سیستم فرمان برقی EPS + فرمان اتومبيل را بيشتر بشناسيم + سیر تکامل سیستم فرمان + فرمان الکتریکیEPS

سیستم فرمان برقی EPS

فرمان اتومبيل را بيشتر بشناسيم

متعلقات فرمان روي اوس يا اکسل جلو درسمت راست و يا چپ اتومبيل بسته مي شود و توسط چرخهاي جلوهدايت اتومبيل به دلخواه راننده صورت ميگيرد. بدين معني که حرکت غربيالک توسط راننده و ميله اصلي فرمان به هزار خاري و ميله هاي رابط فرمان و بعد به سگدست منتقل شده و در نتيجه حرکت رفت وبرگشتي يا سمت چپ و راست غربيالک فرمان باعث گردش اتومبيل مي شود. سیستم فرمان انواع گوناگونی دارد از جمله سیستم فرمان مکانیکی(دنده شانه ای و پینیون)،هیدرولیکی والکتریکی که در این مقاله به آن ها می پردازیم

مقدمه ای بر سیستم فرمان

امروزه پیشرفت های علمی و فنی در تمام زمینه ها تحقق یافته و این امر شامل صنایع خودرو سازی و صنایع وابسته نیز شده است.یکی از این صنایع و اجزای وابسته،قسمت فرمان خودرو است که وظیفه ی خطیر هدایت خودرو از طریق آن انجام می شود.
برای تغییر مسیر خودرو از سیستم فرمان استفاده می شود.لذا مجموعه ی تشکیل دهنده این سیستم نقش مهمی در خودرو به عهده دارد.معمول ترین این سیستم ها،سیستم دنده شانه ای و پینیون است،به طوری که پینیون حرکت دورانی داشته و دنده شانه ای حرکت خطی انجام می دهد.در این حال پینیون حرکت دورانی غربیلک فرمان را به دنده شانه ای انتقال داده،دنده شانه ای نیزحرکت خطی را از طریق مفصل ها به چرخ های خودرو انتقال می دهد.

سیر تکامل سیستم فرمان

یکی از پارامتر های موثر در انتخاب نوع خودرو در کشورهای توسعه یافته،راحتی چرخش غربیلک فرمان خودرو می باشد.این موضوع سازندگان خودرو را بر آن داشته است که جهت تسهیل در چرخش فرمان و به تبع آن کاهش خستگی راننده و همچنین افزایش ایمنی با فراهم کردن کنترل بهتر در جاده های خشن، یک سیستم هیدرولیکی به قسمت مکانیکی اضافه نمایند.معمولا این سیستم جانبی به صورت کمکی عمل می نماید. یعنی وظیفه ی اصلی همچنان به عهده ی قسمت مکانیکی است معمولا اجزای زیر به قسمت مکانیکی فرمان اضافه می شوند تا هیدرولیکی گردد:
» پمپ هیدرولیک با مخزن روغن و چرخ تسمه
» شیرهای کنترل
» لوله های رابط
» سیلندر
» تسمهخودروهای سمند،پژو(شامل 206،405،پارس) ،دوو،زانتیا و ماکسیما دارای فرمان هیدرولیک هستند.سیستم هیدرولیکی فرمان جهت ایفای نقش از موتور خودرو استفاده می کند.بنابراین از بازده موتور کمی می کاهد،همچنین مصرف انرژی بیشتری را باعث می گردد.علاوه بر آن،سیستم هیدرولیک به صورت مرکز آزاد عمل می کند. یعنی حتی در زمان هایی که خودرو به صورت مستقیم در حال حرکت بوده و هیچ انحرافی انجام نمی دهد،باز هم این سیستم عمل می کند. این موارد سازندگان فرمان خودرو را بر آن داشت تا به دنبال سیستم های بهتر و مفیدتری گشته،آن ها را جایگزین هیدرولیکی نمایند یا سیستم هیدرولیکی را بهبود بخشند.

یکی از سیستم های ارائه شده در سال های اخیر،فرمان الکتروهیدرولیکی(EHPS) است که در آن به جای استفاده از موتور خودرو،یک موتور الکتریکی به پمپ هیدرولیک اضافه می شود و در نتیجه فرمان از موتور مستقل می گردد.خودروی پژو 307 از این نوع سیستم فرمان استفاده می کند.
دراین نوع فرمان،هر چند مسئله ی مستقل بودن از موتور خودرو تحقق یافته است ولی مشکل دائمی بودن عملکرد سیستم هیدرولیکی یعنی حالت مرکز آزاد هنوز پابر جاست.
به عبارت دیگر باید حالتی تعبیه نمود که زمانی که چرخشی به فرمان وارد می شودسیستم عمل کند،نه همه ی زمان ها.

