برای تغییر مسیر خودرو از سیستم فرمان استفاده میشودانواع سیستم های فرمان خودرو
کاربرد سیستم فرمان برای تغيير مسیر خودرو می باشد؛ لذا مجموعه تشکیل دهنده این سیستم در خودرو نقش مهمی دارد. ساختار سیستم چرخش فرمان ماشین های قدیمی، بسیار ساده است؛ یعنی از چند میله و چرخنده ی ساده تشکیل شده است.
سیستم فرمان خودرو
یکی از عادی ترین سیستم های دارای پینیون، دنده شانه ای، غربیلک فرمان و ستون فرمان به نام سیستم فرمان خودرو می باشد. انتقال حرکت دورانی غربیلک فرمان از طریق فرمان به پینیوت و سپس از طریق پینیون به دنده پینیون می باشد. این حرکت در دنده شانه ای تبدیل به حرکت خطی میشود و سپس برای انتقال به سمت چرخ های خودرو از مفصل های فرمان استفاده میکند.
اگر در حالت توقف خودرو بخواهید فرمان های مکانیکی را بچرخانید باید نیروی بالایی به فرمان وارد کنید و با هر دو دستتان، فرمان را بچرخانید. چنین فرمانی به تعمیر و نگهداری خاص نیاز ندارد و با هزینه کمی می توانید آن را تعمیر کنید اما به دلیل سختی کار راننده، دیگر در فرآیند تولید خودرو نیست.
> فرمان هیدرولیک:
در این نوع فرمان، روغن توسط یک پمپ هیدرولیک، از طریق مخزن هیدرولیک با فشار زیادی به جعبه فرمان تزریق می شود و عمل چرخاندن فرمان توسط راننده بهتر می شود. پمپ در این سیستم از طریق تسمه، نیروی دورانی و چرخشی خود را از موتور دریافت می کند و روغن را با فشاری معادل ۷۰بار به لوله های فشار قوی منتقل می کند. این لوله ها با همان فشار، روغن را به پشت شیر هیدرولیک سیستم منتقل می کنند. تعدادی از سوراخ های شیر هیدرولیک با چرخش فرمان به راست یا چپ، باز میشوند و همین امر باعث میشود که روغن به سمت چپ یا راست جک هیدرولیک، هدایت شود. وقتی که روغن به هر سمت جک، با فشار می رود؛ فرمان، راحت تر حرکت میکند. سپس روغن، مجددا با عبور از جک به سمت لوله های برگشت یا فشار ضعیف میرود و به مخزن برمی گردد. مزایای دیگر جعبه فرمان هیدرولیک باعث محبوبیت بیشتر آن شده است.
یکی از معایب سیستم فرمان خودرو اینست که چون پمپ هیدرولیک بطور مستقیم به موتور وصل میشود و از آن نیرو می گیرد راندمان ماشین و موتور، کاهش می یابد و همیشه بر روی موتور ماشین، یک بار اضافی وجود دارد. همچنین احتمال دارد که نشتی ها از مخزن، پمپ هیدرولیک و شلنگهای اتصال باشد.
> سیستم فرمان الكتروهیدرولیكی:
یک موتور الکتریکی در فرمان الكتروهیدرولیكی برای چرخش پمپ هیدرولیک وجود دارد که مانع افت توان موتور توسط پمپ هیدرولیک میشود؛ به این دلیل که موقعیت پمپ در سیستم های هیدرولیکی، همیشه در مدار است و شامل حدود ۵ درصد از نیروی پیشرانه می باشد. موتور الکتریکی با این شیوه و حذف پمپ، صرفا در مواقع ضروری اقدام می کند و به دلیل قطع ارتباط بین پمپ و موتور خودرو، توان موتور، کاهش نمی یابد و مصرف سوخت، افزایش پیدا نمیکند. سیستم فرمان میتواند بر اساس سرعت خودرو کنترل فرمان را در دست بگیرد تا چرخش فرمان در سرعت های بالا برای افزایش ایمنی، کم تر شود و فرمان سنگینتر گردد.
در فرمان الكتروهيدروليكي ،یک موتور الکتریکی برای چرخش پمپ هیدرولیک استفاده می شودبا توجه به این که موتور خودرو در این نوع فرمان، مستقل است؛ هم چنان مشكل دائمی بودن عملكرد سیستم هیدرولیكی پا بر جاست، یعنی باید به گونه ای وضعیت را تعيين کرد كه عملکرد سیستم، صرفا در زمانی باشد که به فرمان ، چرخشی وارد شود.
