汽車上廣泛采用活塞式內(nèi)燃機其扭矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而復雜的使用條件則要求汽車牽引力和車速能在相當大的范圍內(nèi)變化。為解決這一矛盾在傳動系中設(shè)置變速器。變速器作為傳動系的主要組成部分，其輸入軸將發(fā)動機輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速，通過變速器齒輪組傳動比的變化，以適應(yīng)汽車變化的行駛條件和配合發(fā)動機工作，使車輛具有較好的動力性和經(jīng)濟性。 無同步變速器 無同步變速器應(yīng)用結(jié)合齒套換檔時，待嚙合的一對齒輪的結(jié)合齒套和結(jié)合齒圈上相應(yīng)的內(nèi)、外花鍵齒的圓周速度必須相等（同步）方能平順地進入嚙合而掛上檔。若在二齒不同步時即強制掛檔，將使二齒間發(fā)生沖擊和噪聲，影響齒的工作壽命，甚至折斷。因此欲使無同步器變速器換檔時不產(chǎn)生花鍵齒間沖擊，需要進行較復雜的操作并應(yīng)在短時間內(nèi)迅速而正確地完成，這對于即使是技術(shù)很熟練的駕駛員也易造成疲勞。因此要求在變速器結(jié)構(gòu)上采取措施，既保證平順掛檔，又使操作簡化減輕駕駛員勞動強度。同步器即是在這樣的要求下產(chǎn)生的。經(jīng)多年努力，目前在各類型貨車變速器里，亦即增加了換檔同步器使貨車換檔方式與轎車一致；換檔時機容易掌握，但換檔時要求內(nèi)外花鍵齒同步的原理還是一樣的，只是內(nèi)外花鍵齒嚙合時的同步要求是通過同步器代替人來完成。這需要一定的換檔推力和時間。駕駛員往往忽略了這樣一個調(diào)整過程和時間，盡管檔位已經(jīng)換入但由于發(fā)動機與變速器輸入軸轉(zhuǎn)速差很大，使得駕駛員松開離合器時變速器與離合器的沖擊力很大，這就造成了同步器的損壞率很高有超過70％的變速器的維修，都是因為駕駛員的操作不當導致同步器損壞，而這種損壞往往得不到重視，同步器的誕生給駕駛員帶來了方便，但同時給維修人員帶來了麻煩。 多年來人們一直在研究如何延長變速器同步器的使用壽命，以及易于駕駛員換檔操作的換檔方式，開發(fā)過不少不同的同步器和換檔系統(tǒng)，但由于種種原因未獲得突破性進展。隨著計算機技術(shù)不斷發(fā)展和硬件成本的下降，以及移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車上的普遍使用，上世紀90年代，研制開發(fā)出計算機控制的智能換檔系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的出現(xiàn)使得現(xiàn)在的自動控制無同步器換檔系統(tǒng)成為了現(xiàn)實。 智能換檔無同步器變速器的工作原理是：智能換檔無同步器變速器由計算機控制執(zhí)行過程通過電磁閥控制氣缸完成。傳感器測量主軸的轉(zhuǎn)速、中間軸的速度和發(fā)動機的輸出扭矩等，計算機計算出換檔時機綜合確定應(yīng)換檔位，并自動完成無需移動離合器踏板，變速器結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的機械變速器基本一樣。 無同步器變速器中的主軸速度與齒輪間的配合是通過電機和變速器的電器控制完成的。變速器齒輪的減速是通過變速器中間軸的變速器制動完成的。目前只有電-氣控制全自動換檔機械變速器選配無同步器換檔機構(gòu)。電-液控制重型貨車全自動換檔機械變速器選配無同步器換檔機構(gòu)的產(chǎn)品即將上市。 無同步器變速器換檔制動 從低檔換入高檔時，需降低被換檔齒輪的速度，同時中間軸亦要降低速度。中間軸降低速度后，將使被換檔齒輪上結(jié)合齒圈與結(jié)合齒套內(nèi)外花鍵齒同步，達到換檔目的降低中間軸速度是通過安裝在中間軸前端的中間軸減速器的制動作用完成的。中間軸減速摩擦片（見圖1）有2片，一片固定在中間軸一端另一片固定在滑動活塞上，活塞與變速器殼體相對固定不能轉(zhuǎn)動，只可軸向移動。軸向移動時可使2片摩擦片接觸，產(chǎn)生制動力降一低中間軸速度。中間軸制動只有在低檔換入高檔時起作用。 另外從高檔換入低檔時需增大被換檔齒輪的速度同時中間軸需增大速度。中間軸增大速度將使被換檔齒輪的結(jié)合齒圈與結(jié)合齒套內(nèi)外花鍵同步，達到換檔目的。增大中間軸速度是通過增大發(fā)動機速度去完成的在這一換檔過程中無需使用中間軸制動裝置。 無同步器變速器換檔執(zhí)行過程 1．向上加檔操作，以由1檔換入2檔為例（見圖2）。 （1）降低發(fā)動機扭矩（MR發(fā)動機控制系統(tǒng)）。 （2）離合器分離（KB離合器控制系統(tǒng)/KR離合器控制裝置）。 （3）1檔分離（GS變速器控制模塊）。 （4）中間軸減速器制動系統(tǒng)減速（GS變速器控制模塊／門限缸第5氣閥）。 （5）換上2檔（GS變速器控制模塊）。 （6）離合器接合（KB離合器控制系統(tǒng)/KR離合器控制裝置）。 （7）重新增大發(fā)動機扭矩（MR發(fā)動機控制系統(tǒng)）。 2．向下減檔操作，以由4檔換入3檔。 （1）降低發(fā)動機扭矩（MR發(fā)動機控制系統(tǒng)）。 （2）離合器分離（KB離合器控制系統(tǒng)/KR離合器控制裝置）。 （3）4檔分離（GS變速器控制模塊）。 （4）離合器接合（K日離合器控制系統(tǒng)/KR離合器控制裝置）。 （5）增大發(fā)動機轉(zhuǎn)速（MR發(fā)動機控制系統(tǒng)）。 （6）換上3檔 （7）根據(jù)載荷和速度，重新增大發(fā)動機扭矩（MR發(fā)動機控制系統(tǒng)）。