухарями ступицы. Данные детали системы препятствуют тому, чтобы кольцо прокручивалось при соприкосновении с конусом фрикционным. Именно в данные детали упираются сухари. Размер такого рода пазов составляет значение, которое выше размера сухарей в полтора раза. В отдельных конструкционных моделях синхронизаторов происходит наоборот, так как выступы выполнены на самом блокирующем кольце, а уже в ступице находятся пазы.
Для того чтобы производить увеличение соприкасающейся поверхности, а также чтобы снизить усилие при переключении передач следует применять многоконусные синхронизаторы. Так, такие устройства имеют два и три конуса. Например, в синхронизаторе, который имеет три конуса, кроме того, что существует наружное блокирующее кольцо, существуют еще и промежуточные кольца, а также внутренние кольца. Для того, чтобы произвести предотвращение проворачивания непосредственно на самих кольцах сделаны определенные выступы, которые производят фиксацию в пазах шестерни, а также блокирующего кольца.
Исходя из вышеуказанного можно разобраться, что в синхронизаторе, который имеет три конуса существует и три поверхности трения: между внутренним кольцом и конусом шестерни, а также между промежуточным кольцом и внутренним кольцом, и между блокирующим кольцом и промежуточным кольцом. Напрямую в зависимости от конструктивной составной в одной коробке переключения передач могут сосуществовать синхронизаторы, которые имеют разное количество конусов.
2. Принцип работы синхронизатора КПП – что же происходит под капотом?
В том положении, когда рычаг коробки переменных передач нейтрален, сами муфты устройства синхронизатора располагаются в положении среднем, поток мощности не передается вообще, а шестерни, которые находятся на валу ведомом вращаются свободно. При непосредственном переключении и включении передач вилка производите перемещение муфты синхронизатора из положения среднего в положение за направлением шестерни.
Помимо того, что сдвигается муфта, происходит сдвиг сухарей, который имеют прямое воздействие на блокирующее кольцо. Само кольцо прижимается к конусу шестерни. На самой же поверхности возникает сила трения, вследствие которой происходит проворачивание кольца аж до упора сухарей в пазах кольца. Важно знать, что в таком случае происходит ступор кольца именно от проворачивания. В данном положении блокирующее кольцо выполняет свою основную функцию – оно препятствует дальнейшему продвижению по оси вала муфты синхронизатора. Вследствие этого все торцы шлицев, которые располагаются на блокирующем кольце напрямую становятся против всех торцов шлицев муфты.
После всего этого, под определенным воздействием сил трения, собственно говоря, и происходит синхронизация скоростей ведомого вала и шестерни. После того как все скорости были уровнены, из-за нажима шлицев муфты происходит проворачивание блокирующего кольца в противоположную сторону. Посредством данной процедуры происходит снятие блокировки муфты, вследствие чего все шлицы муфты производят свободный проход для зацепление с шестерным венцом. После чего и происходит очень жесткое соединение вала вторичного коробки переменных передач и самой шестерни.
Несмотря на то, что процесс включения и переключения передачи, процесс синхронизации включает в себя огромное количество небольших процедур, проходят доли секунды, после чего устройство приводится в действие (включается скорость).
3. Синхронизатор КПП – поломки и замена.
Важно заметить, что большинство неполадок, которые возникают в коробке переключения передач, вызваны проблемами с устройством сцепления. Основными отличительными характеристиками являются: работа системы с неточностью, запозданием, упрямством. Конечно же, само устройство синхронизатора не имеет и доли вины в этом. Так, первым делом необходимо обратиться в проверенную мастерскую. Помимо этого, можно произвести самостоятельную регулировку сцепления.
Но что же предпринять, если устройство сцепления находится в полном порядке? Нужно попробовать заострить внимание на следующих составных. При хрусте или непонятном для автомобилиста шуме происходит деформация блокирующего кольца. При тех же особенностях может произойти износ конической поверхности. Если выключение передач производится самопроизвольно, то скорее всего причина неисправности заключается в износе устройства шестерни. Помимо этого проблемы могут касаться муфты выключения. Если же происходит затрудненное переключение передач, значит произошел износ устройства синхронизатора.
Замена устройства синхронизатора в коробках переключения передач может выполнятся в несколько этапов. Первым делом следует снять саму коробку передач, после чего произвести ее полную очистку от грязевых волокон. После этого нужно снять кронштейн троса сцепления. Это производится в два хода: сначала нужно открутить 4 гайки, посредством которого закреплена крышка, и произвести снятие крышки. После этого необходимым действием будет снятие болта крепления вилки у пятой передачи. Необходимо включить ее, то есть муфту синхронизатора переместить вместе с вилкой вниз.
Важно делать это так, чтобы у муфты шлицы были в сцепке с шестерней. Вследствие проделанной процедуры возникает необходимость во включении третьей или четвертой передачи. После этого нужно снять гайку, которая крепит вал первичный. Чтобы произвести хотя бы минимальный сдвиг с места данной детали, нужно будет приложить огромное количество усилий, так как сама гайка была затянута с огромным моментом. Такую же процедуру нужно произвести с той гайкой, на которой крепится вторичный вал.
В заключение всего необходимо приподнять шестерню ведомую у пятой передачи, вместе с вилкой вала вторичного и синхронизатором снять ее. Важно отметить, что процедуру нужно проводить под определенным контролем муфты, чтобы она не сошла со ступицы. Новый синхронизатор устанавливается в полностью обратном порядке, хотя может потребовать определенной внимательности и точной последовательности всех вышеуказанных рекомендованных действий.
Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.
Синхронизатор коробки передач – строение, принцип работы + видео » АвтоНоватор
Синхронизатор коробки передач – это механизм, который выравнивает частоту вращения валов и шестерен, для того чтобы переключить передачу. Благодаря синхронизатору уменьшается механический износ деталей при смене передачи, а также шум. Срок службы у КПП тем самым увеличивается. Рассмотрим подробнее принцип работы этого механизма.
Как устроен синхронизатор коробки передач?
Синхронизаторы ставятся в легковых автомобилях на все коробки переключения передач, даже на передачи заднего хода. Они работают по определенному принципу: выравнивание скорости при помощи силы трения. Если разница между частотой вращения вала и шестерен большая, тогда и сила трения между ними должна достигаться чуть большего уровня, чтобы синхронизировать их действие. Такое явление ожидается при переключении на самые высокие передачи.
Требуемое условие выполняется при увеличении площади соприкосновения поверхностей, и для этого устанавливаются дополнительные фрикционные кольца.
Основным элементом у синхронизатора является ступица, у которой предусмотрены внешние и внутренние шлицы. Для соединения с вторичным валом используются внутренние шлицы, при этом есть возможность осевого перемещения вала в разные стороны. Нижние шлицы, в свою очередь, соединяются с муфтой включения, которая должна обеспечивать жесткое соединение вала и шестерен коробки передач. Снаружи муфта включения соединяется с вилкой для переключения передачи.
Также в синхронизатор КПП входит блокирующее кольцо. Оно нужно для того, чтобы обеспечить хорошую синхронизацию, и чтобы муфту не замыкало в тот момент, когда выравниваются скорости. Внутри на кольце имеется коническая поверхность, предназначена она для обмена действием с фрикционным конусом имеющихся шестерен. А вот для того, чтобы создать условия блокировки муфты включения, с внешней стороны этого стопорного кольца установлены шлицы.
Принцип работы синхронизатора КПП – что же происходит под капотом?
Принцип работы синхронизатора КПП сложен, но, несмотря на это, все действия происходят всего за доли секунды. Если рычаг КПП находится в нейтральном положении, то муфты – в среднем, и шестерни свободно вращаются, не передавая поток мощности. Когда мы, увеличивая скорость, переключаем КПП, тогда рычаг переносит муфту в положение к направлению шестерни. Что при этом происходит в системе?
Когда мы включаем нужную передачу (скорость) в нашем автомобиле, за долю секунды система успевает сделать примерно следующее. Сдвигаются сухари на муфте (маленькие затворы), которые действуют на блокирующее кольцо, и оно сходится с конусом шестерни. Из-за этого активируется сила трения, которая в свою очередь поворачивает кольцо до того момента, пока оно не застопорится. После этого и происходит синхронизация скорости вала и шестерни. Мотор настраивается на новые обороты, а мы можем без особых усилий увеличивать скорость.
