Синхронизаторы мкпп: как работает и почему ломается

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.

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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:

1. Отсоедините коробку передач от прочих деталей.
2. Очистите все поверхности от посторонних частиц.
3. Снимите кронштейн.
4. 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.

101 | Блог TREMEC: Подключитесь

Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею в своей любимой социальной сети или сохраните копию на своем устройстве.

Синхронизаторы с механической коробкой передач 101

Можно поблагодарить синхронизаторы за быстрые плавные переходы что вы любите переключать свои собственные передачи. Эти невоспетые герои в руководстве трансмиссии имеют решающее значение для качества и производительности переключения передач.

Мы хотим дать вам лучшее понимание того, как они работают и некоторые из ключевых технических достижений в синхронизаторах, которые мы используем в TREMEC трансмиссии.

Есть несколько вариантов конкретной конфигурации и компоненты, используемые в синхронизаторах, но эта основная функция одинакова.

В каждом блоке синхронизатора имеется три основных компонентов:

• Ползунок, также называемый переключающей втулкой
• Ключи, шарики или распорки, в зависимости от конкретного конструкция синхронизатора
• Стопорные кольца, также называемые стопорными кольцами

В большинстве механических трансмиссий шестерни перемещаются на выходном валу и зацеплены с шестернями на промежуточном валу.Чтобы включить передачу, ползунок сдвигается над зубьями на одной из шестерен. Это блокирует шестерню на выходном валу и завершает поток мощности через передачу от двигателя к колесам.

Синхронизатор регулирует скорость вала и выравнивает шестерни. при переключении, чтобы ползунок мог зацепиться со следующей передачей.

В инструкции более одного синхронизатора в сборе коробка передач. Точное количество зависит от количества передач переднего хода в коробка передач.

Вот более детальный взгляд на работу синхронизатора при вы перемещаете рычаг переключения передач:

1. Слайдеры нажимать на ключи синхронизатора, шарики или распорки, а те — на блокатор кольцо или кольцо упираться
2. блокирующее кольцо прижимается к конусу шестерни, и трение вызывает вал скорости для выравнивания
3. При равная скорость вала, ключей и вырезов в блокаторе кольцо выравнивается
4. Slider Зубы сетки с зубами вдоль наружного диаметра кольца блокатора
5. The зубцы на блокирующем кольце действуют как пандус для выравнивания, позволяя слайдеру зацепиться с зубьями на шестерне

Вы можете посмотреть, как работает процесс в этой анимационное видео.

Дальнейшее улучшение стандартной конструкции синхронизатора являются синхронизаторами с несколькими конусами, используемыми в 6-ступенчатых двигателях TREMEC Magnum. коробка передач. Конструкция с несколькими конусами увеличивает площадь трения. область, которую синхронизатор может использовать для синхронизации скоростей передачи, обеспечивая даже более быстрое переключение передач и повышение диапазона оборотов.

Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею в своей любимой социальной сети или сохраните копию на своем устройстве.

Разница между синхронизированной и несинхронизированной передачей в механических коробках передач

Есть веская причина, по которой большие грузовые автомобили, мотоциклы и гоночные автомобили все еще используют несинхронизированную коробку передач

Для приверженцев ручного переключения передач нет большей радости, чем вождение автомобиля с механической коробкой передач. Но что стоит за механикой переключения передач? И с точки зрения водителя, как синхронизированная передача механической коробки передач соотносится с несинхронизированной передачей механической коробки передач?

Большинство современных городских транспортных средств, оснащенных механическими коробками передач, вероятно, имеют синхронизированную коробку передач, также называемую коробкой передач с синхронизированным зацеплением. Это устройство удерживает шестерни в зацеплении и вращении, или они могут быть заблокированы на валу. Другими словами, когда вы переключаете передачи, вы блокируете разные передачи на входном или выходном валу трансмиссии, тем самым позволяя вам увеличить скорость вашего автомобиля или замедлить его.Синхронизированная коробка передач механической коробки передач — это то, что помогает плавно зафиксировать шестерни на месте.

Это была замечательная эволюция механических коробок передач, потому что синхронизатор устранил необходимость для автомобилистов выполнять двойное сцепление — отпускание и повторное включение сцепления дважды при переключении передач — требование для управления транспортным средством с несинхронизированной коробкой передач с механической коробкой передач.

Почему несинхронизированная коробка передач с механической коробкой передач все еще имеет значение

Несинхронизированная коробка передач с механической трансмиссией — это более старая конструкция (возможно, самая ранняя конструкция механической трансмиссии), которая требовала больших усилий и навыков со стороны водителя.Он включал коробку передач со скользящей зацеплением, и водителю нужно было тщательно рассчитывать время переключения передач, чтобы гарантировать, что шестерни вращаются с одинаковой скоростью, что было нелегким делом. Сделайте это неправильно, и вы услышите скрежет и другие шумы.

Однако несинхронизированная коробка передач продолжает существовать. Вы часто найдете их в трансмиссиях больших коммерческих автомобилей, таких как тяжелые грузовики и сельскохозяйственная техника, а также в мотоциклах и гоночных автомобилях большого калибра. Почему? По двум причинам: синхронизированные механические коробки передач более подвержены поломкам, а переключение передач на синхронизированной коробке передач происходит медленнее, чем в несинхронизированной версии.

У вас возникла проблема с механической или автоматической коробкой передач вашего автомобиля или у вас есть вопросы о трансмиссии? Посетите ближайший к вам офис Mister Transmission и получите необходимую экспертную помощь и информацию.

