بانك اطلاعات مهندسی مکانیک

سير تکامل سيستم فرمان

يکي از پارامتر هاي موثر در انتخاب نوع خودرو در کشورهاي توسعه يافته،راحتي چرخش غربيلک فرمان خودرو مي باشد.اين موضوع سازندگان خودرو را بر آن داشته است که جهت تسهيل در چرخش فرمان و به تبع آن کاهش خستگي راننده و همچنين افزايش ايمني با فراهم کردن کنترل بهتر در جاده هاي خشن، يک سيستم هيدروليکي به قسمت مکانيکي اضافه نمايند.معمولا اين سيستم جانبي به صورت کمکي عمل مي نمايد. يعني وظيفه ي اصلي همچنان به عهده ي قسمت مکانيکي است معمولا اجزاي زير به قسمت مکانيکي فرمان اضافه مي شوند تا هيدروليکي گردد:

پمپ هيدروليک با مخزن روغن و چرخ تسمه

شيرهاي کنترل

لوله هاي رابط

سيلندر

تسمه

خودروهاي سمند،پژو(شامل 206،405،پارس) ،دوو،زانتيا و ماکسيما داراي فرمان هيدروليک هستند.

سيستم هيدروليکي فرمان جهت ايفاي نقش از موتور خودرو استفاده مي کند.بنابراين از بازده موتور کمي مي کاهد،همچنين مصرف انرژي بيشتري را باعث مي گردد.علاوه بر آن،سيستم هيدروليک به صورت مرکز آزاد عمل مي کند. يعني حتي در زمان هايي که خودرو به صورت مستقيم در حال حرکت بوده و هيچ انحرافي انجام نمي دهد،باز هم اين سيستم عمل مي کند. اين موارد سازندگان فرمان خودرو را بر آن داشت تا به دنبال سيستم هاي بهتر و مفيدتري گشته،آن ها را جايگزين هيدروليکي نمايند يا سيستم هيدروليکي را بهبود بخشند.

يکي از سيستم هاي ارائه شده در سال هاي اخير،فرمان الکتروهيدروليکي(EHPS) است که در آن به جاي استفاده از موتور خودرو،يک موتور الکتريکي به پمپ هيدروليک اضافه مي شود و در نتيجه فرمان از موتور مستقل مي گردد.

خودروي پژو 307 از اين نوع سيستم فرمان استفاده مي کند.

دراين نوع فرمان،هر چند مسئله ي مستقل بودن از موتور خودرو تحقق يافته است ولي مشکل دائمي بودن عملکرد سيستم هيدروليکي يعني حالت مرکز آزاد هنوز پابر جاست.

به عبارت ديگر بايد حالتي تعبيه نمود که زماني که چرخشي به فرمان وارد مي شودسيستم عمل کند،نه همه ي زمان ها.

فرمان الکتريکي(EPS)

اين نوع فرمان مشابه هيدروليکي آن عمل مي کند ولي از لحاظ ساختار متفاوت بوده و داراي مزاياي زيادي نسبت به نوع هيدروليکي است.

اين سيستم در اواسط دهه ي 1970 براي اولين بار مطرح گرديد اما ساخت و کاربرد عملي آن از سال 1993 شروع گرديد.

اولين بار توسط شرکت HONDA در اتومبيل هاي رالي NSX مورد استفاده قرار گرفت.

در اين نوع فرمان مشکل دائمي بودن عملکرد سيستم کمکي فرمان حل شده است، يعني سيستم الکتريکي زماني عمل مي کند که چرخشي در فرمان به وجود آيد به عبارت ديگر گشتاوري موجود باشد.

فرمان الکتريکي از سه قسمت اساسي زير تشکيل شده است که به سيستم فرمان مکانيکي اضافه مي شود:

سنسور گشتاور

موتور با جريان مستقيم DC

 واحد کنترل الکتريکي ECU

 
سه قسمت ياد شده مي توانند در يک محفظه و يا جداگانه قرار گيرند.

طرز کار

سيستم EPS به اين صورت عمل مي کند که ابتدا سنسور گشتاور،گشتاور وارده از غربيلک فرمان را حس نموده،آن را به صورت سيگنال يا سيگنال هايي به قسمت ميکروکنترولر(ECU) ارسال مي کند.ميکروکنترلر علاوه بر اين سيگنال،سيگنالي نيز از سرعت خودرو دريافت مي کند،آن گاه اين دو را پردازش نموده، دستورالعمل لازم را به قسمت موتورDC اعمال مي نمايد تا به صورت کمکي، سيستم فرمان مکانيکي را تحت تاثير قرار دهد.

بنابراين دستورالعمل هاي ECU به موتور DC تابعي از خروجي سنسور و سرعت خودرو است.

اين يعني سرعت خودرو در عملکرد EPS موثر بوده و اين به منظور ايمني بيشتر خودرو است.يعني بيشترين عملکرد EPS در سرعت هاي پايين و کمترين عملکرد آن در سرعت هاي بالاي خودروست.

محل نصب EPS

فرمان الکتريکي در سه حالت مختلف مي تواند بر روي قسمت مکانيکي نصب شود.
الف- نصب بر روي ستون فرمان:

در اين روش مجموعه ي سنسورها،موتور DC و قسمت ECU به طور مجتمع در يک محفظه مستقر شده و بر روي ستون فرمان نصب مي شود.بنابراين عملکرد کمکي فرمان ESP به ستون فرمان اعمال مي گردد.اين روش در خودروهاي کوچک،مخصوصا خودروهاي درون شهري که راحتي فرمان فاکتور مهمي به ويژه در ترافيک هاي سنگين و پارک نمودن خودرو محسوب مي شود،به کار مي رود.

ستون فرمان با موتور الکتريکي DC توسط دنده حلزوني درگير هستند.

ب- نصب بر روي پينيون:

در اين روش نيز مجموعه ي سنسورها،موتور DC و قسمت ECU به طور مجتمع در يک محفظه قرار گرفته ولي بر روي پينيون نصب مي شوند.

اين حالت براي خودروهاي نيمه سنگين مناسب بوده،جايي که راننده ي اين نوع خودروها در راحت ترين حالت مي تواند خودرو را هدايت کند.

ج- نصب بر روي دنده شانه اي:

در اين روش هر سه قسمت ESP يعني سنسور،موتور DC و ECU جدا از هم برروي جعبه فرمان نصب مي شوند.

به اين صورت که موتور DC و ECU به طور جداگانه بر روي دنده شانه اي قرار گرفته و سنسورها نيز روي پينيون مستقر مي شوند.زيرا روي دنده شانه اي گشتاوري وجود ندارد که سنسورها بتوانند آن را حس کنند.

اين حالت براي خودروهاي سنگين مناسب است.جايي که نيروي زيادي بايد به دنده شانه اي اعمال شود.بنابراين نيروي کمکي به طور مستقيم از موتور DC به دنده شانه اي وارد مي گردد.

جهت دریافت مقالات بیشتر به دهکده مقالات خاله فر مراجعه نمایید.