Усиленный синхронизатор нового образца ВАЗ 2108 - 2110. Кольцо синхронизатора
Устройство синхронизаторов | Трансмиссия
Устройство синхронизатора включения третьей и четвертой передач автомобиля «Москвич-408» показано на рисунке.
Ступица 3 синхронизатора своими внутренними шлицами надета на шлицы вторичного вала и удерживается на нем стопорным кольцом 7. На наружной поверхности ступицы нарезаны низкие прямые шлицы, по которым может перемещаться вдоль ступицы муфта 4 синхронизатора. Кроме шлицев, на ступице вырезаны на равных расстояниях один от другого три продольных паза, в которых помещены три штампованных сухаря 2 с выступами в середине. Сухари прижаты к шлицам муфты 4 двумя пружинными кольцами 5, причем выступы сухарей входят в кольцевую проточку, имеющуюся на шлицах муфты.
Рис. Устройство синхронизатора:1 — блокирующее кольцо; 2 — сухарь; 3 — ступица; 4 — муфта включении третьей и четвертой передач; 5 — пружинные кольца сухарей
С обеих сторон ступицы установлены латунные блокирующие кольца 1. На торцах этих колец, обращенных к ступице, сделано по три паза. В них входят концы сухарей 2.
Блокирующие кольца имеют внутреннюю коническую поверхность, которая соответствует конусам на первичном валу и на шестерне третьей передачи. На этой конической поверхности нарезана мелкая резьба, которая разрывает масляную пленку между блокирующим кольцом и конусом включаемой передачи при их соприкосновении. Благодаря этому между кольцом и конусом возникает повышенное трение. Снаружи на кольцах имеются короткие прямые зубья, такие же как и на соседних с ними венцах первичного вала и шестерни третьей передачи. Эти зубья соответствуют впадинам между шлицами муфты синхронизатора, вследствие чего муфта может входить в зацепление своими шлицами с кольцами и с зубчатыми венцами первичного вала и шестерни третьей передачи.
Муфту и ступицу синхронизатора подбирают друг к другу так, чтобы было обеспечено плавное и легкое скольжение муфты по шлицам ступицы с минимальным зазором.
В цилиндрическую проточку на внешней поверхности муфты синхронизатора входит вилка включения передач. На рисунке показаны детали синхронизатора в нейтральном положении. При этом между блокирующим кольцом и конусом первичного вала имеется достаточный слой масла, и кольцо может свободно проворачиваться на конусе. На рисунке ниже показано начало включения прямой, четвертой передачи.
Рис. Схема работы синхронизатора:а — Нейтральное положение; б — начало синхронизации; в — передача включена; 1 — венец первичного вала; 2 — блокирующее кольцо; 3 — муфта синхронизатора; 4 — сухарь; 5 — ступица синхронизатора
Вилка включения передач (не показанная на рисунке), перемещаясь влево (вперед по ходу автомобиля), передвигает муфту синхронизатора по шлицам ступицы. Вместе с муфтой передвигаются и сухари, так как выступами они входят в проточку на внутренней поверхности муфты и прижаты к ней пружинными кольцами. Переместившись, торцы сухарей прижимают блокирующее кольцо к конусу первичного вала. Острая мелкая резьба на конусе кольца при этом быстро удаляет масло с поверхности конуса вала, и между конусом вала и кольцом появляется повышенное трение. Вследствие этого первичный вал, который в этот момент вращается быстрее, чем синхронизатор, связанный с вторичным валом, увлекает за собой блокирующее кольцо и поворачивает его относительно муфты синхронизатора. Кольцо поворачивается до тех пор, пока позволяет боковой зазор между сухарями и краями пазов кольца. При таком положении кольца относительно сухарей и муфты синхронизатора зубья кольца располагаются напротив выступов шлицев муфты и упираются своими скошенными концами в скошенные торцы выступов шлицев муфты. Вследствие этого муфта не может передвигаться дальше в осевом направлении. Но водитель, желая включить передачу, продолжает давить вилкой на муфту и далее, через сухари, на блокирующее кольцо, прижимая его к конусу первичного вала, и тем все больше и больше тормозит первичный вал. Наконец, наступает момент, когда скорости вращения первичного и вторичного валов сравняются. Инерционный момент первичного вала (и вращающегося вместе с ним блока шестерен промежуточного вала) относительно вторичного вала исчезает, и муфта 3, которая продолжает нажимать шлицами на скошенные выступы блокирующего кольца, легко поворачивает это кольцо, а затем и первичный вал на небольшой угол, достаточный для того, чтобы шлицы муфты смогли свободно пойти сначала в промежутки между зубьями кольца, а потом в шлицы первичного вала. В результате вторичный вал будет жестко связан с первичным, и четвертая передача окажется включенной.
Для включении третьей передачи муфту 3 нужно сместить вправо (т. е. назад). Синхронизатор при этом будет работать аналогичным образом. Разница в этом случае будет лишь в том, что синхронизатор будет уравнивать скорость вращения вторичного вала и ведомой шестерни третьей передачи.
При переходе с высшей передачи на низшую, например, с четвертой на третью, чтобы сравнить скорость первичного вала со скоростью вторичного, необходимо с помощью синхронизатора ускорить вращение первичного вала. В остальном скорости включаются так же, как описано выше.
Скорости вращения валов уравниваются, и передачи включаются с помощью синхронизатора плавно (без удара) и бесшумно.
Благодаря пружинным кольцам 5 усилие, прилагаемое к блокирующему кольцу, не может быть больше определенной величины, так как если слишком сильно и резко нажать вилкой включения передач на муфту, выступы сухарей при сжатии колец 5 выйдут из канавки на муфте, и муфта не сможет более давить на сухари и на блокирующее кольцо. Этим исключается слишком резкое включение синхронизатора при неосторожном или неумелом включении передач.
В синхронизаторе второй передачи муфта составляет одно целое с ведомой шестерней первой передачи. Синхронизатор действует только при включении второй передачи, для чего шестерню первой передачи сдвигают влево (вперед по ходу автомобиля).
Включая первую передачу, перемещают шестерню вправо (т. е. назад) и сцепляют ее с зубчатым венцом первой передачи на блоке шестерен промежуточного вала.
Блокирующие кольца должны плотно садиться на конусы шестерен. Для проверки посадки кольца нужно на конус шестерни нанести мягким карандашом несколько рисок по образующим конуса, расположив их равномерно по окружности. Затем надеть на конус блокирующее кольцо и, прижимая его рукой, повернуть на конусе несколько раз. Бели после этого риски окажутся стертыми не менее чем на 60% своей длины, посадку кольца можно считать удовлетворительной.
