同（tóng）步帶與汽（qì）車工業的共同發展史
發布時間（jiān）：2022-02-25 02:35:57瀏覽次（cì）數：51
汽車同（tóng）步帶是汽（qì）車發動機重要的零（líng）部件，也是V帶係列產品的重要（yào）組成部（bù）分。可（kě）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V帶發明，切邊V帶、多（duō）楔帶和同步帶的快（kuài）速發展，氫化丁腈橡膠(HNBR)應用於同步帶、三元乙丙橡膠（jiāo）(EPDM)應用於多楔帶等，都是為了適應汽（qì）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（bù）帶
自（zì）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HNBR為基材製（zhì）作的傳動帶的新型（xíng）汽車。德國BWM公司亦（yì）於1997年通過由日本進口的HNBR同（tóng）步帶而（ér）成為歐洲第一家裝有HNBR同步帶的汽（qì）車（chē）生產廠家。上世紀90年代後期，全世界汽車工業發展迅速，市場（chǎng）競爭激烈，汽（qì）車生產廠家紛紛想方設法通（tōng）過（guò）最大（dà）限（xiàn）度地延（yán）長凸輪軸傳動同步帶的使（shǐ）用壽（shòu）命（mìng）來提高汽車發動機的工作性能，目前（qián），世界上幾乎所有的汽車生產廠家都在通過采用HNBR同步（bù）帶來提高汽車的（de）產品質量。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。
現代的汽（qì）車對同步帶（dài）的要（yào）求是：使用壽命達250000-300000km;使用溫（wēn）度-35-150%，瞬時高（gāo）溫可（kě）達175%;耐油性≥CR;150℃下台架壽（shòu）命可達（dá）3000h，而且（qiě）在提高耐油性能時不犧（xī）牲其低溫性能，帶齒的動態（tài）儲存模量≥1.4MPa。要達到如此（cǐ）高的條件，隻有采用（yòng）過氧化物硫化的（de）HNBR/甲基丙烯酸鋅(ZMA)複合（hé）物與芳綸短纖維補強的複（fù）合材料。
大陸公司采用HNBR/ZMA與芳綸短纖維配（pèi）合製造HSN-POWER壽（shòu）命（mìng）HNBR同步帶在汽油（yóu）機使用，其壽命已超過240000km，已接近與“發動機同（tóng）壽命”的目標。
有背布（bù）同步（bù）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在使用時背部需同時帶動其（qí）它部件如油泵及張緊機構，尤其是直噴式（shì）柴（chái）油發動機。要求要有（yǒu）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（de）背部做（zuò）成有布，則可大大提高帶（dài）的（de）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，美國通用公司首次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來，由於同步帶具有同步性能好、噪音小、無需潤滑、重量輕、成本低和維修方便等諸多優點，迅速在汽車發動機正時傳動機構使（shǐ）用，尤其是小排量發動機，幾乎（hū）占（zhàn）100%。但是進入新世紀（jì），隨著（zhe）現代轎車發動機強化程度的不斷提高，排放法規不斷加嚴，維（wéi）護周期的不斷延長(240000km甚至300000km)，正時傳動（dòng）機構的負荷不斷增大，對配氣正時（shí）的精度要求也越來越高，同步帶已（yǐ）越來越難滿足（zú）現代轎車發（fā）動（dòng）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（hé）優化設計（jì）等（děng），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。
為了與鏈條競爭，近年來國外傳動（dòng）帶廠家如大陸、蓋茨和特高等開發了耐油（yóu）同步帶，即同步帶可以像鏈條（tiáo）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%，結構空間跟更為緊湊。
