جدید - دانلود ریسرچ

متن کامل پایان نامه را در سایت منبع fuka.ir می توانید ببینید

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 الکتریکی از سه قسمت اساسی زیر تشکیل شده است که به سیستم فرمان مکانیکی اضافه می شود:
سنسور گشتاور
موتور با جریان مستقیم DC
واحد کنترل الکتریکی ECU
سه قسمت یاد شده می توانند در یک محفظه و یا جداگانه قرار گیرند.
طرز کار:
سیستم EPS به این صورت عمل می کند که ابتدا سنسور گشتاور،گشتاور وارده از غربیلک فرمان را حس نموده،آن را به صورت سیگنال یا سیگنال هایی به قسمت میکروکنترولر(ECU) ارسال می کند.میکروکنترلر علاوه بر این سیگنال،سیگنالی نیز از سرعت خودرو دریافت می کند،آن گاه این دو را پردازش نموده، دستورالعمل لازم را به قسمت موتورDC اعمال می نماید تا به صورت کمکی، سیستم فرمان مکانیکی را تحت تاثیر قرار دهد.
بنابراین دستورالعمل های ECU به موتور DC تابعی از خروجی سنسور و سرعت خودرو است.
این یعنی سرعت خودرو در عملکرد EPS موثر بوده و این به منظور ایمنی بیشتر خودرو است.یعنی بیشترین عملکرد EPS در سرعت های پایین و کمترین عملکرد آن در سرعت های بالای خودروست.
محل نصب EPS :فرمان الکتریکی در سه حالت مختلف می تواند بر روی قسمت مکانیکی نصب شود.
الف- نصب بر روی ستون فرمان:در این روش مجموعه ی سنسورها،موتور DC و قسمت ECU به طور مجتمع در یک محفظه مستقر شده و بر روی ستون فرمان نصب می شود.بنابراین عملکرد کمکی فرمان ESP به ستون فرمان اعمال می گردد.این روش در خودروهای کوچک،مخصوصا خودروهای درون شهری که راحتی فرمان فاکتور مهمی به ویژه در ترافیک های سنگین و پارک نمودن خودرو محسوب می شود،به کار می رود.ستون فرمان با موتور الکتریکی DC توسط دنده حلزونی درگیر هستند.
ب- نصب بر روی پینیون:در این روش نیز مجموعه ی سنسورها،موتور DC و قسمت ECU به طور مجتمع در یک محفظه قرار گرفته ولی بر روی پینیون نصب می شوند.
این حالت برای خودروهای نیمه سنگین مناسب بوده،جایی که راننده ی این نوع خودروها در راحت ترین حالت می تواند خودرو را هدایت کند.
ج- نصب بر روی دنده شانه ای:در این روش هر سه قسمت ESP یعنی سنسور،موتور DC و ECU جدا از هم برروی جعبه فرمان نصب می شوند.
به این صورت که موتور DC و ECU به طور جداگانه بر روی دنده شانه ای قرار گرفته وسنسورها نیز روی پینیون مستقر می شوند.زیرا روی دنده شانه ای گشتاوری وجود ندارد که سنسورها بتوانند آن را حس کنند.
این حالت برای خودروهای سنگین مناسب است.جایی که نیروی زیادی باید به دنده شانه ای اعمال شود.بنابراین نیروی کمکی به طور مستقیم از موتور DC به دنده شانه ای وارد می گردد.
فرمان (EPS ) امروزه جایگزین فرمان هیدرولیک ،در تعداد زیادی از خودروهای جدید است.یکی از مزیتهای EPS حذف شدن پمپ هیدرولیک فرمان است که از8تا10اسب بخار از قدرت موتور رامصرف می کند.همچنین حذف شدن مایع هیدرولیک ،شیلنگها،نشتیهای آن ونیز نیاز به چک کردن آنها از مزیتهای این سیستم می باشد.این سیستم همچنین آرامتر از فرمان هیدرولیک کار می کند0زیرا نه صدای پمپ وجود دارد ونه مایع در داخل شیلنگها وسوپاپها،اما برجسته ترین تفاوت در فرمان پذیری ومنظم بودن فرمان آن است.
فرمان (EPS ) حتی هنگامی که موتور خاموش باشد نیروی کمکی برای پیچیدن فرمان را تهیه می کند. همچنین این سیستم در مصرف سوخت نیز صرفه جویی می کند زیرا وزن کمی دارد وموتور DC آن فقط هنگامی که نیاز باشد به ما کمک می کند.(هنگام پیچیدن فرمان )0 سیستم (EPS ) به وسیله یک موتور12ولت کار می کند وبه موتور خودروبرای منبع انرژی وابسته نیست. بنابراین حساسیت فرمان حتی هنگامی که موتور خاموش است تحت تاثیر قرار نمی گیرد.
