由于變速器輸入軸與輸出軸以各自的速度旋轉(zhuǎn)，變換檔位時合存在一個"同步"問題。兩個旋轉(zhuǎn)速度不一樣齒輪強(qiáng)行嚙合必然會發(fā)生沖擊碰撞，損壞齒輪。因此，舊式變速器的換檔要采用"兩腳離合"的方式，升檔在空檔位置停留片刻，減檔要在空檔位置加油門，以減少齒輪的轉(zhuǎn)速差。但這個操作比較復(fù)雜，難以掌握精確。因此設(shè)計師創(chuàng)造出"同步器"，通過同步器使將要嚙合的齒輪達(dá)到一致的轉(zhuǎn)速而順利嚙合。

同步器_同步器 -簡介

同步器的基本原理，是靠同步環(huán)的錐面在兩個齒輪之間進(jìn)行摩擦，使快的減慢，慢的加快。達(dá)到同步后，才能使齒圈接合。同步器有常壓式、慣性式、自動增力式等種類。廣泛采用的是各種形式的慣性同步器。

同步器_同步器 -分類

同步器_同步器 -作用

相鄰檔位相互轉(zhuǎn)換時，應(yīng)該采取不同操作步驟的道理同樣適用于移動齒輪換檔的情況，只是前者的待接合齒圈與接合套的轉(zhuǎn)動角速度要求一致，而后者的待接合齒輪嚙合點(diǎn)的線速度要求一致，但所依據(jù)的速度分析原理是一樣的。 變速器的換檔操作，尤其是從高檔向低檔的換檔操作比較復(fù)雜，而且很容易產(chǎn)生輪齒或花鍵齒間的沖擊。為了簡化操作，并避免齒間沖擊，可以在換檔裝置中設(shè)置同步器。慣性式同步器是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步的，在其上面設(shè)有專設(shè)機(jī)構(gòu)保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸，從而避免了齒間沖擊。

同步器_同步器 -結(jié)構(gòu)

同步器有常壓式，慣性式和自行增力式等種類。

慣性式同步器結(jié)構(gòu)

在掛三檔時，用撥叉3撥動接合套8并帶動滑塊2一起向左移動。當(dāng)滑塊左端面與鎖環(huán)9的缺口12的端面接觸時，便推動鎖環(huán)9壓向齒輪1，使鎖環(huán)9的內(nèi)錐面壓向齒輪1的外錐面。由于兩錐面具有轉(zhuǎn)速差（n1＞n9），所以一接觸便產(chǎn)生摩擦作用。齒輪1即通過摩擦作用帶動鎖環(huán)相對于接合套超前轉(zhuǎn)過一個角度，直到鎖環(huán)9的缺口12與滑塊的另一側(cè)面，接觸時，鎖環(huán)便與接合套同步轉(zhuǎn)動。此時，接合套的齒與鎖環(huán)的齒錯開了約半個齒厚，從而使接合套的齒端倒角面與鎖環(huán)相應(yīng)的齒端倒角面正好互相抵觸而不能進(jìn)入嚙合。

當(dāng)變速器由二檔換入三檔（直接檔）時，接合套8從二檔退到空檔，齒輪1和接合套 8連同鎖環(huán)9都在其本身及其所聯(lián)系的一系列運(yùn)動件的慣性作用下，繼續(xù)沿原方向旋轉(zhuǎn)。駕駛員的換檔操縱力通過接合套作用于鎖環(huán)的鎖止角斜面上，在此斜面上產(chǎn)生的法向壓力為N。法向壓力N可分解為軸向力F1和切向力F2。切向力F2所形成的力矩M2有使鎖環(huán)相對于接合套向后（用箭頭指示M2）轉(zhuǎn)動的趨勢，稱為撥環(huán)力矩。軸向力 Fl則使齒輪1 通過摩擦錐面對鎖環(huán)9作用一與轉(zhuǎn)動方向同向摩擦力矩M1（用箭頭指示M1）。這一摩擦力矩M1阻止鎖環(huán)相對接合套向后退轉(zhuǎn)。如果撥環(huán)力矩M2大于摩擦力矩M1，則鎖環(huán)9即可相對于接合套向后退轉(zhuǎn)一個角度，以便二者進(jìn)入接合；若M2＜M1（此時還有滑塊對鎖環(huán)缺口一側(cè)的阻擋作用），則二者相對位置不變，不可能進(jìn)入接合。在設(shè)計同步器時，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（n1=n9）之前，齒輪1施加在鎖環(huán)9上的摩擦力矩M1總是大于切向力F2形成的撥環(huán)力矩M2，不論駕駛員通過操縱機(jī)構(gòu)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。

