汽车材料论文:浅谈汽车同步带材料的发展(2500字)

发表于:2016.4.18来自:www.ttfanwen.com字数:2500 手机看范文

浅谈汽车同步带材料的发展

摘要:正时机构是发动机正常顺利地运转的动力传输保障,而汽车用同步带在正时机构中的应用发展得很快。尤其是材料的不断更新换代,使得汽车用同步带的寿命和效率得到不断的提高,同时,也不断满足了发动机日趋提高的要求。文章从材料的发展及应用对比分析了国外的技术要点和国内汽车同步带技术的缺点与不足。

关键词:汽车同步带;正时系统;材料

在汽车行业中,同步带是发动机重要的零部件。同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮所组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。近年来,如何提高燃料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的目标,如:多气门(Multivalve Engines,MVES)和可变气门(Variable Valve Timing,VVT)[1]技术、发电/起动集成电机(integrated starter alternator,ISA)等。[2]这些技术进步对汽车零部件的性能要求也相应提高,汽车同步带也不例外。尤其是从材料方面的不断开发和完善,使得同步带的应用技术得到更大的提高。

1国内外汽车同步带应用的发展

1.1国外汽车同步带应用的发展概况

同步带是由20世纪40年代美国龙尼劳伊尔公司发明的,被称为划时代的传动机构而引起世界的广泛关注。20世纪60年代后期,美国的通用公司首先将同步带装在汽车上,用来驱动发动机上的顶置凸轮。20世纪70年代初,本田公司制造的“莱福”牌汽车、接着富士重工业公司的“雪克斯”牌汽车都率先装上了同步带。目前,国外生产同步带的厂家有美国的盖茨(GATES)和力比(EP)同步带、德国的欧皮特(OPTIBELT)和马牌(CONTITECH)同步带、日本版东同步带。

1.2国内汽车同步带应用的发展概况

国内汽车同步带开发很晚,19xx年,青岛橡胶工业研究所引进了联邦德国尚尔茨公司的同步带生产线开发同步带,而后,洛阳橡胶制品厂、上海胶带厂、无锡橡胶厂、浙江余姚同步带厂等也相继引进了类似的生产线。目前,国内同步带公司有宁波伏龙同步带有限公司、浙江凯欧传动带有限公司等几十家制造商和代理商。

2汽车同步带材料的分类和发展

2.1橡胶

过去,汽车同步带胶料主要采用NR(天然橡胶)、SBR(丁苯橡胶)等作主体材料,这已不适应汽车发展的要求。目前,汽车同步带胶料主要采用CR、HNBR等作主体材料,这里主要对比介绍这两种特殊橡胶材料。

2.1.1氯丁橡胶(CR)

氯丁橡胶简称CR,由氯丁二烯聚合制得。具有良好的综合性能,耐油、耐燃、耐氧化和耐臭氧。但其密度较大,常温下易结晶变硬,贮存性不好,耐寒性差。目前,我国同步带胶料的主体材料主要为CR,含量达到50%~60%。

2.1.2氢化丁腈橡胶(HNBR)

氢化丁腈橡胶(HNBR)是丁二烯和丙烯腈的共聚体。其特点是机械强度和耐磨性高,用过氧化物交联时耐热性比丁腈橡胶(NBR)好,其他性能与丁晴橡胶(NBR)一样;缺点是价格较高。

HNBR比CR耐热性更好,工作温度可提高约30 ℃,工作温度为-40~+150 ℃,使用寿命为20万~30万km。日本、欧美的各大汽车公司均采用HNBR生产同步齿形带。 图1CR与HNBR动态裂口增长速度对比

由图1可见,HNBR与CR对比,HNBR裂口增长明显低于CR,因此,HNBR的耐磨性能比较好。这是由于HNBR有很好的拉伸积,而拉伸积与耐磨指数成正比,因此,HNBR是优良的耐磨橡胶材料。[3]同时,HNBR同步带的使用寿命可延长2~6倍,见图2。

