同（tóng）步帶（dài）與汽車工業的共同發（fā）展史
發布時間（jiān）：2022-02-25 02:35:57瀏覽次數：51
汽車同步帶是汽車發動機重要的零部件，也是V帶係列（liè）產（chǎn）品的（de）重要組（zǔ）成部分。可以說，同步帶的許多技（jì）術進步和發明與汽（qì）車工業的發展息息相關，如V帶發明，切邊V帶、多楔（xiē）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)應用於多楔帶等，都是為了適（shì）應汽車工業最（zuì）新技術要求而獲得迅速發展的。
短（duǎn）纖（xiān）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公司於1985年首次生產（chǎn）出裝備有以（yǐ）HNBR為基材製作的傳動帶的新（xīn）型汽車。德國BWM公司亦於1997年通過由（yóu）日本進口（kǒu）的HNBR同步帶而成為歐洲第一家裝有（yǒu）HNBR同步帶的汽車生產廠家。上世紀90年代（dài）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過最大（dà）限度地延長凸輪軸傳動同步帶的使用壽命來提高汽車發（fā）動機的工作性能，目前，世界上幾乎（hū）所有的汽車生（shēng）產廠家都在（zài）通過采用HNBR同步帶來提高汽車的產品質量。實踐證明，在（zài）一般行駛條件下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250000-300000km;使用溫度-35-150%，瞬（shùn）時高溫可達175%;耐油性≥CR;150℃下台（tái）架壽命（mìng）可達（dá）3000h，而且在提高耐（nài）油性能時不犧牲其低溫性能，帶齒的動態儲（chǔ）存模量≥1.4MPa。要達到如此高的條（tiáo）件，隻有采用過氧化物硫化的HNBR/甲基丙烯酸（suān）鋅(ZMA)複合物與芳綸（lún）短纖維（wéi）補強的複合材料。
大陸公司采用（yòng）HNBR/ZMA與芳綸短纖（xiān）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240000km，已接近與（yǔ）“發動機同壽命”的目標。
有（yǒu）背布同步帶
汽車同步（bù）帶由於（yú）製造工藝的限製，帶的背部一般（bān）都是純橡膠，由於現在汽車同步帶在使（shǐ）用（yòng）時背部需同時帶動其它部件如油泵（bèng）及張緊機構，尤其是直噴式柴油發動機。要求要有很大（dà）的張緊（jǐn）力，這樣對（duì）背部磨損非常大，純橡膠無法達到要求。如（rú）將帶的（de）背部做成有布，則（zé）可大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。
耐油同步帶
自上世紀60年代（dài），美國（guó）通用公司首次將同步帶用於新開發（fā）的頂製式凸輪(OHC)發動機替代原來使用的（de）滾（gǔn）珠鏈（liàn）條以來，由於同步（bù）帶具（jù）有同步性能好、噪音小（xiǎo）、無需潤滑（huá）、重量輕、成本低和維修方便（biàn）等諸多優（yōu）點，迅速在汽車（chē）發（fā）動機（jī）正（zhèng）時傳動機構使用，尤（yóu）其是小排量發動機，幾乎占100%。但是進入新世紀（jì），隨著現代轎車發（fā）動機強化程度的不斷（duàn）提高，排放法規不斷加嚴，維護周期的不斷延長(240000km甚至300000km)，正時傳動機構的負荷不斷增（zēng）大，對配氣正時的精度要求也（yě）越來越高，同步帶已越來越難滿足（zú）現代轎車發（fā）動機苛刻的要求，再加上正（zhèng）鏈條技（jì）術的提高（gāo）如強度、耐（nài）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、無需維護和耐熱、耐油等固有的優點，因此近年來汽（qì）車發動機正時傳動機構有傾向於使用（yòng）鏈條的趨勢。
為了與鏈條競（jìng）爭，近年來國外傳動帶廠家如大（dà）陸（lù）、蓋茨和特高等開發了（le）耐油同步帶，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和導向，這樣可以降低帶的摩擦係數30%，結構空間跟更（gèng）為緊湊（còu）。
