我国汽车用传动带技术分析与展望

添加人：admin 发布时间：2015/7/9 17:10:09 来源：中国破碎机网

　　我国汽车用传动带技术分析与展望□邵芳口姚俊红主要原料的应用进展情况，预未来的汽车用传动带的发展方向。
　　汽车用传动带包括汽车发动机辅助装置用汽车带多楔带顶置式凸轮轴0只，⑼孤种崾粲诜⒍配气机构，配气机构是保证发动机在工作中定时将新鲜的可燃混合气充入气缸，并及时将燃烧后的废气排出气缸的机构，它由进气门排气门气门挺杆挺柱摇臂及凸轮轴等组成，其中凸轮轴因其横截面形状近似桃子，又称桃子轴或偏心轴，是配气机构中的驱动件，专门驱动气门按时开启和关闭。轿车发动机由于转速较快，可达5000以上，为保证进排气效率，都采用进气门和排气门倒挂的形式，即顶置式气门装置，称顶置式凸轮轴发动机用同步带以及无级变速机构0用的变速带。随着汽车制造技术的改进和大量进口汽车维修配件的需求，我国生产的传动带在生产技术产品结构及产品品种使用性能和使用寿命方面己取得了长足的进步。目前，汽车发动机正在向小型化高效能化发展，发动机周围的环境温度越来越高，使用条件也越来越苛刻，因而要求单根胶带能带动更多部件，对胶带的传动能力传动效率使用效率使用寿命环境适应性噪音控制以及维修保养周期提出了新的要求。
　　汽车用传动带的种类汽车用传动带按其在汽车中的作用分为汽车，带多楔带普通带同步带；按其传动机理可分为带同步带两类。
　　1带汽车带按从57标准可分为包布，带和切边带，其中切边，带又可分为齿形切边，带普通切边带和叠合切边带种。
　　包布带早在20世纪60年代后期己逐渐被切边带所代替，据介绍国外所用原配汽车带己使用切边带，包布带只用于维修。切边带的使用寿命比包布带尚13倍，寿命可达万20万公里，目前研究的目标集中在怎样使单根胶带在定截面尺寸下，能够传递更高的功率传动时减少噪音量使用更小带轮时胶带挠曲性良好和传动过程减少初张力损失以减少维修量等。
　　我国切边式汽车，带于20世纪80年代中后期起步，至今已有15年左右的历史，技术装备从主要厂家引进到国产化亦有很多年了，取得了较快的发展。综合我国切边式汽车带的质量情况，般在3万4万公里主要是为主机厂配套及由此而生产的市场配件，以及些重视质量打品牌的企业，可达到6万公里甚至更高般出租汽车跑市区相对使用里程要低些。近年，有家给上海大众汽车公司定点配套橡胶件的工厂试制助力泵带装车跑里程试验，均己达到万公里的新标准⑴我国的行业规划中已经提出，带中了应采用切边式，保留的包布式应主要用于维修更换，而不是为新机配套。
　　多楔带20世纪70年代，国外汽车为适应发动机小型化和所需带动的部件空调机动力转向装置及空气喷射反应器越来越多及所带动的部件功率越来越大的需求，开发研究了多楔带并将其应用到汽车发动机的辅助装置上。多楔带集中了平带和带的优点，具有带体轻薄传递功率高运动平稳挠曲性好背面能传动结构合理使用寿命长可使用更小的带轮和较高的传动比等特点，在汽车上使用可节省空间。
　　还可以保证辅助装置固定安装，只用个自动张紧装置即可。这个自动张紧装置可配备传感器，随时都可知道胶带的张力变化情况，以便及时调整胶带的张力。因此多楔带传动方便安全可靠。多楔带在我国近几年来得到了显著的发展，其应用随着引进设备以及采用国际先进技术的汽车发动机的增加而迅猛发展。
　　在机床汽车发动机辅助设备各种机械设备尤以各类引进和新设计的设备中应用十分广泛。其生产状况在我国逐渐成规模，生产设备基本为引进或吸收消化制造，产品质量较好，持续大批量为汽车等多种机械传动装置配套。
　　车用变速，带汽车用变速带的研宄在国内外都是热门话。无级变速机构是汽车理想制截然不同，是由带轮和胶带构成的无级变速机构。
　　这种无级变速机构原来用的是金属带，由于金属带需要在润滑油中使用，而改用带后则不必了，而带比金属带制造费用低，保养使用均较方便。因此汽车用无级变速机构对带的需求有增长之势。但汽车用变速带要传递很高的扭矩，般工业带难以胜任。
