同步帶與汽車工業的共同發（fā）展史（shǐ）
發布時間：2022-02-25 02:35:57瀏覽次數：51
汽車（chē）同步帶是汽車發（fā）動機重要的零（líng）部件，也是V帶係列產品的重要組成（chéng）部分。可以說，同步帶的（de）許多技術進（jìn）步和發明與汽車工業的發展息息相關，如V帶發明，切邊V帶、多楔帶和同（tóng）步帶的（de）快速發展，氫化丁腈橡膠(HNBR)應用於同步帶、三元（yuán）乙丙（bǐng）橡膠(EPDM)應用於多（duō）楔帶等，都是為了適應汽車工業（yè）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（gōng）布（bù）以來，HNBR已逐漸（jiàn）發展成為當今世界汽車同步帶生（shēng）產（chǎn）首（shǒu）選的標（biāo）準（zhǔn）彈性體材（cái）料。日本HONDA公司於1985年首次生產出裝（zhuāng）備有（yǒu）以（yǐ）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（tōng）過（guò）由日本進口的HNBR同步帶而成為歐洲（zhōu）第一家裝有HNBR同（tóng）步帶的（de）汽（qì）車生產廠家。上世紀90年代後期，全世界汽車工業（yè）發展迅速，市場競爭激烈，汽車生產（chǎn）廠家紛紛想方設法通過最大限度地延長凸輪（lún）軸傳動同步帶的使用壽命來提高汽車發動機的工作（zuò）性能，目前，世界上幾乎所（suǒ）有的汽車生產（chǎn）廠家都（dōu）在通過采用HNBR同步帶來提高汽車的產品質量。實踐證明，在（zài）一（yī）般行（háng）駛條（tiáo）件下HNBR同步帶的（de）工作壽命可達100000-150000km。
現代的汽車（chē）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（nài）油性≥CR;150℃下台架壽命可達3000h，而且在提高耐油性能時（shí）不犧牲其低溫性能，帶齒的（de）動態（tài）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（wù）硫化的HNBR/甲基丙（bǐng）烯酸（suān）鋅（xīn）(ZMA)複合物與芳綸短纖維補強的複合材料（liào）。
大（dà）陸公司采用HNBR/ZMA與芳綸短纖維配合製造HSN-POWER壽命HNBR同步帶在汽油機使用，其壽命已超過240000km，已接近與“發動機同壽命”的目標。
有背布同步帶
汽車同步帶由於製造工藝的限製，帶的背部一般都（dōu）是純橡膠，由於現在汽車同步帶（dài）在使用時背部需（xū）同（tóng）時帶動其它部件如油泵及張緊機構，尤其是直噴式柴（chái）油發動機。要求要有很大的張緊力，這（zhè）樣對背部磨損非常大，純橡膠（jiāo）無（wú）法達到（dào）要求（qiú）。如將帶的背部做成有布，則可大大（dà）提高帶的背部耐（nài）磨性。如大陸（lù）的“Conti Diesel Runner”同（tóng）步帶就是（shì）如（rú）此（cǐ）結構。
耐油同步帶
自（zì）上世紀60年代，美國通用公司首次（cì）將同步帶用於新開發的頂製式凸輪(OHC)發動機替代原來使用的滾珠鏈條以（yǐ）來，由於同步帶具有同步性能好、噪音小、無需潤滑（huá）、重量輕（qīng）、成本低（dī）和維修方便等諸多（duō）優點，迅（xùn）速（sù）在汽（qì）車（chē）發動機正時傳動機構使（shǐ）用，尤其是（shì）小排量發動機，幾乎占（zhàn）100%。但是（shì）進入新世紀，隨著（zhe）現代轎車發動機強化程度的不斷提高，排（pái）放法規不斷加嚴，維護周期的不斷延長(240000km甚至300000km)，正時傳動機構的負荷不斷增大，對配（pèi）氣正時（shí）的精（jīng）度（dù）要求也越來越高，同步帶已越來越難滿（mǎn）足現代轎車發動機苛刻的要求，再加上正鏈條技術的提（tí）高如強度、耐磨、降噪和優化設計等，克服了鏈條自身存在的（de）缺點，凸現鏈（liàn）條傳動（dòng）大功率、無需維護和耐熱、耐油等（děng）固有（yǒu）的優點，因此近年來（lái）汽車發動機正時傳動機構有傾向於使用鏈條的趨勢。
為了與鏈條競（jìng）爭，近年來國外傳動帶廠家如（rú）大陸、蓋茨和特高等開（kāi）發（fā）了（le）耐（nài）油同步帶，即同步帶可（kě）以像鏈條一樣直接與潤滑油接觸（chù），省略張（zhāng）緊輪而用導（dǎo）軌張緊和導向，這樣可以降低帶的摩擦係數30%，結構空間（jiān）跟更為緊湊。
