Синхронизатор механической КПП, его неисправности и порядок замены

Назначение синхронизатора

На данный момент синхронизатором оснащают передачи значительно числа легковых автомобилей. Как уже и было указано выше, он позволяет выровнять частоты вращения шестерней и вала коробки передач, тем самым обеспечивая включение передачи без возникновения ударов. Кроме того, механизм позволяет существенно уменьшить уровень шума – практически все агрегаты автомобиля работают не бесшумно, что является серьезной проблемой. Как приятное дополнение – синхронизатор положительно влияет на эксплуатационный ресурс коробки передач. Он существенно снижает механический износ «начинки» коробки передач, в результате чего она может прослужить дольше.

Казалось бы, причина установки синхронизатора кроется в уменьшении износа КП и подавлении шума. Здесь скрыта еще одна его особенность. Дело в том, что на автомобилях без синхронизатора несколько сложнее переключать скорости. Раньше это делалось двойным выжиманием сцепления с переводом рукоятки КП на нейтральную передачу. Сейчас же с механическими коробками передач могут справиться даже неопытные автолюбители, а после того как они наберутся опыта, количество ошибок, например, при трогании станет практически нулевым.

Видео

Признаки износа механизма

На поломку синхронизатора может указывать несколько вещей, причем, на первый взгляд, они могут указывать и на поломку другого элемента коробки передач. Этим могут воспользоваться недобросовестные мастера, настаивающее на капитальном и дорогостоящем ремонте всей коробки передач. Автолюбитель должен уметь различать признаки поломки синхронизатора с теми признаками, которые указывают на неисправность других элементов трансмиссии. И вот на что нужно обращать внимание:

Читайте также:
  • Произвольное выключение какой-либо из передач;
  • Резкий шум в момент переключения скорости;
  • Затрудненное включение передачи;
  • Нечеткое включение передачи или невозможность ее включения.

Чаще всего автолюбители жалуются на шум, возникающий при работе коробки передач. В большинстве случаев он вызвать износом конуса или искривлением блокирующего кольца. Более серьезная проблема – самопроизвольное выключение передачи. Здесь проблема может связана как с муфтой, так и критическим износом шестерни. Если передачу попросту сложно включить без приложения серьезного усилия, можно смело диагностировать поломку синхронизатора. Механизм можно отремонтировать, однако практика успела показать, что установка нового синхронизатора предпочтительнее, чем ремонт старого. Впрочем, автолюбитель может оттянуть выход из строя уже установленного механизма. Для этого нужно:

Для чего это нужно

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.

Замена синхронизатора в механической КПП

Чтобы заменить синхронизатор в МКПП, придется демонтировать коробку с машины и полностью разобрать ее, предварительно слив масло. Процесс замены синхронизатора выполняется в следующем порядке.

  1. Очистите от грязи корпус МКПП.
  2. Демонтируйте кронштейн, предназначенный для троса сцепления.
  3. Снимите крышку, отвернув крепежные гайки.
  4. Отверните болт вилки и передвиньте муфту вниз таким образом, чтобы ее шлицы оставались сцепленными с шестерней.
  5. Включите верхнюю передачу.
  6. Снимите крепеж первичного вала. Это потребует достаточно серьезного физического усилия.
  7. Аналогичным образом освободите вторичный вал.
  8. Приподнимите шестерню, снимите ее одним блоком с синхронизатором и вилкой. При этом муфта не должна сойти со ступицы. Желательно отметить положение муфты мелом или карандашом.
  9. Извлеките синхронизатор, установите новую деталь, обработайте ее смазкой.
  10. Соберите КПП в порядке, обратном разборке.

Если все сделано верно, проблема устраняется заменой синхронизатора. Однако неопытным автовладельцам не рекомендуется выполнять замену самостоятельно, так как ошибки в сборке могут привести к необходимости замены уже всей КПП. Обратитесь в специализированный сервис — опытные мастера произведут ремонт в течение одного дня.

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.Для ремонта вам может понадобиться отвертка с прочной ручкой и плоским лезвием и пассатижи с тонкими губами.

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.

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.

Устройство конструкции

Устройство состоит из следующих деталей:

  • ступицы муфты, на наружной стороне которой встроены сухари;
  • стопорного кольца;
  • скользящей муфты включения II и III передач;
  • блокирующих (запирающих) колец;
  • шестерней II и III передач с конусными выступами.

На внешней поверхности ступицы есть 3 паза, в котоБазовым элементом устройства является ступица. На ее внутренней стороне находятся шлицы, благодаря которым она сцепляется с валом КПП и может свободно крутиться на нем в разных направлениях. Посредством внешних шлицев деталь совмещается с муфтой, обеспечивающей крепкое стыкование вала и шестерни.

На внешней поверхности ступицы есть 3 паза, в которые интегрированы сухари. В момент включения передачи они оказывают давление на запирающее кольцо и останавливают его движение. Внутренняя поверхность детали соприкасается с конусным выступом шестерни. Снаружи детали есть шлицы, посредством которых она соединяется и блокирует муфту на стадии синхронизации.

Основные неисправности синхронизатора КПП

Основной причиной снижения долговечности синхронизатора КПП является неправильная эксплуатация пользователем автомобиля. Слишком резкое или раннее переключение передач приводит к быстрому износу механизма и необходимости проведения досрочного ремонта или технического обслуживания.