Зазор между торцом каждого блокирующего кольца, надетым на конус, и соответствующим зубчатым венцом (z = 27) шестерни для новых деталей должен быть равен 1,15—1,73 мм. Для колец, бывших в употреблении, этот зазор должен быть не менее 0,5 мм. Если зазор меньше, следовательно, конус блокирующего кольца очень сильно изношен. При износе притупляется резьба на внутренней конической поверхности, удельное давление на резьбе уменьшается и масляная пленка перестает срезаться. Трение между кольцом и конусом шестерни будет недостаточно велико, чтобы эффективно уравнивать угловые скорости валов. У нового блокирующего кольца толщина резьбы на ее вершине равна 0,08—0,15 мм. Если толщина резьбы на ее вершине вследствие износа доходит до 0,8 мм, кольцо перестает синхронизировать.
ustroistvo-avtomobilya.ru
Пакет колец синхронизатора
Изобретение относится к пакету колец синхронизатора для коробки переключения передач, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Синхронизирующее устройство в коробке переключения передач служит для того, чтобы сокращать разницу в частоте вращения между переключаемой передачей и валом коробки передач. Чтобы иметь возможность передавать высокие моменты сил трения, синхронизирующие устройства часто выполнены как многоконусные синхронизаторы. Такое синхронизирующее устройство содержит по существу следующие части: скользящую муфту, ступицу синхронизатора, внешнее кольцо синхронизатора, промежуточное кольцо, внутреннее кольцо синхронизатора и ходовое колесо. При этом внешнее кольцо синхронизатора, промежуточное кольцо и внутреннее кольцо синхронизатора вместе обозначаются как пакет колец синхронизатора.
Для обычных коробок переключения передач внешнее и внутреннее кольца синхронизатора изготовляются из латуни, а промежуточное кольцо из стали. Тем не менее, выполненный таким образом пакет колец синхронизатора не обладает необходимой прочностью, чтобы сопротивляться воздействующим высоким усилиям переключения и появляющимся высоким фрикционным нагрузкам, которые появляются в высоко нагруженных коробках передач. Эти высокие нагрузки появляются, в частности, в современных автоматизированных коробках переключения передач, вследствие преобладающих коротких времен переключения.
Необходимой прочности колец синхронизатора для синхронизирующих устройств в таких высоко нагруженных коробках передач достигают до сих пор посредством того, что, наряду с промежуточным кольцом, изготовляются из стали как внутреннее кольцо синхронизатора, так и внешнее кольцо синхронизатора. Однако, поскольку трущаяся пара сталь-сталь не обнаруживает каких-либо приемлемых фрикционных качеств, то требуется наносить по меньшей мере на одну из трущихся поверхностей трущейся пары дополнительный фрикционный слой, например, термически напыленный слой молибдена, порошковый слой или углеродный фрикционный слой. Это требует дополнительного технологического этапа для требующего и без того сложных и дорогих инструментов производства стальных колец синхронизатора. Применение пакетов колец синхронизатора с тремя стальными кольцами часто ведет к термическим проблемам. В таком случае, преобразование появляющихся высоких энергий, связанных с трением, в тепловую энергию ведет к сильному нагреванию колец синхронизатора. Это имеет значение особенно для внутреннего кольца синхронизатора, так как вследствие его экранирования наружным кольцом и промежуточным кольцом оно лишь слабо омывается трансмиссионным маслом. Вследствие этого охлаждение внутреннего кольца синхронизатора трансмиссионным маслом почти не происходит. Так как теплопроводность стали низка и тем самым можно пренебречь выравниванием температуры за счет теплопроводности кольца синхронизатора, может доходить в случае возникающего перегрева внутренних колец синхронизатора до разложения трансмиссионного масла. Высокие температуры внутри пакета колец синхронизатора могут вредить также фрикционному покрытию и в наихудшем случае приводить к свариванию внутреннего кольца синхронизатора с контактной поверхностью на ходовом колесе.
Поэтому с учетом этих фактов в основе настоящего изобретения лежит задача предоставления пакета колец синхронизатора, причем пакет колец синхронизатора может, с одной стороны, преобразовывать высокие усилия переключения, а с другой стороны, позволяет избегать перегрева внутреннего кольца синхронизатора, причем внутреннее кольцо синхронизатора одновременно должно экономично изготавливаться.
Согласно изобретению, эта задача решается посредством пакета колец синхронизатора для коробки переключения передач, содержащего внешнее кольцо синхронизатора, промежуточное кольцо и внутреннее кольцо синхронизатора, причем внешнее кольцо синхронизатора изготовлено из стального материала, промежуточное кольцо - из стального материала, а внутреннее кольцо синхронизатора - из медного материала.
Другими словами, наряду с промежуточным кольцом, также внешнее кольцо синхронизатора многоконусного синхронизирующего устройства для коробки переключения передач изготовлено из стали, в отличие от чего, внутреннее кольцо синхронизатора изготовлено из медного материала.
Выполненный таким образом пакет колец синхронизатора, внешнее кольцо синхронизатора которого изготовлено из другого материала, чем внутреннее кольцо синхронизатора, пренебрегает существующими в кругу специалистов предубеждениями. Так, до сих пор в кругах специалистов считалось, что внутреннее кольцо и внешнее кольцо многоконусного (т.е. многоступенчатого) синхронизатора должны состоять всегда из одного и того же материала. Более того, исходили из того, что для высоко нагружаемых передач, как например, современная автоматизированная коробка переключения передач с очень короткими временами переключения, в качестве материала была бы применима исключительно сталь, так как необходимая прочность может достигаться только за счет применения стали.
Неожиданно выяснилось, что не только с теми же самыми, а даже с более высокими нагрузками, чем при исключительно состоящем из стальных колец пакета синхронизатора, можно справляться с помощью комбинации внешнего кольца синхронизатора из стали и внутреннего кольца синхронизатора из медного материала, при сохранении известного промежуточного кольца из стали.
Для надежной функции внешнего кольца синхронизатора, которое должно использоваться в высоко нагружаемой передаче, существенно, что это кольцо синхронизатора имеет высокую прочность, высокую твердость и высокий модуль E, чтобы быть в состоянии воспринимать действующие высокие усилия переключения и чтобы гарантировать достаточно высокую износостойкость блокировочных зубьев.
В случае внутреннего кольца синхронизатора осевая сила прижатия при переключении передачи ведет, в противоположность внешнему кольцу синхронизатора, к сжимающей нагрузке. Растягивающие напряжения появляются только в окружном направлении, как следствие воздействующего момента сил трения. Вследствие этого для внутреннего кольца не требуется исключительно высокая прочность наружного кольца. Оказалось поразительным, что высокопрочные медные сплавы могут удовлетворять этим пониженным требованиям прочности для внутреннего кольца синхронизатора.
Более того, медные материалы обладают выгодными свойствами, которых сталь в этой форме не имеет. Так, теплопроводность соответствующих медных материалов отчетливо повышена по сравнению со сталью. Вследствие высокой теплопроводности, медные материалы обеспечивают, что, вопреки пренебрежительно малой циркуляции трансмиссионного масла в области внутреннего кольца синхронизатора и происходящему тем самым только незначительному отведению тепла трансмиссионным маслом, происходит достаточная компенсация температуры через внутреннее кольцо синхронизатора посредством его теплопроводности. Таким образом можно избегать описанных негативных эффектов в синхронизирующих устройствах в случае внутренних колец синхронизатора из стали.
