Для чего нужен синхронизатор в кпп: Устройство и неисправности синхронизатора коробки передач

Содержание

Для чего нужен синхронизатор в кпп


Синхронизатор коробки передач – строение, принцип работы + видео » АвтоНоватор

Синхронизатор коробки передач – это механизм, который выравнивает частоту вращения валов и шестерен, для того чтобы переключить передачу. Благодаря синхронизатору уменьшается механический износ деталей при смене передачи, а также шум. Срок службы у КПП тем самым увеличивается. Рассмотрим подробнее принцип работы этого механизма.

Как устроен синхронизатор коробки передач?

Синхронизаторы ставятся в легковых автомобилях на все коробки переключения передач, даже на передачи заднего хода. Они работают по определенному принципу: выравнивание скорости при помощи силы трения. Если разница между частотой вращения вала и шестерен большая, тогда и сила трения между ними должна достигаться чуть большего уровня, чтобы синхронизировать их действие. Такое явление ожидается при переключении на самые высокие передачи.

Требуемое условие выполняется при увеличении площади соприкосновения поверхностей, и для этого устанавливаются дополнительные фрикционные кольца.

Основным элементом у синхронизатора является ступица, у которой предусмотрены внешние и внутренние шлицы. Для соединения с вторичным валом используются внутренние шлицы, при этом есть возможность осевого перемещения вала в разные стороны. Нижние шлицы, в свою очередь, соединяются с муфтой включения, которая должна обеспечивать жесткое соединение вала и шестерен коробки передач. Снаружи муфта включения соединяется с вилкой для переключения передачи.

Также в синхронизатор КПП входит блокирующее кольцо. Оно нужно для того, чтобы обеспечить хорошую синхронизацию, и чтобы муфту не замыкало в тот момент, когда выравниваются скорости. Внутри на кольце имеется коническая поверхность, предназначена она для обмена действием с фрикционным конусом имеющихся шестерен. А вот для того, чтобы создать условия блокировки муфты включения, с внешней стороны этого стопорного кольца установлены шлицы.

Принцип работы синхронизатора КПП – что же происходит под капотом?

Принцип работы синхронизатора КПП сложен, но, несмотря на это, все действия происходят всего за доли секунды. Если рычаг КПП находится в нейтральном положении, то муфты – в среднем, и шестерни свободно вращаются, не передавая поток мощности.

Когда мы, увеличивая скорость, переключаем КПП, тогда рычаг переносит муфту в положение к направлению шестерни. Что при этом происходит в системе?

Когда мы включаем нужную передачу (скорость) в нашем автомобиле, за долю секунды система успевает сделать примерно следующее. Сдвигаются сухари на муфте (маленькие затворы), которые действуют на блокирующее кольцо, и оно сходится с конусом шестерни. Из-за этого активируется сила трения, которая в свою очередь поворачивает кольцо до того момента, пока оно не застопорится. После этого и происходит синхронизация скорости вала и шестерни. Мотор настраивается на новые обороты, а мы можем без особых усилий увеличивать скорость.

Синхронизатор КПП – поломки и замена

Основные неполадки в КПП могут быть из-за сцепления. При этом эта система работает с запозданием, неточностью, упрямством. Естественно, синхронизатор тут ни при чем, первично следует обратиться в мастерскую или же сделать регулировку сцепления самостоятельно. А что предпринять, если сцепление в порядке? Тогда попробуйте заострить внимание на следующем.

  • Если вам слышится хруст или непонятной природы шум, то, возможно, у вас деформировалось блокирующее кольцо, или же износилась коническая поверхность.
  • Если у вас самопроизвольно выключаются передачи, то, возможно, неисправность кроется в износе шестерни или же в муфте выключения.
  • А если у вас затрудненное переключение передач, то это износился сам синхронизатор.

Замена синхронизатора в КПП проходит в несколько этапов, и для начала нам необходимо снять саму коробку передач и очистить ее от грязи.

Затем следует снять кронштейн троса сцепления. Открутить 4 гайки, которые закрепляют заднюю крышку, и убрать ее. Следом вам придется открутить болт крепления вилки у пятой передачи, включить ее, то есть переместить муфту синхронизатора вниз вместе с вилкой, но так чтобы шлицы у муфты были в сцепке с шестерней, после это надо включить третью или четвертую передачу.

Далее снимите гайку, которая крепит первичный вал. Для того чтобы ее сдвинуть с места, необходимо приложить много усилий, так как она затянута с большим моментом. То же самое следует проделать и с гайкой, которая крепит вторичный вал. В заключении надо будет приподнять ведомую шестерню пятой передачи, снять ее вместе с синхронизатором и вилкой вторичного вала, при этом надо проконтролировать, чтобы муфта не сходила со ступицы. Установка нового синхронизатора проводится в уже известном обратном порядке, хотя и потребует внимательности.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Синхронизатор — Энциклопедия журнала «За рулем»

Синхронизатор механической коробки передач — механизм, обеспечивающий плавное переключение передач за счет выравнивания частоты вращения включаемой шестерни и вторичного вала. Снижает износ зубчатых венцов муфты переключения и шестерни за счет снижения ударных нагрузок на зубья. Снижает акустический шум (скрежет) при переключении передач. Увеличивает срок службы КП.

Устройство синхронизатора

Конструкция синхронизатора:
1 — шестерня II передачи;
2 — блокирующие кольца;
3 — скользящая муфта включения II и III передач;
4 — ступица;
5 — стопорное кольцо;
6 — пружина;
7 — сухарь;
8 — шарик;
9 — шестерня III передачи

Синхронизатор состоит из ступицы, которая установлена через шлицевое соединение на вторичный вал КП и может перемещаться по валу продольно вместе с муфтой переключения передач. Ступица соединена с муфтой также через шлицы — внешние для ступицы, внутренние для муфты переключения. На наружной поверхности ступицы под углом 120 градусов прорезаны три паза, в которых располагаются сухари синхронизатора. Выступы сухарей совпадают с кольцевой проточкой внутренней шлицевой поверхности муфты. Сухари прижимаются к внутренней поверхности муфты кольцевыми пружинами.

Шестерни вторичного вала КП имеют боковые конические поверхности, на которые насажены свободно вращающиеся бронзовые блокирующие кольца, находящиеся в зацеплении с кончиками сухарей. Пазы блокирующих колец, в которые входят концы сухарей, на 50 процентов больше ширины сухарей. На внешней стороне блокирующих колец находятся зубья, которые входят в зацепление с зубьями ступицы и зубьями шестерни переключаемой передачи вторичного вала.

Работа синхронизатора

При включении передачи вилка перемещает муфту по вторичному валу в сторону шестерни включаемой передачи. Конус блокирующего кольца синхронизатора соприкасается с конусной поверхностью шестерни. Частота вращения шестерни, которая свободно вращается на вторичном валу КП, и конусной поверхности блокирующего кольца, которое вращается с частотой вращения вторичного вала КП, не совпадают. За счет сил трения в зоне соприкосновения двух конусных поверхностей блокирующее кольцо проворачивается на величину зазора между сухарем и пазом (который больше размеров сухаря наполовину). Зубчатый венец муфты переключения устанавливается напротив зубьев поверхности кольца, между ними происходит механический контакт, за счет сил трения скорости вращения выравниваются. В этот момент блокирующее кольцо проворачивается против направления вращения, сухари занимают центральное положение относительно пазов и утапливаются в них. Зубья муфты входят в зацепление с зубьями блокирующего кольца и включаемой шестерни. Для облегчения процесса зацепления торцевые скосы зубьев зубчатых венцов выполнены скошенными. В конечной фазе включения передачи шестерня блокируется на вторичном валу передач, что и приводит к изменению частоты вращения вторичного вала и передаточного числа трансмиссии в целом.

Практика управления автомобилем с синхронизированной МКП

При управлении несинхронизированной КП (в частности, на антикварных отечественных автомобилях довоенного производства) водитель вынужден применять особые приемы переключения передач, чтобы не допустить пломки двигателя и быстрого износа шестерен коробки передач.
Быстрое переключение передач с низшей на высшую на таких автомобилях невозможно из-за разницы частоты вращения шестерни вторичного вала и муфты включения. Чтобы выровнять скорости вращения водитель вынужден пользоваться приемом двойного выжима сцепления. Он заключается в том, что водитель выжимает сцепление, переводит рычаг КП в нейтральное положение, на короткое время отпускает сцепление, затем снова выжимает педаль и включает высшую передачу. В момент выбора «нейтрали» скорости вращения шестерен выравниваются. Переключение передач происходит без скрежета и больших ударных нагрузок на зубья шестерен.
Для перехода с высшей на низшую передачу на автомобилях с несинхронизированной КП применяют прием двойного выжима сцепления «с перегазовкой». Выжав сцепление, водитель переводит рычаг переключения передач в нейтральное положение, нажимает педаль газа, затем снова выжимает сцепление и включает низшую передачу. За счет раскрутки шестерен промежуточного вала скорость вращения подключаемой шестерни и муфты включения выравнивается. Передача, опять же, включается без скрежета.
Эти же приемы переключения передач до сих пор используются в строительных и специализированных машинах (грейдерах, тракторах, тихоходных тягачах) с многоступенчатыми МКП, в которых применение синхронизаторов невозможно.
В синхронизированных коробках описанные приемы лишены смысла, поскольку зацепление шестерен с большой разницей скоростей вращения будет блокировано синхронизатором. Большой ударной нагрузки на зубья шестерен (зубчатых венцов) не произойдет, поскольку шестерни просто не войдут в зацепление до момента выравнивания частоты вращения. По сути, синхронизатор МКП выполняет функции полуавтомата переключения передач, устраняя саму возможность грубого зацепления шестерен коробки, которая способна вывести механизм КП из строя.
На автомобилях с частично синхронизированными МКП (например, ГАЗ-21, водители для перехода со второй на первую передачу, которая не имела синхронизатора, переводили подрулевой рычаг переключения на короткое время в положение включения третьей передачи, а потом быстро — в положение первой передачи. Это позволяло частично синхронизировать вращение муфты переключения и шестерни первой передачи единственным синхронизатором КП этого автомобиля. Такой же прием использовался и для включения заднего хода.

Синхронизаторы заднего хода

В большинстве современных легковых автомобилей с трехвальными и двухвальными МКП передача заднего хода так же оснащается синхронизатором (но это не касается отечественных легковых автомобилей, в которых передача заднего хода синхронизатора не имеет). Это облегчает включение задней передачи, но не избавляет водителя от строгого выполнения правила — включать передачу заднего хода только после полной остановки автомобиля. Для предотвращения этой ошибки МКП оснащается блокираторами, которые делают невозможной включение заднего хода при движении автомобиля вперед, либо рычаг КП оснащается специальным пружинным механизмом, который предотвращает случайный выбор передачи заднего хода. Обычно для включения заднего хода рычаг переключения КП нужно нажать вниз, а затем перевести в нужное положение. Либо сектор включения задней передачи снабжен тугой пружиной, чтобы водитель чувствовал повышенное сопротивление. Либо для включения заднего хода нужно нажать манетку, расположенную на рычаге переключения (это решение можно встретить и сегодня, повсеместно оно применялось на послевоенных грузовых автомобилях отечественного производства).
Синхронизатор МКП один из самых нагруженных узлов этого механизма. При выходе коробки передач из строя специалисты по ремонту прежде всего сталкиваются с фактом разрушения синхронизаторов (особенно шестерен низших передач) и уже потом — с неисправностями уплотнений первичного и вторичного валов, разрушением подшипников и выкрашиванием зубьев шестерен.

Для чего нужен синхронизатор коробки передач


Для чего нужен синхронизатор коробки передач

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.

Состоит из следующих элементов:
1.Блокирующее кольцо
2.Ступица
3.Сухарь
4.Кольцевая пружина
5.Фрикционный конус шестерни
6.Шестерня
7.Блокирующее кольцо
8.Муфта синхронизатора
9.Сухарь
10.Шестерня

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

Схема работы 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.

Поделиться новостью с друзьями:
Похожее

Синхронизатор коробки передач

Современные роботизированные и механические коробки передач производители делают синхронизированными. Это означает, что для включения передачи предварительно осуществляется выравнивание частоты вращения вала и шестерни. Для этих целей в конструкции коробки передач предусмотрено специальное устройство – синхронизатор. Кроме плавного переключения передач, синхронизатор обеспечивает ряд других функций: минимизирует износ механического соединения, снижает шум при переключении, что, в свою очередь, позволяет продлить эксплуатационный срок коробки передач.

В легковом автотранспорте синхронизаторами оснащаются абсолютно все передачи, в частности передачу заднего хода. Принцип работы данного устройства основан на использовании сил трения при выравнивании скоростей. Чем выше разница в частотах вращения вала и шестерни, тем больше должна быть величина силы трения для их синхронизации. Для реализации данного условия увеличивают площадь поверхности соприкосновения путем установки дополнительных фрикционных колец.

Особенности устройства синхронизатора

Конструкция синхронизатора включает следующие элементы: ступица с сухарями, блокирующее кольцо, муфта включения, шестерня с фрикционным конусом. Стоит отметить, что для обслуживания двух передач (шестерен) используется один синхронизатор.

Основой синхронизатора выступает ступица. Данный элемент имеет внутренние и наружные шлицы. Посредством внутренних шлицев осуществляется соединение с вторичным валом коробки передач и появляется возможность перемещаться по оси в разные стороны. С помощью наружных шлицев ступица соединяется с муфтой включения.

По окружности ступицы под углом 120° имеются три паза. В эти пазы помещаются подпружиненные сухари. В синхронизаторе сухари нажимают на блокирующее кольцо при включении передачи и блокируют муфту на этапе синхронизации.

За жесткое соединение вала и шестерни отвечает муфта включения (муфта синхронизатора). Она насажена на ступицу. Конструкцией муфты предусмотрены внутренние шлицы, на которых выполнена кольцевая проточка для размещения выступов сухарей. Снаружи муфта соединяется с вилкой коробки передач.

Блокирующее кольцо – это элемент, который обеспечивает синхронизацию и не позволяет муфте замкнуться до момента выравнивания скоростей вала и шестерни. Внутренняя сторона блокирующего кольца имеет поверхность в виде конуса – она взаимодействует с фрикционным конусом шестерни. На наружной стороне блокировочного кольца предусмотрены шлицы, посредством которых осуществляется блокировка муфты включения.

Торцевая поверхность кольца со стороны ступицы имеет три паза для входа в них сухарей ступицы. Благодаря пазам исключается возможность прокручивания кольца при соприкосновении с фрикционным конусом. Размер пазов превышает размер сухарей в 1,5 раза. Встречаются и другие конструкции синхронизаторов, при которых пазы выполнены на ступице, а выступы на блокирующем кольце.

Для снижения усилия при переключении передач и увеличения поверхности соприкосновения используются двухконусные и трехконусные синхронизаторы. К примеру, в трехконусном синхронизаторе, кроме блокирующего (наружного) кольца, дополнительно применяются внутреннее кольцо и промежуточное кольцо. Чтобы исключить проворачивание, на кольцах предусмотрены выступы, которые крепятся в пазах блокирующего кольца и шестерни.

Конструкция трехконусного синхронизатора позволяет создавать три поверхности трения: между конусом шестерни и внутренним кольцом, между внутренним и промежуточным кольцом, между промежуточным и блокирующим кольцом. Необходимо отметить, что в одной коробке передач могут использоваться синхронизаторы с разным числом конусов.

Принцип действия синхронизатора

Когда рычаг коробки передач находится в нейтральном положении, муфты синхронизаторов занимают среднее положение, шестерни на ведомом валу вращаются свободно, не передается поток мощности.

Когда включается передача, вилка выводит муфту синхронизатора из среднего положения и передвигает ее в сторону шестерни. Также, с муфтой сдвигаются сухари, воздействующие на блокировочное кольцо. Кольцо прижимается к конусу шестерни. В следствие этого на поверхности образуется сила трения, с помощью которой поворачивается кольцо до упора сухарей в пазах кольца. Блокирующее кольцо в таком положении не позволяет муфте синхронизатора двигаться дальше по оси вала, поскольку торцы шлицев блокирующего кольца находятся напротив торцов шлицев муфты.

Под воздействием сил трения осуществляется синхронизация скоростей шестерни и вторичного вала. После того, как будут выравнены скорости, блокирующее кольцо под нажимом шлицев муфты проворачивается в противоположную сторону, снимается блокировка муфты, шлицы муфты свободно проходят для зацепления с венцом шестерни. Между ведомым валом коробки и шестерней производится жесткое соединение.

Стоит отметить, что для синхронизации и включения передачи требуются доли секунды, несмотря на то, что данный процесс подразумевает выполнение множества операций.

Устройство и принцип работы синхронизатора КПП

Множество современных автомобилей оснащаются коробками передач, в конструкции которых предусмотрено использование устройства под названием синхронизатор. Это специальный механизм, главной задачей которого является эффект выравнивания частоты осуществляемого валом и коробочными шестернями текущего вращения.

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.

Читайте также

Gear synchro — x-engineer.org

Транспортным средствам, оснащенным механическими коробками передач (MT), автоматизированными механическими коробками передач (AMT) и коробками передач с двойным сцеплением (DCT), требуется синхронизатор передач для переключения передач (переключение на повышенную или пониженную передачу). Назначение синхронизатора передач — синхронизировать скорости входного и выходного валов коробки передач. во время переключения передач, перед включением восходящей передачи.