فرمان الکتریکی(EPS)

این نوع فرمان مشابه هیدرولیکی آن عمل می کند ولی از لحاظ ساختار متفاوت بوده و دارای مزایای زیادی نسبت به نوع هیدرولیکی است.
این سیستم در اواسط دهه ی 1970 برای اولین بار مطرح گردید اما ساخت و کاربرد عملی آن از سال 1993 شروع گردید.

اولین بار توسط شرکت HONDA در اتومبیل های رالی NSX مورد استفاده قرار گرفت.
در این نوع فرمان مشکل دائمی بودن عملکرد سیستم کمکی فرمان حل شده است، یعنی سیستم الکتریکی زمانی عمل می کند که چرخشی در فرمان به وجود آید به عبارت دیگر گشتاوری موجود باشد. فرمان الكتريكي از سه قسمت اساسي زير تشكيل شده است

كه به سيستم فرمان مكانيكي (R&P) اضافه مي شود :1. سنسور گشتاور (Torque Sensor)2. موتور با جريان مستقيم (DC Brushless Motor)

3. واحد كنترل الكترونيكي يا ECU
سه قسمت ياد شده ميتوانند در يك محفظه ( Housing) يا جداگانه قرارگيرند. تا به سيستم هيدروليكي فرمان جهت ايفاي نقش از موتور خودرو استفاده ميكند . بنابر اين از بازده موتور كمي مي كاهد ، همچنين مصرف انرژي بيشتري را باعث مي گردد.
علاوه بر آن سيستم هيدروليك بصورت مركز آزاد ( Open – Center) عمل ميكند . يعني حتي در زمانهايي كه خودرو بصورت مستقيم در حال حركت بوده و هيچ انحرافي انجام نمي دهد ، باز هم اين سيستم عمل مي كند. اين موارد سازندگان فرمان خودرو را بر آن داشت دنبال سيستمهاي بهتر ومفيد تري گشته ، يا آنها را جايگزن هيدروليكي نمايند يا سيستم هيدروليكي را بهبود بخشند .يكي از سيستمهاي ارائه شده در سال هاي اخير فرمان الكتروهيدروليكي (EPS) است كه در آن به جاي استفاده از موتور خودرو يك موتور الكتريكي به پمپ هيدروليك اضافه مي شودو در نتيجه فرمان از موتور خودرو مستقل مي گردد. شكل زير يك سيستم فرمان الكترو هيدروليكي را نشان مي دهد. در اين نوع فرمان هر چند مسئله مستقل بودن از موتور خودروتحقق يافته است ولي مشكل دائمي بودن عمل كرد سيستم هيدروليكي يعني حالت مركز آزاد (Open-Center) هنوز پا بر جاست.به عبارت ديگر بايد حالتي تعبيه نمود كه زماني كه چرخشي به فرمان وارد ميشود سيستم عمل كند نه همه ي زمانها.
طرزكار:

EPS به اين صورت عمل مي كند كه ابتدا سنسورگشتاور وارده از غربيلك فرمان را حس نموده ،آن رابه صورت سيگنال يا سيگنالهايي به قسمت ميكروكنترلر(ESU ) ارسال ميكند . ميكروكنترلر علاوه بر اين سيگنال ، سيگنالي نيز از سرعت خودرو دريافت مي كند، آنگاه اين دو را پردازش نموده ، دستور العمل لازم را به قسمت موتورDC اعمال مينمايد تا به صورت كمكي (Assisted) سيستم فرمان مكانيكي را تحت تاثير قرار دهد.بنابراين دستور العملهاي ECU به موتور Brushless تابعي از خروجي سنسور و سرعت خودرو است . اين يعني سرعت در عملكرد EPS موثر بوده و اين به منظور ايمني بيشتر خودرو است . يعني بيشترين عملكرد در سرعتهاي پايين و كمتزين عملكرد آن در سرعتهاي بالاي خودرو است[font=Arial][b]محل نصب EPS
فرمان الكتريكي در سه حالت مختلف متواند بر روي قسمت مكانيكي نصب شود

