تسمه‌ ‌تایم (Timing Belt)

در خودروهای امروزی و بخصوص ارزان‌قیمت برای انتقال قدرت از میل‌لنگ به میل‌بادامک به دلایل زیر به جای چرخ‌دنده یا چرخ‌زنجیر از تسمه‌ای دندانه‌دار معروف به تسمه‌ ‌تایم استفاده می‌شود:
• ارزان‌قیمت بودن
• عدم نیاز به روانکاری
• سر و صدای کم
• سازگاری خوب با افزایش فاصله بین محور میل‌لنگ و محور میل‌سوپاپ

آنچه در این مقاله خواهید خواند…
اجزای تسمه‌تایم
انواع تسمه‌تایم
مشخصات فنی تسمه‌تایم
نگهداری و تعویض تسمه‌تایم
عیب‌یابی تسمه‌تایم

شکل 1 نمای کلی تسمه‌تایم نصب شده روی موتور را نشان می‌دهد.

1 تسمه‌تایم نصب شده بر روی موتور خودروشکل 1- تسمه‌تایم نصب شده بر روی موتور خودرو

وظیفه این تسمه، انتقال قدرت بدون لغزش از میل‌لنگ به میل‌سوپاپ به منظور محقق ساختن زمانبندی یا تایمینگ دقیق باز و بسته شدن سوپاپ‌های موتور می‌باشد.

اجزای تسمه‌ ‌تایم :

مطابق شکل 2 تسمه‌تایم از اجزای زیر تشکیل شده است:

اجزای تسمه‌تایمشکل 2- اجزای تسمه‌تایم

شکل 3 نیز نمایی دیگر از تسمه‌تایم موتور احتراق داخلی را نشان می‌دهد.

اجزای تسمه‌تایم موتور احتراق داخلیشکل 3- اجزای تسمه‌تایم موتور احتراق داخلی

  •  لایه نایلون یا تفلون بافته‌شده ضدسایش:

این لایه ضدسایش درواقع نگهدارنده دندانه‌های تسمه‌تایم در درون دندانه‌های چرخ‌تسمه سرمیل‌لنگ و چرخ‌تسمه(های) سر میل‌بادامک می‌باشد.

  •  نخ‌ها:

این نخ‌ها از جنس ابریشم مصنوعی یا فایبرگلاس می‌باشند. انتقال گشتاور از میل‌لنگ به میل‌بادامک‌(ها) توسط این نخ‌ها صورت می‌پذیرد لذا این نخ‌ها در عین حال که باید بسیار انعطاف‌پذیر باشند باید توانایی تحمل گشتاور موردنیاز باز کردن سوپاپ‌ها را نیز داشته باشند و از طرفی در طولانی مدت نباید دچار تغییرطول بیش از حدمجاز شوند. البته استفاده از تسمه سفت‌کن، افزایش طول یا کشیده‌گی مجاز تسمه‌ ‌تایم را جبران می‌کند.

  •  لایه محافظ نخ‌ها:

این لایه در سطح بیرونی تسمه‌تایم واقع شده است و وظیفه مراقبت از نخ‌ها را برعهده دارد تا از آسیب دیدن و خارج شدن نخ‌ها از داخل بدنه تسمه‌ پیشگیری کند. سطح بیرونی این لایه حتی‌المکان باید کمترین مقدار اصطکاک را با پولی‌های هرزگرد و تسمه سفت‌کن ایجاد نماید.

  •  دندانه تسمه‌تایم:

این بخش از تسمه‌ از لاستیک و با دقت ابعادی بالا و به صورت قالب‌ریزی ساخته می‌شود تا به طور کامل در تعامل با دندانه‌های چرخ‌تسمه میل‌لنگ و دندانه‌های چرخ‌تسمه(های) میل‌بادامک قرار گیرد و بتواند با نظم دقیق و از پیش تعیین‌شده‌ای، سوپاپ‌ها را باز و بسته نماید و در واقع تایمینگ یا زمان‌بندی سوپاپ‌ها را محقق کند. بدین منظور جنس این بخش از پلی‌کلوروپرن(Polychloroprene) یا لاستیک نیتریل هیدروژنه شده مقاوم به حرارت که اصطلاحا HBNR نامید می‌شود انتخاب می‌گردد. دندانه‌ها از لحاظ شکل ظاهری مطابق شکل 4 به سه دسته تقسیم‌بندی می‌شوند:

انواع دنده تسمه‌تایمشکل 4- انواع دنده تسمه‌تایم

دنده ذوزنقه‌ای یا Trapezoidal:

ساده‌ترین نوع دندانه تسمه‌ ‌تایم می‌باشد که در انتقال قدرت بسیار موثر است ولی تحت بار یا دورهای زیاد، سایش آن افزایش می‌یابد. این نوع دندانه به دو گروه ZA و ZB دسته‌بندی می‌شود.