　　如lOOOrmin的发动机达到最大转矩时，V带必须能经受2添口的侧压力，而般带只能承受0.4 0.5MPa的侧压力。随着对氢化丁腈橡胶研究的不断深入，这个难已被解决。常用的方法是用氢化丁腈胶加芳纶短纤维并提高粘合胶的模量。汽车用变速带在我国的生产研究和应用较晚，由于国产原材料不配套，引进生产设备的消化吸收尚需定的过程，目前部分需求依赖进口，另部分由国内配套。这些产品是高技术含量高附加值产品，性能要求较特殊，技术水平较高。目前在产品质量使用寿命生产工艺技术产品系列等方面与国际先进水平相比坯存在定差距，有着广泛的开发研究前景和潜在市场。
　　同步带汽车用同步带最早是美国通用汽车公司于20世纪60年代后期用于新发明的顶置式凸轮轴发动机，以代替原来使用的滚子链条传动。由于使用很成功，日本于20世纪70年代初由本田技术研宄院首次采用，随后富士重工也效仿。目前日本80轿车采用了同步带传动技术，美国也有40，我国引进的轻型轿车生产线除广州标致外也都采用。
　　同步带传动与链条传动相比具有同步性能好无须润滑可实现多轴传动重量轻成本低及维修养护方便等优点。国际标准化组织130己制订了梯形齿同步带的国际标准，有2人78两种，前者用于轻型车，后者用于重型车，近年来，同步带发展方向己由上述的梯形齿同步带向高转矩低噪音长寿命的圆弧齿同步带方向发展。圆弧齿同步带包括单圆弧同步带双圆弧齿同步带平顶圆弧齿抛物线圆弧齿同步带等。它们啮合合理，包络齿数多，带齿和轮齿干涉量少，应力分布均匀，带齿的抗剪切应力高，寿命也高。2，世纪中后期以来，同步带传动在我国发展较快。在汽车纺织烟草机械等行业有较大市场，其它方面如粮食食品机械石化机械家用电器办公机械等，亦广泛予以应用。近年来，数控机床中，同步带传动的应用呈显著增长趋势。
　　以大专院校研究院所为主要代的理论研究队伍对其性能研宄主要从啮合齿间载荷的分布带的损坏形带齿变形和强度传动精度使用寿命的影响因素同步带和带轮制造技术等研究及同步带传动标准化工作取得了定成果和进展。这些研究成果对推广同步带传动的应用延长带的使用寿命提高传动质量等都产生了定的效果。
　　汽车用传动带所用的原材料汽车用传动带所用的原材料主要有抗拉层滑架材料，压缩层胶伸长层胶带齿胶及粘合层和涂布用胶料，以及传动带外侧的保护用布和切边带的层合用布等。
　　骨架材料带的骨架材料，国外在20世纪60年代后期己基本实现聚脂化，在此之前大都使用人造丝纤维。由于聚酯线绳的许多优异性能，如强度高耐冲击耐屈挠疲劳性能好和尺寸稳定伸长小等，在运行中可保持足够的张力，使带具有优良的使用性能和较长的使用寿命。我国在20世纪90年代才开始使用聚酯线绳，由于国内设备和聚酯线绳生产厂家的及时开发，促进了线绳结构的发展，逐步适应了汽车工业农业发展和国内外市场的需要。聚脂线绳的强度比人造丝线绳高1.5倍以上，初始模量高倍以上，耐屈挠疲劳性能更好，且具有热收缩性能，可补偿带使用时下降，使用生热性亦比其他纤维要高，但在目前仍是带的最为理想的纤维之。
　　切边带普遍采用聚脂线绳。需使浸渍液渗透到线绳内部。目前仍在使用毒性较大的异氰酸酯甲苯溶液RFL双浸体系，荷兰恩卡公司报道了种非溶剂型浸渍液，用其处理过的聚脂线绳也适合于切边带使用。
　　芳纶是美国杜邦公司发明的种特高强度纤维，适合于制造高负荷低伸长的变速带和多楔带。
　　维线绳。玻璃纤维原料呈连续长丝状，在生产同步带时，为了使玻璃纤维线绳与胶料之间能够有足够高的抽出强度，对这些每束由几百根纤维组成的线绳要经过浸溃剂浸溃处理。玻璃纤维线绳兼有强度高重量轻和伸长极小的诸种特点，该综合性能使其成为同步带带芯的首选材料，因为同步带是种强制传动方式，它不同于其它摩擦传动带。NGF欧洲公司新建了座车间生产玻璃纤维线绳并于1994年正式投产。原来的车间只处理适用于0只的玻璃纤维线绳，新车间生产的玻璃纤维线绳适用的胶料是HNBR，玻璃纤维线绳经过专门处理，即采用高饱和丁腈橡胶浸渍液。这种对玻璃纤维线绳的处理方法需要完全不同的工艺，并要设计出完全不同的卧式烘干炉3.我国对玻璃纤维的研究尚处于研宄开发阶段。未来的汽车对同步带的要求是使用寿命达2530万公里；使用温度为35150，nbsp；现状趋势战略瞬时高温可达175；耐油性奋，心150；下使用寿命可达3000，而且在提高耐油性能时不牺牲其低温性能，带齿的动态储存模量1.4肘要达到如此高的条件，只有采用过氧化物硫化的HNBR甲基丙烯酸锌复合物与芳轮短纤维补强的复合材料，甚至要用到以芳纟仑纤维，补强的乙稀丙烯酸弹性体人厘才能达到。
