同步帶與汽車（chē）工業的共同發展史
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（dòng）機重要的零部件（jiàn），也是V帶係列產品的（de）重要組成部分。可以說，同步帶的許多技（jì）術進步和發明與汽車工業的發展息息（xī）相關，如V帶發明，切邊V帶、多楔帶和同步帶的快速發展，氫化（huà）丁腈橡膠(HNBR)應用於同步帶、三元乙丙橡膠(EPDM)應用於多楔帶等，都是為了適應汽車（chē）工業最新技術要求而獲得迅速發展的。
短纖維補強同步（bù）帶
自1975年HNBR首件專利公布以（yǐ）來（lái），HNBR已（yǐ）逐漸發展成為當今世界汽（qì）車同步帶生產首選的標準（zhǔn）彈性體材料。日本HONDA公司於1985年首次生（shēng）產出裝（zhuāng）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（rì）本（běn）進口的HNBR同步帶而成為歐洲第一家裝有HNBR同步帶的汽車生產廠家。上世（shì）紀90年（nián）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（jiā）紛紛想方設法（fǎ）通過最大限（xiàn）度地延長凸輪軸傳動同步帶的使用壽命來提高汽（qì）車發動機的工作性（xìng）能，目前，世界上幾乎所有的汽車生產廠家都（dōu）在通過采（cǎi）用HNBR同（tóng）步帶來提高汽車的產品質量。實踐證明，在一般行駛條件（jiàn）下（xià）HNBR同步帶的工作壽命可達100000-150000km。
現代的汽車對同步帶的要求是：使用壽命達250000-300000km;使用溫度-35-150%，瞬時高溫可達175%;耐油性≥CR;150℃下台架壽命（mìng）可達3000h，而且在提（tí）高耐油（yóu）性能時不犧牲其低溫（wēn）性能，帶齒的動態儲（chǔ）存模量≥1.4MPa。要達到如（rú）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（hé）物（wù）與芳綸短纖維補強的複合材料。
大陸公司采（cǎi）用HNBR/ZMA與芳綸短纖維配合製造HSN-POWER壽命HNBR同步帶在汽油機使用，其壽命已超過（guò）240000km，已接近與“發（fā）動機（jī）同壽命”的目（mù）標。
有背布同步帶
汽車同步帶由於製造工藝的限（xiàn）製，帶的背部一般都（dōu）是純橡膠，由於現在汽（qì）車同步帶在使用時背部需同時帶動其它部件（jiàn）如油泵及張緊機構，尤（yóu）其是直噴式柴油發動機。要求要有很大的張緊力，這樣對背部磨損非常大，純橡膠無法達到要求。如將帶的背部做成（chéng）有布，則可大大提高帶的背部耐磨性。如大陸的“Conti Diesel Runner”同步帶就是如此結構。
耐油同步帶
自上世紀60年代，美（měi）國通用公司首次將同步帶用於新開發的（de）頂製式凸輪(OHC)發動機（jī）替代原來使用的滾珠鏈條以來，由於同步帶具（jù）有同步性能好、噪音小、無需潤滑、重量輕、成本低和維修方便等諸多優點（diǎn），迅速在汽車發動機正時傳動機構使用，尤其是小排量發動機，幾（jǐ）乎（hū）占100%。但是進入新世紀，隨著現代轎車發動機強化程（chéng）度的不斷提高，排放法規不斷加（jiā）嚴，維護周期（qī）的不斷延長(240000km甚至300000km)，正時傳動機構的負荷（hé）不斷增大，對（duì）配氣正時的精度要求也越來越高，同步帶已越來越難（nán）滿足現代轎車發動機苛（kē）刻的要求，再加上正鏈條技術的提高如強度、耐磨、降噪和優化設計等，克服了鏈條自（zì）身存在的缺點，凸現鏈（liàn）條傳（chuán）動大功率、無需維護和耐（nài）熱、耐油（yóu）等固有的優點，因（yīn）此近年來（lái）汽車發（fā）動機正時傳動機構有傾（qīng）向於使用鏈條的趨勢。
為了與鏈條競爭，近（jìn）年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，即同步帶（dài）可以像鏈條一樣直接（jiē）與潤滑（huá）油（yóu）接觸，省略張緊（jǐn）輪而用導軌張緊和導向，這樣可以（yǐ）降低帶的摩擦係（xì）數30%，結構空間跟（gēn）更為緊湊。
耐油同步帶是傳動（dòng）帶技術的一大（dà）突破，改（gǎi）變了傳動帶不能與礦物油接觸的傳統觀念。
