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汽車正時鏈條之磨耗壽命分析

為了解決正時鏈條更換時機的問題，作者吳宗翰 這樣論述：

　　正時系統(timing system)在一顆引擎中扮演協調各零組件的角色，一旦正時系統失效，除引擎無法正常運轉外，還會造成氣門被汽缸撞擊而損毀等嚴重問題。正時鏈條(timing chain)為正時系統中主要的傳動媒介，在運作時會因磨耗造成節距伸長，導致跳齒與脫鏈等失效情形發生，因此正時鏈條的使用壽命為各車廠所關心者。然而現有資料顯示，車廠在挑選鏈條時只能依靠特定環境下的實驗數據，並沒有考慮現實中汽車行駛的情況，對於鏈條的設計改善也無法直接反應在使用壽命上。有鑑於此，本研究應用彈性力學與Archard磨耗公式來得知負載下鏈條的磨耗量，再考量汽車於道路行駛時的各種參數，包括行車速度，加速度以

及引擎轉速等，從引擎動力與這些參數的關係推導鏈條負載；最後透過可靠度工程概念，預測正時鏈條的壽命，並探討其更換的適當時機及鏈條參數對磨耗壽命的影響。本研究採用的正時鏈條係符合JIS與ANSI規格的標準鏈條，研究結果發現，該種鏈條在汽車行駛至85,000公里時可靠度仍高達0.949，但超過該里程數後可靠度便急速下降，引擎損壞的風險也驟然升高，因此建議在該時更換鏈條。此外，敏感度分析的結果顯示，影響汽車正時鏈條壽命最關鍵的兩因素為磨耗係數與鏈條節距，因此在設計改善時應優先考量此兩參數。