Синхронизатор КПП является механизмом, выравнивающим частоту вращения шестерен и валов для переключения передачи. С помощью синхронизатора при смене передачи уменьшается шум и механический износ элементов, что увеличивает срок эксплуатации КПП. Об этом далее в статье.
Синхронизаторы монтируют в легковые автомобили на все КПП. Они работают по конкретному принципу — выравнивание скорости с помощью силы трения. Когда различие между частотой вращения шестерен и вала большое, сила трения должна достигать немного большего уровня для синхронизации их действий. Данное явление наблюдается при включении самых высоких передач.
Основной элемент синхронизатора — ступица, где предусмотрены внутренние и внешние шлицы. Внутренние шлицы применяются для сцепления с вторичным валом и, при этом, существует вероятность осевого перемещения вала в различные стороны. Нижние шлицы, таким образом, сцепляются с муфтой включения, обеспечивающей жесткое сцепление шестерен и вала КПП. Снаружи муфта включения соединена с вилкой для ПП.
Помимо этого, в синхронизатор КП входит блокирующее кольцо, которое необходимо для обеспечения хорошей синхронизации и для того, чтобы при выравнивании скоростей не замыкало муфту. Внутри на кольце есть коническая поверхность, которая предназначена для обмена действиями с фрикционным конусом шестерен. А для создания условий блокировки муфты включения, установлены шлицы с внешней стороны данного стопорного кольца.
Принцип работы синхронизатора
Все действия синхронизатора КПП происходят за доли секунды. Когда рычаг КПП расположен в нейтральном положении, шестерни и муфты, не передают поток мощности и свободно вращаются. При желании увеличить скорость посредством переключения КПП, рычаг располагает муфту к направлению шестерни. При этом в системе происходит следующее.
При включении необходимой передачи на муфте сдвигаются сухари (небольшие затворы), действующие на блокировочное кольцо, которое сталкивается с конусом шестерни. Это активирует силу трения, которая поворачивает кольцо, пока оно не застопорится, после чего происходит синхронизация скорости шестерни и вала. В результате этого, двигатель настраивается на другие обороты, а водитель может увеличивать скорость без особых усилий.
Синхронизатор КПП, возможные неполадки
- Если вы слышите непонятной природы шум или хруст, вполне возможно, что деформировалось блокировочное кольцо либо износилась коническая поверхность.
- При затруднительном переключении передач — износ самого синхронизатора.
- Если передачи выключаются самопроизвольно, неисправна муфта выключения или износилась шестерня.
Инструменты помощники, расходные материалы и приспособления
Синхронизатор КПП, как его снять с вторичного вала, пошаговая инструкция
Перед разборкой следует предварительно снять со вторичного вала синхронизатор. В самом начале очень важно отметить с помощью мела или маркера местоположение муфты касательно ступицы. Далее аккуратно снимаем со ступицы муфту. Снимать необходимо предельно осторожно, чтобы сухари с шариками не разлетелись в стороны под влиянием пружин. Все извлеченные элементы следует тщательно промыть в керосине и разложить на чистой, не замусоренной поверхности.
Синхронизатор КПП, на что обращать внимание при осмотре
Необходимо провести скрупулезный и внимательный осмотр всех элементов — ступицы, шлицев, муфты (обратите внимание на торцы ее зубьев) на наличие забоев и сколов.
Помимо этого, не менее внимательно осмотрите все пружины, сухари и шарики — у них должно быть идеальное физическое состояние, они не должны иметь на своей поверхности грубых следов выработки или видимых следов повреждений. Пружины не должны быть слишком сжатыми или вытянутыми. Следует также проверить зазор между венцом шестерни и торцами кольца.
При обнаружении дефектов на элементах, поменяйте их на новые. Однако если поврежденных деталей слишком много, легче заменить синхронизатор.
Синхронизатор КПП, как собрать
После проделанных восстановительных операций, перед заменой поврежденных деталей, смажьте их двигательным маслом. Установите муфту назад на ступицу, ориентируясь на ранее установленную метку.Если совпадут метки, то и проточки на муфте (их три) совпадут с пазами ступицы. Далее нужно смазать литолом пружину фиксатора и вставить ее в паз ступицы. Затем необходимо положить шарик в отверстие заранее смазанного литолом сухаря.