В одном предпочтительном усовершенствовании внутреннее кольцо синхронизатора изготовлено из особого латунного сплава, или из алюминиевой бронзы, или из медно-никелевого сплава, или из медно-кобальтового сплава.
В случае этих типов сплавов речь идет о медных материалах, которые наряду с хорошей теплопроводностью имеют также высокую прочность, а также высокую износостойкость.
Одновременно упомянутые медные сплавы предоставляют то преимущество, что внутренние кольца синхронизатора из таких медных сплавов могут экономично производиться даже малыми партиями посредством штамповки.
В другом варианте осуществления внутреннее кольцо синхронизатора содержит по меньшей мере одну трущуюся поверхность, которая образована без фрикционного покрытия.
Наряду с уже упомянутыми выгодными свойствами медных материалов, они также имеют очень хорошие фрикционные свойства совместно с высокой износостойкостью. Поэтому, в противоположность до сих пор использовавшимся внутренним кольцам синхронизатора из стали, выгодным образом можно отказываться во многих случаях применения от нанесения дополнительного фрикционного слоя на по меньшей мере одной трущейся поверхности внутреннего кольца синхронизатора, вследствие чего производство дополнительно упрощается и удешевляется.
В качестве одной предпочтительной альтернативы, внутреннее кольцо синхронизатора имеет внешнюю трущуюся поверхность, которая образована с фрикционной нарезкой или с фрикционным слоем.
При двухступенчатой синхронизации внутреннее кольцо синхронизатора не находится во фрикционном соединении с ходовым колесом, поэтому только внешняя трущаяся поверхность выполнена с фрикционной нарезкой или с фрикционным слоем. Посредством опционального нанесения фрикционной нарезки, под которой понимаются предпочтительно расположенные подобно резьбе канавки, или фрикционного слоя, можно переходить к особенным требованиям к трущимся компонентам и соответственно устанавливать конкретные фрикционные соотношения, и таким образом оптимально согласовывать друг с другом трущиеся компоненты.
Предпочтительным образом внутреннее кольцо синхронизатора может быть выполнено так, что оно содержит внешнюю и внутреннюю трущуюся поверхность, которая снабжена фрикционной нарезкой или фрикционным слоем.
При трехступенчатой синхронизации внутреннее кольцо синхронизатора находится во фрикционном соединении также с ходовым колесом, поэтому как внутренняя, так и внешняя трущаяся поверхность образована либо с фрикционной нарезкой, либо с фрикционным слоем. Посредством опционального нанесения фрикционной нарезки или фрикционного слоя, можно переходить к особенным требованиям к трущимся компонентам и соответственно устанавливать конкретные фрикционные соотношения, и таким образом оптимально согласовывать друг с другом трущиеся компоненты.
Пример выполнения разъясняется посредством чертежей и посредством нижеследующего описания более подробно. При этом чертежи показывают:
Фиг.1: многоступенчатое синхронизирующее устройство с его существенными частями.
Фиг.2: соединенный пакет колец синхронизатора.
Фиг.3: поперечное сечение пакета колец синхронизатора.
Фиг.1 показывает в форме схематического подетального представления существенные части синхронизирующего устройства 10. Речь идет при этом о скользящей муфте 11, втулке или ступице 12 синхронизатора, внешнем кольце 13 синхронизатора, промежуточном кольце 14, внутреннем кольце 15 синхронизатора и о ходовом или паразитном колесе 16. На наружном кольце 13 находятся блокировочные зубья 17, на которые в процессе синхронизации воздействуют тяговые усилия. В противоположность этому внутреннее кольцо 15 образовано без зубьев. Во время процесса синхронизации, т.е. в смонтированном состоянии, части 11-16 синхронизирующего устройства 10 сдвинуты друг на друга. Промежуточное кольцо 14 и наружное кольцо 13 сдвинуты над внутренним кольцом 15 и в значительной степени обхватывают внутреннее кольцо 15. Вследствие этого обхвата в значительной степени исключена циркуляция трансмиссионного масла у поверхности внутреннего кольца 15. Таким образом, могло бы приводить к аккумуляции тепла, если бы внутреннее кольцо 15 было сделано из стали, а не как предложено, - из медного материала, который отводил бы возникающее тепло от поверхности внутреннего кольца 15 через кольцо синхронизатора посредством его превосходной теплопроводности.
Фиг.2 показывает, в пространственном представлении, смонтированный пакет синхронизатора из внешнего кольца 13 синхронизатора, промежуточного кольца 14 и внутреннего кольца 15 синхронизатора для трехступенчатой синхронизации.
Фиг.3 показывает в сечении смонтированный пакет колец синхронизатора из внешнего кольца 13 синхронизатора, промежуточного кольца 14 и внутреннего кольца 15 синхронизатора для трехступенчатой синхронизации. Трущаяся поверхность 20 внешнего кольца 13 синхронизатора образует пару трения с одной стороной промежуточного кольца 14. Другая сторона промежуточного кольца 14 образует пару трения с внешней трущейся поверхностью 19 внутреннего кольца 15. Внутренняя трущаяся поверхность 18 внутреннего кольца 15 образует пару трения с ходовым колесом 16. Фиг.3 разъясняет стесненные соотношения в смонтированном состоянии и сильно ограниченные возможности для циркуляции трансмиссионного масла.
В случае двухступенчатой синхронизации отсутствует пара трения из внутренней трущейся поверхности 18 внутреннего кольца 15 и ходового колеса 16.
Таблица показывает значения теплопроводности, а также значения прочности нескольких примерных сплавов, таких как алюминиевая бронза, медно-никелевый сплав, медно-кобальтовый сплав и особая латунь.
| Сплав | Теплопроводность (Вт/м·К) | Предел прочности Rm(Н/мм 2) |
| CuAl8Fe3 | 80 | 700 |
| CuNi2Si | 160 | 500 |
| CuCo2Be | 220 | 650 |
| CuZn31Ni7Al4Si2Fe | 70 | 830 |
Теплопроводность общепринятой марки стали для кольца синхронизатора лежит, в сравнении с этим, при <40 Вт/м·К.
1. Пакет колец синхронизатора для коробки переключения передач, содержащий внешнее кольцо (13) синхронизатора, промежуточное кольцо (14) и внутреннее кольцо (15) синхронизатора, отличающийся тем, что внешнее кольцо (13) синхронизатора изготовлено из стального материала, промежуточное кольцо (14) - из стального материала, а внутреннее кольцо (15) синхронизатора - из латунного сплава или из алюминиевой бронзы или из медно-никелевого сплава или из медно-кобальтового сплава.
2. Пакет колец синхронизатора по п.1, отличающийся тем, что внутреннее кольцо (15) синхронизатора имеет, по меньшей мере, одну трущуюся поверхность, которая образована без фрикционного покрытия.
3. Пакет колец синхронизатора по п.1, отличающийся тем, что внутреннее кольцо (15) синхронизатора имеет внешнюю трущуюся поверхность, которая выполнена с фрикционной нарезкой или с фрикционным слоем.