для механической коробки передач | multibody.net

Введение

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

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

Рис.1

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

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

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

Принцип работы можно описать 8 основными шагами:

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

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

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

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

Формула фиксатора амортизатора

Фиксатор амортизатора

Где µ _sl = µ _d = 0,16; φ = 60 °

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

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

Физическая модель блокирующего момента

Формула блокирующего момента

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

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

Физическая модель момента трения

Формула момента трения

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

Для большей ясности компоновка механизма приведена на рисунке ниже:

Схема расположения

Стрелки обозначают стыки между одним компонентом и другим.

С начала:

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

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

Соединения подсистем:

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

Счетчик Грублера:

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

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

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

Цели

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

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

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

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

Задача моделирования

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

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

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

Значение defalut adams вычисляется с учетом тела:

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

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

В первых 2 фазах есть несоответствие из-за неправильного параметра. В частности, когда втулка обнаруживает синхронизирующее кольцо, возникает ударная сила, которая не допускает относительного движения рассматриваемых тел.

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

Муфта скольжения / конус синхронизатора

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

Муфта скольжения / синхронизатора

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

муфта синхронизатора / конус синхронизатора

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

Муфта скольжения / шарик

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

Ступица синхронизатора / конус синхронизатора

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

Конус синхронизатора / конус синхронизатора

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

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

Моделирование и анализ результатов

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

Угловая скорость передачи равна угловой скорости ступицы

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

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

Угловая скорость передачи больше угловой скорости ступицы

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

Для момента трения (TX):

Угловая скорость передачи момента трения превышает угловую скорость ступицы

Блокирующий момент (TI):

Угловая скорость редуктора крутящего момента блокировки больше угловой скорости ступицы

Усилие скользящей муфты (Фс_с):

Усилие скользящей муфты

Усилие вилки (FX):

Усилие вилки

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

Угловая скорость ступицы больше угловой скорости шестерни

Для момента трения (TX):

момент трения

Блокирующий момент (TI):

Блокирующий момент

Усилие вилки (FX):

Усилие вилки

Данные моделирования сведены в таблицу ниже:

РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
Vel_Gear_gr_Vel_Hub		Vel_Hub_gr_Vel_Gear
∫TX * dt [Н * мм * с]	Δt [с]	∫TX * dt [Н * мм * с]	Δt [с]
90	0,0486	107	0,05
Tx_avg [Н * мм]	1851 852	Tx_avg [Н * мм]	2140 000
Относительная погрешность [%]	11 765 90 461	Относительная погрешность [%]	4 902
∫TI * dt [Н * мм * с]	Δt [с]	∫TI * dt [Н * мм * с]	Δt [с]
62	0,0486	87	0,05
TI_avg [Н * мм]	1275 720 90 461	TI_avg [Н * мм]	1740 000
Относительная погрешность [%]	36 148	Относительная погрешность [%]	28 780
∫Fs_s * dt [Н * мм * s]	Δt [с]	∫Fs_s * dt [Н * мм * s]	Δt [с]
3,2343	0,0486	3,38	0,05
Fs_s_avg [N]	66,549	Fs_s_avg [N]	67 600
Относительная погрешность [%]	25 227	Относительная погрешность [%]	21 858
∫FX * dt [Н * мм * с]	Δt [с]	∫FX * dt [Н * мм * с]	Δt [с]
2,8665	0,0486	3,42	0,05
FX_avg [N]	58,981	FX_avg [N]	68 400

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Случай: угловая скорость шестерни больше угловой скорости ступицы

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

Случай: угловая скорость ступицы больше угловой скорости шестерни

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

Заключение

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

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

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

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

Список литературы

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

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

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

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

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

Усовершенствованное управление переключением механизмов синхронизатора для безмуфтовой автоматической механической трансмиссии в электромобиле

Особенности

•

Представлена ​​концепция безмуфтовой автоматической механической трансмиссии для электромобиля.

•

Анализируются динамические характеристики синхронизатора и процесса синхронизации.

•

Предложена и утверждена надежная схема управления положением приводов переключения передач.

Abstract

С точки зрения улучшения управляемости и эффективности электромобиль, оснащенный автоматической механической коробкой передач, представляет собой значительную конструкцию. Однако обычные редукторные передачи обычно устанавливают автоматическое сцепление, которое требует гидравлической энергии в дополнение к проскальзыванию диска сцепления, вызывая некоторую потерю энергии, а также износ.По этой причине наша исследовательская группа предложила практический подход в отношении безмуфтовой автоматической механической коробки передач (CLAMT) и ее стратегии управления переключением передач для электромобиля. Для определения ключевых факторов, влияющих на переключение передач CLAMT, в этой статье была разработана динамическая модель трансмиссии CLAMT и проанализированы динамические характеристики синхронизатора трансмиссии во время каждой фазы переключения передач. Анализ показывает, что для переключения передач CLAMT не только требуется силовой двигатель с возможностью быстрого переключения режимов и точного регулирования скорости, но также требуется, чтобы приводы переключения имели возможность точной регулировки положения и высокую устойчивость к нагрузке переключения. вариации.Чтобы реализовать быстрое и точное управление переключением передач, ключевая технология, относящаяся к надежной схеме управления положением приводов переключения передач, была подробно описана и проверена на разработанном испытательном стенде CLAMT.