С помощью отвертки вставляем в паз ступицы сухарь с шариком, заранее сжав пружину. Проточки на сухаре, при этом, должны оказаться снаружи, а сферическая поверхность — повернута к муфте. При монтаже сухаря, шарик, вставленный в него, должен попасть в специальные проточки на шлицах муфты, для чего следует протолкнуть его глубже.
С помощью отвертки направьте в отверстие сухаря пружину. Остальные фиксаторы так же должны быть установлены.
Советы профи, как продлить жизнь синхронизатора автомобиля
Как правило, быстрый износ и поломки элементов синхронизатора обусловлены грубой работой с рычагом ПП. Чтобы продлить работоспособность синхронизатора и не допустить проблем с ним, переключать скорости следует плавно, без рывков.
27.Назначение устройства и работа синхронизатора коробки передач.
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.
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.
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 сложен, но 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.
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.
Очень проста - менять частоту вращения между коленвалом двигателя внутреннего сгорания, или первичным валом самой коробки, что одно и то же, так как их частота одинакова, и карданом, усилие от которого впоследствии через определённые промежуточные механизмы приводит во вращение колёса автомобиля. За счёт разности диаметров и, соответственно, количества зубьев больших и малых шестерён, установленных на первичном, а также вторичном валах коробки, можно выбирать соотношение, с которым будут вращаться колёса относительно двигателя. То есть этот принцип существует в механизме скоростей горного велосипеда, где в зависимости от изменения пар работающих в зацепление шестерён меняется скорость вращения колёс.
Шестерни крутятся всегда и все, только синхронизатор коробки передач задействует нагрузку на определённые им пары скоростей: первая, вторая, третья, четвёртая, пятая, задний ход и так далее. двигателя через сцепление крутящий момент подаётся на первичный вал, где через синхронизатор соединяет соответствующую пару передач и вращение передаётся дальше. У переднеприводных автомобилей через шарниры равных угловых скоростей момент передаётся на ступицы передних колёс. У заднеприводных автомобилей через промежуточный карданный вал, закреплённый снизу днища на подвесных подшипниках, крутящий момент получает главная передача, расположенная на заднем мосту. При помощи удара вращение получают задние колёса.
Принцип работы синхронизатора коробки передач
Работа синхронизатора коробки передач позволяет системе трансмиссии вращаться с одной скоростью. Переключение шестерён муфтами синхронизатора предохраняет зубья, но удар на себя принимают зубья муфты. Удар происходит из-за того, что скорость вращения валов неодинакова, другими словами, валы не синхронизированы. Если скорости вращения вторичного вала с шестернями какой-нибудь из передач уровнять, то она будет включаться легко и бесшумно. Это можно сделать, используя силу трения.
Если на одном из валов закрепить конус, а на другом конические передачи, при их соприкосновении трение будет подгонять отстающий вал, тормозя обгоняющий, а валы будут вращаться с одинаковой скоростью. Коническое кольцо изготовлено с заострёнными зубьями, имеет несколько видов механической обработки, позволяющей бесшумно выполнять свою функцию в трансмиссии весь период эксплуатации. Помимо этого, благодаря пористой структуре внутренней поверхности скользит по валу, что позволяет удерживать смазку, тем самым улучшая скольжение и увеличивая период службы детали. Вращение двух независимых систем с одинаковой скоростью называется синхронным. Механизм, который выравнивает скорость вращения шестерни и вала называется синхронизатором. Работа синхронизатора позволяет легко одним движением, а это сохраняет зубья муфт.
На труднопроходимых, извилистых дорогах, в условиях оживлённого городского движения водителю приходится часто переключать скорость, синхронизация которой значительно улучшает процесс, облегчая его. Синхронизатор переключается системой рычагов и вилок, передвигаясь по валу, обслуживает, соединяя находящиеся по бокам от него шестерни в соответствующие пары передач с шестернями вторичного вала.
