ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92

Содержание

Принцип работы синхронизатора коробки передач

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

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

а) – Устройство синхронизатора:

1) – Вилка;

2) – Муфта;

3) – Шестерня;

4) – Ступица;

5) – Пружины;

6) – Сухарики;

7) – Блокирующие кольца;

8) – Зубчатый венец;

б) – Схема сил, действующих при работе синхронизатора.

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

На [рис. 1, б)]:

(N) – нормальная реакция;

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

(P) – сила, препятствующая включению передачи;

(F) – сила трения.

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

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

17*

Похожие материалы:

устройство, назначение и принцип работы

Как МКПП (механические коробки), так и РКПП (АМТ, роботизированные коробки) представляют собой синхронизированные КПП. Если просто, чтобы добиться максимально плавного и «мягкого» включения передачи, происходит выравнивание частоты вращения вала и соответствующей шестерни в коробке передач.

Такое выравнивание становится возможным благодаря наличию синхронизатора. Синхронизатор также уменьшает общий износ механического соединения, снижается уровень шума при переключении, увеличивается срок службы КПП.

Содержание статьи

 Как устроен синхронизатор коробки передач

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

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

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

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

Устройство синхронизатора предполагает наличие таких элементов:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Получается, 3-х конусный синхронизатор имеет целых три поверхности трения. Первая поверхность между конусом шестерни и внутренним кольцом, вторая — между внутренним и промежуточным кольцом, тогда как третья между промежуточным и блокирующим кольцом.

Еще добавим, что в КПП могут одновременно устанавливаться как двухконусные, так и трехконусные синхронизаторы.

Принцип работы синхронизатора КПП

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

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

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

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

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

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

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

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

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, муфта может перемещаться по синхронизирующему кольцу, и возникает большое ускорение, что приводит к большому скачку скорости.Это явление верно только качественно, но не количественно.

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

Угловая скорость передачи больше угловой скорости ступицы

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

Для момента трения (TX):

Угловая скорость передачи момента трения превышает угловую скорость ступицы

Блокирующий момент (TI):

Угловая скорость редуктора крутящего момента блокировки больше угловой скорости ступицы

Усилие скользящей муфты (Фс_с):

Усилие скользящей муфты

Усилие вилки (FX):

Усилие вилки

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

Угловая скорость ступицы больше угловой скорости шестерни

Для момента трения (TX):

момент трения

Блокирующий момент (TI):

Блокирующий момент

Усилие вилки (FX):

Усилие вилки

Данные моделирования сведены в таблицу ниже:

РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Vel_Gear_gr_Vel_Hub

Vel_Hub_gr_Vel_Gear

∫TX * dt [Н * мм * с]

Δt [с] ∫TX * dt [Н * мм * с]

Δt [с]

90

0,0486 107

0,05

Tx_avg [Н * мм]

1851,852 Tx_avg [Н * мм]

2140 000

Относительная погрешность [%]

11 765 Относительная погрешность [%]

4 902

∫TI * dt [Н * мм * с]

Δt [с] ∫TI * dt [Н * мм * с]

Δt [с]

62

0,0486 87

0,05

TI_avg [Н * мм]

1275 720 TI_avg [Н * мм]

1740 000

Относительная погрешность [%]

36 148 Относительная погрешность [%]

28 780

∫Fs_s * dt [Н * мм * s]

Δt [с] ∫Fs_s * dt [Н * мм * s]

Δt [с]

3,2343

0,0486 3,38

0,05

Fs_s_avg [N]

66,549 Fs_s_avg [N]

67 600

Относительная погрешность [%]

25 227 Относительная погрешность [%]

21 858

∫FX * dt [Н * мм * с]

Δt [с] ∫FX * dt [Н * мм * с]

Δt [с]

2,8665

0,0486 3,42

0,05

FX_avg [N] 58,981 FX_avg [N]

68 400

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Случай: угловая скорость шестерни больше угловой скорости ступицы

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

Случай: угловая скорость ступицы больше угловой скорости шестерни

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

Заключение

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

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

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

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

Список литературы

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

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

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

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

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

Как работает синхронизирующая коробка передач? — Лучшее объяснение когда-либо

Введение

Модификации компонента продолжают происходить до тех пор, пока идеальное или близкое к идеальному состояние компонента не будет достигнуто, поэтому с учетом этой мысли инженеры продолжают исследования механической коробки передач, чтобы получить максимальную отдачу от Это привело исследователей из General Motors к разработке синхронизирующей коробки передач или системы трансмиссии в 1928 году, эта система преодолела ограничения более поздней системы трансмиссии и дала ответы на все вопросы, связанные с трансмиссией, давайте узнаем об этом больше.

Синхронизирующая коробка передач или система трансмиссии — это тип системы трансмиссии, в которой кулачковые муфты коробки передач с постоянным зацеплением заменены специальными устройствами переключения, известными как синхронизирующие устройства, которые делают систему компактной, а также обеспечивают плавное и бесшумное переключение передач.

В синхронизирующей передаче пара шестерен, которая должна использоваться для окончательной передачи выходной мощности, сначала приводит фрикционный контакт с синхронизирующим устройством, а затем происходит окончательный выбор соответствующей передачи.

Обычно поставляется с 5-ступенчатой ​​механической коробкой передач с 1 задним ходом, например, Maruti Suzuki Swift.

С соответствующей модификацией рычажного механизма переключения передач синхронизирующая коробка передач также используется в гоночных автомобилях, таких как Формула-1, благодаря своей быстрой и плавной реакции.

Зачем нужна синхронизирующая коробка передач?