图2CR与HNBR同步带疲劳寿命对比

2.2线绳

2.2.1玻璃纤维线绳

目前,我国汽车同步带的抗拉体基本采用玻璃纤维线绳。由于玻璃纤维表面缺少黏合活性基团,因此采用普通RFL浸渍液浸渍的玻璃纤维线绳黏合性能较差,不能满足汽车同步带的要求。为此,一般在汽车同步带用玻璃纤维线绳的RFL浸渍液中加入硅烷偶联剂和糊精等改性物质,并将线绳的1次浸渍改为2次甚至3次浸渍。采用氢化丁腈胶乳的RFL浸渍液的CR同步带经120 ℃×400 h运转试验后,拉伸强度保持率高达92,远高于浸采用丁苯吡胶乳的RFL浸渍液的CR同步带。

2.2.2芳纶线绳

近年来,国外已逐渐用芳纶线绳替代玻璃纤维线绳作同步带骨架材料。与玻璃纤维相比,芳纶纤维具有密度小(玻璃纤维的1倍),断裂强力大(玻璃纤维的3倍),模量高(玻璃纤维的2倍),断裂伸长率稍大,弯曲性能、耐疲劳性能和扭转性能好等优点;缺点是在同步带运行中芳纶线绳的伸长率和蠕变略大。

我国自20世纪90年代初开始进行芳纶线绳汽车同步带的研制,现仍处于试验阶段,但已能生产芳纶硬线绳。

3结束语

目前,汽车同步带的发展趋势已明确:①材质向高饱和丁腈橡胶、芳伦纤维材料、双层尼龙弹力布发展;②带齿形向修正曲线齿方向发展;③带体向增加抵抗高温龟裂的能力、改善承受负荷能力、改进齿的啮合和磨损、减少噪音发展。

参考文献

1 Ye Z M, Li L G. et al. Multi-Variable Optimization on Variable Intake Valve Closing Timing System For engine Overall Performance [A]. Paper 20050405-07 of ASME Internal Combustion Engine Division Spring Technical Conference, Chicago IL, 2005

2 Walters A E. Krefta R J, et al. Technology Considerations for Belt Alternator Starter Systems [A]. Paper SP-1833 of SAE World Congress, Detroit MI., 2004

3 吴贻珍.HNBR及其在汽车传动带中的应用[J].橡胶工业,2002(4):23~25




第二篇:汽车论文材料 4900字

"水膜滑溜现象"是指汽车在积水的铺装路面上行驶时,轮胎一边排开路面上的积水一边向前滚动。干燥的路面与轮胎接触 时,可以获得较高的摩擦系数。但路面积水以后,轮胎与路面的直接接触受到妨碍,水在这里起着润滑剂的作用,使摩擦系数减少。路面潮湿时,轮胎的接地面内只 有一部分直接与路面接触,其余部分是通过水膜接触路面的。水膜介入的部分越大,摩擦系数越低。

如果进一步提高车速,最终将导致轮胎与地面完全失去接触,轮胎便在路面的积水上面向前滑动。这种现象恰如滑水运动一样,卷入轮胎下面的水压力与轮胎的载荷 相平衡,轮胎与路面完全失去接触,这就是"水膜滑溜现象"。它使驾驶员感觉车辆突然"摆"了一下,然后就失去控制,撞击护栏。如果"水膜滑溜现象"造成两 侧轮胎受到地面摩擦力不同,高速行驶的车辆将失去平衡,极难驾驭。行车中为了使轮胎与地面能直接接触,必须排挤掉介入的水膜,这就必须加大局部压力,或减 低轮胎运动速度,以便有足够的时间把水从接地面内排出去。由此可见,行进中的车辆"水膜滑溜现象"产生必须满足两个件:

1、道路上有积水;

