同步帶與汽車工業的共（gòng）同發展史
發布時間：2022-02-25 02:35:57瀏覽次數（shù）：51
汽車同（tóng）步帶是汽車發動機重（chóng）要的零部件（jiàn），也是V帶係列產品的重要組成部分。可以說，同步帶的許多技術進步和發明與汽車工業（yè）的（de）發展息息相關，如V帶發（fā）明，切邊V帶、多楔帶和同步（bù）帶的快（kuài）速發展，氫（qīng）化丁腈（jīng）橡膠（jiāo）(HNBR)應用於同步帶、三元乙丙橡膠(EPDM)應用於多楔（xiē）帶等，都是為了適應汽車工業最新技術要求而獲得迅速發展的。
短纖維補強同步帶
自1975年（nián）HNBR首件專利公布以來，HNBR已逐（zhú）漸（jiàn）發展成為當（dāng）今世（shì）界汽車同步帶生產首選的標準彈性體材料（liào）。日本HONDA公司於1985年首次生產出裝備有以HNBR為基材製作的傳動帶的新型汽車。德國BWM公司亦於1997年通過由日本進口的HNBR同（tóng）步帶而成為歐洲第一家裝（zhuāng）有HNBR同步帶的汽（qì）車生產廠家。上（shàng）世紀90年代後期，全世界汽車工業發展迅速，市場競爭激烈，汽車生產廠家紛紛想方設法通（tōng）過最（zuì）大限度地延長凸輪（lún）軸（zhóu）傳動同步帶的使用壽命來提高汽車發動機的工作性能，目前，世界上幾乎所有的汽車生產廠家都在通過采用HNBR同步帶來提高（gāo）汽車（chē）的產品質量。實踐證（zhèng）明，在一般行（háng）駛條件下HNBR同步帶（dài）的工作壽命可達（dá）100000-150000km。
現代的汽車對同步帶的要求是：使（shǐ）用壽命達250000-300000km;使用溫度-35-150%，瞬時高溫可達175%;耐油性≥CR;150℃下（xià）台架壽命可達（dá）3000h，而且在提高耐油性能時（shí）不犧牲其（qí）低溫性能，帶齒的動態儲存模量≥1.4MPa。要達到如此高的條件，隻有采用過氧化物硫化的HNBR/甲基丙烯酸鋅(ZMA)複合物與芳綸短纖維補強的複合材料。
大陸公司采用HNBR/ZMA與芳綸短纖（xiān）維配合製（zhì）造HSN-POWER壽命HNBR同步帶在汽油機（jī）使用，其壽（shòu）命已超過240000km，已接近與“發動機同壽命（mìng）”的目標。
有背布同（tóng）步帶
汽（qì）車同步帶由於（yú）製造工藝的限製，帶的背（bèi）部一般都是純橡膠，由於現在汽車同步帶在使用時背部需同時帶動其它部件如油泵及張緊機（jī）構，尤其是（shì）直噴式柴油發動機。要（yào）求要有（yǒu）很大的張（zhāng）緊力，這（zhè）樣（yàng）對背部（bù）磨損非常大，純橡膠無法達到要求。如將帶的背部做（zuò）成有布，則可大大提高帶（dài）的背（bèi）部耐磨（mó）性。如大陸的“Conti Diesel Runner”同步帶就是如此結構。
耐油同（tóng）步帶
自上世紀60年代，美國通用公司（sī）首次將同步帶用於新開發的頂（dǐng）製式凸輪（lún）(OHC)發動機替代原來使用的滾珠鏈條以來，由於同步帶具有同步性（xìng）能好、噪音小、無需潤（rùn）滑、重量輕、成本低和維修方便（biàn）等諸多優點，迅速在汽車發（fā）動機正時（shí）傳動機構使用，尤其是小排量發動機，幾乎占100%。但是進入新世紀，隨著現代轎車發（fā）動機（jī）強化程度的不斷提高，排（pái）放法（fǎ）規不斷加嚴（yán），維護周期的不斷延長（zhǎng）(240000km甚至300000km)，正時傳動機構的負荷不（bú）斷增大，對配氣正時的精度要求（qiú）也越來越高，同步帶（dài）已越來越難滿足現代轎車發動機苛刻的（de）要求，再加上正鏈條技術的提高如強度、耐磨（mó）、降噪和優化設（shè）計等，克服了鏈條自身存在的缺點，凸現鏈條傳動大功率、無（wú）需維護和耐熱、耐油等固有的優點，因此近年來汽車發動機正時傳動機構（gòu）有傾向於使用鏈條的趨勢。
為了與鏈條（tiáo）競爭，近年（nián）來國外傳動帶廠家如大陸、蓋茨和特高等開發了耐油同步帶（dài），即（jí）同步帶可以像鏈條一樣直接與潤滑油接觸，省略張（zhāng）緊輪而用導軌張緊和導向，這（zhè）樣（yàng）可（kě）以降低帶（dài）的摩擦係（xì）數30%，結構（gòu）空間跟更為（wéi）緊湊。
耐油同步帶是傳動帶技術的（de）一大突（tū）破，改變了傳動帶不能與礦物油接觸的傳統觀念。
