Синхронизаторы коробки передач: Синхронизатор КПП: устройство и принцип работы

Содержание

Синхронизатор коробки передач – устройство, работа

Все современные механические коробки передач, а также роботизированные коробки передач являются синхронизированными. В таких коробках для того, чтобы включить передачу, производится выравнивание частоты вращения вала и шестерни. Синхронизацию обеспечивает одноименное устройство – синхронизатор. Помимо плавного переключения передач синхронизатор снижает износ механического соединения, шум при переключении и, тем самым, увеличивает срок службы коробки передач.

Синхронизаторами оборудуются все передачи коробки передач легкового автомобиля, в том числе передача заднего хода. Принцип действия синхронизатора основан на использовании сил трения при выравнивании скоростей. Чем выше разница в частотах вращения вала и шестерни, тем больше должна быть величина силы трения для их синхронизации. Выполнение данного условия достигается путем увеличения площади поверхности соприкосновения – установкой дополнительных фрикционных колец.

Устройство синхронизатора

Синхронизатор состоит из ступицы с сухарями, муфты включения, блокирующего кольца и шестерни с фрикционным конусом. В конструкции коробки передач один синхронизатор обслуживает две передачи (шестерни).

Конструктивной основой синхронизатора является ступица. Она имеет внутренние и наружные шлицы. С помощью внутренних шлицев ступица соединяется с вторичным валом коробки передач и имеет возможность осевого перемещения по нему в разные стороны. Наружные шлицы соединяют ступицу с муфтой включения.

По окружности ступицы под углом 120° выполнены три паза, в которые установлены подпружиненные сухари. В синхронизаторе сухари нажимают на блокирующее кольцо при включении передачи и способствуют блокировке муфты на этапе синхронизации.

Муфта включения (другое название – муфта синхронизатора) обеспечивает жесткое соединение вала и шестерни. Муфта насажена на ступицу и имеет внутренние шлицы. На шлицах выполнена кольцевая проточка, в которой размещаются выступы сухарей. Снаружи муфта синхронизатора соединяется с вилкой коробки передач.

Блокирующее кольцо обеспечивает синхронизацию и препятствует замыканию муфты до момента выравнивания скоростей вала и шестерни. С внутренней стороны блокирующее кольцо имеет коническую поверхность, которая взаимодействует с фрикционным конусом шестерни. Снаружи блокирующее кольцо имеет шлицы, с помощью которых производится блокировка муфты включения.

На торцевой поверхности блокирующего кольца со стороны ступицы выполнено три паза, в которые входят сухари ступицы. Пазы препятствуют прокручиванию кольца при соприкосновении с фрикционным конусом (в них упираются сухари). Размер пазов в 1,5 раза превышает размер сухарей. В некоторых конструкциях синхронизаторов, наоборот, на блокирующем кольце выполнены выступы, а пазы — в ступице.

Для увеличения поверхности соприкосновения, снижения усилия при переключении передач применяются многоконусные синхронизаторы: двухконусный, трехконусный. Например, в трехконусном синхронизаторе помимо блокирующего (наружного) кольца устанавливается еще внутреннее и промежуточное кольца. Для предотвращения проворачивания на кольцах выполнены выступы, которые фиксируются в пазах шестерни и блокирующего кольца.

Таким образом, в трехконусном синхронизаторе созданы три поверхности трения: между конусом шестерни и внутренним кольцом, между внутренним и промежуточным кольцом, между промежуточным и блокирующим кольцом. В зависимости от конструкции в одной коробке передач могут устанавливаться синхронизаторы с различным числом конусов.

Работа синхронизатора

В нейтральном положении рычага коробки передач муфты синхронизаторов находятся в среднем положении, шестерни на ведомом валу вращаются свободно, поток мощности не передается.

При включении передачи вилка перемещает муфту синхронизатора из среднего положения в направлении шестерни. Вместе с муфтой сдвигаются сухари, которые воздействуют на блокирующее кольцо. Кольцо прижимается к конусу шестерни. На поверхности возникает сила трения, которая поворачивает кольцо до упора сухарей в пазах кольца (кольцо стопорится от проворачивания). В этом положении блокирующее кольцо препятствует дальнейшему продвижению муфты синхронизатора по оси вала, так как торцы шлицев блокирующего кольца располагаются напротив торцов шлицев муфты.

Далее под действием сил трения происходит синхронизация скоростей шестерни и ведомого вала. Когда скорости выравнены, под нажимом шлицев муфты блокирующее кольцо поворачивается в противоположную сторону, блокировка муфты снимается, шлицы муфты свободно проходят для зацепления с венцом шестерни. Происходит жесткое соединение вторичного вала коробки передач и шестерни.

Несмотря на множество операций, весь процесс синхронизации и включения передачи занимает доли секунды.

