Синхронизатор КПП устройство и принцип работы

Основное назначение синхронизатора КПП

Синхронизатор коробки переключения передач необходим для того, чтобы с помощью синхронизации диапазонов вращения колес и двигателя минимизировать удары по шестеренкам КПП и продлить их срок эксплуатации. Иными словами синхронизатор уравнивает окружные скорости муфты сцепления и шестерни.

В современных механических коробках передач на легковых автомобилях синхронизатора обязательно присутствует. Однако, зачастую, он установлен только  передачи переднего хода. Задняя передача работает без синхронизатора. Именно поэтому она не включается при переходе на нее на высоких оборотах двигателя.

На данный момент синхронизатором оснащают передачи значительно числа легковых автомобилей. Как уже и было указано выше, он позволяет выровнять частоты вращения шестерней и вала коробки передач, тем самым обеспечивая включение передачи без возникновения ударов. Кроме того, механизм позволяет существенно уменьшить уровень шума – практически все агрегаты автомобиля работают не бесшумно, что является серьезной проблемой.

Казалось бы, причина установки синхронизатора кроется в уменьшении износа КП и подавлении шума. Здесь скрыта еще одна его особенность. Дело в том, что на автомобилях без синхронизатора несколько сложнее переключать скорости. Раньше это делалось двойным выжиманием сцепления с переводом рукоятки КП на нейтральную передачу.

Виды механических КПП

Схема работы КПП: 1 — первичный вал; 2 — рычаг переключения; 3 — механизм переключения; 4 — вторичный вал; 5 — сливная пробка; 6 — промежуточный вал; 7 — картер.Конструктивно МКПП состоит из следующих элементов:

  • картера;
  • первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями;
  • дополнительного вала и шестерни заднего хода;
  • синхронизаторов;
  • механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами;
  • рычага переключения.

Сцепление

Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Говоря упрощенно — сцепление отключает крутящий момент. В момент выжатой педали сцепления мотор и колеса автомобиля вращаются отдельно друг от друга.

Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с двигателем, второй — с колесами. В момент отпускания педали сцепления диски прижимаются и начинаются вращаться вместе. Именно поэтому и важна плавность отпускания педали.

Шестерни и валы

В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки.Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный вал.

В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.

На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.

Синхронизаторы

Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты.

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.

По количеству ступеней (передач) механические коробки в основном подразделяются на:

  • 4-ступенчатую;
  • 5-ступенчатую;
  • 6-ступенчатую.

Наиболее распространенной механикой считается 5МТ, то есть пятиступенчатая коробка переключения передач.

По количеству валов МКПП подразделяются на:

  • двухвальные, устанавливаемые на легковые переднеприводные автомобили;
  • трехвальные, устанавливаемые на легковые заднеприводные, а также на грузовые автомобили.

Использование автомобиля с механической КПП имеет некоторые особенности, которые нужно знать автолюбителю.

Во-первых, это последовательность действий при запуске машины:

  • выжать педаль сцепления до упора и передвинуть рычаг КПП в положение нейтральной передачи, если есть сомнения правильно ли выбрана скорость необходимо пошевелить рукоятку рычага в стороны, при нахождении рукоятки КПП в нейтральном положении рычаг свободно ходит вправо и влево;
  • при переводе автомобиля на нейтральную ступень необходимо зафиксировать транспорт во избегании неконтролируемого движения, для этого машина ставится на ручной тормоз или выжимается педаль тормоза;
  • при выжатом сцеплении и удерживании машины тормозом необходимо повернуть ключ зажигания, при этом должны загореться значки на панели приборов, как только потухнут почти все значки следует дальше повернуть ключ и после запуска двигателя отпустить ключ.

Во-вторых, схема переключения на МКПП. Она чаще всего находится на внешней части рукоятки рычага. При переключении передачи рекомендуется ориентироваться на тахометр. Переключаться на более высокую передачу можно раскрутив обороты двигателя до 1500–2000 об/мин в случае дизельного мотора и до 2000–2500 об/мин в случае бензинового.

