采用滑动齿轮或接合套换档时，待啮合的一对齿轮的轮齿（或接合套与接合齿圈上相应的内、外花键齿）的圆周速度必须相等（同步），才能平顺地进入啮合而挂上档。如两齿轮轮齿不同步时即强制挂档，将使两轮齿间发生冲击和噪声，影响轮齿的工作寿命，甚至使轮齿折断。

1.同步器功用

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。

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。为使换档平顺，驾驶人应采取合理的换档操作步骤。现以图3-16所示无同步器的五档变速器中四、五档（四档为直接档，五档为超速档）互相转换的过程为例，说明其原理。

第一轴1及其齿轮2直接与离合器从动盘连接，五档齿轮4则通过齿轮6、中间轴7、齿轮8与齿轮2保持传动关系。接合套3借花键毂与第二轴5相连，而第二轴又依次通过万向传动装置、驱动桥和行驶系统与整个汽车保持传动关系。所以齿轮2和4的转速及其轮齿和花键齿的圆周速度都与离合器从动盘转速成正比；同理，接合套3的转速及其花键齿的圆周速度都与汽车速度成正比。

图3-16 无同步器五档变速器的四、五档简图

1—一轴 2—一轴常啮合齿轮 3—接合套 4—二轴五档齿轮 5—二轴 6—中间轴五档齿轮 7、8—中间轴常啮合齿轮 9—花键毂

（1）高速档换低速档（五档换四档） 变速器在五档工作以及刚从五档推入空档时，接合套3与齿轮4的花键齿圆周速度相同，即V₃=V₄，同时，V₄＞V₂（理由同前），故V₃＞V₂，但是退入空档后，由于V₂下降得比V₃快，根本不可能出现V₃=V₂的情况；相反，停留在空档的时间越久，二者的差值将越大。所以驾驶人在分离离合器并使接合套3左移到空档以后，随即重新接合离合器，同时踩一下加速踏板，使发动机将离合器从动盘和第一轴的转速提高，也就是使齿轮2的转速高于接合套转速，即V₂＞V₃，然后再分离离合器，并等待片刻，当V₃=V₂时，即可挂入四档（直接档），如图3-17a所示。(www.daowen.com)

（2）低速档换高速档（四档换五档）变速器在四档工作时，接合套3与齿轮2上的接合齿圈啮合，两者接合齿圆周速度相等V₃=V₂。欲换入五档时，驾驶人先踩下离合器踏板，离合器分离，再通过变速操纵机构将接合套3右移，处于空档位置。

在接合套3刚与齿轮2脱离接合的瞬间，此时仍是V₃=V₂，由于从齿轮6到齿轮4的升速比大于齿轮2到齿轮7的减速比，五档齿轮4的转速永远高于齿轮2的转速，从而齿轮4的花键齿圆周速度V₄＞V₂，所以在刚推入空档的瞬间V₄＞V₃。为避免产生冲击，不应在此时立即将接合套3推向齿轮4而挂五档，而需在空档位置停留片刻。此时，由于离合器从动盘已与发动机脱离，动力传递中断，接合套3与齿轮4的转速及其花键齿的圆周速度V₃和V₄都在逐渐降低。但是变速器尚处于空档，接合套3和齿轮4间没有联系，V₃和V₄下降的快慢有所不同，接合套3因与整个汽车联系在一起，惯性很大，故V₃下降较慢；而齿轮4只与中间轴及其齿轮、第一轴和离合器从动盘相联系，惯性很小，故V₄下降较快。这样，虽然V₄原先大于V₃，但由于下降得比V₃快，故在变速器推入空档以后的某个时刻，必然会有V₃=V₄（同步）的情况出现，而过此时刻，又将出现V₄＜V₃的情况。所以最好是恰在V₃=V₄时刻使接合套右移而挂入五档。若与齿轮4相联系的一系列零件的惯性越小，则V₄下降得起快，而同步情况出现得越早，并且在同样速度差的情况下，齿的冲击力也越小，如图3-17b所示。

图3-17 无同步器的换档过程

a）高档换低档 b）低档换高档

上述相邻档位相互转换时所应采取的不同操纵步骤，虽然只举接合套换档为例，但同样适用于移动齿轮换档的情况，因为所依据的速度分析原理是一样的。

由此可见，欲使一般变速器换档时不产生轮齿或花键齿间的冲击，需要进行较复杂的操作，并应在短时间内迅速而准确地完成。这对于即使是技术很熟练的驾驶人，也易造成疲劳。

因此，要求在变速器结构上采取措施，既保证挂档平顺，又使操作简化，减轻驾驶人劳动强度。同步器即是在这样的要求下产生的。