سیستم فرمان برقی بااندازه گیری های بسیار دقیق تنظیم می شود که تطبیق یافتن آن برای کنترلهای هیدرولیکی سخت می باشداین سیستم بوسیله بازبینی ورودی های غربیلک فرمان ،سرعت خودرو ودیگر عاملهای دینامیکی می تواند یک حرکت مستقیم برای خودرو مهیا کند. EPS می تواند نیروی زیادی هنگامی که شما احتیاج دارید فراهم کند ( سرعت کم ) همچنین هنگامی که نیاز نداریم از توانایی فرمان می کاهد( سرعت زیاد ) .
در عین حال چون با سیستم نرم افزاری هدایت می شود دقت فرمان و اعتدال آن و حساس بودن آنرا بالا می برد.
سیستم فرمان پر قدرت برقی (EPS ) اولین بار روی خودروی Acura NSX ( از اولین خودروهای تولیدی با این مشخصه ) Honda S2000 ، Toyota Prius و Toyota RAV4 به اضافه تعداد زیادی از مدلهای GM بین 2004 تا 2009 و شورلت ، پونتیاک از 2002 تا 2009 و غیره ، استفاده شد .
چگونگی کارکرد فرمان برقی
اگر چه برخی از سیستم های قدیمی فرمان برقی عملا" الکتروهیدرولیک بودند به طوری که از یک الکتروموتور برای به حرکت در آوردن پمپ هیدرولیک استفاده می شد اما نسل جدید فرمان های برقی (EPS ) بطور کلی الکتریکی و الکترونیکی است ، جعبه فرمان از یک میل دندانه دار و یک موتور الکتریکی که روی میل فرمان یا میل دندانه دار بسته شده است ، تشکیل شده است . هنگامی که راننده غربیلک را به حرکت در می آورد سنسورهای فرمان چگونگی و سرعت چرخش غربیلک را بدست می آورد 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 وسنسور روی موتور از میزان چرخش موتور به کنترل یونیت فیدبک می دهد . پس کنترل یونیت موقعیت موتور را نیز مورد نظارت قرار می دهد.
اجزاء تشکیل دهنده سیستم فرمان برقی (EPS ) : 
جعبه فرمان :هنگامی که غربیلک فرمان به چرخش در می آید گشتاور فرستاده شده پینیون موجب می شود که شفت ورودی به چرخش در آید . میل پیچشی که به شفت ورودی متصل است و پینیون می چرخند تا اینکه گشتاور و نیروی متقابل آن مساوی شوند . 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 موتورنیروی لازم برای پیچیدن فرمان را تهیه می کند 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 . این مکانیزم 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 می شود و نیروی کمکی برای پیچیدن فرمان را فراهم می کند .
سنسور TORQUE : 
این سنسور پیچش میل پیچشی را حس کرده و گشتاور به کار برده شده به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. کنترل یونیت فرمان برقی از این سیگنالها استفاده می کند و نیروی کمکی که موتور DC باید فراهم کند را محاسبه می کند .
کنترل یونیت EPS 
این کنترل یونیت سیگنالها رااز سنسورهای مختلف دریافت میکند وحا لت جاری خودرورا تشخیص داده واندازه جریانی راکه باید در موتور DC بکاررفته شود راتعیین می کند.اگر ECU درکارکرد سیستم خطایی پیدا کند یک چراغ خطر آن رابه راننده هشدارمی دهد. ECUخطاهاراذخیره می کند و سیستم EPSاز مدار خارج میشود.اما خودرو هنوز قابلیت هدایت معمولی را دارا می باشد. 
سیستم EPS شرکت جنرال موتور وچند نمونه از مدهای کارکردی آن:
NORMAL MODE : کمک کردن به فرمان در جهت های چپ وراست در پاسخ به ورودی ها وسرعت خودرو