Синхронизатор КПП – поломки и замена
Основные неполадки в КПП могут быть из-за сцепления. При этом эта система работает с запозданием, неточностью, упрямством. Естественно, синхронизатор тут ни при чем, первично следует обратиться в мастерскую или же сделать регулировку сцепления самостоятельно. А что предпринять, если сцепление в порядке? Тогда попробуйте заострить внимание на следующем.
- Если вам слышится хруст или непонятной природы шум, то, возможно, у вас деформировалось блокирующее кольцо, или же износилась коническая поверхность.
- Если у вас самопроизвольно выключаются передачи, то, возможно, неисправность кроется в износе шестерни или же в муфте выключения.
- А если у вас затрудненное переключение передач, то это износился сам синхронизатор.
Замена синхронизатора в КПП проходит в несколько этапов, и для начала нам необходимо снять саму коробку передач и очистить ее от грязи. Затем следует снять кронштейн троса сцепления. Открутить 4 гайки, которые закрепляют заднюю крышку, и убрать ее. Следом вам придется открутить болт крепления вилки у пятой передачи, включить ее, то есть переместить муфту синхронизатора вниз вместе с вилкой, но так чтобы шлицы у муфты были в сцепке с шестерней, после это надо включить третью или четвертую передачу.
Далее снимите гайку, которая крепит первичный вал. Для того чтобы ее сдвинуть с места, необходимо приложить много усилий, так как она затянута с большим моментом. То же самое следует проделать и с гайкой, которая крепит вторичный вал. В заключении надо будет приподнять ведомую шестерню пятой передачи, снять ее вместе с синхронизатором и вилкой вторичного вала, при этом надо проконтролировать, чтобы муфта не сходила со ступицы. Установка нового синхронизатора проводится в уже известном обратном порядке, хотя и потребует внимательности.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!Синхронизатор передач — x-engineer.org
Транспортным средствам, оснащенным механическими коробками передач (MT), автоматизированными механическими коробками передач (AMT) и коробками передач с двойным сцеплением (DCT), требуется синхронизатор передач для переключения передач (переключение на повышенную или пониженную передачу). Назначение синхронизатора передач — синхронизировать скорости входного и выходного валов коробки передач. во время переключения передач перед включением восходящей передачи.
В коробке передач синхронизаторы расположены между двумя соседними шестернями.Например, для передач 1-2 используется один и тот же механизм синхронизации, для 3-4 — другой, а для 5-6 — одинаковый. Устанавливать синхронизатор передач для передачи заднего хода (R) не обязательно, потому что для включения R автомобиль должен быть остановлен (если он движется), а скорость выходного вала будет равна нулю. Тем не менее, есть механические трансмиссии, которые имеют синхронизаторы передач и для задней передачи.
Изображение: Синхронизаторы в механической коробке передач (коробке передач)
Кредит: Getrag
Чтобы лучше понять основные компоненты трансмиссии и принцип их работы, прочтите статью Как работает механическая коробка передач.
Зачем нужны синхронизаторы передач?
Для данной механической коробки передач представим, что мы хотим переключиться с 1 -й передачи на 2-ю -ю передачу . Параметры передачи следующие:
\ [\ begin {split}n_ {IN} = 3500 \ text {rpm} \\
i_ {1} = 3,4 \
i_ {2} = 2,5 \
i_ {0} = 3,1 \\
n_ {OUT} = \ text {?}
\ end {split} \]
где:
n IN [об / мин] — частота вращения первичного вала
n OUT [об / мин ] — частота вращения выходного вала
i 1 [-] — передаточное число, 1 st шестерня
i 2 [-] — передаточное число 2 nd шестерня
i 0 [-] — передаточное число , главная передача (дифференциал)
Стартовая шестерня — 1 -я передача .Когда водитель хочет включить передачу 2 nd , сначала ему нужно отключить двигатель от трансмиссии, используя педаль сцепления. Это необходимо, потому что переключение передачи в трансмиссии с простыми зубчатыми передачами, которые постоянно находятся в зацеплении (зацеплении), не может быть выполнено, пока крутящий момент двигателя передается через шестерни, поэтому муфта должна быть разомкнута.
Для перехода с передачи 1 -й на передачу 2 -й трансмиссия должна на короткое время перейти в нейтральное положение.
На изображении ниже мы можем визуализировать поток мощности двигателя через шестерни 1 и 2 . Для каждой передачи мы рассчитаем частоту вращения входного и выходного валов.
Изображение: процесс переключения передач (1-2)
Когда включена передача 1 , скорость выходного вала составляет:
\ [n_ {OUT} = \ frac {n_ {IN}} {i_ { 1} \ cdot i_ {0}} = 332 \ text {rpm} \]Если мы хотим включить передачу 2 nd , скорость входного вала должна быть:
\ [n_ {IN} = n_ { OUT} \ cdot i_ {2} \ cdot i_ {0} = 2573 \ text {rpm} \]Это означает, что входной вал должен быть на замедлен с 3500 до 2573 об / мин.Если необходимо было выполнить переключение на пониженную передачу 2-1, входной вал должен был быть ускорен с 2573 об / мин до 3500 об / мин. Вот тут-то и вступают в игру синхронизаторы.
Синхронизатор действует как фрикционная муфта и замедляет (переключение на повышенную передачу) или ускоряет (переключение на пониженную передачу) первичный вал, чтобы соответствовать скорости для следующей передачи.
Изображение: Схема коробки передач с названиями компонентов
Как работает синхронизатор передач?
Синхронизаторы необходимы для переключения передач в механических коробках передач.Их цель — согласование (регулировка) скорости входного вала (шестерни и вторичная масса сцепления) с выходным валом (колесом).
Есть несколько типов синхронизаторов, используемых для механических коробок передач. Наиболее распространенный способ классификации — это функция количества фрикционных элементов (фрикционных конусов). Таким образом, мы имеем:
- Одноконусный синхронизатор
- Двухконусный синхронизатор
- Трехконусный синхронизатор
Изображение: Простой конусный синхронизатор
Кредит: VW
- зубчатое колесо
- Кольцо синхронизатора
- кольцевая пружина
- стопорный элемент (стойка)
- ступица (корпус) синхронизатора
- скользящая втулка
Изображение: Узел синхронизатора шестерен
Кредит: VW
Шестерня (1) установлена на выходном валу коробки передач.Он может вращаться относительно вала (радиальное движение), но не может совершать осевое движение вдоль вала. Между зубчатым колесом и валом обычно находятся игольчатые роликоподшипники, облегчающие вращение.
Шестерня имеет встроенную «шестерню сцепления» с фрикционным конусом. Зубчатая передача сцепления состоит из стопорных зубьев и фрикционного конуса. Она называется муфтой , потому что она играет роль сцепления, плавно включающего следующую шестерню.
Шестерня муфты согласовывает скорость шестерни со скоростью ступицы синхронизатора.Монтаж на шестерню осуществляется прессованием или лазерной сваркой. Когда шестерня включена, внешние зубья (с фаской с обеих сторон зубьев) будут сцепляться с фаской на внутренних зубьях переключающей муфты.
Изображение: Зубчатое колесо
Кольцо синхронизатора (2), также называемое стопорным кольцом, стопорным кольцом или фрикционным кольцом, имеет коническую поверхность, которая соприкасается с фрикционным конусом зубчатого колеса. Кольцо синхронизатора предназначено для создания момента трения для замедления / ускорения входного вала во время переключения передач.
Кольцо синхронизатора вместе с фрикционным конусом зубчатого колеса образуют «коническую муфту», которая может включаться и выключаться посредством скольжения.
Внутренняя поверхность кольца синхронизатора имеет резьбу или рисунок канавок для предотвращения образования гидродинамической масляной пленки. Если между кольцом синхронизатора и фрикционным конусом зубчатого колеса образуется масляная пленка, для синхронизации скоростей валов потребуются более высокие толкающие силы и больше времени.
Изображение: Кольцо синхронизатора
Блокирующие элементы (4), также называемые ключами синхронизатора, центральный механизм, распорные ключи или крылатые распорки, расположены по окружности корпуса синхронизатора в определенных пазах между муфтой синхронизатора и синхронизатором. центр.
Блокирующие элементы вращаются вместе со ступицей синхронизатора (5) и могут перемещаться в осевом направлении относительно скользящей муфты (6). Стойки используются для предварительной синхронизации, что означает, что они создают нагрузку на кольцо синхронизатора для выполнения процесса синхронизации.
