同步帶與（yǔ）汽車工業的共同發展史
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機重要的零部件（jiàn），也是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發明與汽車工業的發展息息（xī）相關，如（rú）V帶發明，切邊V帶、多楔帶和同步帶的（de）快速發展，氫（qīng）化丁腈橡膠(HNBR)應用（yòng）於同步帶、三元乙丙橡膠（jiāo）(EPDM)應用於多楔帶等，都是為了適應汽車工業最新技術要求（qiú）而獲得迅速發展的。
短纖維補強（qiáng）同步帶
自1975年（nián）HNBR首（shǒu）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（chǎn）首（shǒu）選的標準彈性體材料。日本HONDA公司於1985年首次生產出裝備有以（yǐ）HNBR為基材製作的傳動帶的新型汽車。德國BWM公（gōng）司亦於1997年通過由日本進口的HNBR同步（bù）帶而成為歐（ōu）洲第一家裝有HNBR同步帶的汽車生產廠家。上世紀90年代後期，全世界汽車工（gōng）業發（fā）展迅速，市場競爭（zhēng）激烈，汽車生產廠家（jiā）紛紛想（xiǎng）方設法通過最大限度地延（yán）長凸輪軸傳動同步帶（dài）的使用壽命來提高（gāo）汽車（chē）發動機的工（gōng）作性能，目前，世界上幾乎所（suǒ）有的汽車生產廠家都在通過采用HNBR同步帶來提高汽車的產品質量（liàng）。實踐證明，在一般行駛條件下HNBR同步帶的工作壽命可達100000-150000km。
現（xiàn）代（dài）的汽車（chē）對（duì）同步帶的要求是：使用壽命（mìng）達250000-300000km;使用溫度-35-150%，瞬時高溫（wēn）可達175%;耐油性≥CR;150℃下台架壽命可達3000h，而且在提高耐油性能時不犧牲其低（dī）溫性能，帶齒的動態儲存模量≥1.4MPa。要達到如此（cǐ）高的條件，隻有采用過氧化物硫化的HNBR/甲基丙（bǐng）烯（xī）酸鋅(ZMA)複合物（wù）與芳綸短纖維補強的複合材料（liào）。
大陸公司采用HNBR/ZMA與芳（fāng）綸（lún）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（de）目（mù）標。
有（yǒu）背布同步帶
汽車同步帶由於製造工藝的限製，帶的背（bèi）部一般都是純橡膠，由於（yú）現在（zài）汽車同步帶在使用時背部需同時帶動其它部件如油泵及張緊機構，尤其是直噴式柴油發動機。要求要有很大的張緊力，這樣對背部磨損非常大（dà），純橡膠無法達到要求。如將帶的背部做成有布，則可大大提高帶的背部耐磨性。如（rú）大陸的“Conti Diesel Runner”同步帶（dài）就是如此結構。
耐油（yóu）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頂製（zhì）式凸輪(OHC)發動機替代原（yuán）來使用的滾珠鏈條（tiáo）以來，由（yóu）於同步帶具有同步性能好、噪音小（xiǎo）、無需潤（rùn）滑、重量輕、成本低和（hé）維（wéi）修方便等諸多優點，迅速在（zài）汽車發動機正時傳動機構使用，尤其是小排量發動機，幾乎占100%。但是進入新世紀，隨著現代轎車發動機強化（huà）程度的不斷提高，排放法規不斷加嚴，維護周期的不斷延（yán）長(240000km甚至300000km)，正時傳動機構的負荷不斷增大，對配氣正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（fā）動機苛刻的要（yào）求，再（zài）加上正鏈條技術的提高如強度、耐磨、降噪和（hé）優化設計等，克服了鏈（liàn）條自身存在的缺（quē）點，凸現（xiàn）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正時傳動機構有傾向於（yú）使用鏈條的趨勢。
為了與鏈條（tiáo）競爭，近（jìn）年來國外傳動帶廠家如大陸、蓋（gài）茨和特高等開發（fā）了耐油同（tóng）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（jǐn）和導向，這樣可以降低帶的摩擦係數30%，結（jié）構空間跟更為緊湊。
耐油同步帶是傳動帶技術的一（yī）大突破，改變（biàn）了傳動帶不能與礦物油接觸的（de）傳（chuán）統觀念。
