摘 要:汽車上傳動帶是汽車機(jī)械傳動中重要的零部件,本文從分析汽車上傳動帶的結(jié)構(gòu)開始,詳細(xì)論述了目前我國標(biāo)準(zhǔn)的汽車V帶、多楔帶、汽車正時帶的應(yīng)用場合和特點。最后結(jié)合實踐,提出了汽車傳動帶的檢查和維護(hù)方法。
關(guān)鍵詞:汽車傳動帶;結(jié)構(gòu);特點;維護(hù)
帶傳動在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛,汽車工業(yè)的發(fā)展與帶傳動的應(yīng)用和進(jìn)步也息息相關(guān)。汽車中的發(fā)動機(jī)正時帶和用于驅(qū)動發(fā)動機(jī)的附件,如發(fā)電機(jī)、風(fēng)扇、水泵、轉(zhuǎn)向助力泵、增壓器以及空調(diào)壓縮機(jī)等部件傳動的汽車V帶和多楔帶,都屬于傳動帶。有些汽車上還用到金屬帶,如無級變速CVT通過兩個可以改變直徑的傳動輪和傳動帶(金屬帶)來傳遞發(fā)動機(jī)的動力和運動,實現(xiàn)連續(xù)的傳動比和輸出扭矩。
1 汽車V帶
汽車V帶在結(jié)構(gòu)形式上有包邊V帶和切邊V帶兩種。齒形切邊V帶是目前汽車V帶中應(yīng)用最為廣泛的,底部的齒可使V帶縱向柔軟以及便于帶和帶輪接觸處散熱。汽車V帶的理想結(jié)構(gòu)應(yīng)使其在恒定或變化應(yīng)力下具有足夠的拉伸強度和耐久性,拉伸時有較高的彈性模量,彎曲時帶體柔軟,橫向剛度強。
與傳統(tǒng)的普通V帶相比,新型汽車V帶的耐沖擊性能強,傳動時撓曲性能好,滯后損失小,產(chǎn)生的噪音低、熱量小,散熱快,使用壽命較長,適用于大功率、功率變化范圍較大及高轉(zhuǎn)速的汽車發(fā)動機(jī)中。在汽車發(fā)電機(jī)、風(fēng)扇、水泵、空調(diào)等附件裝置對汽車V帶的要求也不盡相同:發(fā)電機(jī)的帶輪直徑較小,要求V帶在小帶輪上有好的柔軟性;空調(diào)裝置要求V帶能夠傳遞較大的功率。
國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13352—2008中規(guī)定了汽車V帶產(chǎn)品的尺寸、極限偏差、中心矩變化量、測量方法和帶輪尺寸等。該標(biāo)準(zhǔn)適用于汽車內(nèi)燃機(jī)附屬機(jī)械傳動裝置中的V帶及其帶輪。
2 汽車多楔帶
汽車多楔帶是由V帶演變過來的,它既有平帶的柔軟強韌的特點,又有V帶緊湊、高效等優(yōu)點。帶體非常薄,并且寬度很寬,整體優(yōu)勢更突出。避免了多根V帶傳遞動力不均勻的缺點,多用于結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動中。
多楔帶的主要特點如下:
(1)相同空間時傳動功率更大,比普通的V帶傳動功率提高1/3~1/2;
(2)相同傳動功率時結(jié)構(gòu)更緊湊,傳動機(jī)構(gòu)所占空間比普通V帶少1/4;
(3)更適應(yīng)小直徑帶輪和高速傳動。纖薄的帶體,柔軟性優(yōu),振動小,發(fā)熱更少,運轉(zhuǎn)更平穩(wěn)??蓚鲃佣鄠€輪子,帶速可達(dá)40m/s;
(4)工作時伸長量小且耐磨、耐熱、耐油,使用壽命長。
多楔帶主要用于汽車內(nèi)燃機(jī)輔助設(shè)備的傳動,如PK型多楔帶常應(yīng)用于水泵與曲軸之間的傳動,俗稱“水泵皮帶”。國家標(biāo)準(zhǔn) GB13552—2008中規(guī)定了汽車多楔帶的產(chǎn)品分類、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則等,適用于汽車內(nèi)燃機(jī)的風(fēng)扇、電機(jī)、水泵、壓縮機(jī)、動力轉(zhuǎn)向泵、增壓器等傳動用帶。
多楔帶傳動,能夠完全替代汽車V帶而且所占用空間少得多,且多楔帶的“蛇形”傳動為設(shè)計緊湊型發(fā)動機(jī)提供了可能性?,F(xiàn)在的EPDM(三元乙丙橡膠)多楔帶充分改善了帶的抗疲勞性和耐高、低溫性能,使傳動帶的工作壽命更長。
