Синхронизатор – элемент, служащий для синхронизации скорости вращения (оборотов) муфты включения передачи и шестерни включаемой передачи на вторичном валу механической коробки передач.

Зачем нужны синхронизаторы?


Как описано в схеме работы МКПП в соседнем разделе, в современных коробках передач для включения передачи используется муфта на вторичном валу, жестко замыкающая между собой сам вал и шестерню выбранной передачи, которая в выключенном состоянии свободно вращается на нем. В этом случае шестерня, принимающая крутящий момент с маховика двигателя через шестерни промежуточного и/или первичного вала, начинает передавать его на вторичный вал и дальше к колесам.

 

На схеме хорошо видны муфты включения передач с синхронизаторами

 

Но при переключении передач (на неизменной скорости движения машины) с соответствующим изменением передаточного отношения за счет выбора другой пары шестерней изменяются и рабочие обороты двигателя – а значит, скорости шестерни вновь выбираемой передачи и вторичного вала (с муфтой включения на нем) не совпадают. Если попытаться включить передачу в таких условиях, произойдет резкое ударное уравнение их скоростей, которое может легко повредить механические элементы коробки передач – сломать зубья шестерней, например. Таким образом, чтобы включить другую передачу без ущерба, нужно перед совмещением муфты включения передачи и шестерни выбранной передачи уравнять их скорости. В этом и состоит задача синхронизаторов.

 

Как работают синхронизаторы

 

Принцип работы синхронизаторов весьма прост, так как в нем используется банальная сила трения. Торцы шестерней передач, в зацепление с которыми входят муфты, выполнены коническими, а на самой муфте есть ответный конический элемент, на котором установлено бронзовое кольцо. Когда муфта приближается к шестерне, она сначала захватывает бронзовое кольцо синхронизатора за счет его зубчатого венца и прижимает его к шестерне, чтобы силой трения уравнять их угловые скорости. Когда скорости уравниваются, и муфта с шестерней становятся неподвижны относительно друг друга, они плавно и без ударов входят в зацепление своими зубчатыми венцами – передача считается включенной.

 

 

Стоит отметить: когда передача включается, крутящий момент передается уже через зацепление зубчатых венцов муфты и шестерни – синхронизатор в этом уже никакой роли не играет, он работает исключительно в момент уравнивания скоростей муфты и шестерни.

 

 

Еще одно замечание: описание принципа работы синхронизаторов занимает куда больше времени, чем их работа в момент включения передачи: все вышеописанные действия происходят за доли секунды. В этом можно убедиться, переключая передачи самостоятельно: ведь вы же не выжидаете секунду-другую, медленно вдавливая рычаг КПП в «паз» следующей ступени, а делаете это быстро, иногда даже рывками. Тем не менее, никакого хруста или ударов в момент переключения передач не наблюдается – разумеется, если коробка передач исправна, а синхронизаторы не изношены.

 

При работе у синхронизатора изнашивается не только коническая фрикционная часть, но и зубья: на фото хорошо видна выработка в местах контакта зубьев при зацеплении

 

Износ синхронизаторов – по сути, их основная проблема. Ведь работая за счет силы трения, бронзовые кольца синхронизаторов неизбежно истираются. Материал в этом случае выбран не случайно – ведь изнашиваемым элементом должны быть именно синхронизаторы, а не шестерни, например. Поэтому сравнительно мягкая бронза служит здесь «буфером» и своеобразным «расходником». Для того, чтобы продлить срок службы синхронизаторов, бронзовых колец с конической поверхностью может быть несколько: подобный «бутерброд» физически увеличивает время их истирания.

 

Как работали КПП до появления синхронизаторов

 

В КПП старых автомобилей синхронизаторов не было, поэтому для безударного переключения передач приходилось использовать техники двойного выжима сцепления. С появлением синхронизаторов они, впрочем, не стали сразу применяться во всех передачах: зачастую синхронизированными могли быть только низшие передачи.

А вот задняя передача и по сей день, как правило, остается несинхронизированной. Причина в том, что в нормальных условиях она должна включаться на стоящем автомобиле и на холостых оборотах – в этом случае различия скоростей между муфтой включения и шестерней задней передачи настолько незначительны, что ими можно пренебречь. А вот если попытаться включить заднюю передачу, стоя на месте и газуя или, еще хуже, двигаясь вперед, можно собственными ушами и руками ощутить хруст и треск.

KnowCar - понятная энциклопедия по устройству автомобилей, где сложное описано простым языком, с иллюстрациями и видео, а статьи рассортированы по разделам. Энциклопедия в процессе наполнения. Если есть вопросы или предложения, свяжитесь с командой. Все контактные данные - внизу сайта.