Как устроен и работает синхронизатор коробки передач

Синхронизатор коробки передач: принцип работы

Сложно представить, но в автомобильных коробках передач не всегда присутствовал синхронизатор КПП для выравнивания частоты вращения между валом и шестерней. Раньше для того чтобы произвести переключение скоростей, приходилось использовать двойное выжимание сцепления. Первое для того чтобы рассоединить коробку передач с коленвалом, а второе, наоборот, для их соединения после того как будет произведена смена передаточной пары (смена скорости).

Но время идёт. Машиностроение и механика шагнули в будущее. На смену постоянному передергиванию педали сцепления пришёл синхронизатор КПП, что существенно увеличило срок службы коробки передач в целом и отдельных её составляющих в частности. Удобнее управлять автомобилем стало и водителю.

Что такое синхронизатор КПП

Устройство синхронизатора КПП, равно, как и сам синхронизатор ВАЗ — это механическое узел, состоящий из 4 частей:

1. Обойма синхронизатора или ступица с тремя фиксаторами;
2. Две кольцевых пружины;
3. Два фрикционных конусных кольца;
4. Муфта переключения.

Такая вот нехитрая конструкция синхронизатора ВАЗ обеспечивает принцип работы сразу двух передач.

Как работает синхронизирующее устройство

Главным рабочим элементом синхронизатора ВАЗ является его ступица, которая при помощи трёх фиксаторов и нарезанных на ней шлицов соединяется с муфтой включения. Та, в свою очередь, соединена с вилкой КПП. Внутренними шлицами ступицами соединяется с валом, имея при этом свободную возможность передвигаться по нему от одной шестерни к другой.

Когда требуется произвести переключение скорости на ВАЗ, вилка коробки передач двигает муфту, а вместе с ней и весь синхронизатор КПП, к той шестерне, частоту вращения которой требуется выровнять с частотой вращения вала. С этого начинается принцип работы синхронизатора. Муфта прижимает все устройство к конусной части шестерёнки. При этом фиксаторы на муфте сдвигаются и блокируют фрикционное кольцо, которое вступает в контакт с конусом на шестерне. Фрикционное кольцо на конусе проворачивается до тех пор, пока не стопорится. Как только это произошло, скорость между валом и шестерней синхронизируется, и мотор настроен на новые рабочие обороты.

Муфта синхронизатора

Когда появились первые коробки передач

Точного ответа на этот вопрос не существует. Принято считать, что первые коробки передач, на которых стоял синхронизатор КПП появились в конце 40-х или начале 50-х годов. Кто утверждает, что это произошло в Советском союзе, другие же говорят, что родоначальником этого новшества была компания Porsche. Как бы там ни было, но благодаря появлению синхронизатора, включая его принцип работы, было заложено основания для увеличения количества скоростей в КПП. Уже в восьмидесятых годах на ВАЗ пятиступенчатая коробка передач становится нормой того времени, а в 2012 году та же компания Porsche объявляет о выходе семиступенчатой коробки передач с синхронизатором КПП.

Материалы, из которых изготавливают синхронизирующее устройство

Сталь или латунь — два самых распространённых материала, которые используют для изготовления синхронизаторов на ВАЗ. Иногда, чаще всего в высоко бюджетных иномарках или спортивных трансмиссиях, встречаются синхронизирующие устройства, покрытые напылением карбона. Это позволяет выдерживать более высокие температуры и снизить уровень шума, при контакте с шестерней, которые являются следствием работы высокооборотистых двигателей спортивных моделей.

Фрикционные кольца также изготавливают из стали методом штамповки, например, для ВАЗ, или на более дорогих КПП, выковывая их. Как и в случае с синхронизатором, фрикционные кольца покрываются защитным слоем из цветных металлов. Например, меди или молибдена.

Симптомы того, что синхронизирующее устройство заболело

До ужаса неприятно, когда твой автомобиль начинает кашлять, чихать, скрипеть и гаркать. Тем более, когда это связано с коробкой передач. Чаще всего неисправности с КПП связаны именно с поломкой синхронизирующего устройства. Это может проявляться по-разному, например:

• шумы при работе КПП;
• переключение передачи, которое требует дополнительных усилий;
• автоматический сброс скорости в коробке.

