نمای کلی سیستم فرمان
مجموعه سیستم هایی که در هدایت و تعادل حرکت اتومبیل سیستم هستند. شامل سیستم، ترمز،سیستم تعلیق و سیستم فرمان می باشند. در این مقاله با بررسی نوعی سیستم فرمان پیشرفته می پردازیم.
انواع سیستم های فرمان
1- انگشیتی یا مارپیچ
مکانیکی
2- تاج خروسی
3- ساچمه ای
4- غلطکی
انگشتی دار
تاج خروسی
2- هیدرولیکی
1- نیمه هیدرولیکی (انتگرال)
2- تمام هیدرولیکی (اهرمی)
ساگینا
گم
1- یک امتدادی
2- پیستون کمکی
پنوماتیکی
1- فشار باد به تنهایی
2- فشار باد + هیدرولیک
الکتریکی
1- الکتروموتور ساده
2- هیدروموتور
ایمنی فرمان:
شامل کلیه تدابیری می شود که در اتومبیل برای ایمنی راننده در هنگام تصادف می شود.
انواع سیستم های ایمنی فرمان:
1- سیستم تلسکوپی: در این نوع سیستم در ستون فرمان (رابط بین غربیلک و جعبه فرمان) مقداری سیم پیچی با طول اولیه تقریباً 5 سانتی متر وجود دارد. که در هنگام ضربه یا تصادف این سیم پیچی در هم پیچیده شده و طول آن به حدود 2 سانتی متر رسیده و بدین صورت از انتقال ضربه به راننده جلوگیری می شود.
2- سیستم ایمنی فرمان کشویی:
همانطور که از اسم آن مشخص است رابط بین غربیلک و جعبه فرمان به شکل کشویی می باشد که در هنگام تصادف در داخل هم جمع شده و از انتقال ضربه به راننده جلوگیری می کند.
3- سیستم ایمنی فرمان کمرشکن (خم شونده):
در این نوع سیستم ایمنی رابط بین غربیلک فرمان و جعبه دنده به صورت کوپلینگ (زانویی) می باشد. این مورد نیز با تا شدن از انتقال ضربه جلوگیری می کند.
در همه موارد ذکر شده نوعی ستون فرمان بین غربیلک فرمان و میل وسط فرمان وجود دارد که ما در این مقاله با بررسی نوعی فرمان پیشرفته که فاقد ستون فرمان می باشد. به بحث و بررسی می پردازیم که از آن با عنوان سیستم فرمان الکتریکی ESP یاد می شود.
فرمان الکتریکی ESP مخفف جمله Electric Power Steering می باشد.
مقدمه:
در اتومبیلهای امروزی بسته به نیروی قابل استفاده و مورد احتیاجشان با فرمانهای هیدرولیکی – الکتروهیدرولیکی – الکتریکی تجهیز می شوند.
در همه موارد ذکر شده بدون توجه به نوع سیستم هدایتی که بدان مجهز می باشند همه آنها از طریق ستون فرمان دارای یک ارتباط مکانیکی بین فرمان و چرخها می باشد.
اما در سیستم فرمان الکتریکی Steerby wire این ستون فرمان حذف شده و در این سیستم بین غربیلک فرمان و چرخها هیچ رابط مکانیکی وجود ندارد که این خود دلیل برتر شدن این سیستم نسبت به سیستم فرمانهای دیگر شده است.
سیستم هدایت الکتریکی که در عکس شماره 1 نشان داده است با سیستم هدایتی هواپیماهای مدرن امروزی قابل مقایسه است. که در آنها دستورات خلبان از طریق یک مدار به دستگاهها و قسمتهای مورد نظر فرستاده شده و در آنجا دستگاه مورد نظر دستور دریافت کرده و حرکت مورد نظر خلبان صورت می گیرد.
دلایل طراحی سیستم:
1- جلوگیری از قفل شدن و بلوکه شدن در هنگام رانندگی که راننده در هر زمان که بخواهند می تواند فرمان دهد.
2- فرمان نمی تواند خود به خود و بدون دخالت راننده پیچیده شود یعنی اینکه هیچ نوع حرکت و جهت دهی بدون دستور راننده انجام نمی شود.
3- در هنگام تصادف به علت نبودن ستون فرمان هیچ گونه ضربه ای به غربیلک فرمان و به راننده منتقل نمی شود که یکی از مهمترین نکات ایمنی را برقرار می کند.
4- به علت نبودن ستون زمان و اهرم بندی آن اولاً به مقدار کمی از وزن سیستم فرمان می کاهد ثانیاً باعث نرم تر شدن غربیلک فرمان می شود که می توان با نیروی بسیار کم آن را هدایت کرد.
تشریح عمل کرد سیستم :
معرفی ساختمان:
شامل دو مدار ارتباطی بین پنیون زیر فلکه فرمان و پنیون مستقر روی میل فرمان وسط – دو موتور الکتریکی – 2 عدد سنسور زاویه – 2 عدد سنسورگشتاور – حافظه مرکزی یا Ecu مدارات برقی ارتباط دهنده بین ECU و سنسورها و موتورهای الکتریکی – میل فرمان وسط شغال دست و سگدست و محور چرخها می باشد.
انتظاراتی که از سیستم می رود: اولاً باید مانند سیستم فرمانهای قبلی هدایت خودرو را انجام دهد. ثانیاً چون ستون فرمان وجودندارد باید حس حرکت خودرو را در غربیلک و از آن به راننده به وجود آورد.
نحوه عمل کرد سیستم:
سنسور زاویه شماره 1 که در کنار پنیون شماره 1 نصب شده مقدار چرخش پنیون متصل به فلکه فرمان را اندازه گرفته و با پالس مغناطیسی به ECU منتقل می کند. بنابراین ما با چرخاندن فلکه فرمان عملاً درخواست خود را برای چرخش چرخها به Ecu منتقل می کند.
سنسور گشتاور، سنسوری می باشد که در روی پنیون شماره 2 سوار شده و مقدار گشتاور مورد نیاز برای چرخش چرخها را اندازه گرفته و به Ecu منتقل می کند و Ecu که اطلاعات را از این دو سنسور دریافت می کند با جداول و اطلاعات اولیه که توسط کارخانه در آن طراحی شده مقایسه کرده و مقدار انرژی الکتریکی لازم که باید به موتورها داده شود تا درخواست راننده را اجابت کند اندازه گیری می کند و به موتورها منتقل می کند. موتور نیز با چرخاندن پنیون که با نشانه ای میل فرمان وسط درگیر است عملاً کار سیستم اهرم بندی فرمانهای ساده قبلی را انجام می دهد.
بنابراین ما توانسته ایم با حذف ستون فرمان، ساده کردن جعبه فرمان، انتقال نیرو و درخواست از فلکه فرمان به چرخها دهیم.