　　橡胶现代汽车由于对节能环保舒适安全等的要求越来越高，使得整个发动机室结构复杂紧凑，工作时温度较高，其中的橡胶件应具有耐高温了新的添加济，因此对发动机中的橡胶件的耐油性能提出了更高的要求。另方面，较长的维修期，对橡胶件的耐久性的要求也越来越高。现代汽车要求橡胶件在定的耐油条件下能在40+150=，率褂谩4瞧，抵匾，南鸾杭ò1发动机用的时规带即同步带，汽车辅助传动用的汽车带和多楔带，以及新近发展的无级变速机机构⑴，幻用的变速带。汽车传动带原先使用的综合性能较好的氯丁橡胶，由于其耐热性欠佳，己无法达到上述的性能要求，取之为HNBR替代。氢化丁腈橡胶HNBR与传统的丁腈橡胶8幻相比，其分子结构中含有少量或不含碳碳双键C=C，它不仅具有NBR的耐油耐磨耐低温等性能，而且还具有更优异的耐热氧老化耐臭氧耐化学介质良好的动态性能等，是目前最具发展潜力的橡胶品种之，在许多方面已取代了氟橡胶等其它特种橡胶，己广泛地应用于汽车油田等工业领域，尤其是汽车用传动带，己占其用量的50以上。HNBR最早由德国Bayer公司于1984年小批量生产，商品名为丁1边叫日本260公司也在同年建厂生产，商品名为2613，1；随后加拿大的，151公司亦于1988年投产，商品名为丁加，被851兼并，己无此牌号；我国兰化公司于1999年开发成功，牌号19901LH99024，切边带和多楔带，由于两边没有包布，降低了带的横向刚度，必须在压缩层胶和楔胶中掺入30 50的短纤维，并使之定向排列。纤维方向必须与胶带的运行方向垂直，以提高横向刚性支撑性和级向柔性屈挠性。侧边还可提高与带轮的摩擦系数，从而提高传动能力，增加胶带的耐磨性，提高胶带的使用寿命。
　　各种胶布带使用的胶布，包括包布带的包布切边，带和多楔带的顶布底布层合用布等，要求有较高的耐磨性，耐热性，耐屈挠疲劳性，与橡胶具有良好的粘合性，并有适当的摩擦系数。包布般用平纹结构的棉帆布，要求较高的可用涤棉混纺布，但要注意粘合51.尼龙帆布因不耐高温，般不适用于带，维纶帆布因强度不理想般也不用于带。
　　日美等国普遍采用种广角帆布，其经纬线夹角为0.130.，具有很高的耐屈烧性能，有利于带使用时的弯曲。
　　同步带的齿部和线绳需用布加以保护，以提高带齿的抗剪切力和耐磨损性，并使线绳不受轮齿顶部的损害。
　　要求胶布具有很高的强度，定的耐磨性和低的摩擦系数，为了加工方便，般用具有较高收缩性的尼龙帆布。
　　B汽车用传动带的发展方向汽车用传动带的品种不会有大的变动，但在产品质量和使用性能上将随汽车工业的发展而提高。新材料如丑8况芳纶的应用越来越多，据英国邓录普公司研究分析，在未来的汽车工业中，丙烯酸酯橡胶最具有发展前途，氟橡胶硅橡胶元乙丙橡胶氯醚橡胶和聚氨酯橡胶的用量也将日趋增加。计算机辅助设计，人，技术和有限元分析方法将应用于传动带的结构设计和形状尺寸分析各部件性能最优化选择和传动理论研究等工作中。汽车带主要被切边带取代，切边式汽车带要占汽车带90以上。同步带进步向圆弧齿同步带方向发展，无级变速机构对变速带的使用量逐步增加。汽车带的使用寿命为1.5万公里以上，并最终达到与汽车发动机同寿命，丁用变速，带亦将有大的发展。
　　1冯世金。我国切边式汽车带的质量水平分析。胶带工2秦书安。带传动技术现状和发展前景。机构传动，2002，3叶鼎铨。玻璃纤维在汽车中的应用增长。建材工业信息，4吴贻珍。氢化丁腈橡胶及其在汽车传动带中的应用。橡胶5，3咖凡著，刘秋莲译。有关聚酯和芳纶与0肘及聊8只粘合的界面形态幻。橡胶参考资料，1997，271A编辑文圻第作者单位滨州职业学院工业工程系邮政编码山东256600第作者单位德州学院机电系收稿日期2004年1月