تسمه تایم

مقدمه
تسمه تایمینگ (تایم) قطعه مصرفی خودرو می باشد که در بخش داخلي خود داراي دندانه ­هاي عرضي (عاجدار) بوده و موجب انتقال نيرو از چرخ دنده روي ميل­ لنگ، به چرخ دنده سر ميل سوپاپ مي­شود. در مفهوم طراحی تسمه تایم عملکرد تایمینگ یا زمانبندی خودرو را ایفا می کند.
امروزه اکثر خودروها موتورهای بنزینی چهار زمانه دارند. به این خاطر که چهار فرآیند زمان:
  • مکش؛
  • زمان فشرده سازی؛
  • زمان نیرو؛
  • زمان خارج سازی؛
که به صورت یک سیکل در آنها انجام می گیرد. در طی این سیکل چهار زمانه، میل بادامک یک بار می چرخد و میل لنگ دو بار. سوپاپ ها باید در زمان دقیق و مشخصی در محل اتصال با پیستون ها باز شوند، و اگر این اتفاق نیفتد، موتور درست کار نمی کند و شاید اصلا کار نکند. اندازه قطر چرخ­دنده روي ميل­لنگ، نصف قطر چرخ دنده ميل سوپاپ است تا بتواند یک دور چرخش کامل ميل­لنگ (360درجه) را به 180درجه چرخش ميل بادامک تبديل کند. چرخش ميل بادامک، موجب عملکرد مکانيزم بازشدن سوپاپ­ها در جايگاه خود مي­شود تا سوخت و هوا وارد محفظه احتراق موتور شده و يا دود حاصله از احتراق قبلي بتواند از آن خارج شود. رابطه بین چرخش میل بادامک و میل لنگ چیزیست که زمانبندی مکانیکی یا تایمینگ نامیده می شود. فرآیندی که حرکت پیستون ها و سوپاپ های درون سیلندر موتور را کنترل می کند.
زمانبندی موتورها در ابتدا و در خودروهاي قديمي، به دليل محدوديت­هاي طراحي و سروصداي اضافي براي انتقال نيرو از ميل­لنگ به ميل سوپاپ، از چرخ­دنده و چرخ زنجير استفاده مي­شد که باعث می‌گردید موتور ماشین با سر و صدا و اصطلاحاً سنگین کار کند. به همین دلیل و همچنین به علت سادگی استفاده، هزینه کمتر، عدم نیاز به روغن کاری و راندمان بالاتر، به تدریج زنجیر جای خود را به تسمه داد.
اولین تسمه تایم در سال ۱۹۴۵ مورد استفاده قرار گرفته‌است. در سال ۱۹۶۲، خودروی آلمانی «گلاس ۱۰۰۴» اولین خودرویی بود که از تسمه تایم استفاده می‌کرد و به تولید انبوه رسید. سپس در سال ۱۹۶۶ پونتیاک برای اولین بار در آمریکا از تسمه تایم در یک موتور شش تایی مسطح به نام  Tempest استفاده کرد. در سال ۱۹۶۶ شرکت Vauxhall تولید طراحی جدیدی از موتورهای ۴ سیلندر را آغاز کرد که در آن از تسمه تایم استفاده می‌شد و همین ترکیب بندی امروزه در غالب خودروها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
نحوه عملکرد تسمه تایم در خودرو
در موتور احتراق داخلی، تسمه تایم میل لنگ را به میل بادامکها متصل می‌کند، تا به نوبت باز و بسته شدن دریچه سوپاپ‌ها را کنترل کند. یک موتور چهار زمانه مستلزم این است که سوپاپ‌ها یکبار در هر دو دور میل لنگ باز و بسته شوند که تسمه تایم این کار را انجام می‌دهد. این تسمه دارای دندانه‌هایی است تا بوسیله آن، میل بادامک(ها) را همزمان با میل لنگ بچرخاند. در بعضی از طراحی‌های موتور، تسمه تایم همچنین می‌تواند برای به حرکت درآوردن دیگر اجزاء موتور از قبیل پمپ آب و پمپ روغن نیز استفاده شود.
اگر به مکانيزم سيستم­هاي انتقال نيرو از ميل­لنگ به ميل سوپاپ نگاهي بيندازيم، با روش­هاي متفاوتي رو به ­رو مي­شويم که عبارتند از:
  • استفاده از سيستم چرخ دنده­ ها؛
  • استفاده از سيستم چرخ زنجير و زنجير (از جمله خودروهايي که در ايران از اين شيوه استفاده مي­کنند، موتور پيکان است؛
  • استفاده از سيستم چرخ دنده و تسمه تايم از اين مکانيزم در حال حاضر در موتورهاي توليدي شرکت ايران­خودرو نظير موتورهاي Xu7, Tu5, Tu3 و موتور ملي استفاده مي‌شود؛
  • استفاده از موتورهاي الکتريکي-DC؛

در مورد سیستم های زنجیر چرخی هر چند با تغییر نسل این قطعه تغییراتی داشته و بعضا" جایگزین با تسمه شده اند اما بد نیست نسبت به کارکرد آنها آگاه باشیم.
