变速器同步器利用摩擦原理实现同步。惯性同步器广泛应用于现代汽车。同步器在结构上可以保证啮合套和啮合齿轮的花键齿在达到同步之前不会接触，从而避免齿间的冲击和噪音。

同步器是用来使离合器片和飞轮同步的，转速必须相同才能顺利换挡。如果换挡较慢，转速降至怠速，则无法换入)，应在空挡位置降档(同时保持离合器抬起)加注气门，以减小各档的速差。但是这个操作比较复杂，很难准确把握。因此，设计师创造了一个‘同步器’，通过它，要啮合的齿轮可以达到相同的速度，顺利啮合。

同步器的工作原理不太好理解。下面是同步器工作过程的动画，来说明同步器的工作原理。

同步器工作原理动画“”查看更多同步器工作原理动画。

同步器有常压式、惯性式和自增力式。目前广泛使用的是惯性同步器。它主要由连接套、同步锁紧环等组成。

这里只介绍目前广泛使用的惯性同步器。

惯性同步器通过摩擦实现同步，在它上面设置了特殊的机构，保证在实现同步之前，啮合套和待啮合的花键齿圈不能接触，避免了齿间的冲击。

工作原理可以以汽车三档变速器中的二档和三档同步器为例来说明。轮毂7通过花键与第二轴连接，并通过垫圈和卡环轴向定位。在花键毂的两端与齿轮1和4之间，分别有青铜制成的锁环(也称为同步环)9和5。锁上有一个短花键齿圈，花键齿的轮廓尺寸与齿轮1、4和花键毂7上外花键齿的轮廓尺寸相同。在两个锁定环上，花键齿在与接合套筒8相对的端部具有倒角(称为锁定角)，该倒角与接合套筒齿端部的倒角相同。

锁环惯性同步器结构

惯性同步器

该锁具有与齿轮1和4上的摩擦面锥度相同的内锥面，并在内锥面上形成带细齿的螺旋槽，使两个锥面接触后油膜被破坏，锥面之间的摩擦力增大。三个滑块2分别嵌入花键毂的三个轴向凹槽11中，并可沿凹槽的轴向滑动。在两个弹簧圈6的作用下，滑块压在连接套上，使滑块中间的凸起部分正好嵌入连接套中间的凹槽10中，起到了中性定位的作用。滑块2的两端伸入锁紧环9和5的三个凹口12中。只有当滑块位于凹口12的中心时，接合套和锁环的齿才可以接合。

同步器分解图

截面图

锁式惯性同步器

自激励同步器

自增力同步器和常压同步器、惯性同步器一样，是利用摩擦原理来实现同步的。主要区别在于，同步环产生的摩擦扭矩被同步环中的弹簧放大。

图为保时捷的自激同步器。

两个齿轮通过轴承套在第二轴上，花键毂2与第二轴固定连接。轮毂的外缘有三个突出的轴向键，它们与连接套1上的三个相应的键槽相匹配。套筒与毂一起旋转，并且可以相对于毂轴向移动。

接合齿圈3与常啮合齿轮固定连接。弹性拼合同步环4、滑块5、支撑块6和两个弹簧片7都安装在啮合齿圈内，并由止动片8轴向限位。滑块5的凸起部分插入同步环的开口中，当它处于中间位置时，在两侧有一个间隙。支撑块内圆上的凸起部分嵌入啮合齿圈轴颈上相应的凹槽内，凹槽略宽

此时，在小换挡力的作用下，啮合套可以压紧同步环，与右啮合齿圈啮合，同步环位于啮合套的屋顶形凹槽内，定位可靠。因此，不需要采用普通变速器在换档位置所必需的自锁装置。

在图中所示的右视图中，在齿轮啮合齿圈的左右两侧有一个弹簧片，在上述换档过程中只有右侧的弹簧片起作用。从下一个档位换到该档位时，左侧弹簧板会施加径向力来加快同步过程。

由于弹簧片的增力作用，这种同步器可以使换挡更加省力快捷。

大气同步器

该图示出了装备有大气同步器的变速器。第一轴的齿轮2和套在第二轴5上的齿轮4之间安装有花键套1。轮毂分别通过其内部和外部花键与第二轴和连接套筒3可滑动地连接。或者将啮合套向左或向右移动，其内花键齿圈可与2档或4档的啮合齿圈啮合，即与直接档或2档啮合。

齿轮2和4在齿圈的另一侧有一个外锥面。相应地，花键毂的两侧都加工有内锥面。在花键毂的径向孔中，安装有定位销6，该定位销6通过弹簧的压力嵌入在接合套筒3中切出的环形槽中。

图1上半部分的三幅图是同步器在挂直接档过程中的工作示意图。图1a示出了处于中间位置的接合套筒。挂直接档时，将接合套向左移动，定位销将带动花键毂1向左移动。当花键毂的内锥面接触齿轮2的外锥面时，花键毂不能再向左移动。

由于在啮合套和花键毂之间有一个弹簧支撑的定位销6，如果驾驶员不对啮合套施加很大的力，当花键毂停止移动时，定位销将阻止啮合套向左移动。该位置如图1b所示。两个锥体被驱动器通过操作机构施加在连接套筒和花键毂上的力相互挤压。齿轮和花键毂之间存在速度差，所以一旦两个锥面接触，就会产生摩擦。这种摩擦使第一轴齿轮的转速迅速降低到等于花键毂的转速(即接合套的转速)，从而使两个齿轮的花键齿的圆周速度相等(同步)。

此时，驱动器继续增加施加到接合套的推力，使得接合套克服弹簧力压下定位销6，并继续相对于花键毂向左移动，其内花键齿圈将与齿轮的接合齿圈接合，也就是说，常压同步器换挡和啮合套换挡在工作过程上的区别主要是前者的摩擦能使两个要啮合的花键齿圈快速达到并保持同步。此外，由于带有弹簧的定位销6对接合套筒的阻力，两个齿圈将不会接合，直到实现同步。

但在这种同步器中，对接合套的轴向阻力是由弹簧压力引起的，因此其尺寸受到限制(因此得名“常压式”)。如果驾驶员用力过猛，啮合套可能会克服弹簧压力，在达到同步之前压住定位销与2档啮合齿圈接触，此时齿间仍会产生冲击。所以常压同步器并不可靠，目前很少使用。

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