تسمه سفت‌کن خارج از مرکز

 (ExcentricTensioner)

همانگونه که در مقاله “تسمه سفت‌کن اهرمی” اشاره شد، تسمه سفت‌ کن تسمه تایم یا تسمه سفت‌کن تسمه تجهیزات جانبی که به تسمه دینام هم معروف است(نکاتی درباره تسمه سفت کن و تسمه تجهیزات جانبی و تسمه تایم) از جمله قطعاتی می‌باشد که تاثیر زیادی در عملکرد مناسب و طول عمر تسمه دارد. شکل 1 نحوه قرارگیری تسمه سفت‌ کن خارج از مرکز تسمه تایم و سایر ادوات آن را نشان می‌دهد.

1-چرخ تسمه واترپمپ 2-چرخ تسمه میل‌سوپاپ 3- تسمه سفت‌کن خارج از مرکز تسمه‌تایم 4-هرزگرد تسمه‌تایم 5-چرخ تسمه میل‌لنگ
شکل1-تسمه‌تایم و ادوات آن

تسمه‌تایم قطعه‌ای انعطاف‌پذیر است لذا برای استقرار آن در مسیر مناسب به نحوی که دارای راندمان عملکردی مناسبی باشد باید از هرزگردها و تسمه سفت‌کن‌های مختلفی همانند شکل 1 استفاده کرد. هرزگردها فقط مسیر حرکت تسمه را اصلاح می‌کنند در حالیکه تسمه سفت‌کن‌ها علاوه بر اصلاح مسیر حرکت تسمه‌تایم وظایفی دیگر نیز بر عهده دارد که در ادامه به توضیح در مورد آن پرداخته می‌شود.

وظیفه تسمه سفت‌کن:

تسمه سفت‌کن تسمه‌تایم دارای وظایف متعددی به شرح زیر است:

1. اصلاح مسیر حرکت تسمه‌تایم به نحوی که باعث افزایش راندمان عملکردی و طول عمر شده و حداقل لغزش و صدا را ایجاد کند.
2. ایجاد کشش مناسب در تسمه‌تایم برای پیشگیری از لغزش
3. از آنجایی که گشتاور تولید موتور که توسط میل‌لنگ به سایر اجزا از جمله میل‌سوپاپ منتقل می‌شود سرشار از ارتعاشات پیچشی است و از طرفی باز و بسته شدن سوپاپ‌ها نیز بار ضربه‌ای و متناوبی به میل سوپاپ اعمال می‌کنند و نهایتا باعث تشدید ارتعاشات موجود در تسمه‌تایم می‌شود، بنابراین تسمه‌تایم در معرض ارتعاشات پیچشی زیادی قرار دارد که در صورت عدم توجه به این موضوع، عمر تسمه‌تایم به شدت کوتاه می‌شود و بنابراین انتظار می‌رود تسمه‌ سفت‌کن تسمه‌تایم بخش عمده‌ای از این ارتعاشات را مستهلک کند تا باعث ارتقای طول عمر تسمه‌تایم شود.

انواع تسمه سفت‌کن:

مطابق شکل 2 سه نوع تسمه سفت‌کن اهرمی، خارج از مرکز و هیدرولیکی در موتور خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تسمه سفت‌کن اهرمی              تسمه سفت‌ کن خارج از مرکز                 تسمه سفت‌کن هیدرولیکی

شکل 2-انواع تسمه سفت‌کن

 تسمه سفت‌ کن خارج از مرکز :

اجزای تسمه سفت‌ کن خارج از مرکز :

شکل 3 اجزای تسمه سفت‌ کن خارج از مرکز را نشان می‌دهد.

1-تکیه‌گاه ثابت تسمه سفت‌کن 2-بشقابک پلیمری فنر 3-فنر 4-غلتک 5-محور خارج از خلاص‌کن تسمه سفت‌کن
شکل 3-اجزای تسمه سفت‌ کن خارج از مرکز

تکیه‌گاه ثابت:

شکل 4 تکیه‌گاه ثابت تسمه سفت‌ کن خارج از مرکز را نشان می‌دهد.