4. Пакет колец синхронизатора для коробки переключения передач, содержащий внешнее кольцо (13) синхронизатора, промежуточное кольцо (14) и внутреннее кольцо (15) синхронизатора, отличающийся тем, что внешнее кольцо (13) синхронизатора изготовлено из стального материала, промежуточное кольцо (14) - из стального материала, а внутреннее кольцо (15) синхронизатора - из медного материала, причем внутреннее кольцо (15) синхронизатора имеет внешнюю и внутреннюю трущуюся поверхность, которые выполнены с фрикционной нарезкой или с фрикционным слоем.
www.findpatent.ru
Синхронизаторы
Строительные машины и оборудование, справочник
Категория:
Устройство автомобиля
СинхронизаторыПереключение передач сопровождается ударами между зубьями шестерен, что приводит к их износу. Для уменьшения износа шестерен и шума, возникающих вследствие удара зубьев при переключении передач, служат синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости включаемых шестерен.
Синхронизаторами обычно снабжают шестерни передач, переключаемых наиболее часто. Шестерни передач заднего хода у всех автомобилей и шестерни прямой передачи у грузовых автомобилей, как правило, не имеют синхронизаторов, так как этими передачами пользуются сравнительно редко.
На автомобиле ГАЗ-53 синхронизаторами снабжают третью и четвертую передачи, а на автомобилях ЗИЛ-130, MA3-5335 и КамАЗ — вторую и третью, четвертую и пятую передачи. У легковых автомобилей в настоящее время синхронизаторами снабжают все передачи переднего хода, например, у автомобилей ГАЗ-24 «Волга»,«Москвич-412» и ВАЗ-2101 «Жигули» синхронизаторами снабжены первая, вторая, третья и четвертая передачи.
Синхронизатор коробки передач автомобиля ГАЗ-бЗА показан на рис. 1. На шлицах вторичного вала неподвижно закреплена ступица синхронизатора. На поверхности ступицы нарезаны зубья и сделаны три продольных паза, в которые установлены сухари, имеющие в средней части наружные выступы. На зубья ступицы надета муфта, перемещающаяся по ступице в продольном направлении. Сухари наружными выступами входят в кольцевую выточку на внутренней стороне муфты. К внутренней поверхности муфты сухари прижаты двумя пружинами.
Рис. 1. Синхронизатор коробки передач автомобиля ГАЗ-53А: а — общий вид; б — детали синхронизатора; 1 — шестерня первичного вала; 2 — вилка; 3 — муфта; 4 — шестерня третьей передачи; 5 — конусное блокирующее кольцо; 6 — сухарь; 7 — пружина; 8 — ступица; 9 — продольные пазы в ступице
С обеих сторон ступицы синхронизатора установлены латунные конусные блокирующие кольца, торцы которых имеют по три прямоугольных паза под сухари. На внутренней конической поверхности блокирующих колец нарезана мелкая резьба для увеличения трения между конусами блокирующих колец и наружной конической поверхностью шестерен. На наружных поверхностях блокирующих колец и на ступицах шестерен нарезаны зубья. Торцы зубьев шестерен и блокирующих колец имеют скосы, что облегчает введение их в зацепление.
При нейтральном положении синхронизатора его зубчатая муфта и блокирующие кольца не работают. При включении передачи муфта вилкой перемещается и через выступы передвигает сухари, которые прижимают одно из блокирующих колец к конусу шестерни, если включается четвертая (прямая) передача, или к конусу шестерни, если включается третья передача. Вследствие наличия трения между коническими поверхностями шестерня увлекает во вращательное движение блокирующее кольцо и повертывает его относительно муфты на некоторый угол, так как между сухарем и пазом в торце блокирующего кольца есть зазор. Торцовые скосы зубьев кольца не позволяют зубьям муфты войти в зацепление с зубчатым венцом на ступице шестерни и прижимают блокирующее кольцо к конусу шестерни. В результате этого постепенно выравниваются частоты вращения блокирующего кольца (а следовательно, и вторичного вала) и включаемой шестерни. Когда эти частоты вращения станут одинаковыми, зубья муфты синхронизатора вначале войдут в зацепление с зубьями блокирующего кольца, а затем и с зубчатым венцом на ступице шестерни. Синхронизатор коробки передач автомобиля ГАЗ-24 «Волга» имеет аналогичное устройство.
Синхронизатор коробки передач автомобиля ЗИЛ-130 представляет собой передвижную муфту с диском посередине, на который воздействует вилка переключения, и с зубчатыми венцами. Муфта установлена на шлицах вторичного вала. Диск муфты имеет три отверстия для пальцев фиксатора, соединяющих его с двумя сблокированными конусными кольцами. Между двумя половинками пальца фиксатора расположены две пружины. Торцы центрального диска имеют прорези для блокирующих пальцев, жестко связывающих конусные кольца. Поверхности пальцев в их средней части и поверхности вырезов для пальцев в центральном диске также сблокированы.
В нейтральном положении корпус синхронизатора расположен посередине между шестернями. При включении передачи муфта синхронизатора, перемещаемая пальцами фиксаторов, прижимает конусное кольцо к конусу шестерни. Муфта, связанная с вторичным валом, и шестерня, связанная с промежуточным валом, имеют разные частоты вращения. Вследствие наличия трения между коническими поверхностями кольцо повертывается относительно диска муфты до соприкосновения блокирующих конусных фасок диска и пальцев, после чего происходит блокировка колец муфты. При выравнивании частот вращения шестерни и вторичного вала муфта перемещается дальше, а ее зубья бесшумно входят в зацепление с зубчатым венцом шестерни.
Синхронизатор коробки передач автомобилей MA3-5335 состоит из кольцевого корпуса, на внутренней поверхности которого с обеих сторон запрессованы конические бронзовые кольца, имеющие зубчатую насечку. Внутри корпуса установлена муфта синхронизатора с зубчатыми венцами. В фасонные прорези корпуса входят выступы муфты. Штифты муфты входят во внутренний кольцевой паз обоймы, имеющей на своей наружной поверхности выточку для вилки переключения передач. Фиксаторы, состоящие из шариков и пружин, удерживают обойму вилки переключения на корпусе синхронизатора, предохраняя ее от самопроизвольного перемещения. Шарики фиксаторов прижимаются изнутри к корпусу синхронизатора; для фиксации центрального положения шариков на внутренней поверхности корпуса в средней части для них есть выемки. Шестерни всех передач, которые включаются синхронизаторами, имеют наружные конусные поверхности и внутренние зубья, соответствующие зубьям венца.
Рис. 2. Синхронизаторы коробок передач: а, б, в, г — автомобиля ЗИЛ-130; д, е, ж, з — автомобилей КрАЗ-257 и MA3-5335; 1 и 14 — муфта синхронизатора; 2 — конусное кольцо; 3 — блокирующий палец; 4 — пружины; 5 — палец фиксатора S — зубчатый венец муфты; 7 — шестерня; 8 — внутренний зубчатый венец шестерни; 9 — обойма вилки переключения; 10 — прорези корпуса; И — корпус; 12 — штифт; 13 — выступ ыуфты; 15 — фиксатор
При включении передач вилкой включения по направлению к включаемой шестерне перемещается обойма и муфта, а вместе с последней и весь корпус. Внутренний конус кольца прижимается к конусной поверхности шестерни. От возникающего трения между конусными поверхностями корпус повернется на некоторый угол, и выступы муфты синхронизатора упрутся в края фасонных прорезей продольное движение муфты относительно корпуса синхронизатора при таком положении невозможно.