Читать далее:  Уходит антифриз из расширительного бачка

В-третьих, процесс переключения передач. Он состоит из нескольких этапов:

  • отпустить педаль газа;
  • левой ногой выжать педаль сцепления до упора;
  • рукой передвинуть рычаг в необходимое положение;
  • аккуратно отпустить педаль сцепления и потихоньку нажать педаль акселератора.

В-четвертых, регулярная проверка уровня рабочей жидкости и замена ее согласно указаниям производителя продлят период эксплуатации механической КПП.

На грузовых автомобилях и тракторах коробки передач имеют до 15-20 ступеней. В таких коробках передачах не применяются синхронизаторы. Профессиональные водители умеют переключать передачи довольно быстро, чтобы не создавать задержки в работе коробки передач. В целом считается, что механическая коробка передач без синхронизатора намного дольше эксплуатируются по сравнению с КПП с синхронизаторами.

В таблице ниже описан алгоритм переключения передач в КПП без синхронизатора.

Шаг Описание
1. Ожидание момента сравнения значения окружных скоростей шестеренок разных ступеней Нахождение этого момента важно, чтобы переключиться на другую передачу без рывков и стуков.
2. Быстрый переход на нейтральную передачу Очень быстро выжимается сцепление и производят переход на нейтральную передачу для последующего быстрого перехода на новую передачу. Такой метод называется «двойной выжим».
3. Быстрый переход на более высокую передачу Сразу же после перехода на нейтральную передачу, мы быстро выжимаем сцепление и переходим на более высокую передачу. При этом мы увеличиваем обороты двигателя нажатием на педаль акселератора.

Синхронизатор передачи — узел коробок переключения передач с ручным управлением; устройство для безударного переключения передач. КП, имеющие данный узел, называются синхронизированными.

Синхронизатор служит для выравнивания угловых скоростей зубчатого колеса включаемой передачи и вторичного вала КП. Введение данного механизма имеет ряд положительных последствий для коробки и всей трансмиссии в целом:

  • Обеспечивается безударное включение передач — это предотвращает поломку зубьев шестерен, деформацию валов и деталей привода переключения передач;
  • Обеспечивается бесшумное включение передач;
  • Улучшаются динамические характеристики автомобиля — водитель не тратит лишнее время на переключение передач, что позволяет быстрее подстраиваться под текущие условия и изменять скоростной режим;
  • Облегчается труд водителя — для управления трансмиссией нужно делать меньше движений;
  • В целом повышается надежность трансмиссии за счет предотвращения ударов, вибраций и т.д.

Место синхронизаторов передачи в КПП

Существует несколько основных вариантов синхронизации передач в КП:

  • Синхронизированы все передачи (отдельными или парными синхронизаторами), в том числе и задняя;
  • Попарно синхронизированы I и II, III и IV передачи, V передача имеет отдельный синхронизатор, задняя передача не синхронизирована;
  • Попарно синхронизированы II и III, IV и V передачи, I и задняя передачи не синхронизированы (они включаются на низких скоростях транспортного средства, поэтому шестерни входят в зацепление с незначительными ударными нагрузками);
  • Синхронизированы только высокие передачи — III и IV, а при наличии и V, остальные передачи (I, II и заднего хода) не синхронизированы.

Сегодня наиболее широкое применение имеют коробки со всеми синхронизированными передачами и коробки с несинхронизированной задней передачей. Первый тип КП чаще используется на зарубежных автомобилях, КП второго типа популярны у отечественного автопрома. Коробки с несинхронизированной I передачей в настоящее время почти не используются, также вышли из употребления и КП с несинхронизированными I и II передачами — их можно встретить на старых грузовиках ГАЗ-53А и некоторых других.

Классификация, конструкция и функционирование синхронизатора


Принцип работы синхронизатора

Синхронизатор КПП устройство и принцип работы

На КП используются синхронизаторы инерционного типа двух конструкций:

  • С блокировочными (блокирующими) кольцами;
  • С блокировочными (блокирующими) пальцами.

Данные узлы отличаются способом блокировки муфты до момента выравнивания угловых скоростей вала и зубчатого колеса, что отражается на их конструкции и работе.

Также синхронизаторы бывают двух видов:

  • Сдвоенные — для переключения двух передач;
  • Одинарные — для включения/отключения одной передачи.