RETURN MODE: کمک که برگشت فرمان بعد از اتمام یک چرخش و فیدبک از سنسور موقعیت فرمان برای OVER SHOOT نشدن سیستم EPS از موقعیت وسط.
DAMPER CONTROL MODE: اصلاح نمودن حساسیت های جاده ومستهلک نمودن ضربه به طور مثال در سرعت های بالا.
PROTECTION MODE : حفاظت از بخشهای الکتریکی در مقابل دمای زیاد وشدت جریان بالا،اگر فرمان یکباره دریک سمت رانده شود وهمچنین اگر در موقعیت قفل به مدت طولانی باقی بماند.راندن ناگهانی فرمان به یک سمت موجب می شود مدول کنترل فرمان دستور دهد بالاترین مقدار جریان به موتور برسد سپس اگر غربیلک فرمان در یک پریود زمانی طولانی در آن موقعیت نگه داشته شود سیستم وارد مد حفاظتی می شود بنابراین موتور بیش از حد گرم نمی شود.
دراین مد PSCM(مدول کنترل فرمان پرقدرت ) اندازه جریان ارسالی به موتور را محدود می کند واز کمک کردن به فرمان کم می کند.(فرمان سفت تر می شود ).
اگردمای سیستم بالا رود و مد حفاظت بار اضافی فعال شود یک کد خطای ( DTC C0176 خطای دمای بالای سیستم ) در حافظه قرار میگیرد. همچنین در برخی مدلها ممکن است خطای DTC C0476 (عملکرد/ارزیابی مدار موتور فرمان برقی)قرار گیرد.این DTCها نشان دهنده نرمال بودن کارکرد PSCM (سفت شدن فرمان ) برای جلو گیری از آسیب حرارتی به قسمتهای سیستم فرمان است .
به هر حال راننده درمورد نچرخانیدن و نگه داشتن غربیلک فرمان درهردوسمت وبه مدت طولانی ،نیاز به آموزش دارد.
اگر یک سنسور در قسمتهای دیگرEPS خراب شود سیستم خود عیب یاب باید خطاها رانشان داده و با روشن کردن یک چراغ اخطار راننده رامطلع کرده وEPS را از مدار خارج کند. دراین مواقع فرمان سفت شده ونیروی زیادی برای فرمان دادن نیاز می باشد.
تعویض قطعات برای فرمان پرقدرت برقی 
دریک مدل از EPS روی GM که موتور برقی روی ستون فرمان مونتاژشده موتور ومدول کنترل هر دو از قسمتهای مونتاژشده میل فرمان هستند.معمولا به عنوان یک واحد در هنگام بروز مشکل تعویض می گردند0درمدلهای دیگر (برای مثال تویوتا) موتور برقی می تواند به تنهایی تعویض شود.موتور برقی می تواند در دو محل قرار گیرد ،روی پایه ستون فرمان مثل مدل GM ویا بطور کامل روی چرخ دنده های فرمان قرار می گیرد (مانند هوندا). در مدل GM موتور به تنهایی سرویس یا مونتاژ میشود وحال انکه در نوع هوندا در صورت خرابی موتور ،نیاز به تعویض جعبه فرمان می باشد.تعویض ستون فرمان می تواند گران تمام شود،قیمتها در جاهای مختلف 600 تا1500دلار یابیشتر متغیر است (بسته به نوع آن).بنابراین عیب یابی صحیح برای جلوگیری از تعویض قطعات غیرضروری لازم می باشد.
سیستم فرمان (steering sys--)امروزه پیشرفتهای علمی و فنی در تمام  زمینه ها  تحقق  یافته  و این امر شامل  صنایع  خودرو سازی  و صنایعوابسته  نیز شده  است. یکی از این  صنایع  و اجزای وابسته ، قسمت  فرمان خودرو است که وظیفه خطیر هدایت خودرو از طریق آن انجام میشود. برای تغییر مسیر خودرو از سیستم فرمان استفاده میشود. لذا مجموعه ی تشکیل دهنده ی این سیستم نقش مهمی در خودرو به عهده دارد. معمول ترین این سیستمهاسیستم دنده شانه ای سیستم دنده شانه ایRackوپینیون(pinion)است. بطوری 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 نیز حرکت خطی را از طریق مفصلها به چرخهای خودرو انتقال میدهد. نحوه تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی در سیستم فرمان (Rack & Pinion) است . در شکل زیر نشان داده شده است.

