汽车传动带是汽车发动机重要的零部件,也是传动带重要的组成郎分,可以说,传动带的许多技术进步和发明与汽车工业的发展息息相关,如V带发明,切边V带、多换带和同步带的快速发展,氢化丁肺橡胶(HNBR)应用于同步带,三元乙丙橡胶(EPDM)应用于多楔带等,都是为了适应汽车工业最新技术要求而获得迅速发展的。
近年来,由于全球气候变暖、环境保护和对汽车舒适性要求,节能、排放和NVH(噪音、振动和平稳)是汽车工业主要活题。如何提高燃科利用率和减少废气排放、提高维修周期一直是汽车工业研究目标,这些技术包括多气门(MultivalveEngines,MVES)和可变门(VariableValveTiming.VVT)技术.催化转换器、42V发电/起动集成电机(integratedstarteraltemator.ISA).直喷式柴油发动机和240000km基至300000km维修周期等,这些技术进步对汽车零部件的性能要求也相应提高和苛刻,汽车传动带也不例外。为了适应这些变化,国外一些著名传动带厂家对汽车传动带进行了许多改进和性能提高。
齿形多楔带
齿形多楔带类似于齿形切边V带,即在楔部切成齿形,以提高带的曲挠性能及带散热性能,可明显提高带使用寿命,固特异公司研究表明,相同的氧丁橡胶(CR)材料多楔带,高温疲劳试验普通多楔带66h,有齿多楔带可达167h,有齿多楔带还可障低对带的装配精度要求。但有齿多楔带在使用时通过带轮会带进带出空气流,产生有节奏的气流声。固特异公司通过斜齿,特高(DAYCO)公司做成不规则齿来抵消这种声音,可减少15dB左右的噪音,两家公司分别以“Gatorhark”和“POLYCOG”标识推向市场。
植绒多楔带
多模带传动缺点之一是传动噪音较大,在低速或角速度变化快使用时,以及一般时间后,楔面磨损。、硬化和张力松弛,或在雨天沾到水后,传动时会发出刺耳的尖叫声,影响汽车的NVH性能,解决办法之一是楔面留有0.1-1.0mm高强度短纤维(如芳纶、PBO纤维等)。由于纤维摩擦系数稳定、具有吸音功能,因此大大降低多楔带传动噪音。植绒多楔带一股用特殊的研磨工艺来实现,研磨时,先将楔快速磨成大致的楔形,然后低速湿磨,将橡胶磨掉,楔面露出一定长度的纤维。
弹性多楔带
弹性多楔带最早用于白色家电如洗衣机,干洗机和健身器材等,原理是,带的长度比轮系计算周长小,带在装配时,使用专用工具强制拉伸在固定的带轮上,通过带的弹性变形力使带产生足够的张力,在整个使用过程中无需调整张力,这样可以省略张力调节机构。
近几年来,小型家用轿车为了简化发动机前端附件传动轮系结构也开始便用弹性多模带作为驱动用带。弹性多模带一股便用扯断伸长率大于20%的高捻度的尼龙纤维作为强力眉线绳。特高,大陆(CONTITECH)生产的汽车用弹性多模带,据称使用寿命已达150000km.
EPDM多楔带
近年来,发动机室的温度越来越高,有的要求橡胶件能耐150℃,瞬间能耐170℃,传统氨丁橡胶(CR)显然达不到要求。由于HNBR过于昂贵,人们在研究发现小量的油污并不对发动机前端的皮带造成损害,可便用较覆价耐热性好的三元乙丙橡胶(EPDM)作为多模带主体橡胶材料,但EPDM耐磨性、高温抗撕裂和动态性能不理想,与其它材料粘合差,这些都需要通过改性如添加ZDA或ZDMA和与其它材料并用加以解决。
EPDM多楔带耐高温性能和高温疲劳寿命明显提高,如CR多楔带107C下疲劳寿命只有50h,而EPDM多楔带在121C下疲劳寿命可达125h。大陆开发的EPDM多楔带使用寿命已达240000Km。
短纤维补强同步带
自1975年HNBR首件专利公布以来,HNBR已逐渐发展成为当今世界汽车同步带生产首远的标准弹性体材料。日本HONDA公司于1985年首次生产出装备有以HNBR为基材制作的传动带的新型汽车,德国BWM公司亦于1997年通过由日本进口的HNBR同步带而成为欧洲第一家装有HNBR同步带的汽车生产厂家。上世纪90年代后期,全世界汽车工业发展迅速,市场竞争激烈,汽车生产厂家纷纷想方设法通过最大限度地延长凸轮轴传动同步带的使用寿命来提高汽车发动机的工作性能,目前,世界上几乎所有的汽车生产厂家都在通过采用HNBR同步带来提高汽车的产品质量,实站证明,在一般行驶条件下HNBR同步带的工作寿命可达100000-150000km。
现代的汽车对同步带的要求是:使用寿命达250000-300000km;使用温度-35-150%,晰时高温可达175%:耐油性≥CR:150℃下台架寿命可达3000h,而且在提高耐油性能时不插性其低温性能,带齿的动态储存模量z1.4MPa。要达到如此高的条件,只有采用过氧化物硫化的HNBR/甲基丙焖酸锌(ZMA)复合物与芳纶短纤维补强的复合材料。
大陆公司采用HNBR/ZMA与芳纶短纤难配合制造HSN-POWER寿命HNBR同步带在汽油机使用,其寿命已超过240000km,已接近与“发动机同寿命”的目标。
有背布同步带
汽车同步带由于制造工艺的限制,带的背部一般都是纯橡胶,由于现在汽车同步带在使用时背部需同时带动其它部件如油泵及张紧机构,尤其是直喷式柴油发动机。要求要有很大的张紧力,这样对背部磨损非常大,纯橡胶无法达到要求,如将带的背部做成有布,则可大大提高带的背部耐磨性,如大陆的“ContiDieselRunner”同步带就是如此结构。