Zadanie skrzyni biegów jest bardzo proste — zmiana częstotliwości obrotów między wałem korbowym silnika spalinowego lub wałem głównym samej skrzyni, co jest tym samym, ponieważ ich częstotliwość jest taka sama, a kardanem, z którego siła następnie poprzez pewne mechanizmy pośrednie prowadzi do obrotu kół samochodu. Ze względu na różnicę w średnicy i, odpowiednio, liczbę zębów dużych i małych kół zębatych zamontowanych na wale pierwotnym i wtórnym skrzyni, można wybrać przełożenie, z jakim koła będą się obracać względem silnika. Oznacza to, że zasada ta istnieje w mechanizmie prędkości roweru górskiego, w którym prędkość obrotowa kół zmienia się w zależności od zmiany par kół zębatych pracujących w zazębieniu.
Koła zębate zawsze się obracają, tylko synchronizator skrzyni biegów przykłada obciążenie do zdefiniowanych przez siebie par kół zębatych: pierwszego, drugiego, trzeciego, czwartego, piątego, wstecznego itd. Z wału korbowego silnika poprzez sprzęgło moment obrotowy jest przekazywany na wał główny, gdzie poprzez synchronizator łączy się z odpowiednią parą kół zębatych i obroty są przekazywane dalej. W pojazdach z napędem na przednie koła moment obrotowy jest przenoszony na piasty przednich kół za pośrednictwem przegubów homokinetycznych. W pojazdach z napędem na tylne koła moment obrotowy jest przenoszony do głównej przekładni znajdującej się na tylnej osi za pośrednictwem pośredniego wału kardana, który jest zamontowany pod podwoziem na łożyskach zawieszenia. Za pomocą amortyzatora obrót jest odbierany przez tylne koła.
Zasada działania synchronizatora skrzyni biegów
Działanie synchronizatora skrzyni biegów umożliwia obracanie się układu przeniesienia napędu z jedną prędkością. Zmiana biegów za pomocą sprzęgieł synchronizatora chroni zęby, ale zęby sprzęgła przyjmują uderzenie. Uderzenie występuje, ponieważ wały nie obracają się z tą samą prędkością, innymi słowy, wały nie są zsynchronizowane. Jeśli prędkość obrotowa wału pomocniczego z kołami zębatymi któregokolwiek z kół zębatych zostanie wyrównana, sprzęgło będzie załączać się łatwo i cicho. Można to zrobić za pomocą siły tarcia.
Jeśli stożek jest zamocowany na jednym z wałów, a koło zębate stożkowe na drugim, gdy się zetkną, tarcie będzie napędzać wał opóźniający, hamując wał wyprzedzający, a wały będą obracać się z tą samą prędkością. Pierścień stożkowy jest wykonany ze spiczastymi zębami i ma kilka rodzajów obróbki, dzięki czemu może cicho spełniać swoją funkcję w przekładni przez cały okres eksploatacji. Ponadto, ze względu na porowatą strukturę wewnętrznej powierzchni, ślizga się po wale w celu zatrzymania smaru, poprawiając w ten sposób poślizg i wydłużając żywotność części. Obrót dwóch niezależnych układów z tą samą prędkością nazywany jest obrotem synchronicznym. Mechanizm, który wyrównuje prędkość obrotową koła zębatego i wału, nazywany jest synchronizatorem. Działanie synchronizatora ułatwia włączanie biegów jednym ruchem, co oszczędza zęby sprzęgła.
Na trudnych, krętych drogach i w zatłoczonym ruchu miejskim kierowca musi często zmieniać prędkość, a synchronizacja znacznie usprawnia ten proces, ułatwiając go. Synchronizator jest przesuwany przez system dźwigni i widełek, poruszających się wzdłuż wału, służących do łączenia kół zębatych po jego bokach z odpowiednimi parami kół zębatych z kołami zębatymi wału pomocniczego.
Wszystkie zespoły synchronizatora zmiany biegów zostały zaprojektowane z myślą o wydajnej i trwałej konserwacji, przenosząc moment obrotowy generowany przez silnik spalinowy z odpowiednią mocą. Najbardziej obciążonym elementem, podlegającym kilku rodzajom cyklicznych wibracji i zużycia, jest sprzęgło. Okładziny cierne, oddziałując poprzez siły tarcia, tworzą zazębienie z kołem zamachowym silnika, jednocześnie przykładając siłę docisku sprężyn i płatków kosza sprzęgła, czyli w procesie wciskania synchronizują silnik i wał główny przekładni o zmiennej prędkości. Materiał okładziny ciernej jest tak dobrany, aby zapewnić najlepszy współczynnik przyczepności z materiałami koła zamachowego, którym jest żeliwo.
Rodzaje zużycia przekładni synchronizatora i konserwacja skrzyni biegów
Stały kontakt pomiędzy ruchomymi częściami przekładni powoduje powstawanie sił tarcia, a także sił uderzeniowych podczas bezpośredniego zazębiania się zębów. Wszystko to w trakcie pracy prowadzi albo do naturalnego zużycia części, albo do przypadkowego zużycia. Naturalne zużycie kół zębatych i łożysk powoduje charakterystyczny hałas podczas pracy urządzenia, na podstawie którego, bez demontażu skrzyni biegów, często można określić jego przyczynę.
Zużycie awaryjne występuje rzadziej, ale jego konsekwencje w postaci nagłego, gwałtownego zniszczenia zębów przekładni, łożysk, oprócz charakterystycznych dźwięków, prowadzi do niemożności dalszej eksploatacji bez demontażu i naprawy samochodu jako całości. Zasada działania synchronizatora skrzyni biegów opiera się na fakcie, że podczas pracy głównym kryterium jego konserwacji jest jakość stosowanego smaru. Częstotliwość jego wymiany zależy od pewnych czynników, takich jak warunki drogowe, obciążenie pojazdu, a w przypadku średnich trybów pracy — przebieg.
Pierścienie synchronizacyjne, podobnie jak inne części ruchome, podlegają zużyciu. Oznaką nieprawidłowego działania synchronizatorów może być chrupanie podczas zmiany biegów. Wewnętrzne zużycie pierścieni, a także zwiększenie powierzchni styku zębów części, wynikające ze wstrząsów podczas wchodzenia w zazębienie, z powodu stałej interakcji z kołami zębatymi, prowadzą do zatarcia mechanizmu synchronizacji, co ogólnie pogarsza działanie skrzyni biegów. W takich przypadkach wymiana synchronizatorów przywraca niezbędny poziom sterowalności układów zmiany biegów na wszystkich biegach. Nowoczesne smary metalizowane zapewniają zwiększoną ochronę przed zużyciem kół zębatych, łożysk itp. Bylibyśmy bardzo zainteresowani Twoją opinią na ten temat.