В нейтральном положении (передача не включена) фиксирующие элементы удерживают скользящую муфту в центральном положении на ступице синхронизатора между обоими шестернями. Обычно узел синхронизатора имеет 3 фиксирующих элемента, распределенных под углом 120 °. В случае больших синхронизаторов может быть 4 фиксирующих элемента, распределенных под углом 90 °.
Изображение: Ступица синхронизатора
Ступица синхронизатора (5) установлена на выходном валу и жестко соединена шлицевым соединением.Он может двигаться в осевом направлении, но не вращаться относительно вала. Он содержит специальные канавки, в которых будут находиться фиксирующие элементы.
Кольцевые пружины (3) размещаются с каждой стороны ступицы синхронизатора и предназначены для удержания шпонок стойки в предназначенных для этого пазах.
Скользящая муфта (6), также называемая муфтой переключения передач, синхронизирующей муфтой или муфтой, имеет радиальную канавку на внешней стороне для вилки переключения передач. Внутри имеются шлицы, которые находятся в постоянном зацеплении с внешними шлицами ступицы синхронизатора.Скользящая муфта может перемещаться только в осевом направлении (влево-вправо) из нейтрального положения в положение зацепления.
Изображение: Скользящая муфта
Фазы синхронизации передач
Процесс синхронизации , когда скользящая муфта начинается из нейтрального положения (в центре) и заканчивается полным включением передачи, можно описать в пять этапов, как показано на рисунок ниже.
Процесс синхронизации будет описан с помощью параметров:
F [N] — усилие переключения передач
Δω [рад / с] — разница скоростей между шестерней и ступицей синхронизатора
T f [Nm] — момент трения между кольцом синхронизатора и фрикционным конусом
T i [Нм] — момент инерции первичного вала, шестерен и вторичной массы сцепления
Изображение: процесс синхронизации переключения передач
Фаза 1: Асинхронизация
Перед началом процесса переключения передач скользящая втулка удерживается фиксирующими элементами в среднем положении.Усилие переключения передач вызывает осевое движение скользящей муфты, которая толкает вперед кольцо синхронизатора к зубчатому колесу с фрикционным конусом. Разница скоростей между зубчатым колесом и кольцом синхронизатора вызывает вращение кольца синхронизатора.
Фаза 2: синхронизация (блокировка)
Это основная фаза синхронизации скорости. Скользящая муфта продвигается дальше, в результате чего внутренние шлицы (зубья) скользящей муфты и зубья кольца синхронизатора соприкасаются.На этом этапе момент трения начинает противодействовать моменту инерции, и разница скоростей начинает уменьшаться.
Фаза 3: Разблокировка (повернуть назад кольцо синхронизатора)
Усилие переключения передач сохраняется на кольце синхронизатора посредством стопорных элементов и скользящей муфты. Когда синхронизация скорости достигнута, сила трения снижается до нуля и кольцо синхронизатора немного поворачивается назад.
Этап 4: зацепление (поворот ступицы синхронизатора)
Скользящая втулка проходит через зубья кольца синхронизатора и входит в контакт с фиксирующими зубьями шестерни.
Фаза 5: Зацепление (блокировка шестерни)
Скользящая муфта полностью вошла в стопорное зубчатое зацепление шестерни. Обратные конусы на зубьях скользящей втулки и стопорные зубья шестерни предотвращают расцепление под нагрузкой.
Контроль положения включения передачи
В автоматизированных механических коробках передач (AMT) и коробках передач с двойным сцеплением (DCT) положение вилки переключения (скользящей муфты) контролируется с помощью датчиков положения.
На изображении ниже мы видим, как положение скользящей муфты изменяется в процессе переключения передач.Положение делится на пять фаз:
- Подвод синхронизатора
- Синхронизация
- Включение передачи
- Удержание шестерни
- Ослабление шестерни
Изображение: Управление положением переключения передач
В подходе синхронизатора (A ), вилка переключения (скользящая втулка) начинается из центрального положения и начинает двигаться к кольцу синхронизатора. Если положение вилки переключения передач остается постоянным (P 1 ) после перемещения, это означает, что кольцо синхронизатора ударилось о фрикционный конус шестерни.
На этом этапе контролируется положение (скорость) вилки переключения, а не сила переключения передач (сила толкания). Усилие переключения обычно составляет около 60 — 120 Н.
После обнаружения контакта между кольцом синхронизатора и фрикционным конусом начинается фаза Synchrnozation (B). На этом этапе положение вилки переключения передач постоянно, а сила толкания постепенно увеличивается. Из-за момента трения первичный вал начинает замедляться. Конец этой фазы — когда частота вращения входного и выходного валов синхронизируется (P 2 ).
Фаза включения передачи (C) начинается, когда вилка переключения передач снова начинает двигаться. На этом этапе скользящая втулка прошла через кольцо синхронизатора и вступает в зацепление с фиксирующими зубьями шестерни. Фаза заканчивается, когда скользящая муфта достигает конечного положения и больше не может двигаться вперед.
На этом этапе критически важно иметь точное управление положением (скоростью) вилки переключения передач. Если он движется слишком быстро, в конце хода он врезается в шестерню, вызывая шум включения шестерни и возможное механическое повреждение.
После того, как вилка переключения передач достигнет конечного положения, начинается фаза Удержание передачи (D). На этом этапе на вилке переключения передач в течение определенного времени сохраняется высокое толкающее усилие, чтобы гарантировать полное включение передачи.
В фазе Gear Relax (E) больше не действует сила на вилку переключения, и шестерня остается на месте благодаря механической блокировке скользящей муфты с зубчатым колесом.
Общая длина хода вилки переключения может составлять около 8–12 мм, при этом точка синхронизации начинается с 3–6 мм.
Усилие переключения передач (предоставлено Hoerbiger)
Размер и расчет механизма синхронизатора должны учитывать различные параметры, такие как:
- монтажное пространство
- механическая инерция, которую необходимо синхронизировать
- Разница скоростей вала, которую необходимо синхронизировать
- передаваемый крутящий момент
- Свойства трансмиссионного масла
- Параметры качества переключения передач
- Время синхронизации
- Длина хода вилки переключения
- максимальное усилие переключения
- тормозной момент
- циклов нагрузки
- интерфейсов
- данные шлицев
- шестерни
- размер паза втулки
Мощность синхронизатора ограничена
- крутящий момент скользящей втулки, ступицы шестерни и зубчатого зацепления шестерни
- вместимость фрикционного материала (скорость скольжения, поверхностное давление, трение мощность, работа трения) 9 0099
- Отвод тепла через масло, синхронизирующее кольцо и фрикционный конус
- трансмиссионное масло (вязкость и термическая стабильность)
Усилие переключения на скользящей муфте F a [Н] рассчитывается по формуле ( источник: Hoerbiger):
\ [F_ {a} = \ frac {2 \ cdot \ sin {\ alpha} \ cdot J \ cdot \ Delta \ omega} {n_ {c} \ cdot \ mu \ cdot d_ {m} \ cdot T_ {F}} \]где:
α [рад] — угол конуса трения
Дж [кг · м 2 ] — инерция массы первичного вала, шестерен и вторичной муфты
Δω [рад / с] — разность скоростей синхронизации
n c [-] — количество конусов
μ [-] — коэффициент трения фрикционного конуса
d м [м] — средний диаметр фрикционного конуса
T F [Нм] — момент трения
Уменьшение усилия переключения на втулке может быть выполнено следующим образом:
- увеличивая диаметр среднего конуса трения
- увеличивая количество fr Конусы iction (с использованием двухконусных или трехконусных синхронизаторов)
- увеличение коэффициента трения
- уменьшение угла фрикционного конуса
Время переключения передач
Процесс переключения передач одинаков для повышающей и понижающей передачи, но время переключения отличается .При переключении на повышенную передачу скорость первичного вала должна быть уменьшена. Поскольку между движущимися частями возникают потери на трение, замедление вала будет быстрее.
С другой стороны, при переключении на пониженную передачу необходимо ускорить входной вал. Те же потери на трение будут действовать таким же образом, который пытается замедлить вал. Следовательно, для синхронизации валов при переключении на пониженную передачу требуется более высокий момент трения и более длительное время синхронизации.
Общее время переключения для механической коробки передач в основном зависит от водителя и может быть где-то около 0.5 — 2,0 с. В некоторых высокопроизводительных коробках передач с двойным сцеплением (DCT) время переключения передач может составлять около 10 мс.
