同步器換擋，它可以從結(jié)構(gòu)上保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前可能接觸，以避免齒間沖擊和發(fā)動(dòng)噪聲，縮短換擋時(shí)間，簡(jiǎn)化換擋過(guò)程，使換擋操作簡(jiǎn)捷而輕便。無(wú)同步器時(shí)變速器的換檔過(guò)程采用滑動(dòng)齒輪或接合套換檔時(shí)，必須使待嚙合的輪齒或接合套與接合齒圈花鍵齒的圓周速度一致（同步），才能順利進(jìn)入嚙合而完成掛檔。而高檔換低檔和低檔換高檔實(shí)現(xiàn)同步的方法還有所不同。（1）低擋換高擋（2）高擋換低擋2021/6/271接合齒圓周速度V3=V2；V4>V2（由傳動(dòng)比決定）；V3<V4（不應(yīng)立即換入高擋）。自然同步：V4比V2下降較快，V3下降較慢；強(qiáng)制同步：抬起離合器踏板，利用發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況迫使第一軸更快地減速，V4下降更快。（1）低擋換高擋2021/6/272接合齒圓周速度V3=V4；因?yàn)閂4>V2（由傳動(dòng)比決定）；所以V2<V3。V4和V2下降較快，V3下降較慢，不能自然同步；（2）高擋換抵擋強(qiáng)制同步：在變速器退到空擋后，立即抬起離合器踏板，同時(shí)踩一下加速踏板，使發(fā)動(dòng)機(jī)連同離合器從動(dòng)盤和第一軸都開始升速，使V2>V3。2021/6/273

無(wú)同步器的普通變速器的操縱復(fù)雜，換擋過(guò)程中容易產(chǎn)生沖擊，對(duì)駕駛員的熟練程度要求高，容易造成駕駛員的疲勞。常壓同步器慣性式同步器自行增力式同步器同步器種類鎖環(huán)式同步器鎖銷式同步器

為克服上述缺點(diǎn)，在普通變速器上采用同步器，使換擋時(shí)即將嚙合齒輪的接合部位與接合套的速度相等，即實(shí)現(xiàn)同步。2021/6/274

目前汽車上廣泛采用摩擦慣性式同步器，是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步的。由鎖環(huán)式慣性同步器和鎖銷式慣性同步器兩種類型。一、鎖環(huán)式慣性同步器1、鎖環(huán)式慣性同步器構(gòu)造2021/6/2752021/6/2762021/6/2771-第一軸2、13-滾針軸承3-六擋接合齒圈4、8-鎖環(huán)5-滑塊6-定位銷7-接合套9-五擋接合齒圈10-第二軸五擋齒輪11-襯套12、18、19-卡環(huán)14-第二軸15-花鍵轂16-彈簧17-中間軸五擋齒輪20-擋圈2021/6/278

花鍵轂15套裝在第二軸上，并用卡環(huán)18軸向固定；

在花鍵轂兩端與齒圈3和9之間，各有一個(gè)青銅制成的鎖環(huán)（同步環(huán)）4和8；

鎖環(huán)上有斷續(xù)的短花鍵齒圈，花鍵齒圈的斷面輪廓尺寸與齒圈3、9及花鍵轂15上的外花鍵齒均相同。

鎖環(huán)上的花鍵齒，在對(duì)著接合套的一端，都有倒角，且與接合套齒端的倒角相同；

鎖環(huán)有與齒圈3、9上的錐形摩擦面錐度相同的內(nèi)錐面，錐面上制出細(xì)牙的螺旋槽，以便兩錐面接觸后，破壞油膜，增加錐面間的摩擦。2021/6/279三個(gè)滑塊，分別嵌合在花鍵轂的三個(gè)軸向槽內(nèi)，并可沿槽軸向滑動(dòng)；三個(gè)定位銷分別插入三個(gè)滑塊的通孔中；在彈簧16的作用下，定位銷壓向接合套，使定位銷端部的球面正好嵌在接合套中部的凹槽口中，起到空擋定位作用；滑塊5的兩端伸入鎖環(huán)4和8的三個(gè)缺口中；

鎖環(huán)的三個(gè)凸起部分別伸入到花鍵轂的三個(gè)通槽中，只有當(dāng)凸起部位于通槽的中央時(shí)，接合套與鎖環(huán)方能接合。2021/6/27102、鎖環(huán)式慣性同步器的工作原理以五擋換六擋為例講解：⑴退入空擋位置：

接合套7剛從五擋退入空擋時(shí)，如圖所示，六擋接合齒圈3、接合套7、鎖環(huán)4及與其有關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)件，因慣性作用而沿原方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，設(shè)他們的轉(zhuǎn)速為n3、n7和n4，此時(shí)n7=n4,因n3＞n7，故n3＞n4。