В коробке передач синхронизаторы расположены между двумя соседними шестернями.Например, для 1-2 передач используется один и тот же механизм синхронизации, для 3-4 — другой, а для 5-6 — одинаковый. Устанавливать синхронизатор передач для передачи заднего хода (R) не обязательно, поскольку для включения R автомобиль должен быть остановлен (если он движется), а скорость выходного вала будет равна нулю. Тем не менее, есть механические трансмиссии, которые имеют синхронизаторы передач и для задней передачи.

Изображение: Синхронизаторы в механической коробке передач (коробке передач)
Кредит: Getrag

Чтобы лучше понять основные компоненты трансмиссии и принцип их работы, прочтите статью Как работает механическая коробка передач.

Зачем нужны синхронизаторы передач?

Для данной механической коробки передач представим, что мы хотим переключиться с 1 -й передачи на 2-ю -ю передачу . Параметры передачи следующие:

\ [\ begin {split}
n_ {IN} = 3500 \ text {rpm} \\
i_ {1} = 3.4 \\
i_ {2} = 2.5 \\
i_ {0} = 3,1 \\
n_ {OUT} = \ text {?}
\ end {split} \]

где:

n IN [об / мин] — частота вращения первичного вала
n OUT [об / мин ] — частота вращения выходного вала
i 1 [-] — передаточное число 1 st шестерня
i 2 [-] — передаточное число 2 nd шестерня
i 0 [-] — передаточное число , главная передача (дифференциал)

Стартовая шестерня — 1 -я передача .Когда водитель хочет включить передачу 2 nd , сначала ему нужно отключить двигатель от трансмиссии, используя педаль сцепления. Это необходимо, потому что переключение передачи в трансмиссии с простыми зубчатыми механизмами, которые постоянно находятся в зацеплении (зацеплении), не может выполняться, пока крутящий момент двигателя передается через шестерни, поэтому муфта должна быть разомкнута.

Для перехода с передачи 1 на передачу 2 трансмиссия должна на короткое время перейти в нейтральное положение.

На изображении ниже мы можем визуализировать поток мощности двигателя через передачи 1 и 2 . Для каждой передачи мы рассчитаем частоту вращения входного и выходного валов.

Изображение: процесс переключения передач (1-2)

Когда включена передача 1 , скорость выходного вала составляет:

\ [n_ {OUT} = \ frac {n_ {IN}} {i_ {1} \ cdot i_ {0}} = 332 \ text {rpm} \]

Если мы хотим включить передачу 2 nd , скорость входного вала должна быть:

\ [n_ {IN} = n_ {OUT} \ cdot i_ {2} \ cdot i_ {0} = 2573 \ text {rpm} \]

Это означает, что входной вал должен иметь замедление с 3500 об / мин до 2573 об / мин.Если необходимо было выполнить переключение на пониженную передачу 2-1, входной вал должен был быть ускорен с 2573 до 3500 об / мин. Это когда синхронизаторы вступают в игру.

Синхронизатор действует как фрикционная муфта и замедляет (переключение на повышенную передачу) или ускоряет (переключение на пониженную передачу) первичный вал, чтобы соответствовать скорости следующей передачи.

Изображение: Схема коробки передач с названиями компонентов

Как работает синхронизатор передач?

Синхронизаторы необходимы для переключения передач в механических коробках передач.Их цель — согласовать (отрегулировать) скорость входного вала (шестерни и вторичную массу сцепления) с выходным валом (колесом).

Есть несколько типов синхронизаторов, используемых для механических коробок передач. Наиболее распространенный способ классификации — это функция количества фрикционных элементов (фрикционных конусов). Таким образом, мы имеем:

  • одноконусный синхронизатор
  • двухконусный синхронизатор
  • трехконусный синхронизатор

Изображение: Простой конусный синхронизатор
Кредит: VW

  1. шестерня
  2. кольцо синхронизатора
  3. кольцевая пружина
  4. стопорный элемент (распорка)
  5. ступица синхронизатора (корпус)
  6. скользящая муфта

Изображение: Узел синхронизатора шестерен
Кредит: VW

Шестерня (1) установлена ​​на выходном валу коробки передач .Он может вращаться относительно вала (радиальное движение), но не может иметь осевое движение вдоль вала. Между шестерней и валом обычно находятся игольчатые роликоподшипники, облегчающие вращение.

Шестерня имеет интегрированную «шестерню сцепления» с фрикционным конусом. Сцепления передач состоит из фиксирующего зубчатого зацепления и трения конуса. Она называется муфтой , потому что она играет роль сцепления, плавно включающего следующую шестерню.

Шестерня муфты согласовывает скорость зубчатого колеса со скоростью ступицы синхронизатора.Монтаж на шестерню осуществляется прессованием или лазерной сваркой. Когда шестерня включена, внешние зубья (с фаской на обеих сторонах зубьев) будут сцепляться с фаской на внутренних зубьях переключающей втулки.

Изображение: Шестерня

Кольцо синхронизатора (2), также называемое стопорным кольцом, стопорным кольцом или фрикционным кольцом, имеет коническую поверхность, которая входит в контакт с фрикционным конусом шестерни. Кольцо синхронизатора предназначено для создания момента трения для замедления / ускорения входного вала во время переключения передач.

Кольцо синхронизатора вместе с фрикционным конусом зубчатого колеса образуют «коническую муфту», которую можно включать и выключать посредством скольжения.

На внутренней поверхности кольца синхронизатора есть резьба или рисунок канавок, чтобы предотвратить образование гидродинамической масляной пленки. Если между кольцом синхронизатора и фрикционным конусом зубчатого колеса образуется масляная пленка, для синхронизации скоростей валов потребуются более высокие толкающие силы и больше времени.

Изображение: Кольцо синхронизатора

Блокирующие элементы (4), также называемые ключами синхронизатора, центральный механизм, распорные ключи или крылатые распорки, расположены по окружности корпуса синхронизатора в определенных пазах между муфтой синхронизатора и синхронизатором. концентратор.

Запорные элементы вращаются вместе со ступицей синхронизатора (5) и могут перемещаться в осевом направлении относительно скользящей муфты (6). Стойки используются для предварительной синхронизации, что означает, что они создают нагрузку на кольцо синхронизатора для выполнения процесса синхронизации.

В нейтральном положении (передача не включена) фиксирующие элементы удерживают скользящую муфту в центральном положении на ступице синхронизатора между обоими шестернями. Обычно узел синхронизатора имеет 3 фиксирующих элемента, распределенных под углом 120 °. В случае больших синхронизаторов может быть 4 фиксирующих элемента, распределенных под углом 90 °.

Изображение: Ступица синхронизатора

Ступица синхронизатора (5) установлена ​​на выходном валу и жестко соединена шлицевым шлицем.Он может двигаться в осевом направлении, но не вращаться относительно вала. Он содержит специальные пазы, в которых будут находиться фиксирующие элементы.

Кольцевые пружины (3) размещаются с каждой стороны ступицы синхронизатора и предназначены для удерживания шпонок стойки в предназначенных для этого пазах.

Скользящая муфта (6), также называемая муфтой переключения передач, синхронизирующей муфтой или муфтой, имеет радиальную канавку на внешней стороне для вилки переключения передач. Внутри имеются шлицы, которые находятся в постоянном зацеплении с внешними шлицами ступицы синхронизатора.Скользящая муфта может перемещаться только в осевом направлении (влево-вправо) из нейтрального положения в положение зацепления.

Изображение: Скользящая муфта

Фазы синхронизации передач

Процесс синхронизации , когда скользящая муфта начинается из нейтрального положения (в центре) и заканчивается полным включением передачи, можно описать в пять шагов, как показано на рисунок ниже.

Процесс синхронизации будет описан с помощью параметров:

F [N] — усилие переключения передач
Δω [рад / с] — разница скоростей между шестерней и ступицей синхронизатора
T f [Nm] — момент трения между кольцом синхронизатора и фрикционным конусом
T i [Нм] — момент инерции первичного вала, шестерен и вторичной массы сцепления

Изображение: Процесс синхронизации переключения передач

Фаза 1: Асинхронизация

Перед переключением передач запускается, скользящая втулка удерживается в среднем положении запорными элементами.Усилие переключения передач вызывает осевое движение скользящей муфты, которая толкает вперед кольцо синхронизатора к зубчатому колесу с фрикционным конусом. Разница скоростей между зубчатым колесом и кольцом синхронизатора вызывает вращение кольца синхронизатора.

Фаза 2: синхронизация (блокировка)

Это основная фаза синхронизации скорости. Скользящая муфта продвигается дальше, в результате чего внутренние шлицы (зубья) скользящей муфты и зубья кольца синхронизатора соприкасаются.На этом этапе момент трения начинает противодействовать моменту инерции, и разница скоростей начинает уменьшаться.

Фаза 3: Разблокировка (повернуть назад кольцо синхронизатора)

Усилие переключения передач сохраняется на кольце синхронизатора посредством стопорных элементов и скользящей муфты. Когда синхронизация скорости достигнута, сила трения снижается до нуля, и кольцо синхронизатора немного поворачивается назад.

Фаза 4: зацепление (поворот ступицы синхронизатора)

Скользящая втулка проходит через зубья кольца синхронизатора и входит в контакт с фиксирующими зубьями шестерни.

Этап 5: Привлечение (блокировка передач)

Подвижная втулка полностью перемещается в фиксирующих зубы зубчатого колеса. Обратные конусы на зубьях скользящей втулки и зубчатые зацепления зубчатого колеса предотвращают расцепление под нагрузкой.

Контроль положения включения передачи

В автоматизированных механических коробках передач (AMT) и коробках передач с двойным сцеплением (DCT) положение вилки переключения (скользящей муфты) контролируется датчиками положения.

На изображении ниже мы можем видеть, как положение скользящей муфты меняется в процессе переключения передач.Положение делится на пять фаз:

    1. Подвод синхронизатора
    2. Синхронизация
    3. Включение шестерни
    4. Удержание шестерни
    5. Ослабление шестерни

Изображение: Управление положением переключения передач

Подход к синхронизатору 000 A), вилка переключения (скользящая муфта) начинается с центрального положения и начинает двигаться в направлении кольца синхронизатора. Когда положение вилки переключения передач остается постоянным (P 1 ) после перемещения, это означает, что кольцо синхронизатора ударилось о фрикционный конус шестерни.

На этом этапе контролируется положение (скорость) вилки переключения передач, а не сила переключения передач (толкающая сила). Сила переключения обычно составляет около 60–120 Н.

После обнаружения контакта между кольцом синхронизатора и фрикционным конусом начинается фаза Synchrnozation (B). На этом этапе положение вилки переключения передач постоянно, а сила толкания постепенно увеличивается. Из-за момента трения первичный вал начинает замедляться. Конец этой фазы — это когда частота вращения входного и выходного валов синхронизируется (P 2 ).

Фаза включения передачи (C) начинается, когда вилка переключения передач снова начинает двигаться. На этом этапе скользящая втулка прошла через кольцо синхронизатора и вступает в зацепление с фиксирующими зубьями шестерни. Фаза заканчивается, когда скользящая муфта достигает конечного положения и больше не может двигаться вперед.

На этом этапе критически важно иметь точный контроль положения (скорости) вилки переключения передач. Если он движется слишком быстро, в конце хода он врезается в шестерню, вызывая шум включения шестерни и возможное механическое повреждение.

После того, как вилка переключения передач достигнет конечного положения, начинается фаза Удержание передачи (D). На этом этапе на вилке переключения передач в течение определенного периода времени поддерживается высокое толкающее усилие, чтобы гарантировать полное включение передачи.

В фазе Gear Relax (E) больше не действует сила на вилке переключения, и шестерня остается на месте благодаря механической блокировке скользящей муфты с зубчатым колесом.

Общая длина хода вилки переключения может составлять около 8–12 мм, при этом точка синхронизации начинается с 3–6 мм.

Усилие переключения передач (предоставлено Hoerbiger)

Размер и расчет механизма синхронизатора должны учитывать различные параметры, такие как:

  • монтажное пространство
  • механическая инерция, которую необходимо синхронизировать
  • Разница скоростей вала, которую необходимо синхронизировать
  • передаваемый крутящий момент
  • свойства трансмиссионного масла
  • параметры качества переключения передач
    • время синхронизации
    • длина хода вилки переключения
    • максимальное усилие переключения
    • тормозной момент
    • циклы нагрузки
  • интерфейсы
    • данные шлицевого вала
    • зазор шестерни
    • размер канавки втулки

Мощность синхронизатора ограничена

  • крутящий момент скользящей муфты, ступицы шестерни и зубчатого зацепления шестерни
  • вместимость фрикционного материала (скорость скольжения, давление на поверхность, трение мощность, работа трения) 9 0102
  • отвод тепла через масло, синхронизирующее кольцо и фрикционный конус
  • трансмиссионное масло (вязкость и термическая стабильность)

Усилие переключения на скользящей муфте F a [Н] рассчитывается по формуле ( источник: Hoerbiger):

\ [F_ {a} = \ frac {2 \ cdot \ sin {\ alpha} \ cdot J \ cdot \ Delta \ omega} {n_ {c} \ cdot \ mu \ cdot d_ {m} \ cdot T_ {F}} \]

где:

α [рад] — угол конуса трения
Дж [кг · м 2 ] — инерция массы первичного вала, шестерен и вторичной муфты
Δω [рад / с] — разность скоростей синхронизации
n c [-] — количество конусов
μ [-] — коэффициент трения фрикционного конуса
d м [м] — средний диаметр фрикционного конуса
T F [Нм] — момент трения

Уменьшение усилия переключения на втулке может быть выполнено следующим образом:

  • увеличивая диаметр среднего конуса трения
  • увеличивая количество fr Конусы iction (с использованием двухконусных или трехконусных синхронизаторов)
  • увеличение коэффициента трения
  • уменьшение угла фрикционного конуса
Время переключения передач

Процесс переключения передач такой же для переключения на повышенную и понижающую передачу, но время переключения отличается .Во время переключения на повышенную передачу скорость первичного вала должна быть уменьшена. Поскольку между движущимися частями возникают потери на трение, замедление вала будет быстрее.

С другой стороны, когда выполняется переключение на пониженную передачу, первичный вал должен быть ускорен. Те же потери на трение будут действовать таким же образом, который пытается замедлить вал. Следовательно, для синхронизации валов при переключении на пониженную передачу требуется более высокий момент трения и более длительное время синхронизации.

Общее время переключения передач для механической коробки передач в основном зависит от водителя и может составлять около 0.5 — 2,0 с. В некоторых высокопроизводительных коробках передач с двойным сцеплением (DCT) время переключения может составлять около 10 мс.

Двухконусный синхронизатор

Двухконусный синхронизатор обычно используется для передач 1 st и 2 nd . Двухконусный синхронизирующий механизм представляет собой компактное устройство, способное создавать зацепления в тяжелых условиях. Механизм синхронизатора сокращает время зацепления (переключения передач) и улучшает работу (требуется меньшее усилие для включения передачи). Механизм синхронизации с двойным конусом включает кольцо синхронизатора, двойной конус и внутренний конус.

Изображение: Двойной конус синхронизатора (комплект)

  1. Шестерня
  2. замок зубчатая
  3. подшипник ролика иглы
  4. внутренний конус
  5. двойной конус
  6. блокирующее кольцо
  7. шестерни ступицы
  8. скользящие втулки
  9. запирающие элементы
Пример механической коробки передач с различными механизмами синхронизации

Коробка передач Getrag Manualshift 6MTI550.

Изображение: Механическая коробка передач Getrag 6MTI550

Ключевые преимущества :

  • Модульная система для среднего и высокого крутящего момента, опция 7 th Возможна скорость
  • Высокий крутящий момент при малом весе
  • Готовность к запуску и останову система (определение передачи)
  • Гибкое передаточное отношение

Ключевые особенности :

nd 40 тройная шестерня конус другие 9000
  • концепция постоянная передача на выходном валу
  • возможен полный привод
  • 7 th возможна скорость
Параметр Значение Наблюдение
Максимальный входной крутящий момент возможен более высокий крутящий момент
Вес [кг] 44 сухой, без двухмассового маховика (DMF)
Установочная длина [мм] 630 для длины сцепления 156 мм
Передаточное число [-] 5.5 — 6,9 > 7 также возможно
Межосевое расстояние [мм] 88
Механизм синхронизации
1 st и 2
3 ряд шестерня двойной конус
4 th до 6 th и шестерня заднего хода одинарный конус

Источник: Getrag

Видео — процесс синхронизации переключения передач

На видео ниже вы можете четко см. фазы синхронизации и положения вилки переключения.

Не забудьте поставить лайк, поделиться и подписаться!

.

Разница между синхронизированной и несинхронизированной передачей в механических коробках передач

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

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

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

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

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

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

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

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

.Ступица синхронизатора коробки передач

, ступица синхронизатора коробки передач Поставщики и производители на Alibaba.com

Модель продукта Мини-автобус Hiace 4Y / 491 / 2L / 3L / 5L Ступица синхронизатора коробки передач и сборка Подробная информация о продукте ДЕТАЛИ ПРОДУКТА Основной рынок Юго-Восточная Азия и Северная Америка и Африка и Ближний Восток Гарантийное обслуживание 6-12 месяцев Время выполнения образца Как обычно 3-10 рабочих дней Срок выполнения заказа 5-7 дней для запасных частей 10-25 дней для производства деталей 30-50 дней для открытой новой модели, изготовление на заказ приветствуется Упаковка Обычная нейтральная или упаковка бренда ROLIE Оригинальная упаковка или упаковка клиента приветствуются. Выставка продуктов. ЕСЛИ ВАМ НУЖЕН ЭТОТ КАТАЛОГ АВТОЗАПЧАСТЕЙ, ПОЖАЛУЙСТА, СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ ПРОДУКТЫ. Если это то, что вы хотите, почему бы просто не нажать «Отправить» сейчас! Продукты Рекомендуемые РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОДУКТАМ Протестируйте нас сейчас 9 Пожалуйста, нажмите «Отправить» запрос сейчас! Почему выбирают нас ПОЧЕМУ ВЫБИРАЙТЕ НАС Упаковка и доставка УПАКОВКА И ДОСТАВКА СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ Если у вас есть какие-либо вопросы или потребности, пожалуйста, свяжитесь со мной.

