CN203202118U - 低噪音正时传动带 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能够消除或减少共振噪音的低噪音正时传动带，其包括环形的带体，带体由带背和啮合部粘合而成，啮合部上沿着带体的内周表面间隔形成多个齿部，啮合部内部沿着带体的周向埋设有芯绳骨架，所述带背与啮合部之间设置有一层呈不规则且间断分布的夹层织物，所述啮合部的内周表面设置覆盖于齿部之上的齿形织物层。经过测算，本实用新型涉及的低噪音正时传动带，应用在1.8L、顶置双凸轮发动机上，消除了共振现象，噪音有了显著下降，正时系统防护罩盖上后，噪音已经明显听不到。

Description

低噪音正时传动带

技术领域

本实用新型涉及一种正时带，特别涉及一种低噪音正时传动带。

背景技术

随着汽车工业的不断发展，人们对汽车的驾乘舒适性要求越来越高，尤其对发动机的振动和噪音问题，要求越来越严格。汽车发动机是汽车的心脏，正时系统是发动机配气机构的重要组成部分，是保障发动机呼吸顺畅的重要因素之一。正时系统通过控制气门的开闭时刻，准确地实现定时开启和关闭相应的进气门和排气门，使充足的新鲜空气得以及时进入气缸，废气得以及时排出气缸，从而保证发动机具有正常、良好的动力输出表现。正时系统的传动件分为正时链条和正时传动带两种，但正时链条相对传统的正时皮带来说，由于链条与传动轮之间的磨损，其噪音一般稍大一些，严重时有点让人难以接受；而正时传动带已在发动机中应用很长时间，技术成熟，成本较低，噪音较小，尤其在噪音控制方面就显得更加明显，橡胶与金属的摩擦声响基本可被正时盖板和隔音材料挡在发动机舱内，驾驶舱基本不会听到扰人的杂音，发动机的正时传动带显得尤为重要，而且正时传动带油耗少、噪音低、成本低和维护方便等优点，深受驾乘和维修人员的喜欢，在现代家用用轿车市场得到了广泛的应用。

虽然使用现行的正时传动带，使发动机正时系统的噪音有了明显的降低，但是发动机在运转工作时，各个带轮之间正时传动带的带段，会产生一定的固有振动；另外，气缸活塞往复运动，会使发动机本身产生一定的扭转激振；再次，正时传动带运转工作时，在带体橡胶齿啮合进带轮的齿槽的瞬间，也会产生一定的激振。当发动机的扭转激振频率或者正时传动带的啮合激振频率，与正时传动带某带段的固有频率接近或者重合时，正时轮系就会产生共振，噪音现象明显会加强，汽车的驾乘舒适性会下降，而且极易造成正时系统失效，损坏发动机。所以，迫切需要一种能够改变正时传动带的固有频率，加大与带轮啮合频率和发动机激振频率的差距，消除共振现象，来降低发动机正时系统噪音的正时传动带。

实用新型内容

本实用新型提供一种能够消除或减少共振噪音的低噪音正时传动带。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种低噪音正时传动带，包括环形的带体，带体由带背和啮合部粘合而成，啮合部上沿着带体的内周表面间隔形成多个齿部，啮合部内部沿着带体的周向埋设有芯绳骨架，所述带背与啮合部之间设置有一层呈波浪状连续分布的夹层织物，所述带背内部设置一层将带背分隔成上下两部分的纤维布，纤维布在带体内呈不规则且间断分布；所述啮合部的内周表面设置覆盖于齿部之上的齿形织物层。纤维布与夹层织物可以为同种材料，也可以说是不同材料。

