تسمه تايم خودرو چيست و چه وظيفه‌اي برعهده دارد؟

ممكن است در طول دوران استفاده از خودرو شخصي، نام تسمه تايم را از تعميركاران يا مالكان شنيده باشيد. يكي از نگراني‌هاي مهم رانندگان هنگام رانندگي و مسافرت، پاره‌شدن تسمه تايم خودرو است و داشتن اطلاعاتي درباره اين قطعه، مي‌تواند نقش مهمي در كاهش نگراني‌ها و پيشگيري از وقوع حوادث و كاهش هزينه‌ها ايفا كند. با اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران همراه باشيد تا در اين مقاله تسمه تايم، تاريخچه، متخصصد و انواع آن، علائم خرابي، نحوه تعويض تسمه تايم و هزينه‌هاي تعويض آن در ايران را مطالعه كنيم. 

تسمه تايم (Timing Belt) يا زنجير تايمينگ (Timing Chain) يا كم‌بلت (CamBelt) بخشي از پيشرانه احتراق داخلي است كه چرخش ميل‌لنگ و ميل‌بادامك را هم‌زمان‌سازي مي‌كند تا سوپاپ‌هاي پيشرانه در زمان‌هاي مناسب هنگام سيكل‌هاي ورودي و خروجي هر سيلندر باز و بسته شوند. در پيشرانه تداخلي، تسمه تايم يا زنجير تايم براي جلوگيري از برخورد پيستون به سوپاپ‌ها نيز حياتي است. تسمه تايمينگ معمولا تسمه‌اي دندانه‌دار است كه دندانه‌هايي در سطح داخلي‌اش دارد.

زنجير تايمينگ در قديم براي هماهنگ‌سازي چرخش ميل‌لنگ و ميل‌بادامك استفاده مي‌شد؛ اما امروزه منسوخ شده است. زمان‌بندي پيشرانه‌ها در ابتدا ازطريق زنجير بود و باعث مي‌‌شد پيشرانه خودرو با سروصدا و اصطلاحا سنگين كار كند. به‌همين‌دليل و نيز به‌دليل سادگي استفاده، هزينه كمتر، بي‌نيازي به روغن‌كاري و بازدهي بيشتر، به‌تدريج زنجير تايمينگ جايش را به تسمه تايم داد.

تسمه تايم يا تسمه تايمينگ قسمتي از پيشرانه احتراق داخلي است كه زمان‌بندي سوپاپ‌هاي پيشرانه را كنترل مي‌كند. در بعضي از پيشرانه‌ها، براي اين كار به‌جاي تسمه از چرخ‌دنده استفاده مي‌شود. بسياري از پيشرانه‌هاي پيشرفته خودروهاي توليدي از تسمه تايم براي همگام‌سازي ميل‌لنگ و ميل‌بادامك استفاده مي‌كنند. بعضي از پيشرانه‌ها، به‌ويژه ‌پيشرانه‌هاي مجهز به بادامك در طرح‌هاي بلوك سيلندر، از چرخ‌دنده براي رانش ميل‌بادامك استفاده مي‌كردند؛ اما اين براي طراحي‌هاي ميل‌سوپاپ‌رو (OHC) نادر بود.

استفاده از تسمه يا زنجير تايمينگ به‌جاي سيستم محرك دنده‌اي، به طراحان پيشرانه كمك مي‌كند ميل‌بادامك را دورتر از ميل‌لنگ قرار دهند و در پيشرانه‌هاي داراي چند ميل‌بادامك، يك تسمه يا زنجير تايمينگ امكان قرارگيري ميل‌بادامك را در فاصله بيشتر فراهم مي‌كند.

زنجير تايمينگ از دهه‌هاي ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ (زماني كه تسمه تايم به امري عادي تبديل شد) در خودروهاي توليدي معمول بودند؛ اما زنجيرهاي تايمينگ در سال‌هاي اخير دوباره زنده شده‌اند. به‌طوركلي زنجيرهاي تايمينگ بادوام‌تر از تسمه‌ تايم هستند؛ گرچه هيچ‌كدام از آن‌ها به‌اندازه سيستم محرك دنده‌اي دوام ندارند، تسمه‌هاي تايمينگ سبك‌تر و ارزان‌تر هستند و بي‌ سروصدا كار مي‌‌كنند.