Шестерни и валы КПП обычно изготавливаются из высокопрочной стали, обладающей низким порогом чувствительности к высоким температурным режимам. Именно поэтому данные элементы выходят из строя редко, проводить их замену следует одновременно с капитальным ремонтом двигателя.

Мелкие детали в синхронизаторе обладают не таким длительным сроком эксплуатации, например, медное блокирующее кольцо или сухари.

При переключении передач раздаётся шум или хруст

Проблема встречается очень часта, причиной подобного хруста является износ кольца блокировки, которое предотвращает движение муфты. Также подобный шум может вызвать основание, на котором находится блокирующее медное кольцо синхронизатора – коническая поверхность шестерни. Чтобы определить неисправность, достаточно добраться до синхронизатора, на поверхностях деталей будет выработка, а кольцо блокировки меняет свою форму.

Для переключения передач необходимо прилагать силу При данной проблеме внимание следует уделить синхронизатору в сборе. При поломке синхронизатора переключение передач затруднительно, или не происходит вообще.

Последовательность замены:

  1. Снять КПП и очистить от грязи. 4 гайки крепят крышку, под которой болт, фиксирующий вилку пятой передачи. Вилку переместить вниз и добиться сцепки муфты и шестерни.
  2. Включить третью передачу и открутить гайки первичного и вторичного валов. Сдвинуть вверх ведомую шестерню пятой передачи, а также вилку вторичного вала.
  3. Снять синхронизатор и заменить на новый.При замене износившейся детали следует контролировать каждое движение, так как появление зазора между муфтой и шестернёй станет причиной повторной разборки МКПП.

Появление синхронизированных коробок передач

В СССР несинхронизированными МКПП оснащались все довоенные модели (ГАЗ-А, ГАЗ-М-1) и часть послевоенных автомобилей («Победы» ГАЗ-М-20 первых выпусков, внедорожники ГАЗ-69). Синхронизаторы, а вместе с ними и синхронизированные коробки передач начали появляться в сороковые годы. При этом, поначалу синхронизаторами оснащали лишь высшие передачи – например, вторую и третью в конструкции ГАЗ-21 «Волга». Считалось, что при небольшой скорости движения, угадать момент переключения пониженной передачи при определенном навыке сможет любой водитель.

Что такое синхронизатор передачи?

Синхронизатор передачи — узел коробок переключения передач с ручным управлением; устройство для безударного переключения передач. КП, имеющие данный узел, называются синхронизированными.

Синхронизатор служит для выравнивания угловых скоростей зубчатого колеса включаемой передачи и вторичного вала КП. Введение данного механизма имеет ряд положительных последствий для коробки и всей трансмиссии в целом:

  • Обеспечивается безударное включение передач — это предотвращает поломку зубьев шестерен, деформацию валов и деталей привода переключения передач;
  • Обеспечивается бесшумное включение передач;
  • Улучшаются динамические характеристики автомобиля — водитель не тратит лишнее время на переключение передач, что позволяет быстрее подстраиваться под текущие условия и изменять скоростной режим;
  • Облегчается труд водителя — для управления трансмиссией нужно делать меньше движений;
  • В целом повышается надежность трансмиссии за счет предотвращения ударов, вибраций и т.д.

Существует несколько основных вариантов синхронизации передач в КП:

  • Синхронизированы все передачи (отдельными или парными синхронизаторами), в том числе и задняя;
  • Попарно синхронизированы I и II, III и IV передачи, V передача имеет отдельный синхронизатор, задняя передача не синхронизирована;
  • Попарно синхронизированы II и III, IV и V передачи, I и задняя передачи не синхронизированы (они включаются на низких скоростях транспортного средства, поэтому шестерни входят в зацепление с незначительными ударными нагрузками);
  • Синхронизированы только высокие передачи — III и IV, а при наличии и V, остальные передачи (I, II и заднего хода) не синхронизированы.

Сегодня наиболее широкое применение имеют коробки со всеми синхронизированными передачами и коробки с несинхронизированной задней передачей. Первый тип КП чаще используется на зарубежных автомобилях, КП второго типа популярны у отечественного автопрома. Коробки с несинхронизированной I передачей в настоящее время почти не используются, также вышли из употребления и КП с несинхронизированными I и II передачами — их можно встретить на старых грузовиках ГАЗ-53А и некоторых других.

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.

Ступица имеет три паза, расположенных под углом в 120 градусов относительно друг друга. В пазах находятся подпружиненные сухари, которые помогают фиксировать муфту в нейтральном положении, то есть в тот момент, когда синхронизатор не работает.

Муфта служит для обеспечения жесткого соединения вала коробки передач и шестерни. Она находится на ступице, а с внешней стороны соединяется с вилкой коробки передач. Блокировочное кольцо синхронизатора необходимо для синхронизации частоты вращения при помощи силы трения, оно препятствует замыканию муфты до того момента, пока вал и шестерня не будут иметь одинаковую скорость.

Внутренняя часть кольца имеет форму конуса. Чтобы увеличить поверхность соприкосновения и снизить усилие при переключении скоростей используются многоконусные синхронизаторы. Помимо одиночных применяются и двойные синхронизаторы.

Двойной синхронизатор помимо конического кольца, которое крепится к шестерне, включает в себя внутреннее и наружное кольца. Коническая поверхность шестерни здесь уже не используется, а синхронизация происходит за счет использования колец.

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.

Как работает синхронизатор коробки

Рассмотрев устройство синхронизатора КПП и его сос

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.  

Теги

Adblock
detector