У синхронизаторов второго типа отсутствует одно блокировочное кольцо, в остальном устройство обоих типов одинаковое.

Если автолюбитель уже представил себе сложный механизм, то спешим его заверить – синхронизатор устроен довольно просто и не включает в себя ни электрические, ни гидравлические компоненты. При его изучении можно провести аналогию с некоторыми другими механизмами авто, которые решают проблему несоответствия частот вращения различных элементов. Главные его особенности – быстродействие и невероятная механическая прочность. Так вот, синхронизатор включает в себя следующие элементы:

  1. Ступицы с т.н. сухарями;
  2. Блокировочные кольца;
  3. Муфта включения;
  4. Шестерня, имеющая фрикционный конус.

Основой механизма выступает ступица со специальными наружными и внутренними шлицами. Внутренние шлицы позволяют ступице иметь постоянное соединение с валом автомобильной КП. За соединение муфты со ступицей отвечают наружные шлицы. В ступице имеется 3 паза, отставленные друг от друга на 120 градусов.

Другой важный элемент синхронизатора – муфта. Она нужна для того, чтобы обеспечивать достаточно жесткое соединение вала КП с ее шестернями. Муфта располагается на ступице, причем со своей внешней стороны она соединена с вилкой коробки передач. Расположенное почти здесь же блокировочное кольцо призвано синхронизировать частоту вращения – в этом ему помогает сила трения, препятствующая замыканию муфты в случаях, когда скорость вращения вала и шестерни неодинакова.

Здесь также стоит рассказать и о двойных синхронизаторах, которые имеют специфическую конструкцию. В самых обычных и наиболее простых синхронизаторах внутренняя часть кольца имеет коническую форму. В двойном же синхронизаторе кроме этого кольца имеются еще пара дополнительных колец – наружное и внутреннее. Поверхность шестерни при этом не коническая, т.к. синхронизацию обеспечивают дополнительные кольца.

Читать далее:  АВТОМОБИЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР устройство и принцип работы

Теперь стоит разобраться с работой синхронизатора коробки передач. Если он в работе не включен, муфта занимает среднее положение, тем временем как шестерни могут свободно вращаться на валу. Крутящий момент при этом не передается. Как только водитель начинает выбирать передачу, вилка агрегата подвигает муфту по шлицам к шестерне, а та, в свою очередь, двигает блокировочное кольцо – на него воздействуют сухари.

Синхронизатор КПП устройство и принцип работы

Сразу после этого кольцо проворачивается в другую сторону, а шлицы муфты по мере своего движения вперед сцепляются с венцом шестерни. Благодаря этому первичный и вторичный вал получается достаточно жесткое соединения и скорость их вращения синхронизируются. Как можно видеть, этапов работы синхронизатора довольно много, но деле он включается в работу очень быстро – много меньше, чем за секунду.

Признаки износа механизма

На поломку синхронизатора может указывать несколько вещей, причем, на первый взгляд, они могут указывать и на поломку другого элемента коробки передач. Этим могут воспользоваться недобросовестные мастера, настаивающее на капитальном и дорогостоящем ремонте всей коробки передач. Автолюбитель должен уметь различать признаки поломки синхронизатора с теми признаками, которые указывают на неисправность других элементов трансмиссии. И вот на что нужно обращать внимание:

  • Произвольное выключение какой-либо из передач;
  • Резкий шум в момент переключения скорости;
  • Затрудненное включение передачи;
  • Нечеткое включение передачи или невозможность ее включения.

Чаще всего автолюбители жалуются на шум, возникающий при работе коробки передач. В большинстве случаев он вызвать износом конуса или искривлением блокирующего кольца. Более серьезная проблема – самопроизвольное выключение передачи. Здесь проблема может связана как с муфтой, так и критическим износом шестерни.

Если передачу попросту сложно включить без приложения серьезного усилия, можно смело диагностировать поломку синхронизатора. Механизм можно отремонтировать, однако практика успела показать, что установка нового синхронизатора предпочтительнее, чем ремонт старого. Впрочем, автолюбитель может оттянуть выход из строя уже установленного механизма. Для этого нужно:

  1. Минимизировать число резких стартов;
  2. Отказаться от агрессивного стиля вождения;
  3. Своевременно менять трансмиссионное масло;
  4. Выжимать сцеплением полностью перед тем, как переключить передачу;
  5. Вовремя проходить техобслуживание.

