Устройство и работа синхронизатора

Включение второй и третьей передач осуществляется при помощи синхронизатора, который позволяет включать передачу только после того, как выравнены скорости вращения вторичного вала и шестерни включаемой передачи. Благодаря этому включение передач происходит бесшумно. Устройство синхронизатора показано на фиг. 106. В ступице 10, сидящей на шлицах вторичного вала, имеются три паза, в которых помещаются ползуны 2.

Шарики 4, находящиеся в отверстиях ползунов, при помощи пружин 5 прижимаются к полукруглой канавке на внутренней поверхности муфты 9.

На конусах первичного вала и шестерни второй передачи сидят блокировочные бронзовые кольца Трение между конусами колец и шестерен и обеспечивает выравнивание (синхронизацию) скоростей вращения включаемых элементов. На внутренних конусах колец сделана мелкая (шаг 0,6 мм ) винтовая нарезка для того, чтобы разрывать масляную пленку и создавать наибольшее трение между поверхностями конусов при работе синхронизатора.

Так как ползуны 2, находящиеся в пазах

ступицы 10, своими концами входят в прорези колец, последние всегда вращаются вместе со ступицей 10.

Кольца могут поворачиваться относительно ступицы на величину зазора между ползунами и пазами в кольцах (зазор равен приблизительно половине шага зубьев венцов включения передач 8).

Действие синхронизатора состоит из двух этапов: при включении передачи муфта 9 через шарики 4 перемещает ползуны 2, которые своими торцами прижимают блокировочное кольцо 11 к конусу первичного вала или шестерни второй передачи. Вследствие трения, возникающего между конусами, блокировочное кольцо несколько поворачивается (в пределах зазора между прорезью кольца и ползуном) — завершается первый этап синхронизации. При дальнейшем движении муфты 2 скосы зубьев ее воздействуют на скосы блокировочного кольца, трение между конусами увеличивается, зубья муфты входят в зацепление с зубьями блокировочного кольца — завершается второй этап синхронизации, происходит полное выравнивание скоростей вращения включаемой Передачи и муфты 9. При дальнейшем перемещении зубья муфты плавно и без ударов входят в зацепление с зубьями венца первичного вала или шестерни второй передачи.

Взаимное расположение элементов синхронизатора при нейтральном положении муфты 9 схематически показано на фиг. 107 а. Первый этап синхронизации показан на фиг. 107 б. В этом положении зубья муфты не могут войти в зацепление с венцом кольца, так как упираются своими скосами в скосы зубьев кольца. От действия силы, стремящейся продвинуть муфту между скосами концов зубьев, возникает сила Р, направленная перпендикулярно к поверхности скосов.

Осевая составляющая Pi этой силы прижимает блокирующее кольцо к конусу, расположенному перед включаемым венцом; Под действием возникающей при этом силы трения между конусами скорости вращения с»цепляемых деталей постепенно уравниваются вплоть до полной их блокировки. Окружная составляющая Р2 силы Р стремится повернуть блокирующее кольцо против направления его вращения. Когда величина окружной силы Р% окажется достаточной и кольцо повернется, зубья муфты войдут в зацепление с зубьями блокировочного кольца (фиг. 107 в).

Для завершения включения необходимо, чтобы зубья муфты вошли в зацепление с зубьями венца, как показано на фиг. 107 г . Однако против зуба муфты может оказаться не впадина венца, а его зуб, и включение будет затруднено или даже окажется невозможным. Эти затруднения возникают в таких синхронизаторах, при которых в момент завершения включения валы остаются сблокированными, но их не может быть в синхронизаторах рассматриваемой конструкции.

Действительно, как только зубья муфты войдут в зацепление с зубьями блокирующего кольца (фкг. 107 в), прекращается взаимодействие скосов зубьев, сила Р и ее составляющие исчезают.

Следовательно, нажим блокирующего кольца на конус венца прекращается, и ничто не препятствует повороту венца относительно муфты, необходимому для устранения упора торцов зубьев. Тем самым всегда достигается надежность включения.

Синхронизатор позволяет производить бесшумное переключение только при плавном, без рывков, передвижении рычага переключения. Слишком быстрое переключение, особенно с прямой передачи на вторую, может повредить механизм синхронизатора.

В эксплуатации автомобиля, после значительного пробега, иногда может появиться неисправность в работе синхронизатора—шум при переключении передач, если даже водитель правильно пользуется рычагом переключения. Чаще всего это указывает на то, что резьба на конических поверхностях блокировочных колец 11 износилась, зазор между торцами кольца и венца шестерни исчез (на фиг. 106 показан зазор в 1 мм в новой коробке передач) и трение между конусами при переключении муфты 9 отсутствует. Вследствие этого и прекратилось действие синхронизатора. Для проверки необходимо снять боковую крышку коробки и щупом проверить зазор, для чего блокировочное кольцо следует муфтой прижать к конусу шестерни.

