Синхронизатор коробки передач – устройство, работа
Все современные механические коробки передач, а также роботизированные коробки передач являются синхронизированными. В таких коробках для того, чтобы включить передачу, производится выравнивание частоты вращения вала и шестерни. Синхронизацию обеспечивает одноименное устройство – синхронизатор. Помимо плавного переключения передач синхронизатор снижает износ механического соединения, шум при переключении и, тем самым, увеличивает срок службы коробки передач.
Синхронизаторами оборудуются все передачи коробки передач легкового автомобиля, в том числе передача заднего хода. Принцип действия синхронизатора основан на использовании сил трения при выравнивании скоростей. Чем выше разница в частотах вращения вала и шестерни, тем больше должна быть величина силы трения для их синхронизации. Выполнение данного условия достигается путем увеличения площади поверхности соприкосновения – установкой дополнительных фрикционных колец.
Устройство синхронизатора
Синхронизатор состоит из ступицы с сухарями, муфты включения, блокирующего кольца и шестерни с фрикционным конусом.
В конструкции коробки передач один синхронизатор обслуживает две передачи (шестерни).
Конструктивной основой синхронизатора является ступица. Она имеет внутренние и наружные шлицы. С помощью внутренних шлицев ступица соединяется с вторичным валом коробки передач и имеет возможность осевого перемещения по нему в разные стороны. Наружные шлицы соединяют ступицу с муфтой включения.
По окружности ступицы под углом 120° выполнены три паза, в которые установлены подпружиненные сухари. В синхронизаторе сухари нажимают на блокирующее кольцо при включении передачи и способствуют блокировке муфты на этапе синхронизации.
Муфта включения (другое название – муфта синхронизатора) обеспечивает жесткое соединение вала и шестерни. Муфта насажена на ступицу и имеет внутренние шлицы. На шлицах выполнена кольцевая проточка, в которой размещаются выступы сухарей. Снаружи муфта синхронизатора соединяется с вилкой коробки передач.
Блокирующее кольцо обеспечивает синхронизацию и препятствует замыканию муфты до момента выравнивания скоростей вала и шестерни.
С внутренней стороны блокирующее кольцо имеет коническую поверхность, которая взаимодействует с фрикционным конусом шестерни. Снаружи блокирующее кольцо имеет шлицы, с помощью которых производится блокировка муфты включения.
На торцевой поверхности блокирующего кольца со стороны ступицы выполнено три паза, в которые входят сухари ступицы. Пазы препятствуют прокручиванию кольца при соприкосновении с фрикционным конусом (в них упираются сухари). Размер пазов в 1,5 раза превышает размер сухарей. В некоторых конструкциях синхронизаторов, наоборот, на блокирующем кольце выполнены выступы, а пазы — в ступице.
Для увеличения поверхности соприкосновения, снижения усилия при переключении передач применяются многоконусные синхронизаторы: двухконусный, трехконусный. Например, в трехконусном синхронизаторе помимо блокирующего (наружного) кольца устанавливается еще внутреннее и промежуточное кольца. Для предотвращения проворачивания на кольцах выполнены выступы, которые фиксируются в пазах шестерни и блокирующего кольца.
Таким образом, в трехконусном синхронизаторе созданы три поверхности трения: между конусом шестерни и внутренним кольцом, между внутренним и промежуточным кольцом, между промежуточным и блокирующим кольцом. В зависимости от конструкции в одной коробке передач могут устанавливаться синхронизаторы с различным числом конусов.
Работа синхронизатора
В нейтральном положении рычага коробки передач муфты синхронизаторов находятся в среднем положении, шестерни на ведомом валу вращаются свободно, поток мощности не передается.
