تسمه پروانه

مقدمه و تعریف

تسمه پروانه (Drive Belt or Serpentine Belt)، که گاهی به آن تسمه دینام یا تسمه هیدرولیک نیز گفته می‌شود، یک قطعه حیاتی در موتور خودرو است. این تسمه وظیفه انتقال نیروی چرخشی از میل لنگ موتور به اجزای جانبی مختلف مانند دینام (آلترناتور)، واتر پمپ، پمپ هیدرولیک فرمان و کمپرسور کولر گازی را بر عهده دارد. با انتقال این نیرو، تسمه پروانه باعث می‌شود این سیستم‌های حیاتی برای عملکرد صحیح خودرو کار کنند.

اهمیت

تسمه پروانه برای عملکرد ایمن و راحت خودرو از اهمیت بالایی برخوردار است:

• تأمین برق خودرو: دینام که توسط تسمه پروانه به حرکت درمی‌آید، برق لازم برای سیستم‌های الکتریکی خودرو و شارژ باتری را تولید می‌کند. بدون آن، باتری خالی شده و خودرو از کار می‌افتد.
• خنک‌کاری موتور: واتر پمپ که وظیفه گردش مایع خنک‌کننده را دارد، توسط تسمه پروانه به حرکت درمی‌آید. این امر برای حفظ دمای بهینه موتور و جلوگیری از گرم شدن بیش از حد ضروری است.
• عملکرد فرمان پذیری: در خودروهایی که از فرمان هیدرولیک استفاده می‌کنند، پمپ هیدرولیک فرمان توسط این تسمه کار می‌کند و نیروی لازم برای راحتی چرخش فرمان را فراهم می‌آورد.
• سیستم تهویه مطبوع: کمپرسور کولر گازی نیز توسط تسمه پروانه به حرکت درآمده و امکان خنک‌سازی کابین در فصول گرم را فراهم می‌کند.
• عملکرد کلی موتور: تسمه پروانه با اطمینان از عملکرد صحیح این اجزا، به کارکرد روان و بدون مشکل موتور کمک می‌کند.

ساختار و اجزا

تسمه پروانه معمولاً از اجزای اصلی زیر تشکیل شده است:

• بدنه تسمه : بخش اصلی تسمه که از مخلوطی از لاستیک مصنوعی (مانند EPDM یا نئوپرن) و الیاف تقویتی (مانند پلی‌استر یا آرامید) ساخته می‌شود. این ترکیب باعث انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر حرارت، سایش و کشش می‌شود.
• شیارها : تسمه پروانه مدرن دارای شیارهایی در طول خود است که با شیارهای موجود بر روی پولی‌ها درگیر می‌شوند تا انتقال نیرو به صورت کارآمد و بدون لغزش انجام شود. تعداد و شکل این شیارها بسته به طراحی موتور متفاوت است.
• سیم‌های تقویتی : الیاف محکم و انعطاف‌پذیری که در هسته تسمه قرار گرفته‌اند و مقاومت آن را در برابر کشش و تغییر شکل افزایش می‌دهند.

تسمه پروانه در کنار اجزای دیگری در سیستم انتقال نیرو کار می‌کند:

• پولی‌ها : چرخ‌هایی که تسمه روی آن‌ها قرار می‌گیرد و می‌چرخد. هر یک از اجزای جانبی (دینام، واتر پمپ و...) دارای یک پولی هستند.
• تسمه سفت کن یا کشنده : یک پولی متحرک که فشار مناسب و ثابت را بر روی تسمه اعمال می‌کند تا از لغزش آن جلوگیری شود. کشنده‌ها می‌توانند دستی یا اتوماتیک باشند.
• هرزگرد : پولی‌های اضافی که برای هدایت تسمه در مسیر صحیح و افزایش سطح تماس آن با سایر پولی‌ها استفاده می‌شوند.

برای خرید و مشاهده قیمت انواع هرزگرد اینجا کلیک کنید

نحوه عملکرد

عملکرد تسمه پروانه برای تأمین نیروی لازم برای اجزای جانبی موتور حیاتی است:

1. انتقال نیرو از میل لنگ: با روشن شدن موتور، میل لنگ شروع به چرخش می‌کند. یک پولی بزرگ به میل لنگ متصل است که تسمه پروانه روی آن قرار می‌گیرد.
2. چرخش تسمه: چرخش پولی میل لنگ باعث به حرکت درآمدن تسمه پروانه می‌شود.
3. به حرکت درآوردن پولی‌های جانبی: با حرکت تسمه، این نیرو به پولی‌های سایر اجزای جانبی مانند دینام، واتر پمپ، پمپ هیدرولیک و کمپرسور کولر گازی منتقل می‌شود و آن‌ها را به چرخش درمی‌آورد.
4. تسمه سفت کن: کشنده تسمه به طور مداوم فشار مناسبی را بر روی تسمه اعمال می‌کند تا اطمینان حاصل شود که تسمه به درستی روی پولی‌ها قرار گرفته و دچار لغزش یا شل شدگی نمی‌شود.
5. عملکرد مداوم: این فرآیند به صورت مداوم در طول کارکرد موتور تکرار می‌شود و تمامی سیستم‌های متصل به تسمه پروانه فعال می‌مانند.