Конечно, эти симптомы могут быть признаками и других поломок, которые произошли с КПП, но зачастую первым кто выходит из строя, является синхронизатор. Профилактические работы можно, конечно, производить и самому, но столкнувшись с серьёзной поломкой лучше всего обратиться к специалисту.

https://youtube.com/watch?v=iBl8CsVtGeg%2520

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

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.

Переключение передач в КПП без синхронизатора

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 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.

Главная →

Устройство → Трансмиссия (коробка передач) → Механическая трансмиссия →

Возможные неисправности КПП Камаза и способы их устранения

Износ механизмов — самая распространённая неисправность в КПП автомобиля Камаз. Как правило, чаще страдают подшипники и шестерни, так как постоянно находятся под нагрузкой, в движении и трутся. Ремонт в данном случае подразумевает замену этих деталей.

https://youtube.com/watch?v=jZGOcl7Q1YI

На примере коробки 152 рассмотрим, как ведёт себя проблемная коробка:

• увеличиваются шум и стуки;
• самопроизвольно вылетают передачи;
• механизм сложно включается;
• скорость блокируется в одном положении.

Появился шум

Как правило, при выжиме муфты гул пропадает. Обычно такое происходит при изношенном подшипнике основного вала. Шумит коробка практически на всех передачах, реже — на пятой. Со временем шум усиливается.

Причиной воя может стать не только КПП, но и сцепление. Поэтому после снятия коробки, перед её разборкой, желательно проверить устройство. Надо завести двигатель. Если слышно металлическое бряцанье, это либо пружины диска корзины износились, либо другая неисправность сцепления.

Не включается задняя и первая

Тяжелое включение задней и первой передачи может свидетельствовать о ведении сцепления. Другими словами, изнашивается диск, ухудшается регулировка и функционирование привода. Что касается проблем в самой коробке, то возможен износ синхронизаторов — для передней передачи. Ещё одна причина — отсутствие масла в коробке.

Выключаются (вылетают) передачи

Данная неисправность связана с механизмом переключения скоростей. Возможно, что изношены вкладыши вилок, ослаблены их фиксаторы. Нередко такое происходит при затяжной езде в горку. Машина, как правило, должна быть гружённой, и приходится включать пониженные передачи — первую или вторую. Причина, скорее всего, в изношенных синхронизаторах. Возможно, что венцы поистёрлись на зубцах, поэтому скорости и выбивает.

Своевременно меняйте трансмиссионное масло, периодически следите за работой сцепления, меньше нагружайте автомобиль! Тогда Камаз не будет бояться никаких дорог.

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.

Синхронизатор коробки передач — как устроен и как работает

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 автоматических коробках, 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.

Синхронизатор коробки передач

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 коленвала, 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.

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 про вариатор, рекомендую, очень интересный механизм.

Подписывайтесь, читайте статьи на блоге и изучайте машины вместе с друзьями!

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вне всяких сомнений, синхронизатор обеспечивает корректную работу коробки передач в целом и является необходимой составной частью, если от работы трансмиссии ждать плавности переключений и стабильного функционирования. Устройство данного механизма, само собой, покажется чересчур запутанным для тех, кто никогда самостоятельно не занимался ремонтом и не видел, как выглядит трансмиссия изнутри.

Для таких автолюбителей лучшим выходом при возникновении различного рода неисправностей, перечень которых был частично приведён выше, станет обращение к специалистам автомобильного сервиса. Однако ознакомиться с устройством синхронизатора лишним не будет, поскольку знание всех механизмов автомобиля может помочь его владельцу совершенно неожиданно для него самого.

Как правило, работа синхронизатора характеризуется стабильностью и низкой степенью износа, процедура замены производится автовладельцами, в среднем, каждые 100-150 тысяч километров пробега транспортного средства.