第三节：同步器
三档齿轮同步器的作用原理
三档齿轮同步器的作用原理
三档齿轮同步器是一种用于变速器的机械装置，作用是实现不同齿轮的同步转速和平稳的换挡操作。
其作用原理如下：
1. 齿轮同步：当变速器需要进行换挡时，需要将换挡杆操作传递给相应的齿轮同步器。
齿轮同步器通过摩擦作用，在主轴上的齿与中央齿轮上的齿相互啮合，将两者的转速同步。
这样当换挡完成后，被换入的齿轮与传动轴的转速就能够匹配，实现平稳换挡。
2. 瞬间解除负载：在换挡时，由于传动轴和齿轮之间的转速差会引起一定程度上的碰撞或摩擦，这可能会导致换挡过程中的振动和冲击。
齿轮同步器在换挡过程中通过摩擦作用能够瞬间解除与传动轴的连接，减小了换挡时产生的冲击和振动。
3. 齿轮位置锁定：在换挡过程中，齿轮同步器还承担着将被换入齿轮的位置锁定的功能。
它通过齿轮的动力传递和摩擦作用来限制齿轮的旋转，使得齿轮能够固定在正确的位置。
这样可以确保换挡后的齿轮能够正确地与传动轴啮合，保证传动的可靠性和平稳性。
总而言之，三档齿轮同步器通过摩擦作用、同步齿的啮合和位置锁定等方式，实现不同齿轮之间的同步转速和平稳换挡操作，确保变速器工作的顺畅和可靠性。
同步器
锁环式惯性同步器工作原理/v_show/id_XMjA2NDMyNjQ=.html/down/jiaoxue/dipan/tujie/chapter1/html/tj4-3.htm/down/jiaoxue/dipan/由于变速器输入轴与输出轴以各自的速度旋转，变换档位时合存在一个"同步"问题。
两个旋转速度不一样齿轮强行啮合必然会发生冲击碰撞，损坏齿轮。
因此，旧式变速器的换档要采用"两脚离合"的方式，升档在空档位置停留片刻，减档要在空档位置加油门，以减少齿轮的转速差。
但这个操作比较复杂，难以掌握精确。
因此设计师创造出"同步器"，通过同步器使将要啮合的齿轮达到一致的转速而顺利啮合。
什么是同步器同步器（Synchronizer），是使在换挡中相互接合的齿轮实现同步的装置。
在换挡过程中，应当使准备啮合的那一对齿轮的接合齿圈的圆周速度达到相等（即同步），才能平顺地挂上挡。
否则，两齿轮齿圈间会发出冲击和噪音，影响齿轮的寿命。
为了便于换挡，现代汽车变速器在常用的各挡间都装有同步器，使相啮合的一对齿轮先同步，而后啮合。
同步器就是使你的车的变速箱中的每一个档位的齿轮与发动机输出的转速保持一致，减少换档离合过程中蹩齿轮的可能，所以现在的车换档只用踩一脚离合器踏板，原来的车都需要踩两次的，目的就是人为使其同步。
主要分类同步器有常压式和惯性式。
目前全部同步式变速器上采用的是惯性同步器，它主要由接合套、同步锁环等组成，它的特点是依靠摩擦作用实现同步。
接合套、同步锁环和待接合齿轮的齿圈上均有倒角（锁止角），同步锁环的内锥面与待接合齿轮齿圈外锥面接触产生摩擦。
锁止角与锥面在设计时已作了适当选择，锥面摩擦使得待啮合的齿套与齿圈迅速同步，同时又会产生一种锁止作用，防止齿轮在同步前进行啮合。
当同步锁环内锥面与待接合齿轮齿圈外锥面接触后，在摩擦力矩的作用下齿轮转速迅速降低（或升高）到与同步锁环转速相等，两者同步旋转，齿轮相对于同步锁环的转速为零，因而惯性力矩也同时消失，这时在作用力的推动下，接合套不受阻碍地与同步锁环齿圈接合，并进一步与待接合齿轮的齿圈接合而完成换档过程。
《汽车变速器同步器》课件
定期更换同步器油
根据汽车制造商的推荐， 定期更换变速器油，以保 证同步器的正常润滑。
正确驾驶习惯