1-زائده محدود کننده کورس فنر 2-شیار تثبیت تکیه‌گاه روی بلوکه سیلندر 3-سوراخ مهار فنر برای سهولت نصب تسمه سفت‌کن 4-نشیمنگاه لبه پایینی فنر 5-محور تکیه‌گاه ثابت تسمه سفت‌کن
شکل 4-تکیه‌گاه ثابت تسمه سفت‌کن

هنگام نصب تسمه سفت‌کن، تکیه‌گاه ثابت از طریق شیار شماره 2 بر روی زائده بلوکه سیلندر تثبیت می‌شود و به عنوان تکیه‌گاهی ثابت برای تسمه سفت‌کن ایفای نقش می‌کند. یک سر فنر تسمه سفت‌کن بر روی زائده شماره 4 تکیه کرده و ثابت می‌ماند و سر دیگر آن بر روی تکیه‌گاه متحرک قرار می‌گیرد. زائده شماره 1 نیز محدود کننده کورس فنر می‌باشد. در تسمه سفت‌کن نو، فنر را بوسیله قرار دادن پینی پشت زائده تکیه‌گاه متحرک که از سوراخ شماره 3 عبور می‌کند را در حالت انقباض نگه می‌دارند تا نصب تسمه سفت‌کن به سهولت انجام شود. بدیهی است پس از نصب تسمه‌تایم و تسمه‌ سفت‌کن، پین مربوطه خارج می‌شود تا تسمه سفت‌کن به وظایف ذاتی خود بپردازد.

بشقابک پلیمری فنر:

شکل 5 بشقابک پلیمری فنر تسمه سفت‌ کن خارج از مرکز را نشان می‌دهد.

1-بشقابک پلیمری فنر 2-محل عبور لبه پایین فنر به منظور تثبیت بر روی نشیمنگاه لبه پایینی فنر
شکل 5-بشقابک پلیمری فنر

با توجه به اهمیت عملکرد فنر در تسمه سفت‌کن‌ها، از این بشقابک پلیمری استفاده شده است تا از آسیب‌دیدن فنر به دلیل کمانش پیچشی بیش از حد پیشگیری شود و در واقع این بشقابک به انضمام حلقه وسط تکیه‌گاه متحرک تواما استوانه‌ای را تشکیل می‌دهند که باعث دوران پیچشی نرم، یکنواخت و بدون آسیب فنر می‌شود.
فنر:
شکل 6 فنر پیچشی تسمه سفت‌ کن خارج از مرکز را نشان می‌دهد.

1-لبه بالایی فنر 2-فنر 3-لبه پایینی فنر
شکل 6-فنر پیچشی تسمه سفت‌ کن خارج از مرکز

لبه پایینی فنر بر روی تکیه‌گاه ثابت قرار می‌گیرد و لبه بالایی فنر نیز بر روی تکیه‌گاه متحرک تسمه سفت‌کن می‌نشیند و با شل و سفت شدن تسمه و همچنین مرتعش شدن آن، فنر پیچشی در شرایط انقباض و انبساط قرار می‌گیرد.
در این شرایط، خصوصیات فنی فنر پیچشی از جمله میزان هیسترزیس آن و بخصوص در دورهای بالا، نقش بسیار مهمی در مستهلک کردن ارتعاشات موجود در تسمه‌تایم بر عهده دارد و در واقع مهمترین عامل کیفی تسمه‌ سفت‌کن، خصوصیات فنی فنر پیچشی است. شکل 7 عملکرد فنر پیچشی و نمودار هیسترزیس یک نوع تسمه‌ سفت‌کن را نشان می‌دهد.
همانگونه که ملاحظه می‌شود رفتار فنر تسمه سفت‌کن حین انقباض و انبساط متفاوت بوده و این موضوع باعث حذف بسیاری از ارتعاشات تسمه‌تایم می‌شود.

شکل 7-نمودار هیسترزیس فنر تسمه سفت‌کن

غلتک تسمه سفت‌ کن خارج از مرکز :

شکل 8، غلتک تسمه سفت‌ کن خارج از مرکز را نشان می‌دهد. بخش بیرونی غلتک از جنس پلی‌آمید است تا کمترین میزان انتقال حرارت از موتور به تسمه تایم منتقل شود(البته در برخی تسمه سفت‌کن‌ها بخش بیرونی نیز فلزی است و طبیعتا حرارت بیشتری به تسمه‌تایم منتقل می‌شود که باعث کاهش طول عمر تسمه‌تایم می‌گردد).