Все узлы переключения синхронизаторов разработаны таким образом, чтобы эффективно и долговечно обслуживать, передавая создаваемый двигателем внутреннего сгорания крутящий момент соответственной мощности. Наиболее нагруженным узлом, подверженным нескольким видам циклических колебаний и износов, является сцепление. Фрикционные накладки, взаимодействуя при помощи сил трения, создают зацепление с маховиком двигателя, при этом также применена прижимная сила пружин и лепестков , то есть в процессе прижимания синхронизируется мотором и первичным валом коробки переменных передач. Материал же фрикционных накладок подобран таким образом, чтобы обеспечить наилучший коэффициент сцепления с материалов маховика, которым является чугун.
Виды износов шестерён синхронизаторов и обслуживание коробки передач
От постоянного соприкосновения между подвижными частями шестерён возникают силы трения, а также ударные силы при непосредственном вхождении в зацепление зубьев. Всё это в процессе эксплуатации приводит либо к естественному износу деталей, либо к аварийному износу. Естественный износ шестерён и подшипников вызывает характерный шум в работе узла, по которому, не разбирая , зачастую возможно определить его причину.
Аварийный износ происходит реже, но его последствия в виде неожиданного, резкого разрушения зубьев шестерён, подшипников, помимо характерных звуков, приводит к невозможности дальнейшей эксплуатации без разборки и ремонта автомобиля в целом. Принцип работы синхронизатора коробки передач основан на том, что при эксплуатации основным критерием его обслуживания является качество используемой смазки. На периодичность её замены влияют некоторые факторы, такие как состояние дорог, загруженность автомобиля, а при усреднённых режимах эксплуатации - пробег.
Как работает синхронизатор коробки передач? Новый вопрос, а для кого-то и новый термин — синхронизатор.
Да друзья, были времена, когда переключение передач на автомобиле было процессом комплексным, и, можно сказать, практически ювелирным.
Но, благодаря человеческой лени, являющейся двигателем прогресса, мы получили машины, которые не требуют лишних действий со стороны водителя и всячески упрощают процесс езды.
И речь пойдет даже не о модных , а о старых, проверенных временем «механиках». Чтобы облегчить нашу с вами водительскую жизнь, в те еще «доавтоматные времена» и был придуман синхронизатор коробки передач.
В этой статье нам предстоит выяснить как он работает, как устроен и что вообще происходит во время переключения скоростей.
Нужно сказать, что синхронизатор коробки передач – это устройство не из самых простых, хотя в нём нет ни капли электроники, а время его срабатывания занимает доли секунды.
В былые времена для переключения скорости в машине необходимо было несколько раз выжимать сцепление – одно нажатие отключало коробку от , а второе наоборот, подключало её обратно.
Понятное дело, что такая процедура не слишком удобна и от неё необходимо было каким-то образом избавиться. Помогла физика, механика и точный инженерный расчёт, в симбиозе которых и родился синхронизатор.
Необходим он для того чтобы выровнять частоту вращения вала и шестерней, благодаря чему переключение происходит аккуратно и без лишнего шума.
Одним словом, синхронизатор коробки передач упростил жизнь водителям, а также значительно увеличили ресурс механизмов коробки. Устанавливаются они, синхронизаторы, для каждой передачи, иногда и для задней.
В недрах коробки передач
Давайте попробуем разобраться в устройстве этих загадочных синхронизаторов. Состоит данный механизм из таких основных частей:
- ступица с сухарями;
- блокирующее кольцо;
- шестерня с фрикционным конусом;
- муфта включения.
Работает это следующим образом. Центральным элементом конструкции выступает ступица. Снаружи и внутри у неё имеются шлицы, благодаря которым она присоединяется к вторичному валу КПП и муфте включения.
По валу ступица может передвигаться в разные стороны. Помимо шлицов на ней находятся пазы, в них вставлены подпружиненные сухари.
Не менее важной деталью является муфта включения, её, кстати, часто называют просто муфтой синхронизатора. В её функции входит жёсткое соединение валов и шестерней.
В общем-то, именно её водитель и перемещает, переводя рычаг коробки передач в какое-либо из положений.
За синхронизацию частоты вращения отвечает блокирующее кольцо – пока вал и шестерня не будут вращаться с одной скоростью, оно препятствует замыканию муфты.