الف)- نصب بر روي ستون(Column) فرمان :
[/b]در اين روش مجموعه سنسورها ، موتور DC و قسمت ECU بطور مجتمع در يك محفظه مستقر شده وبر روي ستون فرمان (Steering- Column) نصب مي شود.
بنابراين عملكرد كمكي (Assisted )فرمان EPS به ستون فرمان اعمال مي گردد. اين روش در خودروهاي كوچك ، مخصوصا خودروهاي درون شهري كه راحتي فرمان فاكتور مهمي به ويژه درترافيك هاي سنگين و پارك نمودن خودرو محسوب ميشود ، بكار مي رود. ستون فرمان با موتور الكتريكي DC توسط دنده حلزوني درگير هستند . لازم به ذکر است که گفته شود،در حال حاضر هیچ خودروی در ایران وجود ندارد که این نوع سیستم بر روی آن سوار باشد ، زیرا این سیستم هنوز مشکلاتی دارد، که بر طرف نشده است. و در جهان چند شرکت معتبروجود دارد ،که از این نوع فرمانها استفاده می کنند،که در صفحات بعد به آن می پردازیم.ب)- نصب بر روي پينيون:در اين روش نيز مجموعه سنسورها ، موتور DC و قسمت ECU بطور مجتمع در يك محفظه قرارگرفته ولي بر روي پينيون نصب مي شوند. اين حالت براي خودروهاي نيمه سنگين مناسب بوده ، جايي كه راننده اين نوع خودروها در راحت ترين حالت ميتوانند خودرو را هدايت كنند.ج)- نصب بر روي دنده شانه اي:

در اين روش هر سه قسمت EPS يعني سنسور ، موتور DC و ECU جدا از هم بر روي جعبه فرمان نصب ميشوند . به اين صورت كه موتور DC و ECU بطور جدا از هم بر دنده شانه اي (Rack) قرار گرفته و سنسورها نيز روي پينيون مستقر مي شوند . زيرا روي دنده شانها گشتاوري وجود ندارد كه سنسورها بتوانند آن را حس نمايند. اين حالت براي خودروهاي سنگين مناسب است . جايي كه نيروي زيادي بايد به دنده شانها اعمال شود.بنا براين نيروي كمكي ( Assisted) بطور مستقيم از موتور DC به دنده شانه اي (Rack) وارد ميگردد.مزياي فرمان الكتريكي نسبت به فرمان هيدروليكي :1. حذف پمپ هيدروليك (pump) وچرخ( pulley)

2. حذف شيرهاي كنترل(valve) و لوله هاي رابط3. حذف تسمه ما بين پمپ هيدروليك وموتور اتومبيل(belt)

4. حذف جك هيدروليك(jack hydraulic) و روغن هيدروليك5. وزن كم نسبت به هيدروليكي6. تغييرات كمتردر قسمت مكانيكي فرمان هنگام طراحي فرمان الكتريكي نسبت به هيدروليك7. عدم كمك (Assist) فرمان در هنگام عدم ورود گشتاور در فرمان الكتريكي ،به عبارت ديگر زماني كه انحرافي در فرمان داده شود ،قسمت الكتريكي وارد عمل ميگردد.8 - فرمان الكتريكي به صورت Fail Safe است. چنانچه قسمت الكتريكي به دلايلي از كار افتد، قسمت مكانيكي فرمان ميتواند به كار ادامه دهد.9 – مقداري انرژي مصرفي در فرمان الكتريكي ، حدود يك ششم انرژي مصرفي در فرمان هيدروليك است. به عبارت ديگر به مقدار85% در انرژي مصرفي از لحاظ فرمان الكتريكي نسبت به هيدروليك صرفه جويي ميشود.10 - كاهش حجم واندازه نسبت به هيدروليک11 - مستقل بودن از موتورخودرو12 - كاهش قابل ملاحظه زمان مونتاژ13 - افزايش قابل ملاحظه عمر موثر نسبت به فرمان هيدروليکی14 - قابليت ايمني بالا در شرايط بحراني15 - استفاده از يك نوع فرمان الكتريكي در چندين خودروي متفاوت، به عبارت ديگر يك نوع طراحي

سیستم فرمان برقی EPS + فرمان اتومبيل را بيشتر بشناسيم + سیر تکامل سیستم فرمان + فرمان الکتریکیEPS

مطالب مشابه :

برگزاری دوره آموزشی مدیریت استراتژیک

انواع سیستم سوخت رسانی دیزل و انژکتورها

موتور EF7 + توربو شارژاتومبیل+ توربو شارژ اتومبیل+ توربو شارژ خودرو

اف14 + ایرلاین + مشخصات هواپیما + ویژگی های هواپیما + خصوصیات هواپیما

CVTچگونه کار می کند؟

سیستم فرمان برقی EPS + فرمان اتومبيل را بيشتر بشناسيم + سیر تکامل سیستم فرمان + فرمان الکتریکیEPS

شماتیک و مسیر قدرت گیربکس اتوماتیک دوو

لیست دانشگاههای آزاد اسلامی ایران و آدرس اینترنتی