فرمان خودرو یکی از اساسی ترین بخش های تشکیل دهنده هر اتومبیل است که ارتباط میان خودرو و سرنشین را برای کنترل کردن آن فراهم می کند.انواع مختلف سیستم فرمان در اتومبیل ها به مرور زمان به کار گرفته شدند که هر کدام ویژگی ها و برتری هایی دارند که باید آن ها را به خوبی شناخت.
آشنایی با سیستم فرمان خودرو
در این سیستم لاستیک های اتومبیل به کمک اجزای دیگری که در گذشته به سادگی با استفاده از چند چرخ دنده ساده تشکیل شده بودند، به هم متصل اند. وظیفه اصلی این سیستم تبدیل حرکت دوانی فرمان به حرکت افقی چرخ هاست. سیستم های قدیمی بسیار خشک و محکم بودند و حرکت دادن آن ها بسیار سخت بود؛ اما امروزه سیستم های جدید و به روز که کار با آن ها بسیار ساده است جایگزین مدل های قدیمی شده اند.
انواع سیستم فرمان خودرو
به طور کلی سیستم فرمان خودرو را به دو دسته فرمانهای دستی و غیردستی تقسیم میکنند.
در نمونههای اولیه سیستم فرمان دستی برای چرخاندن چرخها و جهتپذیر کردن آنها از فشار نیروی دست راننده استفاده میشود. در این سیستمها چرخها عموما با نیرویی که از طرف راننده به فرمان وارد میشود هدایت شده و طبیعتا در طولانی مدت دست راننده خسته شده و امکان هدایت خودرو در مسافتهای طولانی برای وی مشکل است.
جالب است بدانید که فرمان خودرو پیکان از نوع دستی است. درحالی که کشورهای دیگر به سمت حذف فرمان و خودران کردن خودروها حرکت میکنند در کشور ما هنوز هم خودروهایی مجهز به فرمان دستی در حال تردد هستند.
نوع دوم فرمانها که غیر دستی نامگذاری میشوند شامل فرمانهای هیدرولیک، الکتروهیدرولیکی و برقی بوده که هدایت کردن خودرو توسط آنها برای راننده بسیار راحتتر است. در این نوع از فرمانها از یک سری قطعات مضاعف شامل روغن و دیگر تجهیزات استفاده میشود تا چرخش فرمان به نسبت مدلهای دستی راحتتر شده و فرمان پذیری چرخها نیز افزایش یابد.
فرمان هیدرولیک : فرمانهای هیدرولیک نخستینبار بهجهت راحتی راننده بر روی خودروها قرار گرفتند. این فرمانها با کمک یک پمپ و مقداری از تجهیزات دیگر با دخالت فشار روغن چرخش فرمان را برای راننده راحتتر کرده و در نتیجه رانندگی نیز برای وی بهخصوص در طولانی مدت راحتتر میشود.
در سیستم فرمان هیدرولیک یک پمپ کمکی به یاری راننده آمده و نیروی لازم برای چرخش فرمان را به کمک فشار روغن در اختیار وی قرار میدهد. خودروهای متنوعی در بازههای قیمتی متفاوت توانایی تجهیز شدن به سیستم فرمان هیدرولیک را دارند و در کشور ما نیز از خودرو پراید گرفته تا نمونههای وارداتی چند میلیارد تومانی به این فرمان مجهز هستند.
بهعلاوه این فرمانها خودرو حتی در مواقعی که نیاز نیست بار اضافی را روی موتور خودرو قرار میدهند.پمپ تمامی فرمانهای هیدرولیک نشتی روغن داشته و این موضوع به خصوص در مواقعی که با یک خودرو بیکیفیت طرفیم چند برابر میشود. البته نمونههای پیشرفتهتری از فرمان هیدرولیک نیز وجود دارد که به آنها فرمانهای الکتروهیدرولیک گفته میشود.
این دسته از فرمانهای غیر دستی نیروی مورد نیاز خود برای راحتی چرخش فرمان را از طریق یک موتور برقی تامین میکنند و مشکلاتی نظیر کاهش راندمان موتور نیز در این سیستمها دیده نمیشود. اما ایراد فضای بزرگ مورد نیاز نصب در فرمانهای الکتروهیدرولیک سبب شده که خودروسازان تحت شرایط خاصی و در صورت برخورداری از یک فضای بزرگ برای نصب از این دسته از فرمانها استفاده کنند.
یک نمونه دیگر پیشرفتهتر فرمان هیدرولیک نیز وجود دارد که تمامی ایرادات وارده به این دست از فرمانها را پوشانده و نام آن فرمان برقی است. سیستم کاری این فرمان همانند فرمان الکتروهیدرولیک بوده با این تفاوت که موتور برقی به جای تامین انرژی مورد نیاز پمپ، خود وظیفه کمک به راننده در چرخش فرمان را برعهده دارد.
فرمانهای برقی در مواقعی که نیاز به وجود آنها نیز از کارکردن دست کشیده و بار اضافهای را به موتور وارد نمیکنند. بهعلاوه این فرمانها نشتی روغن فرمانهای هیدرولیک را نداشته و همچنین مصرف انرژی بسیار کمتری دارند.
اجزای سیستم فرمان خودرو
غربیلک فرمان خودرو ( فلکه فرمان ) ، میل فرمان خودرو ( ستونی فرمان ) ، جعبه فرمان ، بازوی پیتمن ، میل درگ شغال دست ( بازوی فرمان ) ، سگ دست ، میل فرمان وسط ، اهرم تای راد ، جک هیدرولیک فرمان ، سیبک بیرونی فرمان ، سیبک مفصل فرمان ، پمپ هیدرولیک فرمان ، شیر هیدرولیک فرمان و …
۱- غربیلک فرمان : قطعه ای دایره ای شکل از جنس پلاستیکی با اسکلت فلزی است که نیروی دست راننده را به اهرم بندی فرمان منتقل می کند.