شکل (1-1) تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی در سیستم فرمان
فصل دومسیر تکامل سیستم فرمان
مقدمه ای بر سیستم فرمان
یکی ازپارامتر های موثر در انتخاب نوع خودرو در کشورهای توسعه  یافته، راحتی  چرخش غربیلک فرمان آن خودرو میباشد . 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 هیدرولکی به قسمت مکانیکی اضافه نمایند .
معمولا این سیستم جانبی به صورت کمکی(Assisted) عمل میکند. یعنی وظیفه ی اصلی به  عهده ی قسمت مکانیکی است.

شکل (2-1) اجزای مکانیکی فرمان
 معمولا اجزاء زیر به قسمت مکانیکی فرمان اضافه میشود تا هیدرولیکی گردد: 
1. پمپ هیدرولیک با مخزن روغن و چرخ تسمه (Pulley) 
شیرهای کنترل (Valve)                              
لوله های رابط (Tube) 
سیلندر (Cylinder)         
تسمه (Belt)
 یستم  هیدرولیکی  فرمان جهت  ایفای  نقش از موتور خودرو استفاده می کند . بنابر این از بازده موتور کمی می کاهد ، همچنین مصرف انرژی  بیشتری را باعث می گردد. علاوه بر آن ، سیستم هیدرولیک  بصورت  مرکز آزاد  (Open – Center) عمل می کند . یعنی حتی در زمانهایی که خودرو بصورت 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 سیستمهای بهتر ومفید تری گشته ، یا آنها را جایگزن هیدرولیکی نمایند یا سیستم هیدرولیکی را بهبود بخشند .
یکی از سیستمهای 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 میشود و در نتیجه فرمان از موتور خودرو مستقل می گردد. شکل زیر یک سیستم فرمان  الکتروهیدرولیکی را نشان می دهد. در این نوع فرمان هر چند مسئله مستقل بودن از موتور خودرو تحقق یافته است ولی مشکل دائمی بودن عمل کرد سیستم هیدرولیکی یعنی حالت مرکز آزاد(Open-Center) هنوز پا بر جاست.
بعبارت دیگر باید حالتی تعبیه نمود که زمانی که چرخشی به فرمان وارد میشود سیستم عمل کند،نه همه ی زمانها.

شکل (2-2) سیستم هیدرولیکی
فرمانهای الکتریکی (EPS) 
این نوع فرمان مشابه هیدرولیکی آن عمل میکند  ولی از لحاظ ساختار متفاوت بوده و دارای  مزایای زیادی نسبت  به نوع  هیدرولیک است. این سیستم  دراواسط  دهه 1970  برای اولین  بار مطرح گردید اما ساخت  و کاربرد عملی  آن از  سال 1993 شروع گردید . در این فرمان مشکل دائمی عملکرد سیستم کمکی  فرمان حل شده است، یعنی  سیستم الکتریکی  زمانی عمل میکند که چرخشی در فرمان  بوجود  آید بعبارت دیگر گشتاوری موجود باشد. فرمان الکتریکی از سه قسمت اساسی زیر تشکیل شده است  که به سیستم فرمان مکانیکی (R&P) اضافه می شود :
1. سنسور گشتاور (Torque Sensor)
2. موتور با جریان مستقیم DC (DC Brushless Motor) 
3. واحد کنترل الکترونیکی یا  ECU (Electronic Control Unit) 
سه قسمت یاد شده میتوانند در یک محفظه (Housing) یا جداگانه قرارگیرند. تا به سیستم هیدرولیکی فرمان جهت ایفای نقش از موتور خودرو استفاده میکند . بنابر این از بازده موتور کمی می کاهد ، همچنین مصرف انرژی بیشتری را باعث می گردد.  علاوه بر آن ،  سیستم هیدرولیک بصورت مرکز آزاد ( Open – Center) عمل میکند . یعنی حتی در زمانهایی که خودرو بصورت 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 دنبال سیستمهای بهتر ومفید تری گشته ، یا آنها را جایگزن هیدرولیکی نمایند یا سیستم هیدرولیکی را بهبود بخشند .یکی از سیستمهای ارائه شده در سال های اخیر فرمان الکتروهیدرولیکی  (EPS) است که در آن به جای استفاده از موتور خودرو یک موتور الکتریکی به پمپ هیدرولیک اضافه می شودو در نتیجه فرمان از موتور خودرو مستقل می گردد. شکل زیر یک سیستم فرمان  الکترو هیدرولیکی را نشان می دهد. در این نوع فرمان هر چند مسئله مستقل بودن از موتور خودروتحقق یافته است ولی مشکل دائمی بودن عمل کرد سیستم هیدرولیکی یعنی حالت مرکز آزاد (Open-Center) هنوز پا بر جاست.به عبارت دیگر باید حالتی تعبیه نمود که زمانی که چرخشی به فرمان وارد میشود سیستم عمل کند نه همه ی زمانها.
درشکل صفحه بعد شما می توانید اجزا وقسمت های مختلف یک فرمان هیدرولیکی را ببینید.