其帶體配方需用（yòng）高丙烯腈含量的HNBR，齒布塗覆膠科需含有大量（liàng）的（de）特氟隆，強力層線繩以使用高強度複合玻纖或碳纖維（wéi）。
“人”字齒同（tóng）步帶
“人”字齒同步帶（dài）類似（sì）於“人”宇齒輪，最大的優點是降低噪音，傳（chuán）動（dòng）能力和使（shǐ）用壽命也大幅提高。這種帶是固（gù）特（tè）異上世紀90年代發明的（de），並於“ENGLE”標識推向市場。“人”字齒同步帶的開發成功，在同步帶發展曆史具有裏程碑意義。該帶（dài）與相同（tóng）的齒（chǐ）形直齒同步帶相比（bǐ），噪音可降低10～26dB，使用壽命提高120%，傳動（dòng）能力也大幅提（tí）高(或減少帶寬)等。已在汽車試用，使（shǐ）用壽命（mìng）已超過210000km。
非圓帶輪（lún）傳動技術
目前汽車（chē）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（zhóu）的脈衝（chōng）負荷成倍增加，造成發動機振動幅度加大，影響整車NVH(噪音、振動和平穩)性能，也對同步帶和其它部件造成損害（hài）。為了（le）最大限度地抵消這（zhè）個振動（dòng），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，凸輪段的帶輪不是傳統純圓形的，而是橢圓或其它非（fēi）圓的。這樣在運行（háng）過程中，可以抵消大部分的振（zhèn）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料消耗。
模塊式和集成化傳動係（xì）統
所謂模塊式傳動係統是將正時（shí）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（hái）包括驅動發電機（jī）、空調、水泵等)集成在一起，用戶隻需裝配（pèi）即可，以滿足現在（zài）汽車（chē）集約化（huà）生（shēng）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（sī）還開發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，使用壽命已達240000km和500000次啟（qǐ）動次數。該係統已在標（biāo）致、通用等新開（kāi）發（fā）的42V發電/起（qǐ）動係統應（yīng）用。
CVT用複合V帶
無級變速機構(CVT)是汽（qì）車理想的變速機構（gòu），它與（yǔ）傳統的（de）齒輪和液壓自動（dòng）變速機構(A/T)截然不（bú）同，是有（yǒu）帶輪（lún）與皮帶構成的無級（jí）變速機構。汽車CVT傳動形式有兩種：摩擦傳動（dòng）和牽引傳動，前者包括濕摩擦的金屬（shǔ）皮帶，幹摩擦的橡膠（jiāo）V帶及複合V帶;後者為新（xīn）近研究的CVT。
摩擦傳動CVT用的傳動帶原來是用金屬傳動帶。金（jīn）屬傳動帶需（xū）要在潤滑油（yóu）中使用，要求較大的帶輪推動（dòng）力，這樣會降低傳動（dòng）總（zǒng）效率。
而改用橡膠V帶則可不必，且橡膠V帶比金屬皮帶製造費用低，保養使（shǐ）用均為（wéi）方便，因此（cǐ）成為各廠商競（jìng）相研究開發對象。
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（yǐ）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（yào）達到如此高的模量，隻（zhī）能采（cǎi）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（gāo）的要求。
CVT用複合V帶幾乎世界上所（suǒ）有的有（yǒu）名傳動帶廠（chǎng）都在研究開發，屬（shǔ）傳動帶前沿技（jì）術，這不僅是這種傳動帶的技術（shù）難度大，而且是這種帶的（de）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（hé）V帶國外已達（dá）到實用化（huà）的水平，如日本愛知機器公司（sī）與阪東（dōng）公司聯合開發的CVT係統裝在（zài）鈴（líng）木（mù）Mira轎車轎車上。三星、蓋茨、固特異、大陸和特（tè）高等都在開發這（zhè）種帶。
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