2、车速过高。

驾驶员应绕行积水路面,避免车辆驶入有水路面,同时,尽可能地降低雨天车辆的行车速度,从而克服"水膜滑溜现象"。

通过以上统计分析,结合运风高速公路开通历年来多起雨天发生在58km+300m路段的重、特大交通事故进行分析,我们必须制定相应的措施,建议:(1) 配备相应的测速设备,经常性地进行测速,处罚超速行为。(2)在事故多发路段将有水的超车道路面用反光锥形筒包围起来,周边设置完善的交通标志,强行阻止 车辆驶入,预防事故发生。(3)在车辆行驶入口处提醒小轿车驾驶员以及前排乘员按照规定系安全带,以不超过80km/h的速度行驶;对不系安全带的予以处 罚,并强制其系上安全带;在出口,由民警从通行卡查验入口时间,计算行车时间,处罚小轿车超速。(4)对类似的事故多发地段,立即与高速公路经营管理者联 系,共同考察,确定应增加的道路交通标志,并尽快立项、施工,根治交通事故多发点。

2 轮胎技术状况的影响

2.1轮胎性能与配置

目前,大多数汽车所使用的轮胎结构形式主要有两种,即普通斜线轮胎与子午线轮胎。子午线轮胎胎体弹性好,胎面接地面积大,因而较普通斜线轮胎的附着性能好。良好的胎面弹性可保持胎面花纹张开,有利于排水,因而在潮湿路面上的附着系数也比普通斜线胎高,所以高速车辆应安装子午线轮胎。按照汽车的技术性能和使用要求,不同类型的轮胎不能混装。例如,子午线轮胎不应与普通斜线轮胎混装在同一辆汽车上。这不仅因为两种轮胎的滚动半径不尽相同,会增加汽车的行驶阻力和降低轮胎的使用寿命,还因为不同轮胎的混装,将对汽车的转向稳定性带来不利影响。

汽车转向过程中,在侧向力的作用下,轮胎侧偏与轮胎本身的侧偏刚度成正比。子午线轮胎与普通斜线轮胎比较,子午线轮胎的侧偏刚度较大,在同样侧向力作用下的侧偏角较小,因此,将两种轮胎进行混装,就会出现以下情况:(1)增大汽车不足转向的倾向。这是由于后轮安装子午线轮胎,前轮安装普通斜线轮胎的结果。(2)增大过度转向倾向。与上述相反,即前轮安装子午线轮胎,后轮安装普通斜线轮胎,由于后轮侧偏角相对增大,所以出现过度转向的可能性增大。同样,对于同类结构但侧偏刚度不同的轮胎,混装的影响与上面所述情况类似。轮胎类型可通过轮胎的侧面标记进行识别。

2.2轮胎气压

轮胎气压对轮胎侧偏特性产生较大影响,由于轮胎气压不符合技术标准而引起的交通事故呈逐年上升的趋势。胎压越高,侧偏刚度愈大,对汽车转向稳定性有较大的影响,同时与各车轮轮胎气压的匹配有关。(1)前轮气压低于后轮时,在同等侧偏力作用下,前轮侧偏角大于后轮,汽车增加了不足转向的倾向。(2)后轮气压低于前轮时,有增大汽车过度转向的作用。通常,由于汽车满载时的重心后移,使汽车过度转向增大,在这种情况下,如果后轮气压偏低,会进一步增大这种倾向,导致汽车满载条件下的转向稳定性变差。出于同样的分析,对于汽车行驶中因异物刺穿而造成缓慢泄气的轮胎(与轮胎爆破的情况不同),其对汽车转向稳定性也会有所影响。

汽车直行时,前轮泄气对汽车行驶方向产生一定影响,使汽车向泄气车轮一侧偏驶。但这一情况通常都能被驾驶员很快察觉,并及时采取相应措施,很少影响汽车的行驶安全。对于后轮泄气,直行汽车的操纵性能不会受到较大的影响。

汽车转向时,泄气轮胎对转向性能的影响与轮胎气压不足的影响相同。如泄气轮胎处于转弯内侧,由于高速转向而使汽车重心向外转移,使内侧车轮所收回的垂直载荷减小,因此,泄气轮胎几乎对汽车转向性能不会产生明显影响;但当泄气轮胎处于转弯外侧时,其对汽车曲线运动性能的影响却十分明显,造成汽车的不足转向(前外轮胎泄气)或过度转向(后外轮胎泄气)会超过汽车的有关技术要求,降低了汽车的行驶安全性。