С тех пор, как в системе трансмиссии от скользящей сетки до постоянной сетки, в обе системы были внесены различные модификации, чтобы сделать их плавными, менее шумными и сделать реакцию переключения быстрой, хотя постоянная сетка преодолела важные ограничения скольжения. коробка передач с зацеплением, такая как двойное выключение сцепления, износ и разрыв, но все же имеет свои ограничения, давайте обсудим их:

  • Реакция на переключение передач в коробке передач постоянного зацепления не такая быстрая, как кулачковые муфты, используемые в коробке передач с постоянным зацеплением должен зацепиться с вращающейся парой шестерен, что не является быстрой задачей.
  • В коробке передач с постоянным зацеплением отсутствует механизм, который мог бы приводить все вращающиеся валы, в том числе вал сцепления, главный вал и промежуточный вал, с одинаковой скоростью вращения, которая отвечает за резкое переключение передач.
  • Зубцы собачьих муфт показывают износ, что, в свою очередь, увеличивает необходимость в обслуживании системы.
  • Переключение передач в коробке передач с постоянным зацеплением является шумным процессом, так как кулачковые муфты должны контактировать с вращающейся зубчатой ​​парой.
  • Коробка передач с постоянным зацеплением не компактна по сравнению с коробкой передач с синхронизатором.

Эти проблемы побудили General Motors разработать синхронизирующую коробку передач, которая до сих пор используется почти в 52% автомобильных транспортных средств.

Также прочтите:

Основные компоненты
1. Валы —

Как и в коробке передач с постоянным зацеплением, в синхронизирующей коробке передач используются 3 вала —

(i) Главный вал — То же, что и постоянного зацепления в качестве выходного вала используется шлицевой вал, на котором установлены синхронизаторы и шестерни.

(ii) Промежуточный вал — Это промежуточный вал, на котором установлены шестерни подходящего размера и

зубцов

, и он используется для передачи вращательного движения от вала сцепления к конечному выходному валу.

(iii) Вал сцепления — Это вал, используемый в качестве входного вала в коробке передач, поскольку он передает выходную мощность двигателя на коробку передач, так же, как и коробка передач с постоянным зацеплением

2. Шестерни-

Обычно их 2 типы используемых в этом зубчатых колесах —

(i) Цилиндрические зубчатые колеса — Эти зубчатые колеса имеют зубья с угловыми срезами на цилиндрической металлической поверхности.

(ii) Конические зубчатые колеса — Эти зубчатые колеса имеют зубцы с угловой резкой на конической металлической поверхности.

3. Синхронизаторы —

Это специальные устройства переключения, используемые в синхронизирующей коробке передач, которая имеет конические канавки, прорезанные по ее поверхности, которые обеспечивают фрикционный контакт с шестернями, которые должны быть зацеплены, чтобы выровнять скорость главного вала. промежуточный вал и вал сцепления, что, в свою очередь, обеспечивает плавное переключение передач.

4.Рычаг переключения передач —

Это рычаг переключения передач, которым управляет водитель и который используется для выбора соответствующей передачи, то есть 1, 2, 3, 4, 5 или передачи заднего хода.

Работа синхронизирующей коробки передач

Выбор передач в синхронизированной коробке передач в некоторой степени такой же, как и в коробке передач с постоянным зацеплением, которые:

Первая передача

Когда водитель нажимает или тянет рычаг переключения передач, чтобы выбрать первую шестерня, которая обеспечивает максимальный крутящий момент и минимальную скорость и используется для вывода транспортного средства из исходного состояния, синхронизирующее устройство, прикрепленное с парой зацепленных шестерен, имеющей наибольшую шестерню главного вала и наименьшую шестерню промежуточного вала, уравнивает скорость валы путем фрикционного контакта с парой и, наконец, получается первая шестерня.

Вторая шестерня

Это шестерня, имеющая более низкий крутящий момент и более высокую скорость, чем первая шестерня, и получается, когда пара шестерен, имеющая вторую по величине шестерню главного вала и вторую по величине шестерню промежуточного вала, находится в зацеплении соответствующими синхронизатор.

Третья шестерня

Эта шестерня, имеющая более высокую скорость и меньший крутящий момент, чем вторая шестерня, получается, когда соответствующее синхронизирующее устройство, прикрепленное к паре шестерен, имеющей шестерню промежуточного размера главного вала и шестерню промежуточного размера промежуточного вала, входит в контакт.

Четвертая передача

Это вторая наивысшая передача, которая получается, когда соответствующее синхронизирующее устройство, прикрепленное к паре зацепленных шестерен, имеющей вторую наименьшую шестерню главного вала и вторую наибольшую шестерню промежуточного вала, входит в контакт.

Пятая передача

Это шестерня наивысшей скорости и наименьшего крутящего момента, которая передает максимальную скорость вала сцепления на главный или выходной вал, и получается, когда соответствующее синхронизирующее устройство прикреплено к паре зацепленных шестерен, имеющих наименьшую передачу. главного вала и наибольшей шестерни промежуточного вала соприкасаются.

Примечание — В некоторых транспортных средствах, таких как ktm duke 390cc, установлена ​​повышающая передача, которая напрямую получает выходной сигнал от вала сцепления и передает его на главную передачу, когда транспортное средство находится в длительном пробеге с высокой скоростью или когда транспортное средство спускается вниз. холм.

Шестерня заднего хода

Это шестерня, которая меняет направление выходного вала, который, в свою очередь, меняет направление движения транспортного средства с помощью промежуточной шестерни, которая обычно устанавливается посередине промежуточного вала и главного вала. и получается, когда промежуточная шестерня входит в контакт с шестернями на главном и промежуточном валах.