Двухконусный синхронизатор
Двухконусный синхронизатор обычно используется для передач 1 st и 2 nd . Механизм синхронизатора с двойным конусом представляет собой компактное устройство, способное создавать зацепления в тяжелых условиях. Механизм синхронизатора сокращает время зацепления (переключения передач) и улучшает работу (требуется меньшее усилие для включения передачи). Механизм синхронизации с двойным конусом включает кольцо синхронизатора, двойной конус и внутренний конус.
Изображение: Двухконусный синхронизатор (полный комплект)
- шестерня
- стопорное зубчатое зацепление
- игольчатый роликоподшипник
- внутренний конус
- двойной конус
- кольцо синхронизатора
- ступица шестерни
- скользящая втулка
- стопорные элементы
Пример механической коробки передач с различными механизмами синхронизации
Коробка передач Getrag Manualshift 6MTI550.
Изображение: Механическая коробка передач Getrag 6MTI550
Основные преимущества :
- Модульная система для приложений со средним и высоким крутящим моментом, опция 7 th , возможна скорость
- Допустимый высокий крутящий момент при малом весе
- Готовность к системе старт-стоп (обнаружение передачи)
- Гибкое передаточное отношение
Основные характеристики :
| Параметр | Значение | Наблюдение |
| Максимальный входной крутящий момент [Нм] | возможен более высокий крутящий момент | |
| Масса [кг] | 44 | сухой, без двухмассового маховика (DMF) |
| Установочная длина [мм] | 630 | для длины сцепления 156 мм |
| Передаточное число [-] | 5.5 — 6.9 | > 7 также возможно |
| Межосевое расстояние [мм] | 88 | |
| Механизм синхронизации | ||
| 1 st и 2 -32 nd 9 тройная шестерня конус | ||
| 3 ряд шестерня | двойной конус | |
| 4 th до 6 th и шестерня заднего хода | одинарный конус | |
9329
| ||
Источник: Getrag
Видео — процесс синхронизации переключения передач
На видео ниже вы можете четко см. фазы синхронизации и положения вилки переключения.
Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!
Как работают синхронизирующие передачи?
С момента своего создания автомобиль подвергался постоянному и неуклонному совершенствованию до такой степени, что средний автомобиль теперь обладает чрезвычайно умной и сложной инженерией.
Одним из наиболее впечатляющих компонентов любого автомобиля является его трансмиссия или «коробка передач», и, хотя большинство автомобилей не пользуются преимуществами этой технологии, синхронизированная коробка передач — это то, чем стремится быть механическая трансмиссия с одним сцеплением.По крайней мере, пока.
СЕТКА РАЗДВИЖНАЯ
Проблема, которую пытается решить каждая трансмиссия, заключается в том, как соединить две движущиеся части, вращающиеся с разной скоростью, не повредив их. Без помощи современной трансмиссии водителю пришлось бы попытаться вручную согласовать частоту вращения двигателя транспортного средства (об / мин) со скоростью трансмиссии (скорость колеса) после выключения предыдущей передачи и перед включением следующей — замедление переключения передач. , снижение скорости автомобиля и расход топлива.
Этот тип трансмиссии называется «скользящей зацепкой», поскольку вы должны задвигать шестерни в контакт друг с другом и выходить из него, при этом рычаг переключения передач непосредственно перемещает шестерни и контролирует контакт.
Из-за пределов погрешности, присущей попыткам согласования скоростей двигателя и колес, трансмиссия со скользящей сеткой подвержена повреждениям, вызванным трением шестерен друг о друга, когда скорости несовместимы.
Поскольку трансмиссии сконструированы точно с очень малыми допусками, небольшие фрагменты металла, которые могут отколоть шестерни, могут вызвать значительные повреждения, что приведет к дорогостоящему ремонту.По крайней мере, поскольку это самая простая передача, она также является самой надежной и может требовать большего наказания, чем другие типы передачи.
ПОСТОЯННАЯ СЕТКА
Система скользящей зацепления была впоследствии улучшена, чтобы создать теперь повсеместную трансмиссию «постоянного зацепления», которая, как вы можете догадаться, разработала метод переключения передач без прерывания соединения. Это стандартная система для большинства автомобилей.
Трансмиссия с постоянным зацеплением сместила проблему соединения двух движущихся частей с того места, где шестерни контактируют друг с другом, в место контакта шестерен с приводным валом, приводящим в движение колеса.Каждая шестерня была слабо связана с приводным валом, что позволяло шестерне вращаться с разной скоростью относительно вала и облегчало переключение передач.
Это было достигнуто с помощью устройства, называемого собачьей муфтой. Некоторые из них были расположены на приводном валу между шестернями и прикреплены к ведущему валу. При «переключении передач» именно эти муфты вместо шестерен приводились в движение рукояткой, подталкивая их к контакту с шестернями. Свободно установленные шестерни уже будут двигаться с некоторой скоростью из-за их контакта с приводным валом, а движущаяся на полной скорости кулачковая муфта займет им оставшуюся часть пути, поскольку они зацепятся друг с другом, что приведет к более плавному переходу.
СИНХРОМАТ
Коробки передачSynchromesh — это усовершенствованная версия системы постоянного зацепления, хотя и менее распространенная. Он улучшает систему, добавляя еще один этап к процессу соединения шестерен с приводным валом через кулачковую муфту.
Он разделяет кулачковую муфту на две части — шестерню, прикрепленную к ведущему валу, называемую ступицей синхронизатора, и муфту вокруг него, которая может скользить вперед и назад, называемая муфтой переключения.
К самим зубчатым колесам был добавлен новый компонент — конус синхронизатора — и была введена еще одна подвижная часть, называемая кольцом синхронизатора, которая окружала конус.
Здесь все немного усложняется.
Втулки или втулки переключения передач теперь являются компонентами, управляемыми рычагом переключения передач, и они могут скользить наполовину в любом направлении на кольца синхронизатора. Это прижимает кольца к конусам синхронизатора, прикрепленным к шестерням, и за счет повышенного трения, вызванного расширяющимся конусом, он может либо ускорять, либо замедлять шестерню, чтобы соответствовать скорости втулки переключения и ступицы синхронизатора.
После того, как скорости будут достаточно точно согласованы, втулка может продолжать скользить по стопорному кольцу и напрямую зацепляться как с конусом, так и с шестерней, соединяя все вместе и передавая мощность на приводной вал.
Невероятно, но все это происходит за доли секунды, необходимые для переключения передачи, что обеспечивает еще более плавное переключение передач.
Итак, в следующий раз, когда вы будете плавно перемещаться по соотношениям, найдите время, чтобы оценить всю мысль и работу, которые были вложены в создание сложной системы зубцов, помогающих вам на вашем пути.
MAT FOUNDRY GROUP ЯВЛЯЕТСЯ ВЕДУЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ СЕРЫХ И ЧУГУННЫХ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ. ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О НАС ПРОСМОТРЕТЬ НАШИ ПРОДУКТЫ ИЛИ СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ СЕГОДНЯ
Анализ износа синхронизатора коробки передач автомобильной трансмиссии из-за крутильной вибрации и параметров, влияющих на снижение износа
Основные моменты
- •
Износ синхронизатора коробки передач автомобильной коробки передач из-за крутильной вибрации представляет большую угрозу для долговечности автомобиля.
- •
Стенд для испытания на крутильную вибрацию имитирует износ синхронизатора транспортного средства.
- •
Испытательную последовательность, включенную в это исследование, можно использовать для быстрого решения проблем износа синхронизатора.
- •
Срок службы зависит от размера муфты, зазоров кольца синхронизатора, марки масла и объема масла.
Abstract
Синхронизаторы — это сердце механической трансмиссии, автоматической механической трансмиссии и трансмиссии с двойным сцеплением.Синхронизаторы соответствуют скорости целевых передач во время переключения передач. Уменьшение габаритов двигателя с высокой удельной мощностью приводит к более высоким угловым ускорениям. Более высокие угловые ускорения создают крутильные колебания и снижают срок службы синхронизаторов. Кольца синхронизатора могут свободно перемещаться в доступном пространстве за счет крутильных колебаний. Синхронизаторы, испытывающие повышенное угловое ускорение, сталкиваются с окружающими деталями и изнашиваются. Износ угольной гильзы синхронизатора уменьшает износ до нуля.Зазор с нулевым износом ухудшает работу синхронизатора и приводит к столкновению шестерен. В этой статье представлено влияние углового ускорения на срок службы угольного кольца синхронизатора, и изучаются параметры, влияющие на преодоление отказа. Была разработана стендовая установка для моделирования угловых ускорений транспортного средства. Результаты стендовых испытаний показывают прямую корреляцию со сроком службы синхронизатора на автомобиле. Изучается гашение крутильных колебаний с использованием размера муфты, вязкости масла, направления кольца синхронизатора и объема масла.Снижение износа угольной гильзы синхронизатора изучено и подтверждено различными стендовыми испытаниями и испытаниями на уровне автомобиля.
