سیستمهای تسمه محرک در خودروها: عملکرد، انواع و نگهداری
تسمههای محرک یکی از اجزای حیاتی در سیستمهای مکانیکی خودروها به شمار میآیند که نقش مهمی در انتقال توان از موتور به قطعات مختلف دارند. این مقاله به بررسی جامع سیستمهای تسمه محرک، انواع مختلف آنها، کاربردها، عملکرد و نکات مهم در نگهداری و تعمیرات آنها میپردازد.
معرفی سیستمهای تسمه محرک
در خودروها، تسمههای محرک (Drive Belts) نقش حیاتی در انتقال قدرت مکانیکی دارند. این تسمهها عموماً از مواد مقاوم و انعطافپذیر ساخته میشوند تا بتوانند نیرو را از موتور به قطعات مختلفی مانند دینام، پمپ هیدرولیک فرمان، کمپرسور تهویه مطبوع و واتر پمپ منتقل کنند.
تسمه محرک وظیفه برقراری هماهنگی بین عملکرد اجزاء مختلف خودرو را دارد و در برخی موارد، به بهینهسازی مصرف سوخت و کاهش انتشار آلایندگی نیز کمک میکند.
انواع تسمههای محرک
تسمه تایم (Timing Belt)
تسمه تایم یا تسمه زمانبندی یکی از حساسترین تسمههای محرک است که زمانبندی حرکت میلبادامکها و میللنگ را تنظیم میکند. این تسمه مستقیم بین میللنگ و میلبادامک قرار دارد و باعث هماهنگی دقیق بین باز و بسته شدن سوپاپها با حرکت پیستونها میشود.
- جنس: معمولاً از مواد مقاوم به حرارت و ساییدگی مانند ترکیب لاستیک مصنوعی و نخهای نایلونی ساخته شده است.
- کارکرد: اشتباه در زمانبندی به واسطه خرابی تسمه تایم میتواند منجر به برخورد پیستونها با سوپاپها شود که آسیب جدی به موتور وارد میکند.
- عمر مفید: عمر مفید این تسمه معمولاً بین 60,000 تا 100,000 کیلومتر است و تعویض دورهای آن اهمیت بالایی دارد.
تسمه دینام (Alternator Belt)
این نوع تسمه محرک، معمولاً در خودروهای قدیمیتر به صورت تسمه V شکل یا تخت (serpentine) بوده و توان لازم برای به کار انداختن دینام، واتر پمپ و سایر قطعات جانبی را فراهم میکند.
- تسمه V شکل: دارای سطح مقطع مثلثی است و در وظایف انتقال نیرو در دورهای کم دقت بالاتری دارد.
- تسمه چند شیار (Serpentine Belt): نوع متداولتر و مدرنتر که با چند شیار موازی بر سطح آن، اصطکاک بهتر و عمر طولانیتر دارد.
تسمه فن (Fan Belt)
تسمه فن بخشی از تسمههای محرک به حساب میآید که نیروی لازم برای چرخش پروانه خنککننده موتور را تأمین میکند. امروزه با پیشرفت ابزارهای خنککننده، این تسمه گاهی با تسمه دینام ترکیب شده است.
ساختار و مواد تشکیلدهنده تسمههای محرک
تسمههای محرک از ترکیب لایههای لاستیکی و الیاف تقویتکننده ساخته میشوند. همین ساختار باعث میشود تسمهها در برابر کشش، حرارت و سایش مقاومت قابل توجهی داشته باشند.
- لایه لاستیکی: معمولاً از نئوپرن یا EPDM تشکیل شده که مقاومت حرارتی و کششی خوبی دارد.
- الملیاف تقویتی: الیافی مانند نایلون، پلیاستر یا کتان در داخل تسمه، مقاومت کششی تسمه را افزایش میدهند.
- پوشش سطحی: یک پوشش محافظ برای جلوگیری از سایش و نفوذ عوامل محیطی روی تسمه کشیده میشود.
عملکرد سیستمهای تسمه محرک
عملکرد اصلی تسمههای محرک انتقال توان مکانیکی از موتور به اجزای جانبی است. به طور مثال، تسمه تایم با چرخش میللنگ، حرکت چرخش میلبادامکها را همزمان میسازد که به نوبه خود، کنترل باز و بسته شدن سوپاپها را به عهده دارد.