Примечание — Передача заднего хода не имеет синхронизирующего механизма, поэтому вращение вала коробки передач полностью прекращается перед включением передачи заднего хода.

Для полного понимания просмотрите видео, представленное ниже:

Приложение

Оно имеет широкое применение, так как почти 50% транспортных средств на дорогах используют синхронизирующие коробки передач, некоторые из них:

  • В Maruti Suzuki Swift он поставляется с 5-ступенчатой ​​механической коробкой передач с 1 задним ходом.
  • Используется в мотоциклах, таких как ktm duke 390cc.
  • Большинство гоночных автомобилей, таких как Формула-1, используют синхронизирующую коробку передач с подходящей модификацией рычага переключения, так как они требуют внезапного переключения передач с высокого крутящего момента на высокую скорость, потому что им приходится мчаться по зигзагообразной трассе с крутыми поворотами.

Как работает синхронизатор?

Синхронизаторы являются важной частью механической коробки передач и помогают вам идеально переключаться.

Коробки передач

— это безумно сложные чудеса машиностроения, которые позволили автозаводам постоянно ускорять свои машины, используя связку шестерен разного диаметра.Проблемы возникают из-за того, что все эти шестерни имеют зубцы, выступающие по их внешней окружности, которые необходимы для передачи мощности от двигателя к колесам через трансмиссию. Если эти зубья не выровнены идеально, шестерни выходного вала будут хрустеть вместе с шестернями промежуточного вала, что потенциально может привести к поломке зубьев и дорогостоящему счету.

Выравнивание шестерен в трансмиссии зависит от скорости, с которой они вращаются; если шестерни вращаются с правильной скоростью, зубья будут сцеплены вместе и смогут передавать мощность через карданные валы и колеса.В свое время искусство согласования оборотов и двойного выключения сцепления использовалось для эффективного переключения передач, но изобретение синхронизатора навсегда изменило механическую коробку передач как единое целое, упростив процесс переключения передач.

Синхронизатор зубчатых передач от Jeep с внутренними и внешними шлицами.

Синхронизатор почти похож на маленькую муфту, которая сидит на выходном валу между шестернями, замедляя или увеличивая относительную скорость передачи, необходимую для идеального зацепления зубьев в трансмиссии.

Механизм синхронизатора состоит из трех основных частей — требуемой передачи, объемного кольца и блока синхронизатора. Объемное кольцо имеет внешние зубья, которые входят в зацепление с зубьями синхронизатора, но оно также имеет внутреннюю канавку, которая входит в зацепление с шестерней, которая должна быть зацеплена. Синхронизатор имеет внутренний шлиц, который совпадает с выходным валом, а затем внешний шлиц, который позволяет внутреннему кольцу перемещаться внутри шестерни. Это внешнее кольцо предназначено для зацепления с объемным кольцом только после того, как их скорости совпадают, зацепляя зубья вместе.

Вот отличное видео, показывающее, что происходит во время переключения передач в замедленном режиме:

Итак, когда вы начинаете выбирать передачу с помощью рычажного механизма, вилки селектора создают давление на опорное кольцо, которое затем начинает замыкаться на главной выбранной передаче.К счастью, шестерня имеет конусообразный выступ на нем, который вызывает трение с объемным кольцом, которое также содержит втулку, имеющую идеальную форму для приема плеча, что замедляет передачу. Вскоре объемное кольцо и шестерня движутся с одинаковой скоростью и в полной гармонии.

При приложении дополнительной силы, когда физический сдвиг осуществляется через рычажный механизм, блок синхронизатора скользит по кольцевому корпусу, причем оба они вращаются с одинаковой скоростью. Внутреннее кольцо синхронизатора позволяет внешнему радиусу синхронизатора полностью совпадать с главной передачей, синхронизируя их движение вместе и плавно завершая переключение передач.

Раньше необходимость дважды выжимать сцепление — так называемое двойное выключение — было нормой.

Синхронизатор эффективно позволяет завершить переключение передач одним нажатием на педаль сцепления, по существу, ускоряя согласование оборотов за счет эффективного зацепления зубьев.Вместо того, чтобы согласовывать скорость диска сцепления и маховика, синхронизатор выполняет всю работу немного дальше по линии и делает ручное переключение передач намного проще, чем это было раньше.

Мы считаем само собой разумеющимся, насколько хорошо автомобильные трансмиссии выполняют свою работу в наши дни, особенно с учетом уровня мощности двигателя, который теперь обеспечивается современными коробками передач. Но синхронизаторы похожи на связки автомобиля, плавно соединяя передачу мощности от одной мышцы к остальному телу.

Итак, в следующий раз, когда вы в последний момент включите переключение сразу под красной линией, и пазы для передач плавно встанут на место, помните, что некоторая гениальная инженерия была ключом к этому приятному переключению передач.

Synchromesh | Как это работает

Введение

Ранние автомобили требовали от водителя гораздо большего мастерства, чем современные машины. Одним из основных навыков, которым должен был овладеть водитель, было бесшумное и плавное переключение передач.Первоначально на переключение передач влияло выскальзывание одной шестерни из зацепления с другой, а затем включение другой пары шестерен. Небольшой зазор между наборами зубьев требовал, чтобы скорости задействованных шестерен должны быть точно синхронизированы, чтобы избежать шума и повреждений.

Эта трудность означала, что водитель должен был овладеть техникой «двойного выключения сцепления», навыком, который до сих пор важен для водителей автомобилей, у которых нет синхронизатора между первой и второй передачами.Смысл двойного выключения сцепления заключается в том, чтобы синхронизировать скорость входного вала и, следовательно, в редукторах с промежуточным валом, промежуточный вал со скоростью выходного или главного вала, так что шестерни могут включаться чисто и бесшумно.