شکل (2-3) اجزا وقسمت های مختلف یک فرمان هیدرولیکی
 طرزکار:
سیستم  EPS  به این صورت عمل می کند که ابتدا سنسورگشتاور وارده از غربیلک فرمان را حس نموده، آن رابه صورت سیگنال یا سیگنالهایی  به قسمت میکروکنترلر(ESU) ارسال  میکند . میکروکنترلر علاوه بر این سیگنال ، سیگنالی نیز از سرعت خودرو دریافت می کند  ، آنگاه این دو را پردازش نموده ، دستور العمل لازم را به قسمت موتور  DC اعمال مینماید  تا به صورت کمکی (Assisted) سیستم فرمان مکانیکی را تحت تاثیر  قرار دهد.بنابراین دستور العملهای ECU به موتور Brushless   تابعی از خروجی سنسور و سرعت  خودرو است . این یعنی سرعت  در عملکرد EPS موثر بوده و این به منظور ایمنی بیشتر خودرو است . یعنی بیشترین عملکرد در سرعتهای پایین و کمترین عملکرد آن در سرعتهای بالای خودرو است.

شکل (2-4) سیستم  EPSمحل نصب  :EPS 
فرمان الکتریکی در سه حالت مختلف متواند بر روی قسمت مکانیکی نصب شود.
الف)- نصب بر روی ستون(Column) فرمان : در این روش مجموعه سنسورها ، موتور DC   و قسمت ECU
بطور مجتمع در یک محفظه مستقر شده وبر روی ستون فرمان (Steering- Column)  نصب می شود.  بنابراین عملکرد  کمکی   (Assisted)  فرمان  EPS  به ستون فرمان اعمال می گردد. این روش در خودروهای  کوچک ، مخصوصا خودروهای  درون  شهری  که راحتی فرمان  فاکتور مهمی به ویژه در  ترافیک های  سنگین  و پارک نمودن خودرو محسوب میشود ، بکار می رود. ستون فرمان با موتور الکتریکی DC توسط دنده حلزونی درگیر 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 روی پینیون 
در این روش نیز مجموعه سنسورها ، موتور DC  و قسمت ECU بطور مجتمع در یک محفظه قرارگرفته ولی بر روی  پینیون نصب می شوند. این  حالت برای  خودروهای  نیمه  سنگین مناسب بوده ، جایی  که راننده این نوع خودروها در راحت ترین حالت میتوانند خودرو را هدایت کنند.
ج)- نصب بر روی دنده شانه ای: 
در این روش هر سه قسمت  EPS  یعنی سنسور ، موتور DC   و ECU  جدا از هم بر روی جعبه فرمان  نصب
میشوند . به این صورت که موتور DC و ECU بطور جدا از هم بر دنده شانه ای (Rack) قرار گرفته و سنسور-
ها نیز روی پینیون مستقر می شوند . زیرا روی دنده شانها  گشتاوری وجود ندارد که سنسورها بتوانند آن را حس نمایند. این حالت برای خودروهای سنگین مناسب است . جایی که نیروی زیادی باید به دنده شانها اعمال شود.بنا براین نیروی کمکی ( Assisted) بطور مستقیم از موتور DC به دنده شانه ای Rack)) وارد میگردد.
مزیای فرمان الکتریکی نسبت به فرمان هیدرولیکی
1.       حذف پمپ هیدرولیک (pump) وچرخ( pulley) 
2.       حذف شیرهای کنترل(valve) و لوله های رابط
3.       حذف تسمه ما بین پمپ هیدرولیک وموتور اتومبیل(belt) 
4.       حذف جک هیدرولیک(jack hydraulic) و روغن هیدرولیک
5.       وزن کم نسبت به هیدرولیکی
6.       تغییرات کمتردر قسمت مکانیکی فرمان هنگام طراحی فرمان الکتریکی نسبت به هیدرولیک
7.       عدم کمک (Assist) فرمان در هنگام عدم ورود گشتاور در فرمان الکتریکی ،به عبارت دیگر زمانی که انحرافی در فرمان داده شود ،قسمت الکتریکی  وارد عمل میگردد. 
8 - فرمان الکتریکی به صورت Fail Safe است. چنانچه قسمت الکتریکی به دلایلی از کار افتد، قسمت مکانیکی فرمان میتواند به کار ادامه دهد.
9 – مقداری  انرژی  مصرفی در فرمان الکتریکی ، حدود یک ششم انرژی مصرفی در فرمان هیدرولیک است. به عبارت دیگر به مقدار85% در انرژی مصرفی از لحاظ فرمان الکتریکی نسبت به هیدرولیک صرفه جویی میشود.
10 - کاهش حجم واندازه نسبت به هیدرولیک
11 - مستقل بودن از موتورخودرو
12 - کاهش قابل ملاحظه زمان مونتاژ
13 - افزایش قابل ملاحظه عمر موثر نسبت به فرمان هیدرولیکی
14 - قابلیت ایمنی بالا در شرایط بحرانی

