摘 要:汽車上傳動(dòng)帶是汽車機(jī)械傳動(dòng)中重要的零部件,本文從分析汽車上傳動(dòng)帶的結(jié)構(gòu)開始,詳細(xì)論述了目前我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的汽車V帶、多楔帶、汽車正時(shí)帶的應(yīng)用場(chǎng)合和特點(diǎn)。最后結(jié)合實(shí)踐,提出了汽車傳動(dòng)帶的檢查和維護(hù)方法。
關(guān)鍵詞:汽車傳動(dòng)帶;結(jié)構(gòu);特點(diǎn);維護(hù)
帶傳動(dòng)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(dòng)的應(yīng)用和進(jìn)步也息息相關(guān)。汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)帶和用于驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)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(dòng)的汽車V帶和多楔帶,都屬于傳動(dòng)帶。有些汽車上還用到金屬帶,如無級(jí)變速CVT通過兩個(gè)可以改變直徑的傳動(dòng)輪和傳動(dòng)帶(金屬帶)來傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)連續(xù)的傳動(dòng)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(qiáng)度和耐久性,拉伸時(shí)有較高的彈性模量,彎曲時(shí)帶體柔軟,橫向剛度強(qiáng)。
與傳統(tǒng)的普通V帶相比,新型汽車V帶的耐沖擊性能強(qiáng),傳動(dòng)時(shí)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(zhǎng),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(dòng)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(duì)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(guó)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(cè)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(dòng)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(qiáng)韌的特點(diǎn),又有V帶緊湊、高效等優(yōu)點(diǎn)。帶體非常薄,并且寬度很寬,整體優(yōu)勢(shì)更突出。避免了多根V帶傳遞動(dòng)力不均勻的缺點(diǎn),多用于結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動(dòng)中。
多楔帶的主要特點(diǎn)如下:
(1)相同空間時(shí)傳動(dòng)功率更大,比普通的V帶傳動(dòng)功率提高1/3~1/2;
(2)相同傳動(dòng)功率時(shí)結(jié)構(gòu)更緊湊,傳動(dòng)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(dòng)。纖薄的帶體,柔軟性優(yōu),振動(dòng)小,發(fā)熱更少,運(yùn)轉(zhuǎn)更平穩(wěn)??蓚鲃?dòng)多個(gè)輪子,帶速可達(dá)40m/s;
(4)工作時(shí)伸長(zhǎng)量小且耐磨、耐熱、耐油,使用壽命長(zhǎng)。
多楔帶主要用于汽車內(nèi)燃機(jī)輔助設(shè)備的傳動(dòng),如PK型多楔帶常應(yīng)用于水泵與曲軸之間的傳動(dòng),俗稱“水泵皮帶”。國(guó)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(yàn)方法、檢驗(yàn)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(dòng)力轉(zhuǎn)向泵、增壓器等傳動(dòng)用帶。
多楔帶傳動(dòng),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(dòng)為設(shè)計(jì)緊湊型發(fā)動(dòng)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(dòng)帶的工作壽命更長(zhǎng)。
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(dòng),工作時(shí)同步帶齒與同步帶輪的齒槽相嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng),帶和帶輪間無相對(duì)滑動(dòng),保證了圓周速度同步,故稱為同步帶傳動(dòng)。汽車同步帶又稱正時(shí)帶,是因?yàn)樵谄囍袕V泛用于配氣系統(tǒng)的正時(shí)機(jī)構(gòu)。
國(guó)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(guó)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(hào)共有十種,曲線齒有四個(gè)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(dòng)和其他嚙合傳動(dòng)相比,同步帶傳動(dòng)特點(diǎn)如下:
(1)傳動(dòng)平穩(wěn),能緩沖、減振、低噪;工作時(shí)無滑動(dòng),傳動(dòng)比準(zhǔn)確;
(2)傳動(dòng)效率高,可達(dá)0.98,節(jié)能效果明顯;不需潤(rùn)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(dòng)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(dòng)和齒輪傳動(dòng)相比,維護(hù)、保養(yǎng)方便,費(fèi)用低。綜合性價(jià)比高;
(6)缺點(diǎn)是對(duì)帶的制造要求高,安裝要求嚴(yán)格,價(jià)格要高于其他帶傳動(dòng)。
同步帶是綜合了帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的一種帶傳動(dòng),廣泛應(yīng)用于頂置凸輪發(fā)動(dòng)機(jī)中,尤其是小排量發(fā)動(dòng)機(jī),幾乎都使用正時(shí)帶?,F(xiàn)代汽車要求正時(shí)帶與發(fā)動(dòng)機(jī)壽命相同,使用溫度在-35℃~150℃之間正常工作,正時(shí)帶也不斷地在針對(duì)運(yùn)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(dòng)帶的檢查和維護(hù)
汽車的傳動(dòng)帶負(fù)責(zé)帶動(dòng)所有機(jī)件的運(yùn)動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)各種輔助機(jī)構(gòu)運(yùn)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(shí)皮帶斷裂后會(huì)造成車輛拋錨,發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部氣門損壞,嚴(yán)重可導(dǎo)致汽缸蓋的報(bào)廢。不僅花費(fèi)較多,而且維修所需時(shí)間也較長(zhǎng)。因此定期檢查保養(yǎng)傳動(dòng)帶非常必要。
傳動(dòng)帶檢查中,第一項(xiàng)任務(wù)是檢查帶的松緊度。檢查帶體時(shí),若發(fā)現(xiàn)傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)帶材料。
V帶傳動(dòng)的使用與維護(hù)方法同前。汽車多楔帶一般帶有自動(dòng)張緊輪,平時(shí)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(shí)有噪聲等現(xiàn)象,應(yīng)更換多楔帶。
正時(shí)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(duì)皮帶檢查維護(hù)一次。如果正時(shí)皮帶和附屬件狀態(tài)良好,要用壓縮空氣清理干凈正時(shí)皮帶護(hù)罩內(nèi)的雜質(zhì),以延長(zhǎng)皮帶的使用壽命。一般情況下,汽車行駛6~10萬公里時(shí),就應(yīng)該更換皮帶。更換時(shí)一定要注意型號(hào)的匹配,如果是應(yīng)用在有張緊機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)中,正時(shí)皮帶的長(zhǎng)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(shí)皮帶一定要注意對(duì)正正時(shí)標(biāo)記。需要說明的是在更換正時(shí)皮帶時(shí),其附屬件如張緊輪、水泵也應(yīng)該一塊更換。
作者簡(jiǎn)介:李娜(1971-),女,河南南陽人,本科,高級(jí)講師,從事機(jī)電專業(yè)的科研和教學(xué)工作。