Метод заключается в кратковременном повторном включении сцепления, когда рычаг переключения передач был переведен в нейтральное положение во время переключения передачи. Входной вал вращается быстрее на более низких передачах, поэтому для переключения на более высокую передачу повторное включение сцепления снижает скорость вращения входного вала до тех пор, пока она не станет ближе к скорости выходного вала.В качестве альтернативы, для переключения понижающей передачи скорость двигателя может быть увеличена при временном повторном включении сцепления, и это приведет к увеличению скорости вращения первичного вала до тех пор, пока она не будет синхронизирована со скоростью выходного вала. . Именно время и оценка этих переключений передач затрудняют точное двойное выключение сцепления. Однако после появления собачьих сцеплений искусство двойного выжимания стало менее важным.

Более того, к концу 1920-х годов машина перестала быть машиной только для энтузиастов и стала в первую очередь утилитарным устройством, которое, как следствие, получило гораздо более широкое применение.Новый класс автовладельцев был менее заинтересован в освоении тонкостей управления своими транспортными средствами, но скрежет плохо синхронизированного переключения передач все еще был нежелательным явлением. Это создало потребность в значительном технологическом прогрессе, который устранил бы необходимость в двойном выключении сцепления и тщательном управлении акселератором во время переключения передач. Это усовершенствование, получившее название синхронизатора, было впервые разработано в США компанией General Motors.

Принципы синхронизатора

Принципы синхронизатора относительно просты.Фактические механические детали различных систем, однако, намного сложнее, но, в основном, синхронизатор на самом деле является улучшением собачьего сцепления. Собачьи муфты были следующим этапом в разработке коробки передач, когда стали очевидны проблемы с зацеплением скользящей шестерни. Вместо того, чтобы сдвигать шестерни в зацепление и выходить из зацепления, кулачковые муфты фиксируют каждую шестерню на главном валу, когда рычаг переключения передач перемещается в соответствующем направлении. Несмотря на улучшение, собачьи сцепления также страдали от необходимости в точной синхронизации, и системы синхронизатора были разработаны для автоматической регулировки скорости собак, чтобы обеспечить легкое сцепление.

По существу, зацеплению кулачков предшествует контакт между двумя поверхностями трения, обычно внутренним и внешним конусом. Этот контакт, возникающий при начальном перемещении рычага переключения передач, стремится синхронизировать скорости двух фрикционных конусов, таким образом обеспечивая легкое зацепление кулачков, когда рычаг переключения передач полностью перемещен в исходное положение. Регулировка скорости вращения за счет фрикционного контакта всегда происходит на входном валу, поскольку выходной вал, соединенный с ведущими колесами, вращается со скоростью, определяемой скоростью движения автомобиля.Таким образом, контакт не влияет на скорость конуса, соединенного с выходным валом. Следовательно, скорость конуса на входном валу повышается или понижается, чтобы соответствовать скорости выходного вала.

После того, как конусы зацепились и синхронизировались, скользящий элемент кулачковой муфты может продолжить свое движение и зацепить кулачковые зубья на шестерне шестерни. Первоначально синхронизатор устанавливался только на два наиболее часто используемых передаточных числа в коробке передач: четвертую и третью передачи на четырехступенчатых коробках передач или третью и вторую передачи на трехступенчатых единицах, которые были популярны во время введения синхронизаторов.В более поздние годы синхронизатор был добавлен к другим передаточным числам в коробке передач, но первая передача часто не синхронизировалась на ряде автомобилей, выпущенных только в середине 1960-х годов.

Коробка передач для аварии

Базовая коробка передач состоит из нескольких зубчатых колес, которые передают мощность от одного вала к другому, и путем выбора правильного размера зубчатого колеса можно получить требуемую скорость вала. При переключении передач шестерни перемещаются так, что комбинации шестерен разного размера входят в зацепление.В свое время автомобили оснащались уже устаревшей аварийной коробкой передач. При этом шестерни просто скользили по шлицам в зацепление. Недостатком этого типа коробки передач было то, что для бесшумного переключения передач необходимо было, чтобы шестерни вращались с одинаковой скоростью; таким образом, водитель, отключив одну передачу, должен был отпустить педаль сцепления и щелкнуть акселератором, чтобы разогнать двигатель до скорости, с которой он работал бы, если бы необходимые передачи были в зацеплении.

Водителю пришлось снова выключить сцепление, и шестерни остались вращаться с правильной скоростью под собственным импульсом.Затем они тихо и легко скользили в сетку. Этот метод переключения передач известен как «двойное выключение сцепления». Если водитель не смог правильно дважды выключить сцепление, шестерни заскрежетали, произошел чрезмерный износ и даже шестерни могли быть повреждены. Двойное выключение требует значительных навыков и практики, прежде чем его можно будет выполнять легко и эффективно; хотя некоторые из тех, кто считает вождение и его приемы искусством, его применяют, в настоящее время он не получил широкого распространения. Чтобы преодолеть этот недостаток краш-бокса, была разработана система автоматической синхронизации скоростей передач.Система, известная как синхронизатор, возникла в Америке, где она появилась на автомобилях Cadillac и La Salle в 1928 году.

