با پیشرفت دانش فنی در صنعت خودرو، فرمان برقی EPS جایگزین فرمان هیدرولیک شد. این نوع فرمان مزایایی نسبت به فرمان هیدرولیک دارد که در ادامه به آن ها پرداخته و نحوه عملکرد فرمان برقی را مرور می کنیم. گزارش اختصاصی پایگاه خبری رسمی جوان خودرو یکی از مواردی که صنعت خودرو را به دنیایی […]
گزارش اختصاصی پایگاه خبری رسمی جوان خودرو
یکی از مواردی که صنعت خودرو را به دنیایی جذاب تبدیل می کند، شناور بودن این صنعت در تکنولوژی و پیشرفت پله پله و مداوم آن است. این پیشرفت های می تواند در طراحی خودرو، جزییات فنی، امکانات رفاهی و حتی بازاریابی و فروش اتفاق بیافتد. از همه این ها که بگذریم، پیشرفت های فنی در صنعت خودروسازی رنگ و بویی دیگر دارد. چرا که دستیابی یک شرکت خودروسازی به یک تکنولوژی فنی یا متحول کردن یکی از جزییات فنی خودرو، می تواند نام آن را در تاریخ ثبت کند و به اعتبار برندش اضافه کند.
در چند ده سالی که از عمر خودرو می گذرد، این وسیله نقلیه چهار چرخ تحولات فنی فراوانی را تجربه کرده تا به چیزی که در حال حاضر می بینیم برسد. اما ما از میان جزییات فنی خودرو که عملکردشان پیشرفت کرده، دست روی فرمان گذاشته ایم. بخشی مهم و بسیار حساس در خودرو که اهمیت آن در مواردی مثل ایمنی، عملکرد و راحتی خودش را نشان می دهد.
فرمان ابزاری است که فرامین راننده را چرخ ها منتقل می کند تا خودرو در مسیر درست قرار بگیرد. خودروها ابتدا از فرمان مکانیکی بهره می برند. فرمان مکانیکی به کمک دنده شانه‌ها و پینیون‌ها عمل می‌کرد؛ یعنی حرکت دورانی غربیلک فرمان به دنده شانه‌ها منتقل می‌شد و دنده شانه‌ها نیروی وارده به خود را از طریق مفصل‌ها به چرخ‌ها منتقل می‌کردند.
مثل هرچیز دیگری، این مشکلات و دردسرهای فرمان مکانیکی بود که باعث شد خودروسازان به فکر متحول کردن آن ها بیافتند. از جمله این مشکلات می توان به سخت بودن چرخاندن فرمان مخصوصا هنگام پارک کردن و در سرعت های پایین اشاره کرد. کمی گذشت و فرمان های مکانیکی جای خود را به فرمان های هیدرولیک دادند.
فرمان هیدرولیک علاوه بر این که راحت می‌چرخید، خستگی راننده را کاهش می داد و ایمنی خودرو را هم بالا می برد. اما استفاده از فرمان هیدرولیک برای خودرو بی هزینه هم نبود.
استفاده از فرمان هیدرولیک جزییات جدیدی را به خودروها اضافه کرد و باعث شد مصرف انرژی در خودرو افزایش پیدا کند. ماجرا از این قرار است که فرمان هیدرولیک مستقل و آزادانه فعالیت نمی کند و به دلیل اتصال به موتور خودرو، حتی زمانی که در رانندگی حرکتی انجام نمی دهید، باز هم انرژی مصرف می شود.
این مساله مهمترین دلیلی بود که باعث شد پژوهشگران صنعت به فکر جایگزینی برای فرمان هیدرولیک در خودروها باشند. در کنار برطرف کردن این ضعف، راحتی بیشتر سیستم فرمان جدید نیز از جمله گزینه های توسعه سیستم فرمان بود. در نهایت این فرمان برقی EPS بود که جایگزین فرمان هیدرولیک در خودروها شد. فرمان برقی به جای استفاده از نیروی موتور خودرو که باعث افزایش مصرف سوخت می‌شود؛ مجهز به یک موتور کوچک و مستقل بوده و مانند فرمان هیدرولیک مصرف انرژی بالایی ندارد.
این تنها مزیت فرمان برقی EPS نسبت به فرمان هیدرولیک نیست. در خودروهای مجهز به فرمان برقی، پمپ هیدرولیک حذف شده که این مساله اندکی باعث افزایش قدرت موتور می شود. همچنین حذف مایع هیدرولیک، شلنگ و جزییاتی از این دست، باعث می شود تا خبری از دردسرهای رایج در خودروهای مجهز به فرمان هیدرولیک نباشد. فرمان برقی آرام تر از فرمان هیدرولیک کار می کند، چرا که خبری از صدای پمپ و مایع داخل شلنگ ها نیست.
