Что такое синхроны в коробке передач

Принцип работы синхронизатора коробки передач и неисправности

После появления первых автомобилей последующая эволюция затронула практически все узлы и агрегаты. Трансмиссия также не стала исключением. Для упрощения взаимодействия с КПП и повышения комфорта при переключении передач механические коробки стали синхронизированными. Далее мы рассмотрим, как работает синхронизатор коробки, а также какие неисправности связаны с указанным элементом в устройстве трансмиссии автомобиля.

Синхронизатор КПП: назначение и устройство

Чтобы понимать, что такое синхронизатор в коробке и для чего он нужен, необходимо в общих чертах знать общий принцип работы МКПП. В двух словах, коробка передач нужна для того, чтобы не просто передавать вращение от коленчатого вала на колеса, но и менять передаточное отношение.

Простыми словами, КПП изменяет крутящий момент, что, в свою очередь, позволяет автомобилю двигаться с разной скоростью в условиях постоянно изменяющихся нагрузок. Сама коробка состоит из первичного, вторичного и промежуточного вала, а также шестеренок разных размеров, которые закреплены на валах. Именно посредством шестерней происходит взаимодействие валов.

В общих чертах, вся суть работы двигателя сводится к тому, чтобы вращался его коленвал. Пока мотор работает, коленчатый вал вращается. Вместе с валом вращается и подсоединенный к нему через маховик первичный вал коробки. Вторичный вал остается неподвижным, когда машина стоит на нейтральной передаче.

Однако как только водитель переставляет рычаг переключения передач в нужное положение, шестеренки вторичного вала входят в зацепление с шестернями первичного. Усилие от КПП через дополнительные элементы трансмиссии начинает передаваться на ведущие колеса.

По этой причине при езде на автомобилях с механической коробкой для переключения передач без синхронизаторов требовались определенные навыки. Например, водителю нужно было дважды выжимать сцепление, чтобы включить скорость. Выглядело это примерно так: сцепление – нейтраль – газ – снова сцепление и только потом включается нужная передача.

Если говорить о синхронизаторах коробки более подробно, устройство синхронизатора КПП достаточно сложное. Конструкция этой детали включает в себя почти десяток элементов:

Как работает синхронизатор коробки

Рассмотрев устройство синхронизатора КПП и его составные элементы, теперь можно изучить принцип работы указанной детали в коробке передач. Если машина стоит или движется на какой-то одной передаче, синхронизатор находится в нейтральном положении.

Когда водитель переключает скорость, муфта синхронизатора под воздействием вилки сдвигается по шлицам по направлению к шестеренке первичного вала. Сухари муфты также смещаются и воздействуют на блокировочное кольцо, прижимая его к конусу шестерни, чтобы между ними возникло трение.

После этого кольцо проворачивается в противоположную сторону и шлицы муфты, двигаясь вперед, сцепляются с венцом шестерни, благодаря чему первичный и вторичный валы жестко соединяются между собой. Как видно, во время включения передачи в синхронизаторе происходит целая последовательность действий, но на практике все это происходит за доли секунды.

Признаки поломки/износа синхронизатора или отдельных его частей

Проблемы с коробкой передач зачастую выглядят одинаково, хотя и имеют разные причины. Обратите внимание, если владелец не знаком с устройством отдельных узлов автомобиля, этим могут воспользоваться недобросовестные мастера. Например, вместо того, чтобы отремонтировать или заменить синхронизатор КПП, могут предложить заменить или капитально отремонтировать всю коробку.

Чтобы избежать необоснованных расходов, стоит знать, какие признаки указывают на возможные неисправности синхронизаторов коробки передач. На неполадки синхронизатора могут указывать:

При этом чтобы проверить синхронизаторы, КПП придется разбирать и пробовать сдвигать их рукой. Муфта по шлицам должна двигаться легко. Если же приходится прилагаться усилия или сдвинуть ее никак не получается, тогда нужно снимать синхронизатор и разбирать его, чтобы осмотреть поверхности деталей на предмет повреждений. При необходимости изношенные или поврежденные элементы требуется заменить. Также сразу может быть проведена и полная замена синхронизатора.

Что в итоге

С учетом вышесказанного становится понятно, что синхронизатор – не просто деталь, а сложный механизм. Его работа не только облегчает процесс переключения передач и делает его комфортным, но и позволяет шестеренкам валов сцепляться без ударов.

Другими словами, в случае появления проблем с синхронизаторами не стоит затягивать с ремонтом, так как активный износ шестерен коробки в дальнейшем может привести к значительному удорожанию ремонта или необходимости полностью менять коробку передач на новую или контрактную.

Правильное переключение передач на автомобиле с механической коробкой: когда включать ту или иную передачу на МКПП, работа с педалью сцепления, ошибки.

Почему включение передач может быть затруднено или не включается первая передача, вторая, задняя и т.д. Основные причины неисправностей КПП, рекомендации.

Передачи включаются туго или не включаются скорости на механической коробке передач: основные причины неисправности и возможные неполадки.

