در سیستمی که چند فولی با یکدیگر با استفاده از یک تسمه در ارتباط باشند جهت ایجاد نیروی کشش مناسب باید از یک مکانیزمی جهت ایجاد این نیرو استفاده کرد که در سیستمهای خودرویی از یک تسمه سفت‌کن استفاده می‌شود. با ایجاد نیروی کشش مناسب توسط تسمه سفت‌کن به تمام اجزای درگیر در سیستم، نیرویی اعمال می‌شود که برای بررسی نیروی وارد بر فولی‌های درگیر در موتور و همچنین نیروی کشش تسمه، نیاز به نقشه جانمایی فولی‌ها در موتور خودرو می‌باشد با استفاده از نقشه جانمایی می‌توان زاویه درگیری تسمه با فولی‌ها را مشخص نمود و با استفاده از روابط استاتیکی نیروی وارد بر هر فولی را محاسبه نمود. لازم به ذکر است که برای ایجاد نیروی کشش مناسب توسط تسمه سفت‌کن طول تسمه بسیار اثرگذار می‌باشد به نحوی که اگر طول تسمه اگر بلندتر از حد مجاز باشد نیروی کشش کم بوده و اگر طول تسمه کمتر از حد مجاز باشد نیروی کشش تسمه بیش از حد بوده و باعث ایجاد صدا و فشار بیش از حد به تسمه و بلبرینگ می‌شود. در این مقاله به بررسی نیروی کشش تسمه در ناحیه تایمینگ و اکسسوری (دینام) موتور TU5 و همچنین طول تسمه مجاز برای ایجاد این کشش مناسب پرداخته شده است.

•ایراد تسمه به دلیل طول بلند یا گشاد شدن و یا جنس نامناسب • عدم همراستایی طولی و زاویه‌ای پولی‌های شیار دار نسبت به هم • لنگی محوری و شعاعی پولی‌ها • ایراد تسمه سفت‌کن به دلایل عدم تعامد یا نیروی کشش نامناسب تسمه سفت‌کن • برخورد جسم خارجی با تسمه یا آلوده بودن تسمه با روغن

در سیستمی که چند فولی با یکدیگر با استفاده از یک تسمه در ارتباط باشند جهت ایجاد نیروی کشش مناسب باید از یک مکانیزمی جهت ایجاد این نیرو استفاده کرد که در سیستمهای خودرویی از یک تسمه سفت‌کن استفاده می‌شود. همچنین جهت انتقال نیرو به فولی‌های درگیر در سیستم گاهاً نیاز به بکارگیری چند هرزگرد می‌باشد که این هرزگردها 2 وظیفه مهم را بر عهده دارند که عبارتند از: 1- جهت دادن تسمه به سمت فولی‌های مورد نظر در سیستم. 2- افزایش زاویه درگیری تسمه با فولی‌ها که این امر سبب افزایش نیروی بین تسمه و فولی و همچنین کاهش لغزش تسمه می‌شود. برای مثال می‌توان موتور خودروی شاهین را عنوان کرد که در شکل 1 نشان داده شده است. با توجه به این شکل کاملاً مشخص است که هرزگردهای 1 و 2 و 3 در مجموعه، هم باعث جهت دادن به تسمه و هم باعث افزایش سطح تماس تسمه و فولی شده‌اند.همانطور که مشاهده می‌شود هرزگرد 1 باعث افزایش سطح تماس تسمه روی تسمه سفت‌کن و فولی واترپمپ شده و هرزگرد شماره 2 باعث افزایش سطح درگیری تسمه با فولی‌های کمپرسور و سر میل‌لنگ شده و هرزگرد شماره 3 نیز باعث افزایش زاویه درگیری تسمه با فولی‌های دینام و سر میل‌لنگ گشته است همچنین با توجه به این شکل می‌توان دریافت که هرزگردها باعث جهت‌گیری تسمه نیز شده است