При включении передачи вилка перемещает муфту синхронизатора из среднего положения в направлении шестерни. Вместе с муфтой сдвигаются сухари, которые воздействуют на блокирующее кольцо. Кольцо прижимается к конусу шестерни. На поверхности возникает сила трения, которая поворачивает кольцо до упора сухарей в пазах кольца (кольцо стопорится от проворачивания). В этом положении блокирующее кольцо препятствует дальнейшему продвижению муфты синхронизатора по оси вала, так как торцы шлицев блокирующего кольца располагаются напротив торцов шлицев муфты.
Далее под действием сил трения происходит синхронизация скоростей шестерни и ведомого вала. Когда скорости выравнены, под нажимом шлицев муфты блокирующее кольцо поворачивается в противоположную сторону, блокировка муфты снимается, шлицы муфты свободно проходят для зацепления с венцом шестерни. Происходит жесткое соединение вторичного вала коробки передач и шестерни.
Несмотря на множество операций, весь процесс синхронизации и включения передачи занимает доли секунды.
Для чего нужны синхронизаторы коробки передач?
22.06.2018
Большая часть коробок передач, устанавливаемых в современных автомобилях, синхронизированы, что означает следующее: регулирование частоты поворотов шестерней предшествует изменению скорости на транспортном средстве с такой коробкой передач. Исходя из этого, можно сделать вывод о том, что за выполнение указанного действия несут специальные синхронизирующие приборы.
Устройство синхронизатора
Синхронизатор КПП в сборе
Здесь важно объяснить, что такое синхронизатор.
Специалист ответит, что синхронизатор КПП это устройство, дающее возможность изменять скорость перемещения более плавно и менее заметно как для человека, управляющего авто, так и для людей, которые размещаются внутри салона. В этом заключается основное назначение синхронизатора. Также синхронизатор коробки передач полезен продлением срока полезного использования МКПП, сокращением уровня шумов в процессе изменения скоростей. Данные свойства говорят о следующем: работа синхронизатора приносит пользу автомобилю, поэтому современные водители нередко приобретают его для монтажа в КПП. Обратитесь к специалистам, чтобы установить нужную и полезную вещь.
Схема синхронизатора
Стрелкой указано положение синхронизатора
Основа полезного прибора — это сила трения на период уравнивания скорости автомобиля. Количественный показатель этой величины становится больше при увеличении разницы между двумя величинами: частотой движения шестеренок и вала. Данное условие соблюдается лишь в том случае, если площадь двух соприкасающихся поверхностей увеличивается.
На практике это обеспечивается за счет дополнительных приспособлений, вводящихся в устройство. Здесь речь идет о специализированных кольцах.
Синхронизирующий прибор включает в свой состав следующие приспособления:
- Муфта, выступающая в качестве связующего элемента, который объединяет вал и шестеренки. Она призвана обеспечивать прочное объединение отдельных деталей коробки передач. Муфта синхронизатора устанавливается выше ступицы и представляет собой насадку. Внутри приспособления находятся небольшие выемки с проточенным участком, сделанным под параметры колец. В проточенных участках располагаются сухарные выступы. Наружной стороной муфта соединяется с трансмиссионной вилкой.
- Колесная ступица, которая является конструктивной базой. Данная деталь оснащена шлицами, которые находятся внутри и снаружи. Они нужны для обеспечения соединения с другими элементами. Это позволяет ступице передвигаться по оси согласно выбранной траектории. На её окружности на равном расстоянии находятся несколько пазов, в каждом из которых находятся сухари.
- Кольцо блокировки. Для чего оно нужно? Прежде всего, для своевременной и верной синхронизации. Основное назначение заключается в блокировке несвоевременного замыкания муфты, когда скорость движения шестеренок и вала еще не достигли идентичных значений. Внутренняя поверхность данного элемента устроена таким образом, чтобы обеспечивать эффективное взаимодействие с шестереночным конусом. За счет углублений, находящихся на внешней стороне, блокируется функционирование муфты.
- Шестеренки с фрикционным конусом.
В коробке передач устанавливаются разные кольца, которые будут отличаться по конструкции.