耐油同步帶是傳動帶技術的一大突（tū）破，改變了傳動（dòng）帶不能與礦物油接（jiē）觸的傳（chuán）統觀（guān）念。
其帶（dài）體配方需用高丙烯腈含量的HNBR，齒布塗覆膠科（kē）需含有大量（liàng）的特氟隆，強力層線繩以（yǐ）使用高強度複合玻纖或碳纖維。
“人”字齒同步（bù）帶
“人”字齒同步（bù）帶（dài）類（lèi）似於“人”宇齒輪（lún），最大（dà）的（de）優（yōu）點是降低噪音，傳動能力和使用壽命也大幅提高。這（zhè）種帶是固特異上（shàng）世紀90年代發明的，並於“ENGLE”標識推（tuī）向（xiàng）市場。“人”字（zì）齒（chǐ）同步帶的開發成功，在同步帶發展曆史具有裏程碑意義。該帶與相（xiàng）同的齒（chǐ）形直齒同步帶相比，噪音可降低（dī）10～26dB，使用壽（shòu）命提高120%，傳（chuán）動能力也大幅提高(或減少帶寬)等。已在汽（qì）車試用（yòng），使用壽（shòu）命已超過210000km。
非圓帶輪傳動技術
目前汽車發（fā）動機正時係統普（pǔ）遍采用（yòng）多（duō）氣門和可變（biàn）氣門技（jì）術，這給凸（tū）輪軸的脈衝（chōng）負荷成倍增加，造成發動機振動幅度加（jiā）大，影（yǐng）響整車NVH(噪音、振動和（hé）平穩)性能，也對同步帶（dài）和其它部件造成損害。為了最（zuì）大限度地抵消（xiāo）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（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。這樣在運行（háng）過程中，可以抵消大部分的振幅，可減少40%帶及其部件的作用力，提高帶使用壽命（mìng）和節約燃料消（xiāo）耗。
模塊式和集成（chéng）化傳動（dòng）係統
所謂模塊式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（dòng）機前端輔助傳動係統(除傳動件外還包括驅動（dòng）發電機、空調、水泵等)集成在一起，用戶隻（zhī）需裝配即可，以滿足現（xiàn）在汽車集約化生產（chǎn），把複雜的生產過（guò）程（chéng）簡單化。蓋茨公（gōng）司開發的GEMl0TM係統（tǒng）即是。
蓋茨（cí）公司還開（kāi）發（fā）了集成化輔助傳動係統(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（gāi）係統已（yǐ）在標致、通用等（děng）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壓自動變速機構(A/T)截然不同，是有帶輪與皮帶（dài）構成的無級變速機構。汽車CVT傳動形式有兩種：摩擦傳動和牽引傳動，前者包括濕摩擦的金屬皮帶，幹摩擦的橡膠V帶及複合V帶;後（hòu）者（zhě）為新近（jìn）研（yán）究的CVT。
摩擦傳動（dòng）CVT用的傳動帶原來是用金屬傳動（dòng）帶。金屬傳動帶需（xū）要（yào）在潤滑油中使用，要求較（jiào）大的帶輪推動力，這樣會降低傳動總效率。
而改用橡膠（jiāo）V帶則可不必，且（qiě）橡膠（jiāo）V帶比金屬皮帶製造費用（yòng）低，保養使用均為方（fāng）便，因（yīn）此成（chéng）為各廠商（shāng）競相研究開發對象（xiàng）。
但汽車用變速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（cǐ）高的模量，隻能采用由橡膠張力層(tension belt)與金屬複合塊(block)構成的複合V帶才能達到如此高的（de）要求。
CVT用（yòng）複（fù）合V帶幾乎世界上所有的有名傳動帶廠都在研究開發，屬（shǔ）傳動帶前沿（yán）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（jǐng）非常廣闊。無論在汽車和其他（tā）工業都（dōu）有廣泛的用途。
複合V帶國外（wài）已達到實用（yòng）化的水平，如日本愛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（gài）茨（cí）、固特異、大陸和特高等都在開發這種帶。
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