作为优选，所述纤维布由若干个间断分布的织物片段组成，织物片段在带体内呈弧形，该弧形向齿部一侧凸起，织物片段的两端暴露于带背表面并与带背表面平齐。

作为优选，所述齿部的顶端设有向内部凹陷的凹槽。

作为优选，所述齿部的轮廓为圆弧齿。

作为优选，所述正时传动带的节距在7mm到10mm之间，更佳的方案是节距在7mm到8mm之间。

本实用新型涉及的低噪音正时传动带，带背材料为高饱和丁腈橡胶（HSN），芯绳骨架为高饱和丁腈橡胶（HSN）专用的玻璃纤维线绳，齿部为高强力尼龙弹性布，但与常规正时传动带相比，带背嵌入了一层或多层夹层织物（也可称为纤维布），将具有不同密度的橡胶材料构成的带体的上部（带背，标记为材料A）和带体下部（啮合部，标记为材料B）分隔开来，而且分隔的区域呈不规则状态，使带体的质量增加的同时，也使单位质量沿带体环向呈不规则分布；另外，齿部是圆弧齿，并且齿顶部有凹槽。

本实用新型涉及的低噪音正时传动带，能满足汽车驾乘人员舒适性要求，是一种较为环保的产品，具有以下特点：

①在带背的橡胶中嵌入了一层或多层夹层织物，某一层夹层织物或所有层夹层织物成不规则的波浪形，且最上层夹层织物在带背的打磨过程中会出现不连续性，如果带体厚度增加，则最上层夹层织物在带背的打磨过程中不会出现不连续性。通过增加的夹层织物，增加了正时传动带的抗弯曲性能，使带段的共振波形更难形成，能够消除共振降低噪音；

②如果最上层的夹层织物在带背的打磨过程中出现不连续性，则使正时传动带背部表面拥有变化的摩擦系数和变化的硬度。当正时传动带背部与一个平轮啮合时，由于正时传动带背部表面特性（摩擦系数、硬度）的随机变化，也打破了在带段上形成稳定有规律的振动波形，抑制了噪音的生成。

③带体上下由不同密度的橡胶构成，并且中间用织物隔开，带体的质量沿带体环向呈不规则分布，使带段的固有振动频率不断变化，能够消除共振降低噪音；

④齿部顶部的凹槽，能够消除正时传动带在啮合进带轮槽的瞬间，齿部顶部与带轮槽边缘的干涉的刮擦现象，同时增大了齿部与带轮槽之间的空隙，有利于带轮槽中的空气与齿部啮合瞬间的排除，消除了空气急速逃逸时的啸叫声，能够降低噪音。

经过测算，本实用新型涉及的低噪音正时传动带，应用在1.8L、顶置双凸轮发动机上，消除了共振现象，噪音有了显著下降，正时系统防护罩盖上后，噪音已经明显听不到。

附图说明

图1是本实用新型正时传送带的一种结构示意图；

图2是本实用新型正时传动带背部表面图，图中不连续的夹层织物呈不规则分布；

其中：1、带背，2、啮合部，3、齿部，4、芯绳骨架，5、带体，6、齿形织物层，7、夹层织物，8、凹槽，9、纤维布。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本实用新型的实施并不局限于下面的实施例，对本实用新型所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本实用新型保护范围。 

实施例1：

如图1所示的一种低噪音正时传动带，包括环形的带体5，带体由带背1和啮合部2粘合而成，啮合部上沿着带体的内周表面间隔形成多个齿部3，啮合部内部沿着带体的周向埋设有芯绳骨架4，所述带背与啮合部之间设置有一层呈波浪状连续分布的夹层织物7。带背内部设置一层将带背分隔成上下两部分的纤维布9。纤维布9由间断分布的织物片段组成，织物片段在带体内呈弧形，该弧形向齿部一侧凸起，织物片段的两端暴露于带背表面并与带背表面平齐。所述啮合部的内周表面设置覆盖于齿部之上的齿形织物层6。齿部轮廓为圆弧齿，每个齿部的顶端设有向内部凹陷的凹槽8。

为达到更好的降噪效果，正时传动带的节距在7mm到10mm之间，最佳方案是7mm到8mm之间。

上述各结构的材料和制备过程如下：

1、带背的成型材料：

带背是由以重量份计的如下组分混合制得：氢化丁腈橡胶2020L:100；芳纶短纤维：5；氧化锌：5；硬脂酸：1；碳黑N330：60；软化剂TP-95：8；交联剂DCP：3；硫磺：0.5。

