探析锁环式同步器的参数优化工作
《汽车底盘电控技术》期末考试试卷及答案
《汽车底盘电控技术》期末考试试卷及答案2020—2021学年第二学期一、名词解释（每小题5分，共15分）I、液力变矩器失速点：2、液力自动换挡操纵及控制系统组成:3、滑动可变电阻式扭矩传感器：二、填空题：（每空2分，共30分）I、离合器的组成包括主动部分、从动部分、压紧机构、分离机构和操纵机构。
其中膜片弹簧为（）机构。
2、驱动桥由主减速器、差速器、半轴和（）组成。
3、变速器按传动比分为有级式、（）式和综合式。
4、球笼式万向节主要包括（）、外滚道、球笼和钢珠。
5、盘式制动器分为固定钳式制动器和（）制动器。
6、自动变速器主要由液力变矩器、行星齿轮变速器、液压控制系统、（）四部分组成。
7、液力变矩器主要由（）、涡轮、导轮三部分组成。
8、液力变矩器在工作中，工作液呈两种流动状态；（）和循环流动。
9、简单（单排）的行星齿轮机构包括：（）、齿圈和行星架三部分组成。
10、在单排行星齿轮机构中，三元件中任意二元件连接，为（）传动；而若三元件自由转动，则不传递动力。
II 、单向超越离合器常见的类型是滚柱斜槽式和（ ）式。
12、自动变速器换档的主信号是:发动机（ ）和车辆行驶速度。
13、 电控式自动变速器中，换档阀的控制方式主要有（ ）控制和泄压控制两种。
14、速控阀根据车速产生油压向换挡阀输出（ ）信号，控制升档或降档。
15、 油泵一般有三种类型：齿轮式、叶片式和 ）。
其中齿轮式是最普遍的。
三、 单项选择题（每小题1分，共15分）变速器互锁装置的作用是（ ） A 、 防止变速器自动换档或自动脱档 B 、防止同时换入两个档 C 、 防止误换倒档 D 、 减小零件磨损和换档噪声 2、 用来调整非独立悬架式转向桥前束的是 A 、 转向节臂 B 、横拉杆 C 、左调整套 D 、右调整套 3、十字轴式万向节当主动轴转一周，从动轴转（ A、 一周 B 、小于一周 C 、大于一周 D 、 不确定 4、手动变速器中，锁环式同步器的锁环锁止角磨损, 会导致 A 、变速器挂档困难 B 、变速器自行脱档 C 、变速器异响 D 、变速器乱档 5、离合器自由间隙是为了（） A 、保证踏板间隙 B 、减轻从动盘磨损 C 、防止热膨胀D 、保证摩擦片正常磨损后不失效6、前轮定位中转向操纵轻便主要是靠（）。
简述锁环式同步器的功用和工作原理
简述锁环式同步器的功用和工作原理
锁环式同步器（LockStriped）是一种用于多线程编程的同步机制，主要功用是提供一种高效的并发控制方法，用于解决共享资源的互斥访问问题。
工作原理如下：
1. 锁环式同步器基于锁分段（Lock Striping）的思想，将共享资源划分为多个小段，每个小段有一个对应的锁。
2. 当一个线程要访问共享资源时，它首先根据共享资源的哈希值来确定所属的小段，然后尝试获取该小段的锁。
3. 如果获取成功，线程进入临界区，可以执行对共享资源的操作；如果获取失败，说明有其他线程正在访问该小段的共享资源，当前线程只能等待。
4. 当线程访问完共享资源后，释放该小段的锁，并离开临界区，其他等待的线程可以进入。
锁环式同步器的优点是：
1. 在多核处理器上，由于小段锁能够并行执行，提高了并发度，减少了线程之间的竞争。
2. 小段锁更容易被缓存，减少了缓存一致性协议的开销。
3. 对于大量多线程并发访问相互独立的小段资源的场景，可以提高整体的并发性能。
然而，锁环式同步器也存在一些限制和注意事项：
1. 关键因素是哈希函数的质量，好的哈希函数能够分散线程对小段锁的竞争，提高并发度，反之则影响性能。
2. 当线程之间的访问模式不同或者共享资源之间的竞争较激烈时，锁环式同步器可能会导致性能下降。
3. 如果共享资源的数量与小段锁的数量不匹配，可能会导致锁的争用，从而影响性能。
4. 锁环式同步器不是适用于所有并发场景的通用解决方案，需要根据具体情况进行评估和选择。
变速器同步环优化设计
1
2 3 4
5
1. 拨叉 2. 齿套 3. 同步环 4. 结合齿 5. 滑块
它的工作原理是：利用设计在齿套 2 及
档位
同步环 3 以及结合齿 4 端的锁止角斜面，在 未达到同步之前，对啮合件施加惯性锁止作 用，以防止不同步啮合；当两啮合件转速达 到同步时，则摩擦锥面的摩擦力降为零。此时， 在换档力的继续作用下，达到同步啮合。
的原始参数如图 3 所示。
0.22，摩擦面积约增加了 45%，螺纹的耐磨 反比的矛盾。通过加强螺纹齿顶的强度，提
性有了极大的提升；
升了同步环的摩擦系数和同步力矩，使同步
图 3 优化前的同步环螺纹参数
同时螺纹的排油槽面积也有了提升，计 环的使用寿命有了明显的提高；同时由于换
60°
算如下：
档力与齿顶的磨损成正比，因此换档力也得
图 3 所示的原始结构排油槽截面积 S1 为 到了进一步的下降。唯一的缺点是加工比原
Rz 25
0.29
Rz 25
P=0.635( 左旋 ) 0.15±0.03( 齿顶宽 )
（暂不考虑公差）：
先的复杂，需要用成型刀具来加工内螺纹。
S=1
(0.635
−
0.15
−
2× 0.29 tan 60
)
+
(0.635
122 AUTO TIME
AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计
时代汽车 ｗｗｗ．ｃｎａｕｔｏｔｉｍｅ．ｃｏｍ
因此高速换档时要求最高的螺纹槽和排油槽
由图 3 和图 4 对比可知，采用优化后的
综上所述，采用图 4 所示的齿顶加强型
是 我 们 的 突 破 口， SC30M5A 同 步 环 内 螺 纹 螺纹齿顶有了明显的加厚，由 0.15 增加到 螺纹，克服了传统设计上齿顶宽和排油量成
同步器的优化设计和工作过程仿真
同步器的优化设计和工作过程仿真同步器是计算机中重要的组件之一，它常常用于多线程环境下的并发控制，以保证线程的正确协同工作。
然而，在高负载或者频繁调用的情况下，同步器的性能会受到很大的影响，导致系统响应变慢，甚至出现死锁等问题。
因此，本文将介绍一些同步器的优化设计方法，并通过仿真的方式验证其优化效果。
1. 优化设计方法1.1 减少锁的范围锁的范围越小，意味着在同步块内部执行的代码越快，在同步块外部不能使用共享资源。
因此，在设计同步器的时候，需要尽量减小锁的范围，以便提高并发访问的效率。
例如，对于多线程读写文件的场景，可以使用读写锁代替互斥锁，在不同的读写操作之间切换锁对象，以减少锁的竞争范围。
1.2 使用CAS（Compare and Swap）指令CAS是一种原子操作指令，它可以在多线程环境下保证变量的原子性读取和修改。
在使用CAS指令的情况下，线程不需要获取锁，只需要通过CAS指令对变量进行修改，如果修改成功，则操作成功，否则需要重试。
使用CAS可以减少锁的竞争，提高线程的并发性能。
1.3 让等待线程自旋自旋等待是一种无锁等待的方式，当一个线程需要等待另一个线程释放锁时，它会循环执行一段轻量级的计算操作，以避免进入阻塞状态。
通过自旋等待，可以减少线程的上下文切换和阻塞时间，提高同步器的性能。
1.4 使用信号量信号量是一种可以控制并发线程数量的同步器，它可以分配一定数量的资源用于线程竞争，一旦资源分配完毕，其它线程就会被阻塞，直至资源被释放。
使用信号量可以实现对资源的快速分配和释放，提高同步器的性能。
2. 工作过程仿真通过使用Java的ReentrantLock组件进行同步控制，可以模拟多线程环境下的并发访问场景。
为了验证不同优化方法的效果，我们将分别测试不同设计方法在高负载和频繁调用的情况下的性能表现。
2.1 减少锁的范围测试在减少锁的范围测试中，我们将使用读写锁替换互斥锁的方式，以减少锁的竞争范围。
汽车构造习题及详解
1．摩擦离合器所能传递的最大转矩取决于摩擦面间的_最大静摩擦力矩_。
2．在设计离合器时，除需保证传递发动机最大转矩外，还应满足_分离彻底、结合柔和及从动部分的转动惯量尽可能小.散热良好等性能要求。
3．摩擦离合器基本上是由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构等四个部分构成的。
4．弹簧压紧的摩擦离合器按压紧弹簧形式的不同可分为_螺旋弹簧和_膜片弹簧离合器；其中前者又根据弹簧布置形式的不同分为_周布弹簧离合器和_中央弹簧离合器、_周布斜置弹簧离合器；根据从动盘数目的不同，离合器又可分为_单片座离合器和_双片座离合器_。
5．为避免传动系产生共振，缓和冲击，在离合器上装有_扭转减震器。
1．离合器的主、从动部分常处于分离状态。
（）改正：离合器的主、从动部分常处于接合状态2．为使离合器接合柔和，驾驶员应逐渐放松离合器踏板。
（T ）改正：3．离合器踏板的自由行程过大会造成离合器的传力性能下降。
（）改正：离合器踏板的自由行程过小会造成离合器的传力性能下降。
4．离合器从动部分的转动惯量应尽可能大。
（）改正：离合器从动部分的转动惯量应尽可能小。
5．离合器的摩擦衬片上粘有油污后，可得到润滑。
（）改正：离合器的摩擦衬片上粘有油污后，会使离合器打滑而使其传动性能下降三、选择题（有一项或多项正确）1．离合器的主动部分包括（ABC ）。
A．飞轮B. 离合器盖C．压盘D. 摩擦片2．离合器的从动部分包括（C ）。
A. 离合器盖B. 压盘C．从动盘D. 压紧弹簧3. 东风EQ1090E型汽车离合器的分离杠杆支点采用浮动销的主要目的是（A ）。
A．避免运动干涉B. 利于拆装C. 提高强度D. 节省材料4．离合器分离轴承与分离杠杆之间的间隙是为了（D ）。
A. 实现离合器踏板的自由行程B. 减轻从动盘磨损C. 防止热膨胀失效D. 保证摩擦片正常磨损后离合器不失效5．膜片弹簧离合器的膜片弹簧起到（AB ）的作用。
A. 压紧弹簧B. 分离杠杆C. 从动盘D. 主动盘6．离合器的从动盘主要由（ABD ）构成。
说课锁环式同步器(PPT文档)
目标 导学法
演示 促学法
明确学习目标，促使学生积极讨论探 究，寻找正确答案。
由教师亲身演示，强化操作规范；并 通过点评与总结，巩固和深化知识。
环节四
说教学过程
为了达到预期的教学目标，我将本节课的教学 过程分成以下几个阶段：
创设情境 导入新课
查阅资料 完成工单
出现疑问 分组讨论
设置任务 实际操作
教师演示 解答疑问
课堂总结 突破难点
最终 目标
联系所学 排除故障
锁环式同步器
如何解决
创
设
换挡困难
情
境
导
无法换挡
入
新 课
推动换挡杆
导入新课
要求学生用5分钟的时间阅读课本“锁环 式同步器”相应章节，完成下面的学习任务 书。
查 阅 资 料
完
成
工 单
体现重点
在完成任务书之后，我把学生分成四个小组，分组将 同步器的各个零件组装起来。
3、齿对齐时结合套可以继续向左移动，将齿轮与输出轴连接起来 同步旋转，完成顺利换挡。
突破难点
通过分步骤、化繁为简的方法突破难点
引导学生联系本节课的教学内容，分析变速器换档 困难的故障原因并写出排除故障的方案。根据方案维修 导入课题阶段换挡困难的变速器。
突破难点
联
故障原因
系
所
学
同步器锁环、齿
环倒锥齿磨损
教师演示 加深印象
结合本节课的内容与教法，所使用到的教具如下：
桑塔纳2000变速器 （故障：换挡困难）
桑塔纳2000 五档锁环式同步器
学习任务书
底盘拆装实训资料
环节三
说学法
结合前面提到的教法，本节课我引导学生采用 以下三种学法，实现教学目标。
锁环同步器换挡原理
锁环同步器换挡原理
锁环同步器（Synchronizer）是用于实现手动变速器换挡的一种机械装置。
其工作原理是在换挡过程中通过锁环的嵌合和分离来使动力流从一个齿轮传递到另一个齿轮。
具体的工作过程如下：
1. 锁环同步器由两个部分组成，一个是内圆锁环，一个是外圆锁环。
内圆锁环与输入轴齿轮相连，外圆锁环与输出轴齿轮相连。
2. 在换挡过程中，变速器的换挡杆通过操纵杆和选择杆把锁环的位置调整到适当的位置。
3. 当要进行换挡时，内圆锁环和外圆锁环之间的嵌合形成一个沟槽，沟槽中的嵌合齿轮会阻止内圆锁环和外圆锁环之间的相对旋转。
4. 当换挡杆移动到换挡位置时，内圆锁环和外圆锁环之间的嵌合齿轮会离开沟槽，使内圆锁环能够自由旋转。
5. 当内圆锁环自由旋转时，通过齿轮的传动作用，将动力从当前齿轮传递到下一个齿轮，实现换挡的目的。
6. 在换挡过程中，还需要进行离合器的操作，以保证齿轮切换平稳。
总的来说，锁环同步器通过调整内圆锁环和外圆锁环之间的嵌合和分离来实现换挡。
锁环式同步器工作原理
锁环式同步器工作原理
锁环式同步器是一种用于传动系统的重要部件，它在汽车、机械设备等领域都有着广泛的应用。
它的主要作用是在传动过程中实现轴的同步运动，保证传动系统的正常工作。
那么，锁环式同步器是如何实现这一功能的呢？接下来，我们将从工作原理的角度来详细介绍一下。
首先，锁环式同步器的工作原理可以分为两个方面，一是通过锁环的摩擦作用实现同步，二是通过锁环的结构设计来实现同步。
在传动系统中，当需要进行换挡操作时，锁环式同步器会通过摩擦作用来实现轴的同步运动。
具体来说，当换挡杆施加压力时，锁环会受到压力并与摩擦锥进行摩擦，从而实现轴的同步运动。
这种摩擦作用可以有效地减少换挡时的冲击和噪音，保护传动系统的正常工作。
其次，锁环式同步器的结构设计也是实现同步的关键。
锁环式同步器通常由锁环、摩擦锥、同步器套等部件组成。
其中，锁环是实现同步的核心部件，它的结构设计直接影响着同步器的性能。
通过合理设计锁环的形状和材料，可以提高同步器的同步精度和耐磨性，从而保证传动系统的稳定性和可靠性。
在实际工作中，锁环式同步器通过摩擦作用和结构设计的配合，可以实现轴的同步运动，保证传动系统的正常工作。
同时，锁环式同步器还具有结构简单、制造成本低、使用寿命长等优点，因此在传动系统中得到了广泛的应用。
总的来说，锁环式同步器的工作原理主要包括摩擦作用和结构设计两个方面。
通过这两个方面的配合，锁环式同步器可以实现轴的同步运动，保证传动系统的正常工作。
在今后的工程设计和制造中，我们可以根据锁环式同步器的工作原理来优化设计，提高同步器的性能，为传动系统的稳定运行提供更好的保障。
锁销式同步器工作原理
锁销式同步器工作原理锁销式同步器是一种常见的机械传动装置，它能够实现两个轴的同步运动，从而保证机械系统的正常工作。
在工程领域，锁销式同步器被广泛应用于各种机械设备中，如车辆变速箱、工程机械、农业机械等。
本文将详细介绍锁销式同步器的工作原理，希望能够帮助读者更好地理解和应用这一机械装置。
锁销式同步器的工作原理主要是通过锁销和同步套的配合来实现的。
在正常情况下，锁销和同步套之间存在一定的间隙，这时两个轴可以相对独立地运动。
当需要实现同步运动时，通过外部力的作用，使锁销与同步套发生相对位移，从而实现锁定作用。
这样，两个轴就可以实现同步运动，确保机械系统的正常工作。
在实际工作中，锁销式同步器通常采用螺纹连接的方式，通过旋转螺母来实现锁销和同步套之间的相对位移。
当螺母旋转时，锁销会沿着螺纹轴向移动，与同步套发生相对位移，从而实现锁定或释放的功能。
这种设计简单而有效，能够满足不同工况下的同步需求。
此外，锁销式同步器还可以通过液压或气动装置来实现锁定和释放。
通过控制液压或气动系统的工作，可以实现对锁销和同步套的精确控制，从而实现同步器的工作。
这种方式具有动力传递效率高、操作灵活等优点，适用于一些特殊工况下的应用。
总的来说，锁销式同步器通过锁销和同步套的配合，实现了两个轴的同步运动。
它的工作原理简单而有效，能够满足不同工况下的同步需求。
在实际应用中，锁销式同步器被广泛应用于各种机械设备中，发挥着重要的作用。
综上所述，锁销式同步器的工作原理是通过锁销和同步套的配合来实现的，可以采用螺纹连接、液压或气动装置等方式来实现锁定和释放。
它的工作原理简单而有效，能够满足不同工况下的同步需求，因此在各种机械设备中得到了广泛的应用。
希望通过本文的介绍，读者能够更好地理解和应用锁销式同步器，为工程实践提供帮助。
再谈汽车锁环式惯性同步器
１ ． 结 构 交 代 的 不 详 细
图 １ 锁环式惯性同步器结构图
拨 叉
随 着社 会 的发 展 、 汽 车的普及 ， 与
汽 车 相 关 的教 材 、 读 物也越来越 多 了，
可 以 用 眼花 缭 乱来 形 容 ，但 繁荣 背 后
难 免 还 有 些 不尽 如 人 意 的 地 方 。根 据
了 ，尤 其 对 初 学 者 来说 ，更 是 云 里 雾 里。 本文 中 ， 我 以 贯『 生锁 环 式 同步 器 的
如 图 １所 示 为 锁 环 式 惯 性 同 步 器 结构 图 。 图形 交 代 得 不 清 楚 ， 打“ ？”
再 谈汽 车 锁 环式 惯性同步器
知 识点为例 ， 进行一 下阐述。
目前 职 业 院 校 所 使 用 的 汽 车 教
材 ，主要 以交通 版和 劳 动版 为 主 ， 根
据 本人 的教 学经 历和 查 阅资料 ， 我 感 觉 这一 系列 教材 有缺 憾 ， 尤 其 是 汽 车 底 盘 部 分 锁 环 式 惯 性 同 步 器 知 识 点
的介绍 ， 较 为典型 。
本 人 从 教 数 十 年 的 经 验 ，查 阅大 量 资
变速
齿 端锥 面
料和 走 访 调 研 ，我 发现 汽 车 类 教 材 里
有 些 知 识 交 代 得 不 够 清 楚 ，且 雷 同 较 多， 这本教材里是这样 ， 那 本 读 物 里 也
ａ ） 同步开始
ｂ ） 同步过程
ｃ ） 挂入挡位
程 。 另外 ， 教 材 里介 绍 的是 桑塔 纳 ２ 轴 变速 器里 的 同步 器 ， 而 教 材 里 给 出 的图形 ， 却 不 是 桑 塔 纳 变 速 器 里 的 同
不对称花键啮合齿对锁环式同步器换挡平顺改善分析
不对称花键啮合齿对锁环式同步器换挡平顺改善分析作者：魏小强来源：《汽车科技》2019年第01期摘要：目前锁环式同步器对称结构的花键啮合齿存在换挡二次冲击问题，即在同步器同步结束滑套与结合齿圈啮合时会产生过大的换挡冲击，在变速器上反映出挂档有顿挫、卡滞等不顺畅感觉，造成换挡舒适性降低，增加了司机驾驶换挡强度。
并且锁环式同步器二次冲击较大会产生噪音，影响变速器的整体性能。
本文是在锁环式同步器的基础上，改变锁环式同步器滑套、同步环、结合齿圈的花键啮合齿，将花键两侧的啮合齿面设计成不对称结构，并根据同步器在变速器中使用的情况，考虑工作原理将不对称度适当增加，在不影响使用寿命和可靠性的基础上，可显著提高锁止可靠性，保证同步器具有的同步传扭功能。
另外在啮合齿与倒锥齿连接位置增加过渡圆角或倒角，这为换挡力的逐步过渡提供了结构基础，可保证换挡的平稳顺畅。
关键词：不对称花键；啮合齿；二次冲击；锁环式；同步器中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2019）01-0100-05Abstract： At present， there is a problem of shifting secondary impact exist in the lock-ring synchronizer with symmetrical spline meshing teeth， that is， when the synchronizer is synchronized to end the engagement between the sliding sleeve and the engaged gear， excessive shifting impact will occur， which reflects the unsmooth feeling such as stumbling and jamming on the transmission when gear shifting， resulting in the reduction of shifting comfort and the increase of driver driving strength. Moreover， the shifting secondary impact of the lock ring synchronizer may produce large noise， which affects the overall performance of the transmission. Based on the lock-ring synchronizer， this paper changes spline meshing teeth of the sliding sleeve， synchronous ring and engaged gear in the lock-ring synchronizer， designs the meshing tooth surfaces on both sides of the spline as an asymmetrical structure， and according to the use of the synchronizer in the transmission， it also considers the working principle to increase the asymmetry appropriately without affecting the use based of using life and reliability， the locking reliability can be significantly improved， the synchronizer synchronous torque and transfer torque function can be guaranteed. In addition， the transition fillet or chamfering angle is added at the connecting position between meshing teeth and inverted conical teeth， which provides good structural basis for the gradual shifting force and ensures the shift steadily and smoothly.Key Words： Guide-pipe； Pressure； Pressure-displacement curve； interference；Lubrication； pressure-loading speed鎖环式同步器在传统机械式变速器上应用比较普遍[1]，其花键两侧啮合齿是对称的，图1是锁环式双锥面同步器结构图，由9个零件组成，1为外摩擦环（同步环）、2为摩擦中间环、3为内摩擦环、4为结合齿圈、5为齿毂、6为滑套、7为滑块、8为柱销、9为弹簧。
锁环式同步器工作原理
锁环式同步器工作原理
锁环式同步器是一种用于传动系统中的重要部件，它的作用是在传动过程中实
现轴的同步转动。
在汽车、机械设备等领域，锁环式同步器都扮演着重要的角色。
那么，锁环式同步器是如何工作的呢？接下来，我们将详细介绍锁环式同步器的工作原理。
首先，我们来了解一下锁环式同步器的结构。
锁环式同步器主要由锁环、锁块、同步套、同步器齿环等部件组成。
其中，锁环是锁环式同步器的核心部件，它通过锁块与同步套相连，实现轴的同步转动。
同步器齿环则是用来实现齿轮的同步传动，保证传动系统的正常运转。
锁环式同步器的工作原理主要分为两个阶段，同步阶段和锁定阶段。
在同步阶段，当两轴之间的转速不一致时，同步套会受到来自锁块的作用力，使得锁环与同步套之间产生相对运动，从而实现轴的同步转动。
在锁定阶段，当两轴之间的转速达到一致时，锁块会将锁环与同步套锁定在一起，实现轴的稳定传动。
在实际工作中，锁环式同步器通过同步套和锁块的配合，实现了轴的同步转动。
当传动系统中的两轴转速不一致时，同步套会受到锁块的作用力，使得锁环产生相对运动，从而实现轴的同步转动。
当两轴转速一致时，锁块会将锁环与同步套锁定在一起，实现轴的稳定传动。
总的来说，锁环式同步器通过同步套和锁块的配合，实现了轴的同步转动。
它
在传动系统中起着至关重要的作用，保证了传动系统的正常运转。
希望通过本文的介绍，能够更加深入地了解锁环式同步器的工作原理，为相关领域的工作者提供一定的参考和帮助。
锁环式同步器工作原理
锁环式同步器工作原理
锁环式同步器是一种用于多线程并发控制的同步工具，它通过控制线程在环形等待队列中的状态来实现同步。
锁环式同步器内部有一个环形的等待队列，线程在队列中等待获取锁或者条件满足。
该同步器有两个重要的状态属性，分别是state和exclusiveOwnerThread。
state表示当前同步状态，exclusiveOwnerThread表示当前持有锁的线程。
在锁环式同步器中，线程若要获取锁，首先会尝试争夺state 这个同步状态。
若state为0，则表示当前没有线程持有锁，线程可以通过将state设置为1来获取锁，并将exclusiveOwnerThread设置为当前线程，表示该线程持有锁。
若state不为0，则表示有其他线程持有锁，当前线程需要进入等待状态，将自己加入等待队列中。
当持有锁的线程释放锁时，会将state设置为0，并从等待队列中唤醒一个线程。
被唤醒的线程会再次尝试争夺state这个同步状态。
若成功获取锁，则将exclusiveOwnerThread设置为当前线程，并继续执行。
锁环式同步器还可以实现条件等待和唤醒功能。
当线程在等待队列中等待条件满足时，会进入条件等待状态，并释放锁。
当某个线程满足条件并调用唤醒方法时，被唤醒的线程会再次尝试争夺state这个同步状态，并重新获取锁。
通过锁环式同步器的工作原理，可以实现对临界区的互斥访问和线程的并发控制，保证多线程程序的正确性和安全性。
汽车锁环式惯性同步器的教学过程探讨
32手动变速器相关知识的学习主要包括挡位齿轮识别及动力传递过程、同步器换挡过程、操纵机构中的挡位锁止装置等3个方面，由于同步器结构组件多、配合紧凑、工作时间快且过程连贯性强、内部作用力及相对运动复杂等特点，使其自学难度较大。
同时，同步器教学时其工作过程动态演示不易，加之学生空间想象力差、关联性思考欠缺及教材、动画及视频展现度不够等原因，又使其成为了教学难点。
因此，本文探讨在同步器教学时采用作用引入、结构讲授、过程分析及实训加深的教学方式，以期提高教学效果，同时培养学生在学习难点知识时认真聆听、仔细观察、积极思考、敢于讨论的学习态度。
1 作用引入同步器的教学通常安排在手动变速器各挡位动力传递分析之后，学生已掌握了各挡位动力传递路线及挡位齿轮的安装情况。
同步器教学强调的是如何及时平顺地从一个挡位换到另一个挡位，引入同步器的作用就是来解决这一问题的，因此需要说明换挡的含义，即移动接合套将目标挡位齿轮与输入轴或输出轴通过花键毂连到一起，实现输出轴转速的改变，换挡过程如图1所示。
2 结构讲授对照图片和实物采用讲授法说明同步器组成件的结构特点及装配关系，为下面的过程分析做准备。
同步器结构如图2所示，按从外到内、从中间到两边的顺序，同步器各组成件的结构特点有：接合套外环槽用来放置换挡拨叉，内环有花键并与花键毂外环花键配合，接合套可在花键毂上轴向滑动，接合汽车锁环式惯性同步器的教学过程探讨王旭斌（河南交通职业技术学院，河南 郑州 451460）摘要：锁环式惯性同步器（以下简称“同步器”）是手动变速器和双离合自动变速器换挡的重要部件，由于结构复杂且工作过程抽象使其成为教学难点，借助图片、实物、动画及视频等教学资源，探讨在同步器的教学中采用作用引入、结构讲授、过程分析及实训加深的教学方式，以期提高教学效果。
关键词：同步器结构；工作过程；教学探讨基金项目：2024年度河南省高等学校重点科研项目“产教深度融合背景下高等职业院校开展社会培训的有效途径及措施的应用研究”，（项目编号：24B880017）图1 换挡过程33套内环花键两端有锥角，且呈120°分布的3组内环花键中部有凹槽；3个滑块放置在花键毂的外圆通槽中，滑块上部的凸台与接合套凹槽配合安装，弹簧的作用是保证空挡时滑块凸台与凹槽的安全配合；花键毂通过花键安装在输入轴或输出轴上，不能轴向移动；将接合套、滑块、弹簧及花键毂配合安装到位观察，它们同步旋转；锁环的内环呈锥面且有螺纹，外环也有带锥角的键齿，有3个缺口用来支撑锁环的端部，将其安装到位可看出配合关系（需指出为了可靠锁止，缺口宽度等于键齿与滑块宽度之和，使锁环相对花键毂有1个键齿宽的转动量）；锁环的外侧元件是与挡位齿轮一体的接合齿圈，接合齿圈有与锁环内锥面配合的光滑外锥面，接合齿圈的键齿也有锥角[1]。
锁环同步器的组成 -回复
锁环同步器的组成-回复标题：锁环同步器的组成及其工作原理锁环同步器是现代手动变速器中的一种重要部件，其主要功能是在换挡过程中实现齿轮间的快速、平稳啮合，避免齿轮之间的冲击和磨损。
本文将详细解析锁环同步器的组成及其工作原理。
一、锁环同步器的基本组成锁环同步器主要由以下几个部分组成：1. 同步环：同步环是锁环同步器的核心部件，通常由高硬度、耐磨的合金材料制成。
其内侧有锥面结构，与待啮合齿轮的锥面相匹配。
2. 锁环：锁环位于同步环内侧，其形状与同步环内部的锥面相适应。
在同步过程中，锁环会跟随同步环移动，并最终锁定两个齿轮。
3. 齿套：齿套是连接输入轴和同步器的部件，其内部设有与待啮合齿轮相匹配的齿形结构。
4. 滑套：滑套是连接同步环和齿套的部件，允许同步环和齿套相对移动。
5. 弹簧：弹簧用于推动滑套和锁环回到初始位置，保持同步器的待命状态。
二、锁环同步器的工作原理锁环同步器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 初始状态：在未进行换挡操作时，同步器处于待命状态。
此时，弹簧将滑套和锁环推向齿套的一端，使得同步环与待啮合齿轮的锥面之间存在一定的间隙。
2. 同步阶段：当驾驶员操作换挡杆，选择新的齿轮档位时，输入轴通过齿套带动同步环向待啮合齿轮靠近。
由于同步环和待啮合齿轮的锥面存在速度差，因此会产生摩擦力，使得同步环和待啮合齿轮的速度逐渐接近并最终达到一致，这就是同步过程。
3. 锁定阶段：当同步环和待啮合齿轮的速度完全一致时，锁环会在摩擦力的作用下向待啮合齿轮一侧移动，并最终嵌入齿轮的齿槽中，实现齿轮的锁定。
此时，齿套可以在输入轴的驱动下与锁定的齿轮同步转动。
4. 脱离阶段：当需要解除锁定状态时，驾驶员可以通过换挡杆操作同步器，使得滑套和锁环在弹簧的作用下返回初始位置，解除对齿轮的锁定。
此时，输入轴可以与已解锁的齿轮分离，准备进行下一次换挡操作。
三、总结锁环同步器作为一种重要的机械装置，其巧妙的设计和精密的制造工艺使其能够在短时间内实现齿轮间的快速、平稳啮合，大大提高了手动变速器的换挡性能和使用寿命。
锁环式惯性同步器结构与工作过程
锁环式惯性同步器结构与工作过程锁环式惯性同步器是依靠摩擦作用实现同步。
它可以从结构上保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，以避免齿间冲击和发生噪声。
轿车和轻、中型货车的变速器广泛采用锁环式惯性同步器，其结构和工作原理可以解放CAl091型汽车六档变速器中的五、六档同步器(图14—13a)为例说明。
将花键毂15套装到第二轴上后，即用卡环18轴向固定。
在花键毂两端与齿圈3和9之间，各有一个青铜制成的同步锁环(也称同步环)4和8。
锁环上有断续的短花键齿圈(图14—13b)，花键齿的断面轮廓尺寸与齿圈3、9及花键毂15上的外花键齿均相同。
两个同步锁环上的花键齿，在对着接合套的一端，都有倒角(称锁止角)，且与接合套齿端的倒角相同。
同步锁环具有与齿圈3和9上的锥形摩擦面锥度相同的内锥面，锥面上制出细牙的螺旋槽，以便两锥面接触后，破坏油膜，增加锥面间的摩擦。
三个滑块5分别嵌合在花键毂的三个轴向槽b内，并可沿槽轴向滑动。
三个定位销6分别插入三个滑块的通孔中。
在弹簧16的作用下，定位销压向接合套，使定位销端部的球面正好嵌在接合套中部的凹槽a 中，起到空档定位作用。
滑块5的两端伸入锁环4和8的三个缺口c中。
锁环的三个凸起部d分别伸入到花键毂的三个通槽e中，只有当凸起部d位于缺口e的中央时，接合套与锁环的齿方可能接合。
以变速器由五档换入六档(直接档)为例，锁环式惯性同步器的工作过程如图14—14所示。
当接合套7刚从五档退到空档时(图14—14a)，齿圈3和接合套7(连同锁环4)都在其本身及其所联系的一系列运动件的惯性作用下，继续沿原方向(如图中箭头所示)旋转。
设它们的转速分别为n 3、n 7和n 4，此时，n 4＝n 7，n 3＞n 7，即n 3＞n 4。
锁环4在轴向是自由的，故其内锥面与齿圈3的外锥面并不接触。
若要挂入六档，可用拨叉拨动接合套7，并通过定位销6带动滑块5一起向左移动。
当滑块左端面与锁环4的缺口c (图14—13)的端面接触时，便推动锁环移向齿圈3，使具有转速差(n 3＞n 4)的两锥面一经接触便产生摩擦作用(图14—14b)。
锁销式同步器故障模式及解决措施
锁销式同步器的常见故障模式及解决措施方向进乔湘鹤（浙江万里扬变速器股份有限公司，浙江金华，321000）摘要】介绍锁销式同步器的结构、工作原理及主要故障模式，通过分析故障原因，制定解决措施，提高锁销式同步器的质量和性能。
【关键词】锁销式同步器；故障模式；解决措施同步器是汽车变速器中影响汽车换挡性能的关键部件之一，同步器按结构一般可分为锁销式同步器和锁环式同步器。
相对于锁环式同步器，锁销式同步器因其同步容量大、结构简单，可靠性高及制造成本低等优点，被广泛地应用在中、重型汽车变速器中。
锁销式同步器的结构及工作原理常用的锁销式同步器的结构如图所示，它由定位销（三根）、同步环、滑动齿套、锁止销（三根）、弹簧（三根）、钢球（三颗）组成，定位销通过弹簧和钢球，连接在滑动齿套的孔中，同步环两端与锁止销铆接固定，空套在滑动齿套上。
换挡过程中，换挡拨叉带动滑动齿套向被同步齿轮移动，滑动齿套通过弹簧及钢球带动定位销移动，定位销将同步环推向被同步齿轮的锥盘，使同步环与被同步齿轮的锥盘接触，滑动齿套与锁销相对偏转，滑动齿套上的锁止面与锁销的锁止面接触。
滑动齿套带动锁销移动，使同步环的锥面与被同步齿轮的锥盘锥面接触，产生摩擦力矩，在摩擦力矩的作用下，滑动齿套和被同步齿轮速度趋于一致，同步过程完成后，滑动齿套爬过锁止销的锁止面，齿套内花键挂上被同步齿轮的接合齿，完成换挡。
图1 锁销式同步器结构图1.定位销2.同步环3.滑动齿套4.锁止销5.弹簧6.钢球锁销同步器的主要故障模式锁销式同步器的故障模式主要有以下几种形式：1换挡困难，挂挡困难主要指变速器入挡力较大，譬如减挡时，由于换挡困难，无法入挡，有时只有当车速下降很多时才能挂进挡位。
锁销式同步器换挡困难的原因较复杂，排除装配干涉或错装，一般都可归于同步力矩不足，原因主要有：锥面摩擦材料的摩擦系数过小、锥面上螺纹槽设计不合理、润滑油粘度过大、同步环与锥盘接触面积过小、三个锁销不同时受力导致锥面接触面积过小等。
汽车锁环同步器说明书
同步器说明书同步器说明书同步器分为常压式，惯性式和惯性增力式。
但是在现在的汽车领域中，得到广泛使用的是惯性式同步器。
惯性式同步器有锁销式，滑块式，锁环式，多片式和多维式几种。
今天我们设计的是以款锁环式同步器。
一，同步器工作原理：同步器换挡过程由三个阶段组成。
第一阶段：同步器离开中间位置，做轴向移动并靠在摩擦面上。
摩擦面相互接触瞬间，由于齿轮的角速度和滑动齿套的角速度不同，在摩擦力矩作用下锁销相对滑动齿套转动一个不大的角度，并占据锁止位置。
此时锁止面接触，阻止了滑动齿套向换挡方向移动。
第二阶段：来自手柄传至换挡拨叉并作用在滑动齿套上的力F，经过锁止元件又作用在摩擦面上。
由于齿轮的角速度和滑动齿套的角速度不相同，在上述表面产生摩擦力。
滑动齿套和齿轮分别与整车和变速器输入转动零件相连接。
于是，在摩擦力矩作用下，滑动齿套和齿轮的转速逐渐接近，其角速度差减小了。
在角速度差等于零的瞬间同步过程结束。
第三阶段：角速度差等于零，摩擦力矩消失，而轴向力F仍作用在锁止元件上，使之解除锁止状态，此时滑动锁套和锁销上的斜面相对移动，从而使滑动齿套占据了换挡位置。
二，主要参数的确定1．摩擦系数f汽车在行驶过程中换挡，特别是在高档区换挡次数较多，意味着同步器工作频繁。
同步器是在同步环与连接齿轮之间存在角速度差的条件下工作，要求同步环有足够的使用寿命，应当选用耐磨性能良好的材料。
为了获得较大的摩擦力矩，又要求用摩擦因素大而且性能稳定的材料制作同步环。
另一方面，同步器在油中工作，使摩擦因数减小，这就为设计工作带来困难。
摩擦因数除与选用的材料有关以外，还与工作面得表面粗糙度，润滑油种类和温度等因素有关。
作为与同步环锥面接触的齿轮部分与齿轮做成一体，用低碳合金钢制成。
对锥面的表面粗糙度要求比较高，用来保证在使用过程中摩擦因数变化小。
若锥面的表面粗糙度差，在使用过程初期容易损害同步环锥面。
同步环常选用能保证具有足够高的强度和硬度,耐磨性能良好的黄铜合金制造，如锰黄铜，铝黄铜和锡黄铜等。
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探析锁环式同步器的参数优化工作
作者：曹广玉
来源：《科学与财富》2018年第17期
摘要：在同步器的使用中，结合同步器的工作原理，研究同步器的参数优化，可以缩短同步器同步的时间，实现高速、平稳的同步器换挡，同时，对于相关参数的优化也可以提高同步其使用的可靠性，节省工作时。
基于此，下面，本文以锁环式同步器为例，探析锁环式同步器的参数优化工作。
关键词：锁环式同步器；参数优化；优化工作；分析探讨
引言：在当前的发展背景下，许多机械产业有了巨大的改变，而同步器则是现今机械产业使用较为广泛的一个零件，同步器对于机械中变速箱换挡的使用有着极大的推动作用，同步增加为同步器这一零件有效的提高了同步的吻合度，实现换挡时的平稳性。
而作为比较常见的锁环式同步器来说，国内研究的大多数是同步器的理论与工作原理，因此，锁环式同步器的参数优化工作是现今比较多的一种研究，通过研究锁环式同步器的参数优化可以有效地对同步器进行数学建模，进而找出适合不同机械使用的同步器，提高同步器的使用寿命，也为相关产业的发展降低经济成本。
所以，下面，本文将会分析锁环式同步器的基本原理，进而分析锁环式同步器的参数优化工作。
一、锁环式同步器
1.同步器介绍
同步器有多种结构形式，目前汽车上广泛采用摩擦惯性式同步器。
它是依靠摩擦作用实现同步的。
结构上除有接合套、花键毂、对应齿轮上的接合齿圈外，还增设了使接合套与对应齿圈的圆周速度迅速达到同步的机构，以及阻止两者在达到同步之前接合以防止冲击的机构。
锁环式同步器是其中一种，其结构紧凑，但径向尺寸小、锥面间摩擦力矩较小，多用于传递转矩不大的轿车和轻型货车的变速器。
2.锁环式同步器主要参数
2.1.摩擦系数f
汽车在行驶过程中换挡，同步器工作频繁。
同步器是在同步环与连接齿轮之间存在角速度差的条件下工作，要求同步环有足够的使用寿命，应当选用耐磨性能良好的材料。
为了获得较大的摩擦力矩，又要求用摩擦因数大而且性能稳定的材料制作同步环。
另一方面，同步器在油中工作，使摩擦因数减小，这就为设计工作带来困难。
（1）铜合金环：适用于小吨位、小扭矩变速箱（2）钢环增磨处理：喷钼、非金属摩擦材料环。
其中，喷钳比较成熟，在铟质或球墨铸铁同步环的锥面上喷镀一层钼（厚约0.3～0.5m），使其摩擦因数在钢与铜合金摩擦副范
围内，而耐磨性和强度有显著提高。
也有的同步环是在铜环基体的锥孔表面喷上厚0.07～
0.12mn的钼制成，喷钼环的寿命是铜环的2～3倍。
摩擦因数除与选用的材料有关外，还与工作面的表面粗糙度、润滑油种类和温度等因素有关。
作为与同步环锥面接触的齿轮上的锥面部分与齿轮做成一体，用低碳合金钢制成。
对锥面的表面粗糙度要求较高，用来保证在使用过程中摩擦因数变化小。
若锥面的表面粗糙度差，在使用初期容易损害同步环锥面。
2.2换挡参数
在同步器的使用中，同步器的主要功能就是对于设备起一种推动作用，提高操作的舒适性，而同步器的主要工作位置就是换挡是对于换挡的控制，在这个时候，就产生了换挡参数，换挡参数是指在换挡过程中变速器工作不断变化产生的参数。
换挡参数的确定对于同步器的使用寿命、以及内部零件损坏程度的降低有着极大的促进作用，因此，研究换挡参数的优化是极为重要的。
二、锁环式同步器的参数优化
上面，本文简单介绍了同步器的分类，以及锁环式同步器的概念，进而分析了锁环式同步器使用过程中需要重视的几个参数，依据此，可以看出，锁环式同步器的使用过程中对于相关参数的研究以及优化是很有意义的。
因此，下面，本文将会分析一些有关锁环式同步器参数的优化方案，对于锁环式同步器的使用提供一点参考意见，提高锁环式同步器的工作效率。
1.建立优化设计的数学模型
1.1设计变量
1.2目标函数。
以同步器同步时间最短作为目标。
1.3约束条件
性能约束和边界约束如下：对于同步器各个零件的尺寸设计，必须保证在任何轴向力下，摩擦锥面的力矩大于锁止面上方向相反的拨环力矩，μ1是材料的特性可作常数，即可得约束条件为μ≥R2（1-μ1tanβ）sinαtanβ+μ1（17）为防止同步环与接合锥面自锁的约束条件tan α≥μ（18）摩擦锥面的强度约束条件，摩擦锥面的比压 P应满足条件P =FAs=FN2πR1b≤[P]（ 19）式中，b为锥面工作宽度； As为摩擦锥面面积；[P]为比压许用值，取[P]= 2 000 k Pa。
锥面平均半径与锥面工作宽度之比，满足条件2≤R1b≤5（20）
2.Matlab优化设计
利用Matlab软件特有的一种工具箱设计针对同步时间优化的程序帮助我们进行优化计算，因为 Matlab语言提供了一些专用的函数用于优化问题的求解，所以使用Matlab 工具箱进行此类问题的优化是比较方便的。
通过分析目标函数和约束条件，这是一种有约束的多元函数
最小值的求解，于是首先建立非线性约束条件的M文件，按程序输入某轿车的原始数据，最后得到模型参数的最优解。
3.换挡参数的优化
在锁环式同步器的使用中，主要就是换当时对于换挡力的控制问题，合适的换挡力才能产生合适的同步力，进而产生合适的同步力矩，合理的控制同步器的换挡，延长同步器的使用寿命。
因此，在不同的同步器使用时，换挡参数时必须要慎重选择的，不同的换挡参数对于不同的同步器所起的效果是截然不同的，在锁环式同步器的使用中，就要注意针对各种车型选择正确的换挡参数，优化换挡参数的同时，提高同步力，达到换挡时所需的同步力矩的要求，进而提高同步器的使用寿命，叫声工作时间，降低经济成本。
结束语：通过上述本文的分析可知，随着现今科技的发展，同步器的研究越来越多，相对于国外来说，虽然有些差距，但正在不断地赶上这些差距，不断的发展同步器的工作使用状况，提高同步器的使用效率。
因此，研究最多被使用的锁环式同步器的相关参数的优化问题，不仅是一个同步器的研究，更是一个对于同步器使用前景的一种研究，我们要吃一种积极的态度，不断的优化这些问题，改进同步器使用中出现的问题，提高同步器的使用寿命，促进我国相关事业的发展。
参考文献：
[1]朱波. 新型汽车锁环式同步器的研究[D].重庆理工大学，2016.
[2]尤国贵，杨成，李吉宁.锁环式同步器的参数优化与工作过程分析[J].机械传动，2016，40（02）：73-76.
[3]张勇. 汽车锁环式单锥同步器现代设计方法研究[D].上海工程技术大学，2016.
[4]关蕙，闫皓.换挡参数对锁环式同步器同步过程的影响研究[J].机械传动，2014，38（12）：115-118.
[5]关蕙.基于AMESim的锁环式同步器工作过程研究[J].机械与电子，2013（01）：10-13.。