.Руководство по трансмиссии

: все, что вам нужно знать

  • Дом
  • Категории
    • Принадлежности
      • Аксессуары для интерьера
      • Внешние аксессуары
      • Игрушки
    • Очистка и детализация
    • Электроника
    • Двигатель и производительность
    • Мотоциклы и велосипеды
    • Уход на дому
    • Кемперы на колесах
    • Внедорожники
    • Гарантии
      • Расширенные гарантии
      • Заводские гарантии
  • Блог
  • О нас
  • Связаться
.

Распространенные проблемы с коробкой передач в автомобилях и почему они возникают

В вашем автомобиле очень интересный процесс передачи мощности от двигателя к колесам. Из всех механических компонентов, участвующих в этом процессе, возможно, наиболее важным является коробка передач автомобиля. В то время как ваш автомобиль может успешно передавать мощность без коробки передач, его полезность в сочетании с быстро развивающимися автомобильными технологиями на протяжении многих лет сделала его незаменимым компонентом трансмиссии.Коробка передач автомобиля выполняет свою задачу по передаче нужного количества мощности за счет непрерывного вращения, шлифования и бесконечной борьбы с трением. Когда под рукой столько всего, коробка передач неизбежно изнашивается и время от времени выявляет какие-либо неисправности. Итак, в этой статье мы рассмотрим некоторые из распространенных проблем с коробкой передач автомобилей и поймем, почему они возникают.

Общие проблемы с коробкой передач автомобиля: отсутствие ускорения / недостаточный отклик дроссельной заслонки

Первая проблема с коробкой передач автомобиля, которую мы будем решать в этом списке, касается ускорения автомобиля.Иногда во время движения вы заметите небольшую задержку разгона автомобиля после переключения передач. Но время от времени для механических коробок передач допустима задержка не более секунды. В случае автоматических коробок передач эта задержка может быть более длительной и частой. Однако, если возникает ситуация, когда частота вращения увеличивается после переключения, но скорость автомобиля почти не увеличивается, перед вами стоит проблема, заслуживающая внимания.

Диагноз:

Эта проблема возникает из-за неисправного компонента сцепления, который не позволяет ему вовремя полностью включиться или выключиться.Из-за этого сцепление автомобиля остается активным даже после завершения переключения и останавливает / сводит к минимуму передачу мощности на колеса. Основными компонентами, вызывающими эту проблему, являются изношенные диски, пружины сцепления или главный цилиндр. Это также может быть вызвано наличием воздуха в канале для жидкости. Если в системе есть воздух, это можно исправить простым удалением воздуха из соответствующего канала. В других случаях неисправную деталь придется заменить. Иногда более чем одна из этих частей может быть причиной, по которой может потребоваться замена всего корпуса сцепления.

Также читайте: Как продлить срок службы сцепления автомобиля

Распространенные проблемы с коробкой передач автомобиля: жидкость под автомобилем

Коробке передач вашего автомобиля, как и любому другому вращающемуся механическому компоненту автомобиля, требуется жидкость для смазки. Если вы когда-нибудь замечаете, что под припаркованным автомобилем скапливаются капли жидкости, велика вероятность, что это трансмиссионная жидкость. В отличие от других жидкостей, которые могут вытекать из вашего автомобиля, трансмиссионная жидкость ярко-оранжевого цвета.Это позволяет очень легко идентифицировать.

Диагноз:

Если это трансмиссионная жидкость, необходимо обязательно выяснить источник утечки и как можно скорее долить жидкость. Трансмиссионная жидкость не расходуется на испарение, в отличие от моторного масла, и всегда должна быть на идеальном уровне для надлежащей смазки. Отсутствие этого может привести к серьезному повреждению быстро вращающихся компонентов трансмиссии. Источником утечки в большинстве случаев является поврежденный поддон для жидкости или сломанное уплотнение. Если утечка обнаружена на ранней стадии, то в большинстве случаев потребуется заменить только эту деталь.Однако, если это обнаружено очень поздно, компоненты коробки передач могут быть повреждены, что может привести к большим расходам на ремонт / замену.

Распространенные проблемы с коробкой передач автомобиля: тряска автомобиля со скрежетом при переключении передач

В идеальной ситуации ваша машина всегда должна быть без скрежета и тряски во время работы. Если такое ощущение присутствует, значит, проблема с каким-то компонентом. Если вы наблюдаете этот скрежет или ощущение во время переключения передач, сопровождающееся заметной тряской автомобиля, то перед вами одна из очень распространенных проблем с коробкой передач автомобиля.

Диагноз:

Если вы можете наблюдать это ощущение скрежета после полного нажатия на педаль сцепления, то с вероятностью 80% это связано с износом дисков сцепления. Если это происходит после того, как вы сняли ногу с педали сцепления, проблема, скорее всего, связана с синхронизаторами передач. В обоих случаях детали необходимо будет заменить незамедлительно, так как чем больше шлифовка, тем больше повреждений передается на вашу коробку передач.

Распространенные проблемы с коробкой передач автомобиля: пробуксовка передач

Если ваша машина не автоматическая, коробка передач всегда должна работать исключительно на ваших действиях и только на ваших действиях.Иногда вы сталкиваетесь с ситуацией, когда вы переключаете передачу, нажимаете педаль акселератора, и автомобиль дергается и снова переключается на предыдущую передачу. В некоторых случаях также возможно, что передача переходит в нейтральное положение. Это явление известно как пробуксовка передач.

Диагноз:

Проскальзывание передачи вредит компонентам коробки передач, но, помимо этого, оно также может создать опасную ситуацию. Представьте себе случай, когда вы пытаетесь выполнить маневр обгона, и передача переключается на нейтральную или пониженную передачу.Одному Богу известно, чем закончится эта ситуация. Пробуксовка передачи происходит из-за множества факторов, но чаще всего из-за поврежденной вилки переключения. Поврежденная вилка не двигается должным образом, чтобы заблокировать правильную передачу, что приводит к автоматическому переключению коробки передач назад. Кроме того, это может быть вызвано изношенными зубьями шестерен или низким уровнем трансмиссионной жидкости.

Распространенные проблемы с коробкой передач в автомобиле: запах гари

Если вы ведете машину и чувствуете исходящий от нее запах гари, значит, вы столкнулись с проблемой.Если этот запах сопровождается ленивым или неправильным переключением передач, то есть почти определенная вероятность, что запах исходит от коробки передач вашего автомобиля.

Диагноз:

Такая ситуация чаще всего возникает при перегреве трансмиссионной жидкости. Трансмиссионная жидкость используется для охлаждения тепла, выделяемого при вращении и трении компонентов коробки передач. Если уровень жидкости слишком низкий, коробка передач работает с большим трением, что, в свою очередь, выделяет больше тепла.Это тепло разжижает трансмиссионную жидкость, делая ее бесполезной и вызывает еще больший нагрев. Другая важная причина — использование неподходящей жидкости. Трансмиссионные жидкости созданы для работы с уровнями нагрева, соответствующими работе коробки передач. В случае использования неподходящей жидкости она не будет работать правильно и приведет к чрезмерному нагреву. Оба эти случая вызывают серьезное повреждение коробки передач автомобиля, поэтому убедитесь, что используете правильный тип жидкости и доливайте ее вовремя, если уровень низкий.

Распространенные проблемы с коробкой передач автомобиля: автомобиль не входит в коробку передач

Как мы уже говорили ранее, коробка передач автомобиля должна работать исключительно от ваших действий. Возможно, что иногда рычаг переключения передач просто отказывается сдвинуться с места из того положения, в котором он находится. В случае автоматических коробок передач эта проблема проявляется в том, что коробка передач застревает на одной передаче независимо от того, насколько сильно вы дросселируете.

Диагноз:

Отсутствие переключения передач может быть объяснено несколькими причинами.Основная причина — неисправность сцепления. Сцепление используется для снятия нагрузки с первичного вала, ведущего к шестерням, так что вилка переключения передач может легко входить в передачу. Если рычажный механизм поврежден или сцепление чрезмерно изношено, нагрузка не сместится, и шестерня не будет правильно работать. В автоматических трансмиссиях это происходит в основном из-за электронных систем автомобиля. Если в электронной системе, отвечающей за синхронизацию переключения передач, возникает какая-то ошибка, переключение передач не будет происходить правильно.Что и говорить, для этого потребуется посещение сервисного центра для ремонта.

.

Для чего нужны синхронизаторы коробки передач?

Большая часть коробок передач, устанавливаемых в современных автомобилях, синхронизированы, что означает следующее: регулирование частоты поворотов шестерней предшествует изменению скорости на транспортном средстве с такой коробкой передач. Исходя из этого, можно сделать вывод о том, что за выполнение указанного действия несут специальные синхронизирующие приборы.

Устройство синхронизатора

Синхронизатор КПП в сборе

Здесь важно объяснить, что такое синхронизатор. Специалист ответит, что синхронизатор КПП это устройство, дающее возможность изменять скорость перемещения более плавно и менее заметно как для человека, управляющего авто, так и для людей, которые размещаются внутри салона. В этом заключается основное назначение синхронизатора. Также синхронизатор коробки передач полезен продлением срока полезного использования МКПП, сокращением уровня шумов в процессе изменения скоростей.  Данные свойства говорят о следующем: работа синхронизатора приносит пользу автомобилю, поэтому современные водители нередко приобретают его для монтажа в КПП. Обратитесь к специалистам, чтобы установить нужную и полезную вещь.

Схема синхронизатора

Стрелкой указано положение синхронизатора

Основа полезного прибора — это сила трения на период уравнивания скорости автомобиля. Количественный показатель этой величины становится больше при увеличении разницы между двумя величинами: частотой движения шестеренок и вала. Данное условие соблюдается лишь в том случае, если площадь двух соприкасающихся поверхностей увеличивается. На практике это обеспечивается за счет дополнительных приспособлений, вводящихся в устройство. Здесь речь идет о специализированных кольцах.

Синхронизирующий прибор включает в свой состав следующие приспособления:

  1. Муфта, выступающая в качестве связующего элемента, который объединяет вал и шестеренки. Она призвана обеспечивать прочное объединение отдельных деталей коробки передач. Муфта синхронизатора устанавливается выше ступицы и представляет собой насадку. Внутри приспособления находятся небольшие выемки с проточенным участком, сделанным под параметры колец. В проточенных участках располагаются сухарные выступы. Наружной стороной муфта соединяется с трансмиссионной вилкой.
  2. Колесная ступица, которая является конструктивной базой. Данная деталь оснащена шлицами, которые находятся внутри и снаружи. Они нужны для обеспечения соединения с другими элементами. Это позволяет ступице передвигаться по оси согласно выбранной траектории. На её окружности на равном расстоянии находятся несколько пазов, в каждом из которых находятся сухари. Они нужны для обеспечения взаимодействия с блокирующим кольцом. В процессе синхронизации и активации какой-либо скорости, выполняется блокирование муфты.
  3. Кольцо блокировки. Для чего оно нужно? Прежде всего, для своевременной и верной синхронизации. Основное назначение заключается в блокировке несвоевременного замыкания муфты, когда скорость движения шестеренок и вала еще не достигли идентичных значений. Внутренняя поверхность данного элемента устроена таким образом, чтобы обеспечивать эффективное взаимодействие с шестереночным конусом. За счет углублений, находящихся на внешней стороне, блокируется функционирование муфты.
  4. Шестеренки с фрикционным конусом.

В коробке передач устанавливаются разные кольца, которые будут отличаться по конструкции.

Для оптимизации сил, растрачиваемых приспособлением на изменение передачи, требуется сделать поверхность соприкосновения больше. Для этого были созданы синхронизаторы автомобильных коробок передач, снабженные несколькими конусами со вспомогательными блокировочными кольцами.

Работа синхронизатора механической коробки передач

Если вы решили установить данное приспособление в свое авто, то должны узнать, как работает данное изделие. Принцип работы синхронизатора КПП заключается в следующем: когда переключатель зафиксирован в положении «нейтраль», то муфты прибора находятся в среднем положении. При этом передача мощности сквозь них совершенно исключена, а шестеренки, расположенные на главном валу, не создают препятствий к совершению вращательных движений.

Принцип работы синхронизатора

Если водитель решает изменить скорость, то муфта моментально передвигается и принимает положение, идентичное тому, которое занимают шестеренки. Это сопровождается переменой расположения сухарей, оказывающих влияние на блокирующее кольцо синхронизатора. В итоге кольцо укладывается вплотную к шестереночному конусу. Сила трения, создающаяся при соприкосновении поверхностей, приводит к тому, что кольцо внутри синхронизатора начинает проворачиваться до того самого момента, пока сухари не станут в упор с пазами.

Ремонт синхронизатора

Никто не может гарантировать, что устройство не выйдет из строя. В таком случае возникает необходимость в его незамедлительной починке. Сразу следует отметить, что работа синхронизатора не имеет прямого отношения к функционалу сцепления, следовательно, нет никакой необходимости в замене. Если вас беспокоит какая-либо проблема, с ней следует обратиться к официальному продавцу автомобилей данной марки. Если у вас есть достаточные знания и практические навыки, то можно попытаться провести регулировку без посторонней помощи.

В некоторых случаях ситуацию может исправить только замена синхронизатора. Эта процедура проводится в несколько этапов:

  1. Отсоедините коробку передач от прочих деталей.
  2. Очистите все поверхности от посторонних частиц.
  3. Снимите кронштейн.
  4. Разъедините вилку коробки от КПП, открутив гайку, скрепляющую эти элементы.

Установка нового и исправного приспособления производится в обратном порядке. Опытный мастер поменял бы устройство за считанные минуты.

 

Источник

Еще никто не прокомментировал новость.

Синхронизатор КПП Запчасти для китайских грузовиков

В сегодняшней статье мы рассмотрим, такую необходимую деталь, как синхронизатор КПП. Для чего он нужен и что делать при его поломке.

На данный момент, все современные механические и автоматические КПП синхронизированы. В таких коробках передач для включения передачи происходит выравнивание частоты вращения вала и шестерни.

Именно для этого и нужен синхронизатор, он обеспечивает синхронную работу этих деталей. Синхронизатор нужен не только для мягкого и плавного переключения передач, плюс ко всему, он убирает неприятный шум при переключении, уменьшает износ соединений, а так же продлевает жизнь Вашей коробке передач.

Если во время езды на грузовике, Вы чувствуете затрудненное переключение передач, нужно будет обратиться за профессиональной помощью в автомастерскую, где Вам проведут диагностику КПП и выявят имеющиеся неполадки, которые нужно устранить.  Зачастую, при затрудненном переключении передач виновата неисправная работа синхронизатора.Перед тем как производить замену этой детали, нужно знать, что цена на синхронизаторы КПП может различаться. Это обусловлено тем, что деталь синхронизатора может быть оригинальной и неоригинальной.

На деталях-оригиналах, обработка проводится в более точном исполнении, все мелкие детали выполнены с ювелирной точность.

В то время, как детали-неоригиналы сделаны грубо, например, в таких деталях зазор кольца и конуса может полностью отсутствовать или быть слишком маленьким.

Нужно отметить, что в оригинальных синхронизаторах в обязательном порядке должен присутствовать идентификационный номер, а все фиксаторы выполнены из качественного металла. Немаловажно, что в оригиналы изготавливаются по технологии Eaton Fuller, предусматривающей наплавление тормозной поверхности на само кольцо.

В неоригинальных синхронизаторах нет и речи о каких-либо технологиях, наплавлениях тормозной поверхности, тормозная поверхность просто приклеивается на кольцо.

Поэтому не сложно сделать вывод, что неоригинальная запчасть будет дешевле оригинальной, но при этом учитывайте, что заплатив больше, Вы получите качественную деталь. Во-первых, она дольше прослужит, во-вторых, некачественные детали не только не исправят ситуацию, но и повредят двигателю грузовика, в-третьих это вопрос Вашей собственной безопасности.

Не стоит заменять синхронизатор самостоятельно, стоит доверить это дело профессионалам, так как в процессе ремонтных работ, необходимо проводить тщательный контроль муфты, обеспечение точного выполнения всех действий, применение инструментов, которые позволят эффективно провести монтаж и демонтаж изделия.

Так же, при замене синхронизатора, нужно снимать КПП, а это довольно трудоемкий процесс. Исходя из этого, можно сделать вывод, что подобную работу стоит доверить специалисту, а синхронизатор лучше приобрести оригинальный, дабы он прослужил Вам долго и без поломок.


Попутчик-НСК, в своем интернет-магазине, предлагает к продаже только оригинальные запчасти высокого качества. У нас Вы сможете приобрести оригинальный синхронизатор по оптимальной цене!

Типичные неисправности и их устранение

ПРИНЦИП РАБОТЫ И АНАЛИЗ ДЕФЕКТОВ ВОЗДУШНОЙ СИСТЕМЫ

      Переключение  передачи  в демультипликатора КПП с двумя промежуточными валами управлено воздушной системой регулировки давления.

В воздушную систему включаются воздушный фильтр-регулятор, воздушный клапан двойного H, цилиндр переключения демультипликатора и трубопровод для соединения.