避免急加速、急减速和频 繁换挡等行为，以减少同 步器的磨损。
05
总结与展望
同步器技术的发展与展望
1 2 3
用于手动变速器，以提高换挡的平顺性和舒适性 。
动力传递的实现
当输入轴和输出轴达到同 步状态时，同步器的驱动 部分将动力传递给输出轴 ，完成换挡操作。
03
同步器的类型与特点
惯性式同步器
总结词
基于惯性原理实现转速同步
优点
结构简单，工作可靠，成本低。
详细描述
利用主动件和从动件之间的相对运动 产生摩擦力，通过摩擦力矩的作用实 现转速的同步。
缺点
同步速度较慢，对于大功率或高转速 的变速器不太适用。
传递动力
当输入轴和输出轴达到同步状 态时，同步器将动力传递给输
出轴，完成换挡操作。
同步器的工作原理详解
01
02
03
摩擦力矩的作用
同步器中的摩擦片在锁止 和解锁过程中产生摩擦力 矩，通过摩擦力矩的作用 实现转速差的减小。
转速差的消除
当输入轴和输出轴之间的 转速差较小时，摩擦力矩 的作用使转速差逐渐减小 ，最终消除转速差。
同步器的应用场景
03
手动挡和自动挡汽车变速器中均有应用。
同步器在变速器中的故障诊断与排除
同步器常见故障
换挡困难、换挡冲击、变速器异 响等。
故障诊断方法
听诊、触诊、仪器检测等。
故障排除步骤
检查同步器是否松动、检查同步 器弹簧是否损坏、更换损坏的同 步器等。
同步器的维护与保养
定期检查同步器
同步器设计手册
同步器设计手册前言汽车变速器中采用同步器，可以保证换档操作迅速、轻便无冲击，延长齿轮和传动系统的使用寿命，提高汽车在换档和加速起步时的动力性和经济性，改善驾驶舒适性的有效措施。
同步器技术目前被广泛应用于各种车型上。
同步器的应用是机械变速器发展过程中一次质的飞跃，在我国汽车行业标准QC/T29063中明确规定轻型汽车变速器前进档必需装有同步器结构，中型汽车除一档、倒档外，其余各档也必需装有同步器结构。
随着同步器技术不断发展，对于提高变速器传动性能，具有十分重要的经济技术意义。
本手册是在综合同步器理论和实践研究的基础上编写而成。
本书结构新颖，文字简洁，图文并茂，通俗易懂。
内容包括：同步器结构形式，工作原理，设计参数，结构参数，以及影响同步器性能的因素。
本手册可供从事汽车变速器的设计、生产、维修人员参考。
本手册经等人员审阅并提出修改意见，在此表示感谢。
由于作者水平有限，难免有不足之处，请广大员工提出宝贵意见。
作者2007/11/16目录绪论第一章同步器的结构形式及其特点第一节锁销式同步器第二节锁环式同步器第三节锁环式多锥同步器第二章同步器工作原理第三章同步器设计参数及其计算第一节转动惯量及其转换第二节同步力矩 Tc及同步时间第三节拨环力矩T B第四节计算实例第四章结构参数设计第一节结构参数设计第二节结构参数设计对换档性能的影响第三节同步器摩擦材料第五章影响同步器性能的因素第一节润滑油对同步器性能的影响第二节其他对同步器性能的影响第六章同步器试验绪 论汽车变速器是汽车传动系中的一个重要部件，它的功能是在不同的使用条件下，改变由发动机传到驱动轮上的转矩和转速，使得汽车得到不同的牵引力和车速，以适应不同的使用条件。
同时也可以使发动机在最有利的工况范围内工作。
为保证变速器具有良好的工作性能，对变速器提出以下基本要求：1. 应有合适的变速档位数和传动比，保证汽车具有良好的动力性和经济性指标。
2. 较高的传动效率。
第三章 手动变速器教学课件
2、按变速器操纵方式分