此時(shí)鎖環(huán)4是軸向自由的，其內(nèi)錐面與六擋接合齒圈3的外錐面沒有摩擦。接合齒圈

鎖環(huán)接合套定位銷滑塊彈簧花鍵轂2021/6/2711齒圈鎖環(huán)接合套滑塊定位銷第一軸2021/6/2712⑵產(chǎn)生摩擦作用：

若要掛入六擋（直接擋），可用撥叉撥動(dòng)接合套7，并通過(guò)定位銷6帶動(dòng)滑塊5一起向左移動(dòng)。

3-六擋接合齒圈，4-鎖環(huán)，7-接合套，

6-定位銷，5-滑塊，15-花鍵轂

當(dāng)滑塊左端面與鎖環(huán)4的缺口的端面接觸時(shí)，便推動(dòng)鎖環(huán)移向六擋接合齒圈3，使具有轉(zhuǎn)速差（n3＞n4）的兩端面一經(jīng)接觸便產(chǎn)生摩擦作用。2021/6/2713⑶產(chǎn)生鎖止作用：

六擋接合齒圈3即通過(guò)摩擦作用帶動(dòng)鎖環(huán)相對(duì)于接合套超前轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，直到鎖環(huán)的凸起部d與花鍵轂15通槽e的另一側(cè)面接觸時(shí)，鎖環(huán)便與接合套同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

此時(shí)，接合套的齒與鎖環(huán)的齒較鎖環(huán)的凸起部d位于花鍵轂的通槽中央時(shí)錯(cuò)開了半個(gè)齒厚，從而使接合套的齒端倒角與鎖環(huán)相應(yīng)的齒端倒角正好互相抵觸而不能進(jìn)入嚙合。

注意：E=d+Aa-接合套的一個(gè)齒

e-花鍵轂通槽2021/6/2714撥環(huán)力（矩）

此時(shí)若要接合套的齒圈與鎖環(huán)的齒圈接合上，必須使鎖環(huán)相對(duì)于接合套后退一個(gè)角度。由于駕駛員始終對(duì)于接合套施加一個(gè)軸向力，使接合套和鎖環(huán)的齒端倒角壓緊，于是在鎖環(huán)的鎖止角斜面上作用有法向力FN，分解成F1（軸向力）、F2（切向力）。F2力圖使鎖環(huán)相對(duì)于接合套向后退轉(zhuǎn)，稱為拔環(huán)力矩。

F1則使鎖環(huán)4與六擋接合齒圈3的錐面產(chǎn)生摩擦力矩，使二者轉(zhuǎn)速n3與n4迅速接近，實(shí)際上可認(rèn)為n4不變，只是n3趨近于n4，這是因?yàn)殒i環(huán)4連同接合套7通過(guò)花鍵轂15與整個(gè)汽車相聯(lián)系，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，轉(zhuǎn)速下降慢。

接合齒圈3僅與離合器從動(dòng)部分相連，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，速度下降快，因?yàn)榻雍淆X圈3是減速旋轉(zhuǎn)，即產(chǎn)生慣性力矩，方向與旋轉(zhuǎn)方向相同。此慣性力矩通過(guò)摩擦錐面作用到鎖環(huán)上，阻止鎖環(huán)相對(duì)接合套向后退轉(zhuǎn)（即：在鎖環(huán)上作用著兩個(gè)相反方向的力矩，一為切向力F2形成的力圖使鎖環(huán)相對(duì)于接合套向后退轉(zhuǎn)的拔環(huán)力矩M2，一個(gè)為摩擦錐面上阻止鎖環(huán)向后退轉(zhuǎn)的慣性力矩M1）。2021/6/2715在n3尚未等于n4時(shí)，兩個(gè)錐面間摩擦力矩的數(shù)值與六擋接合齒圈3的慣性力矩相等；如果M2＞M1，則鎖環(huán)4可相對(duì)于接合套向后退轉(zhuǎn)一個(gè)角度，以便二者進(jìn)入嚙合；如果M2＜M1，則二者不可能進(jìn)入接合；

2021/6/2716

摩擦力矩M1與軸向力F1的垂直于摩擦錐面的分力成正比，而M2則與切向力F2成正比。F1和F2都是法向力的分力，二者的比值取決于花鍵齒鎖止角的大小。

因此，不論駕駛員通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)施加在接合套上的軸向推力有多大，接合套齒端與鎖環(huán)齒端總是互相抵觸而不能接合。這說(shuō)明鎖環(huán)4對(duì)接合套的鎖止作用是六擋接合齒圈3的慣性力矩造成的。

故在設(shè)計(jì)同步器時(shí)，適當(dāng)?shù)剡x擇鎖止角和摩擦錐面的錐角，便能保證在達(dá)到同步（n3=n4）之前，六擋接合齒圈3施加在鎖環(huán)4上的慣性力矩M1，總是大于切向力F2形成的撥環(huán)力矩M2。2021/6/2717⑷同步嚙合：

隨著駕駛員繼續(xù)加大接合套的推力，摩擦作用就迅速使六擋接合齒圈3的轉(zhuǎn)速降低到與鎖環(huán)4相同，并進(jìn)一步保持同步旋轉(zhuǎn)，于是其慣性力矩消失。