耐油同步帶是傳動帶技術的一大突破，改變了傳動帶不（bú）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，齒布塗覆膠科（kē）需含有大量的特氟隆，強力層線繩以使用（yòng）高強度（dù）複合玻纖或碳纖維。
“人（rén）”字齒同步帶
“人”字齒同步帶類似於“人”宇（yǔ）齒輪（lún），最大（dà）的優點是降低噪音，傳動能力和使用（yòng）壽命也大幅提高。這種帶是固特異上世紀90年代發明的，並於“ENGLE”標識推向市場。“人”字齒同步（bù）帶的開發成功，在同步帶發展曆史具有裏程碑意（yì）義。該帶與相同的齒形直齒同步帶（dài）相比，噪音可降低10～26dB，使用壽命（mìng）提高120%，傳動能力也大幅提（tí）高(或減（jiǎn）少帶寬（kuān）)等。已在汽車試用（yòng），使（shǐ）用壽命已超過210000km。
非圓帶輪傳動技術
目前汽車發動機正時係統普遍（biàn）采（cǎi）用多（duō）氣門和可變氣門技術，這給凸（tū）輪（lún）軸的脈衝負荷成倍增加，造成發動機振動幅度（dù）加大，影（yǐng）響整車NVH(噪音、振動和平穩)性能，也（yě）對同步帶（dài）和其它部（bù）件造成損害。為（wéi）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，凸輪段的帶輪不是傳統純圓形的，而是（shì）橢圓或其它非圓的。這樣在運行過（guò）程中，可（kě）以（yǐ）抵消大部分的（de）振幅（fú），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（mó）塊式和（hé）集成化傳動係統（tǒng）
所（suǒ）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（hé）張緊機構)與發（fā）動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（qǐ），用戶隻需裝配即（jí）可，以滿足現在汽車集約化生產，把（bǎ）複雜的生產過程簡單化。蓋（gài）茨公司開發（fā）的GEMl0TM係統即是。
蓋茨（cí）公司還開發了集成化輔（fǔ）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次啟動次數。該係統已（yǐ）在標致、通（tōng）用等新開（kāi）發的42V發電（diàn）/起動係統應（yīng）用。
CVT用（yòng）複合V帶
無級變速機（jī）構(CVT)是汽車理想的變速機構，它與傳統的齒輪和液壓自動（dòng）變速機構(A/T)截然不同，是（shì）有帶輪（lún）與皮帶構成的無級變速機構。汽車CVT傳動形式有兩種：摩擦傳動（dòng）和牽（qiān）引傳動，前者包括濕摩擦（cā）的（de）金屬皮（pí）帶，幹摩擦（cā）的橡膠V帶及複（fù）合V帶;後者為新近研究的CVT。
摩擦傳動CVT用的傳動帶（dài）原來是用金屬傳動帶。金屬傳動帶需（xū）要在潤滑油中使用，要（yào）求較（jiào）大（dà）的帶輪推（tuī）動（dòng）力，這樣會降低傳（chuán）動總（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，保養使用均為方（fāng）便，因（yīn）此成（chéng）為各廠商競相（xiàng）研究開發對象。
但汽車用變速V帶要傳遞（dì）很高的扭矩，一（yī）般的橡膠V帶（dài）難以勝任。如（rú）1000ml的發動機達到最大轉矩時，V帶必需能經受（shòu）2.0MPa的側壓力，而一般V帶隻能承受0.4-0.5MPa。要達（dá）到（dào）如此高的模量，隻能采（cǎi）用由橡膠張（zhāng）力（lì）層(tension belt)與金屬複合（hé）塊(block)構成的複合V帶才能達到如此高的要求。
CVT用複合V帶幾乎世界上所（suǒ）有的有名傳動帶（dài）廠都在研究開發，屬傳動帶前沿技術，這不僅是這種傳動帶的技術難度大（dà），而且是這種帶的（de）市場前景非常廣闊。無（wú）論在（zài）汽車和其他工業都有廣（guǎng）泛的（de）用途。
複合V帶國外已達到（dào）實用化的水（shuǐ）平，如日本愛知機器公司與阪東公司聯合開發的CVT係統裝（zhuāng）在鈴木Mira轎車轎車上。三（sān）星、蓋茨、固特異、大陸和特高等都在（zài）開發這種帶。
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