Для оптимизации сил, растрачиваемых приспособлением на изменение передачи, требуется сделать поверхность соприкосновения больше. Для этого были созданы синхронизаторы автомобильных коробок передач, снабженные несколькими конусами со вспомогательными блокировочными кольцами.
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.
Ремонт синхронизатора
Никто не может гарантировать, что устройство не выйдет из строя. В таком случае возникает необходимость в его незамедлительной починке. Сразу следует отметить, что работа синхронизатора не имеет прямого отношения к функционалу сцепления, следовательно, нет никакой необходимости в замене. Если вас беспокоит какая-либо проблема, с ней следует обратиться к официальному продавцу автомобилей данной марки. Если у вас есть достаточные знания и практические навыки, то можно попытаться провести регулировку без посторонней помощи.
В некоторых случаях ситуацию может исправить только замена синхронизатора. Эта процедура проводится в несколько этапов:
- Отсоедините коробку передач от прочих деталей.
- Очистите все поверхности от посторонних частиц.
- Снимите кронштейн.
- Разъедините вилку коробки от КПП, открутив гайку, скрепляющую эти элементы.
Установка нового и исправного приспособления производится в обратном порядке.
Опытный мастер поменял бы устройство за считанные минуты.
Источник
Синхронизаторы механической коробки передач 101 | Блог TREMEC: Подключайтесь
Синхронизаторы механической коробки передач 101
Вы можете поблагодарить синхронизаторы за быстрые и плавные переключения что вы любите, когда переключаете свои собственные передачи. Эти невоспетые герои в руководстве трансмиссии имеют решающее значение для качества переключения передач и производительности.
Мы хотим, чтобы вы лучше поняли, как они работают и некоторые из ключевых технических достижений в синхронизаторах, которые мы используем в TREMEC. передачи.
Существует несколько вариантов конкретной конфигурации и компоненты, используемые в синхронизаторах, но эта основная функция та же самая.
Это компоненты, из которых состоит стандартный узел синхронизатора. Эта особая конструкция используется в 5-ступенчатых коробках передач TREMEC T-5 и TKO.
В каждом узле синхронизатора есть три первичных компоненты:
- Ползун, также называемый втулкой переключения
- Шпонки, шарики или распорки, в зависимости от конкретных конструкция синхронизатора
- Блокирующие кольца, также называемые стопорными кольцами
В большинстве механических коробок передач шестерни перемещаются на выходном валу и находятся в зацеплении с шестернями промежуточного вала. Чтобы включить передачу, ползунок скользит над зубьями одной из шестерен. Это фиксирует шестерню на выходном валу и завершает передачу мощности через трансмиссию от двигателя к колесам.
Синхронизатор регулирует частоту вращения валов и выравнивает шестерни при переключении, чтобы ползунок мог сцепиться со следующей передачей.
В руководстве по эксплуатации имеется более одного узла синхронизатора. передача инфекции. Точное число зависит от количества передач переднего хода в передача инфекции.
Здесь более подробно рассмотрим работу синхронизатора при вы перемещаете переключатель для переключения передач:
- Ползунки нажимайте на шпонки синхронизатора, шарики или стойки, а те нажимают на блокирующее кольцо или стопорное кольцо
- блокирующее кольцо прижимается к конусу на шестерне, и трение приводит к тому, что вал скорости для выравнивания
- В равные скорости вращения валов, шпонки и пазы в стопорном кольце выровнены
- Ползунок зацепление зубьев с зубьями по наружному диаметру стопорного кольца
- зубцы на блокирующем кольце действуют как выравнивающая рампа, позволяя ползунку зацепляться с зубьями на шестерне
Как происходит процесс можно посмотреть в этом
анимированное видео.
Дальнейшее усовершенствование стандартной конструкции синхронизатора. представляют собой многоконусные синхронизаторы, используемые в 6-ступенчатой коробке передач TREMEC Magnum. передача инфекции. Многоконусная конструкция увеличивает площадь поверхности трения. площадь, которую синхронизатор может использовать для синхронизации скоростей передач, что позволяет более быстрые переключения и увеличение диапазона оборотов.