> فرمان برقی:
از سال ۱۹۹۳ فرمان برقی به صنعت خودروسازی به صورت عملی وارد شد و تقریباً موجب پوشش تمامی عیب های فرمان های هیدرولیکی شد. اینگونه سیستم ها از کثیف کاری های احتمالی گذشته پیشگیری میکرد؛ به این صورت که سیستم فرمان ماشین، کوچک شد و پمپ و تجهیزات مرتبط با آن، حذف گردید و سازندگان به راحتی میتوانستند آنرا درون خودرو نصب کنند.
همانند فرمان الکتروهیدریک، در سیستم فرمان برقی از یک موتور برقی استفاده می شود و تنها تفاوتشان در اینست که این موتور برقی به جای اینکه انرژی موردنیاز پمپ را تامین کند، موظف است به راننده در زمان چرخش فرمان کمک کند. سنسور چرخش فرمان در این فرمان ها تشخیص می دهد که اینگونه از کار کردن سیستم در مواقع غیر ضروری جلوگیری کند، همانند آن چه در جاده های صاف رخ می دهد. از این رو سیستم فرمان برقی نسبت به نمونه های قبلی خود، بسیار کم مصرف تر است. چنانچه برای بخش برقی فرمان، مشکلی بوجود آید سیستم امنیتی عمل می کند و به صورت کاملاً دستی، فرمان را در اختیار شما میگذارد. پس سیستم فرمان از این لحاظ، مشکلی ندارد.
تفاوت رایج مدل های مختلف فرمان برقی، در قرارگیری محل موتور الکتریکی آن می باشد؛ مثلا مکان آن در ماشین های سبک سواری بر روی ستون فرمان و یا دنده ی شانه ای خودرو قرار دارد. فرمان برقی، مزایایی نظیر سر و صدای کم تر، مصرف سوخت کم تر، تعمیر و نگهداری کم تر نسبت به فرمان هیدرولیک دارد. البته بسیاری از راننده های با تجربه ترجیح می‌دهند که از فرمان هیدرولیک بجای فرمان برقی استفاده کنند و عملکرد فرمان برقی از نظر آن ها خسته کننده است.
انواع جعبه فرمان خودرو
۱. جعبه فرمان حلزونی انگشتی:
ساده ترین جعبه فرمان موجود در بین انواع مکانیکی، جعبه فرمان حلزونی انگشتی میباشد که یک پوسته جعبه مربع شکل و قطعاتی به نام های انگشتی و حلزونی دارد. این دو قطعه وظیفه ی انتقال حرکت از غربیلک به چرخ ها و تغییر دوران آن به خطی را بر عهده دارند. معایب این نوع جعبه دنده به حدی زیاد است که منسوخ شده و دیگر در چرخه تولید خودروسازی نیست.
۲. جعبه فرمان حلزونی با دنده تاج خروسی:
قطعه ای دندانه دار، شبیه تاج خروس در این نوع جعبه فرمان وجود دارد که به آن تاج خروسی میگویند و به جای انگشتی استفاده می شود و وظیفه ی این نوع جعبه فرمان اینست که حرکت مارپیچ متصل به غربیلک را به سمت حلزونی و میل فرمان ها انتقال می دهد. باتوجه به پیشرفته تر بودن جعبه فرمان حلزونی با دنده تاج خروسی نسبت به مدل حلزونی انگشتی، همچنان معایب آن زیاد است. بنابراین در بین قطعات، منسوخ شده است.
۳. جعبه فرمان حلزونی غلتکی:
جعبه فرمان حلزونی غلتکی به جعبه فرمان حلزونی با دنده تاج خروسی شباهت دارد و تنها تفاوتشان در اینست که یک غلتک، جایگزین دنده تاج خروسی میشود. معایب مدل های قبلی در این نوع جعبه فرمان به دلیل غلتکش وجود دارد و همین امر باعث شده تا چند سالی از رده خارج شود.
۴. جعبه فرمان ساچمه ای با دنده تاج خروسی:
یک چرخدنده تاج خروسی و یک دنده تاج خروسی به شکل مخروط در جعبه فرمان ساچمه ای با دنده تاج خروسی قرار دارد. یکی از جعبه های مکانیکی مورد استفاده در خودروهای سنگین، جعبه فرمان ساچمه ای می باشد. از قطعات اصلی این جعبه فرمان می توان به ساچمه ها، دنده تاج خروسی، مهره انتقال، شفت خروجی و پیچ اشاره کرد.