近几年来家庭购买轿车数量越来越多,但是普通车主对于轮胎使用的安全问题普遍没有认识,引发了许多交通事故就是牵涉到轮胎安全驾驶的现象,使用过程中因轮胎质量和驾驶使用方式等频频发生安全隐患。据万力轮胎研究院对近几年轿车子午线轮胎出现纠纷问题进行统计,有80%以上的故障轮胎是使用不当造成的,而不是因为厂家的质量问题造成的。 由使用不当引起的轮胎故障分析

1、撞击外物造成胎体帘线断裂引起胎肩、胎侧鼓包

2、慢性漏气导致轮胎缺气碾压损坏

3、常见的造成轮胎漏气的原因(一)

4、其它使用不当现象

A、轮胎气压过高造成轮胎中间部分磨损过快;

B、磨损已超过磨耗标志造成抓著力不足;

C、不规则磨损(常见的偏磨)造成方向跑偏;

D、轮辋同轮胎不匹配造成脱圈或磨破胎圈。

轮胎质量监督

国家质检总局对轮胎产品的控制一直以质量监督抽查的方式进行。轮胎达到国标要求是轮胎安全性的最低要求,轮胎企业根据产品不同的流向制定了企业标准,其要求一般高于国标要求。所以总的来说,轮胎厂家的性能指标基本能够满足市场消费者的驾驶需要。 中国轮胎概况

子午线轮胎代替大部分斜交轮胎是轮胎行业发展的需要,主要源于国民经济的提高和高速公路的不断完善。我国到20xx年中型载重轮胎子午线轮胎占85%以上,轿车轮胎基本上为100%是子午线轮胎。相比以前的交通路况和厂家的技术实力,目前来说基本上达到和国外品牌相同的质量要求,但是在品牌优势和高端产品路线上国产轮胎品牌的差距还是比较明显。 轮胎安全性能要求越来越高

随着高速公路的发展,车速越来越快,因此要求轮胎的安全性能指标越来越高,高速行驶无论是轮胎的质量问题还是使用不当,轮胎下沉量迅速下降时,方向失控会出现车毁人亡的恶性事故,因此世界几大轮胎公司研究并生产缺气保用轮胎,使车辆行驶更加安全。 轮胎产品从20xx年5月1日实行CCC强制认证,无论是境内还是境外生产的轮胎,只要在中国销售,必须通过CCC认证且产品上应模压CCC认证标志。更进一步说明国家政府部门对轮胎产品的重视。厂家只有销售合格安全的轮胎产品,才能让消费者使用更加放心,进一步减少避免交通事故的发生。

以下是通过日常轮胎的外观,观察发现一些现象:

由制造原因造成轮胎故障分析

1、胎冠胶与带束层脱层

2、胎冠带束层之间脱层

3、胎冠橡胶掉块

4、胎肩脱层 轮胎是汽车唯一和地面接触的部件,直接关系着车内人员的生命安全,然而由于轮胎老化、过度磨损、胎压异常、轮胎外伤等造成的轮胎爆裂却时刻威胁着我们。据不完全统计,高速公路42%的交通事故是爆胎引发轮胎故障造成的,160公里以上时速发生爆胎的死亡率近乎100%,爆胎成了高速公路交通事故的“头号杀手”。

对于大多数车主来说,安全行驶首要解决的问题就是避免爆胎事件的发生。为此,我们请教了美车饰·汽车百货的有关专家。

美国每年有2.6万起交通事故与轮胎有关,其中75%的轮胎故障是由轮胎压力不足或渗漏造成的。所以奔驰、宝马等欧美汽车厂商出于安全考量,都将轮胎压力监测系统(TPMS)作为其高档车型的原厂标准配置,美国政府还颁布法令,要求所有20xx年11月后出厂的新车必须配备TPMS系统。如今,美国60%的新车同时配备了安全带、安全气囊和TPMS系统。