Команда авторов TREMECОпубликовано Рубрики Trans & Driveline TechGear synchro – x-engineer.org
Автомобили, оснащенные механическими коробками передач (MT), автоматизированными механическими коробками передач (AMT) и коробками передач с двойным сцеплением (DCT), требуют синхронизаторов для переключения передач (вверх или вниз).
Синхронизатор предназначен для синхронизации скоростей входного и выходного валов коробки передач. при переключении передач, до включения повышающей передачи.
В коробке передач синхронизаторы расположены между двумя соседними шестернями. Например, передачи 1-2 имеют один и тот же механизм синхронизации, 3-4 другой и такой же для 5-6. Установка синхронизатора для передачи заднего хода (R) не является обязательной, поскольку для включения R автомобиль должен быть остановлен (если он движется), а скорость выходного вала будет равна нулю. Тем не менее, есть механические коробки передач, которые имеют синхронизаторы передач и для задней передачи.
Изображение: Синхронизаторы в механической коробке передач (коробка передач)
Предоставлено: Getrag
Чтобы лучше понять основные компоненты трансмиссии и как они работают, прочитайте статью Как работает механическая коробка передач.
Зачем нужны синхронизаторы?
Предположим, что для заданной механической коробки передач мы хотим переключиться с 1-й -й -й передачи на 2-ю -ю -ю передачу.
Параметры передачи следующие:
\[ \begin{split}
n_{IN} = 3500 \text{ об/мин}\\
i_{1} = 3,4\\
i_{2} = 2,5\\
i_{0} = 3,1\\
n_{OUT} = \text{ ?}
\end{split} \]
где:
n IN [об/мин] – частота вращения входного вала
n OUT [об/мин] – частота вращения выходного вала
i 1 [-] – передаточное число , 1 st шестерня
i 2 [-] – передаточное число, 2 nd шестерня
i 0 [-] – передаточное число главной передачи (дифференциал)
Стартовая передача 1 ст шестерня. Когда водитель хочет включить 2-ю -ю -ю передачу, для начала ему необходимо отсоединить двигатель от трансмиссии, используя педаль сцепления. Это необходимо, потому что переключение передачи в трансмиссии с простыми зубчатыми механизмами, которые находятся в постоянном зацеплении (зацеплении), не может быть выполнено, пока крутящий момент двигателя передается через шестерни, поэтому сцепление должно быть разомкнуто.
Для перехода с 1-й -й -й передачи на 2-ю -ю -ю передачу трансмиссия должна на короткое время перейти в нейтральное положение.
На изображении ниже мы можем визуализировать поток мощности двигателя через шестерни 1 , и 2 , . Для каждой передачи мы собираемся рассчитать скорость входного и выходного валов.
Изображение: процесс переключения передач (1-2)
Когда включена передача 1 st , скорость выходного вала составляет:
\[n_{OUT} = \frac{n_{IN}}{i_ {1} \cdot i_{0}} = 332 \text{ об/мин}\]
Если мы хотим включить передачу 2 и , скорость первичного вала должна стать:
\[n_{IN} = n_{OUT} \cdot i_{2} \cdot i_{0} = 2573 \text{ об/мин}\]
Это означает, что входной вал должен быть замедлен с 3500 об/мин до 2573 об/мин. Если необходимо было выполнить понижение передачи 2-1, входной вал должен был быть ускорен с 2573 об/мин до 3500 об/мин.
Это когда синхронизаторы вступают в игру.
Синхронизатор действует как фрикционная муфта и замедляет (переключение на более высокую передачу) или ускоряет (переключение на более низкую передачу) первичный вал, чтобы согласовать скорость для следующей передачи.
Изображение: Схема коробки передач с названиями компонентов
Как работает синхронизатор?