Коробка передач хрустит при переключении передач, появился треск при включении передач или другие посторонние звуки: основные причины хруста или треска КПП.

Устройство и принцип работы механической коробки передач. Виды механических коробок (двухвальная, трехвальная), особенности, отличия

Устройство и принцип работы роботизированной КПП. Отличия роботизированных коробок передач от гидротрансформаторной АКПП и вариатора CVT.

Источник

Синхронизатор коробки передач

Согласно замыслу инженеров, приложивших руку к созданию трансмиссий на механической основе, где от водителя требуется самостоятельное переключение передач, а также более современного робота с автоматизацией данного процесса, практически все эти коробки являются синхронизированными. Это подразумевает то, что изменению скорости на автомобиле с КПП такого рода предшествует выравнивание частоты вращения шестерней.

Исходя из обозначенного названия становится ясно, что за выполнение данного процесса отвечает синхронизатор. Функционал устройства позволяет делать каждое переключение передачи плавным и незаметным для водителя и пассажиров в салоне, а также существенно увеличивает срок эксплуатации коробки передач в целом.

Ещё одна особенность функционирования синхронизатора ‑ снижение уровня шума во время изменения скоростей. Все перечисленные особенности, несомненно, свидетельствуют о необходимости интеграции подобного агрегата в устройство КПП.

УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАТОРА КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

Синхронизаторами снабжается каждая передача современной механической и роботизированной трансмиссии. Передача, отвечающая за движение транспортного средства задним ходом, не является исключением. Основой, позволяющей механизму работать, выступает сила трения на момент выравнивания текущей скорости. Количественное значение данной величины возрастает прямо пропорционально увеличению разницы в частотах вращений самих шестерней и вала.

Это условие может быть соблюдено только тогда, когда площадь обеих поверхностей, которые подлежат соприкосновению во время взаимодействия, увеличивается. На практике эта проблема решается при помощи дополнения устройства коробки передач несколькими фрикционными кольцами. Составными частями устройства синхронизатора являются:

Чтобы оптимизировать усилия, затрачиваемые механизмом на смену текущей передачи и, соответственно, увеличить поверхность соприкосновения, инженеры пошли дальше и разработали синхронизаторы с несколькими конусами, которые снабжаются дополнительными блокировочными кольцами.

Если синхронизатор коробки передач имеет 3 конуса, то и поверхностей трения будет столько же. Их число будет зависеть от конструктивных особенностей самой КПП и автомобиля, на который она установлена.

Конструкция синхронизатора

Синхронизатор состоит из следующих элементов:

Устройство синхронизатора
Основу узла составляет ступица, имеющая внутренние и наружные шлицы. С помощью первых она соединяется с валом коробки передач, перемещаясь по нему в разные стороны. С помощью наружных шлицев ступица соединяется с муфтой.

Ступица имеет три паза, расположенных под углом в 120 градусов относительно друг друга. В пазах находятся подпружиненные сухари, которые помогают фиксировать муфту в нейтральном положении, то есть в тот момент, когда синхронизатор не работает.

Муфта служит для обеспечения жесткого соединения вала коробки передач и шестерни. Она находится на ступице, а с внешней стороны соединяется с вилкой коробки передач. Блокировочное кольцо синхронизатора необходимо для синхронизации частоты вращения при помощи силы трения, оно препятствует замыканию муфты до того момента, пока вал и шестерня не будут иметь одинаковую скорость.

Внутренняя часть кольца имеет форму конуса. Чтобы увеличить поверхность соприкосновения и снизить усилие при переключении скоростей используются многоконусные синхронизаторы. Помимо одиночных применяются и двойные синхронизаторы.

Двойной синхронизатор помимо конического кольца, которое крепится к шестерне, включает в себя внутреннее и наружное кольца. Коническая поверхность шестерни здесь уже не используется, а синхронизация происходит за счет использования колец.

СИНХРОНИЗАТОР КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ В ДЕЙСТВИИ

Когда селектор КПП находится в положении «нейтрал», каждая муфта синхронизатора располагается в среднем положении. При таком расположении передача мощности через них полностью исключается. При этом шестерни, находящиеся на ведомом валу, не имеют никаких препятствий к вращению.

Как только мы переключаем передачу, муфта сразу перемещается с помощью вилки КПП в положение, аналогичное тому, которое занимают шестерёнки, вслед за ними. Сдвиг муфты сопровождается изменением положения сухарей, что воздействует на кольцо блокировки, которое в результате ложится вплотную к конусу шестерни. За счёт силы трения, создаваемой в это время между поверхностями, кольцо проворачивается до тех пор, пока сухари не становятся в упор с пазами. Остановка кольца в этот промежуток времени происходит именно из-за проворачивания.

Именно так, в конечном своём положении, этот агрегат работает согласно своему назначению – не допускает последующего движения муфты включения по траектории вальной оси. Это происходит потому, что все без исключения торцы шлиц, расположенные по всему периметру кольца, встают напротив тех же частей механизма муфты.

