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正时皮带（Timing Belt），又称同步带、时规带或齿形带，是发动机配气系统中连接曲轴与凸轮轴的关键传动部件。作为曲轴与凸轮轴之间的“桥梁”，正时皮带的核心功能是实现二者的精确同步传动。在四冲程发动机中，曲轴每旋转两周完成一个完整工作循环，凸轮轴恰好旋转一周。正时皮带通过与曲轴和凸轮轴上的齿形带轮啮合，确保这一精确的传动比恒定不变。
正时皮带的同步性直接决定了发动机的进排气相位：活塞的上下运动、气门的开启与关闭时刻、点火顺序三者之间必须保持严格的同步关系。一旦正时出现偏差，发动机的动力性、经济性和排放水平均会受到直接影响。在部分车型中，正时皮带还同时肩负驱动水泵、平衡轴等附件的任务。
正时皮带属于挠性传动元件，其带体通常由强力层、带齿层、包布层和胶层（带背） 四部分组成。
强力层是皮带承受拉力的核心部分，由抗拉强度极高的芯绳构成，常见材料为表面处理过的玻璃纤维、聚芳酰胺纤维或钢丝绳。该层承载后变形极小，保证了皮带周节（齿距）的恒定。
带齿层位于皮带内周，加工有与带轮精确配合的齿形，是动力传递的直接界面。
包布层包裹在带齿层表面，起到保护齿部、防止开裂的作用。
胶层（带背） 将强力层粘合在节线位置，并保护抗拉材料免受外界侵蚀。
在材料方面，正时皮带的主体通常采用聚氨酯或氯丁橡胶（Neoprene） 制成。聚氨酯强度与耐磨性更高，适用于高精度、高负荷场合；氯丁橡胶则具有良好的柔韧性和吸震特性。正时皮带的齿形经历了从早期梯形齿到现代圆弧齿（HTD齿形） 的演变，圆弧齿具有承载能力更高、传动更平稳、噪音更低的优势。
正时皮带的工作原理基于齿形带与带轮之间的啮合传动。曲轴正时带轮作为主动轮，通过皮带的齿与带轮的齿槽精确啮合，将旋转运动传递给凸轮轴正时带轮（从动轮）。由于齿形啮合属于强制传动，带与带轮之间不存在相对滑动，因此传动比是恒定且精确的。
在发动机运转过程中，曲轴驱动正时皮带转动，皮带进而带动凸轮轴按照设定的相位旋转。凸轮轴上的凸轮通过摇臂或挺杆控制气门的开启与关闭。这一过程必须与活塞的位置精确匹配——进气门在活塞下行时开启以吸入新鲜充量，排气门在活塞上行时开启以排出废气。正时皮带正是确保这一系列动作“同步”发生的核心保障。
正时皮带作为汽车传动装置的历史始于20世纪中期。1946年，工程师Richard Y. Case首次将同步带设计用于缝纫机的传动装置。1962年，格拉斯（Glas）1004汽车发动机首次将正时皮带引入汽车动力系统，随后菲亚特、高尔夫等车型逐步普及这一技术。20世纪60年代，美国通用公司首次将同步带用于顶置凸轮轴发动机，替代原有的滚珠链条。
凭借滚动阻力小、噪音低、有利于提升燃油效率等特点，正时皮带自60年代起广泛应用于四缸及V6发动机。20世纪80年代至21世纪初的约15年间，正时皮带成为国产家用轿车的主流配置。截至2026年，虽然部分发动机已采用正时链条甚至刚性齿轮，但正时皮带仍在众多注重燃油经济性与静谧性的车型中广泛使用。
正时皮带的优点主要体现在三个方面：噪音低——橡胶与金属的接触摩擦声音很小；传动阻力小——有利于提升发动机的动力性和燃油经济性；成本较低——制造和更换费用均低于链条系统。
其主要缺点在于寿命有限。正时皮带为橡胶制品，在长期高温、交变载荷下会逐渐老化、硬化、产生裂纹。此外，皮带接触机油或化学溶剂后会加速腐蚀损坏。一旦断裂，后果极为严重——凸轮轴失去驱动，气门停在当前位置，而活塞仍继续运动，极可能导致气门与活塞撞击，造成气门弯曲、活塞碎裂甚至连杆变形，需要大修发动机。
正时皮带最常见的故障包括老化开裂、磨损、跳齿和断裂。
老化开裂是橡胶材料不可避免的物理过程，表现为皮带表面出现裂纹、硬化或纤维外露。磨损则表现为齿形磨损变浅、强力层纤维断裂等。跳齿是指皮带的齿从带轮齿槽中跳出，通常由皮带过度松弛、张紧力不足、或皮带沾有油污引起。跳齿会导致配气相位错乱，发动机出现怠速不稳、加速不良、功率下降等症状。
断裂是最严重的故障模式。皮带断裂后凸轮轴立即停止转动，所有气门停留在断裂瞬间的位置。若此时某气缸的活塞正处于压缩或排气冲程，极有可能与打开的气门发生碰撞，造成“顶气门”。这一故障往往导致发动机严重损毁，维修成本远高于定期更换皮带的费用。
正时皮带属于耗损品，必须依据原厂规定的里程或时间定期更换。一般建议的更换周期为行驶6万至10万公里，或使用3至5年，以先到者为准。具体周期应以车辆保养手册为准。部分车型的正时皮带还同时驱动水泵，若水泵故障导致冷却液泄漏沾污皮带，也会严重缩短皮带寿命。
更换时建议同步更换张紧轮、惰轮。这些附件与正时皮带的寿命相近，单独更换皮带而保留旧张紧轮或惰轮，旧件可能在短期内失效，导致二次拆解。部分维修规范还建议一并更换水泵及冷却液。
更换操作的技术要求较高。核心步骤包括：将第一缸活塞置于上止点位置，对准曲轴和凸轮轴的正时标记；拆卸旧皮带及张紧轮、惰轮；安装新皮带并调整张紧度至规定值；盘车（手动旋转曲轴）数圈，再次确认正时标记对齐。安装时务必确保皮带方向正确，各正时标记严格对正。由于操作不当可能导致正时错乱甚至顶气门，建议由具备专业设备和经验的修理厂执行此项作业。
截至2026年7月，主流车企和维修体系均将正时皮带的定期更换列为发动机保养中的强制性项目，未及时更换而导致的发动机损坏不在保修范围之内。