زنجیر تایم همان کار تسمه تایم را می کند، اما معمولا کمی طولانی تر عمر می کند. برخی تولیدکنندگان توصیه می کنند در فواصل زمانی خاصی زنجیر تایم باید تعویض شود، اما برخی دیگر نیز طول عمر آن را برابر با طول عمر خود ماشین می دانند. 
زنجیر تایم دقیقا مانند زنجیر دوچرخه به نظر می رسد و همانطور که انتظار دارید صدای بیشتری از تسمه تایم دارد. مشکل دیگر زنجیر تایم این است که اگر پاره شود، معمولا صدمه خیلی بیشتری نسبت به پاره شدن تسمه تایم ایجاد می کند. البته این بدان معنا نیست که پاره شدن تسمه تایم آسیبی ایجاد نمی کند- قطعا ایجاد می کند. اما وقتی تسمه تایم پاره می شود فقط لازم است شما قطعات بالایی آن را پیاده کنید. اما زنجیر تایم احتمالا منجر به خساراتی می شود که تعویض کل موتور مقرون به صرفه تر از تعمیر آن است.
همچنین زنجیر تایم کِشنده هایی دارد که آن را در محل نگه می دارند، اما بر خلاف کِشنده های تسمه تایم، این کشنده ها با فشار روغن درون موتور کنترل می شوند. پس اگر فشار روغن موتور خودروی شما به هر دلیلی خیلی کم شود، کِشنده ها درست کار نمی کنند، زمانبندی به هم می خورد و احتمالا زنجیر پاره می شود. اما مزیت زنجیر تایم این است که هیچ ربطی به واترپمپ ندارد، در اینصورت شما لازم نیست موقع تعویض زنجیر تایم، واترپمپ را هم عوض کنید.
ساختار تسمه تايم
اين قطعه به صورت سه لايه به شرح ذيل، بافته شده و به کوره فرستاده مي­شود:
لايه اول: از هسته­هاي الياف شيشه GLASSCORD بافته مي­شود.
لايه دوم: از لاستيکي به نام CR يا HNVR ساخته مي­شود.
لايه سوم: به شکل دندانه بوده و از اليافي با جنس پلي­آميد به نام فابريک، ساخته مي­شود.
نوار توليد شده، پس از خروج از کوره در اندازه­هاي موردنياز بريده و سپس دو سر نوار را روي هم قرار مي­دهند. سپس مشخصات مورد نظر و جهت چرخش را روي آن حک کرده و مجدداً به کوره مي­فرستند.
خرابی تسمه تایم
در صورت خرابي دندانه­ها و يا بريدن تسمه، اصطلاحاً «موتور از تايم خارج شده و سوپاپ­هايي که نابهنگام باز شده­اند، مي‌توانند با سطح بالايي پيستون برخورد کرده، موجب کج شدن سوپاپ­ها، خرابي سرسيلندر، پيستون و شاتون­ها شوند.
برخی از عوامل مهم در کاهش­ عمر تسمه عبارتند از:
  • استفاده زياد از دورهاي بالاي موتور (بيش از 4000دور در دقيقه)
  • افزايش ناگهاني شتاب موتور (TAKE OFF)
  • کاهش ناگهاني شتاب خودرو (دنده معکوس)
  • عدم استفاده از دنده مناسب با قدرت و سرعت خودرو (دنده مرده در سربالائي­ها)
  • عبور با سرعت بالا از روي سرعت­گيرها (ايجاد فشار لحظه­اي غيرعادي بر روي ميل­بادامک)
  • خرابي بلبرينگ هرزگرد تسمه سفت کن يا گيرپاژ آن که باعث پارگي و جابجايي تسمه مي­شود
  • خرابي تسمه سفت­کن
  • شل بودن يا خرابي زياد تسمه‌تايم (تسمه مي­بايستي داراي انعطاف تعيين شده توسط سازنده باشد. لقي يا کشيدگي آن را مي‌توان اندازه­گيري و تنظيم کرد)
  • روغن­ريزي از کاسه نمد سر ميل­لنگ و در نتيجه چرب شدن تسمه تايم
    ايستايي و عدم کارکرد خودرو به مدت طولاني
  • گذشت بيش از 3 سال از زمان نصب تسمه (بدون درنظر گرفتن زمان کارکرد آن)
  • صدادار شدن بلبرينگ تسمه سفت­کن
  • جداشدن دندانه ­هاي تسمه
  • نصب تسمه غيراستاندارد

آسيب­هاي ناشي از بريدن، رد کردن و جداشدن دندانه ­هاي تسمه­ تايم
موتورها در یک نوع دسته بندی طراحی به اینترفیس و غیر اینترفیس تقسیم می شوند. موتور اینترفرنس به گونه ایست که در آن سوپاپ ها و پیستون ها درون سیلندر، در یک محل واقع شده اند- اما نه همزمان. با اینکه این نوع موتورها، موتورهای کاملا کارآمدی هستند، اما اگر در مورد تعمیر و نگهداری آن غفلت شود، به مشکل بر می خورید. اگر تسمه تایم ماشین تان پاره شود، سوپاپ ها و پیستون ها همزمان در سیلندر عمل می کنند. لازم نیست بگوییم که این حالت چقدر بد است. در یک موتور غیر اینترفرنسی، اگر تسمه تایم پاره شود، هیچ صدمه ای به قسمت داخلی موتور نمی خورد، چون پیستون ها و سوپاپ ها هرگز در یک محل قرار ندارند. 