Когда частоты вращения муфты и шестерни станут равными, муфта может быть передвинута дальше. При этом шарики фиксаторов отожмутся внутрь выступов, а зубчатый конец муфты войдет в зацепление с внутренними зубьями шестерни включаемой передачи.
Читать далее: Механизм управления коробкой передач
Категория: - Устройство автомобиля
Главная → Справочник → Статьи → Форум
stroy-technics.ru
Усиленный синхронизатор нового образца ВАЗ 2108
clubturbo.ru
пакет колец синхронизатора - патент РФ 2419734
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к пакету колец синхронизатора для коробки переключения передач. Пакет колец синхронизатора для коробки переключения передач содержит внешнее кольцо синхронизатора, промежуточное кольцо и внутреннее кольцо синхронизатора. Внешнее и промежуточное кольца синхронизатора изготовлены из стального материала. Внутреннее кольцо синхронизатора изготовлено из медного материала, например из латунного сплава, алюминиевой бронзы, медно-никелевого сплава, медно-кобальтового сплава. Решение направлено на повышение прочности пакета колец синхронизатора. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл. 
Рисунки к патенту РФ 2419734
Изобретение относится к пакету колец синхронизатора для коробки переключения передач, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Синхронизирующее устройство в коробке переключения передач служит для того, чтобы сокращать разницу в частоте вращения между переключаемой передачей и валом коробки передач. Чтобы иметь возможность передавать высокие моменты сил трения, синхронизирующие устройства часто выполнены как многоконусные синхронизаторы. Такое синхронизирующее устройство содержит по существу следующие части: скользящую муфту, ступицу синхронизатора, внешнее кольцо синхронизатора, промежуточное кольцо, внутреннее кольцо синхронизатора и ходовое колесо. При этом внешнее кольцо синхронизатора, промежуточное кольцо и внутреннее кольцо синхронизатора вместе обозначаются как пакет колец синхронизатора.
Для обычных коробок переключения передач внешнее и внутреннее кольца синхронизатора изготовляются из латуни, а промежуточное кольцо из стали. Тем не менее, выполненный таким образом пакет колец синхронизатора не обладает необходимой прочностью, чтобы сопротивляться воздействующим высоким усилиям переключения и появляющимся высоким фрикционным нагрузкам, которые появляются в высоко нагруженных коробках передач. Эти высокие нагрузки появляются, в частности, в современных автоматизированных коробках переключения передач, вследствие преобладающих коротких времен переключения.
Необходимой прочности колец синхронизатора для синхронизирующих устройств в таких высоко нагруженных коробках передач достигают до сих пор посредством того, что, наряду с промежуточным кольцом, изготовляются из стали как внутреннее кольцо синхронизатора, так и внешнее кольцо синхронизатора. Однако, поскольку трущаяся пара сталь-сталь не обнаруживает каких-либо приемлемых фрикционных качеств, то требуется наносить по меньшей мере на одну из трущихся поверхностей трущейся пары дополнительный фрикционный слой, например, термически напыленный слой молибдена, порошковый слой или углеродный фрикционный слой. Это требует дополнительного технологического этапа для требующего и без того сложных и дорогих инструментов производства стальных колец синхронизатора. Применение пакетов колец синхронизатора с тремя стальными кольцами часто ведет к термическим проблемам. В таком случае, преобразование появляющихся высоких энергий, связанных с трением, в тепловую энергию ведет к сильному нагреванию колец синхронизатора. Это имеет значение особенно для внутреннего кольца синхронизатора, так как вследствие его экранирования наружным кольцом и промежуточным кольцом оно лишь слабо омывается трансмиссионным маслом. Вследствие этого охлаждение внутреннего кольца синхронизатора трансмиссионным маслом почти не происходит. Так как теплопроводность стали низка и тем самым можно пренебречь выравниванием температуры за счет теплопроводности кольца синхронизатора, может доходить в случае возникающего перегрева внутренних колец синхронизатора до разложения трансмиссионного масла. Высокие температуры внутри пакета колец синхронизатора могут вредить также фрикционному покрытию и в наихудшем случае приводить к свариванию внутреннего кольца синхронизатора с контактной поверхностью на ходовом колесе.
Поэтому с учетом этих фактов в основе настоящего изобретения лежит задача предоставления пакета колец синхронизатора, причем пакет колец синхронизатора может, с одной стороны, преобразовывать высокие усилия переключения, а с другой стороны, позволяет избегать перегрева внутреннего кольца синхронизатора, причем внутреннее кольцо синхронизатора одновременно должно экономично изготавливаться.
Согласно изобретению, эта задача решается посредством пакета колец синхронизатора для коробки переключения передач, содержащего внешнее кольцо синхронизатора, промежуточное кольцо и внутреннее кольцо синхронизатора, причем внешнее кольцо синхронизатора изготовлено из стального материала, промежуточное кольцо - из стального материала, а внутреннее кольцо синхронизатора - из медного материала.
Другими словами, наряду с промежуточным кольцом, также внешнее кольцо синхронизатора многоконусного синхронизирующего устройства для коробки переключения передач изготовлено из стали, в отличие от чего, внутреннее кольцо синхронизатора изготовлено из медного материала.
Выполненный таким образом пакет колец синхронизатора, внешнее кольцо синхронизатора которого изготовлено из другого материала, чем внутреннее кольцо синхронизатора, пренебрегает существующими в кругу специалистов предубеждениями. Так, до сих пор в кругах специалистов считалось, что внутреннее кольцо и внешнее кольцо многоконусного (т.е. многоступенчатого) синхронизатора должны состоять всегда из одного и того же материала. Более того, исходили из того, что для высоко нагружаемых передач, как например, современная автоматизированная коробка переключения передач с очень короткими временами переключения, в качестве материала была бы применима исключительно сталь, так как необходимая прочность может достигаться только за счет применения стали.
Неожиданно выяснилось, что не только с теми же самыми, а даже с более высокими нагрузками, чем при исключительно состоящем из стальных колец пакета синхронизатора, можно справляться с помощью комбинации внешнего кольца синхронизатора из стали и внутреннего кольца синхронизатора из медного материала, при сохранении известного промежуточного кольца из стали.
Для надежной функции внешнего кольца синхронизатора, которое должно использоваться в высоко нагружаемой передаче, существенно, что это кольцо синхронизатора имеет высокую прочность, высокую твердость и высокий модуль E, чтобы быть в состоянии воспринимать действующие высокие усилия переключения и чтобы гарантировать достаточно высокую износостойкость блокировочных зубьев.