اولين تسمه تايم شناخته شده سال ۱۹۴۵ استفاده شد و سال ۱۹۵۴، بيل دوين آمريكايي اولين پيشرانه مجهز به تسمه تايم را اختراع كرد. سال ۱۹۶۶، پيشرانه خطي شش سيلندر پونتياك مجهز به تسمه تايم براي زمان‌بندي ميل‌بادامك اولين بار در خودرويي توليد انبوه به‌كار رفت. اوايل دهه ۱۹۶۰، پيشرانه فيات ۱۲۴ مجهز به دو ميل‌بادامك توليد شد و از تسمه تايم براي زمان‌بندي دقيق ميل‌بادامك و ميل‌لنگ استفاده مي‌كرد. سال ۱۹۶۶، واكسهال موتورز توليد پيشرانه چهار سيلندر ميل‌بادامك مجهز به تسمه تايم را آغاز كرد. اين پيكربندي تا امروز در خودروها استفاده مي‌شود.

تسمه تايم معمولا لاستيكي با الياف داراي حالت كششي زياد (به‌عنوان مثال فايبرگلاس، كولار و توارون) است كه طول تسمه را به‌عنوان اعضاي كششي مي‌پوشاند. تسمه تايم خود از مواد محكمي مانند پلي‌اورتان يا نئوپرن يا اورتان با استانداردهاي مختلف ساخته شده است. فاصله بين مراكز دو دندانه مجاور روي تسمه تايمينگ به‌عنوان گام تعريف مي‌شود.

لاستيك با افزايش دما و در تماس با روغن پيشرانه تخريب مي‌شود؛ بنابراين، عمر مفيد تسمه تايم در پيشرانه‌هاي گرم يا داراي نشتي كاهش مي‌يابد. تسمه‌هاي جديد كه معمولا گران‌ارزش نيز هستند، از مواد مقاوم دربرابر گرما مانند نيتريل فوق اشباع (HSN) ساخته مي‌شوند. عمر الياف داخلي تقويت‌كننده تسمه تايم نيز به‌شدت تحت‌تأثير آب و ضديخ قرار دارد. اين يعني بايد اقدامات احتياطي ويژه‌اي براي متخصصدهاي آف‌رود انجام شود تا آب تخليه‌ يا از تماس با تسمه تايم دور نگه داشته شود.

تسمه‌هاي قديمي دندانه ذوزنقه‌اي‌شكل دارند كه به سايش فراوان دندانه‌ها منجر مي‌شود. با تكنيك‌هاي جديدتر توليد، تسمه تايم‌ها از دندانه‌هاي خميده بهره مي‌برند كه كم‌صداتر و ماندگارتر هستند. تسمه تايم ساخت شركت‌هاي قطعه‌سازي غيرمعتبر ممكن است عملكرد پيشرانه را تحت‌تأثير قرار دهد. چنين تسمه‌هايي احتمال دارد در دورهاي بالا كشيده شود و عقب بماند و درنتيجه با تأخير جرقه زده شود. تسمه‌‌هاي محكم‌تر در دورهاي بالا كشيده نخواهند شد و زمان‌بندي پيشرانه را حفظ مي‌كنند. ازانديشه متخصصين طراحي پيشرانه، كوتاه‌شدن عرض تسمه تايم باعث كاهش وزن و اصطكاك مي‌شود.

در پيشرانه احتراق داخلي، از تسمه تايم يا زنجير تايم براي انتقال نيروي ميل‌لنگ به ميل‌بادامك استفاده مي‌شود، كه به‌نوبه خود باز و بسته شدن سوپاپ‌هاي پيشرانه را كنترل مي‌كند. پيشرانه چهارزمانه به باز و بسته شدن سوپاپ‌ها نياز دارد كه بايد با هر بار چرخش ميل‌لنگ باز و بسته شوند و تسمه تايم اين كار را به‌آساني انجام مي‌دهد. تسمه تايم دندانه‌هايي براي چرخاندن ميل‌بادامك به‌وسيله‌ ميل‌لنگ دارد و به‌طور خاص براي =پيشرانه خاصي طراحي مي‌شود. در بعضي از طراحي‌هاي پيشرانه، ممكن است از تسمه تايم براي چرخاندن ساير اجزاي پيشرانه مانند پمپ آب و پمپ روغن نيز استفاده شود.