متن کامل در سایت امید فایل 

15 - استفاده از یک نوع  فرمان الکتریکی در چندین خودروی  متفاوت، به عبارت  دیگر یک نوع  طراحی فرمان
الکتریکی را در چندین خودروی مختلف می توان بکار برد .
(به شرطی که وزن اکسل جلوی خودروها و سیستم برق داخل آنها مشابه باشد.)
فرمان SBW (Steer By Wire)
این  نوع فرمان مدرن ترین نوع  فرمانهای حال و آینده است . در این نوع سیستم ، ستون فرمان حذف شده و هیچ رابط مکانیکی بین غربیلک و قسمت دنده شانه ای و پینیون (R , P) وجود  ندارد، این فرمان از دو آیتم الکترونیکی تشکیل شده است که به شرح زیر است :
 الف- آیتم انتقال مقدار چرخش غربیلک به قسمت پینیون : 
 این بخش شامل سنسور و زاویه ای (Angular Sensor)  میکروکنترولر (ECU)  و موتور DC  است. سنسورزاویه ای ، روی محوری که غربیلک  روی آن می چرخد ، قرار دارد و مقدار زاویه گردش فرمان را حس نموده،به میکروکنترولر انتقال می دهد. آنگاه  میکروکنترلر سیگنال لازم را به موتور DC  این آیتم که روی پینیون قراردارد ، ارسال و در نهایت به دنده شانه  ای منتقل و عمل هدایت خودرو توسط فرمان انجام میشود . ممکن است این استنباط بوجود آید که فیدبک جاده و چرخها به غربیلک و در نتیجه به راننده منتقل نمی گردد وهمچنین هیچ بازدارنده ای در میزان چرخش غربیلک  توسط راننده وجود ندارد. در حالی که این استنباط درست نبوده و بازتاب عکس العمل جاده به غربیلک (با توجه  به این که ستون فرمان وجود ندارد ) و راننده منتقل میشود.
 ب)- آیتم انتقال فیدبک (Feedback) جاده و چرخها به راننده:
 این بخش شامل سنسور گشتاور (Torque Sensor) ، میکروکنترلر و موتور DC مجزا است . سنسور گشتاورروی پینیون مستقر بوده و گشتاور بوجود آمده را حس نموده ، به میکروکنترلر انتقال میدهد .
میکروکنترلر نیز پس از پردازش  سیگنال دریافتی ، دستورالعمل لازم را به موتور DC   این آیتم که روی محور غربیلک  نصب شده است ، ارسال میکند که به غربیلک نیرو وارد نماید.در نتیجه فیدبک جاده به راننده منتقل گشته و عمل هدایت خودرو از طریق فرمان به درستی و واقعی انجام می پذیرد. لذا این نوع سیستم فرمان علاوه بر قسمت مکانیکی دنده شانه ای و پینیون ، از دو مجموعه سنسور ( یکی زاویه ای و دیگری گشتاور ) ، میکروکنترلر و موتور DC  تشکل شده است . این نوع  سیستم اگر چه به جهت  حذف ستون فرمان به ایمنی راننده در مواقع  بحرانی می انجامد اما ضریب ایمنی  بالایی را در سیستم هدایت خودرو می طلبد. زیرا سیستم  مکانیکی کامل  نبوده، عمل ستون  فرمان  توسط  یک سیگنال  الکترونیکی انجام می شود و سیگنال های الکترونیکی ضریب اطمینان بالایی را لازم دارند .
شرکتهای فعال در زمینه ی سیستم فرمان الکتریکی : 
فرمان الکتریکی از سال 1995 بتدریج برروی خودروهای سواری نصب شده و شرکتهای صاحب فن آوری این
نوع فرمان آن تحقیقات و سرمایه گذاریهای گسترده ای انجام داده اند . مهمترین آنها عبارتند از :
 شرکت Delphi : 
این ا ز سال 1999 تا پایان سال 2003 بیش از 2.5 میلیون دستگاه فرمان با تکنولوژی الکتریکی تولیدشرکت او به فروش  رسانده است . فرمانهای  تولیدی آن اکنون بر روی چهار نوع خودرو در اروپا  شامل فولکس لوپو ، فیات پاندا ، پونتو و اپل مریوا نصب و مورد استفاده قرار گرفته است . این شرکت  تولیدات خود را با اسامی،فرمانهای مخصوصی معرفی کرده است . فرمانهای الکتروهیدرولیکی با نام Magnasteer الکتریکی با نام Esteer و فرمانSBW با نام Quadra steer عرضه می شود. بعنوان مثال فرمان Esteer نصب شده روی خودرو فیات پانتو در شکل  صفحه بعد  نشان داده شده است . اکنون روزانه 50000  دستگاه از انواع  سه گانه فرمانهای یاد شده را در 10 نقطه ی دنیا تولید میکند.
 شرکت Koyo Seiko :
این شرکت در سال 2001 در حدود 2.4 میلیون دستگاه از فرمانهای الکتریکی تولید نموده است .از مهم ترقراردادهای قرار دادهای آن درسال 2003 میتوان به فروش 350000 دستگاه فرمان الکتریکی به شرکت دایملر-کرایسلر جهت نصب بر روی خودرو ا سمارت و 300000 دستگاه به شرکت جنرال موتورز اشاره نمود. پیش بینیها حاکی از آن است . که در سال 2006 در حدود 10 میلیون  دستگاه تولید و بفروش خواهد رساند
فصل سومهدف از به کارگیری سیستم فرمان
هدف از سیستم فرمانسیستم فرمان  به راننده امکان می دهد که جهت حرکت خودرو راتنظیم و کنترل کند . این کار به کمک میله بندیی انجام می شود که فلکه فرمان را بهچزخ های فرمان گیر متصل می کند . سیستم فرمان ممکن است دستی یا هیدرولیکی باشد .وقتی تنها منبع انرژی سیستم فرمان نیرویی باشد که راننده بر فلکه فرمان وارد میکند، سیستم فرمان خودرو دستی است. در سیستمن فرمان غیر دستی از یک پمپ هیدرولیک یاالکتروموتور برای کمک به نیرو راننده استفاده می شود اغلب خودروها سیستم فرمان غیردستی دارند تا بتوانند راحتر پارک کنند. - طرز کار هر دو سیستم اساسا یکی است.وقتی راننده فلکه فرمان را می چرخاند ، حرکت به جعبه فرمان منتقل می شود جعبهفرمان حرکت چرخشی فلکه فرمان را به حرکت مستقیم یا خطی تبدیل می کند . حرکت خطی ازطریق میله بندی فرمان یا میل فرمان های چپ و راست متصل به بازوهای سگدست فرمان یاشغالدست های چپ و راست عمل می کند. در نتیجه سگدست فرمان روی سیبکها ، به طرف داخلیا خارج ، حرکت می کند . این حرکت سبب پیچیدن چرخها و لاستیکها به چپ یا راست ،برای هدایت خودرو می شود .
 

