同步帶與汽車工業的共同（tóng）發展史
發布時間：2022-02-25 02:35:57瀏覽次數：51
汽車同步帶是汽車發動機重要（yào）的零部件，也（yě）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（hé）發明與汽車工（gōng）業的發展息息相關，如V帶發明（míng），切邊V帶、多楔帶和同步帶的快速發展，氫化丁腈橡膠(HNBR)應用於同步帶、三元乙丙橡膠(EPDM)應用於（yú）多楔帶等，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HNBR首件專利公布以來，HNBR已逐漸發展成為當今世界汽車同步帶生產首選的標準彈性體材料。日本HONDA公（gōng）司（sī）於1985年首次生產出裝備有以HNBR為基材製作的傳（chuán）動帶的新型（xíng）汽（qì）車。德國BWM公司亦（yì）於1997年通過由日本進口的（de）HNBR同步帶而（ér）成為歐洲第一家裝有HNBR同步（bù）帶的（de）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，市場競爭激烈，汽車生產廠家紛紛想方（fāng）設（shè）法通過最大限度地延長凸輪軸傳動同步帶的使用壽命來提高汽車發動機的工作性能（néng），目前，世界上幾乎所有的汽車（chē）生產廠家都（dōu）在通（tōng）過采（cǎi）用HNBR同步帶來提（tí）高汽車的產品質量。實踐證明，在一般行駛（shǐ）條件下HNBR同步帶的工作壽命可達100000-150000km。
現（xiàn）代的汽車對同步帶的要求是：使用壽命達（dá）250000-300000km;使用溫度-35-150%，瞬時高溫可達175%;耐油性≥CR;150℃下台（tái）架壽命可達3000h，而且在提高耐油性能時不（bú）犧牲其低溫性能，帶齒的動態儲存模量≥1.4MPa。要達（dá）到如此高的條（tiáo）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（cái）料。
大陸公司采用HNBR/ZMA與芳（fāng）綸短纖（xiān）維配合製造HSN-POWER壽命HNBR同步帶在汽油（yóu）機使用，其壽命已超過240000km，已接近與“發動機同壽命”的目（mù）標。
有背布同步帶（dài）
汽車同步（bù）帶由於（yú）製造工藝的限製，帶（dài）的背部一般都是純（chún）橡膠，由於現在汽車同步帶在使（shǐ）用時背部需同時帶動其它（tā）部件如（rú）油泵及張緊機構，尤其是直噴式柴油發動機。要求要有很（hěn）大（dà）的張緊力（lì），這樣對背部磨損非常（cháng）大，純橡膠無法達到要求。如將帶的背部做成有布，則可大大提高帶（dài）的背部耐磨性（xìng）。如（rú）大陸的“Conti Diesel Runner”同步（bù）帶（dài）就是如此結構。
耐油同步帶
自上世紀60年代，美國通用公司首次將（jiāng）同步帶（dài）用於新開發的頂製式凸輪(OHC)發（fā）動機替代原來（lái）使用的滾珠鏈條以來，由於同步帶具（jù）有同步（bù）性能好、噪音小、無需潤滑、重量輕、成本低和維修方便等諸多優點，迅速在汽車發動機正時傳（chuán）動機構使用，尤其是小排量發動機，幾乎占（zhàn）100%。但（dàn）是進入（rù）新世（shì）紀，隨著現代轎車發（fā）動機強（qiáng）化（huà）程（chéng）度的不斷提高，排放法規（guī）不斷加嚴，維（wéi）護周期的不斷延長(240000km甚至300000km)，正（zhèng）時傳動機構的負荷不斷增大，對配（pèi）氣正時的精度要求也越來（lái）越高，同步帶已越來越難滿足現代轎車發動機苛刻的要求，再加上正（zhèng）鏈條（tiáo）技術（shù）的提高如強度、耐磨、降噪（zào）和優化設計等，克服了鏈條自身存在的缺點，凸現鏈條（tiáo）傳動大功（gōng）率、無需維護和耐熱、耐油等固有的優點（diǎn），因此近年（nián）來汽車發（fā）動機正時傳動（dòng）機構有傾向於使用（yòng）鏈條的趨勢。
為了與鏈條競爭，近年來國外傳動帶廠家如大陸（lù）、蓋茨和特高（gāo）等開發了耐油同步帶（dài），即（jí）同步帶可（kě）以像鏈條一樣直接與潤滑油（yóu）接觸，省略張緊輪而用導軌張緊和導向（xiàng），這樣可（kě）以降低帶的摩擦係數30%，結構空間（jiān）跟（gēn）更為緊湊。
