فرمان برقی چیست و چگونه کار می کند؟

6 دی 1401
- بلاگ
76 بازدید
بدون نظر

فرمان برقی چیست و چگونه کار می کند؟

مهم ترین وسیله برای هدایت خودرو فرمان است و بدون آن امکان رانندگی وجود ندارد.

امروزه پیشرفت های زیادی در تولید خودرو و صنعت خودرو سازی ایجاد شده است

و بسیاری از اجزای مکانیکی به اجزای برقی و اتوماتیک تبدیل شده اند. فرمان خودرو نیز همینطور است و همین موضوع سبب شد تا تولیدکنندگان

خودرو به این فکر باشند تا تغییراتی در سیستم فرمان خودرو به وجود بیاورند.
عملکرد فرمان مکانیکی به کمک پینیون ها و دنده شانه ها بود به عبارت دیگر انتقال حرکت دورانی

غربیلک فرمان به دنده شانه‌ها صورت می گرفت و دنده شانه ها به وسیله مفصل ها،

نیروی وارد شده به خود را به چرخ ها انتقال می دادند.

در چنین فرمان های مشکلاتی وجود دارد مثلا زمانی که سرعت بالا بود با لغزش فرمان روبرو بودیم

یا پیچاندن فرمان کمی سخت بود. در نهایت وجود این چنین مشکلاتی سبب شد

تا فرمان های هیدرولیکی جای فرمان های مکانیکی را بگیرند که البته مزیت های زیادی نیز دارند

مزایای فرمان های هیدرولیکی

مثل سهولت در چرخش، بالا بردن میزان ایمنی خودرو، کم کردن خستگی راننده، عدم لغزش در سرعت بالا و …
با تغییر سیستم فرمان از مکانیکی به هیدرولیکی قطعه های جدیدی به خودروها اضافه شد

و از آنجایی که فعالیت این نوع فرمان ها به صورت آزاد و مستقل نبود و به موتور اتومبیل اتصال داشت،

حتی وقتی در زمان رانندگی هیچ حرکتی نداشتند هم انرژی بسیار مصرف می کردند.
این موارد موجب شد که مهندسان در صنعت خودرو سازی به فکر ساخت سیستم های جدیدی

برای فرمان اتومبیل ها باشند و در نهایت فرمان EPS اختراع گردید که با عنوان فرمان برقی نیز شناخته می شود.

فرمان برقی به یک موتور مستقل و کوچک مجهز است که دیگر مصرف سوخت را بالا نمی برد و از نیروی موتور کمک نمی گیرد.

فرمان برقی چگونه کار می کند؟

برخلاف فرمان های هیدرولیکی که از فشار روغن برای ایجاد نیروی کمکی استفاده می کردند

فرمان های برقی در سیستم خود از یک موتور الکتریکی بهره می برند. در این سیستم از یک سنسور نیز استفاده می شود

که میزان چرخش فرمان توسط راننده را تشخیص می دهد و متناسب با آن نیروی کمکی

مورد نیاز را از موتور الکتریکی دریافت می کند.
در برخی از این سیستم ها غربیلک فرمان مستقیم به جعبه فرمان متصل است

و در برخی دیگر اتصال مستقیمی بین غربیلک و جعبه فرمان وجود ندارد. البته باید گفته شود

نوع دوم بسیار گران است و برنامه کنترلی آن باید بسیار دقیق باشد به همین دلیل از آن زیاد استفاده نمی شود.
موقعیت قرارگیری موتور الکتریکی با توجه به نوع سیستم به کاررفته می تواند متفاوت باشد،

اما اغلب از این موتور یا بر روی ستون فرمان و یا بر روی محور دندانه دار افقی جعبه فرمان یا همان رک استفاده می کنند.
موتور الکتریکی متناسب با دستوری که از بخش کنترل کننده می گیرد،

نیروی دَورانی تولید می کند و سپس آن را برحسب موقعیت قرارگیری خود، یا به رک و یا به ستون فرمان وارد می کند.

فرمان برقی یا EPS از چه بخش هایی تشکیل شده است؟

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 ک

ه 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 چرخش

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.

واحد کنترل الکترونیکی

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.

مزایای فرمان برقی نسبت به فرمان هیدرولیکی چیست؟

بهره گیری از فرمان های برقی مزایای زیادی به نسبت فرمان های قدیمی هیدرولیکی دارد که همین امر باعث

روی آوردن خودروسازان به استفاده از این فرمان ها شده است. در پایین مهمترین مزایای فرمان های برقی را آورده ایم:

1- کاهش مصرف سوخت

در فرمان های برقی پمپ هیدرولیک حذف شده است و این مورد باعث حذف یکی از خروجی های موتور شده است.
به همین دلیل توان بیشتری در موتور صرف حرکت خودرو شده و این مورد

به مقداری هرچند اندک در مصرف سوخت صرفه جویی خواهد کرد.

2- نیاز به تعمیر و نگهداری کمتر

از آنجایی که در این سیستم روغن هیدرولیک وجود ندارد بنابر این نیازی به پمپ هیدرولیک نیز نمی باشد

و این موارد یعنی خلاصی از مواردی چون تعویض روغن یا بررسی مرتب روغن هیدرولیک یا نشتی است.

3- امکانات رفاهی بیشتر

با استفاده از فرمان برقی خودروسازان امکان اضافه کردن امکانات رفاهی بیشتری را به خودرو پیدا کرده اند

به طور مثال آپشن هایی نظیر پارک خودکار خودرو و قابلیت نگهداری خودرو بین خطوط

به کمک فرمان های برقی بوجود آمده است و همگی این آپشن ها نیاز به کنترل کامل فرمان دارند.

4- امنیت بالاتر

در فرمان های برقی فرمان خودرو به تغییرات سرعت حساس است و این موضوع موجب افزایش امنیت خودرو می شود.

برای مثال، فرمان هیدرولیک در سرعت های بالا هم نرم بود و این قضیه موجب می شد

کنترل خودرو به راحتی و با یک اشتباه کوچک از دست خارج شود، اما در فرمان برقی نیروی کمکی موتور برقی

متناسب با سرعت خودرو تغییر می کند، به این ترتیب که در سرعت های بالا فرمان سفت می شود

و در سرعت های پایین فرمان نرم تر می شود تا راننده بتواند راحت تر فرمان گیری را انجام دهد.

5- وزن کم نسبت به سیستم هیدرولیکی

به دلیل استفاده از قطعات کمتر و همینطور نبود روغن هیدرولیک در فرمان های برقی وزن کلی

و ابعاد سیستم فرمان کاهش زیادی نسبت به فرمان هایه یدرولیکی داشته است.

6- افزایش عمر موثر نسبت به فرمان هیدرولیک

کمتر شدن تعداد قطعات وهمینطور حذف شدن قطعات مکانیکی به معنی افزایش طول عمر سیستم نیز هست و این مورد باعث صرفه جویی در هزینه های خودرو وهمینطور افزایش کلی عمر مفید خودرو خواهد شد.