Дефекты воздушной системы может вызвать неправильное функционирование, замедление  переключения передачи или порчу деталей и узлов КПП. Узнать принцип работы воздушной системы, и совершить простую проверку позволяет обнаружить проблемы и своевременно их разрешить.

 Принцип работы:

Сжатый воздух из воздушного цилиндра автомобиля урегулирован воздущным фильтром-регулятором, через регулирование воздушное давления сжатого воздуха составляет до 0.41-0.44 Мпа. Сжатый воздух через воздухопровод входит в входное отверстие воздушного клапана двойного H. При включении низкой передачи, контакт воздушного клапана двойного H выходит, и в данный момент соединена воздушная линия низкой передачи, сжатый воздух через воздухопровод низкой передачи воздушного клапана входит в входное отверстие низкой передачи цилиндра переключения передачи, в результате этого толкует поршень цилиндра переключения передачи идти назад. Вал вилки цилиндра переключения передачи приводит скользящую зубчатую втулку синхронизатора демультипликатора в сооединение со внутренними соединительными зубцами редукционной шестерни демультипликатора, КПП находится в положении  низкой передачи; При включении высокой передачи, контакт воздушного клапана двойного H сжимают, и в данный момент соединена воздушная линия высокой передачи, сжатый воздух через воздухопровод высокой передачи воздушного клапана входит в входное отверстие высокой передачи цилиндра переключения передачи, в результате этого толкует поршень цилиндра переключения передачи идти вперед. Вал вилки цилиндра переключения передачи приводит скользящую зубчатую втулку синхронизатора демультипликатора в сооединение со внутренними соединительными зубцами приводной шестерни демультипликатора, КПП находится в положении  высокой передачи. Во время переключения рычагом скоростей с высокой передачи на низкую или наоборот, остаточный воздух в цилиндра выхлопывается из выхлопного отверстия воздушного клапана двойного H через воздухопровод.

пневматическая линия механизма переключения двойного Н:

проверка дефектов воздушной системы:

1)      Проверку воздушной системы надо делать во время заглохания двигателя, и при максимальном номинальном значении воздушного давления автомобиля.

2)      Проверить установку воздухопроводов, устранить пересечение.

3)      Проверить, чтобы устранить просачивание в стыках всех воздухопроводов.

4)      Проверить, чтобы устранить трещины на всех воздухопроводах. Проверить, чтобы обеспечить проход воздушного потока путем устранения зажимания другими деталями.

Проверка воздушного фильтр-регулятора:

1)      проверить, чтобы устранить дефекты и просачивание.

2)      В случае, если воздушное давление составляет 0.7-0.8Мпа, на выходе установить барометр на выход, чтобы наблюдать и обеспечить регулировать воздушное давлеине до  0.41~0.44 Мпа. Если отсчет не удовлетворяет требование, надо его заменить.

Проверка воздушного клапана двойного H:

1)      проверить для устранения дефектов.

2)      Проверить рычаг переключения передачи для обеспечения его свободного движения, для устранения его серьезного износа.

3)      Проверить во время, как рычаг переключения передачи находится в первоначальном положении, чтобы уточнить выход сжатого воздуха только из выходного отверстия 4; Проверить во время, как рычаг переключения передачи находится в низшем положении, чтобы уточнить выход сжатого воздуха только из выходного отверстия 2. Если так, то воздушный клапан явлется годным к применению, во противном случае надо его заменить.

Проверка цилиндра переключения передачи демультипликатора:

Если после вышеуказанной проверки еще существуют проблемы с переключением передачи, то могут быть дефекты у О-образной манжеты и других уплотняющих деталей на поршне цилиндра.

Конструкция цилиндра нейтральной передачи:

Анализ дефектов:

1)      воздушное отверстие диапазона низкой передачи: задней передачи, низкой передачи, 1—4 передач.

2)      воздушное отверстие диапазона высокой передачи: 5-8 передач.

3)      Поршень.

4)      Просачивание О-образного манжеты вызывает невозможное включение передачи низкого диапазона, и повышать давление КПП.

5)      Вал вилки.

6)      Просачивание О-образного манжеты вызывает невозможное включение передачи диапазона низкого или высокого. И это будет вызывает продолжительное просачивание вентиляционной пробки воздушного клапана двойного H.

7)      Проблема прокладки вызывает замедленное включение передачи высокого диапазона.

БОЛЬШОЙ ШУМ КПП

При нормальной работе КПП может возникать определенный шум. Но если шум слишком большой или аномальный, например: возникает гул, визг и другие проблемы, то КПП не нормально работает. Такой шум может быть вызван самой КПП, или из-за того, что шум от других позиций передан до КПП и увелечен.

Шум, вызван самой КПП:

  1. шум постукивания

(1)       Происходит из-за стука поверхностей зуба шестерен в КПП. Может это провериться по питтингу после сильного шлифования поверхности зуба. В общем при выдержки нагрузки шум становится погромче. Если возникает шум при включении передачи, то существует проблема с шестерней данной передачи. Такой стук может быть ликвидирован путем шлифования точилом или шлифовальным кругом.

(2)       Если сломаны шарики или ролики подшипника, в желобе создается питтинг или отсаивание, то при низком вращении каждой передачи может возникать шум.

(3)       Если после выдержки ударной нагрузки в процессе монтаже на шестерне возникает трещина, во время включении низкой передачи может возникать шум постукивания, а во время включения высокой передачи может возникать визжание.

  1. визжание

(1) возникает из-за нормального износа шестерни. В том числе и возникновение питтинга после долговременной эксплуатации, которое может вызвать визжание перед выходом из строя.

(2) возникает из-за неправильного зубчатого зацепления. Это может провериться по равномерности износа на поверхности зуба.

(3) После предварительного натягивания подшипника, чересчур маленький осевой и радиальный зазор также может вызвать визжание.

3. грохот

Это происходит из-за погрешности шестеренчатого соответствия. При перемонтаже КПП произведено неправильное шестеренчатое соответствие или неправильное шестеренчатое соответствие из-за того, что шестерни вращают на промежуточных валах, может вызвать возникновение грохота.

4. шум столкновения

Если между промежуточным валом и шпинделем существует чересчур большой осевой зазор, то при изменении направления крутящего момента может вызвать возникновение шума столкновения. Чересчур большой радиальный зазор подшипника промежуточного вала может вызвать увеличение межцентрового расстояния вала, так приводит к тому, что головка зуба переносит нагрузку и далее может вызвать перелом зуба.

 

Шум, возникающий в других позициях автомобиля

  1. нестабильное вращение на холостом ходу двигателя;
  2. шум от двигателя;
  3. потеря демпфирующей способности из-за износ и перелома пружин или резинового блока ведомого диска сцепления.
  4. небалансированное состояние приводного вала
  5. неравенство рабочего угла кардана
  6. износ перекрестной оси кардана
  7. ослабление или износ промежуточного опорного подшипника приводного вала
  8. существует питтинг или износ поверхности зуба спиральной конической шестерни приводного моста, сломан шестерня заднего моста.
  9. небалансированное состояние колес
  10. ослабление стремянки
  11. небалансирующее состояние или коробление тормозной ступицы

ПЕРЕГРЕВ КПП

Температура длительной работы нельзя превышать 120℃. Если выше 120℃, будет приводить к перерождению смазочного масла, и далее влияет на ресурс КПП.

Из-за фрикции действующих компонентов, повышена температура в КПП. Нормальная рабочая температура выше температуры окружающей среды на 38℃. Отвод тепла происходит путем корпуса КПП, если отвод тепла ненормально, то вызывает перегрев.

До поиска причины перегрева необходимо проверить термометр для проверки смазочного масла и датчик смазочного масла, чтобы обеспечить правильность отсчета термометра.

В общем, перегрев вызван такими факторами, как:

(1) негодное смазывание. Чересчур высокий или низкий уровень масла, ошибочная марка, или рабочий угол КПП выше 12°.

(2) скорость хода автомобиля ниже 32Km/h.

(3) чересчур скорое вращение двигателя.

(4) из-за того, что КПП окружают рама, пол, топливной бак, и установлена среди буфера в сборе, воздушный поток окружающий КПП становится удержан.

(5) выхлопная система двигателя чересчур близка к КПП.

(6) чересчур высокая температура окружающей среды.

(7) идти сверхскоростно с перегрузкой.

СРЫВ ПЕРЕДАЧИ ИЛИ ТРУДНОЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ПЕРЕДАЧИ

Срыв передачи КПП

При зацеплении скользящей муфты с шестерней шпинделя, зацепленные зубцами должны быть параллельными. Если при соединительных зубцах возникает конусность или износ, в время вращения может быть отделение зубчатой муфты от шестерни шпинделя, в определенных условиях может вызвать сры передачи.

Причина сры передачи:

(1) разноцентренность входного вала с направляющим подшипником внутри маховика двигателя.

(2) яростное столкновение шестерен в случае переключения передачи вызывает износ торец соединительных зубцов.

(3)ослабление или порча блокирующей пружины вызвать нехватку давления на фиксирующий шарик вала вилки.

(4) повышенный износ фиксирующего паза вала вилки

(5) неправильное регулирование шатуна механизма дистанционного переключения и управления вызывает неполное зацепление соединительных зубцов шестерни с зубчатой муфтой.

(6) при тяге в полной мощности или толкании с нагрузкой, в случае уменьшения скорости может возникать срыв передачи.

(7) во время хода на неровной дороге качание чересчур длинныого или тяжелого рычага  скоростей может вызвать преодоление давления пружиной , и далее вызвать срыв передачи.

 

Срыв передачи демультипликатора

Сры передачи может быть причинен износом, возникновением конусности или неполным зацеплением приводной шестерней демультипликатора и соединительных зубцов зубчатой муфты синхронизатора.

Такие дефекты может быть причинены нормальным износом после столкновения переключения передачи и долговременной эксплуатации.

Срыв передачи может быть причинен вибрацией и нехваткой давления воздушной линии из-за неправильной установки передаточного вала.

   

Трудное переключение передачи

Во время переключения передачи КПП, усилие, данное разным передачам, является неодинаковым. Но ненормольно, если усилие для переключения передачи дано чересчур большой.

Трудное переключение передачи во многом времени возникает на механизме дистанционного управления, в этой связи при проверке трудного переключения передачи КПП, необходимо первую очередь проверить соединительный шток механизма дистанционного управления. Износ, фальцеваниек, неправильное регулирование или механическая помеха может ограничить свободное движение рычага, и далее вызвать возникновение проблем соединительного штока.

Чтобы уточнить возникновение переключения передачи, вызванное самой КПП, надо снять рычаг скоростей или соединительный шток с КПП, потом передвинуть ломом или отверткой направляющий блок переключения передачи, чтобы его зацеплять с разными передачами. Если вал вилки скользует свободно, то показывает, что дефекты существуют вне КПП; в противном случае дефекты существуют внутри КПП.

Если дефекты внутри КПП, то в общем причинены следующими факторами:

(1) шлицы зубчатой муфты второго вала зафиксированы на шпиндель. Это причинено деформацией, изгибом вилки или шлицев шпинделя.

(2) вал вилки зафиксирован в корпусе верхней крышки. Это из-за того, что разрыв корпуса, чересчур большой крутящий момент стопорного винта на вале переключения передачи приводит к изгибу вала вилки и столкновению поверхности вала вилки.

(3) ослабление стопорного винта на вале переключения передачи.

ПОРЧА ШЕСТЕРНИ

Порча соединительного зубцов шестерни

При переключении передачи столкновение шестерен приводит к порче соединительного зубцов, это обычные проблемы для КПП без синхронизатора. Яростное столкновение соединительных зубцов до синхронности может вызвать серьезную порчу.

Порча соединительных зубцов причинена следующими факторами:

(1) неправильное управление при переключении передачи. Водителю не хорошо знакомы положения разных передач, или не хорошо знаком диапазон изменение скорости вращения между разными передачами.

(2) в случае запуска при включении 1-ой передачи или задней передачи, из-за нехватки или неполного выключения сцепления, может возникать столкновение.

 

Порча зубцов

1. нормальный износ

Износ шестерни возникает из-за того, что в процессе зацепления зубцы шестерен проводят относительное скольжение. Такой нормальный износ является стабильным и медленным. При тяжелых условиях износ поверхности зуба ускорен, и далее ресурс шестерни укорочен.

2. перелом зубцов шестерни

Это очень серьезная порча. Как обычно, обломки зубцов могут вызвать серьезную порчу других деталей.

Во многом времени такой перелом причинен сильной ударной нагрузкой. Перелом после кракосрочной работы называется «переломом при ударении» или «хрупким разрывом», а перелом после многократного цикла работы называется «усталостным разрушением».

3. питтинг и отслаивание

После долговременной и перегрузочной работы на шестерне может возникать питтинг и отслаивание. Использование смазочного масла неправильной марки или нечистого смазочного масла также может вызвать такую порчу поверхности зуба. Если такие шестерни продолжают работать, усталостое разрушение будет.

4. задирание и вязкость

Задирание и вязкость причинены прямым контактом поверхностей зубцов.

Главной причиной возникновения задирания и вязкости является использование некачественное смазочное масло или временно дефицит смазочного масла.

ДЕФОРМАЦИЯ И ПЕРЕЛОМ ВАЛА

В время, как крутящий момент или изгибающий момент, выдержанный валом КПП, вал может быть деформированным или переломным. Причины возникновения деформации или перелома следующие:

1. неправильный способ переключения передачи

2. запуск при выключении чересчур высокой передачи

3. яростное буксирование

4. испытание запуска автомобиля без освобождения тормоза

5. несоответствие режимов работы КПП с правилам проектирования

6. столкновение конца автомобиля с другими вещами при заднем ходу

7. перелом усталостный или перелом при ударе

ДЕФЕКТЫ ПОДШИПНИКА

Усталость

Спецификой усталости подшипника является отслаивание беговой дорожки подшипника или поверхности ролика подшипника. После отслаивания поверхность беговой дорожки или ролика подшипника становится неровной, и может вызвать шум и вибрацию. После того, что работа подшипника при нормальной нагрузке и рабочих условиях превысила свой ресурс работы, может возникать нормальная усталостная порча. После вновь вставки втулки в отверстие под подшипник, если отверстие под подшипник является чересчур маленьким по размеру или некруглым, может возникать ранняя усталостная порча. Склонная расточка отверстия на корпусе может вызвать установочную ошибку вала, и далее также может приводить к ранней усталостной порче.

Нехорошее смазывание

Спецификой порчи подшипника, приченной нехорошим смазыванием, является выцветание деталей подшипника или отслаивание беговой дорожки, или порча стойки.

Причиной порчи подшипника может быть чересчур низкий уровень масла, содержание примеси в смазочном масле или использование смешанного масла разных марок.  

СПРАВОЧНИК  ДЕФЕКТОВ

Основной порядок диагноза дефектов КПП

(1) предварительно проверить

① наблюдение и проверка: поиск отпечатка порчи, обращение внимание на ключевые узлы, например установочный пункт, разъем или опору. Проверка воздушной линии.

② запросить владелеца автомобиля или водителя: собирание связанных информаций, например ситуации работы, истории дефектов и др.

③ создать архива: в том числе и период обслуживания и смазывания, возникнувшиеся дефекты, пробег и время эксплуатации.

(2) разбирать КПП

① сохранить образец масла для проверки доли содержания примеси при необходимости.

② в процессе разборки проверить правильность установки деталей, проверить, чтобы ликвидировать пропуск установки и использование подделок.

③ тщательно очищать и проверять каждый деталь.

(3) определить характер неисправности.

(4) определить причины неисправности и ее устранить.