Кольцо имеет довольно сложную поверхность для взаимодействия с фрикционным конусом шестерни и муфтой включения. Помимо этого у него имеются пазы для сухарей ступицы.
Физика процесса синхронизации скоростей вращения завязана на трении. Оно возникает между блокирующим кольцом и конусом шестерни во время переключения передачи.
Когда мы выбрали нужную скорость и перевели рычаг КПП, муфта включения передвигается в направлении шестерни и кольцо прижимается к её конусу, возникает сила трения, под действие которой вращение синхронизируется.
Пока скорости вращения разные, жёсткое соединение вала и шестерни невозможно, но как только они выравнялись, блокирующее кольцо отпускает муфту и она аккуратно входит в зацепление с венцом шестерёнки – переключение передачи завершилось.
Стоит отметить, что весь этот процесс занимает доли секунды и практически незаметен для водителя, но крайне важен для КПП и нашего с вами комфорта управления автомобилем.
Ну вот, уважаемые автолюбители, мы и познакомились с устройством и теперь знаем что такое синхронизатор коробки передач.
Надеюсь, эта статья была для вас полезна. Прочитайте вот еще , рекомендую, очень интересный механизм.
Подписывайтесь, читайте статьи на блоге и изучайте машины вместе с друзьями!
Вопрос от читателя:
«Здравствуйте, я начинающий водитель и мне очень важен ваш ответ. Недавно купил подержанную ВАЗ 2110. Через какое-то время передачи у нее начали плохо включаться (или вообще не включаться), был слышен хруст при переключении. Поехал на СТО там коробку разобрали и сказали — что нужно менять синхронизаторы! Без этого никак! Да еще, мастер посоветовал (если уж разобрали коробку передач), менять сразу и подшипники и даже один ведущий вал, но это может подождать. В общем вопрос такой – что такое эти синхронизаторы, и нужно ли менять все эти элементы которые он назвал, или можно ездить еще на них? Сколько они могут еще проходить? Спасибо вам Сергей, жду от вас совета, Максим »
Максим мне понятен ваш, вопрос, вообще коробка передач на наших ВАЗ один из надежных агрегатов всего автомобиля. Давайте все по полочкам …
Если у вас появились какие-то поломки, значит скорее всего пробег уже очень большой, либо уход за этой МКПП был не правильный, например не поменяли вовремя масло, или оно ушло. В общем если есть такое – что передачи не переключаются, значит тут работники СТО — правы, однако начнем с определения.
Синхронизаторы (применительно к трансмиссии) – это устройство, которое синхронизирует частоты вращения вала и шестерен. Таким образом, переключение становится быстрым и плавным, без лишних шумов и «хруста», также эти устройства снижают поломки, вызванные не правильными переключениями и износ деталей.
Если выразиться простым языком, становится понятно – что синхронизатор просто как бы выравнивает шестерню и вал в нужный момент, таким образом они заходят в зацепление и дальше уже продолжается нужное вращение. Раньше были трансмиссии и без них, однако включение передачи было делом не простым, сопровождалось хрустом, и не всегда можно было включить с первого раза. Нужно отметить что устанавливаются такие устройства не только на передние передачи, но и на заднюю тоже.
В современном мире, синхронизируемыми являются практически все механические трансмиссии, а также некоторые «роботы», ведь у них «ядро» практически одно и тоже с МКПП.
Устройство
Оно действительно не простое, но я постараюсь объяснить все предельно просто. Синхронизаторы устанавливаются на основные шестерни, именно они позволяют плавно включать передачи. Делаются они, как правило из нержавеющих металлов, таких как – латунь и его сплавы. К выбору материала нужно подходить внимательно, нужно брать с собой знающего человека. Посмотрите вот это видео.
Этот элемент состоит из нескольких частей.
1) Основное блокирующее кольцо
2) Корпус ступицы
3) Шестерня так называемого «сухаря»
4) Кольцевая пружина
5) Конус фрикционный шестерни
6) Основная шестерня передачи
7) Еще одно кольцо блокировки
8) Муфта самого синхронизатора
9) Еще один «сухарь»
10) Шестерня, еще одной передачи
Нужно отметить, что в коробке передач один синхронизатор обслуживает сразу две передачи, то есть работает на две шестерни, что и видно из схемы.
