تسمه سفت‌کن هیدرولیکی یا اتومات

(HydraulicTensioner)

در دو مقاله قبلی به “تسمه سفت‌کن اهرمی” و “تسمه سفت‌کن خارج از مرکز” پرداخته شد. مهمترین مزیت تسمه سفت‌کن خارج از مرکز اشغال کمتر فضای موتور است در حالیکه تسمه سفت‌کن اهرمی فضای بیشتری از موتور را اشغال می‌کند ولی عیب هر دو تسمه سفت‌کن، خاصیت کم مستهلک کردن ارتعاشات می‌باشد که با در نظر گرفتن اصطکاک خشک بین اجزای تسمه سفت‌کن ایجاد می‌شود. برای از بین بردن این عیب، تسمه سفت‌کن هیدرولیکی پیشنهاد مناسبی است که در ادامه به بررسی آن پرداخته می‌شود.
شکل 1 نمای کلی استفاده از تسمه سفت‌کن هیدرولیکی را نشان می‌دهد.

1-پولی سر میل‌لنگ 2-غلتک هرزگرد 3 و 4-پولی‌ سر میل‌بادامک 5-غلتک تسمه سفت‌کن 6-تسمه‌تایم 7-جک تسمه‌ سفت‌کن
شکل 1-نمای کلی نحوه استفاده از تسمه سفت‌کن هیدرولیکی

در موتورهای با سیلندر و حجم زیاد و بخصوص موتورهای V شکل که طول تسمه‌تایم زیاد است لزوم حذف ارتعاشات تسمه‌تایم به منظور افزایش طول عمر و راندمان آن بسیار پررنگ‌تر می‌شود لذا استفاده از تسمه سفت‌کن‌های هیدرولیکی در این نوع موتورهای شایع‌تر است.

وظیفه تسمه سفت‌کن هیدرولیکی :

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 از اینرو موضوع مستهلک کردن ارتعاشات در تسمه سفت‌کن هیدرولیکی به مراتب بهتر از تسمه‌ سفت‌کن‌های خارج از مرکز و اهرمی انجام می‌شود.
4-با روشن شدن موتور و افزایش دمای آن، دمای تسمه‌تایم نیز افزایش یافته و این موضوع باعث شل شدن تسمه‌تایم می‌شود که این موضوع در تسمه سفت‌کن‌های اهرمی و خارج از مرکز زیاد قابل کنترل نمی‌باشد ولی مطابق شکل 2 در تسمه سفت‌کن‌های هیدرولیکی بیشتر تحت کنترل قرار می‌گیرد.

شکل 2-عملکرد جک تسمه سفت‌کن هیدرولیکی با توجه به دمای موتور

همانگونه که ملاحظه می‌شود هنگام سرد شدن موتور حجم روغن زیر پیستون هیدرولیک کاهش یافته و باعث پایین میله جک تسمه سفت‌کن می‌شود.
در حالیکه با گرم شدن موتور، حجم روغن هیدرولیک افزایش می‌یابد و ورود روغن از مجرای وسط به زیر پیستون هیدرولیک، پیستون و میله را به سمت بالا حرکت داده و باعث جبران انبساط تسمه‎‌تایم شده و نهایتا کشش تسمه تایم در حد مناسب تنظیمی می‌شود.

در کانال آپارت ایمگ می توانید “نحوه نصب و عملکرد تسمه سفت کن اتوماتیک“را مشاهده کنید

تسمه سفت‌کن هیدرولیکی

شکل 3 دو نوع تسمه سفت‌کن هیدرولیکی را نشان می‌دهد.

