Синхронизатор КПП: устройство и принцип работы

Назначение синхронизатора

Общий вид 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.

Как устроен синхронизатор коробки передач?

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.

Требуемое условие выполняется при увеличении площади соприкосновения поверхностей, и для этого устанавливаются дополнительные фрикционные кольца.

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

Схема работы синхронизатора 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.

Принцип работы синхронизатора КПП – что же происходит под капотом?

Принцип работы синхронизатора КПП сложен, но, несмотря на это, 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. Что при этом происходит в системе?

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.

Принцип работы и устройство трехвальной МКПП

Основополагающим принципом функционирования МКПП является зубчатое взаимодействие шестеренок, которые обволакиваются трансмиссионной жидкостью, находящейся в картере коробки.

В состав такой МКПП входят:

• ведущий и ведомый валы;
• промежуточный и дополнительный валы;
• корпус;
• синхронизаторы;
• комплекты шестеренок;
• механизм переключения ступеней с замками и блокирующими механизмами;
• рычаг переключения ступеней.

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

Ведущий вал примыкается 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.

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.

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.

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.

Синхронизированные КПП, что это означает

В наше время фактически все механические и роботизированные коробки являются синхронизированными. Для включения скорости в коробках данного типа необходимым условием является выравнивание частоты вращения шестерни и вала. Синхронизацию обеспечивает такое устройство, как синхронизатор. Помимо плавного переключения скоростей он способен снижать шум при переключении скоростей, уменьшать износ механического соединения и, тем самым, повышать срок эксплуатации коробки передач. Синхронизаторами оснащаются все передачи КПП легкового транспортного средства, включая и передачу заднего хода.

Зачем нужен синхронизатор?

Все коробки передач современных автомобилей оснащаются синхронизатором. В том числе это касается и передач заднего хода. Основным назначение синхронизатора считается обеспечение выравнивания частоты вращения вала и шестерни. Это является обязательным условием для того, чтобы передачи включались без ударения. Благодаря синхронизатору обеспечивается плавность переключения передач. Кроме того, он позволяет снизить шумность работы устройства. Данный элемент снижает степень износа механических элементов коробки, что отражается благоприятно в целом на сроке эксплуатации коробки передач. Стоит отметить и то, что синхронизатор значительно упростил принцип переключения передач. Для водителя этот процесс стал максимально удобным, потому как до него ему приходилось проводить переключение за счет двойного выжима сцепления и перевода коробки на нейтральную передачу.

Устройство МКПП

Механическая трансмиссия состоит из корзины сцепления и собственно из самой коробки.

В силовой агрегат входят:

• картер (корпус);
• первичный, вторичный и промежуточные валы;
• устройство выбора ступеней;
• ведомые и ведущие наборы шестеренок;
• синхронизаторы;
• подшипники, муфты и сальники.

Все эти компоненты находятся в корпусе и взаимодействуя друг с другом передают вращательный момент.

Сцепление

Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Если утрировать — сцепление отключает крутящий момент, при этом и мотор, и колеса машины крутятся в холостую.

Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с мотором машины, второй — с колесами транспорта. Передача вращательного момента осуществляется через первичный вал трансмиссии.

Как работает и из чего состоит?

В конструкции синхронизатора предусмотрено наличие таких элементов как ступица с сухарями, блокировочные кольца, шестерни с фрикционным конусом и муфта включения. Ступица выступает основой узла и состоит из внутренних и наружных шлицов. С их помощью она соединяется с валом и с самой муфтой. Пазы в ней расположены под определенным углом (120 градусов). В них уже находятся подпружиненные сухари, фиксирующие муфту в нейтральном положении. Сама же муфта обеспечивает жесткое соединение вала и шестерни.

Когда муфта находится в выключенном состоянии и занимает среднее положение, шестерни начинают свободно вращаться на валу. При этом отсутствует передача крутящего момента. При выборе передачи вилка двигает муфту к шестерне. Муфта же двигает блокировочное кольцо, которое прижимается к конусу и проворачивается. Синхронизация происходит под воздействием скоростей шестерни и вала. Когда муфта начинает перемещаться и соединять шестерню и вал, начинается передача крутящего момента. Соответственно автомобиль начинает свое движение на заданной скорости.

Подробнее о принципе работы синхронизатора КП будет рассказано в этом видео:

Опубликовано: 20 ноября 2021

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.

Работа синхронизатора механической коробки передач

Если вы решили установить данное приспособление в свое авто, то должны узнать, как работает данное изделие. Принцип работы синхронизатора КПП заключается в следующем: когда переключатель зафиксирован в положении «нейтраль», то муфты прибора находятся в среднем положении. При этом передача мощности сквозь них совершенно исключена, а шестеренки, расположенные на главном валу, не создают препятствий к совершению вращательных движений.

Принцип работы синхронизатора

Если водитель решает изменить скорость, то муфта моментально передвигается и принимает положение, идентичное тому, которое занимают шестеренки. Это сопровождается переменой расположения сухарей, оказывающих влияние на блокирующее кольцо синхронизатора. В итоге кольцо укладывается вплотную к шестереночному конусу. Сила трения, создающаяся при соприкосновении поверхностей, приводит к тому, что кольцо внутри синхронизатора начинает проворачиваться до того самого момента, пока сухари не станут в упор с пазами.