Cone Synchromesh

Самая простая форма синхронизатора сейчас используется редко, но она иллюстрирует принципы, на которых основаны многие из более сложных системы работают. Сторона включения передачи имеет две особенности. Во-первых, он имеет полый конус, а во-вторых, конус окружен кольцом собачьих зубов. Конус и зубья — это компоненты, с которыми синхронизирующий механизм контактирует при переключении передач.Сам механизм синхронизатора состоит из двух частей. Он имеет центральную ступицу, которая расположена в узких шлицах, врезанных в главный вал коробки передач, что позволяет ступице как вращаться, так и скользить по главному валу. Вторая часть сборки представляет собой кольцо с зубьями, соответствующими зубьям на стороне зубчатого колеса. Кольцо, в свою очередь, имеет шлицевое соединение со ступицей, но сдерживается от скольжения по нему рядом подпружиненных шариков, которые размещаются в углублениях, установленных в кольце.

Механизм довольно прост в эксплуатации.Большинство переключений передач осуществляется водителем за одно плавное движение, но на самом деле они состоят из двух этапов: перевод рычага переключения передач в нейтральное положение и затем в желаемое положение в «воротах» рычага переключения передач. Рычаг переключения передач соединен с буртиком узла синхронизатора, поэтому, когда рычаг переводится в нейтральное положение, весь узел, включая ступицу и кольцо, перемещается вверх по главному валу. При этом два конуса, один на шестерне и один на ступице синхронизатора, соприкасаются, и конусы поворачиваются вместе.Трение между конусами заставляет шестерню и синхронизатор вращаться с одинаковой скоростью.

Когда водитель переводит рычаг переключения передач на вторую ступень, он, следовательно, оказывает большее давление на синхронизатор в сборе. Ступица не может двигаться дальше, так как она уже сильно прижата к зубчатому колесу, поэтому дополнительное давление вынуждает муфту скользить по шлицам, сжимая подпружиненные шарики. Это движение втулки приводит в контакт его зубья и зубья на стороне зубчатого колеса, и, следовательно, они входят в зацепление.Затем зубчатое колесо блокируется с главным валом через кольцо и шлицевую ступицу, и процесс переключения передач завершается. Этот тип синхронизатора хорошо работает в теории, но на практике оказался менее удовлетворительным. Это зависит от того, достигают ли два конуса синхронизации до того, как рычаг переключения передач переместится во второе положение, но это не защищает от последствий переключения передач нетерпеливым водителем.

Если рычаг переключения передач перемещается раньше, водитель «включит синхронизатор» и заставит упоры войти в контакт до того, как скорость компонентов будет синхронизирована.Если это произойдет, возникнут все старые неисправности, такие как скрежет, неэффективность и сильный износ зубьев собачьих сцеплений. Решение состоит в том, чтобы включить компонент, который не даст собакам зацепиться до тех пор, пока конусы не начнут работать с одинаковой скоростью. На самом деле существует несколько типов синхронизаторов, в которых используется такое устройство.

Синхронизатор постоянной нагрузки

Vauxhall представил его британской автомобильной общественности в 1931 году. Эти автомобили обычно имели только три передачи, а синхронизатор устанавливался только между второй и высшей передачами.Четырехступенчатые коробки передач имели синхронизаторы второй, третьей и высшей передач. В наши дни все автомобили имеют синхронизаторы на всех передних передачах, независимо от числа. Часто используются несколько типов синхронизаторов. Синхронизатор постоянной нагрузки является одним из самых старых типов и работает с помощью двух конических поверхностей, зацепление которых происходит за счет переключения передач; трение поверхностей приводит вращающиеся части к одинаковой скорости. Другой элемент также перемещается, но задерживается пружинным устройством.Этот компонент является зубчатым, зубцы надежно входят в зацепление с двумя вращающимися частями.

Синхронизатор с уплотнительным кольцом

Другой тип синхронизаторов — это синхронизаторы с кольцевым замком. При этом используется защитное кольцо, которое предотвращает зацепление шестерен до того, как они начнут вращаться с правильной скоростью. Особенно интересным типом запорных колец была система Porsche. Он был основан на минимальном количестве компонентов и, кроме того, облегчал переключение передач за счет сервопривода. Основой синхронизирующей системы Porsche был кольцевой блок сцепления с внутренними зубьями.Зубья были скошены так, что при переключении агрегата с помощью вилкообразного рычага переключения передач они контактировали с разрезным кольцом со скошенной фаской, которое составляло часть включаемой шестерни. Трение узла сцепления о разрезное кольцо со скошенной фаской заставляло узел шестерни вращаться с той же скоростью, что и узел сцепления. Дальнейшее перемещение рычага переключения передач приводило зубцы узла сцепления в зацепление с зубьями на конце узла шестерни, таким образом достигая окончательного положительного зацепления.

Синхронизирующие компоненты этой системы чрезвычайно компактны: к середине 1970-х годов можно было построить полные синхронизирующие коробки передач не больше по размеру и весу, чем старомодные противоударные коробки передач.Во время принятия синхронизаторов у большинства производителей были свои вариации, соответствующие их особым требованиям. Однако все они полагались в своей работе на эффекты трения, чтобы вращать компоненты коробки передач с правильной скоростью для включения выбранных шестерен. В одном из вариантов первоначальной идеи использовались блоки ромбовидной формы, которые блокировали любое зацепление шестерен до достижения правильной скорости.

В другом методе использовались пружинные разрезные кольца, которые выходили наружу и контактировали с внешним кольцом на узле шестерни.Они будут опираться на него и вращать его до тех пор, пока скорости вращения не станут идентичными, после чего внешнее давление прекратится, и пружина упадет, позволяя шестерням войти в зацепление. Средства переключения передач без двойного выключения сцепления или использования синхронизирующей системы были доступны с устройством свободного хода, установленным на некоторых автомобилях до 1960 года. Эта система свободного хода позволила коробке передач и двигателю вернуться к холостому ходу, когда автомобиль не был «в движении». Таким образом, шестерни можно выключать и включать без использования сцепления или синхронизатора.Просто убрав ногу с педали акселератора, водитель мог добиться абсолютно плавного и бесшумного переключения передач.