 

Таблица диагноза дефектов:

Дефекты, возможные причины и метод устранения см. на таблицу:

 

 Неисправности         возможные причины                методы устранения 

Срыв передачи     1. дефект клапана регулирования давления          ②

высокой и низкой   2. ослабление воздухотрубки или разъема           ⑨

передач демульти-  3. зажимание воздухотрубки или разъема            ⑩

пликатора         4. шестерня отходит от положения                  ② ④

шестеренчатого соответствия                 

5. существование конусности 

                   соединительных зубцов                         ②          

срыв или скачок    1. износ вилки                                  ②

передачи КПП      2. ослабление или пропуск установки              ②⑦

стопорной пружины

                  3. шестерня отходит от положения                 ②④

шестеренчатого соответствия 

4. существование конусности                      ②

соединительных зубцов

5. износ вилочного паза зубчатой муфты            ②

6. несвободное движение шатуна                  ⑩

7. неправильное регулирование шатуна             ⑧

8. порча опоры двигателя                         ②

                   9. несоосность двигателя и КПП                   ②⑥        

 

Несвободное переключение   1. дефект клапана регулирования давления   ②

передачи или невозможное    2. ослабление воздухотрубки или разъема    ⑨

переключение передачи      3. зажимание воздухотрубки                ⑩

                           4. задержка плунжера воздушного

клапана двойного H                      12

                           5. порча О-образной манжеты              12 ②

цилиндра переключения передачи

6.ослабление гайки поршня цилиндра      ⑨12

7. разрыв поршня цилиндра               ②13

8. порча пружины синхронизатора         ②④

9. порча синхронизатора                 

10. отсутствие смазочного средства        ②

на О-образной манжете цилиндра

11. излишек смазочного средства          13

на О-образной манжете цилиндра

                                                                              

Трудное переключение        1. изгиб вала вилки                       ②③

или невозможное

переключение               2. грат-заусенец вала вилки                 ⑤

передачи КПП               3. чересчур жесткая стопорная пружина     ②

                           4. разрыв корпуса механизма               ②

переключения передачи

                           5. шестерня отходит от положения          ②④

 шестеренчатого соответствия

                           6. деформация шпинделя                  ②

                           7. неиспользование сцепления              ①④

                           8. несвободное движение шатуна            ⑩

                           9. неправильное регулирование сцепления    ⑥

                           10. порча опоры двигателя                  ②④

                                                                                  

 

Невозможное           1. пропуск установки взаимозамыкающих шариков  ②

взаимозамыкание       2. пропуск установки взаимозамыкающих пальцев   ②

                                                                                   

 

стук при переваричивании      1. порча вилки                         ②

рычага переключения передачи  2. шестерня отходит от положения       ②④

шестеренчатого соответствия

                             3. неработа тормоза промежуточного вала  ②⑨⑧

                             4. несвободное движение шатуна         ⑩

                             5. неправильное регулирование шатуна    ⑥

                             6. порча гильзи в корпусе механизма       ②

переключения передачи

                             7. неправильное регулирование сцепления  ⑥

                                

                                                                                      

Невозможное выключение       1. деформация шпинделя                ②

передачи                      2. несвободное движение шатуна         ⑩

                              3. неправильное регулирование шатуна    ⑥

 

                                                                                

Большой шум             1. шестерня отходит от положения             ②④

шестеренчатого соответствия                

                         2. трещина на шестерни или                  ⑤ ②

грат-заусенец на зубце

                         3. чересчур большой допуск                  ⑧

для шестерни шпинделя

                         4. выпадение внутреннего кольца              ⑦

переднего подшипника промежуточного

вала демультипликатора

                          5. порча подшипника                       ②

                          6. чересчур низкий уровень масла            ②④

                          7. некачественное смазочное масло           ②④

                          8. несвоевременная замена масла             ②④

                          9. использование смешанного масла          ②

                                                                                    

Шум шестерни    1.чересчур большой допуск шестерни шпинделя         ⑥

на холостом ходу    2. стабильная работа двигателя                      ⑥

                                                                                     

Сильная вибрация     1. порча опоры двигателя                         ②

                     2. нехватка момента затяжки гайки выходного вала   ⑥

                     3. неправильная установка передаточного вала       ⑥

                     4. износ подвески                               ② ⑥

                                                                                

Перегорание прокладки шпинделя   1. чересчур низкий уровень масла      ②④⑥

                                 2. неправильное буксирование        ②④⑥

и скольжение автомобиля

                                                                                  

Порча или износ шлицев  1. запуск при включении чересчур высокой передачи  ①②

входного вала            2. ударная нагрузка                              ①②

                        3. неправильное регулирование сцепление          ② ⑥

                        4. дефекты сцепления                           ② ⑥

                        5. несоосность двигателя и КПП                  ⑥ ②

                        6. неправильная установка передаточного вала       ⑥

      

                                                                                 

Порча корпуса сцепления  1. порча опоры двигателя                         ②

                        2. несоосность двигателя и КПП                   ②

                        3. отсутствие установки вспомогательной           ⑦

опоры КПП

      

                                                                                   

Порча синхронизатора     1. дефекты клапана регулирования давления        ②

                        2. установка вилки наоборот                      ②⑧

                         3. порча пружины синхронизатора                ②⑦

                         4. некачественное смазочное малсо               ②⑧

                         5. использование смешанного масла              ⑧⑥

                         6. неправильная операция и эксплуатация          ①

                                                                                 

Перегрев               1. шестерня отходит от положения                 ②④

 шестеренчатого соответствия                 

                       2. порча подшипника                             ②

                       3.выпадение внутреннего кольца                   ②

                       переднего подшипника промежуточного

вала демультипликатора

                       4. чересчур низкий уровень масла                  ⑧④

                       5. чересчур высокий уровень масла                 ⑧④

                       6. некачественное смазочное малсо                 ②⑥

                       7. чересчур большой угол наклона работы КПП       ②⑥

                       8. несвоевременная замена масла                   ②⑥

                       9. использование смешанного масла                 ②⑥

                                                                                    

Деформация шпинделя   1. запуск при включении чересчур высокой передачи ①②

                       2. чересчур сильная ударная нагрузка              ①②

                                                                                  

Перегорание подшипника   1. выпадение внутреннего кольца               ②

переднего подшипника промежуточного        ②④⑥

вала демультипликатора

                         2. чересчур низкий уровень масла             ②④⑥

                         3. некачественное смазочное малсо           ②④⑥

                         4. несвоевременная замена масла             ②④⑧

                         5. использование смешанного масла          ②④⑥

                                                                                  

Просачивание малсла      1. засорение вентиляционного отверстия       ⑩

                         2. чересчур высокий уровень масла           ⑥

                         3. дефекты отливки корпуса                 ②④

                         4. порча заднего сальника                   ②④

                         5. ослабление фиксирующего болта           ⑥⑦⑩

или износ резьбы болта

                                                                                   

 

обозначение кодов:

① руководить водителем, чтобы правильно управлять     ② заменять детали и узлы   ③ ослабление фиксирующего болта, вновь его затягивать годным крутящим моментом  

④ искать порчу, возникающую из-за него   ⑤ шлифовать поверхность шкуркой 

⑥ перерегулировать по установлению     ⑦ установить детали, которые пропускают установить    ⑧ проверить воздушную трубку   ⑨ зафиксировать детали

⑩ устранить помехи, выдержанные деталями и узлами  11вновь проверить шестеренчатое соответствие    12 очищать деталей

13 мазать тоньким слоем силиконового смазочного средства

14мазать уплотнительным клеем

Как работает двигатель и коробка передач. Принцип работы механической коробки передач. Основные поломки КПП и их причины

Любой автомобиль с двигателем внутреннего сгорания имеет в своей конструкции коробку передач. Существует множество разновидностей этого агрегата, но наиболее распространенным типом является механическая коробка передач (МКПП). Ею оснащаются как отечественные, так и зарубежные автомобили.

Коробка передач используется для того чтобы изменять передаточное отношение скорости вращения от двигателя к колесам. Способ переключения между ступенями (передачами) этого редуктора – ручной (механический), что дало название всему узлу. Водитель самостоятельно принимает решение о том, какое из фиксированных значений передаточного числа (шестерни, входящие в зацепление) должно быть включено в текущий момент.

Современная МКПП

Кроме этого, МКПП позволяет переключаться на режим заднего хода, в котором автомобиль движется в обратном направлении. Также есть нейтральный режим, когда отсутствует передача вращения от мотора к колесам.

Принцип работы и устройство

Коробка передач является многоступенчатым закрытым редуктором. Косозубые шестерни имеют возможность поочередно быть в зацеплении и менять частоту оборотов между входным валом и выходным. В этом заключается принцип работы коробки передач.

Сцепление

Механическая коробка работает в паре со сцеплением. Этот узел позволяет временно разъединять мотор от трансмиссии. Такая операция дает возможность безболезненно переключить передачи (ступени) не выключая обороты двигателя.

Блок сцепления необходим, так как через МКПП проходит значительный крутящий момент.

Шестерни и валы

В любой КПП традиционной конструкции располагаются параллельно оси валов, на которых базируются шестерни. Общий корпус принято называть картером. Наиболее популярными являются трехвальные и двухвальные компанийки.

В трехвальных имеется три вала:

  • первый – ведущий;
  • второй – промежуточный;
  • третий – ведомый.

Первый вал соединен со сцеплением, на его поверхности нарезаны шлицы, по которым перемещается ведомый диск сцепления. С этой оси вращение передается на промежуточную ось, жестко соединенную с шестерней первичного вала.

Ведомый вал МКПП имеет специфическое расположение. Он соосен с ведущим и соединен с ним через подшипник, находящийся внутри первого вала. За счет этого обеспечивается их независимое вращение. Блоки шестеренок с ведомой оси не имеют жесткой фиксации с ним, а также шестерни разграничены специальными муфтами-синхронизаторами. Последние как раз жестко сидят на ведомом валу, но способны перемещаться вдоль оси по шлицам.

Торцы муфт оснащены зубчатыми венцами, способными соединяться с такими же венцами, расположенными на торцах шестерен ведомого вала. Современное устройство коробки передач предполагает наличие таких синхронизаторов на всех передних передачах.

Во время включения нейтрального режима происходит свободное вращение шестерен, а все муфты-синхронизаторы находятся в разомкнутом положении. Когда водитель выжмет сцепление и переключит рычаг на одну из ступеней, то в это время вилка в КПП перемещает муфту в зацепление со своей парой на торце шестерни. Так шестеренка жестко фиксируется с валом и не прокручивается на нем, а обеспечивает передачу вращения и усилия.

В большинстве МКПП применяются шестерни с косым зубом, способные выдерживать большие усилия, чем прямозубые, также они менее шумные. Изготавливаются они из высоколегированной стали, после чего проводится закалка на ТВЧ и нормализация для снятия напряжений. За счет этого обеспечивается максимальный срок службы.

Для двухвальной коробки также предусмотрено соединение ведущего вала с блоком сцепления. В отличие от трехосной конструкции на ведущей оси располагается блок из шестеренок, а не одна. Промежуточного вала нет, а параллельно ведущему идет ведомый вал. Шестерни на обеих осях свободно вращаются и находятся все время в зацеплении.

Ведомый вал оснащен жестко закрепленной ведущей шестеренкой главной передачи. Между остальными шестеренками располагаются синхронизационные муфты. Такая схема механической коробки передач в плане работы синхронизаторов схожа с трехвальной схемой. Разница заключается в отсутствии прямой передачи, и в том, что каждая ступень имеет лишь одну пару соединенных шестеренок, а не две пары.

Двухвальное устройство механической коробки передач имеет больший КПД, чем трехвальное, однако, имеет ограничение по повышению передаточного числа. За счет такой особенности конструкция применяется лишь в легковых автомобилях.

Синхронизаторы

Все современные механические коробки переключения передач оснащены синхронизаторами. Без них на машинах приходилось делать двойной выжим, чтобы окружные скорости шестерен сравнялись, и обеспечилась возможность переключения ступеней. Также синхронизаторы не ставятся на КПП с большим числом передач, иногда до 18 ступеней, характерным для спецтехники, так как это технически невозможно. Для быстроты переключения скоростей спортивные авто могут в МКПП не иметь синхронизаторов.

Синхронизатор МКПП

Легковые автомобили, используемые большинством водителей, оснащены синхронизаторами, так как работает коробка передач автомобиля без них менее дружелюбно. Эти элементы обеспечивают бесшумность эксплуатации и выравнивание скоростей шестеренок.

Внутренний диаметр ступицы имеет шлицевые пазы, благодаря которым осуществляется перемещение вдоль оси вторичного вала. При этом такая жесткость обеспечивает передачу больших усилий.

Работает синхронизатор таким способом. Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

Работа синхронизаторов

Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.

Процесс переключения передач

За процедуру переключения отвечает соответствующий механизм. Для автомобилей, имеющих задний привод, рычаг устанавливается непосредственно на корпусе МКПП. Весь механизм прячется внутри корпуса агрегата, а ручка переключения непосредственно управляет им. Такое расположение имеет свои достоинства и недостатки.

  • простое в конструкционном плане решение;
  • обеспечение четкости переключения;
  • более долговечная конструкция для эксплуатации.
  • нет возможности для применения конструкции с задним расположением мотора;
  • не используется на переднеприводных автомобилях.

Машины с передним ведущим мостом оборудуются рычагом переключения передач в таких местах:

  • напольно между водительским и передним пассажирским креслом;
  • на рулевой колонке;
  • в районе панели приборов.

Дистанционное управление коробкой для переднеприводных авто осуществляется при помощи тяг или кулис. У такой конструкции также есть свои особенности.

  • комфортное более независимое расположение рычага для переключения передач;
  • вибрация от коробки не передается на рычаг МКПП;
  • обеспечивается большая свобода для дизайна и инженерной компоновки.
  • меньшая долговечность;
  • со временем могут появляться люфты;
  • требуется периодическая квалифицированная регулировка тяг;
  • четкость менее точная, в отличие от расположения непосредственно на корпусе.

Хотя существуют различные приводы для механизма включения/выключения передач, но сам механизм в большинстве КПП имеет схожую конструкцию. В его основе подвижные штоки, которые находятся в крышке корпуса, а также вилки, жестко зафиксированные на штоках.

Механизм переключения передач Лада Гранта

Вилки полукругом входят в проточку муфты синхронизатора. Дополнительно в МКПП располагаются приспособления, которые уберегут механизм от недовключения либо от самовольного выхода из зацепления шестерен, а также от одновременной активации двух ступеней.

Преимущества и недостатки механических коробок передач

Все типы механизмов обладают своими достоинствами и недостатками. Рассмотрим их у МКПП.

Достоинства :

  • конструкция обладает наименьшей стоимостью при сравнении с аналогами;
  • в отличие от гидромеханической имеет меньшую массу и более высокий КПД;
  • не нуждается в особых условиях охлаждения по сравнению с автоматическими КПП;
  • среднестатистическое авто с МКПП обладает более экономичными параметрами и динамикой разгона в отличие от среднего автомобиля с АКПП;
  • простота и инженерная отработанность конструкции;
  • высокая степень надежности и большой эксплуатационный ресурс;
  • не нуждается в специфическом обслуживании и дефицитных расходных либо ремонтных материалах;
  • водитель имеет более широкий диапазон использования техник вождения в экстремальных условиях гололедицы, бездорожья и т.д.;
  • авто легко заводится толканием и может буксироваться с любой скоростью и на любое расстояние;
  • есть техническая возможность полного разобщения мотора и трансмиссии в отличие от гидромеханической АКПП.

Недостатки :

  • для переключения передачи используется полное разобщение силовой установки и трансмиссии, что сказывается на времени операции;
  • необходимы специфические навыки вождения для обеспечения плавности переключения передач;
  • неспособность плавного переключения передаточного отношения, так как количество ступеней ограничено обычно числом от 4 до 7;
  • невысокий ресурс узла сцепления;
  • у водителя при длительном управлении автомобилем с МКПП появляется большая утомляемость, чем при езде на «автоматической» трансмиссии.

В большинстве стран с более высоким доходом населения количество выпускаемых авто с МКПП уменьшено практически до 10-15%.

19 апреля 2017

Чтобы сдвинуть автомобиль с места и разогнать его, нужно мощность двигателя (крутящий момент) преобразовать и передать на ведущие колеса. Но как это реализовать, когда мотор уже работает на холостом ходу и его коленчатый вал вращается, а машина стоит на месте? Задачу способен решить простейший трансмиссионный агрегат из ныне существующих – механическая коробка передач (МКПП).

Помимо нее, в современных авто используются автоматические и вариативные виды трансмиссии, но это более сложные и дорогие устройства.

Зачем нужна МКПП?

Первая причина ясна – надо как-то подключить вращающийся вал двигателя к приводам колес, чтобы тронуться с места. Есть и вторая: силовой агрегат развивает рабочую мощность (иначе – максимальный крутящий момент) при достижении определенного числа оборотов коленчатого вала. Для большинства бензиновых двигателей этот порог составляет 3000 об/мин, для дизельных – 2000 об/мин.

Пока число оборотов коленчатого вала не достигнет нижнего порога, мотор не сможет развить нужную мощность и создать усилие, достаточное для движения.

Для чайников, то бишь, новичков, желающих разобраться в работе автомобильных узлов, предлагается такое пояснение:

  1. Во время работы на месте (холостой ход) количество оборотов коленвала составляет 800-900 об/мин. Чтобы начать движение, развиваемой мощности недостаточно и нужно поднять ее за счет нажатия на газ и повышения оборотов до 2-3 тыс. в минуту. В этот момент и нужно подключить привод колес, что выполняется с помощью коробки передач.
  2. Без МКПП разгон автомобиля выйдет плавным и невероятно долгим, а если попадется подъем, то машина не разгонится никогда. Причина та же – нехватка мощности. Для повышения динамики нужен преобразователь усилия, способный замедлить вращение, но увеличить крутящий момент.
  3. Для разворота и парковки машине нужен задний ход, его также обеспечивает механическая коробка передач.

Если между колесным приводом и коленчатым валом поставить зубчатую передачу с шестеренками разного размера, то колеса станут вращаться медленнее. Но при этом на каждом колесе возрастет усилие (на жаргоне – тяга) и разгон автомобиля ускорится. А плавное подключение вращающихся элементов обеспечит другой узел МКПП – сцепление.

Работа сцепления

Понять принцип работы узла сцепления поможет такой пример: представьте вращающийся металлический стержень с диском на конце, символизирующий коленвал с маховиком. Если к плоскости диска подвести другой диск, то после соприкосновения он тоже станет крутиться. Так в общих чертах и действует автомобильное сцепление, только второй диск насажен на вал, идущий дальше, к шестеренчатой передаче.

Система действует за счет силы трения, поэтому соприкасающиеся поверхности имеют специальное антифрикционное покрытие . Диск сцепления в механической трансмиссии двигается рычагом в виде вилки. Механически рычаг не связан с педалью сцепления, он перемещается гидроцилиндром. Нажатие на педаль сжимает жидкость в этом цилиндре, поршень выдвигается и перемещает рычаг.

Алгоритм работы сцепления при движении с места следующий:

  1. На холостом ходу коленвал и первичный вал МКПП крутятся, поскольку диски находятся в зацеплении.
  2. Нажатием на педаль водитель отодвигает диск и вал трансмиссии останавливается. Теперь его можно подключить к шестеренчатой передаче путем выбора первой скорости.
  3. Нажав на газ, водитель добивается повышения оборотов и медленно отпускает педаль сцепления. Диски снова входят в зацепление и машина трогается с места.

Разрывать механическую связь с помощью сцепления нужно и дальше, при переходе на другую скорость. Чтобы разобраться в данном процессе, нужно понять, как работает сама коробка скоростей.