یکی از عوامل بسیار مهم و اثرگذار در عملکرد تسمه سفت‌کن‌ها اندازه طول تسمه می‌باشد. اندازه طول تسمه نسبت به موقعیت قرارگیری فولی‌های درگیر با تسمه در جانمایی موتور خودرو تعیین می‌شود اگر اندازه صحیح رعایت نشود باعث می‌شود یا تسمه شُل بوده و یا کشش بیش از حد مجاز داشته باشد که در هر دو صورت باعث ایجاد خرابی و صدای اضافی می‌شود. تسمه سفت‌کن‌ها همگی دارای یک محدوده مجاز عملکردی می‌باشند که اگر عملکرد آنها خارج از این محدوده باشد نشان دهنده این است که یا تسمه بلندتر است و یا کوتاه‌تر. اگر تسمه بلندتر از حد استاندارد باشد تسمه سفت‌کن جابجایی کمتری نسبت به حالت آزاد خود دارد که باعث کم بودن نیروی کشش تسمه می‌شود و اگر تسمه کوتاه‌تر باشد تسمه سفت‌کن همیشه در محدوده نیروی بالای خود کارکرده و باعث ایجاد کشش زیاد در تسمه شده و به تبع آن باعث سوختگی تسمه و از بین رفتن بلبرینگ تسمه سفت‌کن می‌شود.

ماکزیمم نیروی انتقالی در این قسمت مبانی انتقال نیرو با معادله اصطکاک تسمه نشان داده شده است که حداکثر نیروی اصطکاک F_(f,max) بین تسمه و پولی در طرف کشش تسمه Ft و در طرف شل شدن تسمه Fs را میتوان با فرمولهای زیر نشان داد، لذا حداکثر نیروهای اصطکاک حداکثر نیرو کشش محیطی تسمه F_(f,max)قابل انتقال را مشخص می‌کند.

لغزش الاستیکی بدلیل خاصیت ارتجاعی تسمه هنگام چرخش تسمه بدور پولی ها فرآیند کشیدگی در تسمه رخ میدهد. این فرآیند کشیدگی به دلیل افزایش یا کاهش کشش تسمه در انتقال از سمت سفت شده به سمت شل تسمه یا برعکس اتفاق می‌افتد. این فرآیند سبب حرکت نسبی بین تسمه و پولی‌ها می‌شود که (لغزش) نام دارد. بنابراین اصطکاک بین پولی ها و تسمه استاتیکی نیست بلکه حالت لغزنده دارد و بنابراین هنگام اعمال معادلات فوق باید از ضریب لغزش اصطکاک به جای ضریب استاتیک اصطکاک استفاده کرد. باید توجه داشت که اصطکاک لغزشی به سرعت (ازدیاد طول تسمه) بستگی دارد بنابراین ضریب اصطکاک لغزشی تحت تاثیر سرعت تسمه است.

در سیستمهای درایو تسمه‌ای انتقال قدرت بین حداقل دوپولی اتفاق می‌افتد که یکی از آنها محرک و دیگری متحرک میباشد. سرعت دورانی پولی متحرک عموماً کمتر از پولی محرک میباشد.در سیستمهای پیچیده تر مانند موتور خودرو انتقال قدرت بین محرک(پولی سر میل لنگ) و سایر مصرف کننده ها بعنوان متحرک انجام میشود.

طبق معادلات 5 و 6 نیروی کشش محیطی تسمه که قابل انتقال است به کشش سمت شل تسمه Fs و کشش سمت سفت تسمه بستگی دارد اما این معادلات تا آستانه لغزش معتبر می‌باشند. اصولاً نه تنها تسمه نمی‌تواند تا آستانه لغزش نیرو انتقال دهد بلکه در محدوده بسیار پایین تر آن انتقال نیرو صورت می‌گیرد.

نیروهای پیش بار را می‌توان با تست ارتعاشی و یا پازونی اندازه گیری کرد در این حالت تسمه مانند سیم عمل می‌کند و فرکانسی که در آن نوسان می‌کند فرکانس طبیعی تسمه است که مستقیماً با میزان کشش تسمه مرتبط است هرچه کشش تسمه بیشتر باشد یعنی بارگذاری آن بیشتر باشد فرکانس طبیعی آن نیز بیشتر می‌شود.

از آنجاییکه نیروی گریز از مرکز در حین کار با پیش بار اضافی Fcf جبران می‌شود فقط Fp پیش بار به صورت فشار تماس باقی می‌ماند که به آن پیش بار دینامیکی می‌گویند لذا در حالت استاتیکی نیروی FCF بعنوان یک بار اضافی در حالت سکون عمل میکند.

راه دیگر ایجاد کشش در تسمه در انتقال نیروی‌های سنگین تر استفاده از تسمه سفتکن های بازویی فنری است که موقعیت غلطک را در نقطه خاصی بوسیله فنر نگه میدارد.