同步帶與汽車工業的（de）共同發展史
發布時間：2022-02-25 02:35:57瀏覽次數（shù）：51
汽車同步帶是汽車發動機重要的零部件，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（shù）進步和發明與汽車工業的發展息息相關，如V帶發明，切邊（biān）V帶、多楔帶和（hé）同步帶（dài）的快速發展，氫化丁腈橡膠(HNBR)應用於同步帶、三元乙（yǐ）丙橡膠(EPDM)應用於多楔帶等，都是為了適應汽車工業最新技（jì）術要求而獲得（dé）迅（xùn）速發展的。
短纖維補強同步（bù）帶
自1975年HNBR首件專利公布以來（lái），HNBR已逐漸發展成為（wéi）當今世界汽車同步帶生產首（shǒu）選的標（biāo）準彈性體材料。日本HONDA公司於1985年首次生產出裝（zhuāng）備（bèi）有以HNBR為基（jī）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同步帶而成為歐洲（zhōu）第一家裝有HNBR同步帶的汽車生產廠家。上世紀90年代後期，全世界汽車工業發展迅速，市場競（jìng）爭激烈，汽車生產廠家紛紛想（xiǎng）方設法通過最大限度地延長凸輪軸傳（chuán）動（dòng）同步帶的使用壽（shòu）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（tí）高（gāo）汽車（chē）的產品質量。實踐證明，在一般行駛條件下HNBR同步帶的工作壽命可（kě）達100000-150000km。
現代的汽車對（duì）同步帶（dài）的要求是：使用壽命達250000-300000km;使用溫度-35-150%，瞬（shùn）時高溫可達175%;耐（nài）油性≥CR;150℃下台架壽命可（kě）達3000h，而且在提高耐油性能時不犧牲其低溫性能，帶齒的動態儲存模量≥1.4MPa。要達到如此（cǐ）高的條件（jiàn），隻（zhī）有采（cǎi）用（yòng）過氧化（huà）物硫化的HNBR/甲基丙烯酸鋅(ZMA)複合物與芳綸短纖（xiān）維補強的複（fù）合材（cái）料。
大陸公司采用HNBR/ZMA與芳綸短纖維配合製造HSN-POWER壽命HNBR同步帶（dài）在汽油機使用，其（qí）壽命已超過240000km，已接近與“發動機同壽命”的目標。
有背布（bù）同步帶
汽車同步帶由（yóu）於製造工藝的（de）限製，帶的背部一般都是純橡（xiàng）膠，由於現在（zài）汽車同步帶在（zài）使用時背部需同時帶動（dòng）其它部（bù）件如（rú）油泵及張緊機構，尤（yóu）其是直噴式柴油發動（dòng）機。要求要有很大的張緊力，這樣對背（bèi）部磨損非常大，純橡膠無法達到要求。如將（jiāng）帶的背部做成有布，則可大（dà）大提高帶的背部耐磨性。如大陸的“Conti Diesel Runner”同步帶就（jiù）是如此結構。
耐（nài）油同步（bù）帶
自（zì）上世紀60年代，美國（guó）通用（yòng）公司首次將同步帶用於新開發的（de）頂製式凸輪(OHC)發動機替代原來使用的滾珠鏈條以來，由於同步帶具有（yǒu）同步性能好、噪音小、無需潤滑、重量輕、成本低和維（wéi）修方便等諸多優點，迅速在汽車（chē）發動機正時傳（chuán）動機構使用，尤其（qí）是小排量發動機（jī），幾（jǐ）乎占100%。但是進入新世紀，隨著現代（dài）轎車發動機強化程度的（de）不斷（duàn）提高，排（pái）放法規不斷加嚴，維護周期的不斷延長(240000km甚至300000km)，正（zhèng）時傳（chuán）動機構的負荷不（bú）斷增大，對配氣正時的精度要求也越來越高，同步帶（dài）已越來越難滿足（zú）現代轎車發動機苛刻的要求，再加上正鏈條（tiáo）技術的提高如強度、耐磨、降噪和優化設計等，克服了鏈條自身存在的缺點，凸現鏈條傳動大功率（lǜ）、無需維（wéi）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（dòng）機構有傾向於使用鏈條的趨勢。
為（wéi）了與鏈條競爭，近年來國外傳動帶（dài）廠家如大陸、蓋茨和特高等開發了耐油同步帶（dài），即同步帶可以像鏈條一樣直接與潤滑油接觸，省略張緊輪而用導軌張緊（jǐn）和導向，這樣可（kě）以降低帶的摩擦（cā）係數30%，結構空間跟更為緊湊。
耐油同步帶是傳動帶技術的一大突破，改變（biàn）了傳動帶（dài）不能與礦物油接觸的傳統觀念。