В случае внутреннего кольца синхронизатора осевая сила прижатия при переключении передачи ведет, в противоположность внешнему кольцу синхронизатора, к сжимающей нагрузке. Растягивающие напряжения появляются только в окружном направлении, как следствие воздействующего момента сил трения. Вследствие этого для внутреннего кольца не требуется исключительно высокая прочность наружного кольца. Оказалось поразительным, что высокопрочные медные сплавы могут удовлетворять этим пониженным требованиям прочности для внутреннего кольца синхронизатора.
Более того, медные материалы обладают выгодными свойствами, которых сталь в этой форме не имеет. Так, теплопроводность соответствующих медных материалов отчетливо повышена по сравнению со сталью. Вследствие высокой теплопроводности, медные материалы обеспечивают, что, вопреки пренебрежительно малой циркуляции трансмиссионного масла в области внутреннего кольца синхронизатора и происходящему тем самым только незначительному отведению тепла трансмиссионным маслом, происходит достаточная компенсация температуры через внутреннее кольцо синхронизатора посредством его теплопроводности. Таким образом можно избегать описанных негативных эффектов в синхронизирующих устройствах в случае внутренних колец синхронизатора из стали.
В одном предпочтительном усовершенствовании внутреннее кольцо синхронизатора изготовлено из особого латунного сплава, или из алюминиевой бронзы, или из медно-никелевого сплава, или из медно-кобальтового сплава.
В случае этих типов сплавов речь идет о медных материалах, которые наряду с хорошей теплопроводностью имеют также высокую прочность, а также высокую износостойкость.
Одновременно упомянутые медные сплавы предоставляют то преимущество, что внутренние кольца синхронизатора из таких медных сплавов могут экономично производиться даже малыми партиями посредством штамповки.
В другом варианте осуществления внутреннее кольцо синхронизатора содержит по меньшей мере одну трущуюся поверхность, которая образована без фрикционного покрытия.
Наряду с уже упомянутыми выгодными свойствами медных материалов, они также имеют очень хорошие фрикционные свойства совместно с высокой износостойкостью. Поэтому, в противоположность до сих пор использовавшимся внутренним кольцам синхронизатора из стали, выгодным образом можно отказываться во многих случаях применения от нанесения дополнительного фрикционного слоя на по меньшей мере одной трущейся поверхности внутреннего кольца синхронизатора, вследствие чего производство дополнительно упрощается и удешевляется.
В качестве одной предпочтительной альтернативы, внутреннее кольцо синхронизатора имеет внешнюю трущуюся поверхность, которая образована с фрикционной нарезкой или с фрикционным слоем.
При двухступенчатой синхронизации внутреннее кольцо синхронизатора не находится во фрикционном соединении с ходовым колесом, поэтому только внешняя трущаяся поверхность выполнена с фрикционной нарезкой или с фрикционным слоем. Посредством опционального нанесения фрикционной нарезки, под которой понимаются предпочтительно расположенные подобно резьбе канавки, или фрикционного слоя, можно переходить к особенным требованиям к трущимся компонентам и соответственно устанавливать конкретные фрикционные соотношения, и таким образом оптимально согласовывать друг с другом трущиеся компоненты.
Предпочтительным образом внутреннее кольцо синхронизатора может быть выполнено так, что оно содержит внешнюю и внутреннюю трущуюся поверхность, которая снабжена фрикционной нарезкой или фрикционным слоем.
При трехступенчатой синхронизации внутреннее кольцо синхронизатора находится во фрикционном соединении также с ходовым колесом, поэтому как внутренняя, так и внешняя трущаяся поверхность образована либо с фрикционной нарезкой, либо с фрикционным слоем. Посредством опционального нанесения фрикционной нарезки или фрикционного слоя, можно переходить к особенным требованиям к трущимся компонентам и соответственно устанавливать конкретные фрикционные соотношения, и таким образом оптимально согласовывать друг с другом трущиеся компоненты.
Пример выполнения разъясняется посредством чертежей и посредством нижеследующего описания более подробно. При этом чертежи показывают:
Фиг.1: многоступенчатое синхронизирующее устройство с его существенными частями.
Фиг.2: соединенный пакет колец синхронизатора.
Фиг.3: поперечное сечение пакета колец синхронизатора.
Фиг.1 показывает в форме схематического подетального представления существенные части синхронизирующего устройства 10. Речь идет при этом о скользящей муфте 11, втулке или ступице 12 синхронизатора, внешнем кольце 13 синхронизатора, промежуточном кольце 14, внутреннем кольце 15 синхронизатора и о ходовом или паразитном колесе 16. На наружном кольце 13 находятся блокировочные зубья 17, на которые в процессе синхронизации воздействуют тяговые усилия. В противоположность этому внутреннее кольцо 15 образовано без зубьев. Во время процесса синхронизации, т.е. в смонтированном состоянии, части 11-16 синхронизирующего устройства 10 сдвинуты друг на друга. Промежуточное кольцо 14 и наружное кольцо 13 сдвинуты над внутренним кольцом 15 и в значительной степени обхватывают внутреннее кольцо 15. Вследствие этого обхвата в значительной степени исключена циркуляция трансмиссионного масла у поверхности внутреннего кольца 15. Таким образом, могло бы приводить к аккумуляции тепла, если бы внутреннее кольцо 15 было сделано из стали, а не как предложено, - из медного материала, который отводил бы возникающее тепло от поверхности внутреннего кольца 15 через кольцо синхронизатора посредством его превосходной теплопроводности.
Фиг.2 показывает, в пространственном представлении, смонтированный пакет синхронизатора из внешнего кольца 13 синхронизатора, промежуточного кольца 14 и внутреннего кольца 15 синхронизатора для трехступенчатой синхронизации.
Фиг.3 показывает в сечении смонтированный пакет колец синхронизатора из внешнего кольца 13 синхронизатора, промежуточного кольца 14 и внутреннего кольца 15 синхронизатора для трехступенчатой синхронизации. Трущаяся поверхность 20 внешнего кольца 13 синхронизатора образует пару трения с одной стороной промежуточного кольца 14. Другая сторона промежуточного кольца 14 образует пару трения с внешней трущейся поверхностью 19 внутреннего кольца 15. Внутренняя трущаяся поверхность 18 внутреннего кольца 15 образует пару трения с ходовым колесом 16. Фиг.3 разъясняет стесненные соотношения в смонтированном состоянии и сильно ограниченные возможности для циркуляции трансмиссионного масла.
В случае двухступенчатой синхронизации отсутствует пара трения из внутренней трущейся поверхности 18 внутреннего кольца 15 и ходового колеса 16.