3 汽車同步帶
同步帶內(nèi)周有等距的橫向齒,屬于嚙合型帶傳動,工作時同步帶齒與同步帶輪的齒槽相嚙合實現(xiàn)傳動,帶和帶輪間無相對滑動,保證了圓周速度同步,故稱為同步帶傳動。汽車同步帶又稱正時帶,是因為在汽車中廣泛用于配氣系統(tǒng)的正時機(jī)構(gòu)。
國內(nèi)汽車的同步帶齒目前有曲線齒(圓弧齒)和梯形齒兩類。國家標(biāo)準(zhǔn)GB12734—2017中規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)化的汽車同步帶型號共有十種,曲線齒有四個系列八種和梯形齒兩種。曲線齒比梯形齒傳遞功率大。曲線齒的帶體受載后,齒根的應(yīng)力集中得以緩和,提高了齒的承載能力,且能防止嚙合過程中齒的干涉。
與摩擦型帶傳動和其他嚙合傳動相比,同步帶傳動特點如下:
(1)傳動平穩(wěn),能緩沖、減振、低噪;工作時無滑動,傳動比準(zhǔn)確;
(2)傳動效率高,可達(dá)0.98,節(jié)能效果明顯;不需潤滑,省油無污染;
(3)具有較大的功率傳遞范圍,可達(dá)幾瓦到幾百千瓦;
(4)傳動比范圍大,一般高可達(dá)10,線速度可達(dá)80m/s;預(yù)緊力較小,軸和軸承上所受載荷小;
(5)與鏈傳動和齒輪傳動相比,維護(hù)、保養(yǎng)方便,費用低。綜合性價比高;
(6)缺點是對帶的制造要求高,安裝要求嚴(yán)格,價格要高于其他帶傳動。
同步帶是綜合了帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動優(yōu)點的一種帶傳動,廣泛應(yīng)用于頂置凸輪發(fā)動機(jī)中,尤其是小排量發(fā)動機(jī),幾乎都使用正時帶?,F(xiàn)代汽車要求正時帶與發(fā)動機(jī)壽命相同,使用溫度在-35℃~150℃之間正常工作,正時帶也不斷地在針對運行環(huán)境各方面進(jìn)行優(yōu)化和提升,以滿足客戶的不同應(yīng)用要求。
4 汽車傳動帶的檢查和維護(hù)
汽車的傳動帶負(fù)責(zé)帶動所有機(jī)件的運動,發(fā)動機(jī)通過皮帶傳動驅(qū)動各種輔助機(jī)構(gòu)運轉(zhuǎn),如果皮帶斷裂了,或出現(xiàn)了打滑,將使相關(guān)的輔助機(jī)構(gòu)喪失功能,或使其性能下降,影響到汽車的正常使用。如正時皮帶斷裂后會造成車輛拋錨,發(fā)動機(jī)內(nèi)部氣門損壞,嚴(yán)重可導(dǎo)致汽缸蓋的報廢。不僅花費較多,而且維修所需時間也較長。因此定期檢查保養(yǎng)傳動帶非常必要。
傳動帶檢查中,第一項任務(wù)是檢查帶的松緊度。檢查帶體時,若發(fā)現(xiàn)傳動帶有硬度降低、磨蝕、纖維斷裂或有裂紋、裂縫等現(xiàn)象,就表明傳動帶已破損,不能繼續(xù)使用。然后檢查張緊輪,而損壞的張緊輪能加速帶的磨損也能“燒毀”傳動帶材料。
V帶傳動的使用與維護(hù)方法同前。汽車多楔帶一般帶有自動張緊輪,平時無須調(diào)整張緊力,但若發(fā)現(xiàn)帶體出現(xiàn)脆化或裂紋、油污明顯、工作時有噪聲等現(xiàn)象,應(yīng)更換多楔帶。
正時皮帶則要定期進(jìn)行檢查和維護(hù)。每年或每行駛15000公里應(yīng)對皮帶檢查維護(hù)一次。如果正時皮帶和附屬件狀態(tài)良好,要用壓縮空氣清理干凈正時皮帶護(hù)罩內(nèi)的雜質(zhì),以延長皮帶的使用壽命。一般情況下,汽車行駛6~10萬公里時,就應(yīng)該更換皮帶。更換時一定要注意型號的匹配,如果是應(yīng)用在有張緊機(jī)構(gòu)的傳動中,正時皮帶的長度可以稍有偏差,但是帶的其他參數(shù)必須與原廠標(biāo)準(zhǔn)一致。安裝正時皮帶一定要注意對正正時標(biāo)記。需要說明的是在更換正時皮帶時,其附屬件如張緊輪、水泵也應(yīng)該一塊更換。
作者簡介:李娜(1971-),女,河南南陽人,本科,高級講師,從事機(jī)電專業(yè)的科研和教學(xué)工作。