Работа механической коробки

Агрегат состоит из таких основных элементов:

  • корпус с масляным картером;
  • три вала с шестеренками – первичный, вторичный и промежуточный;
  • устройства синхронизации;
  • рукоять переключения с вилочными приводами перемещения шестерен.

С помощью рукоятки водитель меняет пары шестерен, входящие в зацепление с приводами от двигателя и колес. Шестерни подобраны таким образом, чтобы обеспечить нужный крутящий момент на колесном приводе при разных режимах движения . На первых ступенях выходного вала задействованы шестеренки большего диаметра, чтобы главная передача вращалась медленнее, но с большим усилием. На III, IV и V скорости размер шестерен уменьшается и в итоге при движении на высокой скорости число оборотов привода и коленвала совпадает.

Зубья шестерней выполнены под углом с целью снижения шума трансмиссии. Чтобы при вхождении в зацепление на ходу зубья не переломались и не возникло удара, синхронизатор уравнивает скорости вращения соседних шестеренок. Это происходит в момент, когда водитель выжимает сцепление и переводит рукоять на другую позицию.

Механическая КПП является наиболее простой и надежной трансмиссией, устанавливаемой на автомобили с различной грузоподъемностью. Чем она отличается от автоматической и вариативной, – так это низкой стоимостью при высокой ремонтопригодности, а это влияет и на общую цену авто. Неудобство одно: водителю нужно постоянно манипулировать педалями акселератора и сцепления, чтобы своевременно переключаться на другую скорость при изменении режима движения.

Механическая коробка передач – это устройство для поступенчатой перемены передаточного отношения скорости вращения от двигателя к ведущим колёсам. Выбор и включение нужной передачи при использовании механической КПП водитель осуществляет вручную (в отличие от коробки передач автоматической). Название данного устройства отражает ещё и тот факт, что весь его функционал реализуется за счёт только механических элементов, без привлечения гидравлики или электроники (в отличие от трансмиссий гидравлических или электрических). Популярно, но технически достоверно принцип работы МКПП освещён в данной публикации.

Почему у автопроизводителей возникла необходимость во внедрении коробки переключения передач? Потому, что любой двигатель внутреннего сгорания любого автомобиля способен работать только в каком-то ограниченном, и довольно небольшом, диапазоне оборотов. А частота обращения колёс – от трогания с места до езды на больших скоростях – происходит в гораздо более обширном диапазоне. И не представляется возможным выбрать какое-то одно универсальное передаточное число, которое бы обеспечило весь этот диапазон, с одновременным разумным использованием диапазона оборотов двигателя.

Для трогания с места и поступательного разгона автомобиля, а также при его движении по бездорожью,требуется затратить более значительную работу в физическом смысле, то есть подать на его колёса большую мощность. То есть, при небольшой скорости нужны высокие обороты двигателя.

Наоборот, при равномерном движении разогнавшегося автомобиля по ровной дороге его скорость высока, а большой мощности и высоких оборотов двигателя уже не требуется – чтобы поддерживать нужную скорость, достаточно и малой мощности, и низких оборотов. При повышении скорости растёт и аэродинамическое сопротивление движению двигателя, что требует высоких оборотов и более значительных затрат мощности. То же самое – при движении в гору, требуется увеличить силу тяги.

Отсюда возникает необходимость в передаче вращения с двигателя на колёса с определённым передаточным числом, которое можно было бы изменять в зависимости от условий езды. В этом один из пионеров мирового автопрома – немецкий инженер Карл Бенц убедился в первой же длительной (на 80 км) поездке на автомашине собственной конструкции.

Это автопутешествие состоялось в 1887 году. Карл Бенц и его супруга Берта с сыновьями ехали к тёще изобретателя. 80-километровое путешествие оказалось очень сложным из-за несовершенства конструкции первого автомобиля. На некоторые, с виду небольшие, подъёмы его приходилось заталкивать вручную: не хватало силы тяги. После этой поездки Бенц усовершенствовал автомобиль, снабдив его дополнительной вспомогательной передачей – «понижайкой», для увеличения силы тяги.

Эта идея используется в КПП и по сей день: передаточное число должно быть переменным, позволяющим использовать разные соотношения между скоростями вращения коленвала мотора и ведущих колёс.

Разумеется, первая механическая коробка передач Карла Бенца была сначала очень примитивным устройством. Это были шкивы разного диаметра, прикреплённые к ведущей оси. С мотором они соединялись ремнём, и при помощи рычагов ремень можно было перекидывать с одного шкива на другой. Впоследствии на смену кожаному ремню и шкиву пришла металлическая цепь и звёздочка, как на современных «продвинутых» велосипедах.

Зубчатую передачу и коробку передач на шестерёнках впервые поставил на автомобиль Вильгельм Майбах. Параллельно с немецкими автоинженерами, примерно в те же годы, похожими изысканиями занимались и французские. В созданной Эмилем Левассором и Луи Панаром механической коробке переключения передач уже применялся целый набор зубчатых колёс с разными передаточными числами для движения вперёд и одна шестерня – для движения назад. Как и в наше время, шестерни передних передач, были укреплены на вторичном валу, который двигался вдоль своей оси. Это позволяло разным по своему диаметру зубчатым колёсам входить в зацепление с неподвижной шестернёй на первичном валу.

Официально изобретателем механической коробки переключения передач, похожей на современную, стал Луи Рено: в 1899 году этот молодой начинающий автопромышленник запатентовал первую в мире КПП, основанную на системе подвижных зубчатых колёс и валов. Она была трёхскоростной.

Первый запатентовавший МКПП человек – Луи Рено – в своей «лаборатории».

Заокеанский пионер автопрома – Генри Форд – не копировал достижения немецких и французских инженеров, а шёл своим путём. Его механическая коробка передач состояла из нескольких планетарных шестерён (сателлитов), которые вращались вокруг центральной («солнечной») шестерни и фиксировались при помощи водила. Именно такой – планетарной КПП оснащались первые массовые серийные автомобили «Форд А».

Не менее важным техническим решением, чем изобретение коробки на зубчатых шестернях различного диаметра, стало изобретение синхронизатора, которое сделал в 1928 году Шарль Кетеринг из «Дженерал Моторс». Оно сделало механические коробки передач более лёгкими в управлении, придало им новый импульс развития и «техническое долголетие».

С момента изобретения Луи Рено прошло уже более 120 лет но главный принцип ступенчатой шестерёнчатой коробки передач остался тем же. Современные МКПП, разумеется, гораздо более совершенны: в них стоят шестерни не с прямым, а косозубым зацеплением, и они более удобные, бесшумные и долговечные. В целом, автомобили с «механикой» экономичнее, чем машины с автоматической коробкой передач.

Состоит механическая КПП из набора косозубых шестерён разного размера, которые вводятся в зацепление для создания различных передаточных чисел между коленчатым валом мотора и ведущими колёсами. Передаточное число становится другим путём перемещения как самих шестерён, так и специального устройства – синхронизатора. Его задача – уравнивать (синхронизировать) окружные скорости включаемых в зацепление шестерён.

Принцип таков, что, чем выше передаточное число, тем ниже передача. Первая передача называется низшей, а передаточное число у неё наибольшее. На ней передача вращения осуществляется от малой шестерни к большой и, при высокой частоте вращения коленвала, скорость движения автомобиля остается низкой, а сила тяги – высокой. На высшей передаче, соответственно, – наоборот. В нейтральном положении крутящий момент от мотора на ведущие колёса не передается, и машина катится по инерции либо стоит.

Большинство серийных современных автомашин, оснащённых механической коробкой переключения передач, имеют 5 «скоростей», или скоростей движения вперед. Несколько десятков лет назад большинство автомобильных МКПП были четырёхскоростными. Механическими коробками с шестью и более скоростями, как правило, комплектуются «заряженные» спортивные машины или джипы.

С технической точки зрения, механическая коробка передач представляет собой закрытый ступенчатый редуктор. Рабочими элементами его конструкции являются зубчатые колёса – шестерни, которые поочерёдно приходят в зацепление, изменяя обороты входного и выходного вала, а также их частоту. Переключение соединений и комбинаций шестерён происходит вручную.

Механическая коробка переключения передач способна функционировать только в паре со сцеплением. Данный узел предназначен для временного разъединения мотора и трансмиссии. Эта операция нужна для безболезненного и безопасного перехода зацепления с одной шестерни на другую,без выключения оборотов двигателя, и при их полном сохранении.

Получившими повсеместное распространение компоновками механических коробок переключения передач стали двух- и трёхвальные. Они называются так по количеству параллельно расположенных валов, на которых и расположены косозубые шестерни.

В трёхвальной МКПП находятся три вала: ведущий, промежуточный и ведомый. Первый соединён со сцеплением, на его поверхности имеются шлицы. По ним передвигается ведомый диск сцепления. С данного вала энергия вращения передаётся на жестко соединённый с ним шестернёй промежуточный вал.

Ведомый вал является соосным с валом ведущим, соединённым с ним через подшипник, который находится внутри первого вала. Поэтому данным осям обеспечено независимое вращение. Блоки «разнокалиберных»шестерней ведомого вала не имеют жёсткой фиксации с ним, а также разграничены специальными муфтами-синхронизаторами. Вот они жёстко закреплены на ведомом валу, но могут перемещаться вдоль вала по шлицам.

На торцах муфт нанесены зубчатые венцы, которые могут соединяться с аналогичными венцами на торцах шестерён ведомого вала. Современные стандарты производства коробок передач предполагают наличие таких синхронизаторов на всех передачах для движения вперёд.

В двухвальной механической КПП также обеспечено соединение ведущего вала с блоком сцепления. В отличие от трёхосной конструкции, на ведущей оси находится набор шестерёнок, а не одна. Промежуточный вал отсутствует, а с ведущем запараллелен ведомый вал. Шестерни обоих валов свободно вращаются и всё время находятся в зацеплении.

На ведомом валу имеется жёстко закреплённая ведущая шестерня главной передачи. Между остальными шестернями находятся синхронизационные муфты. Подобная схема механической коробки передач в смысле работы синхронизаторов похожа на трёхвальную компоновку. Разница же в том, что прямая передача отсутствует, а каждая ступень имеет только одну пару соединённых шестерёнок, а не две пары.

С одного конца ведомого вала в жёстком зацеплении находится главная передача. В корпусе главной передачи работает дифференциал.

Двухвальная компоновка механической коробки передач имеет больший КПД, чем у трёхвальной, однако она имеет ограничения по повышению передаточного числа. За счёт данной особенности, двухвальная конструкция МКПП применяется исключительно в легковых автомобилях.

В редких случаях на современных автомобилях могут также использоваться четырёхвальные коробки передач. Но по принципу своей работы они тоже соответствуют двухвальным– без промежуточного вала, с передачей вращения с первичного вала сразу на вторичные. Чаще всего, это механические КПП с 6-ю передачами переднего хода. В них крутящий момент передаётся с первичного вала на главную передачу через первый, второй и третий вторичные валы, концевые шестерни которых постоянно зацеплены с шестернёй главной передачи.

Обеспечение заднего хода автомобиля возложено на дополнительный вал со своей специальной шестернёй. При переходе её в зацепление начинается вращение ведомого вала в обратную сторону. На задней передаче синхронизатора нет, поскольку задний ход задействуется только при полной остановке автомобиля. Во всяком случае, так нужно делать. Поэтому на МКПП автомашин многих производителей имеется защита от случайного включения заднего хода на ходу (нужно поднять специальное кольцо на рычаге для переведения его в положение заднего хода).

Когда включен нейтральный режим, то вращение шестерён происходит свободно, а все муфты-синхронизаторы расположены в разомкнутом положении. Когда водитель выжимает сцепление и переключает рычаг на одну из ступеней, специальная вилка в КПП перемещает муфту в зацепление с соответствующей парой на торце шестерни. И шестерня жёстким образом фиксируется с валом и не прокручивается на нём, а обеспечивает передачу вращения и энергии усилия.

Во время движения механизм переключения передач приводится в действие с места водителя автомобиля с помощью рычага переключения передач. Этот рычаг перемещает ползуны с вилками, которые, в свою очередь, передвигают синхронизаторы и задействуют нужную скорость.

Пары шестерён двух низших передач имеют самые большие передаточные числа (на легковых машинах – обычно от 5:1 до 3,5:1), и применяются для трогания с места и поступательного разгона, а также при необходимости постоянного движения с невысокой скоростью, либо по бездорожью. При движении на низших передачах даже при больших оборотах двигателя автомобиль будет ехать довольно медленно, но при этом в полной мере будут использоваться его мощность и крутящий момент. Наоборот, чем выше передача, тем выше скорость автомобиля на том же уровне оборотов двигателя, а его сила тяги меньше. На высших передачах автомобиль не сможет тронуться с места или ехать на низких скоростях. Зато он может передвигаться на больших, вплоть до максимально предусмотренной, скоростях, при средних оборотах двигателя.

В абсолютном большинстве современных МКПП расположены шестерни с косым зубом, которые способны выдерживать большие усилия, чем прямозубые, к тому же они менее шумные в работе. Изготавливаются косозубые шестерни из высоколегированной стали, и на финальном этапе производства выполняется закалка на ТВЧ и нормализация для снятия напряжений, обеспечивающие долговечность деталей.

До появления синхронизаторов для безударного включения более высокой передачи водителям нужно было производить двойной выжим, с обязательной работой в течение нескольких секунд на нейтральной передаче, для равнения окружных скоростей шестерней. А для перехода на более низкую передачу надо было сделать перегазовку, чтобы выровнять обороты ведущего и ведомого валов. После введения синхронизаторов необходимость в этих манипуляциях отпала. И шестерни стали защищёнными от ударных нагрузок и преждевременного износа.

Впрочем, и современной легковой автомашине эти «навыки из прошлого» также могут пригодиться. К примеру, они помогут переключить-таки передачу в случае выхода из строя сцепления, или если возникнет необходимость в резком торможении двигателем, при отказавшей рабочей тормозной системе.

Двигатели внутреннего сгорания, как бензиновые, так и дизельные, имеют достаточно узкий рабочий диапазон. Механическая коробка передач необходима для обеспечения оптимального режима работы силового агрегата.

Изменения передаточного соотношения осуществляется вручную, обычно переводом рычага из одного положения в другое. Для обеспечения переключений производится разрыв потока мощности при помощи механического сцепления.

Экскурс в историю

На первых автомобилях не было привычного для нас редуктора с зубчатыми передачами, усилие на ведущие колеса передавалось ремнем. Такое устройство использовал Карл Бенц — для увеличения скорости водителю необходимо было перекинуть кольцо с одной пары шкивов на другую. Зубчатые колеса в трансмиссии впервые применил Вильгельм Майбах, в автомобилях его конструкции были механические коробки.

Передача крутящего момента от нее на ведущие колеса осуществлялась при помощи стальной цепи. Соосная коробка в начале 20 века появилась на автомобилях Луи Рено, который также является изобретателем карданного вала.

На первых порах в автомобилестроении преобладала разнесенная компоновка агрегатов, при которой редуктор располагался отдельно от силового агрегата. Передача крутящего момента в них происходила через специальный вал, как было на модели BMW 501.

Механические коробки первых выпусков были очень сложными, управление ими требовало значительных усилий и хороших навыков. В 1928 году американский инженер Шарль Кетеринг из General Motors предложил устройство для синхронизации. Первая удачная коробка, снабженная таким механизмом, была установлена на автомобиле «Корвет». На европейском континенте лидером в разработке трансмиссий стала компания ZF.

Прочно закрепившееся название МКПП имеет следующую расшифровку аббревиатуры -механическая коробка переключения передач. Ранее в названии под первой буквой П понималось слово перемены, однако со временем оно было заменено на более подходящее по смыслу. Сокращенное наименование механической коробки в технических описаниях часто фигурирует с числом, обозначающим количество ступеней.

Современная МКПП имеет достаточно совершенное устройство, обеспечивающее, помимо переключения передач в движении, выполнение ряда функций:

  • обеспечение перемещения автомобиля задним ходом;
  • разобщение трансмиссии и работающего двигателя автомобиля во время кратковременных остановок;
  • наличие нейтрального положения коробки позволяет выполнять пуск двигателя.

Автомобили, оснащенные такого рода трансмиссиями, при прочих равных показателях экономичнее машин с автоматической трансмиссией.

Принцип работы МКПП

Начало движения машины, медленная езда по плохой дороге вызывает большое сопротивление. Автомобилю с механической коробкой передач в таком режиме требуется максимально большой крутящий момент.

КПП при этом выполняет функции понижающего редуктора и даже при больших оборотах транспортное средство двигается с относительно небольшой скоростью. После прекращения разгона водитель переключает режим, и частота вращения коленвала вновь возвращается в оптимальный диапазон.

Равномерное перемещение по плоскости требует меньших усилий, которые и обеспечиваются повышенными передачами.

Принцип работы механической коробки передач состоит в создании соединений между ведущим (входным) валом и ведомым (выходным) через сочетания шестеренок с разным количеством зубьев. Это позволяет подстраивать трансмиссию под изменяющиеся условия движения транспортного средства.

Для чайников, как принято называть неспециалистов, принцип работы механической коробки передач можно объяснить буквально в нескольких словах. Устройство обеспечивает нормальную работу двигателя за счет изменения числа оборотов, увеличивая или уменьшая усилие на ведущих колесах. Это позволяет удерживать наилучший режим работы силового агрегата при трогании с места, разгоне и снижении скорости.

Такой принцип работы МКПП сохраняется у всех машин: и с полным, и с задним, и с передним приводом. Устройство трансмиссии в каждом из случаев имеет свои особенности, но при этом основные элементы конструкции и их назначение сохраняются. Перемена передаточного числа происходит за счет введения в действие определенной комбинации из шестеренок с разным количеством зубьев.

