同步器的工作原理是依靠摩擦作用，使將要嚙合的齒輪達(dá)到一致轉(zhuǎn)速從而順利實(shí)現(xiàn)同步嚙合。在汽車換擋過程中，以常見的慣性式同步器為例，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，讓快的減慢、慢的加快。在摩擦力矩作用下，兩者轉(zhuǎn)速趨于相等，此時(shí)慣性力矩消失，接合套就能不受阻礙地完成換擋。這一過程避免了齒間沖擊與噪音，讓換擋更平順。

具體來說，慣性式同步器主要由接合套、同步鎖環(huán)等關(guān)鍵部件構(gòu)成。當(dāng)駕駛員操作換擋桿進(jìn)行換擋動(dòng)作時(shí)，接合套、同步鎖環(huán)和待接合齒輪的齒圈上的倒角（鎖止角）就開始發(fā)揮作用。同步鎖環(huán)的內(nèi)錐面與待接合齒輪齒圈外錐面緊密接觸，這種接觸產(chǎn)生的摩擦力如同一位精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)大師，對(duì)待嚙合的齒套與齒圈進(jìn)行速度調(diào)整。

假設(shè)汽車需要從低速檔換入高速檔，駕駛員踩下離合器踏板，將接合套右移至空檔位置。此時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱的傳動(dòng)關(guān)系，接合套的轉(zhuǎn)速大于待接合齒輪的轉(zhuǎn)速。如果沒有同步器的作用，直接進(jìn)行齒輪的接合，就如同兩個(gè)速度不同的物體強(qiáng)行碰撞，必然會(huì)導(dǎo)致打齒現(xiàn)象的發(fā)生，不僅會(huì)產(chǎn)生刺耳的噪音，還會(huì)對(duì)齒輪造成嚴(yán)重的磨損。

而同步器的存在改變了這一情況。在同步鎖環(huán)內(nèi)錐面與待接合齒輪齒圈外錐面接觸后，摩擦力矩迅速發(fā)揮作用，使得待接合齒輪的轉(zhuǎn)速在摩擦力的影響下逐漸升高，向同步鎖環(huán)的轉(zhuǎn)速靠近。隨著兩者轉(zhuǎn)速差的不斷減小，當(dāng)達(dá)到幾乎相等的狀態(tài)時(shí)，也就是實(shí)現(xiàn)了同步。此時(shí)，齒輪相對(duì)于同步鎖環(huán)的轉(zhuǎn)速為零，慣性力矩也隨之消失。

在這樣的狀態(tài)下，在換擋作用力的推動(dòng)下，接合套就可以不受阻礙地先與同步鎖環(huán)齒圈接合，進(jìn)而再與待接合齒輪的齒圈順利接合，最終完美地完成整個(gè)換擋過程。這一過程一氣呵成，有效地避免了齒間沖擊和噪音的產(chǎn)生，為駕駛員帶來了平順、舒適的換擋體驗(yàn)。

除了慣性式同步器，同步器還有常壓式和自行增力式等類型。常壓式同步器通過兩錐面摩擦使需接合的兩花鍵齒圈同步，但由于對(duì)接合套軸向阻力由彈簧壓力造成，大小有限，其工作不太可靠，在現(xiàn)代汽車中較少采用。自行增力式同步器則巧妙地利用摩擦原理，通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使同步環(huán)產(chǎn)生的摩擦力矩因彈簧片作用成倍增長，從而讓換擋過程更加省力、迅速。

總之，同步器通過不同的設(shè)計(jì)方式和摩擦作用，有效地解決了換擋時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與變速箱轉(zhuǎn)速不一致的問題，極大地提升了汽車換擋的平順性和可靠性，為汽車的平穩(wěn)運(yùn)行和駕駛的舒適性、高效性奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng)）