تسمه سفت‌کن هیدرولیکی دوپارچه تسمه سفت‌کن هیدرولیکی یکپارچه

1-جک(فنر و دمپر) 2-اهرم و غلتک تسمه‌ سفت‌کن 3-پین ضامن 4-غلتک 5-اهرم 6-جک(فنر و دمپر)
شکل 3-انواع تسمه سفت‌کن هیدرولیکی

تفاوت اصلی این نوع تسمه سفت‌کن با تسمه سفت‌کن‌های اهرمی و خارج از مرکز در عملکرد جک می‌باشد که تواما نیروی فنریت و مستهلک‌سازی ارتعاشات به صورت هیدرولیکی را ایجاد می‌کند و با مستهلک شدن ارتعاشات بخصوص در تسمه‌های با طول زیاد، عمر و راندمان تسمه تایم افزایش می‌یابد.

اجزای تسمه سفت‌کن هیدرولیکی :

با توجه به اینکه غلتک تسمه‌سفت کن در مقاله‌های قبل نیز مورد بررسی قرار گرفت در این مقاله به نحوه عملکرد جک تسمه سفت‌کن پرداخته می‌شود. شکل 4 اجزای جک تسمه سفت‌کن هیدرولیکی را نشان می‌دهد.

1-خار فنری 2-میله فشاری 3-کاسه‌نمد 4-بشقابک فنر 5-فنر 6-پیستون و سوپاپ یکطرفه 7-فنر پیستون 8-سیلندر 9-بدنه
شکل 4-اجزای جک تسمه سفت‌کن

خار فنری:

مطابق شکل 4 خار فنری وظیفه نگهداشت اجزای جک تسمه سفت‌کن در داخل بدنه را بر عهده دارد.

میله فشاری:

عمل انتقال نیروی فنر جک تسمه‌ سفت‌کن به اهرم غلتک تسمه سفت‌کن این میله فشاری است. این میله دو قطری می‌باشد به نحوی که بخش پایینی آن دارای قطر کمتر و بخش بالایی آن دارای قطر بیشتری است به نحوی که لبه مربوط به محل تغییر قطر بر روی بشقابک فنر قرار می‌گیرد و در واقع عامل انتقال نیرو از فنر به میله فشاری می‌باشد. در انتهای میله فشاری نیز سوراخی تعبیه شده است که در هنگام نصب جک ابتدا با پرس، میله فشاری را تحت فشار قرار داده می‌شود تا این سوراخ با سوراخ بدنه در یک راستا قرار گیرد و سپس با عبور پینی از این سوراخ، فنر را در حالت انقباض نهایی قرار داده تا نصب جک به سهولت انجام شود، پس از نصب جک، پین از داخل سوارخ خارج می‌شود و جک تسمه سفت‌کن فعال می‌گردد.

کاسه‌نمد:

شکل 5 کاسه‌نمد جک تسمه سفت‌کن را نشان می‌دهد.

شکل 5-کاسه‌نمد

برای پیشگیری از نشتی و خروج روغن از بدنه جک تسمه سفت‌کن از این کاسه‌نمد استفاده می‌شود به نحوی که اگر این کاسه‌نمد معیوب شود و روغن جک تخلیه یا کم شود، عملکرد جک تسمه سفت‌کن دچار نقص خواهد شد و طبیعتا باعث کاهش راندمان عملکرد تسمه تایم خواهد شد.

بشقابک فنر:

شکل 6 بشقابک فنر را نشان می‌دهد.

شکل 6-بشقابک فنر

عامل انتقال نیرو از فنر به میله فشاری و برعکس، بشقابک فنر است که به منظور حرکت روان روغن و پیشگیری از تلاطم بیش از حد روغن، شیارهایی نیز داخل آن ایجاد شده است.

فنر:

شکل 7 فنر جک تسمه سفت‌کن هیدرولیکی را نشان می‌دهد.

شکل 7-فنر جک تسمه سفت‌کن

این فنر با اعمال نیرو به بشقابک و میله فشاری، نیرو به اهرم غلتک تسمه سفت‌کن منتقل شده و غلتک تسمه سفت‌کن نیز نیروی کششی کافی را در تسمه ایجاد می‌کند تا از لغزش تسمه‌تایم پیشگیری شود.

پیستون و سوپاپ یکطرفه هیدرولیک:

شکل 8 پیستون و سوپاپ یکطرفه هیدرولیکی را نشان می‌دهد.