由于軸向力F1的作用，兩個(gè)摩擦錐面還緊密接合著，此時(shí)切向力F2形成的撥環(huán)力矩M2使鎖環(huán)連同六擋接合齒圈3及與之相連的所有零件一起相對(duì)于接合套向后退轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使鎖環(huán)凸起部d又移回到花鍵轂15的通槽中央。撥環(huán)力（矩）2021/6/2718

兩個(gè)花鍵齒圈不再抵觸，此時(shí)接合套壓下定位銷繼續(xù)左移，與鎖環(huán)的花鍵齒嚙合，如果此時(shí)接合套花鍵齒與六擋接合齒圈的花鍵齒發(fā)生抵觸，則作用在六擋接合齒圈花鍵齒端斜面上的切向分力使六擋接合齒圈及其相連零件相對(duì)于鎖環(huán)及接合套轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，使接合套與六擋接合齒圈進(jìn)入嚙合。特點(diǎn)與應(yīng)用：動(dòng)畫

機(jī)構(gòu)緊湊、便于合理布置。轎車：一汽奧迪100、紅旗CA7220、捷達(dá)、上海桑塔納輕型載貨汽車：摩擦力矩不大，易造成齒端的磨損而失效。2021/6/2719二、鎖銷式慣性同步器1、應(yīng)用：中、重型載貨汽車上。2、構(gòu)造：東風(fēng)EQ1090E變速器中的四、五鎖銷式慣性同步器。主要由花鍵轂9、接合套5、摩擦錐環(huán)3、摩擦錐盤2、鎖銷

8、定位銷4、鋼球10、彈簧

11等組成。2021/6/2720東風(fēng)EQ1090E變速器中的四、五鎖銷式慣性同步器2021/6/27211-第一軸齒輪，2-摩擦錐盤，3-摩擦錐環(huán)，4-定位銷，5-接合套，6-第二軸四擋齒輪，7-第二軸，8-鎖銷，9-花鍵轂，10-鋼球，11-彈簧2021/6/2722

兩個(gè)內(nèi)錐面的摩擦錐盤分別固定在帶有外花鍵齒圈的常嚙合主動(dòng)齒輪和四擋從動(dòng)齒輪上。

與之相配合的兩個(gè)有外錐面的摩擦錐環(huán)，通過(guò)三個(gè)鎖銷和三個(gè)定位銷與接合套連接。

鎖銷的兩端固定在摩擦錐環(huán)的孔中，其兩端的工作表面直徑與接合套凸緣上相應(yīng)的銷孔的內(nèi)徑相等，其中部直徑小于孔徑。只有在鎖銷與接合套孔對(duì)正時(shí)，接合套方能沿鎖銷軸向移動(dòng)。2021/6/2723

鎖銷中部和接合套上相應(yīng)的銷孔兩端有角度相同的倒角-----鎖止角。

在接合套上定位銷孔中部鉆有斜孔，內(nèi)裝彈簧，把鋼球頂向定位銷中部的環(huán)槽，以保證同步器處于正確的空擋位置。

定位銷兩端伸入錐環(huán)內(nèi)側(cè)面，有間隙，故定位銷可隨接合套軸向移動(dòng)。2021/6/27243、工作原理：（1）退入空擋

剛由四擋退入空擋的位置，接合套由定位銷和定位鋼球定位在中間位置。2021/6/2725（2）產(chǎn)生摩擦作用

當(dāng)要掛上五擋時(shí)，向左撥動(dòng)接合套，接合套便通過(guò)定位鋼球和定位銷推動(dòng)左側(cè)摩擦錐環(huán)向左移動(dòng)，使之與左側(cè)的摩擦錐盤相接觸。

由于此時(shí)摩擦錐環(huán)與摩擦錐盤轉(zhuǎn)速不相同，所以兩者一接觸，便在其摩擦錐面上產(chǎn)生摩擦力矩。2021/6/2726（3）產(chǎn)生鎖止作用

在摩擦力矩的作用下，使摩擦錐環(huán)連同鎖銷一起相對(duì)于接合套轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，使鎖銷中部環(huán)槽倒角與接合套銷孔端倒角的錐面相互抵觸，從而使鎖銷產(chǎn)生鎖止作用，阻止接合套向左移動(dòng)。2021/6/2727

與鎖環(huán)式同步器一樣，在鎖止倒角上的切向分力F2也形成一個(gè)拔環(huán)力矩，而力圖使鎖銷及錐環(huán)倒轉(zhuǎn)，但在錐環(huán)與錐盤未達(dá)到同步前，由摩擦錐盤所形成的摩擦力矩總大于拔環(huán)力矩，因而可以阻止接合套與齒圈在同步之前進(jìn)入嚙合。2021/6/2728（4）同步嚙合

只有達(dá)到同步后慣性力矩消失，