耐油同步帶是傳動帶技術（shù）的一大（dà）突破，改變了傳動帶不能與礦物油（yóu）接觸的傳統觀念。
其帶體配（pèi）方需用高丙烯（xī）腈含量的HNBR，齒布塗覆（fù）膠科需含有大（dà）量（liàng）的特氟隆，強力層線繩以使用（yòng）高強度複合玻纖或碳纖維。
“人”字齒同步帶
“人”字齒同步（bù）帶類似於“人”宇齒輪，最大的優點是降低（dī）噪音，傳動能力和使用壽命（mìng）也大幅提高。這種帶是固特異（yì）上世紀90年代發明的，並於（yú）“ENGLE”標識（shí）推向市場。“人”字齒同步帶的開發成功（gōng），在同步帶（dài）發展曆史具有裏程碑（bēi）意（yì）義。該帶與相同的齒形直齒同步帶相（xiàng）比，噪音可降低10～26dB，使用壽命提高（gāo）120%，傳動能力也大幅提高(或減少帶寬)等。已在汽車試用，使用壽命已超過210000km。
非圓帶輪傳動技術
目（mù）前汽車發動機正時係統普遍采用多氣門和可變氣門技術，這給凸輪軸的（de）脈（mò）衝負荷成倍增加，造成發動機（jī）振動幅度加大，影響整車NVH(噪音、振動和平穩)性（xìng）能，也對同步帶（dài）和其它部件造成損害。為了最大限度地抵消（xiāo）這（zhè）個振（zhèn）動，萊（lái）頓(Litens)公司發明了Smart Sprocket TM非圓（yuán）齒輪（lún）傳動技術(CTC camshaft torque cancellation technology)，亦即（jí），凸輪段的帶輪不是傳統純圓形的，而是橢圓或其它非圓的。這樣（yàng）在運行（háng）過程（chéng）中，可（kě）以抵消大（dà）部分的振幅，可減少40%帶及其部（bù）件的作用力，提高帶使用壽命和節約燃料消耗。
模塊式和集成化傳動係統（tǒng）
所謂（wèi）模塊式傳動係統（tǒng）是（shì）將正時皮帶傳動係統(包括（kuò）傳動件的帶、輪和張緊機（jī）構)與發動機前端（duān）輔（fǔ）助傳動係統(除傳動件外還（hái）包（bāo）括驅動發電機、空調、水泵等)集成在（zài）一起（qǐ），用戶隻（zhī）需裝配即（jí）可，以滿足現在汽車集約化生產，把複雜的生產過程簡單化。蓋茨公司開發的GEMl0TM係統即是。
蓋茨公司還開發了（le）集成化（huà）輔（fǔ）助傳動係統(Electro Mechanical Drive，EMD)，同時適應於14V/42V電機係統，使用（yòng）壽命已達（dá）240000km和500000次啟動（dòng）次數。該係統已在標致、通用等新開發（fā）的42V發電/起動係統應用。
CVT用（yòng）複合V帶
無級變速機構(CVT)是汽（qì）車理想的變速機構，它與傳統的齒（chǐ）輪和液壓自動變速機構(A/T)截然不同，是有帶輪與皮帶構成的無級變速機（jī）構（gòu）。汽車CVT傳（chuán）動形式有兩種：摩擦傳動和牽引傳動，前者包括濕摩擦的金（jīn）屬皮帶，幹摩擦的橡膠V帶及複合V帶（dài）;後者為新近研究的CVT。
摩（mó）擦傳（chuán）動（dòng）CVT用的傳動帶原來是用金屬傳動帶。金屬傳動帶需要在潤滑油中使用，要求較大的帶輪推動力，這樣會降低傳動總效率。
而改用橡膠V帶則可（kě）不必（bì），且橡膠V帶比（bǐ）金屬皮（pí）帶製造費用低，保養（yǎng）使用均為方便，因此成為各廠商競相研究開發（fā）對象。
但汽（qì）車用（yòng）變速V帶要（yào）傳遞很高的扭矩，一般的橡膠V帶難（nán）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（shòu）0.4-0.5MPa。要達到如此高的模量，隻能采用由橡膠張力層(tension belt)與金屬複合塊(block)構成的複合V帶才能達到如（rú）此高的要求。
CVT用複（fù）合V帶幾乎世界上（shàng）所有的有（yǒu）名傳動帶廠都（dōu）在研（yán）究開（kāi）發，屬傳動帶前沿技術，這不僅是這種傳動帶的技術難度大，而且是這（zhè）種（zhǒng）帶的市場前景非常廣闊。無論在汽車和（hé）其（qí）他工業都有廣泛（fàn）的用途。
複合V帶國外已達到（dào）實用化的（de）水平（píng），如日本愛（ài）知機器公司與阪東公司聯（lián）合開（kāi）發的CVT係統裝在鈴木Mira轎車轎車上。三星、蓋茨（cí）、固特異、大陸和特高等都在開發這種帶。
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