耐油同步帶是傳動帶技術的一大突破，改變了傳動帶不能與礦物油接觸的傳統觀（guān）念（niàn）。
其帶體（tǐ）配（pèi）方需用高丙烯腈含量（liàng）的HNBR，齒布塗覆（fù）膠科需含有大量的特氟隆，強（qiáng）力層線（xiàn）繩以使用（yòng）高強度複合玻（bō）纖或碳（tàn）纖維。
“人”字齒同步帶
“人”字齒同步帶類似於“人”宇齒輪，最大的優點是降低噪音，傳動能力（lì）和使用壽命也大幅提高。這種帶是固特異上世紀90年（nián）代發明的，並於“ENGLE”標識推向市場。“人（rén）”字齒同步帶的開（kāi）發成功，在同步帶發展曆史具有裏（lǐ）程碑意義。該帶與相同的齒形直齒同步帶相比，噪音（yīn）可降低10～26dB，使用壽（shòu）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210000km。
非（fēi）圓帶輪傳動技術
目前汽（qì）車發動機正時（shí）係統普遍采用多氣門（mén）和可變氣門技術（shù），這給凸輪軸的脈衝負荷成倍增加，造成發動機振動幅度（dù）加（jiā）大，影響整車NVH(噪音（yīn）、振動和平穩（wěn）)性能，也對同步帶和其它部件造（zào）成損害。為了最大（dà）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，而是橢圓或（huò）其它非圓的。這樣（yàng）在（zài）運行過程中，可以抵消大（dà）部分的振幅，可減少40%帶及其部件的作用力（lì），提高帶使用壽命和節約燃料消耗（hào）。
模塊式（shì）和集成（chéng）化傳動（dòng）係統
所謂模塊式（shì）傳動係統是將正時皮帶傳動係統(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(除傳動件（jiàn）外還包（bāo）括驅動發（fā）電機、空調、水泵等)集成在一起，用戶隻需裝配即可，以滿（mǎn）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（cí）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（tǒng），使用壽命已達240000km和500000次啟動次數。該係統（tǒng）已在標致、通用等新開發的42V發電/起動係統（tǒng）應用。
CVT用複合V帶
無級變速機構(CVT)是汽車理想的變速機構，它與傳統的齒輪和液（yè）壓（yā）自動變速（sù）機構(A/T)截然不（bú）同，是有帶輪與皮帶構成的無級變速機（jī）構。汽車CVT傳動（dòng）形式有兩種：摩擦傳動和牽引傳動，前者包括（kuò）濕摩擦的金屬皮帶，幹摩擦的橡（xiàng）膠V帶及複（fù）合V帶（dài）;後（hòu）者為新近研究的CVT。
摩擦傳動CVT用的傳動（dòng）帶原來是用金屬（shǔ）傳動帶。金（jīn）屬傳動（dòng）帶需要在潤滑油（yóu）中使（shǐ）用，要求較大的帶輪推動力，這樣會降低（dī）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（shǔ）皮帶製造費用低，保養（yǎng）使用均為方便，因此成（chéng）為各（gè）廠（chǎng）商競相研究開發對象。
但汽車（chē）用變（biàn）速V帶要傳遞很（hěn）高的扭矩，一（yī）般的橡膠V帶難以勝任。如1000ml的發動機達到最（zuì）大轉矩時（shí），V帶必需能經受2.0MPa的側壓力（lì），而一般V帶隻（zhī）能承（chéng）受0.4-0.5MPa。要（yào）達到如此（cǐ）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（fù）合V帶才（cái）能達到如此高的要求。
CVT用複合V帶幾乎世界（jiè）上所有的有名傳動帶廠（chǎng）都（dōu）在（zài）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帶國外已達到實用化的水平，如日本愛（ài）知機器公司與阪東公司聯合開發的CVT係統裝在鈴木Mira轎車轎車上。三星、蓋茨、固（gù）特異、大陸和特高等都（dōu）在開發這種（zhǒng）帶。
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