可分为手动变速器、自动变速器和手动自动一体变速器三种。 （1）手动变速器（MT，即Manual Transmission的缩写）
通过驾驶员用手操纵变速杆来选定档位，并直接操纵变速器的换档 机构进行档位变换。齿轮式有级变速器大多数都采用这种换档方式。 （2）自动变速器（AT，即Automatic Transmission的缩写）
1、传动比
一对齿轮啮合传动时，主动轮转速与从动轮转速之比或从动轮齿数 与主动轮齿数之比，称为传动比。
主动轮1
传动比 i=n1/n2= z2/z1= M2/M1
Z1、n1 、M1为主动齿轮的参数。 Z2、n2 、M2为从动齿轮的参数。
从动轮2
如图所示为两级齿轮传动示意图，
传动比 i14＝n1/n4
＝（z2·z4）/（z1·z3）
件下对牵引力和车速的要求，同时使发动机在较为经济的工况下工作。 （2）实现倒车（ 倒档）
使汽车在发动机旋转方向不改变的前提下，能倒向行驶。 （3）实现中断动力传动（空档）
在发动机起动、怠速运转、变速器换档、汽车滑行和暂时停车等情 况下，都需要中断发动机的动力传递，因此变速器中设有空档。 （4）利用变速器作为动力输出装置驱动其他机构。
在前进挡，变速器的自动控制系统根据发动机的负荷和车速的变化 情况自动地选定档位，并进行档位变换，即自动地改变传动比。驾驶人 只需要操纵加速踏板控制车速即可。 （3）手动自动一体变速器
这种变速器可以自动换档，也可以手动换档。目前在中、高级轿车 上使用较普遍。
三、普通齿轮变速器的工作原理
普通齿轮变速器，也叫定轴式变速器，是利用不同齿数的齿轮啮 合传动来实现转矩和转速的改变。
第二节 普通齿轮变速器变速传动机构
同步器工作原理
主箱双锥面同步器工作视频
主箱同步器常用参数选择范围
锥面角：7°～9° 滑套外径：……目前最大Φ218 摩擦锥面半径：滑套外径 - X 锁止角：100 °～120 ° 总成轴向尺寸：46～55
关于限位
为什么要限位？ ——结合齿处倒锥齿 ——滑套与拨叉磨损、噪音 常用限位结构：
a)结合齿尖状突起
以12JS160T一二挡为例：
1档升2档
2档降1档
折算到被同步齿轮的转动惯量（kg*m^2）
1.46
2.41
滑套上挂挡力（N）
400
400
被同步齿轮转速变化（rpm）
147
114
同步时间（s）
0.33
0.63
上述计算没有考虑搅油阻力。 如果考虑搅油阻力，1挡升2挡需要将2挡齿轮转速降下来，搅油阻力起正面作用，会缩短同 步时间；2挡降1挡需要将1挡齿轮的转速升高，搅油阻力起反面作用，会延长同步时间。
谢谢！
谢谢观赏
关于挂挡力与挂挡时间
好的变速箱设计，同步时间短、换挡轻便。 难以提供精确的量化指标。 ➢挂挡时间——小于1秒 ➢手球上挂挡力——小于10公斤力，极限情况不能超过20公斤力。
副箱同步器
工作基本原理与主箱同步器相同 锁止同步完成挂挡
锁止机构不同 锁销中部锥形区域与滑套孔倒角为锁止面
工作过程： 1）摘挡至空挡阶段：滑套从一侧挡位摘至空挡，在弹簧的作用下，两侧锥环总成（带锁止销）
同步器工作原理
为什么要用同步器
不带同步器MT
带同步器的MT
AT
AMT
驾
☺
☺
油耗
☺
☺
☺
价格
☺
☺
常见同步器结构种类与材料
同步器设计实例
已知条件：离合器从动片结构尺寸。
变速器档位数、档位排列及各档速比。
变速器各档位齿轮的结构尺寸。
变速器中心距。
匹配发动机最大功率时转速。
1．同步器理论设计计算：1）转动惯量的计算：换档过程中依靠同步器改变转速的零部件包括：离合器从动片、一轴、中间轴、与中间轴齿轮相啮合的主轴上的常啮齿轮。