نمای جلوی غلتک                                                    نمای پشت غلتک

1-روکش غلتک از جنس پلی‌آمید 2-بلبرینگ 3-محور خارج از مرکز 4-محور تکیه‌گاه متحرک 5-شاخص خلاص کردن فنر تسمه سفت‌کن 6-نشیمنگاه لبه بالای فنر 7-کورس حرکت فنر و تکیه‌گاه متحرک 8-نشیمنگاه داخلی فنر
شکل 8-غلتک تسمه سفت‌ کن خارج از مرکز

در رینگ داخلی بلبرینگ، محور توخالی و خارج از مرکز شماره 3 پرس شده است و از طرفی بازوی متحرک شماره 8 نیز در این محور خارج از مرکز شماره 3 پرس شده است و نهایتا کل غلتک و تکیه‌گاه متحرک بر روی تکیه‌گاه ثابت قرار می‌گیرد. شاخص شماره 5 برای تسهیل در نصب تسمه سفت‌کن تعبیه شده است به نحوی که با قرار دادن پینی در پشت شاخص شماره 5 که در سوراخ روی تکیه‌گاه ثابت تعبیه می‌شود، فنر جمع می‌شود و نصب تسمه سفت‌کن تسهیل می‌گردد و پس از نصب، پین از محل خود خارج می‌شود تا تسمه سفت‌کن در حالت فعال قرار گیرد. شیار شماره 6 نشیمنگاه لبه بالایی فنر روی تکیه‌گاه متحرک است و فضای شماره 7 نیز میزان کورس بازی کردن تکیه‌گاه متحرک نسبت به تکیه‌گاه ثابت را نشان می‌دهد که در واقع میزان کورس فنر نیز ‌می‌باشد. نافی شماره8 نیز نشیمنگاه داخلی فنر می‌باشد به نحوی که ترکیب این نافی با نشیمنگاه پلیمری فنر یک استوانه کامل را تشکیل می‌دهند که از کمانش غیرمعمول فنر پیچشی و نهایتا آسیب دیدن آن پیشگیری می‌کند.

محور خلاص‌کن تسمه سفت‌ کن خارج از مرکز :

شکل 9 محور خارج از مرکزی که به منظور تسهیل در باز و بسته کردن تسمه‌تایم تعبیه شده است را نشان می‌دهد.

نمای پشت                             نمای جلو
1-محور خارج از مرکز 2-محل آچار آلن‌خور 3-بدنه 4-جهت دوران محور خلاص‌کن
شکل 9-محور خارج از مرکز خلاص‌کن تسمه سفت‌کن

پس از نصب تسمه‌تایم و تسمه‌ سفت‌کن، در صورت نیاز به انجام اموری همانند تایم‌گیری، تعویض تسمه‌تایم، تعویض تسمه سفت‌کن و هرزگردها، باید بتوان به راحتی نیروی فنر تسمه سفت‌کن را خلاص کرد تا باز و بسته کردن تسمه سفت‌کن به سهولت انجام شود، بدین منظور مطابق شکل 9، از محور خارج از مرکزی در تسمه سفت‌کن استفاده می‌شود که پس از شل کردن پیچ یا مهره اتصال تسمه سفت‌کن به بلوک سیلندر، می‌توان با آچار آلن آن را در جهت فلش درج شده، دوران داد و نسبت به خلاص کردن نیرو فنر اقدام کرد تا پس از آن نیرو از روی تسمه‌تایم حذف شده و باز و بسته کردن تسمه سفت‌کن به سهولت انجام شود. بدیهی است که پس از انجام امور مربوطه مجددا باید محور خلاص‌کن را چرخاند تا نیروی فنر تسمه سفت‌کن به تسمه اعمال شود و وظایف ذاتی خود را انجام دهد.

عیب‌یابی تسمه سفت‌ کن خارج از مرکز :

برای عیب‌یابی تسمه سفت‌ کن خارج از مرکز باید به موارد ذیل توجه کرد:

1. از دوران راحت، روان و بدون صدای غلتک اطمینان کنید. وجود هر نوع صدا، حرکت غیریکنواخت، شکستگی، سایش و مخروطی شدن بخش بیرونی، دلیل قطعی برای تعویض تسمه سفت‌کن است.
2. از دوران راحت، روان و بدون صدای تکیه‌گاه‌های ثابت و متحرک نسبت به یکدیگر اطمینان حاصل کنید در صورت وجود هر نوع صدا و حرکت غیریکنواخت، تسمه سفت‌کن را تعویض کنید.
3. وجود هر نوع لقی شعاعی بین تکیه‌گاه‌ها، نشانه‌ای قطعی از خرابی تسمه سفت‌کن است که باید تسمه سفت‌کن را تعویض کرد.
4. با حرکت دو تکیه‌گاه نسبت به یکدیگر از نیروی فنریت مناسب اطمینان حاصل کنید. در صورتیکه نیروی فنر ضعیف یا فنر دارای خلاصی باشد یا نیروی آن به صورت مرحله‌ای تغییر کند، باید نسبت به تعویض تسمه سفت‌کن اقدام کرد.