سيستم‌هاي دنده‌اي يا زنجيري نيز براي انتقال نيروي ميل‌‌لنگ به ميل‌بادامك و زمان‌بندي صحيح پاشش و جرقه استفاده مي‌شوند. باوجوداين، چرخ‌دنده‌ها و شافت‌ها موقعيت نسبي ميل‌لنگ و ميل‌بادامك را محدود مي‌كنند. حتي در پيشرانه‌هاي سوپاپ‌رو كه ميل‌لنگ و ميل‌بادامك بسيار به‌هم نزديك هستند، اكثر طراحان پيشرانه به‌جاي استفاده از دنده محرك مستقيم از زنجير كوتاهي استفاده مي‌كنند.

استفاده از اين طرح بدين‌دليل است كه سيستم‌هاي انتقال قدرت دنده‌اي به‌دليل اصطكاك و تماس مستقيم فلز با فلز، سروصداي زيادي توليد مي‌كنند و به سايش بيش‌از‌حد قطعات منجر مي‌شوند. چرخ‌دنده‌هاي پوشيده از فيبر (الياف) يا نايلون با انعطاف‌پذيري بيشتر اغلب به‌جاي چرخ‌دنده‌هاي فولادي استفاده مي‌شوند. پيشرانه‌هاي تجاري و پيشرانه‌هاي هواپيماها فقط از چرخ‌دنده‌هاي فولادي استفاده مي‌‌كنند؛ زيرا دنده داراي روكش فيبر يا نايلون ممكن است به‌طور ناگهاني و بدون هشدار خراب شود.

گرچه زنجيرها و چرخ‌دنده‌ها بادوام‌‌ترند، تسمه‌هاي كامپوزيتي لاستيكي در عملكرد خود درمقايسه‌با سيستم دنده‌اي يا زنجيري كم‌صداتر، سبك‌تر، ارزان‌تر و كارآتر هستند. همچنين، تسمه‌هاي تايمينگ به روغن‌كاري نيازي ندارند كه اين امر با داشتن زنجير تايم يا چرخ‌دنده ضروري است. تسمه تايمينگ متخصصد خاصي از تسمه همگام‌كننده است كه براي انتقال هم‌زمان قدرت دوراني استفاده مي‌شود.

در پيشرانه‌هاي تداخلي يا پيشرانه‌هايي كه مسير حركت سوپاپ‌ها با پيستون تداخل دارد، ازكارافتادن تسمه تايم (يا زنجير تايمينگ) به آسيب‌ديدگي شديد پيشرانه و در برخي مواقع ايجاد خسارت جبران‌ناپذير منجر مي‌شود؛ زيرا بعضي از سوپاپ‌ها در زمان اشتباهي باز مي‌مانند؛ بنابراين، پيستون به آن‌ها ضربه مي‌زند. 

چرخه كاركردي پيشرانه احتراق داخلي چهارزمانه شامل چهار مرحله است: ۱. مرحله مكش: پيستون در داخل سيلندر به پايين مي‌رود و سوپاپ هوا باز مي‌شود و مكش ايجادشده به‌وسيله حركت رو به پايين سيلندر، باعث مكيدن مخلوط سوخت و هوا به داخل سيلندر مي‌شود؛ ۲. مرحله تراكم: پيستون در داخل سيلندر بالا مي‌رود و سوپاپ هوا بسته و مخلوط سوخت و هوا فشرده مي‌شود؛ ۳. مرحله قدرت يا كار: شمع جرقه مي‌زند و مخلوط سوخت و هوا منفجر و پيستون به‌سمت پايين رانده و هم‌زمان سوپاپ دود باز مي‌شود؛ ۴. مرحله تخليه: پيستون به‌سمت بالا مي‌آيد و دود از محل سوپاپ دود خارج مي‌شود.

در اين چهار مرحله كاركردي پيشرانه، زمان‌‌بندي باز و بسته شدن سوپاپ هوا و سوپاپ دود برعهده تسمه تايم است. در‌واقع، حركت ميل‌لنگ ازطريق تسمه تايم به ميل‌بادامك يا ميل‌سوپاپ انتقال مي‌يابد و ميل‌‌سوپاپ هم سوپاپ‌ها را بالا و پايين مي‌كند. اگر بخواهيم چگونگي عملكرد تسمه تايم خودرو را توضيح دهيم، بايد بگوييم اين قطعه با هماهنگ‌كردن سرعت چرخش ميل‌لنگ با ميل‌بادامك، زمان باز و بسته شدن سوپاپ‌ها را تنظيم مي‌كند. ميل‌ بادامك معمولا در سرسيلندر قرار دارد؛ اما ممكن است در برخي از خودروها، طراحان جاي ديگري از پيشرانه را به آن اختصاص داده باشند.