Ключевые слова
Механическая коробка передач
Углеродные синхронизаторы
Износ
Крутильные колебания
Смазка
Угловое ускорение
Сокращения
GSDДолговечность переключения передач.
CFDВычислительная гидродинамика
Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)
Полный текст© 2019 Elsevier Ltd.Все права защищены.
Рекомендуемые статьи
Ссылки на статьи
Синхронизированная ручная трансмиссия, определяемая
Синхронизированные механические коробки передач широко используются во всем мире как в коммерческих, так и в легковых автомобилях, хотя в Северной Америке они менее распространены. Эти трансмиссии содержат сложный набор компонентов и материалов, которые обеспечивают более длительный срок службы и лучшие характеристики при использовании правильной специальной смазки.
Механические коробки передач бывают двух основных типов: синхронизированные и несинхронизированные.Несинхронизированные трансмиссии требуют ручной синхронизации, которая зависит от навыков водителя при каждом переключении передач, чтобы синхронизировать скорости передачи, особенно при переключении на пониженную передачу. Несинхронизированные трансмиссии обычно используются только в автоспорте или тяжелых коммерческих транспортных средствах. Североамериканские тяжелые грузовики обычно оснащаются несинхронизированными механическими коробками передач, тогда как европейские производители грузовиков предпочитают синхронизированные механические коробки передач.
Синхронизатор работает именно так, как следует из названия.Он выравнивает свою скорость со скоростью следующей включенной передачи, обеспечивая плавный выбор без скручивания. Современные синхронизированные механические коробки передач относятся к разновидности «постоянного зацепления». Это означает, что холостые (свободно вращающиеся) шестерни на главном валу находятся в постоянном зацеплении с соответствующим набором шестерен, обработанных как единый компонент и образующих второй «промежуточный вал».
Самая распространенная конструкция синхронизатора — это тип «конусная муфта» или «блокирующее кольцо». Обычно шестерни расположены на главном валу попарно; например, первая и вторая передачи находятся рядом, а также третья и четвертая.Между каждой парой находится блок синхронизатора, прикрепленный к валу. Двумя ключевыми компонентами в блоке синхронизатора являются муфта и «блокирующее» или «синхронизирующее» кольцо. Передачи выбираются с помощью втулки, которая может перемещаться в любом направлении с помощью механизма переключения передач. Когда водитель выбирает первую передачу, втулка переходит на первую передачу и фиксируется на зубьях включения шестерни (также известных как «собачки»). Затем шестерня эффективно блокируется на главном валу, и привод включается. Когда водитель выключает сцепление и выбирает вторую передачу, муфта движется в обратном направлении, отменяя выбор первой передачи и таким же образом выбирая вторую.
Однако, прежде чем втулка сможет зафиксироваться на каждой передаче, необходимо синхронизировать скорость как втулки, так и шестерни. Это достигается блокирующим кольцом (синхронизатором), одно из которых находится между синхронизатором и каждой шестерней. Внутренняя поверхность кольца имеет коническую форму, и она располагается над конусом на поверхности шестерни из закаленной стали с захватывающим действием, когда происходит переключение. По мере того, как поверхности этой рукоятки «конической муфты», скорость вращения шестерни синхронизируется со скоростью вращения втулки синхронизатора, и выбор передачи может быть завершен.
Эти кольца-блокираторы традиционно изготавливались из латуни; внутренняя коническая поверхность была покрыта мелкими канавками для лучшего сцепления с поверхностью конуса шестерни. В более старых трансмиссиях синхронизация начинает давать сбой (что приводит к хрусту шестерен), когда внутренняя поверхность этих блокирующих колец значительно изнашивается и их способность захватывать шестерню снижается.
Более ранние или более ранние или более базовые синхронизированные механические трансмиссии оснащены одним блокирующим кольцом, или «синхронизатором», на каждую шестерню.Однако трансмиссии последнего поколения теперь оснащены синхронизаторами с двойным или тройным конусом на нижних передачах, чтобы облегчить переключение передач и сократить фазу синхронизации. Улучшилась и технология материалов. Латунь заменяется материалами на основе молибдена в коммерческих транспортных средствах, композициях агломерата, фенольных смолах в Японии и углеродных материалах. Каждый выбирается из-за его характеристик износа и трения.
Синхронизаторы грузовых и легковых автомобилей следуют аналогичным принципам, но выбор материалов отражает тот факт, что трансмиссии грузовых автомобилей должны передавать гораздо более высокий крутящий момент.Типичное синхронизирующее кольцо для тяжелых условий эксплуатации может быть изготовлено из стали, покрытой молибденом или углеродом, с допустимым крутящим моментом до 18 000 Нм (13 276 фунт-футов).
Хотя процесс синхронизации может показаться простым, с технической точки зрения он состоит из девяти различных этапов. Это:
1. Разъединение
2. Нейтраль
3. Разряд нейтрали
4. Предварительная синхронизация
5. Синхронизация
6. Синхронизация
7. Разблокировка блокировки
8. Зубчатый контакт сцепления
9.Полное участие
Смазка синхронизаторов — это сложное дело. Очевидно, что существует необходимость предотвращения износа, но стопорные кольца синхронизатора по-прежнему должны создавать достаточное трение для выполнения синхронизации. Эта же смазка также должна защищать подшипники и уплотнения и противостоять деградации в условиях все более продолжительных периодов замены. Он также должен выдерживать более высокие температуры, вызванные уменьшением воздушного потока из-за улучшенной аэродинамики транспортного средства и повышенной плотности энергии, типичной для современных высокопроизводительных силовых агрегатов.
Учитывая долгий и тяжелый срок службы синхронизаторов и их механическую сложность, становится легче понять важность использования правильной жидкости. Ошибки при техническом обслуживании, сокращающие срок службы механической коробки передач, включают заливку моторного масла или даже жидкости для автоматической коробки передач (ATF).
Специальные жидкости для механических трансмиссий (MTF) обеспечивают гораздо лучшую защиту от износа и точечной коррозии. Они сочетают в себе высокую термостойкость с высоким уровнем защиты шестерен и подшипников, и они индивидуально разработаны, чтобы адаптироваться к поведению различных материалов синхронизатора.Технологии присадок и модификаторов вязкости могут быть адаптированы в процессе проектирования для соответствия индивидуальным спецификациям OEM, чтобы обеспечить жидкость, которая функционирует как неотъемлемый компонент трансмиссии.
Имеется тенденция к использованию MTF с более низкой вязкостью, которые снижают потери при перемешивании и улучшают топливную экономичность без ущерба для защиты. Это достигается за счет использования надежных добавок и сложных технологий модификаторов вязкости. В Северной Америке наблюдается тенденция к использованию марок вязкости SAE 75W-80 и 75W-90.На развивающихся рынках, таких как Китай и Индия, предпочтение отдается SAE 80W-90.
Использование специальных жидкостей существенно влияет на стоимость владения оборудованием, снижает затраты на обслуживание и расход топлива, а также обеспечивает повышенную надежность. Кроме того, это благоприятно сказывается на окружающей среде благодаря увеличенным интервалам замены. Кроме того, с точки зрения управляемости улучшается качество переключения передач. Использование специальной MTF для защиты механических трансмиссий не представляет значительных дополнительных затрат по сравнению с использованием неподходящей жидкости, но имеет серьезные преимущества как для владельцев, так и для водителей.
Сбой в работе синхронизаторав механических коробках передач — обзор Сбой в работе синхронизатора
в механических коробках передач — обзорInternational Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 4, Issue 1Ř, mber-2013
ISSN 2229-5518
Synchronizer Неисправность в работе механических коробок передач
— Обзор
UMESH WAZIR
Машиностроение ADE
Университет нефтегазовых и энергетических исследований, Бидхоли
Дехрадун, 248007, Уттаракханд, Индия
1455 Резюме
трансмиссии выполняются путем переключения зубчатых конических муфт, а не отдельных шестерен, поскольку шестерни всегда находятся в зацеплении.Сегодня синхронизаторы используются во всех механических трансмиссиях, включая грузовые и коммерческие автомобили. Большинство систем синхронизации запатентованы или защищены законом об авторском праве. В открытом доступе имеется мало технической информации. Этот документ предлагается в качестве руководства для ознакомления инженера с различными механизмами синхронизации зубчатых колес, используемыми в современных автомобилях. Представлен обзор с описанием применения, характеристик и ограничений текущего уровня технологии.