TPMS系统是种实时检测设备,安置在轮胎气门嘴上的传感器通过无线讯号,将行驶中轮胎的当前压力和温度值显示在车内的接收器上,一旦胎压偏离正常值30%或胎温高于85℃,系统便会自动发出预警信号,提醒车主立即停车检查,避免发生爆胎。由此可见,TPMS系统的“事前警示”明显比安全气囊的“事时保护”有效。

美车饰专家提醒车主,除了安装轮胎压力监测系统外,轮胎的日常保养也不可忽视。车主应随车配备胎压计,每月对胎压进行检测,以确保胎压在汽车厂商规定标准范围内,包括备胎。千万不要单凭目测或脚踢来估计胎压状况,这是十分不科学的。

有条件的车主还可选择给轮胎充氮气,尤其是经常跑高速或自驾出游前。氮气是惰性气体,胎压变化较慢,不易爆胎。此外,氮气的胎壁渗透速度比空气低30%-40%,大幅减缓轮胎气压下降速度,长期保持胎压稳定。

1. 交通事故的定义

交通事故是指车辆在公路、街道或其它道路上运行时引起或所发生的死人、伤人或物件损失的事故。车辆包括机动车和非机动车,机动车中有各类汽车、摩托车和拖拉机等,是用发动机或电动马达驱动的车辆。非机动车中有畜力车和自行车等。道路是指公路、街道、胡同、里巷、广场、停车场等供公众通行的地方。其中供车辆行驶的为车行道,供人通行的为人行道。与道路成为一体的桥梁、隧道、轮渡设施以及作业道路用的电梯等通统包括“道路”中,作为道路附属设施。

根据交通事故的定义,下列情况不能算作交通事故。

(1) 各种军用车辆在野外(不是在道路上,或虽是在道路上但已断绝交通时)演习中所造成的人身伤亡事故或军用车辆之间的碰撞事件。

(2) 农机车辆在田野或场院作业中,或在往返作业区的途中轧死、轧伤本单位参加劳动的人员。

(3) 汽车和机械专用车辆在施工现场或厂矿、企业内部所发生的事故。

(4) 参加体育竞赛的车辆在体育场地所发生的事故。

(5) 虽是道路或广场但临时作为集体游行场所、文化娱乐场所而发生的挤伤人、踩死踩伤人的事故。

(6) 利用交通自杀或制造撞车事件。

(7) 在机关、企业内部,在交通管理部门没有业务进行管理的情况下所发生的车辆压死压伤人的事故。

2. 交通事故分类

从交通事故的对象来分,可分为车辆间事故、车辆对行人的事故、车辆对自行车的事故、车辆单独事故、车辆与固定物的碰撞事故以及铁道路口事故等。车辆间事故即车辆与车辆碰撞的事故,包括正面碰撞型、追赶碰撞型、侧面碰撞型以及接触性碰撞型等。车辆对行人的事故包括车辆在车行道、人行道压死、撞伤行人的事故,也包括车辆闯出路外所发生的压死撞伤人的事故。车辆对自行车的事故包括机动车辆在机动车行车道和自行车道压死、撞伤骑自行车人的事故。车辆单独事故包括翻车事故以及坠入桥下或江河的事故。车辆与固定物碰撞事故是指车辆与道路上的作业结构物、路肩上的灯杆、交通标志杆、广告牌杆、建筑物以及路旁的树木等相撞的事故。铁路道口事故是指车辆或行人在铁路道口被火车撞死、撞伤的事故。

按违反交通规则的对象来分,可分为机动车事故、非机动车事故和行人事故三种。机动车事故是指机动车负主要责任的交通事故,包括机动车单独、机动车与机动车、机动车与摩托车、机动车与自行车、机动车与行人以及机动车与火车等六种情况。非机动车事故主要是指自行车事故,是指骑自行车人过失或违反交通规则所造成的交通事故,包括自行车单独、自行车与机动车、自行车与自行车、自行车与其它非机动车、自行车与行人以及自行车或其它非机动车与火车等七种情况。行人事故是指由于行人过失或违反交通规则而发生的交通事故,包括在行人负主要责任的机动车和非机动车压死或撞死行人的事故,也包括火车在铁路道口撞死撞伤人的事故。

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