Если зазор окажется меньше 0,2—0,3 мм, блокировочные кольца должны быть заменены новыми. При этом необходимо иметь в виду, что на автозаводе блокировочные кольца спариваются и притираются с конусами шестерен; на сборку коробок, а также в запасные части кольца и шестерни поступают комплектно.

Поэтому для устранения описанной неисправности синхронизатора может оказаться необходимым сменить вместе с кольцами и шестерни.

Устройство автомобиля газ синхронизаторы

Переключение передач сопровождается ударами между зубьями шестерен, что приводит к их износу. Для уменьшения износа шестерен и шума, возникающих вследствие удара зубьев при переключении передач, служат синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости включаемых шестерен.

Синхронизаторами обычно снабжают шестерни передач, переключаемых наиболее часто. Шестерни передач заднего хода у всех автомобилей и шестерни прямой передачи у грузовых автомобилей, как правило, не имеют синхронизаторов, так как этими передачами пользуются сравнительно редко.

На автомобиле ГАЗ -53 синхронизаторами снабжают третью и четвертую передачи, а на автомобилях ЗИЛ -130, MA3-5335 и КамАЗ — вторую и третью, четвертую и пятую передачи. У легковых автомобилей в настоящее время синхронизаторами снабжают все передачи переднего хода, например, у автомобилей ГАЗ -24 «Волга»,«Москвич-412» и ВАЗ -2101 «Жигули» синхронизаторами снабжены первая, вторая, третья и четвертая передачи.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Синхронизатор коробки передач автомобиля ГАЗ -бЗА показан на рис. 1. На шлицах вторичного вала неподвижно закреплена ступица синхронизатора. На поверхности ступицы нарезаны зубья и сделаны три продольных паза, в которые установлены сухари, имеющие в средней части наружные выступы. На зубья ступицы надета муфта, перемещающаяся по ступице в продольном направлении. Сухари наружными выступами входят в кольцевую выточку на внутренней стороне муфты. К внутренней поверхности муфты сухари прижаты двумя пружинами.

С обеих сторон ступицы синхронизатора установлены латунные конусные блокирующие кольца, торцы которых имеют по три прямоугольных паза под сухари. На внутренней конической поверхности блокирующих колец нарезана мелкая резьба для увеличения трения между конусами блокирующих колец и наружной конической поверхностью шестерен. На наружных поверхностях блокирующих колец и на ступицах шестерен нарезаны зубья. Торцы зубьев шестерен и блокирующих колец имеют скосы, что облегчает введение их в зацепление.

При нейтральном положении синхронизатора его зубчатая муфта и блокирующие кольца не работают. При включении передачи муфта вилкой перемещается и через выступы передвигает сухари, которые прижимают одно из блокирующих колец к конусу шестерни, если включается четвертая (прямая) передача, или к конусу шестерни, если включается третья передача. Вследствие наличия трения между коническими поверхностями шестерня увлекает во вращательное движение блокирующее кольцо и повертывает его относительно муфты на некоторый угол, так как между сухарем и пазом в торце блокирующего кольца есть зазор. Торцовые скосы зубьев кольца не позволяют зубьям муфты войти в зацепление с зубчатым венцом на ступице шестерни и прижимают блокирующее кольцо к конусу шестерни. В результате этого постепенно выравниваются частоты вращения блокирующего кольца (а следовательно, и вторичного вала) и включаемой шестерни. Когда эти частоты вращения станут одинаковыми, зубья муфты синхронизатора вначале войдут в зацепление с зубьями блокирующего кольца, а затем и с зубчатым венцом на ступице шестерни. Синхронизатор коробки передач автомобиля ГАЗ -24 «Волга» имеет аналогичное устройство.

Синхронизатор коробки передач автомобиля ЗИЛ -130 представляет собой передвижную муфту с диском посередине, на который воздействует вилка переключения, и с зубчатыми венцами. Муфта установлена на шлицах вторичного вала. Диск муфты имеет три отверстия для пальцев фиксатора, соединяющих его с двумя сблокированными конусными кольцами. Между двумя половинками пальца фиксатора расположены две пружины. Торцы центрального диска имеют прорези для блокирующих пальцев, жестко связывающих конусные кольца. Поверхности пальцев в их средней части и поверхности вырезов для пальцев в центральном диске также сблокированы.

В нейтральном положении корпус синхронизатора расположен посередине между шестернями. При включении передачи муфта синхронизатора, перемещаемая пальцами фиксаторов, прижимает конусное кольцо к конусу шестерни. Муфта, связанная с вторичным валом, и шестерня, связанная с промежуточным валом, имеют разные частоты вращения. Вследствие наличия трения между коническими поверхностями кольцо повертывается относительно диска муфты до соприкосновения блокирующих конусных фасок диска и пальцев, после чего происходит блокировка колец муфты. При выравнивании частот вращения шестерни и вторичного вала муфта перемещается дальше, а ее зубья бесшумно входят в зацепление с зубчатым венцом шестерни.