سوپاپ و پیستون یکطرفه هیدرولیک مجموعه پیستون و سوپاپ یکطرفه هیدرولیک اجزای باز شده پیستون هیدرولیک
1-پیستون هیدرولیک 2-درپوش شیر یکطرفه 3-ساچمه شیر یکطرفه

شکل 8-سوپاپ و پیستون یکطرفه هیدرولیک

این پیستون به همراه سوپاپ یکطرفه، سیلندر و فنر زیر آن تشکیل یک دمپر یا کمک‌فنر هیدرولیکی می‌دهد. هنگامی که میله فشاری به سمت پایین حرکت می‌کند روغن زیر پیستون تحت فشار قرار می‌گیرد و ساچمه مسیر وسط پیستون را مسدود می‌کند و روغن ناچار است از فضای لقی بین سیلندر و پیستون به سمت بالای پیستون حرکت کند و عبور روغن تحت فشار از این میزان لقی کم باعث جذب انرژی ارتعاش تسمه‌تایم و تبدیل آن به حرارت می‌شود از طرفی هنگامی که میله فشاری به سمت بالا حرکت می‌کند فنر زیر پیستون هیدرولیک نیز پیستون را به سمت بالا حرکت می‌دهد، بنابراین خلاء زیر پیستون باعث حرکت ساچمه به سمت پایین شده و مجرای وسط پیستون باز می‌شود و روغن بالای پیستون از مجرای وسط به سمت پایین حرکت می‌کند که البته با توجه به قطر قابل ملاحظه سوراخ وسط پیستون، در این حالت روغن به راحتی از بالا به سمت پایین حرکت می‌کند و به عبارتی حرکت پیستون به سمت پایین به کندی و حرکت پیستون به سمت بالا با سرعت بیشتری انجام می‌شود و در هر دو حالت عبور روغن از این مجاری باعث جذب ارتعاشات تسمه‌تایم می‌شود.

فنر پیستون:

مطابق شکل 9 زیر پیستون هیدرولیک یک فنر مخروطی قرار دارد که تضمین کننده حرکت پیستون هیدرولیک به سمت بالا است.

شکل 9-فنر زیر پیستون هیدرولیک

سیلندر:

پیستون هیدرولیک داخل سیلندر هیدرولیک حرکت خطی می‌کند و با عبور روغن از مجاری اطراف پیستون و سوراخ داخل آن، مقداری از انرژی جنبشی ناشی از ارتعاش تسمه‌تایم را به حرارت تبدیل می‌کند و باعث حرکت آرام و بدون ارتعاش تسمه‌تایم می‌شود.

بدنه:

کل اجزای جک تسمه سفت‌کن در داخل بدنه جک قرار می‌گیرد و نهایتا این جک بر روی بلوک سیلندر نصب می‌شود.

عیب‌یابی تسمه سفت‌کن هیدرولیکی :

برای عیب‌یابی تسمه سفت‌کن هیدرولیکی باید به موارد ذیل توجه کرد:
1-از دوران راحت، روان و بدون صدای قرقره اطمینان کنید. وجود هر نوع صدا، حرکت غیریکنواخت، شکستگی، سایش و مخروطی شدن بخش بیرونی، دلیل قطعی برای تعویض تسمه سفت‌کن است.
2-از حرکت راحت، روان و بدون صدای اجزای جک تسمه سفت‌کن هیدرولیکی اطمینان حاصل کنید در صورت وجود هر نوع صدا و حرکت غیریکنواخت، جک را تعویض کنید.
3-قبل از نصب تسمه‌تایم، هرگز پین ضامن را از جک خارج نکنید.
4-در صورتیکه قبل از نصب تسمه‌تایم پین ضامن خارج شد، توسط پرس و به صورت کامل عمودی مطابق شکل 10 فنر را جمع کنید و پین ضامن را نصب کنید.

شکل 10-نحوه نصب پین ضامن