“桑塔纳”轿车配套用汽车同步带研制
张静菊 孙咏梅
摘要：作者以氯丁橡胶为主要胶种，辅以适当的填充剂和软化剂，并以玻璃纤维为骨架材料、尼龙弹性布作为外包布开发出轿车用同步带，产品达到行程14多万公里的性能指标，得到大众公司的认可。
关键词：汽车同步带，氯丁橡胶
1 前言
传动胶带对汽车的本身而言只是一个小小的配套零件，但是它在汽车的运行过程中担当了非常重要的角色。如汽车同步带、多楔带、切割带(包括空调带、发电机带)等都是汽车必不可少的部分。最初轿车发动机是靠齿轮、双排链来传动的，不仅笨重而且噪声大，随着科学技术的不断进步，轿车的制造日趋轻型化、小型化。从80年代开始，齿轮、双排链传动方式在轿车中逐渐被淘汰，取而代之的是与前者相比具有传动噪声小、轻便、不需要润滑、维修简便等优点的同步带。同步带按材质分为氯丁橡胶型与聚氨酯型两类。聚氨酯同步带只适用于中小功率的高速运转场合，使用的环境温度较低，不能满足汽车发动机的使用要求；而氯丁橡胶型同步带比聚氨酯同步带具有优越的耐热、耐冲击性能，它的传动功率范围大，特别是在大功率传动中，聚氨酯同步带是无法与之相比的。
近几年，随着我国国民经济的发展和对外开放政策的实施，作为支柱工业的汽车工业有了突飞猛进的发展。上海大众的“桑塔纳”轿车、长春一汽的“奥迪”轿车、广州的“标志”轿车生产线相继建成并投产，其中特别引人注目的是上海大众的“桑塔纳”轿车。为了能给“桑塔纳”轿车提供优质的传动胶带，使其国产化率达到一个新的高度，上海胶带股份有限公司于1991年根据市经委下达的新产品开发计划，成立了汽车用橡胶型同步带的攻关小组。
上海胶带股份有限公司是化工部在上海地区的唯一一家专业生产胶带的重点企业，具有四十多年的胶带生产历史。除了专业生产输送带、传动带和普通V带外，还生产现代化工业所需的窄V带、多楔带及同步带等。有关聚氨酯同步带的生产，我公司已有几十年的经验。早在60年代，我们就为汽车发动机配套研制了耐高温聚氨酯同步带，达到行程5万公里的指标，这为我们研制橡胶型同步带打下了扎实的基础。经过数年的努力研制，终于成功地完成了汽车同步带的开发任务。在此基础上，我们又研制了多锲带、切割带等产品，实现了为“桑塔纳”轿车配套的目标。
2 研制情况
2.1 产品性能要求
汽车同步带是国际上80年代发展起来的新型齿形传动带。在传动中要求其传动精度高，使用仲长小，耐热、耐冲击、耐疲劳性能好。只有具备了这些特性，才能满足汽车的传动要求。
2.2 研制过程
2.2.1研制目标的确立
产品立项后，首先走访了用户，广泛收集有关资料和国内外样品，然后再根据目前国内汽车同步带使用的实际情况及用户的实际要求，并结合国外相似的产品标准及国外汽车同步带的现状和发展趋势，制定了符合用户实际使用要求、各项性能指标均达到国际先进水平的设计目标。
2.2.2 原材料的选择
我们查阅了大量的汽车制造厂如德国、意大利、日本等国汽车制造厂的同步带的标准，按照我们的设计目标，确定了我公司汽车同步带的主要原材料及骨架材料。
根据该带在传动过程中要求耐热、耐疲劳的特点，选择了氯丁橡胶作主要胶种。为此，我们对国产、进口的各种牌号氯丁胶的工艺性能、耐热、耐老化、耐疲劳等物理机械性能作了全面的测试，进行了精心选择，确定了氯丁橡胶的牌号。
同步带最大的特点是传动精度要求高。因为在传动时，其齿形工作面与带轮的齿槽作啮合传动，带与轮之间无相对滑差，故作为同步带的抗拉体在承受负载情况下必须保持带的节线长度不变。玻璃纤维是目前最为理想的骨架材料。我们曾将德国美律、日本帝人、英国皮尔金顿及国内南京、杭州等地的不同牌号的玻璃纤维产品作了强力、仲长率、附着力等方面的试验，确定了该材料的原材料标准。
为了保证胶带在使用过程中具有优良的耐磨性和散热性，最终采用了摩擦系数小的尼龙弹性布作为带齿的外包布。
2.2.3 配方设计
根据汽车同步带的使用特点，我们的胶种配方以氯丁胶为主，并掺用少量其它胶种以改善工艺性能。作为带齿的胶料，要求其强度高、硬度适当。我们主要以碳黑、填充剂、软化剂等进行变量试验，得到一个比重、硬度适当且疲劳性好的配方设计。
缓冲胶的配方主要考虑线绳与胶之间的粘合强度，同时又要考虑胶料的加工性能。我们对不同的粘合剂及粘合体系作了大批试验，综合其性能后确定一个最佳的方案。