鎖環(huán)9對接合套的鎖止作用是由于上述摩擦力矩M1造成的。因?yàn)榇四Σ亮氐淖饔门c鎖環(huán)9（及與之連接的接合套8、花鍵轂7、變速器輸出軸及整個汽車等）和齒輪1（及與之連接的離合器從動部分和變速器內(nèi)部分齒輪）兩部分的轉(zhuǎn)動慣性有關(guān)，故稱此種同步器為"慣性式"同步器。

同步器_同步器 -工作原理

全同步式變速器上采用的是慣性同步器，它主要由接合套、同步鎖環(huán)等組成，它的特點(diǎn)是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步。接合套、同步鎖環(huán)和待接合齒輪的齒圈上均有倒角（鎖止角），同步鎖環(huán)的內(nèi)錐面與待接合齒輪齒圈外錐面接觸產(chǎn)生摩擦。鎖止角與錐面在設(shè)計時已作了適當(dāng)選擇，錐面摩擦使得待嚙合的齒套與齒圈迅速同步，同時又會產(chǎn)生一種鎖止作用，防止齒輪在同步前進(jìn)行嚙合。當(dāng)同步鎖環(huán)內(nèi)錐面與待接合齒輪齒圈外錐面接觸后，在摩擦力矩的作用下齒輪轉(zhuǎn)速迅速降低（或升高）到與同步鎖環(huán)轉(zhuǎn)速相等，兩者同步旋轉(zhuǎn)，齒輪相對于同步鎖環(huán)的轉(zhuǎn)速為零，因而慣性力矩也同時消失，這時在作用力的推動下，接合套不受阻礙地與同步鎖環(huán)齒圈接合

，并進(jìn)一步與待接合齒輪的齒圈接合而完成換檔過程。

輸出軸三擋齒輪6與輸入軸三檔齒輪2的齒數(shù)之比（z6/z2）大于輸出軸四擋齒輪5與輸入軸四擋齒輪4 的齒數(shù)之比（z5/z4）。由相互嚙合傳動齒輪的轉(zhuǎn)速與齒數(shù)關(guān)系（n2/n6=z6/z2，n4/n5=z5/z4），可以得出齒輪2與齒輪6轉(zhuǎn)速之比（n2/n6）大于輸入軸四擋齒輪4與輸出軸四擋齒輪5 轉(zhuǎn)速之比（n4/n5）的結(jié)論。而輸出軸三擋齒輪6與齒輪5的轉(zhuǎn)速又是一樣的（n6=n5），所以在傳動過程中，齒輪2轉(zhuǎn)速永遠(yuǎn)比齒輪4轉(zhuǎn)速高，即n2>n4。當(dāng)變速器從低速檔（三檔）換人高速檔（四檔）時，首先要踩離合器踏板，使離合器分離，接著通過變速桿等將接合套3右移，進(jìn)入空檔位置。在接合套3與齒輪2剛分離這一時刻，兩者轉(zhuǎn)速還是相等的，即n3=n2。而n2>n4，由此可以得出n3>n4，即接合套3的轉(zhuǎn)速大于齒輪4轉(zhuǎn)速的結(jié)論。這時如果立即把接合套3推向齒輪4上接合齒圈，就會發(fā)生打齒現(xiàn)象。

此時，由于變速器處于空檔，接合套和齒輪之間沒有聯(lián)系，離合器從動盤又與發(fā)動機(jī)脫離，所以接合套與齒輪的轉(zhuǎn)速都在分別逐漸降低。 因?yàn)辇X輪與齒輪、輸出軸、萬向傳動裝置、驅(qū)動橋、行駛系以及整個汽車聯(lián)系在一起，慣性很大，所以n4下降較慢；而接合套只與輸入軸和離合器從動盤相聯(lián)系，慣性很小，故n3下降較快。因?yàn)閚3原先大于n4，n3下降得又比n4快，所以過一會兒后，必然會有n3＝n4（同步）的情況出現(xiàn)。最好能在n3＝n4的時刻使接合套右移而掛入四檔。 與接合套聯(lián)系的一系列零件的慣性越小，則n3下降得越快，達(dá)到同步所需時間越少，并且在同樣速度差的情況下，齒間的沖擊力也小，因此離合器從動部分轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)盡可能小一些。

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