Ключевые слова

Электромобиль

Безмуфтовая автоматическая коробка передач

Управление переключением передач

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

Copyright © 2014 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Проблемы с механической коробкой передач, как их предотвратить

Введение

1. КОРОБКА ПЕРЕДАЧ — ВВЕДЕНИЕ
2. ПРИЧИНЫ ИЗНОСА КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ
3. ДИАГНОСТИКА КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ
4. РЕМОНТ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ — ЧТО ЭТО ПОДХОДИТ?
5. РЕМОНТ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ — ГАРАЖ ИЛИ СДЕЛКА?
6. КАКАЯ СТОИМОСТЬ РЕМОНТА КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ?
7. ЕСТЬ ЛИ АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ?
   A) Замена коробки передач на бывшую в употреблении
   B) Применение Ceramizer® — присадки к трансмиссионному маслу
8. ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Введение

Если вам не нравится читать с экрана компьютера, просто распечатайте его и читайте так, как вам удобнее и удобнее.

Это руководство относится к износу механической коробки передач. Его цель — пошагово описать все операции, связанные с ремонтом (точно описаны в руководстве по эксплуатации вашего автомобиля). В руководстве в ясной и простой форме представлена ​​наиболее важная информация об износе коробки передач, в том числе:

• Причины износа коробки передач.
• Диагностика неисправной коробки передач.
• Этапы ремонта коробки передач.
• Затраты на ремонт коробки передач.
• Альтернативные решения.
• Профилактическое обслуживание.

1. КОРОБКА ПЕРЕДАЧ — ВВЕДЕНИЕ

Коробка передач — Принцип работы

Трансмиссия также используется на педальных велосипедах и стационарных машинах, где необходимо адаптировать скорость вращения и крутящий момент. Коробка передач часто имеет несколько передаточных чисел (или просто «передач») и предлагает функцию переключения между ними при изменении скорости. Велосипеды обычно имеют многоступенчатую трансмиссию, переключение которой осуществляется вручную.Используя цепи и звездочки меньшего размера, чем шины, можно достичь гораздо большего числа оборотов с гораздо меньшими усилиями со стороны велосипедиста. Например, цепные колеса могут иметь 20 зубьев по сравнению с шинами диаметром 25 дюймов. Задняя шестерня может иметь 28 зубьев. Это создает соотношение, которое позволяет шинам поворачиваться намного чаще, чем это было бы возможно при одном повороте педали.

Аналогичный принцип действует и в случае автомобильной механической трансмиссии. Благодаря правильному расположению зубчатых колес доступны пять или шесть передач и задняя передача.Водитель также может использовать холостой ход, когда автомобиль не движется, хотя двигатель работает.

Трансмиссия включает коробку передач, сцепление, карданный вал (для заднего привода), дифференциал и валы главной передачи. В случае с автомобилем вам понадобится сцепление, потому что двигатель все время крутится. Однако колеса машины не крутятся. Поэтому, чтобы остановить машину, не заглушив двигатель, нужно как-то отсоединить колеса от двигателя. Сцепление позволяет нам плавно переключать вращающийся двигатель на не вращающуюся трансмиссию, контролируя проскальзывание между ними.Муфта — это механизм передачи вращения, который можно включать и выключать.

В чем причина износа коробки передач и проблем с МКПП?

Наиболее частые причины включают:

1. Агрессивное вождение и неправильное переключение передач.
2. Старое масло или недостаточный уровень масла в коробке передач.
3. Ошибки водителя — переключение на неправильную передачу для скорости и нагрузки двигателя.

Ad.1 Агрессивное вождение и неправильное переключение передач.

Износ компонентов трансмиссии очень часто вызван ошибками водителя, в том числе неправильным переключением передач. Это приводит к столкновению зубчатых колес друг с другом с силой, вызывающей их преждевременный износ.

Поскольку они уязвимы, больше всего страдают синхронизаторы. Это также может привести к преждевременному абразивному износу зубьев или коррозии зубьев шестерни.

Рисунок 1.Зубчатая рейка с синхронизатором.

Ad. 2. Старое масло или недостаточный уровень масла в коробке передач.

Одна из самых упускаемых из виду частей технического обслуживания автомобиля — поддерживать масло в коробке передач свежим и залитым. Чем больше работает сцепление и трансмиссия, тем сильнее «сдвигается» масло. Он теряет вязкость, что приводит к перегреву некоторых компонентов и их преждевременному износу. Грязное или некачественное масло в первую очередь приводит к износу синхронизатора , который вначале очень часто остается незамеченным.

Поскольку тепло разрушает смазочные свойства и характеристики трения жидкости, «изношенное» масло не отводит тепло от рабочих компонентов . Это особенно заметно зимой , когда вам нужно приложить больше усилий при переключении передач. Старое масло быстро затвердевает при низких температурах и чрезмерно разжижается при высоких.

Как часто следует менять масло в механической коробке передач? Масло следует менять не реже, чем рекомендовано производителем.На некоторых автомобилях замену масла нужно менять при достижении 60 тыс. Км . Этот вид обслуживания очень прост. Для некоторых автомобилей предусмотрено масло, рассчитанное на многолетнюю эксплуатацию. Руководство для этих автомобилей не рекомендует более частую замену. Однако на практике масло стоит менять чаще. Это особенно актуально для автомобилей возрастом от десяти до двадцати лет. Более частая замена масла помогает продлить срок службы коробки передач.

Недостаточный уровень масла в коробке передач — еще одна причина ее преждевременного износа . Чаще всего это , вызванное протечкой коробки передач . Емкость коробки передач в среднем составляет ~ 2 л, и даже небольшая протечка может привести к полному опустошению коробки передач.