Синхронизаторы необходимы для переключения передач в механических коробках передач. Их цель — согласовать (отрегулировать) скорость входного вала (шестерни и вторичной массы сцепления) с выходным валом (колесом).
Существует несколько типов синхронизаторов, используемых для механических коробок передач. Наиболее распространена классификация по количеству трущихся элементов (конусов трения). Поэтому имеем:
- одноконусный синхронизатор
- двухконусный синхронизатор
- трехконусный синхронизатор
Изображение: простой конический синхронизатор
Предоставлено: VW
- зубчатое колесо 5 пружинное кольцо синхронизатора 1502
- запорный элемент (распорка )
- ступица синхронизатора (корпус)
- скользящая втулка
Изображение: синхронизатор в сборе
Предоставлено: VW
Шестерня (1) установлена на вторичном валу коробки передач.
Он может вращаться относительно вала (радиальное движение), но не может совершать осевое движение вдоль вала. Между шестерней и валом обычно установлены игольчатые подшипники, облегчающие вращение.
Шестерня имеет встроенную муфту сцепления с фрикционным конусом. Шестерня сцепления состоит из стопорного зубчатого зацепления и фрикционного конуса. Он называется муфтой , потому что он играет роль муфты, плавно зацепляя предстоящее зубчатое колесо.
Шестерня сцепления согласовывает скорость шестерни со скоростью ступицы синхронизатора. Монтаж на зубчатое колесо осуществляется запрессовкой или лазерной сваркой. Когда шестерня включена, внешние зубья (с фаской на обеих сторонах зубьев) сцепятся с фаской на внутренних зубьях втулки переключения.
Изображение: Шестерня
Кольцо синхронизатора (2), также называемое блокирующим кольцом, стопорным кольцом или фрикционным кольцом, имеет коническую поверхность, которая соприкасается с фрикционным конусом шестерни.
Кольцо синхронизатора предназначено для создания момента трения для замедления/ускорения входного вала во время переключения передач.
Кольцо синхронизатора вместе с фрикционным конусом зубчатого колеса образуют «коническую муфту», которая может включаться и отключаться путем скольжения.
Внутренняя поверхность кольца синхронизатора имеет резьбу или канавки для предотвращения образования любой гидродинамической масляной пленки. Если между кольцом синхронизатора и фрикционным конусом зубчатого колеса образуется масляная пленка, для синхронизации скоростей валов потребуется большее толкающее усилие и большее время.
Изображение: Кольцо синхронизатора
Стопорные элементы (4), также называемые шпонками синхронизатора, центральным механизмом, шпонками или крылышками, расположены по окружности корпуса синхронизатора в специальных пазах между втулкой синхронизатора и синхронизатором. центр.
Стопорные элементы вращаются вместе со ступицей синхронизатора (5) и могут перемещаться в осевом направлении относительно скользящей муфты (6).
Стойки используются для предварительной синхронизации, а это означает, что они создают нагрузку на кольцо синхронизатора для выполнения процесса синхронизации.
В нейтральном положении (передача не выбрана) стопорные элементы удерживают скользящую втулку в центральном положении на ступице синхронизатора между обеими шестернями. Обычно узел синхронизатора имеет 3 фиксирующих элемента, расположенных под углом 120°. В случае больших синхронизаторов может быть 4 фиксирующих элемента, распределенных по 90°.
Изображение: Ступица синхронизатора
Ступица синхронизатора (5) установлена на вторичном валу, жестко соединена шлицем. Он может двигаться в осевом направлении, но не вращаться относительно вала. Он содержит специальные канавки, в которых будут размещаться фиксирующие элементы.
Кольцевые пружины (3) расположены с каждой стороны ступицы синхронизатора и предназначены для удержания шпонок стойки в предусмотренных канавках.