Подробно рассматриваются рабочие характеристики синхронизатора, неисправности и причины их отключения.И, наконец, читатель знакомится с будущими тенденциями в этой области. Понимание этого и связанных с ним проблем может привести проектировщика к практическому проектированию коробки передач.
Ключевые слова: ручной синхронизатор, производительность, неисправность, переключение передач, синхронизация, коробка передач
——————————— I ——— J ————— — S — ER
1.0 ВВЕДЕНИЕ
Коробка передач используется для переключения скорости вращения и крутящего момента, которые двигатель передает на ведущие колеса транспортного средства.Для этого используются разные передаточные числа.
Задача синхронизатора — довести следующее передаточное число (переключение вверх или вниз) до такой скорости, чтобы выходной вал и шестерни находились на одной скорости, чтобы обеспечить плавное переключение передач.
Раньше, когда «синхронизаторы» не использовались, приходилось использовать двойное сцепление для переключения передач на ходу. При каждом переключении передач приходилось дважды нажимать и отпускать сцепление, отсюда и название «двойное сцепление». Избегать столкновения шестерен было искусством
В современных автомобилях используются синхронизаторы с блокирующим кольцом, чтобы избежать двойного сцепления.[14]
2.0 Функция синхронизатора
2.1
Объектив синхронизатора Синхронизатор является механической частью коробки передач. Его цель — обеспечить, чтобы скорость входящей передачи была такой же, как и у синхронизирующей ступицы (прикрепленной к выходному валу). Для синхронизации зубчатого колеса и ступицы используются конусы трения.
Пока скорости синхронизируются, зацепление кулачков зубчатого колеса не происходит. Пока синхронизация (баланс моментов) не достигается, блокирующее кольцо предотвращает любое зацепление втулки и зубцов собачки.Это принцип кольца с замком / блокирующим кольцом. Рис. 1.
Синхронизаторы каждого производителя немного отличаются от других, но основная идея одна и та же.
IJSER © 2013
http: //www.ijser.or
4
Рис. 1.
1 Шестерня; 2 собачьих зуба; 3 синхронизирующее кольцо; 4 синхронизирующий концентратор;
5. Пружина фиксатора; 6 фиксирующий шарик; 7. Переключающая втулка Рис. Источник [6]
2 3 7
a) b) c)
Рис.
a) Гильза (7) перемещается из нейтрального в фиксирующее (синхронизирующее) положение, начинает наращивать фиксирующую (синхронизирующую) нагрузку
b) Синхронизирующее кольцо (3) Указатели , втулка входит в фаску кольцо, Cone Torque нарастает, начинается синхронизация. Блокировка при помощи собачьих зубьев (2) предотвращена
c) Шестерня (1) Скорость относительно кольца (3) и втулка (7) падает до нуля, синхронизация завершена, указатель фаски и втулка запирается с собачьими зубами (2)
International Journal of Scientific & Engineering Research Volume 4, Issue 1Řǰȱ ŽŒŽ– ‹Ž› ȬŘŖŗřȱ
ISSN 2229-5518
1456
Основные операции синхронизатора от нейтраль к зацеплению выглядит следующим образом: Рис. 2 .
Втулка перемещается из нейтрального в фиксирующее (синхронизирующее) положение, начинает создавать фиксирующую (синхронизирующую) нагрузку
Указатели стопорного кольца, втулка входит в фаску кольца, нарастает крутящий момент конуса, начинается синхронизация
Скорость передачи относительно кольца и втулка опускается до нуля, синхронизация завершена, индекс скошен и втулка блокируется
2,2
Основные уравнения
Простые законы инерции, динамического трения, изменения скорости и времени включения помогают оптимизировать синхронизацию [1], [ 4].
Отраженная инерция — Отраженная инерция — это полная инерция, которую синхронизатор должен синхронизировать, и она является функцией массы, радиального расстояния и передаточного числа.
Конический крутящий момент — крутящий момент конуса, также называемый синхронизирующим крутящим моментом, является результатом силы трения между коническими поверхностями синхронизатора и шестерни, возникающей в результате внешнего усилия зацепления.
Индексный крутящий момент — Индексный крутящий момент возникает из-за переключающей муфты. зубья с фаской, прикладывающие осевую силу к зубам с фаской.(Как следствие усилия водителя переключения передач). Создаваемый индекс крутящего момента противоположен крутящему моменту конуса . Цель — Моментальный баланс
IJSER
International Journal of Scientific & Engineering Research Том 4, выпуск 1Řǰȱ ŽŒŽ– ‹Ž› ȬŘŖŗřȱ
ISSN 2229-5518
1457
3.0 Общие типы синхронизирующих механизмов
в настоящее время наиболее широко используемым типом синхронизатора является синхронизатор с блокирующим кольцом, который имеет механизм, предотвращающий зацепление зубьев муфты до завершения синхронизации; явный недостаток его предшественника — синхронизаторов с постоянной нагрузкой.
Блокирующее кольцо Синхронизаторы делятся на два типа —
Стойка и Тип штифта
Для увеличения синхронизирующего крутящего момента в некоторых синхронизаторах используются два или более синхронизирующих конуса, например Синхронизаторы с двумя или несколькими конусами
3,1
Синхронизатор с постоянной нагрузкой Самая ранняя форма синхронизатора Рис. 4, , обычно используемая в автомобильных коробках передач, известна как тип постоянной нагрузки [5] конусов прикладывается внешней ступицей, инициируемой движением втулки водителем.Пружина / шарик обеспечивают фиксирующую нагрузку. Основным недостатком синхронизатора постоянной нагрузки является то, что относительно легко преодолеть фиксатор и попытаться зацепить зубья муфты перед синхронизацией
Хорошая история обслуживания
Очень низкий уровень шума
Малая производительность при ограниченном пространстве
Требуется замена соседних шестерен для замены синхронизатора.
3 5,6 3
1 2 4 7 1
Рис. 4 Постоянная нагрузка
Синхронизатор.
Обратите внимание на отсутствие синхронизирующего кольца ref Fig1
Наиболее широко используемый тип синхронизатора в автомобильной промышленности называется синхронизатором с блокирующим кольцом. Это похоже на тип постоянной нагрузки, но с добавлением механизма, который механически предотвращает зацепление зубцов муфты до завершения синхронизации.
Части синхронизатора блочного типа показаны на Рис. 5 . Во время синхронизации муфта перемещается к выбранной передаче, толкая стопорное кольцо влево.Кольцо контактирует с буртиком ведомой шестерни и начинает синхронизировать скорости деталей.
Для завершения переключения зубья втулки проходят через зубья стопорного кольца и входят в зацепление с зубьями муфты / кулачками ведомой шестерни.
Наиболее широко используется в легковых автомобилях и грузовиках малой грузоподъемности. Обычно не используется в больших транспортных средствах из-за чрезмерной инерции системы. Многие компании используют этот тип в своих легковых автомобилях и легких грузовиках. Его основные характеристики:
Очень резкое зацепление (что хорошо и предпочтительно)
Меньшая чувствительность к суммированию допусков
Fig5 Синхронизатор типа стойки Fig Источник [6]
Синхронизатор типа стойки 1 Gear; 2 собачьих зуба; 3 синхронизирующее кольцо; 4 синхронизирующий концентратор; 5 пружин фиксации; 6 фиксирующий шарик; 7 Втулка переключения
Втулка (7) Стойка (6) Нажимается пружиной (5) и входит в фиксатор втулки.Разница в скорости между шестерней (1) и ступицей синхронизатора (4) и момент сопротивления трения между конусами заставляют синхронизирующее кольцо 3 индексировать, а фаски втулки 7 и синхронизирующего кольца 3 входят в зацепление. Синхронизация начинается.
Пока скорости разные, крутящий момент конуса будет больше, чем индексный крутящий момент Без переключения.