دنده منحنی یا Curvlinear:

این نوع دنده دارای خطوط منحنی می‌باشد و بنابراین قابلیت تحمل گشتاورهای بالا را دارا می‌باشد در حالیکه به دلیل وجود انحناهای زیاد ممکن است خطر لغزش تسمه روی چرخ تسمه را افزایش دهد. این نوع دندانه به دو گروه ZH و ZY دسته‌بندی می‌شود.
نکته: تسمه‌تایم‌های با نوع دندانه ZA و ZH خاص خودروهای سواری و سبک می‌باشد.

 دنده منحنی اصلاح شده یا Modified Curvlinear:

این نوع دنده، ترکیبی از دو نوع قبلی می‌باشد به نحوی که خصوصیات مثبت هر دو نوع را دارا می‌باشد.

انواع تسمه‌ ‌تایم :

مطابق شکل 5 تسمه‌‌های تایم موتور را به دو شکل می‌توان دسته‌بندی کرد:

انواع تسمه‌تایمشکل 5- دسته‎‌بندی تسمه‌‌های تایمینگ موتور احتراق داخلی

تسمه‌تایم لاستیکی:

این نوع تسمه‌تایم از جنس لاستیک یا ترکیبات لاستیکی می‌باشد که گسترده‌تر از انواع دیگر می‌باشد و بخصوص به دلیل ارزان بودن در بازار یا Aftermarket، استفاده از این تسمه‌ها بسیار رایج می‌باشد ولی به دلیل قابلیت‌های نه چندان خوب این نوع تسمه‌ها در مقابل سایش، دما، تغییر شکل، روغن و غیره در خطوط تولید خودروسازها کمتر استفاده می‌گردد. این تسمه‌ها باید خواصی همچون مقاومت در مقابل حرارت، فرسایش، سایش، اوزون و روغن داشته باشند ضمن اینکه به اندازه کافی قوی و حداقل تغییر طول را داشته باشند بدین منظور از لاستیک طبیعی، نئوپرن(Neoprene)، پلی‌اورتان(Polyurethane)، بوتیل(Butyl Rubber(IIR))، مونومر دیان پروپیلن اتیلن(Ethylene Propylene Diene Monomer(EPM, EPDM))، کلوروپرن(Chloroprene) و اورتان(Urethane) استفاده می‌شود. شکل 6 نوعی از این تسمه را نشان می‌دهد.

این مطلب را حتما بخوانید  معرفی گیربکس های اتوماتیک موجود در بازار ایران

تسمه‌تایم لاستیکی شکل 6- تسمه‌تایم لاستیکی

تسمه‌تایم پلی‌اورتان(Polyurethane)

مقاومت خوب پلی‌اورتان در مقابل حرارت، طول عمر بالا، قابلیت انتقال گشتاور زیاد و همچین عدم حساسیت زیاد به محیط آلوده به روغن، باعث شده است که این نوع تسمه‌تایم به شدت مورد استقبال واقع شود. تسمه‌تایم پلی اورتان که بعضا با PU هم شناخته می‌شود، انتخاب عمده تولیدکننده‌گان موتور می‌باشد در حالیکه در بازار After market ممکن است به دلیل قیمت نسبتا بالای آن کمتر مورد استقبال واقع شود که البته می‌تواند در رنگ‌های مختلف نیز تولید گردد.

تسمه‌تایم تفلونی یا PTFE:

با توجه به اینکه میزان نیروی اعمالی به تسمه‌تایم تحت دمای بعضا بیش از 120 درجه سانتیگراد قابل توجه می‌باشد لذا استفاده از تسمه‌تایم با قابلیت تحمل بالا مورد توجه می‌باشد. استفاده از پلی‌تترافلوراتیلن (PolyTetraFluoroEthylene) یا تلفون که اختصارا PTFE نیز نامیده می‌شود می‌تواند باعث کاهش سایش، کاهش اصطکاک و کاهش صدا و نویز گردد. البته صرفا روکش کردن بدنه تسمه تایم با تفلون، باعث می‌شود که پس از مدتی این لایه از بدنه تسمه‌تایم جدا شود و بنابراین نمی‌تواند در طولانی مدت کارساز باشد بلکه باید تلفون در داخل بدنه تسمه‌تایم نفوذ کند. از طرفی لازم به ذکر است که استفاده از تسمه‌تایم تفلونی در خط تولید خودروسازها بیشتر رایج می‌باشد و در بازار به دلیل گران‌تر بودن این نوع تسمه‌تایم، کمتر مورد استقبال واقع می‌شود.
شکل 7 نشان می‌دهد که تسمه‌تایم تفلونی یا PTFE در طولانی مدت وزن آن ثابت است یا به عبارتی دیگر سایش آن بسیار اندک می‌باشد در حالیکه تسمه‌تایم غیرPTFE به مرور زمان وزن آن کاهش می‌یابد که بیانگر سائیده شدن تسمه‌ ‌تایم می‌باشد.