选用高饱和丁腈橡胶（HNBR）作为主体，为了提高耐油和加工性，选用丙烯腈含量大于33%、门尼粘度在55-60左右、饱和度在90-95%的牌号，而且填充了大量的芳纶短纤维进行增强，选用硫磺和过氧化物并用的硫化体系，提高了带体抗拉强度和耐磨性。

2、夹层织物：选用PA66纤维捻成纱线纺织的具有弹性的帆布，经过主成分与带背的主成分（氢化丁腈橡胶）相同的浸渍胶浆的浸涂处理，与带齿橡胶粘合性好。浸涂处理的涂覆方式：浸1次，帆布的正反两面各涂1次；然后在130℃温度下烘干10分钟。

浸渍胶浆的制备：混炼胶与丙酮混合得到浸渍胶浆，其中混炼胶与丙酮的质量比为1:5。混炼胶是由以重量份计的如下组分混合制得：氢化丁腈橡胶2020L:100；氧化锌：5；硬脂酸：1；酚醛粘合树脂：8；碳黑N330：60；软化剂TP-95：5；白碳黑：10；交联剂DCP：3；共交联剂TAIC：1.5。

3、芯绳骨架：选用高强度玻璃纤维作为主体，玻璃线绳规格：1/11；

浸渍处理方法：玻璃纤维单丝捻好的线绳先用RFL（间苯二酚-甲醛）胶乳浸渍，再浸渍粘合胶浆（开姆洛克胶黏剂250），然后100℃温度下烘干3分钟，制成HSN专用成品线绳，提供了带体工作时高的拉伸强度和低的伸长率，与带体主体材料粘合牢固。

4、齿形织物层：选用PA66纤维捻成纱线纺织的帆布，经过浸渍胶浆（与夹层织物的浸渍胶浆相同）的浸涂处理，涂覆方式：浸1次，帆布的正反两面各涂3次；然后在130℃温度下烘干5分钟。

经所述浸渍胶浆浸涂处理后的齿型织物与啮合部的橡胶粘合牢固，能够提高齿部的耐磨性和抗剪切性。

5、啮合部的成型材料：

啮合部是由以重量份计的如下组分混合制得：氢化丁腈橡胶2020L:100；氧化锌：5；硬脂酸：1；碳黑N774：40；碳黑N550：30；软化剂TP-95：10；交联剂DCP：3；共交联剂TAIC：1.5；硫磺：0.5。

选用高饱和丁腈橡胶（HNBR）作为主体，为了提高耐油和加工性，选用丙烯腈含量在26%-33%、门尼粘度在30-40左右、饱和度在90-95%的牌号，选用硫磺和过氧化物并用的硫化体系，胶料充齿流动性好，抗齿剪切强度高。

齿部与啮合部为一体成型，橡胶材料相同。

6、正时传动带的生产方式：帆布处理采用浸胶和刮涂方式进行，成型采用自动双排线和包贴胶片方式进行，硫化采用自动监控蒸汽硫化罐进行，打磨采用磨轮通冷却水整筒打磨方式进行，切割采用立式自动切割方式进行，印字采用电脑印刷热转印方式进行。

根据工艺制成的正时传送带经表面打磨后，结构如图1所示，位于顶层的纤维布是不连续的，下层的夹层织物连续并呈波浪状。一层橡胶A位于顶层夹层织物之上，第二层橡胶C位于顶层夹层织物与底层夹层织物之间，第三层橡胶B位于底层夹层织物之下。不连续的夹层织物断层在带体上表面呈不规则分布，如图2所示。本实用新型的正时传送带具体参数见表1。

表1本实用新型的正时传动带具体参数

正时传动带参数名称

齿形

节距

齿高

带背到齿根距离

齿布材料

带背部材料

两层布1与2间距

图7所示正时传动带

HPN

8mm

2.70mm

2.38mm

弹性尼龙布(400g/m2)