Synchromesh пальца срезки

Система синхронизатора пальца среза имеет компоновку, которая в некоторых отношениях похожа на тип простого конуса, в том, что зубчатое колесо оснащено полым конусом и набором кулачковых зубьев, но относительное положение два перевернуты. Зубья нарезаны внутри полой части конуса, и конструкция синхронизирующего механизма аналогична обратной.Здесь снова есть ступица и толстое кольцо, но ступица несет на себе зубья кулачковой шестерни, а конец кольца имеет форму конуса. В то время как ступица и кольцо связаны подпружиненными шариками, в синхронизаторах этого типа нет шлицев.

Сами шпильки имеют форму узких пальцев, выходящих из ступицы и проходящих через угловые прорези, вырезанные в кольце. Концы штифтов имеют канавки для установки механизма переключения передач. Когда рычаг переключения передач перемещается, пальцы толкают ступицу вперед.Давление, оказываемое подпружиненными шариками, достаточно, чтобы продвинуть втулку вперед. Это движение приводит конус на конце кольца в контакт с конусом на стороне зубчатого колеса. Трение, вызванное этим движением, синхронизирует скорость конусов. На этом этапе возникли проблемы, возникшие с конусным синхронизатором. Нетерпеливый водитель, поспешно переключая передачи, мог толкнуть зубчатый компонент, в данном случае ступицу, в зацепление до того, как конусы достигли синхронизированной скорости.Однако в конструкции штифтов срубов свою роль играют штифты срубов.

При первом зацеплении конусов пальцы, проходящие через ступицу, под действием крутящего момента конуса зубчатого колеса сжимаются в угол паза. Следовательно, если водитель сильно надавит на рычаг переключения передач, ему удастся только еще больше зажать штифты в углу, и это, как и в описанной выше конструкции с запорным кольцом, не позволит им задвинуть ступицу в зацепление. Фактически, дополнительное давление будет передано на кольцо, поэтому конусы будут сильнее прижиматься друг к другу и облегчать синхронизацию.Однако, когда конусы достигнут одинаковой скорости, крутящий момент на кольце конуса исчезнет, ​​и штифты смогут свободно скользить прямо в прорези. Это движение продвигает ступицу дальше по главному валу и зацепляет зубья ступицы с зубьями на стороне шестерни.

Синхронизатор Уоррена

Синхронизатор Уоррена, устройство, которое почти исчезло к 1980-м годам, устанавливалось между коробкой передач и карданным валом и приводилось в действие педалью сцепления. Когда водитель отсоединял коробку передач от двигателя, синхронизатор Уоррена отсоединял коробку передач от карданного вала и ведущих колес.Это позволило шестерням полностью перестать вращаться, а переключение передач можно было производить быстро и легко. Когда водитель разогнался, синхронизатор возобновил передачу мощности на карданный вал и ведущие колеса. Полезным преимуществом синхронизатора Уоррена было то, что его можно было использовать как устройство свободного хода. Водитель, нажав и отпустив сцепление, отключил привод до тех пор, пока он не разогнался, и привод снова не подключился автоматически.

После длительного срока службы компоненты синхронизатора коробки передач изнашиваются.Это приведет к тому, что водитель будет игнорировать синхронизатор и включать шестерни до того, как они начнут вращаться с правильной скоростью. Это шумная операция, вызывающая чрезмерный износ зубьев шестерни. Если компоненты синхронизатора выходят из строя по этой причине, единственный способ исправить ситуацию — заменить изношенные детали. Однако, если переключение передач не происходит в спешке, система вполне может работать удовлетворительно. Если он действительно ухудшается до такой степени, что становится практически неработоспособным, водитель всегда может прибегнуть к двойному выключению сцепления, вместо того, чтобы вкладывать средства в дорогостоящий ремонт того, что, вероятно, является уже стареющим автомобилем.

Одной из возможных опасностей является добавление смазочных присадок к трансмиссионному маслу. Они, возможно, уменьшая влияние трения и износа на шестерни и подшипники, могут также уменьшить эффекты трения, от которых зависит работа синхронизирующей системы. Если коробка передач стала шумной в результате старости, может быть разумнее рассмотреть другой сорт масла или, если указано обычное моторное масло, использовать гипоидное масло, чем рисковать снижением эффективности масла. уже изношенный агрегат.Если вы покупаете более старую классическую коробку передач, и коробка передач работает тихо, но ее сложно заменить, это вполне может быть признаком того, что продавец скрыл истинное состояние коробки передач.

Синхронизатор General Motors

Конструкция синхронизатора General Motors была одним из первых синхронизирующих механизмов, в которых использовалось предохранительное устройство, и он широко использовался на автомобилях Vauxhall и автомобилях, производимых другими дочерними предприятиями General Motors, хотя в настоящее время в значительной степени используется заменен конструкцией суженного кольца.Конструкцию лучше всего понять, если обратиться к включению высшей передачи прямого привода в коробке передач с традиционным промежуточным валом. Шестерня на первичном валу снова имеет кольцевидный удлинитель, который проходит над главным валом. Этот удлинитель имеет коническую внешнюю поверхность, а по внутренней его окружности прорезаны зубья. Другое коническое кольцо удерживается на главном валу тремя выступающими внутрь пальцами. Эти пальцы уже, чем шлицы главного вала, с которыми они входят в зацепление, поэтому, хотя конусное кольцо должно вращаться вместе с валом, оно имеет некоторую свободу движения.

