Порядок выполнения работы. 1.Изучить назначение, устройство и работу синхронизаторов и механизмов переключения

1.Изучить назначение, устройство и работу синхронизаторов и механизмов переключения передач.

2.Рассмотреть и уметь объяснить следующие схемы:

2.1.Передачу усилия от рычага переключения передач к шестерням и синхронизаторам.

2.2.Работу синхронизатора при переключении передач

3. Выписать основные параметры, характеризующие синхронизаторы и механизмы переключения передач коробок передач изучаемых автомобилей

3.1.Тип синхронизаторов и место их установки

3.2.Тип механизма переключения передач

3.3.Конструктивные особенности синхронизаторов коробок передач

4.Составить отчет о работе, дать ответ на контрольные вопросы

4.1. Общие положения и содержание работы

Синхронизаторы обеспечивают бесшумное переключение передач за счет предварительного выравнивания угловых скоростей шестерни и вала, увеличение долговечности шестерен, снижение нервно-мышечной напряженности водителя из-за облегчения управления коробкой, повышение динамических свойств автомобиля и безопасности движения.

Принцип действия синхронизатора заключается в использовании инерции со­единяемых деталей трансмиссии для предотвращения преждевременного включения передачи путем поворота запирающего звена - блокирующих колец или пальцев относительно скользящей зубчатой муфты.

Включение передачи при этом состоит из трех этапов.

На первом этапе под действием момента трения происходит выравнивание уг­ловых скоростей вала и шестерни включаемой передачи. В это время, запирающее звено смещено на некоторый угол относительно ступицы синхронизатора и не позволяет переместить скользящую зубчатую муфту в сторону включаемой шестерни.

На втором этапе происходит разблокировка синхронизатора путем возвраще­ния деталей запирающего устройства в первоначальное положение относительно скользящей зубчатой муфты.

На третьем этапе производится зацепление зубьев скользящей муфты с зубья­ми муфтового соединения шестерни включаемой передачи.

Синхронизаторы автомобиля ВАЗ-2110 (рис. 4.1) состоят из ступицы 5, уста­новленной на шлицах вторичного вала 7 коробки передач, скользящей муфты 2, трех сухарей 4 с шариковыми фиксаторами 3 и пружинами и двух блокирующих ко­лец 1 (с двух сторон) с внутренними коническими по-верхностями. На этих поверх­ностях нарезана резьба и выполнены продольные канавки для разрыва масляной пленки на конусных поверхностях кольца и венца шестерни включаемой передачи с целью повышения трения между ними. Блокирующие кольца имеют зубчатые вен­цы, шаг которых равен шагу внутренних зубьев скользящей муфты и зубчатых вен­цов 9 включаемых шестерен 6 и 8, а также шесть выступов, которые заходят в пазы ступицы 5. При этом три коротких выступа заходят в пазы, в которых расположены сухари фиксаторов, а более длинные и широкие - в другие пазы. Выступы установ­лены в пазах с боковыми зазорами, равным половине толщины зуба муфты, и огра­ничивают угол поворота блокирующего кольца относительно ступицы. При таком соединении ступица вращается совместно с блокирующими кольцами (I).

Рис. 4.1. Детали и работа син­хронизатора третьей и четвер­той передачи автомобиля ВАЗ-2110:

(нейтральное положение муфты синхронизатора); II - начало включения передачи; Ш - передача выключена.

Во время работы синхро­низатора при перемещении вил­ки 10 скользящая муфта 2 с по­мощью подпружиненных шари­ков 3 увлекает за собой сухари фиксаторов 4, которые, упира­ясь в длинные выступы блокирующего кольца, прижимают его внутреннюю поверхность к конической поверхности шестерни 8. Под действием сил трения между ними и инерции синхронизируемых масс блокирующее кольцо 1 поворачивается относительно ступицы 5 до упора длинных выступов кольца в боковые стенки пазов ступицы. Вследствие этого окружного смещения боковые скосы скользящей муфты 2 упираются в боковые скосы блокирующего кольца, и дальнейшее ее перемещение становится невозможным (II) до тех пор, пока не уравняются угловые скорости шес­терни 8 и вторичного вала 7. При этом прекращается трение фрикционных конусов блокирующего кольца 1 и шестерни 8, вследствие чего исчезает сила, прижимающая скошенные поверхности зубьев муфты и кольца. Освобожденная муфта свободно входит своими внутренними зубьями в зацепление с зубчатыми венцами блоки­рующего кольца 1 и шестерни 8 вторичного вала коробки передач, которая находит­ся в постоянном зацеплении с шестерней соответствующей передачи первичного вала. Крутящий момент от первичного вала передается через шестерню 8, скользя­щую муфту 2 и ступицу 5 на вторичный вал 7 коробки передач. При полностью вы­ключенной передаче восстанавливаются зазоры между сухарями 4 и выступами блокирующего кольца и пазами ступицы (III).

Аналогично работают синхронизаторы автомобилей ГАЗ-3110 «Волга», ГАЗ-33021 «Газель», ГАЗ-2752 «Соболь», ГАЗ-3307, только у них вместо подпружинен­ного цилиндрической пружиной шарикового фиксатора установлены блокирующие пружинные кольца, а в синхронизаторах коробок передач фирмы Zahnradfabrik в уз­ле фиксатора вместо шарика используется стержень со сферической головкой.

В 5-ти ступенчатой коробке передач КамАЗ-141 и 10-ти ступенчатой - КамАЗ-152, устанавливаемой на автомобилях семейства Камского автомобильного завода, а также в 9-ти ступенчатой коробке передач ЯМЗ-202, используемой на вышеуказан­ных автомобилях Минского автомобильного завода используются синхронизаторы с блокирующими и фиксирующими пальцами.