Скользящая втулка (6), также называемая муфтой переключения передач, муфтой синхронизатора или муфтой муфты, имеет на внешней стороне радиальную канавку для вилки переключения передач. Внутренняя часть имеет шлицы, которые находятся в постоянном зацеплении с внешними шлицами ступицы синхронизатора. Скользящая втулка может перемещаться только в осевом направлении (влево-вправо) из нейтрального положения в зацепленное положение.
Изображение: Скользящая втулка
Фазы синхронизации шестерни
Процесс синхронизации , когда скользящая втулка начинается из нейтрального положения (центральное) и заканчивается полным зацеплением шестерни, может быть описан в пять этапов, как показано на картинка ниже.
Процесс синхронизации будет описан параметрами:
F [Н] – усилие переключения передач
Δω [рад/с] – разница скоростей между шестерней и ступицей синхронизатора
T f [Нм] – момент трения между кольцом синхронизатора и фрикционным конусом
T i [Нм] – момент инерции первичного вала, шестерни и вторичной массы сцепления
Изображение: Процесс синхронизации переключения передач
Фаза 1: Асинхронизация
Перед началом процесса переключения скользящая муфта удерживается в среднем положении стопорными элементами.
Сила переключения передач создает осевое перемещение скользящей втулки, которая толкает вперед кольцо синхронизатора к фрикционному коническому зубчатому колесу. Разница скоростей между зубчатым колесом и кольцом синхронизатора вызывает вращение кольца синхронизатора.
Этап 2: Синхронизация (блокировка)
Это основной этап синхронизации скорости. Скользящая втулка проталкивается дальше, что приводит в соприкосновение внутренние шлицы (зубья) скользящей втулки и зубья кольца синхронизатора. На этом этапе момент трения начинает противодействовать моменту инерции, и разница скоростей начинает уменьшаться.
Фаза 3: Разблокировка (повернуть кольцо синхронизатора назад)
Усилие переключения передач удерживается на кольце синхронизатора за счет фиксирующих элементов и скользящей втулки. Когда синхронизация скоростей достигнута, сила трения уменьшается до нуля, а кольцо синхронизатора немного поворачивается назад.
Фаза 4: Зацепление (поворот ступицы синхронизатора)
Скользящая втулка проходит через зубья кольца синхронизатора и входит в контакт с блокирующим зубчатым зацеплением шестерни.
Фаза 5: Зацепление (блокировка шестерни)
Скользящая втулка полностью вошла в стопорное зубчатое зацепление шестерни. Задние конусы на зубьях скользящей втулки и стопорные зубья зубчатого колеса предотвращают разъединение под нагрузкой.
Контроль положения включения передач
В автоматизированных механических коробках передач (АМТ) и коробках передач с двойным сцеплением (DCT) положение вилки переключения (скользящей втулки) контролируется датчиками положения.
На изображении ниже видно, как положение скользящей муфты меняется в процессе переключения передач. Позиция разделена на пять этапов:
- Подвод синхронизатора
- Синхронизация
- Включение передачи
- Удержание передачи
- Расслабление передачи
Когда положение вилки переключения остается постоянным (P 1 ) после перемещения, это означает, что кольцо синхронизатора ударилось о фрикционный конус зубчатого колеса.На этом этапе контролируется положение (скорость) вилки переключения, а не усилие переключения передач (толкающее усилие). Усилие переключения обычно составляет около 60–120 Н.
После обнаружения контакта между кольцом синхронизатора и фрикционным конусом начинается фаза Синхронизация (B). В этой фазе положение вилки переключения постоянно, а толкающее усилие постепенно увеличивается. Из-за момента трения входной вал начинает тормозить. Окончание этой фазы наступает, когда скорость входного и выходного валов синхронизируется (стр. 9).0082 2 ).
Фаза включения передачи (C) начинается, когда вилка переключения снова начинает двигаться. На этом этапе скользящая втулка проходит через кольцо синхронизатора и начинает зацепляться с блокирующим зацеплением зубчатого колеса.