كافي است تسمه تايم چند دندانه جابه‌جا نصب شود يا اين دندانه‌ها در محلي اشتباه قرار گيرند كه در اين صورت، آسيب جدي به پيشرانه وارد خواهد شد. ازاين‌رو، مكانيك و تعميركار حرفه‌اي خودرو تسمه تايم را بايد تعويض كند و انجام اين كار را نبايد به هر كسي سپرد. در پيشرانه‌هاي چهارزمانه، به‌ازاي هر دو دور چرخش ميل‌لنگ، ميل‌ بادامك يك دور خواهد چرخيد كه اين هماهنگي به‌واسطه تسمه تايم  

حالت‌هاي خرابي معمول تسمه تايم عبارت است از: لايه‌لايه و باز شدن هسته‌هاي فيبري تسمه يا ساييدگي و خردشدن دندانه‌هاي داخلي تسمه كه باعث مي‌شود قسمتي از تسمه صاف شود و دنده محرك در داخل آن بلغزد. پاره‌شدن تسمه به‌دليل ماهيت كششي زياد الياف به‌كاررفته در آن غيرمعمول است. براده‌ها و آلودگي‌‌هاي مخلوط‌شده با روغن و گريس اغلب ناديده گرفته مي‌شوند و به‌آهستگي در تسمه مي‌توانند قرار گيرند و باعث پيشرفت روند سايش شوند.

كشش صحيح تسمه تايم بسيار مهم است و نبايد خيلي شُل باشد كه تسمه شلاق بزند و نه خيلي محكم باشد كه سروصدا ايجاد و فشار زيادي به بلبرينگ‌هاي چرخدنده‌ها وارد كند. درهرصورت، اگر موارد يادشده رعايت نشوند، عمر تسمه تايم به‌شدت كوتاه مي‌شود. جدا از خود تسمه تايم، خرابي تسمه سفت‌كن يا ياتاقان چرخ‌دنده‌هاي مختلف و هرزگرد نيز معمول است كه باعث مي‌‌شود تسمه از جاي خود خارج شود.

بايد دقت كنيد كه نحوه تعويض تسمه تايم در خودروهاي مختلف ضمن داشتن اصول مشابه، تفاوت‌هايي دارد كه به نحوه طراحي پيشرانه و محل قرارگيري قطعات در آن‌ها مرتبط است. در خودروهاي جديد پيشرانه عرضي، مي‌توان گام‌هاي زير را براي تعويض تسمه تايم در خودرو پيشنهاد كرد؛ البته اين نكته را مدانديشه متخصصين قرار دهيد بدون ابزار مناسب و مهارت كافي هرگز اين كار را انجام ندهيد؛ زيرا كوچك‌ترين اشتباهي در تعويض تسمه تايم خودرو، ممكن است زياني جبران‌نشدني بر جاي بگذارد.

براي تعويض تسمه تايم خودروهاي مختلف به مجموعه‌اي از آچارهاي رينگي ۱۰ تا ۱۴ ميلي‌متري و دوسرتخت ۲۱ تا ۲۳ ميلي‌متري همراه با جك دستي نياز است. براي انجام اين كار، گام‌هاي زير را مي‌توان پيشنهاد كرد:

• محفظه فيلتر هوا را درآوريد.
• پيچ تسمه‌‌سفت‌كن و پيچ‌هاي اطراف آلترناتور را شل و تسمه كولر و آلترناتور را خارج كنيد.
• پولي پمپ آب و قاب بالايي تسمه تايم را باز كنيد.
• زير خودرو جك بزنيد و فضاي اطراف محل تسمه تايم را آزاد كنيد.
• قاب پاييني تسمه تايم را خارج كنيد.
• پيشرانه را بچرخانيد تا در حالت تايم (ساعت ۳ طبق نشان‌هاي حك‌شده روي پيشرانه) قرار گيرد.
• تسمه‌سفت‌كن را به عقب ببريد و تسمه تايم را از روي پيشرانه خارج كنيد.
• تسمه تايم جديد را به‌همراه تسمه نو براي آلترناتور و كولر در محل خود نصب كنيد.
• پيچ تسمه‌سفت‌كن را سفت كنيد.
• تمام مراحل سابق را برعكس انجام دهيد تا پيشرانه به حالت اول خود برگردد.