Основной рабочий элемент, это бесспорно ступица, как видно она имеет внутреннее и наружное зацепление, с помощью нижних «зубьев» она может соединяться с вторичным валом и перемещается вдоль него в разные стороны. А вот наружные «зубья» ступицы соединяют ее с муфтой включения.
По окружности у ступицы, под углами в 120 градусов, расположены три основных пара, в которые помещены подпружиненные сухари. Именно они нажимают на блокирующие кольца при включении передачи и способствуют короткой блокировке муфты нужной именно для синхронизации включения.
Муфта включения (именно она переводит шестерни), обеспечивает жесткое соединение валов и шестерен передач. Она «сидит» на ступице и соединяется с ней при помощи внутренних шлицов. На корпусе муфты есть проточка, именно через эту проточку и происходит ее перевод в нужную сторону, как вы наверное уже догадались — делается это при помощи рычага КПП, которой соединен со специальной вилкой, которая в свою очередь и ходит в этой «проточке».
Блокирующие кольца выполняют функцию синхронизации, именно ни препятствуют полной остановке муфты, а только производят выравнивание скоростей вала и шестерни. Корпус таких колец, имеет коническую поверхность, которая взаимодействует с конусом шестерни. Внешняя часть имеет шлицы, с их помощью производится блокировка муфты. На торце, кольца, выполнено три паза, в которые заходят «сухари». При помощи такой конструкции кольцо не прокручивает и не проскальзывает при соприкосновении с фрикционным конусом.
Для увеличения надежности, а также для более плавного переключения, применяются многоконусные синхронизаторы, например двух или трехконусные.
Варианты с тремя конусами являются наиболее сложными, но и более прочными, они применяются в основном в автоматических коробках – роботах, а также стоят в конструкции у некоторых иномарок.
Принцип работы
Работа происходит за доли секунд, но процесс действительно сложный, чтобы описать его несколькими словами.
Нейтральная передача – муфты находятся не в зацеплении и шестерни свободно вращаются.
Включение передачи – мы переводим рычаг в нужную нам «скорость», соответственно он «ведет» через вилку и «прорезь» муфту зацепления в нужное положение. Сухари начинают сдвигаться, которые затем действуют на блокирующие кольца, а оно в свою очередь идет на конус шестерни. Как вы понимаете, начинается трение между конусами, которое поворачивает кольцо до момента, пока оно практически не остановится. После этого шестерня одевается на вал, то есть происходит синхронизация.
Двигатель перестраивается к новым оборотам, а мы получаем — либо ускорение, либо тягу.
Может быть немного запутанно, тогда смотрим вот этот ролик.
Неисправности и методы их устранения
Основные неисправности МКПП, происходят из-за высокого износа или неправильной эксплуатации. Как правило, валы и шестерни являются достаточно прочными изделиями, поэтому их сломать крайне сложно, и они практически не страдают. Однако слабое звено именно синхронизаторы, потому как они имеют наибольшее количество мелких, легко «стираемых» элементов. Если масло в трансмиссии плохое, оно не может гарантированно смазывать все детали, поэтому появляется повышенный износ. Таким образом, первыми страдают кольца синхронизаторов. Проявляется это:
— Повышенным хрустом при переключении
— Сложно переключаются передачи, или вообще не включаются
— Самопроизвольное выключение передачи, например — при сбросе скорости, тут уже может быть повреждена сама муфта
В любом из этих случаев, накрылся синхронизатор, либо его кольца (что чаще всего бывает), либо нужно полностью проверять муфту на износ.
Ремонт сложный и требует достаточно высокой квалификации мастера, я бы не дозволил делать мою МКПП абы кому, потому как неправильные действия влеку за собой повторный ремонт, а это снятие коробки и т.д.
В вашем случае, мастер обрисовывает замену других трущихся элементов, например подшипников. Это справедливо, ведь у вас вышли из строя синхронизаторы, а это говорит о высоком износе всего механизма. Так что мой вам совет – если планируете ездить на этой машине долго, то меняйте все, как говорит вам мастер!
А на том у меня все, читайте наш АВТОБЛОГ.