کاهش وزن تسمه‌تایم تفلونیشکل 7- کاهش وزن تسمه‌تایم تفلونی(PTFE) و غیرتفلونی(Non-PTFE)

تسمه‌تایم‌های تفلونی می‌تواند در رنگ‌های مختلف مطابق شکل 8 تولید شوند که البته عمدتا به رنگ‎‌های سیاه و سفید هستند.

تنوع در رنگ تسمه‌تایم تفلونیشکل 8- تنوع در رنگ تسمه‌تایم تفلونی

مشخصات فنی تسمه‌تایم :

مشخصات فنی تسمه‌تایم توسط برخی استانداردها به شرح ذیل یکسان‌سازی و اجرایی شده است:
• JASO E 105-92
• JASO E 110-92
• ISO 9010-1997
• ISO 12046-1975
معمولا بر روی سطح بیرونی تسمه‌ ‌تایم مشخصات آن مطابق شکل 9 درج می‌گردد.

مشخصات درج شده بر روی تسمه‌تایمشکل 9- مشخصات درج شده بر روی تسمه‌تایم

شکل 10 هندسه دندانه تسمه‌تایم‌های دنده ذوزنقه‌ای ZA و ZB را نشان می‌دهد.

هندسه دندانه ZA و ZBشکل 10- هندسه دندانه ZA و ZB

مشخصات هندسی دندانه ZA و ZB در جدول 1 نشان داده شده است.

مشخصات هندسی دندانه ZA و ZBجدول 1- مشخصات هندسی دندانه ZA و ZB

شکل 11 هندسه دندانه تسمه‌تایم‌های دنده ذوزنقه‌ای ZH و YH را نشان می‌دهد.

هندسه دندانه ZH و YHشکل 11- هندسه دندانه ZH و YH

مشخصات هندسی دندانه ZA و ZB در جدول 2 نشان داده شده است.

مشخصات هندسی دندانه ZA و ZBجدول 2- مشخصات هندسی دندانه ZA و ZB

طول تسمه‌تایم که با Lp نشان داده می‌شود با طول دایره گام محاسبه می‌شود که از حاصلضرب تعداد دندانه در گام دنده(Pb) بدست می‌آید. جدول 3 طول تسمه‌تایم‌های مرسوم را نشان می‌دهد.

جدول 3- طول تسمه‌تایمطول تسمه‌تایم

پهنای تسمه(bs) باید در سه نقطه مختلف توسط کولیس اندازه‌گیری شود و پهنای تسمه‎‌های رایج به شرح جدول 4 می‌باشد.

پهنای تسمه(bs)جدول 4- پهنای تسمه(bs)

 

نگهداری و تعویض تسمه‌تایم

برای آزمون و ارزیابی صحت عملکرد و طول عمر تسمه‌تایم مطابق شکل 12 تسمه‌تایم تحت بار قرار می‌گیرد به نحوی که در دمای 2±100 درجه سانتیگراد با دو درجه تلرانس، دور 120±6000 دور بر دقیقه، اعمال نیروی کششی 3 کیلوگرم، و توان انتقالی 5/3 کیلووات، حداقل باید به مدت 200 ساعت بدون آسیب کار کند. بروز هر نوع آسیب در تسمه‌ ‌تایم قبل از این زمان نشانه عدم برخورداری از کیفیت مناسب می‌باشد.

این مطلب را حتما بخوانید  معرفی مجموعه خورشیدی Wilson گیربکس اتوماتیک

نحوه آزمایش و ارزیابی کیفی شکل 12- نحوه آزمایش و ارزیابی کیفی عملکرد تسمه‌تایم

این مدت زمان آزمون تحت شرایط سخت، معادل مدت زمان مشخصی از کارکرد خودرو می‌باشد به نحوی که طول عمر تسمه‌تایم 60 هزار مایل معادل 108 هزار کیلومتر توسط سازندگان آن و خودروسازان پیش‌بینی و توصیه می‌گردد و بعضا با استفاده از تسمه‌تایم‌های با روکش نایلون یا PTFE، تلاش می‌کنند تا طول عمر آن را به 100هزار مایل معادل 180هزار کیلومتر افزایش دهند ولی به دلایل زیر توصیه می‌شود که هر 60هزار کیلومتر یکبار نسبت به تعویض تسمه‌تایم اقدام شود:
1-مطابق شکل 13 پاره شدن تسمه‌تایم علاوه بر زمین‌گیر کردن خودرو، در بعضی موتورها منجر به برخورد سوپاپ‌ها و پیستون‌ها می‌شود و آسیب‌های جدی به موتور وارد می‌کند که باعث صرف هزینه و زمان زیاد تعمیرات موتور می‌گردد.