Синхронизатор коробки передач автомобилей MA3-5335 состоит из кольцевого корпуса, на внутренней поверхности которого с обеих сторон запрессованы конические бронзовые кольца, имеющие зубчатую насечку. Внутри корпуса установлена муфта синхронизатора с зубчатыми венцами. В фасонные прорези корпуса входят выступы муфты. Штифты муфты входят во внутренний кольцевой паз обоймы, имеющей на своей наружной поверхности выточку для вилки переключения передач. Фиксаторы, состоящие из шариков и пружин, удерживают обойму вилки переключения на корпусе синхронизатора, предохраняя ее от самопроизвольного перемещения. Шарики фиксаторов прижимаются изнутри к корпусу синхронизатора; для фиксации центрального положения шариков на внутренней поверхности корпуса в средней части для них есть выемки. Шестерни всех передач, которые включаются синхронизаторами, имеют наружные конусные поверхности и внутренние зубья, соответствующие зубьям венца.

При включении передач вилкой включения по направлению к включаемой шестерне перемещается обойма и муфта, а вместе с последней и весь корпус. Внутренний конус кольца прижимается к конусной поверхности шестерни. От возникающего трения между конусными поверхностями корпус повернется на некоторый угол, и выступы муфты синхронизатора упрутся в края фасонных прорезей продольное движение муфты относительно корпуса синхронизатора при таком положении невозможно.

Когда частоты вращения муфты и шестерни станут равными, муфта может быть передвинута дальше. При этом шарики фиксаторов отожмутся внутрь выступов, а зубчатый конец муфты войдет в зацепление с внутренними зубьями шестерни включаемой передачи.

Устройство и принцип работы синхронизатора КПП

Синхронизатор КПП – механизм, предназначенный для выравнивания частоты вращения вала коробки передач и шестерни. Сегодня практически все механические и роботизированные коробки передач синхронизированы, т.е. оснащены этим устройством. Этот важный элемент в коробке передач позволяет сделать процесс переключения плавным и быстрым. Из статьи узнаем, что представляет собой синхронизатор, для чего он нужен и каков ресурс его эксплуатации; разберемся также в устройстве механизма и познакомимся с принципом его работы.

Назначение синхронизатора

Синхронизатором оснащаются все передачи современных КПП легковых автомобилей, включая передачу заднего хода. Его назначение в следующем: обеспечение выравнивания частоты вращения вала и шестерни, что является обязательным условием для безударного включения передач.

Синхронизатор не только обеспечивает плавность переключения передач, но и способствует снижению уровня шума. Благодаря элементу снижается степень физического износа механических деталей коробки, что, в свою очередь, влияет на срок службы всей КПП.

Кроме того, синхронизатор упростил принцип переключения передач, сделав его более удобным для водителя. До появления этого механизма переключение скоростей происходило с помощью двойного выжима сцепления и перевода коробки передач в нейтральную передачу.

Конструкция синхронизатора

Синхронизатор состоит из следующих элементов:

• ступица с сухарями;
• муфта включения;
• блокировочные кольца;
• шестерня с фрикционным конусом.

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.

Принцип работы синхронизатора КПП

В выключенном состоянии муфта занимает среднее положение, а шестерни свободно вращаются на валу. При этом передачи крутящего момента не происходит. В процессе выбора передачи вилка передвигает муфту к шестерне, а муфта, в свою очередь, пододвигает блокировочное кольцо. Кольцо прижимается к конусу шестерни и проворачивается, делая дальнейшее продвижение муфты невозможным.

Под воздействием силы трения происходит синхронизация скоростей шестерни и вала. Муфта свободно перемещается далее и жестко соединяет шестерню и вал коробки передач. Начинается передача крутящего момента и движение автомобиля на выбранной скорости.

Несмотря на достаточно сложное устройство узла, алгоритм синхронизации длится всего несколько долей секунд.

Ресурс синхронизатора

При любых неисправностях, связанных с переключением скоростей, в первую очередь необходимо исключить проблемы со сцеплением и только потом проверять синхронизатор.

Самостоятельно выявить неисправность узла можно по следующим признакам:

1. Шум при работе коробки передач. Это может говорить об искривлении блокирующего кольца или о том, что конус изношен.
2. Самопроизвольное выключение передач. Эту проблему можно связать с муфтой, либо с тем, что шестерня изжила свой ресурс.
3. Затрудненное включение передачи. Это напрямую указывает на то, что синхронизатор пришел в негодность.

Ремонт синхронизатора очень трудоемкий процесс. Лучше просто заменить изношенный механизм на новый.

Продлить срок службы синхронизатора и КПП в целом поможет соблюдение следующих правил:

1. Избегать агрессивного стиля вождения, резких стартов.
2. Правильно выбирать скорость движения и нужную передачу.
3. Своевременно проводить техническое обслуживание КПП.
4. Своевременно проводить замену масла, предназначенного именно для данного вида КПП.
5. Полностью выжимать сцепление перед переключением передач.