Таким образом, второй конус находится в легком, но постоянном контакте с конусом на шестерне шестерни и держится на выступающих пальцах. Когда вал и конус движутся вместе, пальцы конуса сильно упираются в кромку шлицев главного вала. За пальцами и шлицами к главному валу находится скользящий элемент синхронизатора в сборе. Заодно со скользящим элементом на конце, ближайшем к шестерне, находится кольцо с зубьями, которые соответствуют тем, которые находятся внутри конуса шестерни.В скользящем элементе прорезаны три открытых паза. Они тоже уже, чем шлицы главного вала, но немного шире, чем пальцы, чтобы они могли входить в пазы при необходимости. Углы входа в пазы скошены, как и углы пальцев.

Завершением сборки является серия язычковых пружин, которые, когда они устанавливаются между конусным кольцом и скользящим элементом, правильно устанавливают форму, когда синхронизатор находится в выключенном положении.В этой ситуации два набора собачьих зубов, конечно, не касаются друг друга, но два конуса, как уже упоминалось, находятся в легком контакте трения. Затем рычаг переключения передач перемещает скользящий элемент вдоль главного вала к шестерне постоянного зацепления на входном валу. Первоначальное движение скользящего элемента оказывает большее давление на конусы, поскольку углы пазов упираются в пальцы конуса и заставляют его плотно прилегать к конусу шестерни. В этом состоянии, чем больше усилие на рычаге переключения передач, тем выше давление на конусы, и это обеспечивает более быструю синхронизацию.Это составляет предохранительное устройство. Как только конусы достигают одинаковой скорости, сопротивление между ними прекращается. Следовательно, пальцы больше не прижимаются к боковым сторонам шлицев главного вала. Сила рычага переключения передач на скользящий элемент заставляет пальцы конуса входить в пазы. Участник продолжает свое движение и приводит свои собаки в зацепление с собаками на шестерне шестерни.

Синхронизатор Porsche с разъемными кольцами

Система Porsche была запатентована в 1947 году доктором Фердинандом Порше, немецким инженером, известным своими высокопроизводительными автомобилями, а также создателем оригинального автомобиля Volkswagen.Доктор Порше разработал дизайн специально для гоночного автомобиля Cisitalia того времени, но с тех пор этот принцип с поправками применялся многими другими производителями автомобилей. Помимо несомненной эффективности, компоновка Porsche имеет преимущество компактности, позволяющей сделать коробку передач относительно короткой, а три вала соответственно короче и жестче, чем на других коробках передач.

Проще всего описать компоновку синхронизатора Porsche, если ее применить к третьей и четвертой передаче четырехступенчатой ​​коробки передач.Между ведущей шестерней первичного вала и шестерней третьей передачи на главном валу на главном валу жестко установлена ​​«крестовина». Паук имеет три радиальных выступа, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга. Эти выступы имеют ножки, которые скользят по пазам, вырезанным внутри зубчатого кольца. Оба конца зубьев имеют неглубокий конус, образуя два обращенных наружу конуса. На внешней стороне кольца расположены ребра, на которых находится вилка переключения передач.

Две шестерни имеют обычный зубчатый элемент муфты с зубьями, зубья которого соответствуют зубьям внутри скользящего кольца.Каждая шестерня также имеет удлиненную ступицу, на которой установлено кольцо с зазором или разрезное кольцо, известное как «кольцо Porsche», которое напоминает поршневое кольцо большого сечения. Кольца Porsche имеют конические внешние поверхности, которые, в свою очередь, соответствуют конусам внутри скользящего кольца. Поскольку кольца слегка сужаются по толщине по окружности от середины к концам, их нельзя носить непосредственно на ступицах элементов кулачковой муфты, поскольку это сделало бы их внешние поверхности эксцентричными. Между кольцом и элементом находится еще одно кольцо с соответствующим эксцентриситетом между его внутренней и внешней поверхностями, что делает внешний диаметр кольца Porsche соосным валу в сборе.Шпонка предотвращает вращение промежуточного кольца на ступице.

На внешней стороне промежуточного кольца диаметрально противоположно этой шпонке находится выступ, который входит в зазор кольца Porsche. Последний, таким образом, вынужден вращаться с помощью шестерни и кулачковой муфты, но, однако, зазор значительно шире, чем выступ, что дает кольцу Porsche некоторую свободу вращения на промежуточном кольце. Таким образом, когда рычаг переключения передач перемещается из нейтрального положения в одно из положений переключения передач, вилка переключения перемещает скользящее кольцо в нужном направлении, приводя один из его внутренних конусов в контакт с обращенным конусом на кольце Porsche.Первый эффект трения между конусами заключается в повороте кольца Porsche на величину, необходимую для заполнения зазора между его зазором и выступом на промежуточном кольце.

Когда один конец кольца Porsche упирается в выступ, сопротивление вращения кольца заставляет его расширяться. Расширение кольца таким образом дает два результата; он увеличивает давление между коническими поверхностями кольца Porsche и скользящего кольца и предотвращает дальнейшее смещение последнего к зубьям кулачковой муфты.Сужающаяся толщина кольца Porsche заставляет его прикладывать одинаковое усилие наружу по всей окружности, когда оно расширяется. Увеличение силы, прилагаемой к рычагу переключения передач, просто увеличивает давление между конусами, тем самым помогая синхронизировать скорости. Когда синхронизация достигается, сопротивление трения на кольце Porsche исчезает, так что кольцо больше не расширяется. Усилие на рычаге затем заставляет конус скользящего кольца оказывать заклинивающее действие на кольцо Porsche, тем самым заставляя опускаться промежуточное кольцо и уменьшая диаметр кольца Porsche настолько, чтобы скользящее кольцо могло выйти за его пределы и зацепить зубья кулачковой муфты. член.