схема синхронизатора в разрезе

Впоследствии скорости ведомого вала и шестерней синхронизируются с помощью силы трения, образуемой взаимодействием поверхностей. Далее, когда процесс выравнивания передач завершён, кольцо блокировки начинает проворачиваться в противоположную сторону.

Таким образом, муфта, которая до этого была заблокирована и ограничена в траектории движения, начинает функционировать, и её шлицы сцепляются с шестерным венцом, имея свободный ход. Далее шестерни соединяются с вторичным валом КПП.

Весь описанный процесс может показаться сложным не только начинающему автолюбителю, но даже и бывалому механику, который хорошо разбирается в устройстве трансмиссии. Однако, несмотря на многогранность работы синхронизатора, процесс переключений на практике происходит практически молниеносно и занимает не более, чем считанные доли секунды.

Устройство механической коробки передач

Инструкция ремонта коробки передач ваз 2107 5 ступки своими руками

Конструктивно механическая коробка передач состоит из следующих элементов:

При этом устройство и принцип работы двухвальной и трехвальной трансмиссии отличаются друг от друга.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Этот тип коробки является наиболее распространенным. через муфту сцепления передается на первичный вал. В зависимости от конструкции конкретной коробки передач часть шестерней на первичном и вторичном валах жестко закреплены на них, а часть свободно вращаются. Также на каждом валу расположен минимум один синхронизатор. Шестерни первичного и вторичного валов находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Понять, какие из них зафиксированы, а какие вращаются, очень просто: шестерни возле синхронизаторов всегда вращаются на валу.

Принцип работы двухвальной трансмиссии следующий:

Для движения задним ходом используется дополнительный вал с промежуточной шестерней заднего хода.

Схемы передачи крутящего момента на каждой из передач:

Трехвальная КПП: устройство и принцип работы

Отличие трехвальной механики от двухвальной в том, что здесь используются три вида валов. Помимо ведомого и ведущего также применяется промежуточный вал.

Первичный вал, соединенный со сцеплением, передает крутящий момент на промежуточный. Передача происходит через соответствующую шестерню – таким образом, валы находятся в постоянном зацеплении.

Промежуточный вал расположен параллельно первичному, все шестерни на нем жестко зафиксированы.

На одной оси с первичным расположен вторичный вал. За это отвечает упорный подшипник на ведущем валу, в который входит вторичный вал. При этом шестерни ведомого вала могут свободно вращаться и не имеют жесткой фиксации с валом. Шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала. Следовательно, в нейтральном положении КПП крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный и далее на шестерни вторичного вала. Но поскольку они свободно вращаются на валу, автомобиль не двигается.

Между шестернями вторичного вала находятся синхронизаторы, работа которых заключается в выравнивании угловых скоростей шестерен вторичного вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.

Синхронизаторы жестко закреплены на вале и за счет шлицевого соединения могут двигаться по нему в осевом направлении.

В отличие от двухвальной КПП, механизм переключения в трехвальной трансмиссии располагается на корпусе коробки и состоит из рычага управления и штоков с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.

Он может также иметь и дистанционное управление. При этом дистанционный механизм переключения обеспечивает кулиса или шарнирные тросы.

Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.

ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ И РЕМОНТ СИНХРОНИЗАТОРА КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

Согласно статистике, установленной специалистами станций технического обслуживания, подавляющее большинство поломок и нарушений в работе механической и роботизированной трансмиссий становятся последствиями некорректной работы со сцеплением. Как только в процессе эксплуатации автомобиля замечаются запаздывающие реакции сцепления, которые повторяются постоянно, это может свидетельствовать о неисправности самой коробки передач.

Поскольку работа синхронизатора к функционалу сцепления не имеет непосредственного отношения, он в данном случае ремонту и замене не подлежит. С подобной проблемой лучше обратиться к официальному дилеру автомобильного производителя в своём регионе, либо, при наличии хорошего практического навыка, произвести регулировку или полную замену сцепления самостоятельно.

Однако в ряде случаев поломка всё-таки может быть вызвана именно дестабилизацией работы синхронизатора. Это может быть выражено следующим образом:

Замена синхронизатора в трансмиссии осуществляется поэтапно:

Далее процедура повторяется с каждой последующей передачей до момента полноценного снятия синхронизатора. Установка нового устройства производится в порядке, обратном вышеназванному.

Устройство 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.

Источник

Устройство коробки переключения передач

Коробка переключения передач (сокр. КПП или коробка передач) предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.
Устройство механической коробки передач (кликабельно). Механическая коробка передач — КПП, в которой выбор передач и их включение осуществляется вручную, механическим способом. Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности.

Устройство механической коробки передач

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:

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. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

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.

Виды механических КПП

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

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

По количеству валов МКПП подразделяются на:

Принцип работы МКПП

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.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

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.

Трехвальная коробка передач: устройство и принцип работы

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.

Преимущества и недостатки МКПП

Как пользоваться механической коробкой

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

Во-первых, это последовательность действий при запуске машины:

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.

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

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

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. МКПП является отличным решением для любителей быстрой езды или езды по бездорожью. Если комфорт для вас не является первостепенным, то выбор в пользу МКПП очевиден.

Источник