3.3课题 同步器构造原理1. 掌握锁环式惯性同步器结构 和原理2. 掌握锁环式惯性同步器的装 配要点3. 了解锁销式同步器的结构和 原理应知：锁环式惯性同步 器结构和原理应会：锁环式惯性同步器的装配要点建议:采用现场教学并结合多 媒体、录像等方式，并注重启 发学生能够举一反三，最后教 师要总结目前汽车中手动普通齿轮变速器换档的方式有两种，一是采用直齿滑动齿轮，如东风 EQ1092的一、倒档的换档方式；二是采用同步器换档，这种方式应用最广泛，几乎所有的 变速器都是采用同步器进行换档一、同步器的功用1. 功用同步器的功用是使接合套与待啮合的齿圈迅速同步，缩短换档时间；且防止在同步前啮 合而产生换档冲击想一想：如果没有同步器，变速器的换档的过程是怎样的呢？下面带着这样的问题，我 们进入下面的学习2. 无同步器的换档过程以无同步器五档变速器的四、五档互换为例进行介绍，如图3 — 32所示为其结构简图，齿轮7—中间轴8—中间轴常啮合齿轮9 —花键毅1） 低档换高档（四档换五档）变速器在四档工作时，接合套3与二轴四档齿轮4上的接合齿圈啮合，两者接合齿圆周 速度v3=v4欲换入五档时，驾驶员先踩下离合器踏板，离合器分离，再通过变速操纵机构 将接合套3左移，处于空档位置。
此时仍是V3=V4，因二轴四档齿轮4的转速低于一轴常 啮合齿轮2的转速，圆周速度V4vV2所以在换入空档的瞬间，V3V4，故V3>V4，如图3 —33b）所示但在空档时V下降 得比V3快，即V与V3不会出现相交点，不可能达到自然同步状态所以驾驶员应在变速 器退回空档后，立即抬起离合器踏板，同时踩下加速踏板，使发动机连同离合器从动盘和一 轴都从B点开始升速，让V4>V3，如图3 —33b）中虚线所示，再踩下离合器踏板稍等片刻， V3=V4 （同步点A），即可换入四档。
图3 —33b）中还有一次同步时刻A\利用这一点来缩短换档时间，由于此点是踩加速 踏板过程中出现的，要求有熟练的操作技能图3 — 33无同步器的换档过程a）低档换高档b）高档换低档由此可见，欲使无同步器变速器换档时不产生换档冲击，需采取较复杂的操作，不仅易 使驾驶员产生疲劳，且降低齿轮的使用寿命同步器是在接合套的基础上进一步发展起来的，下面通过介绍同步器结构和原理使我们 进一步了解同步器的功用二、同步器的构造及工作原理目前所采用的同步器几乎都是摩擦式惯性同步器，按锁止装置不同，可分为锁环式惯性 同步器和锁销式惯性同步器1.锁环式惯性同步器1）构造锁环式同步器的结构如图3 — 34所示,花键毂7用内花键套装在二轴外花键上，用垫圈、 卡环轴向定位花键毂7两端与齿轮1和4之间各有一个青铜制成的锁环（即同步环）5和9 锁环上有短花键齿圈，其花键的尺寸和齿数与花键毂、齿轮1和4的外花键齿相同两个齿 轮和锁环上的花键齿，靠近接合套8的一端都有倒角（锁止角），与接合套齿端的倒角相同 锁环有内锥面，与齿轮1、4的外锥面锥角相同在环锁内锥面上制有细密的螺纹（或直槽）， 当锥面接触后，它能及时破坏油膜，增加锥面间的摩擦力。
锁环内锥面摩擦副称为摩擦件, 外沿带倒角的齿圈是锁止件，锁环上还有三个均布的缺口 12三个滑块2分别装在花键毂7 上三个均布的轴向槽11内，沿槽可以轴向移动滑块被两个弹簧圈6的径向力压向接合套, 滑块中部的凸起部位压嵌在接合套中部的环槽10内滑块和弹簧是推动件滑块两端伸入 锁环5的缺口 12中，滑块窄缺口宽，两者之差等于锁环的花键齿宽锁环相对滑块顺转和 逆转都只能转动半个齿宽，且只有当滑块位于锁环缺口的中央时，接合套与锁环才能接合图3 — 34锁环式惯性同步器1――轴常啮合齿轮的接合齿圈2—滑块3—拨叉4—二轴齿轮5、9—锁环（同步环） 6 —弹簧圈7 —花键毂8 —接合套10 —环槽11 —三个轴向槽12—缺口2）工作原理以二档换三档为例，说明同步器的工作原理，如图3 — 35所示图3 — 35锁环式惯性同步器工作原理1—待啮合齿轮的接合齿圈2—滑块8 —接合套9—锁环（同步环） ①空档位置接合套8刚从二档退入空档时，如图3 —35a）所示，三档齿轮1、接合套8、锁环9以及 与其有关联的运动件，因惯性作用而沿原方向继续旋转（图示箭头方向）由于齿轮1是高档 齿轮（相对于二档齿轮来说），所以接合套8、锁环9的转速低于齿轮1的转速。