弹性尼龙布(400g/m2)

0.6mm

对噪音改善的解释说明

本实用新型所涉及的正时传动带在带背嵌入了一层或多层夹层织物。与原来的普通正时传动带相比，这些在带背橡胶中嵌入的夹层织物，使正时传动带的弯曲刚度在正时传动带运行方向上随机地增加。这些随机增加的正时传动带弯曲刚度，抑制了在共振情况下正时传动带固有的振动波形。也就是说，原来的噪音是由于该带段正时传动带形成有规律的振动波形产生的，本实用新型所涉及的正时传动带抑制了此种振动，从而抑制了噪音的生成。

而且，本实用新型涉及的正时传动带橡胶层A、B可以设计成不同硬度及（或）不同密度来增加正时传动带的随机弯曲刚度，并伴随在正时传动带运行方向上正时传动带质量的改变。

而且，与普通正时传动带相比，本实用新型涉及的正时传动带背部的厚度可以更厚，如此来增加正时传动带的抗弯能力和提高正时传动带的单位质量密度。正时传动带的单位质量密度越高，正时传动带的固有频率越低，激起正时传动带共振所需的发动机转速越低，从而将共振控制在更低的转速水平。

而且，本实用新型涉及的正时传动带其背部夹层织物的不规则形状，使正时传动带沿其运行方向上的质量和弯曲刚度随机变化，从而抑制了有规律的振动波形的产生，抑制了噪音。

而且，本实用新型所涉及的正时传动带，主要是由于夹层织物在正时传动带背部表面的不连续性，使正时传动带背部表面拥有变化的摩擦系数和变化的硬度。当正时传动带背部与一个平轮啮合时，由于正时传动带背部表面特性（摩擦系数、硬度）的随机变化，也打破了在带段上形成稳定有规律的振动波形，抑制了噪音的生成。

而且，本实用新型所涉及的正时传动带，通过减少正时传动带的节径，例如从8mm变到7mm，使齿部与轮槽的啮合冲击变得更平顺，同时也减少了轮齿对齿部根表面的冲击，减少了噪音。正时传动带节径的减少对噪音的改善也可以解释为所谓的多边形效应。

而且，更短的节径增加了啮合频率，也就意味着达到同样的激励频率，短节径的正时传动带所需的发动机转速越低，从而将共振转速控制在更低的水平。

而且，本实用新型所涉及的正时传动带，在齿部的顶上有一凹槽，该凹槽进一步减少了冲击噪音。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1. 一种低噪音正时传动带，包括环形的带体（5），带体由带背（1）和啮合部（2）粘合而成，啮合部上沿着带体的内周表面间隔形成多个齿部（3），啮合部内部沿着带体的周向埋设有芯绳骨架（4），其特征在于：所述带背与啮合部之间设置有一层呈波浪状连续分布的夹层织物（7），所述带背内部设置一层将带背分隔成上下两部分的纤维布（9），纤维布在带体内呈不规则且间断分布；所述啮合部的内周表面设置覆盖于齿部之上的齿形织物层（6）。

2.根据权利要求1所述的低噪音正时传动带，其特征在于：所述纤维布由若干个间断分布的织物片段组成，织物片段在带体内呈弧形，该弧形向齿部一侧凸起，织物片段的两端暴露于带背表面并与带背表面平齐。

3.根据权利要求1或2所述的低噪音正时传动带，其特征在于：所述齿部的顶端设有向内部凹陷的凹槽。

4.根据权利要求1或2所述的低噪音正时传动带，其特征在于：所述齿部的轮廓为圆弧齿。

5.根据权利要求3所述的低噪音正时传动带，其特征在于：所述齿部的轮廓为圆弧齿。

6.根据权利要求1或2所述的低噪音正时传动带，其特征在于：所述正时传动带的节距在7mm到10mm之间。

7.根据权利要求1或2所述的低噪音正时传动带，其特征在于：所述正时传动带的节距在7mm到8mm之间。

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