Таблица показывает значения теплопроводности, а также значения прочности нескольких примерных сплавов, таких как алюминиевая бронза, медно-никелевый сплав, медно-кобальтовый сплав и особая латунь.
| Сплав | Теплопроводность(Вт/м·К) | Предел прочности Rm(Н/мм2) |
| CuAl8 Fe3 | 80 | 700 |
| CuNi2Si | 160 | 500 |
| CuCo2 Be | 220 | 650 |
| CuZn 31Ni7Al4Si2Fe | 70 | 830 |
Теплопроводность общепринятой марки стали для кольца синхронизатора лежит, в сравнении с этим, при <40 Вт/м·К.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Пакет колец синхронизатора для коробки переключения передач, содержащий внешнее кольцо (13) синхронизатора, промежуточное кольцо (14) и внутреннее кольцо (15) синхронизатора, отличающийся тем, что внешнее кольцо (13) синхронизатора изготовлено из стального материала, промежуточное кольцо (14) - из стального материала, а внутреннее кольцо (15) синхронизатора - из латунного сплава или из алюминиевой бронзы или из медно-никелевого сплава или из медно-кобальтового сплава.
2. Пакет колец синхронизатора по п.1, отличающийся тем, что внутреннее кольцо (15) синхронизатора имеет, по меньшей мере, одну трущуюся поверхность, которая образована без фрикционного покрытия.
3. Пакет колец синхронизатора по п.1, отличающийся тем, что внутреннее кольцо (15) синхронизатора имеет внешнюю трущуюся поверхность, которая выполнена с фрикционной нарезкой или с фрикционным слоем.
4. Пакет колец синхронизатора для коробки переключения передач, содержащий внешнее кольцо (13) синхронизатора, промежуточное кольцо (14) и внутреннее кольцо (15) синхронизатора, отличающийся тем, что внешнее кольцо (13) синхронизатора изготовлено из стального материала, промежуточное кольцо (14) - из стального материала, а внутреннее кольцо (15) синхронизатора - из медного материала, причем внутреннее кольцо (15) синхронизатора имеет внешнюю и внутреннюю трущуюся поверхность, которые выполнены с фрикционной нарезкой или с фрикционным слоем.
www.freepatent.ru
Блокирующее кольцо для синхронизатора | Банк патентов
Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно к синхронизаторам коробок передач.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, блокирующее кольцо для синхронизатора коробки передач, "Автомобили ВАЗ-2110, ВАЗ-2111, ВАЗ-2112 и все модификации", Каталог запасных частей, Изд. «Колесо», Москва, 2000 г., стр.82, В-231, содержащее ступичную часть с резьбовой конусной поверхностью, которая выполнена внутренней и предназначена для взаимодействия с наружной конусной поверхностью шестерни коробки передач, зубчатый венец, выполненный на его (блокирующем кольце) опоясывающем основании и предназначенный для взаимодействия с зубчатым венцом муфты синхронизатора, рабочие кулачки, выполненные на его наружной поверхности с продольным расположением относительно его оси вращения, три из которых предназначены для расположения в пазах ступицы синхронизатора для взаимодействия своими торцами с расположенными в этих пазах тремя упорными сухарями (для осевого прижатия блокирующего кольца резьбовой конусной поверхностью к наружной конусной поверхности шестерни коробки передач от упорных сухарей), а другие три предназначены для расположения в свободных пазах ступицы синхронизатора для взаимодействия своими боковыми поверхностями с боковыми стенками паза (для ограничения окружного перемещения блокирующего кольца относительно ступицы при
блокировке). Муфта синхронизатора имеет три специальные продольные канавки, в которых расположены шарики фиксаторов, которые в свою очередь подвижно располагаются внутри упорных сухарей и поджимаются к специальным канавкам муфты пружинами, установленными в специальных гнездах на ступице.
Недостатками данного технического решения блокирующего кольца для синхронизатора являются: во-первых, большая инерционная масса блокирующего кольца из-за сосредоточения большего его веса в рабочих кулачках, которых выполнено на нем не оправданно много - шесть, и выполнены они почти на максимальном его диаметре, что приводит к большой его инерционности, а это, как следствие, снижает быстродействие его (кольца) блокировки, увеличивает время его синхронизации, вызывает необходимость применения увеличенного усилия его предварительного поджатия; во-вторых, большой вес блокирующего кольца, опять-таки из-за наличия большого количества рабочих кулачков (шесть рабочих кулачков), что ведет к его удорожанию, т.к. оно изготавливается из цветного металла, ухудшает его теплопроводность, т.к. чем больше тело, тем медленнее отводится тепло от него, а это приводит к снижению его (кольца) долговечности по поверхности трения - резьбовой конусной поверхности (на практике очень часто происходит оплавление резьбовой конусной поверхности.
Задача полезной модели: уменьшение веса блокирующего кольца для синхронизатора, а следовательно и его инерционности, увеличение его долговечности за счет улучшения теплоотвода от его поверхности трения, и повышение эффективности и быстродействия синхронизатора в целом.
Указанная задача достигается тем, что в блокирующем кольце для синхронизатора, содержащем ступичную часть с резьбовой конусной поверхностью, предназначенной для взаимодействия с наружной конусной поверхностью шестерни коробки передач, зубчатый венец,
предназначенный для взаимодействия с зубчатым венцом муфты синхронизатора, рабочие кулачки, предназначенные для расположения их в пазах ступицы синхронизатора и предназначенные для взаимодействия с расположенными в этих пазах по меньшей мере тремя упорными сухарями, в которых расположены пружины, поджимающие шарики к канавкам муфты, установленной посредством шлицевого соединения на ступице, согласно полезной модели, на блокирующем кольце выполнено всего три рабочих кулачка, предназначенных для возможности одновременного взаимодействия и с упорными сухарями и со стенками пазов ступицы, причем оси симметрий рабочих кулачков находятся на одинаковом угловом расстоянии между собой, а каждая из них равноудалена на одинаковые угловые расстояния от осей симметрий соседних зубьев его зубчатого венца.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется на чертежах:
Фиг.1. - блокирующее кольцо для синхронизатора, общий вид;
Фиг.2. - разрез по А-А на фиг.1;
Фиг.3. - вид Б на фиг.1;
Фиг.4. - ступица синхронизатора, общий вид;
Фиг.5. - вид В-В на фиг 4;
Фиг.6. - блокирующее кольцо для синхронизатора расположенное в синхронизаторе коробки передач, поперечное сечение.
Блокирующее кольцо 1 для синхронизатора 2, содержащее ступичную часть 3 с резьбовой конусной поверхностью 4, предназначенной для взаимодействия с наружной конусной поверхностью 5 шестерни 6 (или шестерни 24) коробки передач, зубчатый венец 7, предназначенный для взаимодействия с зубчатым венцом 8 муфты 9 синхронизатора 2, три рабочих кулачка 10, предназначенных для расположения их в пазах 11 ступицы 12 синхронизатора 2 и предназначенных для взаимодействия с расположенными в этих пазах 11 тремя упорными сухарями 13, в которых расположены пружины 14, поджимающие шарики 15 фиксаторов к канавкам 16 муфты 9, установленной посредством шлицевого соединения 17 на ступице 12.
Три рабочих кулачка 10 блокирующего кольца 1 для синхронизатора 2 предназначены для возможности одновременного взаимодействия и с торцами упорных сухарей 13 своими торцами 18 и со стенками 19 пазов 11 ступицы 12 синхронизатора 2 своими боковыми поверхностями 20.
