汽車傳動帶是汽車發動機重要的零部件,也是傳動帶重要的組成郎分,可以說,傳動帶的許多技術進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、多換帶和同步帶的快速發展,氫化丁肺橡膠(HNBR)應用于同步帶,三元乙丙橡膠(EPDM)應用于多楔帶等,都是為了適應汽車工業最新技術要求而獲得迅速發展的。
近年來,由于全球氣候變暖、環境保護和對汽車舒適性要求,節能、排放和NVH(噪音、振動和平穩)是汽車工業主要活題。如何提高燃科利用率和減少廢氣排放、提高維修周期一直是汽車工業研究目標,這些技術包括多氣門(MultivalveEngines,MVES)和可變門(VariableValveTiming.VVT)技術.催化轉換器、42V發電/起動集成電機(integratedstarteraltemator.ISA).直噴式柴油發動機和240000km基至300000km維修周期等,這些技術進步對汽車零部件的性能要求也相應提高和苛刻,汽車傳動帶也不例外。為了適應這些變化,國外一些著名傳動帶廠家對汽車傳動帶進行了許多改進和性能提高。
齒形多楔帶
齒形多楔帶類似于齒形切邊V帶,即在楔部切成齒形,以提高帶的曲撓性能及帶散熱性能,可明顯提高帶使用壽命,固特異公司研究表明,相同的氧丁橡膠(CR)材料多楔帶,高溫疲勞試驗普通多楔帶66h,有齒多楔帶可達167h,有齒多楔帶還可障低對帶的裝配精度要求。但有齒多楔帶在使用時通過帶輪會帶進帶出空氣流,產生有節奏的氣流聲。固特異公司通過斜齒,特高(DAYCO)公司做成不規則齒來抵消這種聲音,可減少15dB左右的噪音,兩家公司分別以“Gatorhark”和“POLYCOG”標識推向市場。
植絨多楔帶
多模帶傳動缺點之一是傳動噪音較大,在低速或角速度變化快使用時,以及一般時間后,楔面磨損。、硬化和張力松弛,或在雨天沾到水后,傳動時會發出刺耳的尖叫聲,影響汽車的NVH性能,解決辦法之一是楔面留有0.1-1.0mm高強度短纖維(如芳綸、PBO纖維等)。由于纖維摩擦系數穩定、具有吸音功能,因此大大降低多楔帶傳動噪音。植絨多楔帶一股用特殊的研磨工藝來實現,研磨時,先將楔快速磨成大致的楔形,然后低速濕磨,將橡膠磨掉,楔面露出一定長度的纖維。
彈性多楔帶
彈性多楔帶最早用于白色家電如洗衣機,干洗機和健身器材等,原理是,帶的長度比輪系計算周長小,帶在裝配時,使用專用工具強制拉伸在固定的帶輪上,通過帶的彈性變形力使帶產生足夠的張力,在整個使用過程中無需調整張力,這樣可以省略張力調節機構。
近幾年來,小型家用轎車為了簡化發動機前端附件傳動輪系結構也開始便用彈性多模帶作為驅動用帶。彈性多模帶一股便用扯斷伸長率大于20%的高捻度的尼龍纖維作為強力眉線繩。特高,大陸(CONTITECH)生產的汽車用彈性多模帶,據稱使用壽命已達150000km.
EPDM多楔帶
近年來,發動機室的溫度越來越高,有的要求橡膠件能耐150℃,瞬間能耐170℃,傳統氨丁橡膠(CR)顯然達不到要求。由于HNBR過于昂貴,人們在研究發現小量的油污并不對發動機前端的皮帶造成損害,可便用較覆價耐熱性好的三元乙丙橡膠(EPDM)作為多模帶主體橡膠材料,但EPDM耐磨性、高溫抗撕裂和動態性能不理想,與其它材料粘合差,這些都需要通過改性如添加ZDA或ZDMA和與其它材料并用加以解決。
EPDM多楔帶耐高溫性能和高溫疲勞壽命明顯提高,如CR多楔帶107C下疲勞壽命只有50h,而EPDM多楔帶在121C下疲勞壽命可達125h。大陸開發的EPDM多楔帶使用壽命已達240000Km。
短纖維補強同步帶
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遠的標準彈性體材料。日本HONDA公司于1985年首次生產出裝備有以HNBR為基材制作的傳動帶的新型汽車,德國BWM公司亦于1997年通過由日本進口的HNBR同步帶而成為歐洲第一家裝有HNBR同步帶的汽車生產廠家。上世紀90年代后期,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限度地延長凸輪軸傳動同步帶的使用壽命來提高汽車發動機的工作性能,目前,世界上幾乎所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,實站證明,在一般行駛條件下HNBR同步帶的工作壽命可達100000-150000km。
現代的汽車對同步帶的要求是:使用壽命達250000-300000km;使用溫度-35-150%,晰時高溫可達175%:耐油性≥CR:150℃下臺架壽命可達3000h,而且在提高耐油性能時不插性其低溫性能,帶齒的動態儲存模量z1.4MPa。要達到如此高的條件,只有采用過氧化物硫化的HNBR/甲基丙燜酸鋅(ZMA)復合物與芳綸短纖維補強的復合材料。
大陸公司采用HNBR/ZMA與芳綸短纖難配合制造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
汽車同步帶由于制造工藝的限制,帶的背部一般都是純橡膠,由于現在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,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,如大陸的“ContiDieselRunner”同步帶就是如此結構。