其（qí）帶體配方需用高丙烯腈含量的HNBR，齒布塗覆膠科需含有大（dà）量的特氟隆，強力層線繩以使用高強度複合玻纖或碳纖（xiān）維。
“人”字齒（chǐ）同步帶
“人”字齒同（tóng）步帶類似於“人”宇齒輪，最（zuì）大的優點是降低噪音，傳動能力和使（shǐ）用壽命也大（dà）幅提高。這種帶是固特異上世紀90年代發（fā）明的（de），並於“ENGLE”標識推（tuī）向市場。“人”字齒同步帶的開發成功，在（zài）同步帶發展（zhǎn）曆史具有裏程（chéng）碑意義。該帶與相同（tóng）的齒形直齒同步（bù）帶相比，噪音可降低10～26dB，使（shǐ）用壽命提高120%，傳動能力也大幅提高(或減少帶寬)等。已在汽車試（shì）用，使用壽命（mìng）已（yǐ）超過210000km。
非圓帶輪傳動技（jì）術
目前汽車發動機正時係統普遍采用多氣門和可變氣門技術，這給（gěi）凸輪軸的脈衝負荷成倍增加，造成發（fā）動機振動幅度加（jiā）大，影響整車NVH(噪音、振動（dòng）和平穩（wěn）)性能，也對同步帶和其它部件造成損害。為了最大限度地抵消這個振動，萊頓(Litens)公司發明了Smart Sprocket TM非圓齒輪傳動技術(CTC camshaft torque cancellation technology)，亦即，凸輪段的（de）帶輪不是傳統純圓形的，而是橢（tuǒ）圓或其它非圓（yuán）的。這（zhè）樣在運行過程（chéng）中，可以抵消大部分的（de）振幅，可減少40%帶及（jí）其部件的作用力，提（tí）高帶使用壽命和節約燃（rán）料消耗。
模塊式和集成化傳動係統
所謂模塊式傳動係（xì）統是將正（zhèng）時皮（pí）帶傳（chuán）動係統(包括傳動件的帶、輪和張緊（jǐn）機構)與（yǔ）發動（dòng）機（jī）前端輔助傳動係統(除傳動件外還包括（kuò）驅動發電機、空調、水泵等)集成在一起，用戶隻需裝配即可，以滿足現在汽車集約化生產，把複雜的生產（chǎn）過程簡單（dān）化。蓋（gài）茨公司開發的（de）GEMl0TM係統即是。
蓋茨（cí）公司還（hái）開發（fā）了集成化輔助傳動係（xì）統(Electro Mechanical Drive，EMD)，同時適應於14V/42V電機係統，使用壽（shòu）命已達240000km和500000次啟動（dòng）次數。該係統（tǒng）已在標致、通（tōng）用等新開發的42V發（fā）電/起動係統應用。
CVT用複合（hé）V帶
無級變速機構(CVT)是汽車理想的變速機構，它與傳統（tǒng）的齒輪（lún）和液壓自（zì）動變速機構(A/T)截然不同（tóng），是有帶輪與皮（pí）帶構（gòu）成的無級變速（sù）機構。汽車CVT傳動形式有兩種：摩擦傳動和牽引傳動，前者包括濕（shī）摩擦的金屬皮帶，幹摩（mó）擦的橡膠V帶及複合V帶;後者為新近研究（jiū）的CVT。
摩（mó）擦傳動CVT用的傳（chuán）動帶原（yuán）來是用金屬傳動帶。金屬傳動帶需要在潤滑油中使用，要求較大（dà）的帶輪推動力，這樣會降低傳動總效率。
而改用橡膠（jiāo）V帶則可不必，且橡膠V帶比金屬皮帶製造費用低，保養（yǎng）使（shǐ）用均（jun1）為方便，因此成為各廠（chǎng）商競相研究開發對象。
但汽車用變速V帶要傳遞很（hěn）高的扭（niǔ）矩，一般的橡膠V帶難以勝任。如1000ml的發動機達到最大轉矩時，V帶必需能經受2.0MPa的側壓力，而一般V帶隻能承受0.4-0.5MPa。要達到如此高的模量（liàng），隻能采用由橡膠張（zhāng）力層(tension belt)與金屬複合塊(block)構（gòu）成的複（fù）合V帶（dài）才能達到如此高（gāo）的要求。
CVT用複合V帶幾乎世界上所有的（de）有名傳動帶廠都在研究開發，屬傳動帶前沿技術，這不僅是這種傳動帶的技術難度大，而且（qiě）是這種帶的（de）市（shì）場前景（jǐng）非常廣闊。無（wú）論在汽車和其他工業（yè）都有廣泛的用途。
複合V帶國外已達到實用化（huà）的水（shuǐ）平，如日本愛知機（jī）器公司與阪東公司聯合開發（fā）的CVT係統裝在鈴木Mira轎車轎車上（shàng）。三星、蓋茨、固特異、大陸和特（tè）高等都在開發這種帶（dài）。
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