تطبیق یافتن با اندازه گیری های دقیق در حالی برای کنترلرهای هیدرولیکی سخت است، که سیستم فرمان برقی با اندازه گیری های بسیار دقیق تنظیم شده و به وسیله بازبینی ورودی های غربیلک فرمان، سرعت خودرو و دیگر عوامل دینامیکی، خودرو را در یک مسیر مستقیم نگه می دارد.
فرمان برقی EPS زمانی که در سرعت های پایین و هنگام پارک کردن به نیروی زیادی نیاز دارید، این نیرو را برای راننده فراهم کرده تا فشار اضافی به دستش وارد نکند. از طرف دیگر، در سرعت های بالا که برای ایمنی بیشتر، نیاز به کنترل بیشتر و سنگین تر شدن فرمان است، این نیرو را کاهش می دهد. همچنین به دلیل هدایت فرمان برقی با سیستم نرم افزاری، دقت، اعتدال و حساسیت فرمان به مراتب بالا می رود.
در مسیر پیشرفت سیستم فرمان خودرو، فرمان های هیدرولیک ناگهان به نوع برقی EPS تغییر نیافتند. ابتدا فرمان های هیدرولیک به فرمان های الکتروهیدرولیک تبدیل شدند. به این صورت که ابتدا فرمان الکتروهیدرولیک که از یک الکتروموتور برای به حرکت درآوردن پمپ هیدرولیک استفاده می کرد، روی خودروها نصب شد و در نهایت، این فرمان های برقی EPS بوند که به صورت کاملا الکتریکی به میدان آمدند.
در فرمان برقی EPS، جعبه فرمان از یک میل دندانه دار و یک موتور الکتریکی که روی میل فرمان میل دندانه دار بسته شده، تشکیل شده است. هنگامی که راننده غربیلک را به حرکت در می آورد، سنسورهای فرمان چگونگی و سرعت چرخش غربیلک را محاسبه می کنند. این اطلاعات همراه با شکل های ورودی از سنسور گشتاور پیچشی (TORQUE) بسته شده روی شفت فرمان، کنترل یونیت سیستم فرمان را تغذیه می کند.
دیگر ورودی ها مثل سرعت خودرو و کنترل کشش (TRACTION) یا سیستم کنترل پایداری خودرو (ESP) برای تصمیم گیری مقدار کمک مورد نیاز و چگونگی فرمان ملاک هستند. سپس کنترل یونیت برای چرخش به مقدار صحیح، به موتور فرمان می دهد و سنسور روی موتور از میزان چرخش موتور به کنترل یونیت واکنش نشان می دهد. پس کنترل یونیت موقعیت موتور را نیز مورد نظارت قرار می دهد.
جعبه فرمان :
با به چرخش درآمدن غربیلک فرمان، گشتاور فرستاده شده پینیون، شفت ورودی را نیز به چرخش در می آورد. میل پیچشی متصل به شفت ورودی و پینیون می چرخند تا اینکه گشتاور و نیروی متقابل آن مساوی شود. سنسور گشتاور، پیچش میل پیچشی را حس کرده و گشتاور به کار رفته در آن را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.
موتور DC :
این موتور نیروی لازم برای پیچیدن فرمان را فراهم کرده و برای انتقال گشتاور تولیدی موتور به شفت اصلی از یک دنده مارپیچ استفاده می کند.
مکانیزم تقلیل :
این مکانیزم نیروی کمکی موتور برقی را به شفت پینیون انتقال می دهد. مکانیزم تقلیل از یک حلقه دندانه دار که با شفت پینیون به حرکت در می آید و دنده پینیون که با شفت موتور یکی می شود، تشکیل شده است. نیروی کمکی موتور توسط مکانیزم تقلیل به شفت پینیون انتقال داده شده و نیروی کمکی برای پیچیدن فرمان را فراهم می کند.
سنسور TORQUE :
این سنسور با حس کردن پیچش میل پیچشی، گشتاور به کار برده شده را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. کنترل یونیت فرمان برقی از این سیگنال ها استفاده کرده و نیروی کمکی که موتور DC باید فراهم کند را محاسبه می کند.
کنترل یونیت EPS :
این کنترل یونیت سیگنالها رااز سنسورهای مختلف دریافت کرده، حالت جاری خودرو را تشخیص داده و اندازه جریانی را که باید در موتور DC بکار برود را تعیین می کند. اگر ECU درکارکرد سیستم خطایی پیدا کند، یک چراغ خطر آن را به راننده هشدار می دهد. ECU خطاها را ذخیره کرده و سیستم EPS از مدار خارج می شود. اما خودرو هنوز قابلیت هدایت معمولی را دارد.
به طور کلی می توان گفت تنها تفاوتی که سیستم فرمان برقی با فرمان هیدرولیک دارد، این است که منجر به از بین رفتن بسیاری از اجزاء اضافی شده و در کاهش مصرف سوخت خودروها بسیار موثر است و تنها در مواقعی عمل می‌کند که فرمان چرخش یا گشتاوری داشته باشد.
دیدگاه خود را بنویسید