Причем оси симметрии «L1», «L2 », «L3» рабочих кулачков 10 блокирующего кольца 1 находятся на одинаковом угловом расстоянии «α 1», «α 2», «α 3» между собой, а каждая из них (каждая из осей симметрии «L1», «L 2», «L3») равноудалена на одинаковые угловые расстояния «β 1», «β 2» от осей симметрии «М», «N» соответственно соседних зубьев 21, 22 его зубчатого венца 7, что способствует более уравновешенному распределению масс по кольцу 1.
На резьбовой конусной поверхности 4 блокирующего кольцо 1 для синхронизатора 2 выполнена резьба 23, необходимая для разрыва масляной пленки в процессе синхронизации в синхронизаторе 2.
Работа конструкции блокирующего кольца 1 в синхронизаторе 2 заключается в следующем.
При включении передачи муфта 9 перемещается в сторону включаемой передачи (если синхронизатор 2 выполнен для двух передач и включает два блокирующих кольца 1). Через шарики 15 фиксаторов, поджатые к канавкам 16 муфты 9 пружинами 14 и подвижно расположенные внутри упорных сухарей 13 усилие передается посредством упорных сухарей 13 на торцы 18 рабочих кулачков 10 блокирующего кольца 1, прижимая его резьбовую конусную поверхность 4 к наружной конусной поверхности 5 шестерни 6 (или шестерни 24 - в зависимости от включаемой передачи, см. фиг.6). При этом происходит разрыв масляной пленки на конусной поверхности 5 шестерни 6 (или шестерни 24) при помощи резьбы 23 на резьбовой конусной поверхности 4 блокирующего кольца 1 и, за счет разности угловых скоростей между синхронизатором 2 и шестерней 6 (или 24) включаемой передачи, происходит проворот блокирующего кольца 1 относительно ступицы 12 до упора боковых поверхностей 20 трех рабочих кулачков 10 блокирующего кольца 1 в стенки 19 пазов 11 ступицы 12 синхронизатора 2, причем геометрия рабочих кулачков 10 выполнена таким образом, что зубья зубчатого венца 7 кольца 1 перекрывают собой пространство для дальнейшего перемещения зубьев 25 зубчатого венца 8 муфты 9 (участвующих в шлицевом соединении 17 со ступицей 12). Скосы на зубьях зубчатого венца 8 муфты 9 прижимаются к скосам на зубьях зубчатого венца 7 блокирующего кольца 1 и синхронизатор 2 оказывается заблокированным. Параметры канавок 16 на муфте 9 и усилия пружин 14 выбираются таким образом, что блокировка синхронизатора 2 наступает раньше, чем шарики 15 фиксаторов смогут быть выдавлены из канавок 16 муфты 9 при ее перемещении по ступице 12. За счет малой инерции блокирующего кольца 1 (облегченного за счет выполнения в его конструкции только трех рабочих кулачков 10) его проворот происходит очень быстро, что позволяет понизить усилие предварительного поджатия
шариков 15 фиксаторов пружинами 14 синхронизатора 2 без снижения надежности синхронизатора и, тем самым, улучшить характеристики включения передачи.
При дальнейшем приложении нагрузки к муфте 9 усилие через скосы на зубьях зубчатого венца 8 муфты 9 и зубья зубчатого венца 7 блокирующего кольца 1 передается на резьбовую конусную поверхность 4 последнего, где и происходит работа трения, выравнивающая угловые скорости между синхронизатором 2 и шестерней 6 (или шестерней 24) включаемой передачи. Параметры скосов на зубьях зубчатого венца 8 муфты 9 и зубьях зубчатого венца 7 блокирующего кольца 1 выбираются таким образом, чтобы исключить проворот блокирующего кольца 1 в положение, при котором его зубья перестают препятствовать зубьям муфты 9 для дальнейшего перемещения в сторону шестерни 6 (или шестерней 24) включаемой передачи, при отжатии зубьев зубчатого венца 7 кольца 1 скосами зубьев зубчатого венца 8 муфты 9, до момента максимальной синхронизации угловых скоростей синхронизатора 2 и шестерни 6 (или шестерни 24) включаемой передачи. При работе трения выделяемое на резьбовой конусной поверхности 4 блокирующего кольца 1 и наружной конусной поверхности 5 шестерни 6 (или шестерни 24) тепло рассеивается деталями синхронизатора 2, в том числе блокирующим кольцом 1, и отводится маслом, чему способствует его уменьшенный вес - улучшающий его теплопроводность и способствуют пустые пазы 25 на ступице 12 синхронизатора (в прототипе в них находились ограничительные кулачки).
После синхронизации угловых скоростей синхронизатора 2 и шестерни 6 (или шестерни 24) включаемой передачи усилие для отжатия зубьев блокирующего кольца 1 скосами зубьев муфты 9 становится меньше, чем окружное усилие трения между коническими поверхностями кольца 1 и шестерни 6 (или шестерни 24), и становится возможным
дальнейшее перемещение муфты 9 до полного включения передачи, когда муфта 9 входит в зацепление своим зубчатым венцом 8 с зубчатым венцом 26 шестерни 6 (или с зубчатым венцом 27 шестерни 24).
Таким образом, выполнение блокирующего кольца для синхронизатора только с тремя рабочими кулачками, оси симметрии которых находятся на одинаковом угловом расстоянии между собой, а каждая из них равноудалена от осей симметрии соседних зубьев его зубчатого венца - позволяет решить поставленную задачу и достичь следующий технический результат: уменьшить вес блокирующего кольца для синхронизатора, а следовательно и его инерционность, увеличить его долговечность за счет улучшения теплоотвода от его поверхности трения, и повысить эффективность и быстродействие синхронизатора в целом.
bankpatentov.ru
Проверка кольца синхронизатора и шестерни (Механическая коробка передач (МКП))
Применимость для следующих годов выпуска и кузовов: 2002, 2003, 2004
| 1. | Проверьте каждое блокирующее кольцо синхронизатора (A) на наличие износа.Проверьте состояние зубьев (B) каждого блокирующего кольца синхронизатора на наличие износа (скругление).
|
| 2. | Проверьте состояние зубьев (C) на каждой муфте синхронизатора и зубчатом венце синхронизатора на наличие износа (скругления).
|
| 3. | Проверьте упорную поверхность (D) каждой ступицы шестерни на наличие износа.
|
| 4. | Проверьте состояние конической поверхности (E) каждой ступицы шестерни на наличие износа или шероховатости. |
| 5. | Проверьте состояние зубьев шестерен всех передач (F) на наличие неравномерного износа, задиров, фреттинг-коррозии, и трещин. |
| 6. | Смажьте коническую поверхность каждой шестерни (E), и уложите на нее блокирующее кольцо синхронизатора. Вращая блокирующее кольцо, убедитесь в том, что оно не соскальзывает с шестерни. |
| 7. | Измерьте кольцевой зазор между шестерней (A) и ее блокирующем кольцом (B). При измерении зазора ровно удерживайте блокирующее кольцо у шестерни. Если измеренный зазор меньше предельного значения, замените блокирующее кольцо и шестерню.
| ||||||||||||||||||||
omanual.ru