۲-میل فرمان خودرو : میله ای است که به غربیلک فرمان توسط یک هزار خاری یا پیچ متصل شده است و گردش غربیلک فرمان را به جعبه فرمان منتقل می کند .
۳-جعبه فرمان خودرو : گشتاوری که توسط دست راننده به غربیلک فرمان اعمال شده ، توسط ستون فرمان به جعبه فرمان انتقال می یابد . جعبه فرمان گشتاور کم دست راننده را به گشتاور نسبتاً بزرگی تبدیل می کند ، جعبه فرمان قدرت نیروی گشتاور را اضافه می کند .
۴-بازوی پیتمن: در انتهای شفت خروجی جعبه فرمان ، یک هزار خاری وجود دارد که بازوی پیتمن روی آن نصب شده است . با دوران شفت خروجی جعبه فرمان ، این بازو حرکت زاویه ای انتجام دهد و انتهای پیتمن توسط یک سیبک به میله ی درگ متصل می شود
۵-سیبک : سیبک یک مفصل کاسه ساچمه ای است که یک طرف آن به مفصل ساچمه ای و سمت دیگر آن به شکل یکپیچ رزوه دار است .
۶-میله درگ : این درگ اهرمی است که بین بازوی پیتمن و شغال دست ارتباط ایجاد می کند ، اتصال هر دو سر میله ی درگ توسط سیبک است .
۷-شغال دست : علت نام گذاری این قطعه مربوط به شکل ظاهری این اهرم است که خمیده است. انتقال نیرو به سگ دست توسط این بخش انجام می شود .
۸-سگ دست: قطعه ای u شکل است که توسط یک پین بزرگ نسب به محور، لولا شده و قابلیت گردش نسبت به آن را دارد . اگر مکانیزم فرمان شغال دست را به حرکت در آورد ، سگ دست می چرخد و از این طریق چرخ ها نیز تغییر جهت می دهند .
میزان فرمان خودرو چیست؟
محور چرخهای جلو که محل قرارگیری فرمان است، زوایای مشخصی نسبت به اجزای جلوبندی خودرو دارد. میزان فرمان فاصله داخلی بین قسمت جلو و عقب چرخهای اتومبیل است.
نشانه های عدم تنظیم فرمان خودرو
- آسیب در جلوبندی خودرو
- سبک رانندگی
- تصادف
- سطوح ناهوار جاده و دست اندازها
- ساییدگی لاستیکهای خودرو
- به هم خوردن تعادل خودرو
- کشیده شدن خودرو به یک سمت
- تغییر در حالت قرارگیری غربیلک فرمان
دلایل اهیمت تنظیم فرمان خودرو
- جلوگیری از واژگون شدن خودرو
- پیشگیری از ساییده شدن لاستیکها
- فرمان پذیری و کنترل اتومبیل در سرعت بالا
- کاهش مصرف سوخت
- جلوگیری از استهلاک سیستم تعلیق خودرو و جعبه فرمان
فرمان برقی چیست؟
فرمان برقی از لحاظ ساختار با فرمان هیدرولیکی تفاوت دارد اما مانند آن عمل میکند. فرمان برقی (Electronic Power Steering ) برای اولین بار در خودروهای رالی شرکت هوندا استفاده شد. این فرمان از سه قسمت سنسور گشتاور، موتور با جریان مستقیم و واحد کنترل الکتریکی تشکیل شده است که این سه قسمت میتوانند در یک محفظه یا به صورت جداگانه قرار گیرند.
نحوه کارکرد فرمان الکتریکی (EPS)
ابتدا سنسور، نیروی وارد شده به غربیلک فرمان را احساس میکند و آن را با سیگنالهایی به کامپیوتر خودرو ارسال میکند. این فرمان سیگنالهایی را از خودرو دریافت و پس از پردازش آن را به قسمت موتور DC ارسال میکند تا فرمان را به صورت مکانیکی تحت تاثیر قرار دهد. با هر چرخش فرمان مقداری الکتریسیته ایجاد میشود و با چرخاندن فرمان و چرخش فرمان، نیروی مورد نیاز تامین میشود.
مزایای فرمان الکتریکی
- ایمنی بالا در شرایط بحرانی
- مستقل بودن از موتور خودرو
- وزن کمتر نسبت به فرمان هیدرولیکی
- حذف شیرهای کنترل
- حذف پمپ هیدرولیک
- مصرف انرژی کمتر
- افزایش عمر نسبت به فرمان هیدرولیک
- استفاده از یک نوع فرمان در چندین خودرو
- حذف جک هیدرولیک
- مصرف سوخت کمتر
معایب فرمان برقی
- هزینه اولیه بیشتر
- سیستم کنترلی سختتر
فرمان خودرو چگونه کار میکند؟
فرمان؛ جهت راننده را به میل فرمان منتقل میکند که چرخها را به چپ و راست حرکت میدهد. چرخ های ماشین در یک جهت حرکت نمیکنند که در یک جهت در یک زمان حرکت میکنند. این حرکت دوره ای در زیر سیستم فرمان که حرکت خودرو را کنترل می کند، رخ میدهد. در طول چرخش، ستون فرمان، یاتاقان رانش و سایر اجزای سیستم فرمان حرکت را به فرمان منتقل میکنند.