پاره شدن تسمه‌تایم منجر به آسیب دیدن موتور می‌شودشکل 13- پاره شدن تسمه‌تایم منجر به آسیب دیدن موتور می‌شود

2-بخشی از طول زمان کارکرد موتور، خودرو در حال توقف می‌باشد و بنابراین کیلومتر کارکرد خودرو نمی‌تواند معیاردقیقی برای زمان تعویض تسمه‌تایم باشد و لذا بهتر است به منظور پیشگیری از آسیب دیدن موتور در بازه زمانی کوتاه‌تر(هر60هزار کیلومتر یکبار) نسبت به تعویض تسمه‌ ‌تایم اقدام گردد.
3-در بازار مصرف یا After market از لوازم یدکی با استانداردهای خط تولید خودروساز یا (Original Equipment Manufacturer)OEM به ندرت استفاده می‌شود چون لوازم یدکی با مشخصات OEM گرانتر و البته دارای کیفیت بالاتری می‌باشد، لذا با توجه به کم کیفیت بودن تسمه‌تایم‌های موجود در بازار بهتر است زمان تعویض آن حدود هر 60هزار کیلومتر یکبار در نظر گرفته شود.
4- از طرفی برخی موارد نسبت به نحوه نگهداری و نصب تسمه‌تایم به شرح زیر باشد:

  • از خم کردن تسمه‌تایم خودداری کنید ممکن است که نخ‌های تقویتی آن از فایبرگلاس باشد و دچار آسیب شوند.
  • در محل خشک و خنک نگهداری شود.
  • قرار گرفتن تسمه‌تایم در معرض نور خورشید، اشعه ماوراء‌بنفش و اوزون باعث آسیب‌دیدگی آن می‌شود.
  • هنگام نصب از ابزار تیز استفاده نکنید.
  • هنگام نصب از همراستا بودن پولی‌ها، هرزگردها و تمسه سفت‌کن‌ها اطمینان حاصل کنید.
  • هنگام نصب از سلامت بلبرینگ هرزگردها و تسمه سفت‌کن‌ها اطمینان حاصل کنید.
  • هنگام نصب از آب‌بندی کامل کاور اطمینان حاصل کنید.
  • از تماس مایعات خودرو بخصوص روغن و روغن‌ترمز با تسمه جدا خودداری کنید و نشتی‌های احتمالی را بررسی و در صورت نیاز برطرف کنید.

هشدار1: توجه داشته باشید که به دلیل انعطاف‌پذیر بودن تسمه‌تایم، در صورت اعمال شتاب مثبت یا منفی بیش از حد به موتور احتمال از تنظیم خارج شدن تایمینگ یا زمان‌بندی سوپاپ‌های موتور وجود دارد لذا قویا توصیه می‌شود که از تعویض‌دنده‌های معکوس و ناگهانی، همچنین روشن کردن موتور با هل دادن و افزایش بیش از حد دور موتور خودداری کنید.

هشدار2: در برخی از موتورهای در صورت پاره شدن تسمه‌تایم یا از تنظیم خارج شدن تایمینگ، مطابق شکل 14 سوپاپ و پیستون به یکدیگر برخورد کرده و موتور دچار آسیب جدی می‌شود.

برخورد سوپاپ و پیستون شکل 14- برخورد سوپاپ و پیستون ناشی از بروز مشکل در عملکرد تایمینگ سوپاپ‌ها

نکته: هنگام نصب تسمه‌تایم، جهت دوران درج شده بر روی آن باید مطابق شکل 15 در جهت دوران موتور باشد، در صورت عدم رعایت این موضوع، الیاف‌های درونی آن آسیب می‌بیند و منجر به آسیب دیدن موتور می‌شود.

جهت دوران تسمه‌تایم

شکل 15- جهت دوران تسمه‌تایم

عیب‌یابی تسمه‌ ‌تایم :

دلایل بروز برخی عیوب شایع تسمه‌تایم به انضمام تصویر و نحوه برطرف کردن آن در جدول 5 ذکر شده است.

دلایل بروز عیب و نحوه برطرف کردن آن

دلایل بروز عیب و نحوه برطرف کردن آنجدول 5-دلایل بروز عیب و نحوه برطرف کردن آن

برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.
فهرست