② 挂档欲换入三档时，驾驶员通过变速杆使拨叉3推动接合套8连同滑块2一起向左移动，如 图3 —35b）所示，滑块又推动锁环移向齿轮1,使锥面接触驾驶员作用在接合套上的轴向 推力，使两锥面有正压力N,又因两者有转速差，所以产生摩擦力矩通过摩擦作用，齿轮 1带动锁环相对于接合套向前转动一个角度，使锁环缺口靠在滑块的另一侧（上侧）为止，此 时接合套的内齿与锁环上错开了约半个齿宽，接合套的齿端倒角面与锁环的齿端倒角面互相 抵住③ 锁止驾驶员的轴向推力使接合套的齿端倒角面与锁环的齿端倒角面之间产生正压力形成一 个企图拨动锁环相对于接合套反转的力矩，称为拨环力矩这样在锁环上同时作用着方向相 反的摩擦力矩和拨环力矩，同步器的结构参数可以保证在同步前（存在摩擦力矩）拨环力矩 始终小于摩擦力矩，所以在同步之前无论驾驶员施加多大的操纵力，都不会挂上档，即产生 锁止作用，如图3 —35c所示④ 同步啮合随着驾驶员施加于接合套上的推力加大，摩擦力矩不断增加，使齿轮1的转速迅速降低 当齿轮1、接合套8和锁环9达到同步时，作用在锁环上的摩擦力矩消失此时在拨环力矩 的作用下，锁环9、齿轮1以及与之相连的各零件都对于接合套反转一角度，滑块2处于锁 环缺口的中央如图3 — 35c）所示，键齿不再抵触，锁环的锁止作用消除。
接合套压下弹簧圈 继续左移（滑块脱离接合套的内环槽而不能左移），与锁环的花键齿圈进入啮合进而再与齿 轮1进入啮合，如图3 —35d），换入三档锁环式同步器尺寸小、结构紧凑、摩擦力矩也小，多用于轿车和轻型车辆3）装配要点以桑塔纳2000轿车五档变速器的同步器为例，在装配同步器时，花键毂的细槽应朝向 接合套拨叉槽的对面一侧，如图3 — 36所示花键毂上有三个凹口，接合套上有三个凹陷的 内齿，如图3 — 37所示安装时，三个凹口应与三个凹陷的内齿相吻合，这样可以安装滑块， 如图3 — 38所示再装弹簧圈，相互间隙120°，弹簧圈弯的一端应嵌入一个滑块中，如图 3 — 39所示图3 — 36装配同步器（一）图3 — 37装配同步器（二）图3 — 38装配同步器（三）图3 — 39装配同步器（四）2.锁销式惯性同步器大、中型货车普遍采用锁销式惯性同步器，下面以东风EQ1092汽车五档变速器的四、 五档同步器为例进行简介四、五档锁销式惯性同步器的结构如图3—40所示图3—40锁销式惯性同步器1 — 一轴齿轮2—摩擦锥盘3—摩擦锥环4 —定位销5 —接合套6—二轴四档齿轮7—二轴8—锁销9 —花键毂10—钢球11—弹簧两个带有内锥面的摩擦锥盘2,以其内花键分别固装在带有接合齿圈的斜齿轮1和6上， 随齿轮一起转动。
两个有外锥面的摩擦锥环3,其上有圆周均布的三个锁销8、三个定位销 4与接合套5装在一起定位销与接合套的相应孔是滑动配合，定位销中部切有一小段环槽, 接合套钻有斜孔，内装弹簧11,把钢球10顶向定位销中部的环槽，使接合套处于空档位置, 定位销随接合套能轴向移动定位销两端伸入两锥环3内侧面的弧线形浅坑中，定位销与浅 坑有周向间隙，锥环相对接合套在一定范围内作周向摆动锁销中部环槽的两端和接合套相 应孔两端切有相同的倒角；锁销与孔对中时，接合套才能沿锁销轴向移动；锁销两端铆接在 锥环相应的孔中两个锥环、三个锁销、三个定位销和接合套构成一个部件，套在花键毂9 的齿圈上锁销式惯性同步器的工作原理与锁环式惯性同步器类似换档时接合套受到拨叉的轴向推力作用，通过钢球10、定位销4推动摩擦锥环3向前 移动因摩擦锥环与锥盘有转速差，故接触后的摩擦作用使锥环和锁销相对于接合套转过一 个角度，锁销与接合套上相应孔的中心线不再同心，锁销中部倒角与接合套孔端的锥面相 抵触，在同步前，作用在摩擦面的摩擦力矩总大于拨销力矩，接合套被锁止不能前移，防止 在同步前接合套与齿圈进入啮合同步后摩擦力矩消失，拨销力矩使锁销、摩擦锥盘和相应 的齿轮相对于接合套转过一个角度，锁销与接合套的相应孔对中，接合套克服弹簧11的张 力压下钢球并沿锁销向前移动，完成换档。
测试题：1.照实物或图片说出锁环式惯性同步器各元件的名称、装配关系2. 简述锁环式惯性同步器的工作原理3. 如果将锁销式惯性同步器的摩擦锥环等同于锁环式惯性同步器的锁环（同步环）, 试总结锁销式惯性同步器和锁环式惯性同步器之间还有哪些类似的元件。