Данные соотношения для каждого двигателя подбираются индивидуально в ходе расчетно-конструкторских работ и натурных испытаний. При этом учитывается множество факторов и, в первую очередь, параметры двигателя. Физический принцип работы МКПП при этом остается неизменным, водитель управляет изменением режима вручную путем переведения рычага из одного положения в другое.

Видео — механическая коробка передач, принцип работы:

Наглядное представление о принципе работы МКПП можно получить после просмотра видео ролика. Схематическое анимированное изображение как нельзя лучше демонстрирует взаимодействие деталей между собой. Такие материалы обеспечивают понимание происходящих процессов, особенно при переключении режимов работы.

Устройство

Конструкция МКПП мало изменилась с тех пор, как были сделаны и запатентованы основные ее элементы. Механическая коробка переключения передач состоит из следующих деталей и узлов:

  • картер;
  • входной, выходной и промежуточный валы;
  • синхронизаторы;
  • ведущих и ведомых шестерней;
  • механизма переключения передач.

Собранные в едином корпусе детали взаимодействуют между собой, обеспечивая передачу крутящего момента. Устройство механической коробки передач зависит от особенностей конструкции и количества валов — по данному признаку они делятся на двух- и трех вальные. Последняя компоновка называется соосной и в технической литературе ее принято называть классической.

Валы и блоки шестерней

В такой конструкции ведущий и ведомый валы размещены картере коробки один за другим. В хвостовике первичного вала установлен подшипник, на который опирается конец вторичного. Отсутствие жесткой связи позволяет им вращаться независимо друг от друга с разной частотой и в разном направлении. Ниже под ними располагается промежуточный вал, передача усилия происходит через блоки шестерней установленных на указанные детали.

С целью снижения шумности редуктора, шестерни в нем делаются косозубые. При изготовлении данных деталей используется жесткая система допусков, и большое внимание уделяется качеству обработки сопрягаемых поверхностей.

На ведущем валу классической механической коробки жестко закреплено несколько шестерней разного диаметра и соответственно с разным количеством зубьев. В отдельных случаях узел делается цельным, что обеспечивает ему максимальную прочность.

Шестерни на вторичном валу могут устанавливаться двумя способами:

  • подвижно на шлицах;
  • фиксировано на ступицах.

Соединение с ведущим валом в первом варианте происходит за счет продольного перемещения ведомой шестерни по шлицам до вхождения в зацепление в ведущей. Такая схема отличается простотой и надежностью и получила достаточно широкое распространение.

В другой конструкции продольное перемещение деталей исключается и соединение происходит при помощи скользящей муфты.

Видео — как происходит передача крутящего момента в МКПП:

Угловые скорости ведущего вала и ведомого уравниваются при помощи специального устройства, который называется синхронизатором. В коробках передач спортивных автомобилей или машин специального назначения вместо данных узлов могут использоваться кулачковые муфты.

Механизмы управления

За всю историю развития автотранспорта было разработано множество оригинальных конструкций. Наибольшее распространение получила компоновка, используемая в современных агрегатах.

Управление механической коробкой передач осуществляется специальной конструкцией, состоящей из следующих элементов:

  • рычага;
  • приводов;
  • ползунов;
  • вилки;
  • замка;
  • муфты переключения передач.

Изменения режимов работы агрегата производится водителем путем перемещения рычага из одного положения в другое. Через приводы задействуются ползуны. Защитой от одновременного включения является специальный блокирующий механизм – замок. В трехходовых коробках он делает невозможным перемещение двух ползунов при движении третьего.

Этот узел приводит в действие вилку переключения передач, которая вызывает смещение муфты. Данная деталь представляет собой толстостенное кольцо со шлицами на внутренней поверхности. Они находятся в постоянном зацеплении с зубчатым венцом ведомого вала, по которому муфта перемещается вдоль него. Аналогичные шлицы имеются и на боковой поверхности ведомой шестерни.

При переключении передач рычаг вначале переводится в нейтраль, из которой производится выбор нужного режима. За это время синхронизатор выравнивает угловые скорости, и шестерня блокируется муфтой. Крутящий момент с первичного вала передается на вторичный и далее через главный редуктор на ведущие колеса.

Синхронизатор обеспечивает безударное переключение, при этом время его срабатывания не превышает нескольких сотых долей секунды.

Видео — устройство сцепления и МКПП, наглядный рассказ от компании Тойота:

Мягкость работы механической коробки передачво многом зависит от общего состояния деталей и, в особенности, данного узла.

Синхронизатор представляет собой бронзовое кольцо с зубчатым венцом на внутренней стороне. При движении муфты она сначала прижимает деталь к конусной поверхности на боковине ведомой шестерни, возникшей при этом силы трения достаточно для выравнивания частоты вращения валов. После синхронизации происходит блокировка зубчатого колеса муфтой переключения.

Как переключать скорости на механической коробке передач

Эксплуатация автомобилей с МКП и управление ими имеет целый ряд особенностей, которые необходимо знать водителю. Возникает закономерный вопрос: как пользоваться механической коробкой передач? Обучение этому начинается во , начиная от показа инструктором до наработки автоматического навыка в переключении передач.

Как переключать скорости на механической коробке передач обычно указано на схеме, нанесенной на наружную поверхность рукоятки рычага. В целом процесс выглядит следующим образом:

  • водитель выжимает сцепление левой ногой;
  • рукой переводит рычаг из одного положения в другое;
  • плавно отпускает педаль сцепления и плавно нажимает на акселератор.

Переключения передач у механической коробки осуществляется в соответствии со схемой, которая указывается в технической документации к автомобилю. Опытные водители рекомендуют придерживаться приведенных ниже правил, которые позволят увеличить ресурс агрегата:

  • использование прямой передачи (обычно четвертой) позволит значительно уменьшить потребление топлива;
  • переключение скоростей на механической коробке передач следует выполнять строго в соответствии с разработанной производителем инструкцией;
  • включение задней передачи производить только после полной остановки автомобиля;
  • педаль сцепления выжимается быстро и до упора ее в пол, отпускать же следует плавно без рывка;
  • на обледенелой или мокрой дороге движение накатом недопустимо;
  • при прохождении поворотов не рекомендуется производить переключений передач;
  • эффективным на свободной дороге является приемом торможения двигателем путем последовательного понижения передачи до минимальной;
  • периодический контроль уровня масла в коробке и своевременная замена в процессе технического обслуживания обеспечит увеличение ее ресурса.

Видео — советы как переключать скорости на механической коробке передач:

Освоение приемов управления автомобилем требует постоянной практики. Действия инструктора показаны в мельчайших подробностях, наблюдение за ними позволит сформировать правильные мышечные реакции у начинающего водителя.

Масло для механической коробки передач

Техническое обслуживание агрегатов трансмиссии производится в соответствии с сервисной книжкой. В большинстве коробок МКПП замена эксплуатационной жидкости осуществляется через каждые 50-60 тысяч км пробега. За этот период в ней накапливаются продукты износа и теряются смазывающие свойства.

При ТО следует лить для механической коробки передач, указанное в руководстве по эксплуатации. Особенно это касается машин иностранного производства, применение несоответствующего масла может привести к износу и даже поломке агрегата.

Для ответа на вопрос какое масло в МКПП следует ознакомиться с записями в сервисной книжке, где делаются отметке о марке технической жидкости.

Трансмиссия современного автомобиля порой имеет более сложную конструкцию, чем двигатель. Она делает работу мотора гибче и адаптирует крутящий момент к условиям движения. Несмотря на появление разных суперсовременных автоматических и роботизированных трансмиссий с электронным управлением, механическая коробка передач всегда была и будет генералиссимусом трансмиссии, и ключом к пониманию принципа работы любой сложной КПП.

Зубчатая теория

Вначале стоит определить основные понятия и предназначение каждой шестеренки в простейшей коробке передач, тогда и любая сложная конструкция не будет казаться высшей математикой. Все понимают, что механическая коробка передач нужна в автомобиле для изменения передаточного отношения оборотов коленвала мотора к количеству оборотов ведущих колес в конечном итоге. Также КПП служит для изменения направления вращения выходного вала.

Теперь немного цифр, чтобы все стало по местам. Диапазон рабочей частоты оборотов двигателя внутреннего сгорания находится в пределах от 400 до 5-8 тысяч оборотов в минуту. Причем максимальный крутящий момент, который он способен отдать, достигается совсем не на каждой частоте, а в среднем, в пределах 3-4 тысяч оборотов. В других диапазонах двигатель не способен выдавать высокий крутящий момент.

Скорость же вращения ведущего колеса машины составляет примерно 1600-1900 об/мин, следовательно, для синхронизации работы двигателя с ведущими колесами необходим механизм, который будет максимально эффективно подстраивать скорость вращения колес к оборотам двигателя. На практике получается наоборот, тем не менее этим механизмом стала механическая коробка передач со ступенчатой передачей крутящего момента.

Основы конструкции трехвальной КПП

Любая традиционная коробка передач с механическим типом управления конструктивно состоит из таких элементов:


КПП может иметь трехвальную конструкцию или двухвальную. Вращение коленвала передается на КПП при помощи сцепления, которое временно разъединяет двигатель и первичный вал КПП. Первичный и вторичный валы на двухвальной конструкции расположены соосно, но не соединены между собой. Вращение от первичного вала передается посредством промежуточного вала, он входит в зацепление с вторичным.

Принцип работы КПП

Первичный вал имеет одно зубчатое колесо, которое жестко закреплено на нем и передает момент на промежуточный вал. Вторичный же вал имеет целый блок разных шестерен, они могут как свободно вращаться, так и быть жестко зафиксированы на нем с помощью специального механизма. Нa современных автомобилях применяются только косозубые зубчатые соединения, поскольку они менее шумны, чем прямозубые.

Переключение и выбор нужной пары шестерен для передачи наиболее подходящего крутящего момента для конкретных условий движения, осуществляется при помощи вилок переключения, они приводятся в движение селекторным механизмом управления. Механизм переключения передач перемещается вдоль и в поперечном направлении при помощи рычага КПП. Он может быть расположен непосредственно на картере КПП, а может быть вынесен отдельно и фиксироваться на кузове машины или иногда на рулевой колонке.

В этих случаях применяют кулисную конструкцию привода механизма переключения. Весь принцип работы коробки передач основан только на зубчатом зацеплении косозубыми шестернями, а смазываются они трансмиссионным маслом, которое залито в картер коробки передач.

Принцип работы двухвальной КПП схож с трехвальной конструкцией, с одной только разницей. В конструкции нет промежуточного вала, а первичный и вторичный валы расположены параллельно. И еще одно принципиальное различие — вращение передается только одной парой зубчатых колес, в то время, как в трехвальной конструкции вращение передается при помощи третьей шестерни на промежуьочном валу. Еще одно конструктивное отличие заключается в том, что в двухвальной КПП не может быть прямой передачи. То есть передаточного отношения 1:1.

Задняя передача. которая вращает вторичный вал в сторону, противоположную вращению коленвала, осуществляется при помощи отдельной шестерни на собственном валу. Такая же схема задней передачи реализована в трехвальной КПП. Передачи в двухвальной КПП переключаются при помощи штока, а не вилки. Шток толкает нужную шестерню, она входит в зацепление с парной и фиксируется на валу специальным фиксатором. В двухвальных коробках, как правило, дифференциал скомпонован в одном корпусе с КПП.

В общих чертах, так работает механическая коробка передач двухвального и трехвального типа. Не хрустите шестернями, и удачи всем в дороге.

Коробки передач компании EATON – Основные средства

В. Мамедов

Корпорация EATON со штаб-квартирой в Кливленде штат Огайо США является мировым поставщиком коробок передач для грузовых автомобилей, электрических распределяющих и управляющих устройств, компонентов двигателей, гидросистем и полупроводникового оборудования. Ее продукция производится в 28 странах на 6 континентах, а продается в 115 государствах мира. Компания EATON начала свою деятельность в Европе в 1946 г. после приобретения небольшого количества акций фирмы, выпускавшей насосы и шестерни для двигателей. Сегодня заводы, принадлежащие EATON, находятся во Франции, в Германии, Италии, Монако, Голландии, Польше, Испании и Великобритании. В России продукцию компании приобретают автозаводы УралАЗ и КАМАЗ, в Республике Беларусь – МАЗ. В настоящее время ведется работа по расширению сотрудничества.

Коробки передач EATON, как и механизмы сцепления, а также ведущие мосты и тормозные системы крупнейшие производители грузовиков устанавливают на модели с допустимой полной массой от 8,0 до 44,0 т. Мощный европейский технический центр, а также сеть маркетинговых центров в разных странах позволяют фирме гибко реагировать на потребности рынка и предлагать совершенные конструкции. Марку EATON специалисты компании впервые прославили в 1958 г., предложив революционную по тем временам коробку передач Fuller с двумя промежуточными валами. С тех пор выпущено более 4 млн. таких агрегатов. В 1985 г. гамму коробок пополнила Twin Splitter, также с двумя промежуточными валами и дополнительной 3-ступенчатой коробкой. Через год, в 86-м, появилась полуавтоматическая модификация SAMT – первая конструкция в Европе, приспособленная для тяжелых условий эксплуатации. В 1996 г. семейство EATON SAMT было модернизировано.

В настоящее время основную долю в производственной программе компании занимают 6-ти и 9-ступенчатые механические коробки передач с шестернями постоянного зацепления. В 94-м этот ряд дополнила новая 16-ступенчатая коробка, интересной особенностью которой является применение синхронизаторов, требующих меньше усилий при переключении передач. Это обстоятельство отразилось на быстроте переключения, что в совокупности со снижением массы коробки и меньшим шумом в работе выдвинуло конструкцию узла в разряд лучших в Европе.

Ознакомимся с конструктивными особенностями коробок передач EATON более подробно. Сначала рассмотрим какие преимущества обеспечивает узлу схема с двумя промежуточными, или передаточными валами.

Распределение крутящего момента на две группы шестерен позволяет уменьшить ширину всех зубьев примерно на 40% без увеличения напряжения в них. При этом динамические нагрузки сокращаются до минимума, поскольку главный вал вместе со связанными с ним шестернями может свободно «плавать» между двумя группами шестерен промежуточных валов. В результате общая длина узла сокращается без потери им надежности и выносливости.

Все шестерни – цилиндрические прямозубые. Профиль зубьев и их дополнительное корректирование обеспечивают низкие напряжения и малую шумность в работе передачи. Снижению шумности (на 5 – 7 дБ) способствует и увеличенная зона контакта зубьев: одновременно в зацеплении находятся более двух зубьев. Такое решение улучшает распределение нагрузки и снижает напряжения, действующие на поверхность зубьев. Снижается и нагрузка на подшипники. При этом шестерни главного вала не нуждаются в подшипниках, втулках или широких ступицах необходимых для противодействия изгибающим моментам, возникающим в косозубых передачах, что также благотворно сказывается на длине коробки.

Усилия, действующие на подшипники каждого промежуточного вала, также значительно меньше тех, которые возникают при одном промежуточном вале. Это объясняется вдвое меньшим передаваемым крутящим моментом и отсутствием осевой нагрузки в зацеплении.

Скользящие муфты, с помощью которых переключаются передачи – короткие. Их конструкция очень проста и надежна, а все их зубья имеют одинаковую длину линии зацепления.

Перечисленные особенности способствуют увеличению срока службы не только подшипников и зубьев, но и коробки передач в целом.

20-летний опыт использования коробок передач Fuller на грузовых автомобилях, работающих в тяжелых дорожных условиях, выявил их высокую надежность и выносливость. Это позволило фирме предложить покупателям обширную гамму моделей, построенную по модульному принципу. В основе многочисленных комбинаций – основная коробка с 5 передачами вперед и дополнительная 2-х или 3-ступенчатая вспомогательная секция, закрепляемая сзади.

Производственная программа в 1999 г. насчитывает свыше 40 модулей трансмиссий с числом передач переднего хода от 5 до 15. Благодаря их комбинациям компания EATON может предложить заказчикам нужную трансмиссию, оптимально подходящую едва ли не для каждой конкретной работы по транспортировке грузов. Модульная система имеет еще одно важное достоинство: характеристики трансмиссии могут быть легко изменены заменой вспомогательной секции, установленной с задней стороны коробки. Этот же принцип существенно упрощает обслуживание и ремонт всего модельного ряда, поскольку позволяет иметь на складе запасных частей сравнительно небольшое количество наименований.

Трансмиссии Fuller изготавливаются на всех заводах компании с помощью одних и тех же производственных методов и в соответствии с высокими требованиями, предъявляемыми как к качеству изделий, так и к материалам. Это позволяет компании быстро реагировать на меняющиеся условия рынка сбыта и иметь в своем распоряжении во всем мире взаимозаменяемые детали и их группы.

Анализ износа синхронизатора коробки передач автомобильной трансмиссии из-за крутильной вибрации и параметров, влияющих на снижение износа

https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2019.06.084Получить права и содержание

Основные моменты

Износ Синхронизатор коробки передач автомобильной трансмиссии из-за крутильных колебаний представляет большую угрозу для долговечности автомобиля.

Стенд для испытания на крутильную вибрацию имитирует износ синхронизатора транспортного средства.

Испытательную последовательность, включенную в это исследование, можно использовать для быстрого решения проблем износа синхронизатора.

Срок службы зависит от размера муфты, зазоров кольца синхронизатора, марки масла и объема масла.