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:

• шум при переключении скоростей;
• приходится прилагать большое усилие для включения передачи;
• передача не включается или включается нечетко;
• самопроизвольное выключение передачи; Рекомендуем также прочитать статью о том, как устроена и работает механическая коробка передач. Из этой статьи вы узнаете об основных элементах, из которых состоит МКПП, а также по какому принципу осуществляется работа коробки данного типа.

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.

Неисправности синхронизатора и способы их устранения

При появлении каких-либо затруднений с переключением передач, большинство автовладельцев, которые имеют хотя бы базовые знания об устройстве и принципе работы коробки передач считают, что виной всему именно синхронизатор. Зачастую это оказывается правдой, хотя предварительно все же следует исключить неисправности сцепления, которые тоже довольно часто вызывают проблемы в работе механической коробки передач, когда система функционирует с заеданием, определенным запозданием и так далее.

Если проверка не обнаружила нарушений, самостоятельно заподозрить проблемы с синхронизатором можно по таким симптомам:

1. При самопроизвольном выключении передач, в первую очередь, необходимо обратить внимание на выключающую муфту и шестерни, которые могут быть изношены.
2. Если при переключении скоростей появился шум, идентификация которого невозможна и который раньше был нехарактерен, это может свидетельствовать о искривлении блокирующего кольца либо о том, что его коническая часть изношена.
3. Сложное переключение передач, когда необходимо прилагать большие усилия и совершать несколько попыток, фактически гарантированно говорит о вышедшем из строя синхронизаторе.

Сразу следует сказать, что ремонт данного устройства крайне трудоемкий и фактически нереально выполнить его самостоятельно. Для этого потребуется профессиональное оборудование и много времени, поэтому желательно доверить это дело специалистам. Помимо этого, стоит знать, что довольно часто может наблюдаться такое явление, как выкрашивание зубьев шестерни — такой опасности наиболее подвержены владельцы грузового транспорта и любители резких стартов с места. Эксплуатация такой коробки недопустима.

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.

Похожие новости

• Двигатель MPI
• Что такое G-сенсор в видеорегистраторе
• Что такое электролит?

Добавить комментарий Отменить ответ

Профилактические мероприятия

Синхронизаторы не относятся к категории механизмов, которые с завидной регулярностью выходят из строя и требуют постоянного внимания, ремонта или замены.

Но если учитывать тот факт, что процедура замены достаточно трудоёмкая, требует определённых навыков от автовладельца, либо же дополнительных финансовых затрат на оплату услуг специалистов автосервиса, более правильным решением будет продление срока службы узла.

Чтобы синхронизатор работал долго, качественно и эффективно, требуется соблюдать буквально несколько простых правил.

1. Минимальная эксплуатация в агрессивных условиях. Постарайтесь отказаться от агрессивной манеры вождения. Не пытайтесь постоянно резко стартовать, тормозить и опять разгоняться, буквально разрывая при этом коробку передач. Плавное и умеренное управление КПП позволит значительно увеличить и без того достаточно внушительный ресурс синхронизаторов.
2. Не забывайте о правильном соответствии между скоростью движения автотранспортного средства и выбранной передачей на селекторе КПП. Для каждой передачи есть свой определённый и оптимальный диапазон скорости перемещения машины. Этому учат ещё на первых уроках в автошколе. И такую информацию следует запоминать очень внимательно. Если скорость будет соответствовать передаче, а передача скорости, тогда на синхронизаторы начнёт воздействовать оптимальная нагрузка. Это положительно скажется на ресурсе механизма, и заметно отсрочит замену синхронизатора на вашем автомобиле.
3. В соответствии с регламентом и требованиями автопроизводителя проводите техническое обслуживание коробки. Зачастую рекомендации в инструкциях к иномаркам не совсем совпадают с реальными пробегами и сроками применительно к нашим условиям эксплуатации. Потому от указанного в руководстве пробега до замены того же трансмиссионного масла или иных расходников обычно советуют отнимать 15-25%. То есть проводить техобслуживание нужно немного раньше. Всё зависит от того, в каких условиях эксплуатируется машина и коробка в частности.
4. Используйте подходящие масла для коробки. Тут опять же нужно смотреть в руководство по эксплуатации. Производители чётко прописывают, какие трансмиссионные масла следует использовать для вашей конкретной коробки передач. От этих рекомендаций лучше не отходить. Если не удаётся найти или приобрести масла указанной марки с рекомендуемыми характеристиками, ищите среди других изготовителей рабочих жидкостей составы, максимально приближенные к свойствам оригинального масла.
5. Прежде чем переключить передачу, не забывайте до конца выжимать педаль сцепления. Некоторые водители несколько не додавливают педаль до упора, в результате чего на синхронизатор начинает воздействовать большая нагрузка, ускоряется износ. Регулярная подобная работа педалью сцепления приведёт к поломкам и неисправностям. Соблюдая это простое правило, удастся избежать лишних проблем.

Синхронизатор действительно является полезным и эффективным дополнением в конструкции современных механических и роботизированных коробок передач.

Подавляющее большинство КПП, устанавливаемых на современные автомобили, являются синхронизированными. Это вполне оправданный и правильный ход со стороны производителей. Узел обладает широкими функциональными возможностями, параллельно продлевая срок службы всей коробки.