При продолжающемся действии осевой силы скорости выравниваются и крутящий момент конуса уменьшается до нуля. Синхронизирующее кольцо позволяет втулке индексировать зуб по отношению к промежутку между зубьями.Шлицы втулки входят в зацепление с закрытыми концами собачьих зубов и фиксаторами
. Синхронизация концов
IJSER © 2013
http://www.ijser.org
International Journal of Scientific & Engineering Research Volume 4, Issue 1Řǰȱ ŽŒŽ– ‹Ž› řȱ
ISSN 2229-5518
1458
3,3
Блокирующий синхронизатор штифтового типаНа рис. 6 показан синхронизатор штифтового типа. Приводная ступица насажена на вал и вращается вместе с ним.Наружное кольцо нарезано на торцы шестерен.
Узел стопорного кольца и штифта свободно прикреплен к приводной ступице. Когда приводная ступица перемещается вправо или влево, узлы стопорного кольца и штифта удерживают свободный установочный штифт напротив стороны отверстий в приводной ступице [4]
Приводная ступица не может зацепить шестерню из-за скошенной кромки заплечиком стопорного кольца и штифта в сборе. Когда все части вращаются одинаково, сила между штифтом и приводной ступицей уменьшается.
Ступица может перемещаться по большому основанию штифтов, а внутренние шлицы ступицы могут входить в зацепление со шлицами шестерни.
Незначительные фаски на штифте и приводной ступице, а также закругленные концы шлицев на ступице и шестерне позволяют этим деталям легко совмещаться и зацепляться. Применение грузовых автомобилей средней грузоподъемности. Его основные характеристики:
Низкая стоимость
IJSER
Высочайшая потенциальная тормозная способность для заданного пространства
Низкая стоимость обслуживания (может не потребоваться замена смежной шестерни)
Менее позитивное ощущение сцепления и некоторое сцепление
» щелчок ‘шум
Может потребоваться установка регулировочных шайб в сборе
3.4 Синхронизатор дискового и пластинчатого типа
В этом синхронизаторе используются фрикционные диски и пластины, чтобы приводить в зацепление обе шестерни с одинаковой скоростью. блокиратор (2) едет дальше и приводится в действие шестерней синхронизатора (1). Барабан синхронизатора (4) приводится в движение выходной шестерней (6). Диски синхронизатора (3) удерживаются
барабаном, а разделительные пластины (7) удерживаются блокираторами. 1
Когда вилка переключения передач перемещает барабан вперед, диски синхронизатора и разделительные пластины соприкасаются, как показано.Блокиратор переходит в заблокированное положение на шестерне синхронизатора.
Дополнительное поступательное движение рычага переключения передач имеет тенденцию сжимать диски и пластины, чтобы соответствовать скорости синхронизатора, блокиратора и выходной шестерни. Как только скорость синхронизируется, сила тяги, блокирующая блокиратор в шестерне синхронизатора, снимается, и блокиратор отступает, позволяя барабану двигаться вперед и задействовать обе передачи. Его основные характеристики:
• Действие синхронизатора почти мгновенное. диск, пластина и барабан в сборе
Повышенная инерционная способность системы
Рис. 6 Синхронизатор штифтового типа
2 3,7
4
5
6
Рис. // www.ijser.org
International Journal of Scientific & Engineering Research Volume 4, Issue 1Řǰȱ ŽŒŽ– ‹Ž› ȬŘŖŗřȱ
ISSN 2229-5518
1459
3.5
Others Синхронизаторы, такие как Porsche type, Рис. 9 , используют фрикционный элемент с разъемным кольцом, который расширяется под действием синхронизирующего крутящего момента, увеличивая давление на границе раздела, что дополнительно увеличивает синхронизирующий крутящий момент. Синхронизатор типа Porsche, хотя и мощный, все же страдает проблемами, связанными с вариациями материала и целостностью размеров.
В других синхронизаторах используется несколько конусов. Рис. 8 для увеличения синхронизирующего крутящего момента, но, по сути, такие же, как синхронизатор типа Strut
в период синхронизации.
— Синхронизирующая сила применяется мгновенно в начале периода синхронизации и остается постоянной на протяжении всего периода.
— Моменты сопротивления не зависят от скорости во всем задействованном диапазоне скоростей и поэтому остаются постоянными в течение всего периода синхронизации.
Эти допущения по-разному влияют на точность расчета в зависимости от типа сдвига, то есть сдвига вверх или вниз. предположение о том, что синхронизирующая сила применяется мгновенно в начале периода синхронизации, игнорирует эффект сопротивления масла в период между выключением текущей шестерни и соединением конусов. для сдвига вверх сопротивление имеет тенденцию синхронизировать элементы конуса, тогда как при сдвиге вниз сопротивление увеличивает дифференциальную скорость элементов конуса.поэтому теория предсказывает более короткое время синхронизации для переключений на повышенную передачу для заданного усилия рычага переключения передач.
Другое важное предположение, что динамический коэффициент трения остается постоянным в течение всего периода синхронизации, имеет наибольший эффект в начале синхронизации, когда ступени
и канавки стеклоочистителя очищают поверхность от масла,
IJSER
Рис. 8 Многоконусная система.
Синхронизирующие крутящие моменты на отдельных конусах складываются для получения более мощного крутящего момента при заданной нагрузке на рычаг переключения передач Рис. Источник [5]
Рис. 9 Тип Porsche.
Шестерня раздельного синхронизатора обладает эффектом самообвинчивания и очень мощна. синхронизатор действует на внутренний диаметр. При автоматической синхронизации кольца освобождаются — Рис. Источник [5]
4.0 Характеристики синхронизатора
Традиционная теория переключения передач была хорошо задокументирована в нескольких технических документах, и читателю предлагается ознакомиться с ссылками [1], [2 ], [14] и [5].
Тем не менее, влияние на сбой в работе упрощающего предположения, использованного при выводе традиционной теории, суммируется
Упрощающие предположения, сделанные при выводе теории, следующие:
— Динамический коэффициент трения остается постоянным через
динамический коэффициент трения остается практически постоянным в рабочем диапазоне
скоростей и температур, обычно встречающихся при работе синхронизатора.Эффект этого предположения состоит в том, чтобы заставить теорию предсказывать более низкие уровни силы синхронизатора как при понижении, так и при повышении.
Более низкие температуры смазочного материала усиливают описанные выше эффекты, потому что более низкие температуры приводят к высокой вязкости масла, что, в свою очередь, увеличивает сопротивление коробки передач и время, необходимое резьбе и канавкам грязесъемника для очистки масла от конуса. поверхность.
Хотя нельзя ожидать, что теория даст точное предсказание абсолютной силы синхронизатора, необходимой для достижения заданного времени синхронизации, после того, как масло будет удалено с поверхности, ее можно использовать для прогнозирования эффекта изменений в геометрии. или коэффициент трения.
4,1
Что такое сбой производительностиСтолкновение: происходит, когда конусы синхронизатора все еще имеют относительную скорость после того, как блокирующий механизм переместился в сторону, чтобы позволить шлицу муфты пройти
Жесткое переключение: происходит, когда расчетный крутящий момент синхронизатора не достигается во время синхронизация .. Либо существенная неисправность, либо это неправильная конструкция.
4.1.1 Столкновение
Столкновение происходит, когда конусы синхронизатора все еще имеют относительную скорость после того, как механизм блокировки сдвинулся в сторону, чтобы позволить
IJSER © 2013
http: // www.ijser.org
Международный журнал научных и инженерных исследований Том 4, выпуск 1Řǰȱ ŽŒŽ– ‹Ž› ȬŘŖŗřȱ
ISSN 2229-5518
1460
шлиц муфты для прохода. Симптомы столкновения — это скрежет коробки передач во время переключения передач, вызванный столкновением зубцов муфты друг с другом. Различают полное столкновение, когда относительная скорость конусов высока, и частичное столкновение, когда относительная скорость конусов существенно снижается в результате их работы.
Общие причины столкновения:
Низкий момент трения между чашкой и конусом.
Высокий крутящий момент для перемещения муфты относительно синхронизирующих колец (индексирование).
Эксцентриковая нагрузка конусов.
Чрезмерное сопротивление после синхронизации.
Неблагоприятное увеличение допусков на компонентах или чрезмерный износ конуса, препятствующий зацеплению конусов.
4.1.2 Hard Shifting
Высокое усилие переключения во время синхронизации происходит либо из-за значительного сбоя в работе, т.е.е. Расчетный крутящий момент синхронизатора не достигается, или его конструкция неверна.
Высокое усилие переключения после синхронизации может отличаться от небольшого крутящего момента
для данного коэффициента трения, но имеет большую тенденцию к заклиниванию, особенно если другие факторы поверхности не контролируются жестко, то есть чистота поверхности, допуски на обработку. Чем больше угол конуса, тем меньше крутящий момент, но меньше вероятность заклинивания и более устойчиво к изменению поверхностных факторов.