تسمه­ تايم، عامل گردش ميل بادامک و در نهايت حرکت سوپاپ­ها است. اگر يک عاج (دنده) در حين حرکت خودرو جابجا يا پاره شود، بلافاصله بايد دنده خودرو در وضعيت خلاص گيربکس قرار گيرد. بديهي است که در غير اينصورت ميل­لنگ موتور که براثر حرکت چرخ­ها در حال دوران است، مي­تواند موجب آسيب جدي به اجزاي موتور شود. در اين حالت توصيه مي­شود از استارت زدن بيهوده موتور نيز خودداري شود.

تعویض مناسب تسمه تایم
علائم ظاهري و فني که خبر از خراب بودن و يا تنظيم نبودن تسمه تايم خودرو مي آورند اين علائم عبارتند از:
بد استارت خوردن موتور خودرو, افزايش مصرف سوخت, لرزش بيش از حد موتور هنگام کارکرد درجا, سروصداي اضافه از نزديکي قاب تسمه تايم و کاهش محسوس قدرت و شتاب موتور می‌باشند.
در صورت مشاهده هر کدام از علائم فني يا ظاهري که خرابي تسمه تايم را بيان می‌کنند در سریع‌ترین زمان ممکن تسمه تايم را تعويض کنيد تا از پرداخت هزينه سنگين تعمير موتور جلوگيري کنيد. در انتخاب تسمه تايم بايد به طول، عرض، شکل و تعداد دندانه­هاي اعلام شده از سوي سازنده موتور توجه شود. تسمه تايم موتور بايد در زمان معين و استاندارد تعيين­ شده توسط سازنده آن، تعويض شود. حداقل عمر تسمه­ هاي استاندارد مورد استفاده خودروسازان 80هزار کيلومتر بوده که توليدکنندگان آن توانسته­ اند با تغيير استاندارد مواد اوليه نمونه­ هايي با عمر مفيد بيشتر (120هزار کيلومتر) نيز توليد کنند.
رعايت نکات ذيل هنگام نصب تسمه­ تايم الزامي است:
علامت مندرج بر روي تسمه بايد با جهت چرخش موتور همسو باشد
تسمه تايم بايد فاقد شکستگي در سطح، ترک، اعوجاج، جدايي لايه­ ها و پريدگي لبه دندانه­ ها باشد
ظاهر تمامي دندانه­ ها بايد سالم باشد. در صورت رويت سيم­ هاي نازک شبيه نايلون، نبايد از تسمه استفاده شود.
براي نگهداري تسمه بايد از تا شدن و قراردادن آن در جاي نامناسب نظير جعبه ابزار و گذاشتن وسايل روي آن، جداً خودداري شود. اگر بخواهیم زمان حدودی برای تعویض تسمه تایم برخی از خودروهای رایج کشور تخمین بزنیم بر حسب کیلومتر مصرفی می توان به موارد زیر اشاره کرد.
پرايد هر 80 هزار کيلومتر نياز به بازديد و تعويض تسمه تایم دارد.
پژو 405 هر 60 هزار کيلومتر نياز به بازديد و تعويض تسمه تايم دارد.
پژو 206 تيپ 2 هر 70 هزار کيلومتر نياز به بازديد و تعويض تسمه تايم دارد.
پژو 206 تيپ 5 هر 60 هزار کيلومتر نياز به بازديد و تعويض تسمه تايم دارد.
تندر 90 هر 45 هزار کيلومتر نياز به بازديد و تعويض تسمه تايم دارد.
رانا هر 60 هزار کيلومتر نياز به بازديد و تعويض تسمه تایم دارد.
ريو هر 65 هزار کيلومتر نياز به بازديد و تعويض تسمه تايم دارد.
و زانتيا هر 65 هزار کيلومتر نياز به بازديد و تعويض تسمه تايم دارد.