ارتباط با سایر اجزا: تسمه پروانه به طور مستقیم با میل لنگ موتور (منبع اصلی نیرو)، دینام/آلترناتور، واتر پمپ، پمپ هیدرولیک فرمان (در صورت وجود)، و کمپرسور کولر گازی ارتباط دارد. همچنین، سلامت و عملکرد صحیح تسمه سفت کن و هرزگردها برای کارکرد بهینه تسمه پروانه ضروری است. خرابی هر یک از این اجزا می‌تواند بر عملکرد تسمه و در نتیجه سایر سیستم‌ها تأثیر بگذارد.

انواع

تسمه پروانه می‌تواند بر اساس نوع شیارها و ساختار کلی به دو نوع اصلی تقسیم شود، اگرچه نوع مدرن‌تر آن رایج‌تر است:

• تسمه V شکل (V-Belt): این نوع تسمه‌ها قدیمی‌تر هستند و دارای یک مقطع V شکل هستند که در شیار V شکل پولی‌ها قرار می‌گیرد. در خودروهای قدیمی‌تر، هر جزء جانبی ممکن بود تسمه V شکل مخصوص به خود را داشته باشد.
  • مزایا: ساده، ارزان.
  • معایب: انتقال قدرت کمتر، نیاز به تعداد بیشتری تسمه، ایجاد حرارت بیشتر.
• تسمه چند شیار (Multi-Ribbed Belt) یا تسمه سرپنتین (Serpentine Belt): این نوع تسمه‌ها مدرن‌تر و رایج‌تر هستند و دارای چندین شیار موازی در طول خود هستند. یک تسمه سرپنتین می‌تواند چندین جزء جانبی را به طور همزمان به حرکت درآورد و مسیر پیچیده‌ای را در موتور طی کند.
  • مزایا: انتقال قدرت بالاتر، فضای کمتر، وزن کمتر، نیاز به یک تسمه برای چندین جزء، کارایی بیشتر.
  • معایب: مسیر پیچیده‌تر که نیاز به هرزگردها دارد، ممکن است تعویض آن کمی پیچیده‌تر باشد.

نشانه‌های خرابی

خرابی تسمه پروانه می‌تواند باعث از کار افتادن چندین سیستم حیاتی خودرو شود. برخی از نشانه‌های رایج خرابی عبارتند از:

• صداهای غیرعادی (جیغ، زوزه، خش خش): شنیدن صدای جیغ از زیر کاپوت، به خصوص هنگام استارت سرد، نشانه‌ای از لغزش تسمه، شل بودن کشنده یا فرسودگی تسمه است.
• ترک یا فرسودگی تسمه: مشاهده ترک‌ها، پارگی‌ها، فرسودگی یا لبه‌های ریش ریش شده روی سطح تسمه.
• از کار افتادن اجزای جانبی: اگر تسمه پاره شود یا از روی پولی‌ها دربیاید، دینام، واتر پمپ، پمپ هیدرولیک و کمپرسور کولر گازی از کار می‌افتند.
  • روشن شدن چراغ باتری/دینام: نشان‌دهنده عدم شارژ باتری.
  • گرم شدن بیش از حد موتور: نشان‌دهنده از کار افتادن واتر پمپ.
  • فرمان سفت و سنگین: نشان‌دهنده از کار افتادن پمپ هیدرولیک فرمان.
  • از کار افتادن کولر گازی: نشان‌دهنده از کار افتادن کمپرسور.
• شل شدن یا لق زدن تسمه: مشاهده اینکه تسمه بیش از حد شل است یا در حین کار لق می‌زند.
• بوی لاستیک سوخته: در صورت لغزش شدید تسمه روی پولی‌ها، بوی لاستیک سوخته به مشام می‌رسد.