مالكان خودرو و علاقه‌مندان معمولا مي‌پرسند «بهترين زمان تعويض تسمه تايم خودرو چه موقع است؟» تسمه تايم خودرو بايد در مسافت يا دوره‌‌هاي زماني پيشنهادي شركت سازنده تعويض شود. تعويض‌نشدن تسمه تايم مي‌تواند به معيوب‌شدن كامل يا بخشي از پيشرانه، به‌خصوص در پيشرانه‌هاي تداخلي منجر شود. جدول راهنماي تعمير و نگه‌داري مالك منبع اصلي براي فواصل زماني تعويض تسمه تايم است كه معمولا هر ۳۰ تا ۵۰ هزار مايل (۵۰ تا ۸۰ هزار كيلومتر) تعيين مي‌شود. تعويض تسمه‌سفت‌كن هم‌زمان با تعويض تسمه تايم معمول است. در بعضي از پيشرانه‌هايي كه پمپ آب (مايع خنك‌كننده) با تسمه تايم كار مي‌‌كند، تسمه مربوط به پمپ آب نيز معمولا بايد تعويض شود.

در زمان تعويض تسمه تايم خودرو، اين سؤال به ذهن مي‌رسد كه «هزينه تعويض تسمه تايم چقدر است؟» اين رقم رابطه مستقيمي با نوع تسمه خريده‌شده دارد. متأسفانه هم‌اكنون قطعات يدكي ارزش ثابتي ندارد و نمي‌توان عدد دقيقي براي آن مشخص كرد؛ اما به‌طوركلي براي تعويض تسمه تايم خودروهاي خانواده پژو و اجرت تعويض مبلغي معادل ۴۰۰ تا ۶۰۰ هزار تومان در انديشه متخصصين بگيريد؛ اما براي خانواده پرايد و تيبا اين مبلغ بين ۳۵۰ تا ۵۰۰ هزار تومان خواهد بود. ارزش‌هاي گفته‌شده براي سال ۱۴۰۰ است و در شهرستان‌‌هاي مختلف باهم تفاوت دارد. گران‌ترين نرخ تسمه تايم و تعويض آن مربوط به خودرو ال ۹۰ است.

ارزش تسمه تايم براي خودروهاي مختلف در بازار ايران متفاوت است و در سال‌هاي اخير، بازار با نوسان ارزشي بسيار زيادي دست‌وپنجه نرم مي‌كند. با توجه به وجود برندهاي مخلتف سازنده تسمه تايم، محدوده ارزشي مختلفي براي تسمه تايم هر خودرو وجود دارد. درادامه، ارزش تسمه تايم را براي خودروهاي پرايد، پژو ۴۰۵، پژو ۲۰۶ و ال ۹۰ بيان مي‌كنيم. ارزش تسمه تايم پرايد از خانواده محصولات سايپا بين ۱۰۰ تا ۲۲۰ هزار تومان با‌توجه‌به برند سازنده و ارزش تسمه كولر حدود ۶۰ هزار تومان است. ارزش تسمه تايم پژو ۴۰۵ بين ۱۵۰ تا ۳۰۰ هزار تومان و ارزش تسمه كولر آن حدود ۱۳۰ هزار تومان تخمين زده مي‌شود؛ البته كيت كامل تسمه‌هاي اين خودرو با ارزشي بيش از ۵۰۰ هزار تومان عرضه مي‌شود.

ارزش تسمه تايم پژو ۲۰۶ از خانواده محصولات ايران‌خودرو، از ۱۲۰ تا ۴۵۰ هزار تومان متغير است و ارزش تسمه كولر آن نيز به حدود ۱۵۰ هزار تومان مي‌رسد. در‌اين‌ميان، كيت كامل تسمه‌هاي پژو ۲۰۶ براي برخي تيپ‌ها نزديك به ۱ ميليون و ۵۰۰ هزار تومان است. خودرو ال ۹۰ يكي از معدود خودروهايي به‌شمار مي‌رود كه قطعات آن درمقايسه‌با محصولات ديگر با ارزش بسيار زياد فروخته مي‌شود. ارزش تسمه تايم خودرو رنو ال ۹۰ بيش از ۳۰۰ هزار تومان است و ارزش كيت كامل آن نيز از ۱ ميليون تومان شروع مي‌شود و در بعضي مواقع به ۱ ميليون و ۶۰۰ هزار تومان مي‌رسد.