对于外包布的擦胶，重点考虑它的耐磨性、外包布的粘合强度及其压延工艺性能。通过对硫化体系、增强体系、粘合剂等方面的反复调整，擦胶配方既有了良好的加工工艺性，又满足了产品的使用要求。
2.2.4 工艺流程、技术参数的制定
工艺条件的制定是以与ISO9000接轨为前提的。在参考德国基本工艺的基础上，根据公司的实际情况进行了调整，制定了合理的工艺流程方案，设计了胶套架、胶套模、各种齿模的技术特性和整套设计参数。公司决定引进先进的设备来制造汽车同步带，以万能成型机成型、磨削、切割，从而保证了胶带有一致的标准张力和均匀的厚度、宽度，解决了同步带成型中张力不一这一关键的技术问题；采用硫化缸胶套硫化，保证了胶带在硫化过程中均匀地受到压力。
2.2.5 员工的培训
我们坚信只有一流的操作工才能制造出一流的产品，所以我公司的操作工在上岗前必须经过严格的岗位培训。从产品的设计原理、性能要求、工艺标准、操作要点到有关的国际标准都必须全部掌握，然后进行应知应会考试，合格后才能上岗，并且定期安排新知识的学习。
我们在研制和生产汽车用同步带过程中，无论是配方设计、模具设计、工艺参数的确定、工艺流程的安排，还是各种物理机械性能的测试等，都是严格按ISO5296标准执行的。
2.2.6 试验、调整、总结
小样出来后，我们一方面走访了上海大众汽车有限公司，请他们协助试样；另一方面用本公司的引进设备进行测试。根据试样和测试的结果，我们又对配方、工艺参数、流程等作了调整与修正。通过不断的摸索和改进，产品性能终于达到了设计目标。中试成功后，我们即着手制定工艺标准法、配方汇编等一系列技术性文件与工作标准，并在此基础上开始进行扩大生产。
3 产品性能及用户评价
我们研制的121ZA型汽车同步带，经德国大众汽车公司和上海大众汽车公司测试，达到了行程14万多公里的指标，得到了大众公司的正式认可，并由此成为国内第一个为上海“桑塔纳”轿车配套的同步齿形带，我公司也因此成为国内首家为上海大众汽车公司生产轿车配套用橡胶同步带的企业。与此同时，我公司生产的多锲带、切割带也得到大众公司的批量认可。
ZA型汽车同步带的技术参数如下：
(1)成品性能全面试验
(2)成品寿命试验
成品寿命试验的条件为：齿带速度20.5m/s,齿带张紧力600N,从动轮扭矩30N,运转时间215h。试验结果达到合格品要求。
(3)运转喷水试验
试验条件：
齿带速度19.2m/s,齿带张紧力600N,从动轮扭矩30N,喷水量0.11m³/h,距离12mm。
试验结果：
4 经济效益
4.1 社会效益
我公司是目前国内唯一能生产“桑塔纳”轿车配套用橡胶型汽车同步带的企业，至今已为“桑塔纳”轿车配套了50万条同步带，改变了我国汽车同步带长期依赖进口的被动局面，为国家节约了大量外汇，填补了国内空白。随着国内汽车工业的迅速发展，我国对汽车同步带的需求将越来越大。据最新的统计，上海大众汽车公司生产的“桑塔纳”轿车累计已超过50万辆，今年预 计生产22万辆，到1997年可望形成经济规模，达到年产30万辆的生产能力。因此，本产品的市场前景是十分广阔的。
4.2 企业经济效益
以121ZA19型汽车同步带为例，如以单价20元/条计算，若年产50万条，则产值可达1000万元，利润为150万元，税金130万元。
5 结束语
通过近几年的产品研制和推广工作，我们研制生产的汽车同步带成功地实现了为上海大众“桑塔纳”轿车配套。该产品1994年9月通过了技术鉴定，并于去年荣获1995年上海市优秀新产品三等奖。
1995年11月底，上海大众汽车有限公司的第一、第二期技改工程项目通过了国家验收，成为我国最大的轿车生产基地，产量从起步时的几千辆发展到现在的年产16万辆，车型从单一的普通型发展到目前包括“桑塔纳”2000型在内的四个系列、四种车型。上海大众汽车公司的迅速崛起，必将带动我们胶带生产企业的振兴和进步。为此，我公司制定了今后的发展方向。首先，我们要不断提高产品质量，特别是产品的使用寿命和外观质量；其次，要根据汽车的发展方向，不断更新产品，开发新品种。目前，我公司为与“桑塔纳”2000型轿车配套而研制的动力转向带正在认可中，它为我们今年的开发工作做好了准备，也为我们更好地为上海大众汽车有限公司服务打下了扎实的基础。
原载于：张静菊,孙咏梅.“桑塔纳”轿车配套用传动胶带[J].上海化工,1996,(01):19-22.