روش‌های تعمیر و نگهداری

تسمه پروانه به نگهداری منظم نیاز دارد تا از عملکرد صحیح آن اطمینان حاصل شود:

• بازرسی دوره‌ای: به طور منظم (هر چند هزار کیلومتر یا در هر سرویس) تسمه پروانه را از نظر ترک، فرسودگی، پارگی یا لغزش بررسی کنید.
• بررسی کشش تسمه: اطمینان حاصل کنید که کشش تسمه (توسط کشنده) در محدوده توصیه‌شده سازنده است. کشش نامناسب می‌تواند باعث لغزش یا فشار بیش از حد شود.
• بررسی پولی‌ها و کشنده: پولی‌ها و کشنده را از نظر خوردگی، آسیب دیدگی یا عملکرد نادرست بررسی کنید. بلبرینگ کشنده و هرزگرد نیز می‌توانند فرسوده شوند.

در صورت بروز مشکل:

• تعویض تسمه پروانه: در صورت مشاهده هرگونه نشانه خرابی، تسمه پروانه باید فوراً تعویض شود. این کار معمولاً به ابزار خاصی نیاز ندارد (به خصوص در خودروهای با کشنده اتوماتیک) اما ممکن است در برخی مدل‌ها پیچیده‌تر باشد.
• تعویض کشنده و هرزگرد (در صورت نیاز): در بسیاری از موارد، کشنده و هرزگردها نیز به دلیل فرسودگی همزمان با تسمه تعویض می‌شوند تا از بروز مشکلات بعدی جلوگیری شود.

 فناوری‌های نوین

در زمینه تسمه پروانه و سیستم‌های مرتبط با آن، فناوری‌های نوینی در حال توسعه و استفاده هستند:

• تسمه‌های با عمر طولانی (Long-Life Belts): استفاده از مواد پیشرفته و ترکیبات لاستیکی جدید (مانند EPDM) که مقاومت بیشتری در برابر حرارت، سایش و ازن دارند و عمر مفید تسمه را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهند.
• کشنده‌های هوشمند/الکترونیکی (Smart/Electronic Tensioners): کشنده‌هایی که می‌توانند کشش تسمه را به صورت الکترونیکی و پویا تنظیم کنند تا کارایی و طول عمر سیستم را بهبود بخشند.
• سیستم‌های Start-Stop سازگار: تسمه‌ها و کشنده‌هایی که برای تحمل بارهای مکرر و استرس ناشی از سیستم‌های Start-Stop (روشن/خاموش شدن مکرر موتور) طراحی شده‌اند.
• سیستم‌های بازیابی انرژی ترمز (Regenerative Braking): در برخی خودروهای هیبریدی، تسمه پروانه می‌تواند به دینام کمک کند تا انرژی ترمزگیری را بازیابی کرده و به باتری بازگرداند.

سوالات متداول

• تسمه پروانه هر چند وقت یک بار باید تعویض شود؟
  • بسته به نوع خودرو و شرایط رانندگی، معمولاً هر ۶۰ هزار تا ۱۰۰ هزار کیلومتر یا طبق توصیه سازنده.
• اگر تسمه پروانه پاره شود چه اتفاقی می‌افتد؟
  • دینام، واتر پمپ، پمپ هیدرولیک فرمان و کولر گازی از کار می‌افتند که منجر به خالی شدن باتری، گرم شدن موتور و از دست دادن کمک فرمان می‌شود.
• چرا تسمه پروانه صدای جیغ می‌دهد؟
  • دلایل مختلفی دارد: شل بودن تسمه، فرسودگی تسمه، خرابی کشنده، یا آلودگی تسمه.
• آیا می‌توان با تسمه پروانه پاره رانندگی کرد؟
  • خیر، به هیچ وجه. رانندگی بدون تسمه پروانه به سرعت باعث گرم شدن بیش از حد موتور و آسیب جدی به آن می‌شود.
• فرق تسمه پروانه و تسمه تایم چیست؟
  • تسمه پروانه اجزای جانبی را به حرکت درمی‌آورد، در حالی که تسمه تایم وظیفه هماهنگ کردن چرخش میل لنگ و میل بادامک را برای زمان‌بندی دقیق سوپاپ‌ها بر عهده دارد.

 جمع‌بندی

تسمه پروانه یک جزء کوچک اما بسیار حیاتی است که وظیفه تأمین نیروی لازم برای بسیاری از سیستم‌های جانبی مهم خودرو را بر عهده دارد. از تأمین برق و خنک‌کاری موتور گرفته تا راحتی فرمان پذیری و تهویه مطبوع، همه به عملکرد صحیح این تسمه وابسته هستند. شناخت علائم خرابی و انجام بازرسی‌های دوره‌ای و تعویض به موقع آن، برای حفظ ایمنی، راحتی و طول عمر موتور خودرو بسیار مهم است. با پیشرفت تکنولوژی، تسمه‌های مدرن با دوام و کارایی بالاتری طراحی و تولید می‌شوند.