Синхронизаторы механической коробки передач обеспечивают плавный переход скоростей, что делает вождение более приятным. Однако это устройство имеет сложную конструкцию и при поломке нуждается в дорогостоящем ремонте.Поэтому автовладельцы должны понимать, как работает синхронизатор в коробке передач, чтобы продлить его работоспособность.
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 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.
Благодаря трению кольцо немного проворачивается, упирается в сухари и блокирует дальнейшее движение муфты по шлицам. После этого, под воздействием все той же силы трения, скорости первичного вала и шестерни выравниваются, то есть, синхронизируются.
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.
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 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.
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.
Основные виды
Существуют разные виды синхронизаторов: в одних используются запирающие кольца, в других – запирающие пальцы. Эти узлы отличаются по способу блокировки муфты до момента согласования угловых скоростей вала и шестерни, что отражается на их конструкции и принципе работы.
С блокирующими кольцами
Такие устройства используются в КПП легковых автомобилей. Основу их механизма составляет ступица с внутренними шлицами, с помощью которых деталь удерживается на вторичном валу.
С блокирующими пальцами
Основой конструкции такого устройства является каретка – ступица с фланцевым креплением. Посредством шлицевого соединения она держится на ведомом валу и свободно перемещается вдоль него. На внешней поверхности каретки есть зубчатые венцы, предназначенные для сцепления с шестернями.
На фланце сделано 6 сквозных отверстий: через 3 из них проходят запирающие пальцы, а через остальные 3 – сухари (разрезные фиксаторы). Пальцы жестко скрепляют конусные кольца по бокам ступицы.
При включении передачи каретка с помощью вилки передвигается по валу. В некоторый момент конусное кольцо соприкасается с шестерней и за счет сил трения вращается, приводя в действие каретку и удерживая ее в проточке блокировочных пальцев. При согласовании угловых скоростей инерция стремится к нулю, в результате чего ступица центрируется относительно запирающих пальцев и свободно перемещается на валу. Во время движения сухари сжимаются, и деталь соприкасается с шестерней. Крутящий момент с зубчатого кольца через каретку передается на ведомый вал, а затем на сцепление.
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.
Практика управления автомобилем с синхронизированной МКП
При управлении несинхронизированной КП (в частности, на антикварных отечественных автомобилях довоенного производства) водитель вынужден применять особые приемы переключения передач, чтобы не допустить пломки двигателя и быстрого износа шестерен коробки передач. Быстрое переключение передач с низшей на высшую на таких автомобилях невозможно из-за разницы частоты вращения шестерни вторичного вала и муфты включения. Чтобы выровнять скорости вращения водитель вынужден пользоваться приемом двойного выжима сцепления. Он заключается в том, что водитель выжимает сцепление, переводит рычаг КП в нейтральное положение, на короткое время отпускает сцепление, затем снова выжимает педаль и включает высшую передачу. В момент выбора «нейтрали» скорости вращения шестерен выравниваются. Переключение передач происходит без скрежета и больших ударных нагрузок на зубья шестерен. Для перехода с высшей на низшую передачу на автомобилях с несинхронизированной КП применяют прием двойного выжима сцепления «с перегазовкой». Выжав сцепление, водитель переводит рычаг переключения передач в нейтральное положение, нажимает педаль газа, затем снова выжимает сцепление и включает низшую передачу. За счет раскрутки шестерен промежуточного вала скорость вращения подключаемой шестерни и муфты включения выравнивается. Передача, опять же, включается без скрежета. Эти же приемы переключения передач до сих пор используются в строительных и специализированных машинах (грейдерах, тракторах, тихоходных тягачах) с многоступенчатыми МКП, в которых применение синхронизаторов невозможно. В синхронизированных коробках описанные приемы лишены смысла, поскольку зацепление шестерен с большой разницей скоростей вращения будет блокировано синхронизатором. Большой ударной нагрузки на зубья шестерен (зубчатых венцов) не произойдет, поскольку шестерни просто не войдут в зацепление до момента выравнивания частоты вращения. По сути, синхронизатор МКП выполняет функции полуавтомата переключения передач, устраняя саму возможность грубого зацепления шестерен коробки, которая способна вывести механизм КП из строя. На автомобилях с частично синхронизированными МКП (например, ГАЗ-21, водители для перехода со второй на первую передачу, которая не имела синхронизатора, переводили подрулевой рычаг переключения на короткое время в положение включения третьей передачи, а потом быстро — в положение первой передачи. Это позволяло частично синхронизировать вращение муфты переключения и шестерни первой передачи единственным синхронизатором КП этого автомобиля. Такой же прием использовался и для включения заднего хода.
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.
Для чего это нужно
Синхронизатор КПП – конструктивный элемент коробки передач, ответственный за синхронизацию (выравнивание) угловых скоростей вторичного вала коробки передач и шестерен. Обеспечивает плавное, легкое и безударное переключение передач. Наибольшее распространение в автопроме получили инерционные синхронизаторы.
В первую очередь стоит разобраться с тем, как работает механическая коробка передач. Вкратце, она нужна для передачи крутящего момента на колеса от коленчатого вала, а также для изменения передаточного отношения. Если еще проще, то коробка передач изменяет крутящий момент, что дает автомобилю возможность без проблем двигаться с разными скоростями и в условиях постоянно меняющихся нагрузок. В основе коробки передач лежит тройка валов (первичный, вторичный, промежуточный) и шестерни разных размером. Взаимодействие валов обеспечивается этими самыми шестернями.
Теперь о тандеме двигателя внутреннего сгорания и коробки передач. Суть его работы двигателя сводится к вращению коленчатого вала. Когда вал вращается, начинает вращаться и первичный вал коробки передач, который соединен с ним маховиков. Если водителем выбрана нейтральная передача, вторичный вал не начинает вращения. А вот когда водитель выбирает другую передачу, шестерни вторичного вала сразу же входят в зацепление с шестернями первичного вала. Усилие от агрегата передается на ведущие колеса через цепь элементов автомобильной трансмиссии. Разумеется, сцепление шестерней должно вызывать что-то вроде ударов. Здесь синхронизатор и оказывается очень нужным механизмом.
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:
- Шум при работе коробки передач. Это может говорить об искривлении блокирующего кольца или о том, что конус изношен.
- Самопроизвольное выключение передач. Эту проблему можно связать с муфтой, либо с тем, что шестерня изжила свой ресурс.
- 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:
- Избегать агрессивного стиля вождения, резких стартов.
- Правильно выбирать скорость движения и нужную передачу.
- Своевременно проводить техническое обслуживание КПП.
- Своевременно проводить замену масла, предназначенного именно для данного вида КПП.
- Полностью выжимать сцепление перед переключением передач.
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.
Запчасти на KIA shuma
Молдинг лобового стекла
SHUMA I hatchback (FB) (01.98 — 12.01)
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.
Возможные неисправности:
При длительном, а самое главное очень частом использовании коробки передач (такое бывает при езде по трудным дорогам, когда часто приходится переключать скорость), даже если ею правильно пользоваться может появиться шум в момент переключения скоростей, явно указывающий на неисправность синхронизатора. Чаще всего эта поломка говорит об износе резьбы канонических поверхностей блокировочных колец, на исчезновение зазора между торцом и венцом шестерни или на отсутствие трения между конусами муфты.
Ремонт синхронизатора представляет собой полную разборку с последующей заменой всех поврежденных деталей.
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:
- При самопроизвольном выключении передач, в первую очередь, необходимо обратить внимание на выключающую муфту и шестерни, которые могут быть изношены.
- 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.
- 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.
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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