Ошибка

Автомобиль — модели, марки
Устройство автомобиля
Ремонт и обслуживание
Тюнинг

Аксессуары и оборудование
Компоненты
Безопасность
Физика процесса

Новичкам в помощь
Приглашение
Официоз (компании)
Пригородные маршруты

Персоны
Наши люди
ТЮВ
Эмблемы

Личные инструменты

Представиться системе

Инструменты

Спецстраницы

Пространства имён

Служебная страница

Просмотры

Перейти к: навигация,
поиск

Запрашиваемое название страницы неправильно, пусто, либо неправильно указано межъязыковое или интервики название. Возможно, в названии используются недопустимые символы.

Возврат к странице Заглавная страница.

Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.

Как работает синхронизатор?

Синхронизаторы являются важной частью механической коробки передач и помогают вам выполнять идеальное переключение передач

Напомнить позже

Коробки передач — это безумно сложные чудеса машиностроения, которые позволяют автолюбителям постоянно ускорять свои автомобили с помощью набора шестерен разного диаметра. Затем возникают проблемы из-за того, что все эти шестерни имеют зубья, которые выступают по их внешней окружности, что необходимо для передачи мощности от двигателя к колесам через трансмиссию. Если эти зубья не выровнены идеально, шестерни на вторичном валу будут хрустеть шестернями на промежуточном валу, что потенциально может привести к поломке зубьев и дорогому счету.

Соосность между шестернями в трансмиссии зависит от скорости, с которой они вращаются; если вы заставите шестерни вращаться с правильной скоростью, зубья будут сцепляться друг с другом и будут способны передавать мощность на карданные валы и колеса. Когда-то искусство согласования оборотов и двойного выключения сцепления использовалось для эффективного переключения передач, но изобретение синхронизатора навсегда изменило механическую коробку передач как сущность, упростив процесс переключения передач.

Зубчатый синхронизатор от джипа, показывающий внутренние и внешние шлицы

Синхронизатор почти похож на маленькую муфту, которая находится на выходном валу между шестернями, замедляя или увеличивая требуемую относительную скорость шестерни для обеспечения идеального зацепления зубьев в трансмиссии.

Механизм синхронизатора состоит из трех основных частей: требуемой шестерни, объемного кольца и блока синхронизатора. Объемное кольцо имеет внешние зубья, которые входят в зацепление с зубьями синхронизатора, но оно также имеет внутренний рисунок канавки, который 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 совпадут, зацепив зубья друг с другом.

Вот отличное видео, показывающее, что происходит во время переключения передач в замедленной съемке:

Итак, когда вы начинаете выбирать передачу с помощью рычажного механизма, вилки переключателя инициируют давление на объемное кольцо, которое затем начинает приблизиться к основной выбранной передаче. К счастью, на шестерне есть конусообразное плечо, которое вызывает трение с объемным кольцом, которое также содержит втулку идеальной формы, чтобы принимать плечо, замедляя передачу. Вскоре объемное кольцо и шестерня движутся с одинаковой скоростью и в полной гармонии.

При приложении дополнительной силы, когда физическое переключение осуществляется через рычажный механизм, блок синхронизатора скользит по объемному кольцу, при этом оба вращаются с одинаковой скоростью. Затем внутреннее кольцо синхронизатора позволяет внешнему радиусу синхронизатора полностью совпадать с главной передачей, синхронизируя их движение вместе и плавно завершая переключение передач.

Когда-то дважды выжимать сцепление — так называемое двойное выключение — было нормой 9.0002 Синхронизатор эффективно позволяет выполнять переключение передач одним нажатием на педаль сцепления, по существу форсируя 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 справляются со своей работой в наши дни, особенно с учетом уровня мощности двигателя, который в настоящее время приходится на современные коробки передач. Но синхронизаторы подобны связкам автомобиля, плавно соединяя передачу мощности от одной мышцы к остальной части тела.

Так что в следующий раз, когда вы в последний момент включите переключение чуть ниже красной линии, и передача плавно встанет на место, помните, что ключом к этому приятному переключению была гениальная инженерия.

Как работает синхронизатор коробки передач? — Лучшее объяснение

Содержание

Введение

Модификация компонента продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто идеальное или близкое к идеальному состояние компонента, поэтому, помня об этом, инженеры продолжают исследования в области механической трансмиссии для извлечь из этого максимум пользы, что приводит исследователей из General Motors к разработке синхронизатор коробки передач или система 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.

Синхронизированная коробка передач или система трансмиссии представляет собой тип системы трансмиссии, в которой кулачковые муфты коробки передач с постоянным зацеплением заменены специальными устройствами переключения, известными как синхронизаторы, которые делают систему компактной, а также обеспечивают плавное и бесшумное переключение передач.

В синхронизированной трансмиссии пара шестерен, которая должна использоваться для окончательной передачи мощности, сначала входит в фрикционный контакт с синхронизатором, а затем происходит окончательный выбор соответствующей передачи.