Фаза заканчивается, когда скользящая втулка достигает конечного положения и больше не может двигаться вперед.
На этом этапе очень важно точно контролировать положение (скорость) вилки переключения. Если он движется слишком быстро, в конце хода он врежется в зубчатое колесо, что вызовет шум включения шестерни и возможное механическое повреждение.
После того, как вилка переключения достигает конечного положения, начинается фаза Удержание передачи (D). На этом этапе на вилку переключения передач в течение определенного времени воздействует высокое усилие, чтобы обеспечить полное включение передачи.
В фазе Расслабление шестерни (E) усилие на вилку переключения больше не действует, и шестерня удерживается на месте благодаря механической блокировке скользящей муфты зубчатым колесом.
Общая длина хода вилки переключения может составлять около 8–12 мм, точка синхронизации начинается от 3–6 мм.
Сила переключения передач (кредит: Hoerbiger)
Размер и расчет механизма синхронизатора должны учитывать различные параметры, такие как:
- монтажное пространство
- механическая инерция для синхронизации
- разница скоростей вала для синхронизации
- передаваемый крутящий момент
- свойства трансмиссионного масла
- параметры качества переключения передач
- время синхронизации
- ход вилки переключения
- максимальное усилие переключения
- момент сопротивления
- циклы нагрузки
- интерфейсы
- данные шлицев
- зазор зубчатых колес
- размер канавки втулки
2 2 Мощность синхронизатора ограничена
- крутящим моментом вместимость скользящей втулки, ступицы и зубчатого зацепления шестерни
- вместимость фрикционного материала (скорость скольжения, поверхностное давление, сила трения, работа трения)
- тепловыделение через масло, синхронизирующее кольцо и фрикционный конус
- трансмиссионное масло (вязкость и термическая стабильность)
сдвиговое усилие на скользящей втулке F a [Н] рассчитывается по формуле ( источник: Hoerbiger):
\[F_{a} = \frac{2 \cdot \sin{\alpha} \cdot J \cdot \Delta \omega}{n_{c} \cdot \mu \cdot d_{m } \cdot T_{F}}\]
где:
α [рад] – угол конуса трения
Дж [кг·м 2 ] – инерция массы первичного вала, шестерен и вторичной муфты
Δω [рад/с] – разность скоростей синхронизации
n c [-] – количество конусов
μ [-] – коэффициент трения конуса трения
d m [м] – средний диаметр конуса трения
T F [Нм] – момент тренияУменьшение усилия смещения на втулке может быть достигнуто за счет:
- увеличения диаметра среднего конуса трения
- увеличение количества фрикционных конусов (с использованием двухконусных или трехконусных синхронизаторов)
- увеличение коэффициента трения
- уменьшение угла конуса трения
Время переключения передач
Процесс переключения передач одинаков для повышения и понижения передачи, но время переключения различно.
При переключении на повышенную передачу скорость входного вала должна уменьшаться. Поскольку между движущимися частями есть потери на трение, торможение вала будет более быстрым.С другой стороны, при переключении на пониженную передачу необходимо ускорить первичный вал. Точно так же будут действовать те же потери на трение, которые пытаются затормозить вал. Следовательно, для синхронизации валов при переключении на пониженную передачу требуется более высокий момент трения и более длительное время синхронизации.
Общее время переключения механической коробки передач в основном зависит от водителя и может составлять от 0,5 до 2,0 с. Некоторые высокопроизводительные коробки передач с двойным сцеплением (DCT) могут достигать времени переключения около 10 мс.
Двухконусный синхронизатор
Двухконусный синхронизатор обычно используется для передач 1 st и 2 nd . Механизм двухконусного синхронизатора представляет собой компактное устройство, способное зацепляться в тяжелых условиях.
При переключении на повышенную передачу скорость входного вала должна уменьшаться. Поскольку между движущимися частями есть потери на трение, торможение вала будет более быстрым.