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发动机正常工作依赖于各部件之间精密的时间配合,这个时间配合比如每个气门的开闭时间和火花塞的点火时间是由发动机的正时系统来保证的。正时系统其实很简单,在四冲程发动机中曲轴每转2圈完成一个完整的气缸循环,所以正时系统最基本的就是在驱动气门的凸轮轴上和曲轴上各有一个齿轮,两者的齿数比是2:1,这样两者通过某种机械方式连接起来以后曲轴每转两圈凸轮轴就会转一圈,各气门就正好动作一次。当然除了这两个齿轮的齿数比之外,它们的角度相对位置也必须是非常严格的,这样才能保证气门不仅是曲轴每转两圈开闭一次,而且要在合适的时间即活塞运动到适当的位置才能开闭。曲轴的齿轮和凸轮轴的齿轮要通过一定的机械方式来连接,最常用的就是通过皮带或者链条,这就是所谓的正时皮带和正时链条。由于曲轴和凸轮轴的机械连接必须是精确的,相互位置不能有任何变动,所以正时皮带都是带有凸齿的,这样就不会在工作中打滑了。






正时皮带和正时链条各有优缺点,正时皮带一般由橡胶加上用来加强抗拉强度的金属丝或强力纤维构成,结构简单、成本低、噪音低、不需要润滑,但是寿命有限,需要定期更换;而正时链条是钢结构的,寿命几乎和发动机的寿命相当,但是结构复杂、成本 高、噪音大、磨损后链节之间间距扩大会可能影响正时的准确性。总的来说,近年来各汽车厂商有越来越多采用正时链条的趋势。正时皮带负责发动机各关键部位的准确协调,所以它对发动机的正常工作是至关重要的。一旦正时皮带损坏,气门、点火工作会停止或者乱套,发动机将不能工作,而且如果发动机的气门动作最低点的设计是和活塞上止点有重合的话,即所谓干涉interference)设计,那么正时皮带一旦断掉,由于惯性曲轴带动活塞 继续上下运动而气门则由于凸轮轴停转而静止,某个气门可能停在最低点,当这个气缸的活塞运动到上止点的时候就会和气门发生碰撞,气门的上端是坚固的凸轮,不能运动,结果就是气门杆被撞弯,活塞顶被撞凹,严重的情况气缸盖还会被损坏。只要这种情况发生,发动机就需要大修。






由于正时皮带的重要性,厂家通常会根据设计以及实际情况来确定一个推荐的使用寿命,并且建议在推荐使用寿命周期到达的时候更换正时皮带。这个更换周期都会在汽车的使用手册和维修手册中清楚地标明。汽车正时皮带的更换周期一般都是在6万英里到12万英里之间。当然,通常为了安全,厂家给出的推荐更换周期都有一定的余量,皮带的实际使用寿命往往长于厂家的推荐值很多。所以有些用户会推迟更换甚至不更换正时皮带,这是要冒风险的,对于非干涉型(non- interference)发动机,正时皮带断裂一般不会引起其他部件的扩大损失,但是在高速上发动机突然停止工作也是有很大的危险,而对于干涉型 interference)的发动机来说,风险就更大了,发动机几乎肯定会报废。所以按照厂家的建议及时更换正时皮带是非常重要的。

在实践中,一般更换正时皮带的时候通常还会同时更换一些其他部件,常见的包括皮带张紧轮(tensioner)、惰轮(idler)和水泵 (waterpump)。皮带张紧轮是用来提供给皮带适当的张力的,惰轮则是用来改变皮带的行走路径。水泵是用来循环发动机冷却水,很多发动机的水泵是由正时皮带驱动旋转的。换正时皮带的时候同时更换这些部件一方面的原因是因为它们将来万一损坏的时候更换起来需要和更换正时皮带一样的工时,成本高,不如趁着更换正时皮带发动机侧面已经打开了顺手把它们换成新的,这样车子再开几万英里都不用担心了;

另一方面的原因它们的轴承老化以后可能会出现抱死的问题,尤其是某些设计不良的水泵很容易抱死,比如国内的部分捷达、宝来、帕萨特使用大众5气门发动机的水泵就很容易出这种问题,水泵轴承一旦抱死如果它又是通过正时皮带驱动的话,那么这个巨大的阻力可能使得橡胶结构的正时皮带的凸齿吃不消而被 扯掉或者扯断,从而导致正时皮带损坏,发动机停止工作甚至损坏。因此为了避免这些能的风险和节省可能的大额花费,在更换正时皮带的时候会经常把张紧轮、惰轮和水泵一起换掉。

既然正时皮带这么重要,那么除了按厂家推荐的时间定期更换之外, 能不能检查正时皮带的状况来决定要不要换呢?答案是通常不推荐这么做。原因有几点:1、很多发动机要想看到正时皮带,需要拆掉很多部件,而且也只能看到一小部分,要检查皮带的全部,需要旋转曲轴一段一段地看,这都费工费时,不如直接换了算了。2、正时皮带在断裂损坏之前往往只有很短的一段时间会有磨损开裂等迹象,一旦出现瑕疵很快就会损坏,如果不是碰巧在那段短暂的时间内检查的话基本上看不到问题,所以检查所起的实际作用相当有限。但是正时皮带断裂的后果非常严重,所以最好是不要冒险,老老实实按照厂家的推荐定期更换正时皮带。