同步帶與汽車工業的共（gòng）同發（fā）展（zhǎn）史
發布時間：2022-02-25 02:35:57瀏覽次數：51
汽車同步帶是（shì）汽車（chē）發動機重要的零部件，也是V帶係列產品（pǐn）的重要（yào）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）的發展（zhǎn）息息相關，如V帶發明，切邊V帶（dài）、多楔帶和同步帶的快速發（fā）展（zhǎn），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（dài）等，都是為了適應汽車工業最（zuì）新技術要求而獲得迅速發展的。
短（duǎn）纖維補強同步帶（dài）
自1975年HNBR首件專利公布以來，HNBR已逐漸發展（zhǎn）成為當（dāng）今世（shì）界（jiè）汽車同步（bù）帶生產首選的標（biāo）準彈性體材料（liào）。日（rì）本HONDA公司於1985年首（shǒu）次生產出裝（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年通過由日本（běn）進口的HNBR同步帶而成為歐洲第（dì）一家裝有HNBR同步帶的汽車生（shēng）產廠家。上世紀90年代後期，全世界汽車工業發展迅（xùn）速，市場競爭激烈，汽車生產廠（chǎng）家紛紛想方設法通過最大限度地延長凸輪軸傳動同步帶的（de）使用（yòng）壽命來提（tí）高汽車（chē）發動機的工（gōng）作性能，目前，世界上（shàng）幾（jǐ）乎（hū）所有的汽（qì）車生產（chǎn）廠家都在通過采用HNBR同（tóng）步帶（dài）來提高汽（qì）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。
現代的汽（qì）車對同步（bù）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（xià）台架壽命可（kě）達3000h，而且在提高耐（nài）油性能（néng）時不犧（xī）牲其低溫性能，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（cǎi）用HNBR/ZMA與（yǔ）芳綸短纖（xiān）維配（pèi）合製造HSN-POWER壽命（mìng）HNBR同步帶在汽油機使用，其壽命已（yǐ）超過240000km，已接近與（yǔ）“發動機同壽（shòu）命”的目標（biāo）。
有背布同步帶
汽車同步帶由於製造工藝的限製，帶的（de）背部一般都是純橡膠，由於現在汽（qì）車同步帶在使（shǐ）用時背部需（xū）同時帶（dài）動其它部件如油泵及張緊機構，尤其是直噴式柴油發動機。要（yào）求要有很大的張緊力，這樣對背部磨損非常大，純橡（xiàng）膠無法達到要（yào）求（qiú）。如將（jiāng）帶的背部做成有布，則可大大提高（gāo）帶的背部耐磨性。如大陸的“Conti Diesel Runner”同步帶就是（shì）如此結（jié）構。
耐油同步帶
自上世紀60年代，美國（guó）通用公司首次（cì）將同步帶用於新開發的（de）頂製式凸輪(OHC)發動機替（tì）代原來使用（yòng）的滾珠鏈（liàn）條以來，由於同步帶具有同步性能好、噪音小、無需潤滑、重（chóng）量輕、成本低和維修方便等諸多優點（diǎn），迅（xùn）速在汽車發動機正時傳動機構使用，尤其（qí）是小（xiǎo）排量發（fā）動機，幾乎占（zhàn）100%。但是進入新世紀，隨著現代轎車發動機強化程度的不斷提（tí）高，排放法規不斷加嚴，維護周期的不斷延長(240000km甚至（zhì）300000km)，正（zhèng）時傳動（dòng）機構的負荷不（bú）斷增大，對（duì）配氣正（zhèng）時的精度要求也越來越高，同步帶已越來越難滿足現代轎車發動機（jī）苛（kē）刻的要求，再（zài）加上（shàng）正（zhèng）鏈條技術的提高如強度（dù）、耐磨、降噪和優化設計（jì）等（děng），克服了鏈條自身存在的缺點（diǎn），凸現鏈條傳動大功率、無需維護和耐熱、耐油等固有的優點，因此近年來汽車發動機（jī）正時傳動機構有傾向於使用鏈（liàn）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（hé）特高等開（kāi）發了耐（nài）油（yóu）同步帶，即同步帶可以像鏈條一樣直接與潤滑（huá）油接觸，省略張緊（jǐn）輪而（ér）用導軌張緊和導向（xiàng），這樣可以降低帶的摩擦係數30%，結構空間跟更為緊湊。