Производственные допуски для металлических конусов обычно составляют + / (-) 4 минуты; это может быть ослаблено, если один из элементов покрыт органическим или пластичным материалом, который имеет более низкий модуль упругости, чем металл.
Несоответствие угла конуса иногда вводится намеренно и может варьироваться от 2 минут для металлических конусов до 15 минут для конусов с органическим или пластиковым покрытием. Несовпадение углов обычно считается методом быстрого прилегания конусов, но мнения относительно его достоинств в предотвращении заклинивания конусов неоднозначны.
4..2 .2 Рисунок резьбы
Синхронизирующее кольцо обычно имеет резьбу. Назначение резьбы — обеспечить очищающие кромки, которые быстро сотрут масло с сопрягаемой поверхности.Этому очищающему действию способствует спиральная природа резьбы, которая обеспечивает выход масла. Чем быстрее масло диспергируется из поверхности раздела трения, тем быстрее у
увеличивается синхронизирующий крутящий момент и тем короче более высокая нагрузка, вызванная чрезмерным трением муфты и ступицы, до тяжелого состояния, когда полное зацепление может быть полученным. Это последнее состояние может возникать либо на фасках штифтов или зубьев срезки, либо на фасоках целостных (индексирующих) зубцов муфты.Если неисправность возникает на скошенных фасках, возможными причинами являются:
Чрезмерное сопротивление в коробке передач из-за работы в холодном состоянии.
Повреждение фаски или столкновение, которое снижает момент индексации.
Неблагоприятное увеличение допуска, ухудшающее индексацию.
Несовпадение углов фаски сруба.
Если проблема возникает на фаске зубьев муфты, возможные причины:
Чрезмерное сопротивление в коробке передач из-за работы в холодном состоянии (высокая вязкость), натяжения компонентов или сопротивления сцепления.
Повреждение фаски.
Заклинивание конуса.
Заклинивание конусов, когда конусы заедают или скручиваются после синхронизации. Это может произойти при микроскопической сварке или переносе металла на границе раздела конусов, отклонении кольца или неправильных углах конуса.
4,2
Влияние геометрии на работу синхронизатора: 4.2.1 Угол конуса
В общем, угол конуса синхронизаторов в комплекте составляет от
12 градусов до 14 градусов. Меньший угол конуса увеличивает время скольжения
.
Резьба различается по шагу и поперечному сечению, но обычно составляет 40 витков на дюйм для бронзы и 20 витков на дюйм для конусов, покрытых молибденом, пластиком или органическим фрикционным материалом.
Форма поперечного сечения резьбы не имеет решающего значения, но она должна иметь чистую острую кромку, чтобы прорезать масляную пленку и соскребать ее с поверхности раздела, а также иметь достаточную глубину, чтобы обеспечить выход масла. Резьба с острыми гребнями быстро прорежет масляную пленку, но вызовет высокие нагрузки на поверхность и, как следствие, высокую степень износа, поэтому резьбу следует чистить и обрабатывать после нарезания, чтобы получить плоский гребень.
4.2.3 Осевые канавки
Осевые канавки обычно, но не всегда, нарезаются на резьбовые конусы и имеют важное влияние на работу синхронизатора. Канавки способствуют диспергированию масла во время начального периода контакта и после этого способствуют разрушению гидродинамической масляной пленки.
Создание крутящего момента для конуса без осевых канавок будет длиннее и плавнее, чем для конуса с большим количеством канавок. Конусы с большим количеством канавок имеют повышенную склонность к заклиниванию.
Важно, чтобы при формировании этих канавок на концах резьбы не оставалось заусенцев, которые могли бы привариваться к сопрягаемой поверхности или препятствовать выходу масла из резьбы.
Обычно рекомендуется формировать осевые канавки перед обработкой резьбы, чтобы края были под углом, чтобы уменьшить вибрацию инструмента при нарезании резьбы, и чтобы они были нарезаны
IJSER © 2013
http: // www. ijser.org
Международный журнал научных и инженерных исследований Том 4, выпуск 1Řǰȱ ŽŒŽ– ‹Ž› ȬŘŖŗřȱ
ISSN 2229-5518
1461
глубже, чем корень нитей.
4.2.4 Геометрия поверхности
Качество поверхности конусов оказывает значительное влияние на динамический коэффициент трения, особенно в период приработки. Конусы с шероховатой поверхностью имеют более высокий динамический коэффициент трения, чем конусы с гладкой поверхностью, как во время, так и после наплавки. Статический коэффициент трения менее чувствителен к изменению качества поверхности конусов.
Термин «чистовая обработка поверхности» применительно к конусам синхронизатора относится к форме и амплитуде шероховатости профиля в заданном направлении.профиль шероховатости в окружном направлении важен, потому что профиль с острыми выступами прорвет масляную пленку, что приведет к контакту металла с металлом конусов. Если материал сопрягаемого конуса мягкий, шипы будут стирать поверхность, в то время как сопрягаемый материал твердый, шипы отломятся, и произойдет абразивный износ.
Изготовленная отделка конуса должна быть как можно ближе к стабилизированной (т.е. полностью уложенной) отделке; чистота поверхности от 0.Обычно требуется 05-0.03 микрометра Ra.
Хороший контакт конических поверхностей важен для бесперебойной работы, поэтому важно строго контролировать такие специальные присадки производителя, как:
Противозадирные присадки
Противоизносные присадки
Модификаторы трения
Коррозия ингибиторы
Ингибиторы окисления и т. д.
Включение присадок, особенно первых трех, указанных выше, может значительно повлиять на коэффициент трения, как статический, так и динамический.
Противозадирные и противоизносные присадки могут предотвратить или уменьшить склонность конусов к заклиниванию. Модификаторы трения влияют как на статический, так и на динамический коэффициент трения.
4,4
Влияние материалов на работу синхронизатора На комбинацию материалов для данного применения в основном влияют:
Достаточно высокое и постоянное значение динамического коэффициента трения
Устойчивость к заклиниванию конуса.
IJSER
допуски факторизации по овальности, соосности и прямоугольности.В частности, плохой контакт приводит к неполному разрушению масляной пленки, высокому локальному контактному давлению, снижению производительности и повышенной склонности к заклиниванию.
4.2.5 Углы фаски срубов
Крутящий момент, необходимый для индексации втулки относительно срезного кольца или штифта, согласовывается с крутящим моментом конуса путем изменения угла фаски. малые углы фаски приводят к пробоям до того, как произойдет синхронизация.
Совмещение фасок срезки и втулки может существенно повлиять на согласованность переключения передач.Плохо совмещенные фаски могут привести к повреждению и усложнению переключения передач.
4,3
Влияние смазки на работу синхронизатора: Вязкость смазки влияет на скорость, с которой масло стирается с поверхностей конуса в начальный период синхронизации. . если резьба на синхронизирующем кольце не прорезает масло, требуемый момент трения может быть достигнут недостаточно быстро, чтобы предотвратить столкновение. Известно, что столкновения чаще возникают в холодных коробках передач, чем в горячих.
Вязкость смазки также влияет на момент сопротивления, который возникает в результате взбивания смазки. чем выше вязкость, тем больше крутящий момент сопротивления, который при низких температурах может стать значительным и вызвать резкое переключение передач или, в крайних случаях, предотвратить переключение.
4.3.2 Присадки:
Смазочные материалы для редукторов обычно состоят из базового минерального масла и
Комбинации материалов: Для наружного / внутреннего конуса почти всегда используется цементируемая сталь с твердостью поверхности 60 по Роквеллу. , хотя конусы с молибденовым покрытием использовались с кольцами синхронизатора из спеченного железа или стали.Кольца синхронизатора, изготовленные из спеченного железа или стали, также использовались в приложениях, где коробка передач работает со смазкой SAE 20W / 50
(моторное масло).
Кольца синхронизатора обычно делятся на две категории; те, которые сделаны из высокопрочного материала, покрытого фрикционным материалом, и те, которые полностью сделаны из одного материала. Большинство колец синхронизатора производятся из одного из следующих сплавов на основе меди:
| Марганцевая бронза | Обычно кованые, высокопрочные |
32 9000 Алюминиевая бронза | Обычно литье под давлением, хорошие свойства износа | |
| Кремниевая бронза Mn | Хорошая прочность, хорошие износостойкость |