Синхронизатор второй и третьей передач коробки ЯМЗ-202 показан на рис. 4.2. Этот синхронизатор состоит из каретки 5, двух фрикционных конусных колец 3, восьми блокирующих пальцев 4 и четырех пальцев фиксаторов 11. Каретка 5 име­ет внутреннее шлицованное отверстие, состоящее из зубчатых венцов, которыми она соединяется со шлицованной частью вторичного вала 8 базовой коробки. Карет­ка постоянно вращается вместе с этим валом. Крайние зубчатые венцы утонены по сравнению со средним и в комплекте с зубчатым венцом вторичного вала при вклю­чении второй и третьей передачи образуют «замок», предотвращающий самовы­ключение передач на ходу автомобиля. В плоскости, перпендикулярной оси вала, в каретке просверлены четыре глухих отверстия, предназначенные для установки пружин 11 и шариков фиксаторов 10, а по окружности параллельно этой оси про­сверлены восемь отверстий под блокирующие пальцы и четыре отверстия под паль­цы фиксаторов. Отверстия под блокирующие пальцы имеют с обеих сторон фаски с углом, равным углу фасок блокирующих пальцев. В нейтральном положении бло­кирующие пальцы находятся в отверстиях каретки с зазором (положение I). На на­ружные концы блокирующих пальцев до упора в их торцы напрессованы фрикци­онные конусные кольца 3. После напрессовки колец концы пальцев развальцовыва­ются. На конической поверхности колец профрезерованы прямоугольные канавки для удаления продуктов износа, а по окружности нарезаны винтовые канавки для выдавливания с конических поверхностей трения масла при прижатии кольца к конусу включаемой шестерни.

Рис. 4.2. Синхронизатор второй и третьей передачи коробки ЯМЗ-202 и его работа:

1 - шестерня третьей передачи; 2 - фрикционный конус шестерни третьей передачи; 3 - фрикционные конусные кольца синхронизатора; 4 - блокирующий палец; 5 - каретка синхронизатора; 6 - фрикционный конус шестерни вто­рой передачи; 7 - шестерня второй передачи; 8 - вторичный вал базовой коробки передач; 9 - пружина фиксатора; 10 - шарик фиксатора; 11 - палец фиксатора; I - нейтральное положение муфты синхронизатора; II - начало вклю­чения синхронизатора; Ш - передача включена.

Пальцы фиксаторов 11 установлены в отверстиях каретки между фрикцион­ными кольцами 3. В средней части пальцы имеют канавку, в которую входит шарик 10, поджатый пружиной 9. В нейтральном положении под действием пружины 9 шарик прижимается к пальцу, входит в его канавку и предотвращает самопроиз­вольное перемещение каретки.

Работа синхронизатора состоит в следующем. При включении, например, третьей передачи каретка синхронизатора под действием усилия от вилки переклю­чения передачи стремится сдвинуться влево. При начальном перемещении каретки вследствие небольшого усилия шарики фиксаторов не утапливаются, и каретка вме­сте с пальцами фиксаторов и фрикционными кольцами перемещается до касания конусной поверхности кольца с конусом 2 шестерни третьей передачи. Так как до этого движение осуществлялось на второй передаче, а каретка жестко соединена со вторичным валом, то окружная скорость каретки меньше окружной скорости шес­терни третьей передачи 1 вторичного вала, находящейся в постоянном зацеплении с шестерней третьей передачи промежуточного вала. При соприкосновении конуса фрикционного кольца 3 с конусом 2 шестерни третьей передачи 1 под действием сил трения шестерня увлекает за собой каретку, поворачивая ее относительно бло­кирующих пальцев 4.

При этом фаски отверстий каретки упираются в фаски блокирующих пальцев и дальнейшее перемещение каретки до полного выравнивания ок­ружных скоростей становится невозможным (II). Когда исчезнут сила инерции и момент трения, блокирующие пальцы 4 займут среднее (плавающее) положение от­носительно отверстий в каретке 5 и каретка получает возможность под действием усилия от вилки переключения продвинуться дальше в осевом направлении. При этом шарики фиксаторов 10 утапливаются, преодолевая сопротивление пружин 9, и каретка по большим диаметрам блокирующих пальцев 4 передвигается в сторону третьей передачи (III). Зубчатый венец каретки бесшумно входит в зацепление с зубчатым венцом шестерни третьей передачи. Включение второй передачи проис­ходит аналогично с той лишь разницей, что в этом случае окружная скорость карет­ки будет больше окружной скорости шестерни второй передачи 7, и при соприкос­новении конусов каретка под действием момента трения будет тормозиться, прово­рачиваясь относительно блокирующих пальцев в обратную, чем при включении третьей передачи, направлении.

В синхронизаторах коробок передач автомобилей ЗИЛ-431410, ЗИЛ-4343 и ГАЗ-4301 отсутствуют пружины 9 и шарики 10, а пальцы фиксаторов выполнены разрезными. Между половинками этих пальце расположены две цилиндрические пружинки. В результате этого полуцилиндры разрезного пальца фиксатора, имею­щие в средней части канавку, прижимаются поверхностью канавки к кромкам от­верстия в каретке и препятствуют ее самопроизвольному перемещению.

Содержание отчета

В отчете лабораторной работе №4 должны быть представлены следующие сведения:

-цель работы;

-общие положения;

-порядок выполнения работы и результаты экспериментов;

-выводы и заключения.

4.3. Контрольные вопросы

1. Что такое синхронизатор и для чего его используют?

2. Схема и принцип работы синхронизатора коробок передач.

3. Детали и работа син­хронизатора третьей и четвер­той передачи автомобиля ВАЗ-2110.

4. Как происходит фиксация включения той или иной передачи?

5. Синхронизатор второй и третьей передач коробки ЯМЗ-202.