Полные сведения о синхронизирующей коробке передач

Синхронизирующая коробка передач является последней версией типа постоянного зацепления. Это трансмиссия с ручным управлением, в которой переключение передач происходит между шестернями, которые уже вращаются с одинаковой скоростью. В этом типе коробки передач шестерни могут вращаться свободно или они заблокированы на валу компоновки. Synchromesh — это действительно улучшение собачьего сцепления. Синхронизатор — основная часть этой коробки передач, которая стабилизирует скорость. Синхронизатор — это своего рода муфта, которая позволяет компонентам вращаться с разной скоростью.Для синхронизации скоростей используется конусное трение. Этот синхронизатор состоит из двух частей: конуса синхронизатора и уплотнительного кольца. Конус является частью шестерни, а кольцо — частью синхронизатора. Запирающее кольцо предотвращает включение шестерен до того, как они начнут вращаться с правильной скоростью. При зацеплении кольцо будет постепенно входить в конус, и трение будет замедлять или ускорять зубчатое колесо. Наконец, он стабилизирует скорость синхронизатора и шестерни и, таким образом, вращается с одинаковой скоростью. Шестерни промежуточного вала прикреплены к нему, в то время как шестерни на главном валу могут свободно вращаться на нем.

Синхронизирующая коробка передач:

Принцип:

В коробке передач всегда есть трудности с включением стационарной передачи, когда шестерни уже вращаются с высокой скоростью. Принцип гласит: «Перед включением шестерен они входят в фрикционный контакт друг с другом, а после выравнивания скорости происходит включение».

Конструкция:

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

1. Главный вал Шестерни:

Шлицевой вал используется в качестве выходного вала, на котором установлены синхронизаторы и шестерни. Согласно рис. B, C, D, E — это шестерни, которые могут свободно вращаться на главном валу в зацеплении с соответствующими шестернями промежуточного вала.Пока вал A вращает все шестерни главного вала, промежуточный вал вращается непрерывно.

2. Шестерни промежуточного вала:

Это промежуточный вал, на котором установлены шестерни подходящего размера, и используется для передачи вращательного движения от вала сцепления к конечному выходному валу. Согласно рис. U1, U2, U3, U4 — неподвижные шестерни на промежуточном валу (промежуточном валу).

3. Вал сцепления:

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

4. Конусный синхронизатор:

Сторона включаемой шестерни имеет две особенности. Один — полый конус, а другой — конус, окруженный кольцом собачьих зубов. Шестерня выполнена конусом и зубьями, с которыми контактирует синхронизирующий механизм.

5. Синхронизаторы:

Это специальные устройства переключения, используемые в синхронизирующей коробке передач, которая имеет конические канавки, прорезанные по ее поверхности, которые обеспечивают фрикционный контакт с шестернями, которые должны зацепиться, чтобы выровнять скорость главный вал, промежуточный вал и вал сцепления, что, в свою очередь, обеспечивает более плавное переключение передач.

6. Рычаг переключения передач:

Это рычаг переключения передач, которым управляет водитель и который используется для выбора соответствующей передачи, то есть 1, 2, 3, 4, 5 или передачи заднего хода.

Рабочий:

В синхронизирующей коробке передач Промежуточный вал соединен с двигателем напрямую, но при выключенном сцеплении он свободно вращается. Поскольку шестерни все время находятся в зацеплении, синхронизатор устанавливает промежуточный вал на правильную скорость, чтобы кулачковые зубья входили в зацепление для достижения желаемой скорости выходного вала.

1. Работа первой передачи:

Для первой передачи элемент коронного вала и скользящие элементы, то есть G2 и F2, перемещаются влево до тех пор, пока конусы P1 и P2 не трутся друг о друга. Тогда трение уравнивает их скорость. Как только их скорости становятся равными, G2 сдвигается влево и входит в зацепление с зубьями L2. Движение передается от шестерни сцепления B к шестерне промежуточного вала U1. Затем он переходит к промежуточному валу U3, и движение передается на шестерню D главного вала. Оттуда движение передается на F2, который является скользящим элементом, а затем на главный вал главной передачи.

2. Работа второй передачи:

Для второй передачи коронный вал и скользящие элементы, то есть G1 и F1, перемещаются вправо до тех пор, пока конусы N1 и N2 не трутся друг о друга. Тогда трение уравнивает их скорость. G1 сдвигается вправо, так что он входит в зацепление с шестерней. Движение передается от шестерни сцепления B на шестерню промежуточного вала U1. От U1 движение передается на U2. От U2 он переключается на шестерню C главного вала. Затем движение передается на скользящий элемент F1.Затем он переходит к главному валу главной передачи.

3. Работа верхней передачи:

Для высшей передачи или прямой передачи движение передается непосредственно от шестерни сцепления B к скользящему элементу F1. Затем от F1 к главному валу. Это делается перемещением G1 и F1 влево.

4. Работа передачи заднего хода:

Для передачи заднего хода движение передается от шестерни муфты A на шестерню промежуточного вала U1. Оттуда он передается на шестерню промежуточного вала U4, а затем на промежуточную шестерню U5.Оттуда к шестерне E главного вала, затем к скользящему элементу F2, а затем к главному валу главной передачи. Это делается перемещением G2 вправо. Промежуточная передача помогает достичь передачи заднего хода
.

Преимущества:

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

Недостатки:

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

Речь идет о коробке передач с синхронизатором. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно этой статьи, задавайте их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, не забудьте поделиться ею с друзьями в социальных сетях. Подпишитесь на наш сайт для получения более информативных статей. Спасибо, что прочитали.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *