同步器是变速箱的关键总成,变速箱技术随着汽车工业的不断发展,对同步器的换挡性能与使用寿命的要求越来越高。摩擦材料是同步器最核心的功能部分,是影响同步器换挡性能和使用寿命的重要因素。为满足变速箱产品更高的使用要求,需要对摩擦材料的性能进行研究,开发出性能更好的摩擦材料,特别是资源丰富、成本合理、性能优良的碳摩擦材料。本论文建立了同步器工作过程力学模型,对同步器在工作过程中的受力情况进行了分析计算,并对同步器的主要设计参数对同步器使用性能的影响进行探讨。利用同步环性能试验台和变速箱性能与寿命试验台对同步器摩擦材料以及使用不同摩擦材料的同步环进行了一系列的摩擦磨损性能和变速箱换挡性能与寿命试验,将传统摩擦材料与碳纤维摩擦材料的性能差异进行了对比分析。对碳摩擦材料的性能特点以及各种碳摩擦材料的生产工艺进行了介绍,并通过台架试验对碳纤维材料在同步器中的应用可行性进行了一系列考察,结果表明碳纤维材料具有很高的热传导性及高耐热性,特别是其单位面积的吸收功率高,是非常理想的重卡变速箱同步器摩擦材料,不同的油品对碳纤维摩擦材料的性能有一定影响,但在不同的油品环境下,材料的摩擦磨损特性均能够保持稳定,磨损量也满足性能要求。本论文所提出了摩擦材料性能测试方法以及不同摩擦材料的性能差异试验结果适用但不限于变速箱同步器摩擦材料,对于其他湿式摩擦系统也可以提供参考。高性能碳纤维摩擦材料除了同步器以外,也可用于其他对摩擦磨损性能要求较高的领域。