فرمان الكترونیكي میتواند در سه حالت مختلف، بر روي سیستم فرمان نصب شودساچمه ها و لوله های مسیر گردش آن ها جایگزین حلزونی میشوند. پس از پیچیدن لوله های مسیر گردش ساچمه ها به دور پیچ های مارپیچی، عملکرد این جعبه دنده با حرکت چرخشی مارپیچ فرمان آغاز می شود. سپس این حرکت با انتقال به ساچمه ها تبدیل به حرکت خطی می شود. درواقع دنده های روی دیواره مهره انتقال، وظیفه ی انجام این تبدیل را برعهده دارند که شامل ساچمه ها، مارپیچ و دنده تاج خروسی هستند. در این سیستم، وظیفه ی پیچ تنظیم اینست که لقی فرمان را تنظیم میکند.
۵. جعبه فرمان چرخ دنده شانه ای:
از رایج ترین نوع جعبه فرمان مکانیکی که همچنان کاربرد دارد؛ می توان به جعبه فرمان چرخدنده شانه ای اشاره کرد که معروف به کشویی یا راک اند پینیون می باشد. دلایل اصلی محبوبیت آن سبک بودن و فضای کمی است که اشغال می کند. در این نوع جعبه فرمان، پوسته جعبه دنده به یک سیلندر فلزی تبدیل می شود. قطعاتی نظیر بست اتصال، بازوی فرمان، پینیون، پیچ و مهره های تنظیم لقی، پوسته، گردگیر، یاتاقان پینیون و دنده شانه ای از قطعات موجود در این جعبه فرمان به شمار می رود. اصلی ترین اجزای این نوع جعبه فرمان، پینیون و دنده شانه ای هستند.
در واقع پینیون که در ارتباط با مارپیچ فرمان است، با گرفتن حرکت چرخشی غربیلک از مارپیچ و درگیر کردن دنده های خود با دنده های راک، باعث تبدیل این دوران به حرکت عمودی میشود. پینیون و دنده شانه ای که دارای فرم دندانه دار هستند؛ به صورت عمود بر هم قرار گرفته اند. اهرم عرضی و اهرم عمودی این سیستم به ترتیب، دنده شانه و پینیون می باشند.
اجزای سیستم فرمان خودرو
برای هدایت خودرو در یک مسیر مشخص باید چرخ ها حرکت و چرخش خوبی داشته باشند. سیستم فرمان در چنین شرایطی، توانایی انجام صحیح این کار را دارد. عملکرد این سیستم در حالت های متفاوتی نظیر هیدرولیکی، الکترونیکی و یا مکانیکی صورت می گیرد. اجزای سیستم فرمان خودرو عبارتند از:
* فلکه فرمان یا همان غربیلک فرمان
* بازوی پیتمن
* ستونی فرمان یا میل فرمان
* میل درگ
* جعبه فرمان
* سگ دست و بازوی فرمان
* اهرم تای راد و میل فرمان وسط
محل نصب فرمان الکترونیکی
فرمان الكترونیكی میتواند بر روی سیستم فرمان در سه حالت مختلف به شرح زیر، نصب شود.
- نصب بر روی ستون( Column) فرمان:
هر سه قسمت EPS نظیر مجموعه سنسورها، موتور DC و قسمت ECU در این حالت درون یك محفظه بطور مجتمع قرار می گیرد و محل نصب آن بر روی ستون فرمان است. بنابراین عملكرد فرمان الکترونیکی به ستون فرمان اعمال میشود. این حالت برای خودروهای كوچك و مخصوصاً خودروهای درون شهری کاربرد دارد.
- نصب بر روی پینیون:
هر سه قسمت EPS نظیر مجموعه سنسورها، موتور DC و قسمت ECU در این حالت درون یك محفظه بطور مجتمع قرار می گیرد ولی محل نصب آن بر روی پینیون است. درواقع در خودروهای نیمه سنگین از چنین حالتی استفاده میشود.
- نصب بر روی دنده شانه ای:
در این حالت، هر سه قسمت EPS یعنی سنسور، موتور DC وECU بر روی جعبه فرمان بطور جداگانه نصب می شوند؛ به اینصورت كه بر روی دنده شانه ای، موتور DC وECU بطور جداگانه قرار گرفته است و سنسورها بر روی پینیون، محکم شده اند. درواقع گشتاوری بر روی دنده شانه ای نیست كه سنسورها قادر به حس کردن آن باشند. این حالت برای جایی مناسب است كه نیازمند اعمال نیروی زیاد به دنده شانه ای باشد، مانند خودروهای سنگین. بنابراین نیرو از طریق موتور DC بطور مستقیم، وارد دنده شانه ای می شود.
سیستم چرخش فرمان ماشین به خصوص فرمان‌های قدیمی ساختار بسیار ساده‌ای داردگردآوری: بخش خودرو سرپوش
- 13
- 3