В идеале, синхронизатор служит столько же, сколько и вся коробка передач. Это несложное механическое устройство, в котором практически нечему ломаться. Конечно, со временем металл стареет и теряет свои свойства, однако синхронизаторы даже довольно старых автомобилей могут исправно выполнять свои задачи даже в самых жестких условиях. При желании автолюбитель все равно может снять деталь, произвести осмотр и мелкий ремонт механизма. Давайте узнаем, что для этого нужно.

Принцип работы синхронизатора

Суть функционирования МКПП состоит в создании соединений между первичным и вторичным валом путем варьирования шестерней с различным количеством зубьев, что адаптирует трансмиссию под постоянно меняющиеся обстоятельства передвижения транспортного средства.

Данный силовой агрегат обеспечивает необходимые режимы работы мотора путем изменения количества оборотов, изменяя передаваемое усилие на ведущие колеса. Соответственно, при уменьшении количества оборотов снижается передаваемое усилие, а при увеличении — увеличивается. Это необходимо при удержании требуемого режима работы мотора при начале движения, снижении скорости или разгоне.

В таких трансмиссиях вращающий момент передается от шестеренок первичного вала на шестеренки ведомого. Ведущий вал соединяется с мотором через маховик, а ведомый передает вращающий момент на передние колеса. Располагаются они параллельно.

Ведущая шестеренка главной передачи на вторичном валу крепко зафиксирована. Между шестеренками находятся муфты синхронизаторов.

Для уменьшения габаритов агрегата и для увеличения количества ступеней устанавливается до трех вторичных валов, на каждом из них стоит шестеренка главной передачи, которая постоянно взаимодействует с ведомой шестеренкой.

Главная передача и дифференциал трансформируют вращающий момент вторичного вала на ведущие колеса машины.

Подшипники, расположенные в корпусе, обеспечивают вращение валов. На каждом валу имеется комплект шестеренок с различным числом зубьев.

Ведущий вал примыкает к двигателю посредством корзины сцепления, ведомый с карданным, промежуточный передает вращающий момент вторичному.

На первичном валу имеется ведущая шестеренка, которая раскручивает промежуточный с расположенным на нем крепко зафиксированным набором шестеренок. На ведомом валу имеется свой комплект шестеренок, перемещающихся по шлицам.

Между шестеренками вторичного вала находятся муфты синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости шестеренок с оборотами самого вала. Синхронизаторы крепко закреплены на валах и передвигаются в продольном направлении по шлицам. На современных МКПП такие муфты находятся на каждой ступени.

Благодаря синхронизатору шестерни, которые участвуют в переходе с одной передачи на другую находятся в постоянном зацепленном состоянии между друг другом. От этого намного снижается шум от переключения передач, и коробка передач работает стабильнее. Это достигается за счет блокировки шестерней, которые получают крутящий момент от вала, на котором они находятся.

— ступица, крепящаяся на валу подвижной муфты;

Читать далее:  Ремонт двигателя: когда он нужен? || Ремонт двигателя

— блокировочные кольца сухарей.

В современных роботизированных механических коробках передач, таких как немецкая DSG, синхронизатор управляется электроникой и сервоприводами. Благодаря этому на переключение передач тратится всего восемь миллисекунд.

Осмотр и последующий ремонт синхронизатора

Снятие синхронизатора предусматривает снятие самой коробки передач. Это тяжелая и довольно грязная работа, так что подготовьте перчатки и ветошь. Раз уж придется снять агрегат, то стоит провести очистные работы. Вот как осуществляется снятие синхронизатора КП:

  1. Демонтируйте коробку передач;
  2. Снимите кронштейн троса сцепления (открутив болты и сняв крышку);
  3. Выкрутите болт крепления вилки;
  4. Переместите муфту синхронизатора вниз;
  5. Выкрутите гайки крепления первичного и вторичного валов;
  6. Приподнимите шестерню у передачи, вилку и сними синхронизатор.