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

С соответствующей модификацией механизма переключения передач синхронизатор коробки передач также используется в гоночных автомобилях, таких как формула-1, из-за его быстрого и плавного отклика.

Зачем нам синхронизатор?

Поскольку введение системы трансмиссии от скользящего зацепления к постоянному зацеплению, в обе системы были внесены различные модификации, чтобы сделать их плавными, менее шумными и сделать реакцию переключения быстрой, хотя постоянное зацепление преодолело важные ограничения скольжения Коробка передач с зацеплением похожа на двойное выключение сцепления, износ, но все же имеет свои ограничения, давайте обсудим их:

Реакция на переключение передач в коробке передач с постоянным зацеплением не быстрая, так как кулачковые муфты, используемые в коробке передач с постоянным зацеплением должен зацепиться с вращающейся парой шестерен, что не является быстрой задачей.
В редукторе с постоянным зацеплением отсутствует механизм, который мог бы привести все вращающиеся валы, такие как вал сцепления, главный вал и промежуточный вал, на одну и ту же скорость вращения, которая отвечает за жесткое переключение передач.
Зубья кулачковых муфт изнашиваются, что, в свою очередь, увеличивает необходимость обслуживания системы.
Переключение передач в редукторе с постоянным зацеплением является шумным процессом, так как кулачковые муфты должны соприкасаться с вращающейся зубчатой парой.
Коробка передач с постоянным зацеплением не компактна по сравнению с коробкой передач с синхронизатором.

Эти проблемы привели к тому, что General Motors разработала коробку передач с синхронизатором, которая до сих пор используется почти в 52% автомобилей на дорогах.

также прочитайте:

Типы коробки передач — Полное объяснение
Различные типы двигателя
Типы шасси и различные типы автомобилей в соответствии со стилем кузова

Основные компоненты

16.

—

Как и в редукторе с постоянным зацеплением, в редукторе с синхронизатором используются 3 вала-

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

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

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

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

2.

Зубчатые колеса —

Обычно используются 2 типа зубчатых колес —

(i) Косозубые зубчатые колеса — Эти зубчатые колеса имеют угловые зубья на цилиндрической металлической боковой поверхности.

(ii) Конические зубчатые колеса – Эти зубчатые колеса имеют косые зубья на конической металлической боковой поверхности.

3. Синхронизаторы –

Это специальные переключающие устройства, используемые в редукторе синхронизаторов, на поверхности которых прорезаны конические канавки, обеспечивающие фрикционный контакт с шестернями, которые должны зацепляться, чтобы уравнять 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, т. е. 1, 2, 3, 4, 5 или передачи заднего хода.

Выбор передач в редукторе с синхронизатором отчасти такой же, как и в редукторе с постоянным зацеплением, т. е. скорость и используется для перемещения транспортного средства из его исходного состояния, синхронизатор, соединенный с парой шестерен с зацеплением, имеющих наибольшую шестерню главного вала и наименьшую шестерню промежуточного вала, выравнивает скорость валов, создавая фрикционный контакт с парой и наконец получается первая передача.

Вторая передача

Эта передача имеет меньший крутящий момент и более высокую скорость, чем первая передача, и получается, когда пара шестерен, имеющая вторую по величине шестерню главного вала и вторую наименьшую шестерню промежуточного вала, входит в зацепление с соответствующими устройство синхронизатора.

Третья передача

Эта передача, имеющая более высокую скорость и меньший крутящий момент, чем вторая передача, получается при контакте соответствующего синхронизатора, прикрепленного к паре шестерен, имеющих промежуточную шестерню главного вала и промежуточную шестерню промежуточного вала.

Четвертая передача

Это вторая по скорости передача, которая получается, когда соответствующее синхронизирующее устройство, прикрепленное к паре зацепленных шестерен, имеющих вторую по величине шестерню главного вала и вторую по величине шестерню промежуточного вала, соприкасаются.

Пятая передача

Это шестерня с самой высокой скоростью и самым низким крутящим моментом, которая передает максимальную скорость вала сцепления на главный или вторичный вал и достигается, когда соответствующее синхронизирующее устройство присоединено к паре зубчатых зацеплений, имеющих наименьшую передачу главного вала и наибольшей шестерни промежуточного вала соприкасаются.

Примечание — В некоторых транспортных средствах, таких как KTM Duke 390cc, установлена овердрайв, который напрямую получает выходной сигнал от вала сцепления и передает его на главную передачу, когда автомобиль находится в длительном движении на высокой скорости или когда автомобиль движется вниз. холм.

Шестерня заднего хода

Это шестерня, которая меняет направление выходного вала, который, в свою очередь, меняет направление движения автомобиля с помощью промежуточной шестерни, которая обычно устанавливается посередине промежуточного вала и главного вала.