统称为同步过程的输入端。
（见同步系统简图）而输入端的转动惯量Jc的计算步骤是：首先计算上述相关零部件的转动惯量，而后按不同的档位转换到被同步的档位齿轮上去。
园柱体盘式零件的转动惯量计算公式为;实心J=Q×D2/8g=（γ×π/32g）×D4×L空心J=Q×（D2-d2）/8g=（γ×π/32g）×（D2+d2）×（D2-d2）式中：Q—零件重量（克）D—零件外径（厘米）d—零件内径（厘米）g—重力加速度（980厘米/秒2）γ—材料比重（钢：7.85克/厘米3）L—零件厚度（厘米）转动惯量的转换：基本公式为J换=J×i=J×主动齿轮齿数/从动齿轮齿数各档的总转动惯量ΣJ，需要将各相应零件的转动惯量转到被同步的零件上。
ΣJ=J+J换2）角速度差Δω的计算：在理论设计计算中，一般是按角速度差的最大值计算。
所以只有假设在两个角速度中有一个是相当为发动机最大功率时的转速的值，才是同步过程中的最大角速度差。
a.低档换高档：此时汽车处于加速过程，可以假定与整车相连的输出端（二轴及同步器齿套）换档时转速不变，仍为换档前的低档转速。
而输入端（被同步齿轮）的转速则高于输出端转速。
输入端需要减速才能同步。
只有假定换档前输入端的转速是相应于发动机最大功率的转速n N，才能得到角速度差的最大值Δωmax。
所以：ω出=（2×π×n N/60）/i低ω入=（2×π×n N/60）/i高Δωmax=ω入-ω出= 2×π×n N/60×（1/i高-1/i低）b）高档换低档：此时汽车处于减速过程，亦可以假定与整车相连的输出端（二轴及同步器齿套）换档时转速不变，仍为换档前的高档转速。
货车变速器中同步器的工作原理
货车变速器中同步器的工作原理货车变速器中的同步器是用于协调不同齿轮之间转速的装置，它在车辆行驶时起着重要作用。
同步器的工作原理与结构设计对于货车变速器的性能和可靠性有着重要的影响。
在这份文章中，我们将对货车变速器中同步器的工作原理进行详细介绍，并阐述其在货车行驶中的重要作用。
一、同步器的作用同步器是用于协调不同齿轮之间转速的重要装置，它主要起到两个作用：一是使不同齿轮之间的转速同步，避免因差速导致的换档时产生的撞击和损坏；二是使得换挡过程更加顺畅和快速，提高驾驶舒适性和变速器寿命。
二、同步器的结构同步器一般由同步器套、同步器锥、同步器弹簧、同步器摩擦片等部件组成。
同步器套一般固定在齿轮轴上，同步器锥和同步器摩擦片则相对运动，由同步器弹簧提供一定的压力。
三、同步器的工作原理当货车变速器需要进行换挡时，同步器的工作原理如下：1. 进行加速换挡时，要将下一挡齿轮的转速与当前挡齿轮的转速同步。
同步器套上的同步器锥使得齿轮轴和齿轮一起旋转，摩擦片受到摩擦力，使得转速逐渐同步。
2. 当同步器锥和摩擦片的转速同步后，同步器锥会被同步器套所夹住，使得齿轮轴和齿轮之间的转速也达到同步状态。
3. 同步器弹簧的作用是保持同步状态，并且在一定程度上减小换挡时的冲击力，使得换挡更加顺畅。
四、同步器在货车行驶中的重要作用同步器在货车行驶中起着重要的作用，它可以保证在换挡时不产生撞击和损坏，减少了传动系统的损耗，延长了变速器的使用寿命。
同步器的存在使得换挡更加顺畅和快速，提高驾驶舒适性和变速器的可靠性。
货车变速器中的同步器作为一种重要的装置，其工作原理和结构设计对于货车的性能和可靠性至关重要。
深入了解同步器的工作原理，合理选择和维护同步器，对于提高货车的可靠性、安全性和舒适性具有重要意义。