برای فهم بهتر، مدلی از عملکرد تسمه تایم در موتور چهارزمانه در نظر بگیرید:
- میللنگ نیروی مکانیکی تولید شده از احتراق را میچرخاند.
- تسمه تایم این چرخش را به میلبادامک منتقل میکند، به طوری که سوپاپها به موقع باز و بسته شوند.
- این همگامسازی باعث بهینه شدن فرآیند احتراق و در نتیجه افزایش کارایی موتور میشود.
در سیستم تسمه دینام، تسمه ضمن انتقال نیرو، از لغزش جلوگیری میکند تا قطعات جانبی مانند دینام، واتر پمپ و پمپ فرمان هیدرولیک عملکرد صحیح و بهینهای داشته باشند.
مشکلات رایج تسمههای محرک و عوارض آنها
سایش و ترکخوردگی تسمه
عوامل محیطی، حرارت موتور، و فرسودگی سبب ترک و سایش تسمه میشوند. این عیبها موجب لغزش تسمه و کاهش انتقال نیرو شده و در موارد شدید میتواند باعث پارگی تسمه و از کار افتادن اجزا شود.
شل شدن تسمه
شل شدن تسمه باعث کاهش اصطکاک بین تسمه و پولی میشود و در نتیجه تسمه لغزش پیدا میکند. این موضوع منجر به کاهش شارژ برق، کاهش خنککنندگی موتور، و کاهش قدرت فرمان هیدرولیک میشود.
صدای غیرعادی در سیستم تسمه محرک
صدای سوت کشیدن از بخش تسمه میتواند نشاندهنده کشش نامناسب یا خرابی بلبرینگ پولیها باشد. این صدا معمولاً در زمان استارت یا بارگذاری موتور شدت مییابد.
روشهای نگهداری سیستم تسمه محرک
بازرسی و جایگزینی دورهای تسمهها
تسمهها باید به صورت دورهای بررسی شوند تا ترکها، سایش، و شل شدن شناسایی شود. طبق توصیه کارخانه تولیدکننده خودرو، تسمه تایم معمولاً هر 60,000 تا 100,000 کیلومتر باید تعویض شود.
تنظیم کشش تسمه
کشیدن بیش از حد یا کمکشش تسمه باعث نقص در عملکرد و افزایش آسیبپذیری آن خواهد شد. سیستمهای تنظیم کشش تسمه به دو دسته دستی و خودکار تقسیم میشوند:
- تنظیم دستی: نیازمند تنظیم نیروی کشش توسط تعمیرکار هنگام بازرسی است.
- تنظیم خودکار: از یک کشنده فنری یا هیدرولیکی برای حفظ کشش درست تسمه بهره میبرد.
تمیز نگه داشتن تسمه و پولیها
آلودگی، روغن و گرد و غبار باعث کاهش اصطکاک تسمه و پولی و در نتیجه لغزش تسمه میشود. تمیزکاری دورهای و بررسی وجود نشتی روغن در اطراف تسمه الزامی است.
تکنولوژیهای نوین در سیستمهای تسمه محرک
در سالهای اخیر، پیشرفتهایی در مواد و طراحی تسمه صورت گرفته که به افزایش دوام و بهرهوری سیستمهای محرک کمک کرده است. برخی از این فناوریها عبارتند از:
- تسمههای ساخته شده از EPDM: این نوع تسمهها مقاومت بیشتری در برابر حرارت، روغن و مواد شیمیایی دارند و عمر طولانیتری دارند.
- سیستم تسمه چند شیار (Multi-rib): طراحی سطح شیارهای متعدد باعث افزایش سطح تماس و بهبود انتقال نیرو میشود.
- کشش خودکار الکترونیکی: در برخی خودروهای پیشرفته، تنظیم کشش تسمه به کمک سنسورها و actuators به صورت هوشمند صورت میگیرد.
نتیجهگیری
سیستمهای تسمه محرک بخش جدایی ناپذیر عملکرد صحیح خودرو هستند که نقش تعیینکنندهای در کارکرد موتور و اجزای جانبی آن ایفا میکنند. شناخت انواع تسمهها، نحوه عملکرد، مشکلات رایج و روشهای نگهداری، به مالکین و تعمیرکاران کمک میکند تا از خرابیهای پرهزینه جلوگیری کنند و عمر مفید قطعات خودرو را افزایش دهند. استفاده از مواد باکیفیت و رعایت دستورالعملهای تعویض تسمه، کلید اصلی حفظ کارایی و ایمنی خودرو محسوب میشود.