Abstract

Синхронизаторы — это сердце механической коробки передач, автоматической коробки передач и коробки передач с двойным сцеплением. Синхронизаторы соответствуют скорости целевых передач во время переключения передач.Уменьшение габаритов двигателя с высокой удельной мощностью приводит к более высоким угловым ускорениям. Более высокие угловые ускорения создают крутильные колебания и снижают срок службы синхронизаторов. Кольца синхронизатора могут свободно перемещаться в доступном пространстве за счет крутильных колебаний. Синхронизаторы, испытывающие повышенное угловое ускорение, сталкиваются с окружающими деталями и изнашиваются. Износ угольной гильзы синхронизатора уменьшает износ до нуля. Зазор с нулевым износом ухудшает работу синхронизатора и приводит к столкновению шестерен.В этой статье представлено влияние углового ускорения на срок службы угольного кольца синхронизатора, а также изучаются параметры, влияющие на преодоление отказа. Была разработана стендовая установка для моделирования угловых ускорений транспортного средства. Результаты стендовых испытаний показывают прямую корреляцию со сроком службы синхронизатора на автомобиле. Изучается гашение крутильных колебаний с использованием размера муфты, вязкости масла, направления кольца синхронизатора и объема масла. Снижение износа угольной гильзы синхронизатора изучается и подтверждается различными стендовыми испытаниями и испытаниями на уровне автомобиля.

Ключевые слова

Механическая коробка передач

Углеродные синхронизаторы

Износ

Крутильные колебания

Смазка

Угловое ускорение

Сокращения

GSD

Долговечность переключения передач.

CFD

Вычислительная гидродинамика

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2019 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Признаки неисправных зубчатых синхронизаторов

Зубчатые синхронизаторы играют важную роль в работе механической трансмиссии транспортного средства.Они отвечают за облегчение плавного включения шестерен, регулируя скорость вала, чтобы ползун мог зацепиться со следующей передачей. При этом шестерни в механической коробке передач могут быстро и эффективно выравниваться во время процесса переключения. Если есть проблема с синхронизаторами передач вашего автомобиля, важно немедленно решить ее, чтобы вы могли безопасно управлять своим автомобилем и предотвратить дальнейшее повреждение. Ниже мы перечислили некоторые из наиболее распространенных признаков проблемных синхронизаторов зубчатых передач, чтобы вы могли выявить и решить любые проблемы как можно скорее.

Странные шумы

Если ваши синхронизаторы передач изношены или повреждены иным образом, трансмиссия вашего автомобиля может начать издавать странные шумы. Когда возникает проблема с синхронизатором передач, вы часто будете слышать скрежет при включении определенной передачи или при переключении на пониженную передачу. Однако, поскольку существует множество потенциальных причин, по которым ваша трансмиссия может издавать странные шумы, помимо проблемных синхронизаторов передач, важно, чтобы ваш автомобиль осмотрел механик, чтобы правильно диагностировать причину.

Сложность переключения передач

Поскольку синхронизаторы передач отвечают за облегчение плавного переключения передач, очевидным последствием износа или повреждения синхронизаторов передач является затруднение переключения передач. Если вам трудно перемещать рычаг переключения с одной передачи на другую, вам следует проверить синхронизаторы передач.

Трансмиссия застревает в передаче

В некоторых случаях неисправные синхронизаторы не позволяют полностью переключать передачи.В частности, причиной проблемы может быть застрявшая втулка синхронизатора. Чтобы определить причину проблемы и решить ее, вам придется отбуксировать машину к механику, так как управлять ею будет небезопасно.

Коробка передач переходит в нейтральное положение

Еще один признак проблем с синхронизаторами передач возникает, когда трансмиссия переключается на нейтраль. Если вы включаете передачу, а трансмиссия случайно переключается на нейтральную передачу во время движения, возможно, вы изношены синхронизаторы передач. Когда синхронизаторы передач изнашиваются, они не смогут помочь ползунку зацепиться с правильной передачей, и в результате ваша трансмиссия может перейти в нейтральное положение.

На складе

Transparts представлен широкий ассортимент новых и бывших в употреблении запасных частей трансмиссии, от узлов синхронизатора до подержанных узлов повышающей передачи от поставщиков зубчатых передач. Чтобы узнать больше о наших высококачественных деталях трансмиссии для ручных и автоматических моделей, свяжитесь с нами сегодня.

Синхронизатор для механической коробки передач | multibody.net

Мардеган Алессандро — [email protected]
обновлено в июле 2017 г.

Введение

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

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

Рис.1

На фиг.1 показан покомпонентный вид синхронизатора в сборе; для дальнейших шагов детали называются, начиная слева:

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

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

Принцип работы можно описать 8 основными шагами:

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

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

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

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

Формула фиксатора амортизатора

Фиксатор амортизатора

Где µ sl = µ d = 0,16; φ = 60 °

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

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

Физическая модель блокирующего момента

Формула блокирующего момента

Где µ s = µ d = 0,16; угол фаски зубьев: β = 45 °; R sl = 31 мм

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

Физическая модель момента трения

Формула момента трения

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

Для большей ясности компоновка механизма приведена на рисунке ниже:

Схема расположения

Стрелки обозначают стыки между одним компонентом и другим.

С начала:

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

Также есть подсистема (т.е. Фиксатор амортизатора) из Synchonizer Cone Push, пружины и сферы

Соединения подсистем:

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

Счетчик Грублера:

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

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

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

Цели

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

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

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

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

Задача моделирования

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

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

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

Значение адамов по умолчанию вычисляется с учетом тела:

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

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

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

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

Муфта скольжения / конус синхронизатора

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

Муфта скольжения / муфты синхронизатора

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

муфта синхронизатора / конус синхронизатора

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

Муфта скольжения / шарик

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

Ступица синхронизатора / конус синхронизатора

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

Конус синхронизатора / конус синхронизатора

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

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

Моделирование и анализ результатов

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

Угловая скорость передачи равна угловой скорости ступицы

Это единственный случай, когда значение не учитывается так много, потому что первоначальные 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 выше угловой скорости 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», дипломная работа, кафедра 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

Полное описание синхронизирующей коробки передач

Коробка передач

Synchromesh 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 — усовершенствование 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.


Также прочтите — Как работают механические коробки передач


Этот синхронизатор состоит из двух частей: конуса синхронизатора и уплотнительного кольца.

Конус — часть шестерни, а кольцо — часть синхронизатора.

Упорное кольцо предотвращает зацепление шестерен до того, как они начнут вращаться с правильной скоростью.

При зацеплении кольцо будет постепенно скользить в конус, и трение замедлит или ускорит зубчатое колесо.

Наконец, он стабилизирует скорость синхронизатора и шестерни, и, таким образом, он вращается с одинаковой скоростью.

Шестерни промежуточного вала прикреплены к нему, в то время как шестерни главного вала могут свободно вращаться на нем.

Синхронизирующая коробка передач:

Принцип:

В коробке передач всегда возникают трудности с включением неподвижной шестерни, когда шестерни уже вращаются с высокой скоростью.

Принцип гласит, что «Перед включением шестерен они приводятся в фрикционный контакт друг с другом, и после выравнивания скорости происходит зацепление».

Строительство:

Синхронизатор размещен между двумя передачами. Итак, мы можем использовать одну единицу для двух передач.

G1 и G2 представляют собой элементы в форме кольца, имеющие 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. Шестерни главного вала:

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, а промежуточный вал вращается непрерывно.

2. Шестерни промежуточного вала:

Это промежуточный вал, на котором установлены шестерни подходящего размера, который 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. Конус синхронизатора:

Сторона включаемой передачи имеет две особенности.

Один представляет собой полый конус, а другой — конус, окруженный кольцом собачьих зубов.

Шестерня состоит из конуса и зубьев, с которыми контактирует синхронизирующий механизм.

5. Синхронизаторы:

Это специальные переключающие устройства, используемые в синхронизирующей коробке передач, у которой есть срезы конических канавок.

Это поверхность, которая обеспечивает фрикционный контакт с шестернями, которая должна зацепляться для выравнивания скорости главного вала, промежуточного вала и вала 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 он свободно вращается при выключенном сцеплении.

Поскольку шестерни все время находятся в зацеплении, синхронизатор устанавливает промежуточный вал на нужную скорость, чтобы зубья упора зацепились, чтобы достичь желаемой скорости выходного вала.

1. Работа первой передачи:

Для первой шестерни 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 сравняются, G2 сдвигается влево и входит в зацепление с зубьями L2.

Движение передается от шестерни сцепления B к шестерне промежуточного вала U1.

Затем он попадает на промежуточный вал U3, и движение передается на шестерню главного вала D.

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 дополнительно 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 переключается на шестерню C главного вала.

Затем движение передается на скользящий элемент F1.

Далее идет к главному валу главной передачи.

3. Работа Top Gear:

Для высшей передачи или прямой передачи движение переключается непосредственно с шестерни сцепления B на скользящий элемент F1.

Затем от F1 к главному валу. Для этого нужно переместить G1 и F1 влево.

4. Работа задней передачи:

Для передачи заднего хода движение передается от шестерни сцепления 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 включить передачу заднего хода.

ПОДРОБНЕЕ:

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:

  • Он грабительский 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.
  • Он не может выдерживать более высокие нагрузки.

Подробнее:


Это все о коробке передач с синхронизатором.

Если у вас есть вопросы по этой статье, 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.

Принцип, конструкция, работа, преимущества и недостатки

Синхронизирующая коробка передач: принцип, конструкция, работа, преимущества и недостатки


Последняя версия модели постоянного зацепления — синхронизированная коробка передач. Это трансмиссия с ручным управлением, в которой переключение передач происходит между вращающимися шестернями с одинаковой скоростью.Шестерни могут свободно вращаться или они могут быть заблокированы на валу компоновки в такой коробке передач. На самом деле Synchromesh — это усовершенствование собачьих объятий.

Синхронизатор является основным элементом этой трансмиссии стабилизации скорости. Синхронизатор — это муфта, которая позволяет компонентам вращаться с различной скоростью. Скорости трения конуса используются для синхронизации. Он состоит из двух частей, синхронизированного конуса и кольца Baulk. Конус — это часть массива, а часть синхронизатора — это часть кольца.Как только они начнут вращаться с правильной скоростью, кольцо мешка останавливает включение шестерен. Когда кольцо скользит по кругу, трение замедляет или ускоряет зубчатое колесо. Наконец, синхронизатор и шестерня будут сбалансированы и будут вращаться с одинаковой скоростью. К ним присоединены шестерни вала, при этом шестерни вала могут свободно вращаться.

Принцип:

В коробке передач всегда возникает проблема, когда устойчивая передача переключается на высокой скорости вместе с шестернями. Принцип гласит, что «шестерни трутся друг о друга до включения шестерни, а зацепление осуществляется после выравнивания скорости.»


Конструкция:

Синхронизатор расположен между двумя шестернями. Таким образом, мы можем использовать один блок для двух шестерен. G1 и G2 — это элементы в форме кольца, которые имеют внутренний зуб, который подходит к внешним зубьям. . F1 и F2 — скользящие элементы главного вала. H2, h3, N1, N2, P1, P2, R1, R2 — поверхность трения.


1. Шестерни главного вала:

A диафрагма вал используется для соединения синхронизирующих устройств и шестерен с выходным валом.На рис. B, C, D, E показаны шестерни, которые могут свободно вращаться с соответствующей шестерней промежуточного вала на главном валу в зацеплении. Там, где вал A вращается непрерывно, все изменения происходят в основном и промежуточном валах.

2. Шестерни промежуточного вала:

Это средний вал, по которому вращательное движение от вала столкновения к конечному выходному валу передается на шестерни соответствующего размера. Согласно рис. Фиксированные шестерни на промежуточном валу (кожухе) — это U1, U2, U3, U4.

3. Вал сцепления:

Это вал, используемый в качестве вставного вала в коробке передач, когда мощность двигателя передается на коробку передач.

4. Конусная синхронизация:

На боковой стороне устройства есть две кнопки, которые можно использовать. Первый — это полый конус, а второй — кольцо собачьих зубов. Шестерня состоит из конусов и зубьев, контактирующих с синхронизатором.

5. Синхронизаторы:

Это специальное оборудование для переключения передач в коробках синхронизаторов с коническими канавками, вырезанными на их поверхности, которые обеспечивают фрикционный контакт с оборудованием, подлежащим зацеплению, так что скорость главного вала, промежуточного вала и охватывающего вала составляет выровненный, что, по сути, обеспечивает более плавное переключение передач.

6. Рычаг переключения передач:

Это рычаг переключения передач, управляемый водителем и используемый для выбора соответствующей передачи, то есть 1, 2, 3, 4, 5 или передачи заднего хода.

Рабочий:

Промежуточный вал синхронизатора напрямую связан с поршнем, но когда муфта выведена из эксплуатации, она вращается свободно. Синхронизация — это подходящая скорость, на которой ваши зубья закреплены, для достижения требуемой скорости выходного вала. Потому что шестерни всегда были пристегнуты.


1. Работа первой передачи:

Для первой передачи, часть коронного вала и скользящая часть, например G2 и F2, двигайтесь влево, пока конусы P1 и P2 не наткнутся. Тогда трение пропорционально его скорости. Как только G2 сравняется с его оборотами, он сдвигается дальше влево и соединяется с зубцом L2. От шестерни сцепления B к промежуточному валу шестерня U1 перемещается с ходу. После этого движение передается промежуточному валу U3 и шестерне главного вала D. Оттуда движение передается на F2, рычаг и последний толчок на главный вал.

2. Работа второй передачи:

Кольцевой вал двух шестерен и скользящие элементы, то есть G1 и F1, смещаются вправо до того, как конусы N1 и N2 застынут. Тогда трение равно его размеру. G1 перемещается дальше вправо и входит в зацепление с оборудованием. Перемещение от ковшовой шестерни B к погрузочной шестерне U1 переключается. Движение передается от U1 к U2. Шестерня C главного вала перемещается от U2. Затем движение передается на ползунок F1. Вместо этого она направляется в последний путь к главной шахте.

3. Работа верхней передачи:


Движение осуществляется от кластерной шестерни B к скользящему элементу F1 для высшей передачи или прямой передачи. Затем шпоночный вал от F1. Вы перемещаете G1 и F1 влево. Это случилось.

4. Работа задней передачи:

Для задней передачи переключение с шестерни сцепления A на шестерню вала U1 передается. Оттуда перемещается оборудование U4, а затем перемещается промежуточное оборудование U5.Главный вал E, скользящий элемент F2 и второй вал для конечного перемещения оттуда к другому. Это достигается переключением G2 вправо. Промежуточная передача ведет к передаче 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.

Автомобиль с механической коробкой передач — MATLAB & Simulink

Этот пример показывает транспортное средство, которое имеет четырехступенчатую механическую коробку передач. Ключевыми элементами трансмиссии являются четыре синхронизатора. Посредством включения или выключения этих синхронизаторов и связанных с ними собачьих муфт трансмиссия обеспечивает четыре передаточных числа 3,581, 2,022, 1,384 и 1 соответственно. Синхронизаторы смоделированы с использованием блоков Cone Clutch и Dog Clutch.

Модель также обеспечивает абстрактное представление коробки передач, которая значительно менее сложна и, таким образом, моделируется намного быстрее.Он использует просто шестерню с переменным передаточным числом, чтобы представить различные передаточные числа в детализированной трансмиссии, а также сцепление для представления нейтрального положения. Устраняя почти все нарушения непрерывности, он предназначен для моделирования в цикле аппаратного обеспечения. Чтобы выбрать этот вариант, используйте гиперссылки в модели.

Модель

Подсистема рычажного механизма педали сцепления

Абстрактный вариант трансмиссии

Это упрощенная версия трансмиссии. Используя шестерню с переменным передаточным числом, которая принимает передаточное число в качестве входного сигнала, мы устраняем почти все неоднородности.При правильной настройке он может соответствовать результатам подробного варианта.

Подробный вариант трансмиссии

Это подробный вариант трансмиссии. Он содержит все шестерни, а также собачьи и конические муфты. Этот вариант обеспечивает очень точные результаты и идеально подходит для настройки алгоритмов управления и оценки экономии топлива.

Подсистема синхронизатора 1

Эта подсистема реализует настроенную модель синхронизатора.Здесь можно увидеть и изменить структуру синхронизатора. Simscape ™ Driveline ™ также предоставляет готовые блоки одиночного и двойного синхронизатора.

Подсистема кузова автомобиля

Эта подсистема реализует продольную динамику транспортного средства и модель шины. Для оценки экономии топлива и настройки алгоритмов управления трансмиссией этого достаточно для прогона ездовых циклов.

Результаты моделирования от Simscape Logging

На графиках ниже показаны действия водителя на двигатель и трансмиссию.На верхнем графике показаны силы, приложенные к синхронизаторам для выбора активной передачи, а на нижнем графике показаны входные данные для дроссельной заслонки и сцепления.

На графике ниже показаны скорости различных валов трансмиссии. Частота вращения выходного вала равна скорости передачи, синхронизатор которой включен. Двигатель остается в соответствующем диапазоне скоростей, даже если автомобиль ускоряется из-за выбранной передачи.

График ниже показывает поведение абстрактных моделей и подробной модели.Результаты очень похожи, что указывает на то, что абстрактные модели можно использовать без значительной потери точности.

Синхронизатор в передаче

Разместите свои комментарии?

Что такое синхронизаторы механической коробки передач? HowStuffWorks

8 часов назад Синхронизатор , или «синхронизатор», позволяет воротнику и шестерне синхронизировать свои скорости, когда они уже находятся в контакте, но до того, как собачьи зубья зацепятся. У каждого производителя…

Расчетное время чтения: 2 минуты

Веб-сайт: Auto.howstuffworks.com