以二挡换三挡为例,说明同步器的工作原理,如图
锁环式惯性同步器的工作原理
(1)空挡位置。接合套3刚从二挡退入空挡时,三挡齿轮1、接合套3、锁环4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是高挡齿轮(相对于二挡齿轮来说),所以接合套3、锁环4的转速低于齿轮1的转速。
(2)挂挡。欲换入三挡时,驾驶员通过变速杆使拨叉推动接合套3连同滑块2一起向左移动,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挡,即产生锁止作用,
(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3和锁环4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4、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,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,换入三挡。