其帶體配方（fāng）需用高丙烯腈含量的HNBR，齒布塗覆膠科需含有大量的特氟（fú）隆，強力層（céng）線繩以使用高強度複合玻纖或碳纖維（wéi）。
“人”字齒同步帶（dài）
“人”字齒同（tóng）步帶類似於“人”宇齒輪，最大的優點（diǎn）是降低噪（zào）音，傳動能力和使用壽命也大幅提高。這種帶是固特異上（shàng）世紀90年（nián）代發明的（de），並於“ENGLE”標識推向市場（chǎng）。“人”字齒同步帶的開發成功，在同步帶發展曆史（shǐ）具有裏程碑意義。該帶與相（xiàng）同的齒形直（zhí）齒同步帶相（xiàng）比（bǐ），噪音可降低10～26dB，使用壽命提高120%，傳動能力也大幅提高(或減少帶寬)等。已在汽車試用，使用壽命已超過（guò）210000km。
非圓帶（dài）輪傳動技（jì）術
目前汽車發動（dòng）機正時係統普遍采用多氣門和可變氣門技術，這給凸輪軸的脈衝負荷成倍增加（jiā），造成發動機振動幅度加（jiā）大，影響整車NVH(噪音、振動和（hé）平穩（wěn）)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（gōng）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（tǒng）純圓形的，而是橢圓（yuán）或（huò）其它非圓的。這樣在（zài）運行過程中，可以抵消大部分的振幅，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（mó）塊式（shì）和集（jí）成化傳動係統
所謂模塊式傳動係統是將正時皮帶傳（chuán）動係統(包括傳動件的帶、輪和張緊機構)與發動機前端輔助傳動係統（tǒng）(除傳動件（jiàn）外還包括驅（qū）動發（fā）電機、空（kōng）調、水泵等（děng）)集成在一起，用戶隻需（xū）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（sī）開發的GEMl0TM係統即是。
蓋茨公司還開發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，使用壽命（mìng）已達240000km和500000次啟（qǐ）動次數。該係統已在標致、通用（yòng）等新（xīn）開發的（de）42V發電/起動係統應用。
CVT用複合V帶
無級變速機構(CVT)是汽車（chē）理想的變速機構，它與傳（chuán）統的（de）齒輪和液（yè）壓自動變速機構(A/T)截然（rán）不同（tóng），是有（yǒu）帶（dài）輪與皮帶構成的（de）無級變速機構。汽車CVT傳動形式有兩種（zhǒng）：摩（mó）擦傳動和牽（qiān）引傳動，前者包括濕摩擦的金屬皮帶，幹摩擦的橡膠V帶及複合V帶;後者（zhě）為新近（jìn）研究的CVT。
摩（mó）擦傳動CVT用的傳動帶（dài）原來是用金屬傳動帶。金屬傳動帶（dài）需要在（zài）潤滑油中使用，要求較大的帶輪推動（dòng）力（lì），這樣會降低傳動總（zǒng）效率。
而改用橡膠（jiāo）V帶則可不必，且橡膠V帶比金屬皮（pí）帶（dài）製造費用低，保養使用（yòng）均為方便（biàn），因此成（chéng）為各廠商競相（xiàng）研究開發對象。
但汽車用（yòng）變（biàn）速（sù）V帶要傳遞很高的扭矩，一般的橡膠V帶難以勝任。如1000ml的發動（dòng）機達到最大（dà）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（de）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（fù）合V帶才能達到如此高的要求（qiú）。
CVT用（yòng）複合V帶幾乎世界上所有的有名傳動帶廠都在研究開（kāi）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（chǎng）前景非常廣（guǎng）闊。無（wú）論在汽車和其他（tā）工業都有廣（guǎng）泛的用（yòng）途。
複合（hé）V帶國外已達到實用化（huà）的水平，如日本愛知機器公司與阪東公司聯合開發的（de）CVT係統裝在（zài）鈴木Mira轎車轎車上。三星、蓋茨（cí）、固特（tè）異（yì）、大陸和特高（gāo）等都在開（kāi）發這種帶。
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