其帶（dài）體配方需用高丙烯腈含量的HNBR，齒布塗覆膠科需含有大量的特氟隆，強力層線繩以使用高強度複合玻纖（xiān）或（huò）碳纖維（wéi）。
“人”字齒同步帶
“人”字齒同步帶類（lèi）似於“人”宇齒輪（lún），最大的優點是降低噪音，傳動能（néng）力和使用壽命也大幅提高。這種帶是固特（tè）異上（shàng）世紀90年代發（fā）明的，並於“ENGLE”標識推向市場。“人”字齒（chǐ）同步帶的（de）開發成功（gōng），在同步帶發展曆史具有裏程碑意義。該帶與相同的齒形（xíng）直齒同步帶相比，噪（zào）音可降低10～26dB，使（shǐ）用壽命提高120%，傳動（dòng）能力也大幅提高(或減少帶寬)等。已在汽車試（shì）用，使（shǐ）用壽命（mìng）已超過210000km。
非圓帶輪傳動技術
目（mù）前（qián）汽車發動機正時係統普遍采（cǎi）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，造成發動機振動幅度加大，影響（xiǎng）整車NVH(噪音、振動和（hé）平（píng）穩)性能，也對同步帶和其它部件造成損害。為了最大限（xiàn）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，凸輪段的帶輪不是傳統純圓形（xíng）的，而是橢圓或其它非圓的。這樣在運行過程中，可以抵消大（dà）部分的振（zhèn）幅，可減少40%帶及其部（bù）件的作用力，提高帶使用壽命和節約（yuē）燃料消耗。
模塊式和集成化傳動係統
所謂模塊式傳動係統是（shì）將（jiāng）正時皮帶傳動（dòng）係統(包括傳動件的帶、輪和張緊機構（gòu）)與發動機前端輔助傳動係統(除傳動件外（wài）還包（bāo）括驅動（dòng）發電機、空調、水泵等)集成（chéng）在一起，用戶隻需裝配即可，以滿足現在汽車集約化生產（chǎn），把複雜的生產過程簡單化（huà）。蓋茨公司開（kāi）發的GEMl0TM係統即是（shì）。
蓋茨公司還開發了集成（chéng）化輔助傳動（dòng）係統(Electro Mechanical Drive，EMD)，同時適應於14V/42V電機係統，使（shǐ）用壽命已達（dá）240000km和500000次（cì）啟動次數。該（gāi）係（xì）統已（yǐ）在標致、通用等新開（kāi）發的42V發電/起動係統應用。
CVT用複合V帶
無級變（biàn）速機構（gòu）(CVT)是（shì）汽（qì）車理（lǐ）想的變速（sù）機構，它與傳（chuán）統的齒輪和液壓自動變速機構（gòu）(A/T)截然不同，是有帶輪與皮帶構成的無級（jí）變速機構。汽（qì）車CVT傳（chuán）動形式有兩（liǎng）種：摩擦傳動和牽引傳動，前者包括濕摩擦的金屬皮帶，幹摩擦的橡（xiàng）膠V帶及（jí）複合V帶;後者為新近研究的CVT。
摩擦傳動CVT用的傳（chuán）動（dòng）帶（dài）原來（lái）是用金屬（shǔ）傳動帶（dài）。金屬傳動帶需要在潤滑油中使用，要求較大的帶輪推動力，這樣會降低傳動總效（xiào）率。
而改用橡膠V帶則可不必，且橡膠V帶比金屬皮帶製造費（fèi）用低，保養使用（yòng）均為方便，因此（cǐ）成為各（gè）廠商競相研究（jiū）開發對象。
但汽車用變速V帶要傳遞很高的扭（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（bì）需能經受2.0MPa的側壓力（lì），而一（yī）般V帶隻能承受0.4-0.5MPa。要達到如此高的模（mó）量（liàng），隻能采用由橡膠張力層(tension belt)與金屬複合塊（kuài）(block)構成（chéng）的複合（hé）V帶（dài）才能達到（dào）如此高的要求。
CVT用複合V帶幾乎世界上所有的有名傳動帶廠都在研究（jiū）開發，屬傳動帶前沿技術，這不僅是這種傳動帶的技術（shù）難度大，而且是這種帶的市場前景非常廣闊。無論在汽車和其他工業都有廣泛的用途。
複合V帶國（guó）外已達到實用化（huà）的水平（píng），如（rú）日本愛知機器公司與阪東公司聯合開發的CVT係（xì）統（tǒng）裝在鈴木Mira轎車轎車上。三星、蓋茨、固特（tè）異、大陸和特高等都在開發這種帶。
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