耐油同步帶是傳動（dòng）帶技術的一大突破，改變（biàn）了（le）傳動帶不能與礦物油接觸的傳統觀念。
其帶體配方需用高丙烯腈含量的HNBR，齒布塗覆膠（jiāo）科需含（hán）有大量的特氟隆，強力層線繩以使用高強度複（fù）合玻纖或碳纖維。
“人”字齒同步帶
“人（rén）”字齒同步帶類似於（yú）“人”宇齒輪，最大的優點是降低噪音，傳動能力和使用壽命也大幅提高。這種（zhǒng）帶是固（gù）特異上世紀90年代發明（míng）的（de），並於“ENGLE”標（biāo）識推向市場。“人（rén）”字齒同步帶（dài）的開發成（chéng）功，在（zài）同步帶發展曆史具有裏程碑意義。該帶與（yǔ）相同的齒形（xíng）直齒同步帶相（xiàng）比，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（qì）車試用，使用壽命已超過210000km。
非圓帶輪傳動技術
目前汽車發動機正時（shí）係統普遍采用多氣門和可變（biàn）氣（qì）門技術，這給凸輪軸的脈衝負荷成倍增加，造成發動機（jī）振動幅度加大，影響整車NVH(噪音、振動和平穩)性能（néng），也對同步帶和其它部（bù）件造成損害。為了最大限度（dù）地抵消這個振動，萊頓（dùn）(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（tū）輪段的帶輪（lún）不是傳統純圓（yuán）形的，而是橢圓或其它（tā）非圓的。這樣在運行過（guò）程中，可以抵（dǐ）消大部（bù）分的（de）振幅，可減少40%帶及其部件的作用力，提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（kuài）式（shì）傳動係統是將正時皮帶傳動係（xì）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(除傳動件外還包括驅動發電機、空調、水泵等（děng）)集成在（zài）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。
蓋茨公司還開發了集成化（huà）輔助傳動係統(Electro Mechanical Drive，EMD)，同時（shí）適應於14V/42V電機係統，使用壽命已（yǐ）達240000km和500000次啟動次數。該係統已在標致、通用等新開發的42V發電/起動係統應用。
CVT用複合V帶
無級（jí）變速（sù）機構(CVT)是汽車理想（xiǎng）的變（biàn）速機（jī）構，它與（yǔ）傳統的齒輪和液壓自動變（biàn）速機構(A/T)截然（rán）不（bú）同（tóng），是有帶輪與皮帶構成的無級變速機構（gòu）。汽車CVT傳動（dòng）形式有兩種：摩擦（cā）傳動和牽引傳動（dòng），前者包括濕摩擦的（de）金屬皮帶，幹摩擦（cā）的橡膠V帶及複合V帶;後者為新（xīn）近研究的CVT。
摩（mó）擦傳動CVT用的（de）傳動（dòng）帶原來是用金屬傳（chuán）動帶。金（jīn）屬傳動帶需要在潤滑（huá）油中使用，要求較大的帶輪推動力，這樣會降（jiàng）低傳動總效（xiào）率。
而改用橡膠V帶則可不必（bì），且橡膠V帶比金屬（shǔ）皮帶製造費用低，保養使用均為方便，因此成（chéng）為（wéi）各廠商競相（xiàng）研究開發對象。
但汽車用變速（sù）V帶要傳遞很高的扭矩，一般的橡膠（jiāo）V帶難以勝任。如1000ml的發動機達到最大（dà）轉矩時，V帶必需能經受2.0MPa的側壓力，而一般V帶隻能（néng）承（chéng）受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（yǔ）金屬複合塊(block)構成的（de）複合V帶才能達到如此高的要求。
CVT用複（fù）合V帶幾乎世界上所有的有名傳動帶廠都（dōu）在研究開發，屬傳動帶前沿技術，這不僅是這（zhè）種（zhǒng）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（shí）用化的水平，如日本愛知機器公司與阪東公司（sī）聯合開發的CVT係統（tǒng）裝在鈴木Mira轎車（chē）轎車上。三星、蓋茨（cí）、固特異、大陸和特高等都在開發這（zhè）種帶。
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