شکل (3-1) انواع سیستم فرمان
 اجزای سیستم فرمان سیستم فرمان سه جزء اصلی دارد:
1. فلکه فرمان و مارپیچ فرمان که حرکت دست راننده را به جعبه فرمان انتقال می دهند 
2. جعبه فرمان که مزیت مکانیکیرا افزایش می دهد و حرکت چرخشی فلکه فرمان را به حرکت خطی تبدیل می کند .
3. میله بندی فرمان که حرکت خطی را به شغالدست ها انتقال می دهد.
 انواع جعبه فرمان در خودروها نیز از دو نوع جعبه فرمان استفاده می شود .این دو نوع جعبه فرمان عبارتند از جعبه فرمان ساچمه ای (شکل 1 الف) و جعبه فرمان اره ای(شکل 2 ب) هر دونوع جعبهفرمان می توانند دستی یا غیر دستی باشند .بعضی از خودرو های جعبه فرمان حلزونیدارند این نوع جعبه فرمان شبیه جعبه فرمان ساچمه ای است در هر دو جعبه فرمان ازهزارخاری و میله بندی فرمان متوازی الاضلاع استفاده می شود که در شکل(1 الف) نشانداده شده است. هزار خاری فرمان محور خروجی جعبه فرمان را به میله بندی فرمان متصلمی کند .
  جعبه فرمان ساچمه ایکامیونها و اتومبیل های بزرگ غالبا جعبه فرمان ساچمه ای دارند (شکل 2 ) در این نوع جعبه فرمان، سر داخلی محور خروجی یک تاج خروسی دارد . تاج خروسی قطاعی از یک چرخدنده استمحور خروجی را محور تاج خروسی یا پینتون فرمان می نامند دندانه های تاج خروسی بادندانه های شانه ای مارپیچ فرمان درگیر می شود این شانه ای روی حلزونی حرکت می کندکه به سر مارپیچ فرمان متصل است . ساچمه ها در شیارهای داخل شانه ای مارپیچ فرمانو در حلزونی می غلتند. - وقتی مارپیچ فرمان می چرخد ، حلزونی ساچمه ها را به غلتشدر شیار ها وادار می کند . ساچمه ها، در حین غلتیدن، شانه ای مارپیچ فرمان را بهحرکت به طرف بالا یا پایین حلزونی وادار می کنند . حرکت شانه ای مارپیچ فزمان سببچرخش پینتون فرمان می شود .
 