Заметьте, что алгоритм может несколько отличаться в зависимости от того, какая модель коробки передач установлена на вашем автомобиле. Здесь стоит обратиться к мануалам и поискать информацию на тематических форумах. С такой работой проще всего справиться в паре, а не одному. Как только коробка передач демонтирована и вы смогли снять синхронизатор, стоит начать его осмотр и обслуживание. Вот что надо сделать:

  1. Отметить положение муфты маркером или мелком относительно ступицы, после чего аккуратно снять муфту;
  2. Извлеченные детали промыть в керосине;
  3. Осмотреть ступицу, муфту, шлицы. На деталях не должно быть заусенцев и сколов. Также уделите внимание каждому из сухарей и пружин;
  4. Заменить дефектные детали новыми. Отдельные компоненты синхронизатора редко бывают в продаже, зато их можно найти у разборщиков. Каждую деталь стоит смазать моторным маслом;
  5. Собрать синхронизатор, учитывая положения метки. Если все совпадет, то проточки на его муфте сразу сойдутся с пазами ступицы. Сухари с шариками лучше вставлять с помощью отвертки;
  6. Установить синхронизатор и собрать коробку передач.

Как видите, работа довольно сложная – необходимо запомнить расположение каждого элемента синхронизатора, а для верности даже проставить отметки мелом или же маркером. Будьте предельно внимательны. Так как восстановление изношенного синхронизатора требует навыка и специальных инструментов, мы не советуем пытаться проводить дефектовку самостоятельно.

Что касается не слишком сильно изношенного механизма, то он нуждается лишь в замене отдельных комплектующих, очистке и нанесении смазки. В остальном, он не нуждается в специфическом обслуживании. Многие мастера относят этот механизм к условно неремонтопригодным, советуя сразу же производить замену при возникновении проблем с коробкой передач.

Преимущества и недостатки МКПП

Преимущества Недостатки
Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КПП Меньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПД Утомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкции Необходимость периодической замены сцепления
Простое и недорогое обслуживание Более низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП
Возможность более эффективного движения по бездорожью Возможность буксировки автомобиля

Поиск нового синхронизатора

Так как синхронизатор собирается под конкретную коробку передач, нет оснований думать, что механизм с одного автомобиля можно установить на коробку другого авто. Конечно, принцип действия этих двух механизмов будет одинаковым, но, например, их геометрия может быть разной. Правильнее всего будет подбирать запчасть по:

  • VIN-коду транспорта;
  • Коду уже установленного синхронизатора;
  • Параметрам транспорта и его коробки передач.

Также комплектующие синхронизатора можно найти в каталогах крупных европейских упаковщиков. Качество данных запчастей, как отмечают автолюбители, не всегда высоко. А вот запчасти от южнокорейских фирм, напротив, радуют как ценой, так и качеством исполнения. Что касается синхронизаторов в сборе, то их можно найти только под именами автоконцернов, т.е. оригиналы.

Вывод

Синхронизатор коробки передач – это тот механизм, без которого не обходится ни один современный автомобиль с МКПП и коробкой-автоматом. Без него агрегат не только работал бы шумно, но еще бы быстрее изнашивался. Кроме того, манипуляции с переключением передач были бы несколько сложнее. Хоть синхронизаторы имеют внушительный эксплуатационный ресурс, иногда они выходят из строя.

Ускоренный износ механизмов связан с игнорированием регламента по замене масла, агрессивной ездой и частым чередованием быстрой езды и остановок с последующим резким стартом. К счастью, сегодня можно купить как новый синхронизатор, так и его отдельные комплектующие. Хоть многие мастера не рекомендуют ремонтировать эту деталь, на деле она является ремонтопригодной. Мы все же предлагаем автолюбителям покупать новый синхронизатор, а не пытаться «оживить» старый.

Заключение

В большинстве стран с более высоким доходом населения количество выпускаемых авто с МКПП уменьшено практически до 10-15%. Связано это в первую очередь с комфортом во время вождения — при использовании АКПП он несомненно выше. Механическая КПП имеет самый простой принцип работы. Из-за этого она дешевле и экономичнее.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
AutoJiza
Adblock
detector