Вы помните, когда в последний раз проверяли уровень масла в коробке передач?

Ad. 3. Ошибки водителя — переключение на неправильную передачу по скорости и нагрузке двигателя.

Переключение на передачу, не подходящую для скорости и нагрузки двигателя, также приводит к преждевременному износу подшипников коробки передач из-за их работы при экстремальных нагрузках.
В результате происходит износ металлических шариков и конусов подшипников, что вызывает чрезмерный люфт на валу коробки передач и, в то же время, шумную работу. Продолжительная эксплуатация такого редуктора может привести к плохому выравниванию зубьев и повреждению редуктора.

Вождение автомобиля доставляет много радости водителям при условии, что автомобиль находится в хорошей форме. Вот почему имеет важное значение для правильной диагностики .

Некоторые симптомы или мелкие дефекты, которые долгое время остаются незамеченными, могут стать причиной серьезной поломки и вывести автомобиль из строя.Вы можете лично заметить или услышать некоторые неисправности в коробке передач, если проявите особую осторожность.

К основным неисправностям, которые могут свидетельствовать о неправильной работе коробки передач, относятся:

1. Утечка масла.
2. Шумная работа коробки передач.
3. Шум скрежета при переключении передач.
4. Трудное или невозможное переключение передач.

1. Утечка масла

В начале диагностики стоит проверить уровень масла .Даже незначительная утечка, например, через корпус коробки передач, уплотнение полуосей или сливную пробку, может привести к износу коробки передач или вывести автомобиль из строя во время движения, что может вызвать дорогостоящие проблемы. Проверить отсутствие утечек возле коробки передач и двигателя, а также полуосей.

Регулярно проверяйте парковочное место на предмет протечек при трогании с места. Если вы заметили какие-либо утечки, устраните их, прежде чем недостаток масла или жидкостей может вызвать дорогостоящие проблемы.

Рисунок 2.Видна утечка масла из коробки передач.

2. Шумная работа коробки передач

Еще один симптом, требующий вашего внимания, — это шумная работа коробки передач.

Шумная работа коробки передач в основном вызвана изношенными подшипниками . В этом случае шум очевиден и заметен при движении на любой передаче.

Иногда шум или неровности, проявляющиеся при движении на любой передаче, могут свидетельствовать об износе дифференциала заднего моста (заднеприводные и полноприводные автомобили имеют задний мост).

Если на этой конкретной передаче возникает шум, это может быть вызвано ямкой зуба шестерни.

Иногда при нажатии на сцепление может быть слышен шум. Это может быть вызвано износом подшипников сцепления. Работа подшипника фактически следует после нажатия на педаль сцепления. Вот почему шум не следует после отпускания сцепления.

3. Шум шлифования и сопротивление при переключении передач

Скрежет или сопротивление при переключении, очень часто указывает на износ синхронизаторов шестерен .Они используются для согласования скорости двух движущихся шестеренок внутри вашего ящика. Когда вы перемещаете переключатель, он толкает / скользит шестеренку на другую шестерню, и шестерни включаются. Чтобы сделать этот переход плавным, один зубец, который обычно имеет форму конуса (сужающийся), а другой будет скользить по нему, как если бы вы надели колпачок на ручку, причем оба они вращались.

При быстром переключении (особенно на высоких оборотах) изношенный синхронизатор шестерен не может синхронизировать вращение вала и зубчатого колеса. В результате следует шлифовка.
Поскольку каждая шестерня снабжена собственным синхронизатором, отказ синхронизатора обычно связан с конкретной передачей (например, скрежет при переключении с одной на две передачи указывает на отказ синхронизатора двух передач).

Рис. 3. Износ шестерен синхронизатора, который часто приводит к скрежету

Применение масляной присадки Ceramizer во многих случаях обеспечивает регенерацию синхронизаторов, предотвращает притирку и обеспечивает плавное переключение передач.

Помимо шлифовки, во время переключения также может возникать сопротивление.

Если эта неровность проявляется на любой передаче и только при низких температурах (при этом исчезает помол горячего масла), причина может быть в неподходящем трансмиссионном масле . Иногда решением может быть замена масла на масло, рекомендованное производителем (обычно синтетическое).

В случае замены масла в коробке передач ранее применявшееся масло не имеет значения, в отличие от замены моторного масла.Поэтому можно применять любое минеральное или синтетическое масло. Однако учтите, что применение синтетического масла может увеличить утечку в случае утечки из коробки передач.

Однако в любом другом случае — если стоимость не имеет значения (синтетические масла дороже) — рекомендуется синтетическое масло. Минеральные масла в начале эксплуатации по своим характеристикам аналогичны синтетическим. Однако в долгосрочной перспективе они не могут конкурировать со своими показателями. Синтетическое масло очень медленно стареет и имеет лучшие параметры вязкости.Также он имеет лучшее качество и устойчивость к температурным колебаниям. В результате производительность коробки передач улучшается зимой, и вы можете получить экономию топлива до 1-2%.

Сложное переключение на любой передаче может указывать на износ ведущего диска . В результате педаль сцепления отсоединяется от диска сцепления в самом конце, у пола, или не обеспечивает полного отсоединения.

Рис. 4. Сложное переключение передач может указывать на износ ведущего диска.

4. Переключение передач затруднено или невозможно

В случае затрудненного или невозможного переключения передач стоит проверить крепления двигателя / коробки передач (с возможной передачей вибрации на кузов автомобиля) или люфт.

Рис. 5. Невозможное переключение передач может быть вызвано повреждением опор двигателя или коробки передач.

Сложное переключение передач во время движения также может быть признаком значительного износа или повреждения (точечной коррозии) зубца данной шестерни или направляющей «защелки», отвечающей за скольжение на данную передачу. .Этот отказ часто происходит из-за низкого уровня масла или его плохих смазывающих свойств.

Рисунок 6. Отмеченная область указывает на возможную причину затруднения переключения — повреждение шестерни 4-й передачи.

4. РЕМОНТ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ — ЧТО ПРЕДСТАВЛЯЕТСЯ?

Ремонт коробки передач сложен и может существенно отличаться для каждой коробки передач (из-за различных технических решений, применяемых производителями). Поэтому в данном руководстве этот процесс не рассматривается (дополнительная информация содержится в руководстве по эксплуатации автомобиля).

Ремонт коробки передач включает в себя следующие работы:

1. Выявление неисправных узлов коробки передач на основании переключения и работы коробки передач.
2. Снятие коробки передач.
3. Разборка коробки передач (требуется для ремонта).
4. Определение износа отдельных компонентов.
5. Замена поврежденных и неремонтопригодных деталей или их восстановление.
6. Сборка всех узлов с использованием новых прокладок и уплотнений.
7. Установка коробки передач на автомобиль и заливка свежего масла.

Рисунок 7. Коробка передач в разобранном виде для осмотра и разборки.

Как правило, все изношенные детали коробки передач подлежат замене. В первую очередь это касается синхронизаторов и подшипников. Во время ремонта рекомендуется подумать о замене всех подшипников. Это не приводит к значительному увеличению общих затрат на ремонт (обычно большая часть затрат приходится на разборку, ремонт и установку коробки передач).

Зубчатые шестерни, дифференциалы, корпуса коробок передач, вилки переключения передач или валы (ведомые и ведущие) также иногда требуют ремонта.

Если коробка передач была разобрана, рекомендуется также заменить уплотнение коробки передач, например, сальник полуоси или сальник промежуточного вала.

Как и в случае любого ремонта автомобиля, вы всегда можете выбрать метод «сделай сам» при условии наличия необходимых навыков и ноу-хау.

Если у вас нет необходимых навыков, знаний и необходимых инструментов или приспособлений, лучшим вариантом будет ремонт в ремонтной мастерской. Механизмы передачи точно синхронизированы. Поэтому неумелое обращение (любая ошибка при сборке) может привести к серьезному повреждению коробки передач.

Рис. 8. Ремонт коробки передач очень сложен и должен выполняться механиком с необходимыми знаниями и опытом

Поэтому рекомендуется посетить ремонтную мастерскую, чтобы произвести ремонт и наладку у профессионалов.

Стоит найти ремонтную мастерскую или профессионала, обладающего знаниями и опытом в этой области. Некоторые веб-сайты и социальные сети, а также ссылки ваших знакомых могут быть очень полезны. Лучшее решение — это заказать ремонт или регулировку на авторизованной станции технического обслуживания или в ремонтную мастерскую, имеющую опыт работы с конкретным типом автомобиля (например, ремонт только японских автомобилей или автомобилей BMW).

Такой подход обеспечивает профессиональный ремонт и предотвращает любые дополнительные незапланированные расходы, связанные с услугами, выполняемыми некомпетентными и неопытными механиками.На некоторых СТО есть в наличии необходимые запчасти. Это позволяет относительно быстро произвести ремонт и сэкономить ваше время и нервы.

Есть еще некоторые операции по техническому обслуживанию, которые вы можете выполнить самостоятельно, например, проверка уровня масла в коробке передач и доливка, если необходимо. . Если у вас есть необходимое оборудование для этих операций по техническому обслуживанию механических коробок передач, вы можете заменить масло самостоятельно. На самом деле заменить масло в коробке передач тем, кто не имеет опыта в этой области, очень просто, если это делать осторожно и точно.Обязательно заправляйте редуктор рекомендованным маслом (желательно новым синтетическим).

6. РАСХОДЫ НА РЕМОНТ

Общие затраты на ремонт зависят от следующих факторов:
1. Метод ремонта и поставщик.
2. Запасные части и расходные материалы.
3. Тип, модель и возраст автомобиля.
4. Объем ремонта.

Фактически расходы будут выше при ремонте, выполненном авторизованной сервисной станцией , которая будет взимать плату на основе своего прейскуранта.Вот почему стоит поискать независимую ремонтную мастерскую, которая имеет опыт ремонта коробок передач данной марки автомобиля. Стоимость услуги, включая разборку, ремонт и сборку (без запасных частей), составляет от 350 до 1500 злотых — в зависимости от рабочей силы и поставщика услуги.

Запасные части также существенно влияют на общую стоимость ремонта . Обычно поставщик услуг проконсультирует вас по выбору запасных частей (дешевых или дорогих).Если ремонт необходим, стоит потратить больше, чтобы быть уверенным в конечном результате. Поскольку ремонт коробки передач оборачивается значительными расходами, рекомендуется использовать исключительно оригинальные запчасти, которые стоят дороже, чем заменители. Замена запасных частей неизвестного происхождения может впоследствии привести к значительным незапланированным расходам.

Теперь проанализируем затраты, связанные с ремонтом коробки передач.

Чем моложе и дороже машина, тем больше необходимость в ремонте коробки передач.

Например, если вы выберете ремонт коробки передач для Alfa Romeo 20-летней давности, с пробегом 350 тыс. Км, то ремонт коробки передач будет стоить столько же или превысит стоимость автомобиля.
необходимо залить в коробку передач рекомендованное масло (желательно новое и синтетическое).

Рисунок 9. Для ремонта коробки передач может потребоваться несколько запасных частей, включая синхронизаторы, подшипники и вилки переключения.

Сколько стоит ремонт коробки передач?
Стоимость ремонта зависит от многих факторов, таких как марка автомобиля, модель, тип двигателя, запасные части и поставщик услуг, а также объем ремонта.

В качестве примера проанализируем стоимость Honda Civic 2003 года выпуска с показанием одометра около 180 тыс. Км.

Ремонт КПП — Honda Civic 2003.

Обслуживание, включая разборку, ремонт и сборку — примерно 400 фунтов стерлингов (независимая ремонтная мастерская) и примерно 800 фунтов стерлингов (авторизованная сервисная станция).
Комплект подшипников коробки передач, оригинальные детали (примерно 200 фунтов стерлингов).
Синхронизаторы — две шестерни с направляющими (примерно 150 фунтов стерлингов). )
Масло, прокладки, сальник полуоси (примерно 70 фунтов стерлингов)

Затраты на ремонт будут намного выше в случае серьезно поврежденной коробки передач (поврежденные зубья, дифференциал, сломанный корпус или зубчатая передача) и могут быть нерентабельными с точки зрения экономии и практики.

7. ЕСТЬ ЛИ АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ?

1. Замена КПП на б / у

Из-за дороговизны ремонта коробки передач стоит рассмотреть альтернативные решения.

Вы также можете рассмотреть возможность покупки подержанной коробки передач для замены изношенной. Хотя это может быть дешевле, у этой альтернативы есть некоторые недостатки. Вы сможете оценить работу коробки передач, а не ее сборку.

Перед покупкой подержанной коробки передач слейте немного трансмиссионного масла, чтобы проанализировать его цвет и плотность. Если присутствует металлическое наполнение, покупка этой коробки передач может быть не самой удачной идеей. Следует отметить, что опорожненная коробка передач или низкий уровень масла могут указывать на потенциально ржавые внутренние детали.

Вы также можете рассмотреть возможность покупки регенерированной сборки. Некоторые поставщики могут разрешить вам вернуть старую и неисправную сборку в обмен на более привлекательную цену. Например, регенерированная коробка передач VW Golf 1.9 Sdi IV стоит около 400 фунтов стерлингов. Вам все равно придется заплатить за замену коробки передач, которая стоит от 200 до 400 фунтов стерлингов.

Приобретенная коробка передач должна иметь такую ​​же маркировку, как и старая, снятая с автомобиля. Коробки передач, собранные в нескольких моделях (например, Seat Leon 1.9 TDI и Seat Leon 1.8 T), могут иметь разные передаточные числа коробки передач. Вот почему стоит проконсультироваться с продавцом относительно условий продажи, а также гарантии (желательно трехмесячная гарантия

Препарат облегчает восстановление и восстановление изношенных синхронизаторов (которые чаще всего являются причиной скрежета при переключении или затруднения переключения). Применение Ceramizer® для коробок передач улучшает переключение передач, обеспечивает бесшумную работу и может продлить срок службы узлов в пять раз. В большинстве случаев это устраняет проблемы с механической коробкой передач.

На самом деле этот процесс не происходит сразу.Это связано с тем, что керамическое покрытие образуется (создается соединение частиц добавки и металлических частиц) из-за высокой температуры поверхностей, подверженных трению из-за действия добавки Ceramizer® сразу после проезда не менее 1500 км. Этот препарат также регенерирует детали двигателя и res

Рис. 10. Присадка Ceramizer® для механической трансмиссии — улучшает работу коробки передач (например, изношенных синхронизаторов), обеспечивает регенерацию и продлевает срок ее службы в пять раз.

Используемое металлокерамическое покрытие защищает редуктор от дальнейшего износа. Это прочное, прочное и прочное покрытие отличается низким коэффициентом трения, отлично передает тепло и устойчиво к высоким температурам / механическим нагрузкам.

Рис. 11. Керамическое покрытие, образованное добавкой Ceramizer® сразу после проезда не менее 1500 км.

Затраты на присадки очень низкие по сравнению с затратами на ремонт коробки передач. Affordable Ceramizer® не оказывает отрицательного воздействия, и его применение может улучшить работу коробки передач и двигателя, что было подтверждено многими нашими клиентами (прочтите отзывы наших клиентов — более 140 страниц — нажмите здесь).

Применение Ceramizer® может не дать положительных результатов в случае поломки (например, поломки зубчатого колеса) или чрезмерного износа редуктора. Такая поломка требует разборки и ремонта.

Можно предотвратить дорогостоящий ремонт коробки передач, выполнив 9 советов по обслуживанию, которые позволят вам продлить СРОК СЛУЖБЫ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ :

1.Масло в коробке передач меняйте так часто, как рекомендовано в инструкции по эксплуатации, желательно каждые 60 тысяч км.
2. Не переключайте трансмиссию резко и быстро, так как синхронизатор не может синхронизировать вращение вала и шестерни.
3. При переключении передач полностью выключите сцепление, нажав педаль сцепления до конца.
4. Не держите руки за рычаг переключения передач, так как вилка переключения шестерен может соприкасаться с вращающимися частями и вызывать их преждевременный износ.
5.Регулярно проверяйте парковочное место на герметичность каждые 5 тысяч км и осматривайте коробку передач на наличие масляных пятен.
6. После переключения передач медленно и равномерно отпустите педаль сцепления (особенно на 1 и задней передаче), чтобы избежать рывков и резкого трогания с места.
7. Никогда не включайте заднюю и первую передачу, пока автомобиль не остановится полностью.
8. Всегда включайте передачу, соответствующую частоте вращения двигателя. Не забывайте следить за счетчиком оборотов и проконсультироваться с инструкциями производителя по советам по экономичному вождению (обратитесь к руководству пользователя или проконсультируйтесь с продавцом).
9. Нанесите присадку к маслу для механической трансмиссии Ceramizer®, препарат, обеспечивающий профилактическое обслуживание коробки передач. Присадка к трансмиссионному маслу не только улучшает характеристики и предотвращает скрежет при переключении передач, но также обеспечивает тихую работу и продлевает срок службы. Это экономит ваши деньги и обеспечивает регенерацию поверхностей, которые подвергаются трению при работе коробки передач.

Посетите: www.ceramizer.com, чтобы узнать больше о препарате Ceramizer®.

Одноконусные и многоконусные синхронизаторы с углеродной фрикционной накладкой — сравнение предельных нагрузок и характеристик износа

Синхронизаторы широко используются в коробках передач трансмиссий легковых и грузовых автомобилей. Эти элементы машины синхронизируют скорость вращения выходного вала и зацепляемой шестерни, чтобы обеспечить плавное переключение передач. Для процесса синхронизации используется коническая муфта с тремя поверхностями трения для ускорения или замедления первичного вала и зубчатого колеса, которые имеют разные скорости вращения.После синхронизации крутящий момент передается кулачковой муфтой. Подробно процесс синхронизации описан в [1, 2]. Многоконусные синхронизаторы особенно используются на низших передачах, так как их крутящий момент значительно выше, чем у одноконусных синхронизаторов. Более высокий момент трения приводит к более быстрому переключению, но большая сложность синхронизаторов с несколькими конусами делает их более дорогими и может увеличить момент сопротивления [3]. На рис. 1 показан типичный двухконусный синхронизатор и его компоненты.Блокиратор и внутреннее кольцо соединяются вместе выступами на внутреннем кольце и карманами на блокирующем кольце. Дополнительно промежуточное кольцо соединено с зубчатым колесом проушинами и соответствующими выемками на зубчатом колесе. Крутящий момент, возникающий между осевыми плоскими поверхностями внутреннего кольца и зубчатого колеса, намного меньше, чем между поверхностями трения. Он составляет примерно 5% от общего крутящего момента всего синхронизатора [4]. Синхронизатор с тройным конусом имеет дополнительную коническую поверхность трения на внутреннем кольце, которая контактирует с конусом на шестерне.Об исследовании синхронизаторов с несколькими конусами сообщается в [4,5,6,7,8,9]. Эрдманн [4] исследует эффективность синхронизатора, определяемую как отношение измеренного момента трения к расчетному. Эксперименты в [4] измеряют наименьшую эффективность при увеличении силы переключения и самую высокую эффективность при уменьшении силы переключения во время зацепления. Другие параметры, такие как давление на поверхность, скорость скольжения и температура, в меньшей степени влияют на эффективность. Сайкс [5] описывает процесс разработки новых синхронизаторов с тройным конусом из латуни и связанные с ними проблемы во время испытаний и их соответствующие решения.Абдель Халим и др. [6] демонстрирует преимущества синхронизаторов с несколькими конусами по сравнению с синхронизаторами с одним конусом, например, больший крутящий момент теоретически и на испытательном стенде.

Для безопасного процесса синхронизации момент трения должен превышать момент снятия блокировки (индексный момент), когда скорости вращения различны [1]. Момент трения T _F , крутящий момент, который действует на поверхности трения и синхронизирует скорость вращения, рассчитывается по [2]:

$$ T_ {F} = n \ cdot F_ {ax} \ cdot \ frac { d_ {m} \ cdot \ upmu} {2 \ cdot \ sin \ alpha} $$

(1)

F _ax — осевое усилие на блокирующее кольцо, μ — коэффициент трения (CoF) между конусами, d _м — средний диаметр конуса, n — количество поверхностей трения, α — угол конуса (угол между конусом и осью конуса).Уравнение предполагает, что для синхронизаторов с несколькими конусами µ одинаково на каждой поверхности трения, а d _м — это среднее значение среднего диаметра конуса каждой поверхности трения. Момент разблокировки T _Z равен [2]:

$$ T_ {Z} = F_ {ax} \ cdot \ frac {d_ {D}} {2} \ cdot \ frac {1- \ mathrm {\ mu} _ {D} \ cdot \ tan \ frac {\ beta} {2}} {\ mathrm {\ mu} _ {D} + \ tan \ frac {\ beta} {2}} $$

(2)

d _D — это делительный диаметр (граница раздела между блокирующими зубьями и скользящей втулкой), µ _D — коэффициент трения фаски, а β — угол фаски (угол между обеими боковыми поверхностями зуба).Чтобы заблокировать зацепление шестерни во время синхронизации, T _F > T _Z , и должно выполняться соотношение (3). Если статический CoF между конусами превышает tanα, может произойти самоблокировка [2].

$$ \ mathrm {\ mu}> \ frac {d_ {D}} {n \ cdot d_ {m}} \ cdot \ sin \ alpha \ cdot \ frac {1- \ mathrm {\ mu} _ {D } \ cdot \ tan \ frac {\ beta} {2}} {\ mathrm {\ mu} _ {D} + \ tan \ frac {\ beta} {2}} $$

(3)

Различные режимы отказа синхронизаторов вызывают конфликты.Столкновение происходит, когда скользящая втулка пытается зацепиться с зубьями муфты шестерни, хотя между этими частями все еще существует значительная разница в скорости вращения. Типичные виды отказов описаны в [1, 2, 10,11,12,13,14] и резюмируются следующим образом:

• Коэффициент трения на поверхностях трения слишком низкий во время синхронизации.