شکل (3-2) جعبه فرمان ساچمه ای دستی
در نتیجه هزار خاری فرمان (شکل 1 الف) به نوسان در می آید و میله بندی فرمان را وادار به پیچاندن چرخها می کند.- ساچمه ها تنها واسطه تماس بین حلزونی و شانه ای مارپیچ فرمان اند . در نتیجه اصطکاک کاهش می یابد در حین کار کردن فرمان ساچمه ها از یک سر شانه ای مارپیچ فرمان به سر دیگر آن می روند و باز می گردند وقتی ساچمه ها به انتهای شیار داخل شانه ای مارپیچ فرمان می رسند ،وارد کانال های شانه ای فرمان می شوند(شکل 2 ) سپس از طریق به سر دیگر شانه ایمارپیچ فرمان باز می گردند .
 جعبه فرمان اره ای بیشتر خودروهای کوچک جعبه فرمان اره ای دارند (شکل 3 ) در این جعبه فرمان یک دنده پینتون بر سر مارپیچ فرمان نصب شده که با دنده های یک دنده شانه ای درگیر می شود. میل فرمانها دو سر دنده شانه ایرا به شغال دستها متصل می کنند وقتی فلکه فرمان می چرخد، دنده پینیون دنده شانه ایرا به طرف چپ یا راست می راند این حرکت سبب حرکت میل فرمانها و شغالدست می شود کهسگدست ها و چرخها را به طرف داخل یا خارج می پیچانند . - سرهای داخلی میل فرمان هاساچمه هایی دارند که در بوشهای واقع در سرهای دنده شانه ای جای می گیرند (شکل 3 )در نتیجه سرهای خارجی میل فرمانها می توانند همراه با سگدست ها و چرخها بالا وپایین بروند گردگیرهای لاستیکی انعطاف پذیر مانع ورود گرد و غبار و آب به جعبهفرمان می شوند.- بسیاری از سیستم های فرمان ، شغالدست فرمان دارند که بین لولهفرمان و جعبه فرمان نصب می شود (شکل 3 ) در سر بالایی میل واسط یک قفل گاردان و درسر پایینی آن یک کوپلینگ انعطاف پذیر نصب شده است این قطعات مانع می شود که ضربهدست انداز و صدا، از طریق لوله فرمان ، به راننده برسد.

شکل (3-3) جعبه فرمان اره ای دستی

فصل چهارمنحوه کارکرد فرمان خودرو
نحوه کار فرمان خودرو

(4-1) فرمان خودرو
بدیهی است که با چرخاندن فرمان خودرو، چرخ ها نیز می گردند؛ اما دانستن آنچه که منجر به شکل گیری این عمل و عکس العمل می شود بسیار جالب تر از این امر ساده خواهد بود. ما در این مقاله سعی بر آن داریم که چگونگی کارکرد دو نوع از پرکابردترین سیستم های فرمان ها یعنی چرخ و میله دنده و ساچمه چرخان (Recirculating Ball) را شرح دهیم. سپس نحوه کارکرد فرمان برقی را بررسی می کنیم و به بحث در مورد آینده این سیستم ها (از نظر بهبود مصرف سوخت) خواهیم نشست. در ابتدا نگاهی به آنچه که باعث چرخش خودرو می شود خواهیم داشت.
 دور زدن با خودرونکته ای که ممکن است جالب توجه باشد این است که هنگام دور زدن، چرخ های جلوی خودرو هر دو به موازات هم و به یک جهت واحد متمایل نمی شوند. برای آنکه خودرو به نرمی دور بزند، هر چرخ بایستی حول دایره ی متفاوتی بچرخد. از آنجایی که چرخ داخلی حول دایره ای با شعاع کوچکتر می چرخد، این چرخ دور کوچکتری را نسبت به چرخ دیگر خواهد زد. اگر خطی را به صورت عمودی به هر چرخ متصل کنیم، خطوط مذکور در مرکز دایره ای به هم خواهند رسید.

(4-2) نحوه اتصال چرخ ها

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *