Предавателните кутии на съвременните автомобили имат синхронизатори.
Какво всъщност представлява синхронизаторът?
С явлението “синхронизация” ние се сблъскваме ежедневно. Ключов момент при него се явява движението, а именно “синхронното движение”. Примери за синхронно движение в техниката има много. За нас е важно да разберем, че движението в една или друга система може да се синхронизира, тоест да се накарат системите да работят едновременно при това с една и съща скорост.
Към тези системи се отнася и предавателната или скоростната кутия на автомобила. Известно е, че превключването на съединителите предпазва зъбците на предавките от удар, тъй като самите зъбци на съединителите понасят напрежението върху себе си.
Превключването на предавките на съединителите не е лесна операция. От шофьора се изисква голямо внимание, което го изтощава по време на кормуване.Ударът, който възниква при превключването на предавките се дължи на факта, че скоростта на въртене на валовете в момента на превключването не е еднакъв. Сдруги думи, валовете не са синхронизирани.
Ако скоростта на въртене на вторичния вал и на предавката се изравни, то казваме, че двигателят е синхронизиран. Когато автомобилният двигател е синхронизиран, предавките се включват лесно и безшумно.
Но по какъв начин може да се изравни скоростта на въртене на два независими един от друг вала? За тази цел може да се използва триенето между елементите. Ако на един от валовете се закрепи конус, а на другия – коничен пръстен, моментът на тяхното съприкосновение осигурява необходимия резултат. Триенето между конуса и коничния пръстен (синхронизатори за двигатели) ще увеличи скоростта на изоставащия вал и съответно ще забави скоростта на избързващия вал. Тоест посредством процеса на синхронизиране на двигателя валовете започват да се въртят с еднаква скорост. Въртенето на две или повече системи с еднаква скорост се нарича “синхронно движение”.
Механизмът, посредством който се изравнява скоростта на предавката и вала е известен под наименованието “синхронизатор”.
Какво е устройството на синхронизатора и на какъв принцип работи той?
Както вече казахме, скоростите на въртене могат да се изравняват с помощта на триенето. На втората предавка се закрепва конус, а на вторичния вал слагаме коничен пръстен с напречни отверстия. Вътрешните шлици на отверстията позволяватна пръстена да се придвижва свободно по дължината на вала.
Между коничния пръстен и конуса на предавката се наблюдава съприкосновение,благодарение на което се изравняват скоростите на въртене на предавката и вала.Трябва да се вземе под внимание обаче фактът, че единствено триенето между коничните повърхности не е достатъчно, за да се придаде необходимият момент на вторичния вал. Когато извадим пръстена от шлицовете, можем да видим че на отверстията има зъбци, посредством които може да се извърши зацепване с вътрешните зъбци на конуса на предавката. Сега предаването на усукващия момент е възможно, но механизмът на изравняване на скоростите на въртене е нарушен. Трябва да го въстановим, което се постига посредством закрепването на специален диск с отверстия. През отверстията пропускаме палците и твърдите съединения с пръстена. Това дава възможност на коничния пръстен да се премества независимо от детайлите. Това е и начинът при осигуряването на усукващия момент да се възстанови механизмът за изравняване на скоростите.
Когато скоростите на предавката и валовете са изравнени, елементът с напречните отверстия може да бъде преместен и предавката и вторичният вал да бъдат съединени. Механизмът с такава конструкция позволява безударно да се включва предавката, но само по два начина, което не е много удобно. Предавките трябва да се включват лесно и с едно движение. Само тогава зъбците на съединителите ще бъдат запазени и управлението на автомобила ще е безпроблемно, а времето за превключване на предавките ще се намали.
При трудни пътища с голям наклон и много завои на водача на автомобила се налага често да превключва предавките. При бързото превключване на предавките възниква голямо усилие и съединението на предавката с вала проиизвежда удар при процеса на изравняване на скоростите. За да се избегне това се използва принципът на “инерционния синхронизатор”, при който последством триене се увлича по инерция иначе неподвижният вторичен вал.
Всеки синхронизатор за автомобилен двигател разполага с два конични пръстена. На вътрешната повърхност на пръстените има направени прорези, които осигуряват бързото впръскване на смазка върху триещите се повърхности на синхронизаторите. Върху дисковете на синхронизаторите има направени специални отвори, които се наричат блокиращи повърхности.
Освен блокиращи палци, между синхронизаторите се намират още три фиксиращи палеца. Във вътрешността на фиксатора са поставени пружина и две топчета.Посредством тях фиксаторът може да се придвижва в края на отверстието на диска.При преместването на диска заедно с него посредством съществуващите механизми се придвижват и коничните пръстени. Единият от пръстените се опира в коничния елемент на предавката, което води до блокиране на синхронизатора. След изравняването на скоростите на двете независими системи – предавките и валовете, блокировката на синхронизатора на автомобилния двигател се прекратява. Дискът се придвижва като съединява предавката с вала.
Синхронизаторите на автомобилния двигател разполагат с два конични пръстена за превключване на различните предавки. От оборотите на двигателя зависи неговата ефективност. В различните ситуации двигателят работи в различен диапазон на оборотите. Голямо значение има и броят на степените на скоростната кутия.