• Износ поверхностей трения уменьшает осевой зазор между стопорным кольцом и зубчатым колесом до нуля.Крутящий момент передается не через конусы, а через плоскую поверхность.

• Компоненты обрыва синхронизатора (например, кольцо блокировки).

• Фаска угла блокирующего кольца изменяется из-за износ.

• Десинхронизация после фазы свободного полета из-за больших потерь на лобовое сопротивление.

• Неадекватная предварительная синхронизация.

В приложениях с высокими нагрузками углерод используется в качестве фрикционной накладки, поскольку он может выдерживать более высокое поверхностное давление, работу трения и мощность по сравнению с другими фрикционными накладками.Из-за низкой теплопроводности углеродных фрикционных накладок многоконусные синхронизаторы, которые имеют небольшую тепловую массу и худшее охлаждение по сравнению с системами с одним конусом, демонстрируют высокие температуры поверхности во время зацепления, что приводит к повреждению как фрикционной накладки, так и смазочного материала.

Acuner et al. [11] исследуют виды отказов синхронизаторов с одним конусом с углеродными фрикционными накладками и определяют режим отказа, связанный со смазкой и фрикционной накладкой. Из-за высоких температур поверхности продукты трещин от смазки блокируют поры фрикционной накладки и значительно уменьшают глубину шероховатости сердечника sRk.Снижение sRk хорошо коррелирует со снижением µ _min (минимальный CoF в диапазоне 5… 90% v _gmax во время боя). Это уменьшает CoF в начале процесса синхронизации. Соотношение (3) не выполняется, что приводит к преждевременному сбою синхронизатора. Osanai et al. [15] и Maeda et al. [16] описывают тот же эффект для бумажных фрикционных накладок. Второй вид отказа — это износ матрицы фрикционных накладок. Превышение определенного температурного уровня приводит к такому ухудшению качества.Это приводит как к более низкой механической прочности, так и к снижению адгезии углеродных частиц к фрикционным накладкам на основе частиц. Acuner et al. [11] наблюдают разрыв волокон для тканых фрикционных накладок в исследованиях SEM.

Häggström [17] описывает, что при температуре выше 200 ° C на углеродной фрикционной накладке из углепластика возникают горячие точки. Ухудшение характеристик и значительный износ начинаются примерно при 230… 250 ° C. Испытания были прекращены после 10 000 циклов и не привели к выходу из строя синхронизаторов.

В нескольких публикациях описывается термомеханическое моделирование синхронизаторов [4, 12, 14, 18,19,20,21,22,23,24]. Erdmann [4], основываясь на предварительной работе Spreckels [20] и Neudörfer [19], которые создали модель и определили параметры материала для различных фрикционных накладок, проводит 2D и 3D термомеханическое моделирование на многоконусных синхронизаторах. Распределение давления на поверхности трения было неоднородно как в осевом, так и направлении по окружности из-за неоднородное поперечное сечение блокатора кольца.Häggström et al. [24] описывает свой подход к моделированию теплового поведения синхронизатора с одним конусом и исследует влияние параметров на максимальную температуру поверхности. Прямолинейность и начальная разность углов влияют на максимальную температуру поверхности трения больше, чем объемная конструкция синхронизатора. Häggström et al. [23] расширяют свою работу и вводят методологию для проверки своих симуляций. Кроме того, Häggström et al. [17, 25] исследуют влияние производственных допусков, таких как относительные углы конуса или овальность для фрикционных накладок из углерода и молибдена (Mo).Некруглость приводит к более высоким максимальным температурам поверхности. Максимальную температуру поверхности можно оптимизировать за счет подходящего угла конуса. Acuner et al. [18] и Neudörfer [19] подтверждают это в своих исследованиях.

Однако было проведено много исследований синхронизаторов, характеристики одно- и многоконусных синхронизаторов с углеродной фрикционной накладкой подробно не исследовались. Это исследование направлено на определение пределов нагрузки и представляет метод оценки для сравнения производительности различных систем синхронизаторов.Отрывок из этих результатов был представлен на выставке Dritev — Getriebe в Fahrzeugen 2019 в Бонне [26].

Проверка работоспособности синхронизатора механической коробки передач

[1] Чжихун Ван, Фуу Ян, Шаопэн Тянь. Разработка испытательного стенда механической коробки передач.ICEICE 2011, Vol. 1. С. 825.

DOI: 10.1109 / iceice.2011.5777252

[2] Цзяжуй Лю.Строительство автомобиля. (China Communications Press, Пекин, 2004 г.). (на китайском языке).

[3] Zongyang Gong, Weigong Zhang, Gang Chen, Wangjun Wang.Анализ и оценка синхронизатора ручной трансмиссии. IEEE 2008, стр.845.

DOI: 10.1109 / paciia.2008.121

[4] Хироаки Хосино (1999).