Як МКПП (механічні коробки), так і РКПП (АМТ, роботизовані коробки) являють собою синхронізовані КПП. Якщо просто, щоб домогтися максимально плавного і «м’якого» включення передачі, відбувається вирівнювання частоти обертання валу і відповідної шестерні в коробці передач.
Таке вирівнювання стає можливим завдяки наявності синхронізатора. Синхронізатор також зменшує загальний знос механічного з’єднання, знижується рівень шуму при перемиканні, збільшується термін служби КПП.
Як влаштований синхронізатор коробки передач
Почнемо з того, що синхронізатори найчастіше встановлюються на всі передачі на сучасних легкових авто. Також синхронізованою виконується і передача заднього ходу.
Винятком можна вважати лише бюджетні машини, в яких перша передача може бути без синхронізатора, а також деякі вантажівки, старі моделі легкових автомобілів і т. д.
Сам синхронізатор КПП працює за рахунок використання сили тертя в момент вирівнювання швидкостей. Залежно від різниці у частоті обертання валу і шестерні, змінюється сила тертя для синхронізації.
Іншими словами, ефективна синхронізація досягається за рахунок збільшення площі поверхні дотику. Для розв’язання задачі в конструкцію КПП інтегруються спеціальні фрикційні кільця.
Пристрій синхронізатора передбачає наявність таких елементів:
- маточина і «сухарі»
- муфти включення
- блокувальні кільця
- шестерні, що мають фрикційний конус
Як правило, один синхронізатор в КПП синхронізує 2 передачі, тобто працює з двома шестернями. Основою синхронізатора є маточина, яка має шліци (внутрішні і зовнішні).
За допомогою внутрішніх шліців реалізовано з’єднання з вторинним валом коробки, а також є можливість осьового переміщення валу. Зовнішні шліци відповідають за те, щоб домогтися з’єднання маточини з муфтою включення.
Також по колу маточини зроблені пази (три паза). У ці пази ставляться «сухарі», які додатково пружні. Зазначені сухарі синхронізатора здійснюють натискання на блокуюче кільце при включенні передачі і блокують муфту під час синхронізації.
Муфта синхронізатора (муфта включення) дозволяє домогтися жорсткого з’єднання шестерні і валу. Дана муфта закріплено на маточині і має внутрішні шліци, при цьому шліци отримують кільцеву проточку. У цій проточці знаходяться виступи сухарів. Також до муфти синхронізатора приєднана вилка КПП.
Блокувальний кільце блокуюче кільце синхронізатора) відповідає за синхронізацію, запобігаючи замикання муфти до того моменту, поки не відбудеться вирівнювання швидкості вала і шестерні.
Таке кільце має конічну поверхню з внутрішньої сторони. Дана поверхня контактує з фрикційним конусом шестерні. Зовнішня сторона кільця також має шліци, які блокують муфту включення.
Торцева поверхня кільця (з боку маточини) має 3 паза. У ці пази заходять сухарі маточини. Самі пази не дозволяють кільцю прокручуватися в результаті контакту з фрикційним конусом, так як пази фактично є упором для сухарів.
Також деякі КПП можуть мати синхронізатори, коли виступи зроблені на блокувальному кільці, а пази виконані в самій маточині. Щоб збільшити поверхню дотику, використовуються синхронізатори з кількома конусами: 2 або 3 конуса (двоконусного і трехконусный синхронізатор).
В якості прикладу, 3-х конусний синхронізатор крім зовнішнього блокувального кільця ще має внутрішнє, а також проміжне кільце. Щоб ці кільця не проверталися, на самих кільцях є виступи. Такі виступи дозволяють зафіксувати кільце у відповідних пазах шестерні і блокувального кільця.
Виходить, 3-х конусний синхронізатор має цілих три поверхні тертя. Перша поверхню між конусом шестерні і внутрішнім кільцем, друга — між внутрішнім і проміжним кільцем, тоді як третя між проміжним і блокуючим кільцем. Ще додамо, що в КПП можуть одночасно встановлюватися як двухконусные, так і трехконусные синхронізатори.
-
Не включаються передачі на заведеному двигуні
Принцип роботи синхронізатора КПП
Якщо важіль коробки передач знаходиться в положенні «нейтраль», потужність від ДВЗ на КПП не передається. При цьому муфт синхронізаторів займають середнє положення, а шестерні, закріплені на веденому валу, що вільно обертаються.
Однак при включенні передачі вилка здійснює переміщення муфти синхронізатора, зміщуючи муфту із середнього положення по напрямку до шестірні. Паралельно разом з самою муфти зсуваються і сухарі, які впливають на кільце блокування.
Зазначене блокуюче кільце притискається до конусу шестерні, в результаті виникає сила тертя. Під впливом цієї сили кільце провертається до упора сухарів в пазах кільця. Відбувається стопорение кільця, тобто далі воно не провертається.
Також блокуюче кільце не дозволяє муфти синхронізатора рухатися по осі вала. Це стає можливим завдяки тому, що торці шліців блокуючого кільця знаходяться як раз навпаки торців шліців самої муфти.
Потім під дією сили тертя здійснюється синхронізація швидкостей шестерні і веденого вала. Після того, як швидкості вирівнюються, від натиску шліців муфти кільце блокування здійснює поворот у протилежний бік.
Це означає, що муфта перестає блокуватися, а її шліци без обмежень зачіпляються з вінцем шестерні. В результаті забезпечується жорстке з’єднання вторинного валу КПП і шестерні.
Як видно, синхронізація передач в КПП передбачає кілька процесів, хоча на практиці механізм працює досить швидко. В результаті водій отримує можливість практично миттєво включити потрібну передач.
При цьому включення відбувається плавно, немає необхідності виконувати подвійний вижим зчеплення на МКПП, що значно полегшує водіння автомобіля з синхронізованою коробкою передач і збільшує ресурс КПП.