سیستم فرمان

Download Report

Transcript سیستم فرمان

‫بسم هللا الرحمن الرحیم‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫پروژه طراحی و شاسی و بدنه خودرو‬
‫تشریح و بررسی اجزای فرمان خودرو‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫سیستم فرمان‬
‫سیستم فرمان به راننده امکان میدهد که جهت حرکت خودرو را تنظیم و تعادل آنرا‬
‫حفظ کند‪،‬و وظیفه اصلي سیستم فرمان تبدیل گشتاور ورودي به غربیلك فرمان‬
‫توسط راننده ‪،‬به زاویه فرمان چرخ ها مي باشد برای درک عملکرد فرمان‪ ،‬بررسی‬
‫‪ 5‬مورد ضروری است‬
‫‪-1‬عوامل مربوط به چرخ و تایر‬
‫‪-2‬هندسه فرمان‬
‫‪-3‬اجزای سیستم فرمان‬
‫‪ -4‬سینماتیک سیستم فرمان‬
‫‪ -5‬سیستم تعلیق‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫بطور کلی اهم وظایف یک سیستم فرمان مناسب‬
‫عبارتند از‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫_حرکت خودرو در راستای دلخواه راننده‬
‫_تبدیل حرکت زاویه ای غربیلک به حرکت زاویه ای چرخ های‬
‫فرمان ده‬
‫_کاهش نیرو و تالش راننده و نیز فراهم آوری شرایط کاری آسان‬
‫_بهبود الستیک سایی و کنترل سایش‬
‫_فراهم آوری پایداری مناسب چرخها و سیستم در شرایط مختلف‬
‫جاده‬
‫_ایجاد حالت خنثی در هنگام رانش مستقیم‬
‫_جلوگیری از لرزش های ناخواسته چرخ‬
‫_جذب لرزش های جاده و جداسازی راننده از آن با بهره از لرزه‬
‫گیر فرمان‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫تراکنش راننده و خودرو‬
‫‪‬‬
‫غربیلک فرمان ← سیستم فرمان دهی ← زاویه‬
‫فرمان دهی چرخ ← تایر ← نیروهای کناری ←‬
‫راستای حرکت‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫مواردی که در طراحی فرمان موثر است‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ -1‬شعاع گشتاور فرمان باید در حد استاندارد باشد‬
‫‪ -2‬نیرویی که بتواند غربیلک فرمان را بچرخاند محدود است و طراح باید این گشتاور را در حد مجاز و‬
‫استاندارد محاسبه کند‬
‫‪ -3‬هنگام دور زدن و پس از آزاد شدن فرمان باید سریعا به حالت اولیه خود برگردد به عبارت دیگر‬
‫فرمان باید برگشت پذیر باشد تا موجب پایداری خودرو گردد‬
‫‪ -4‬خالصی (تلرانس) در اجزای تشکیل دهنده مکانیکی فرمان باید در حد استاندارد باشد‬
‫‪ -5‬برای راحتی سفر و چرخاندن غربیلک فرمان باید حتی المقدور اصطکاک را کم کرد و در حد‬
‫استاندارد باشد‬
‫‪ -6‬شوک های وارده به فرمان در اثر ناهمواری های جاده تا حدود زیادی باید مستهلک شود از طرفی‬
‫از بین رفتن کامل ارتعاشات نیز مطلوب نیست زیرا راننده باید تا اندازه ای حرکات و ناهمواری جاده را‬
‫احساس کند تا بتواند سرعت خودرو را تنظیم کند‬
‫‪ -7‬قطر غربیلک طوری باید انتخاب شود که راننده به راحتی بتواند نیروی گشتاور مورد نیاز را اعمال‬
‫نماید و از طرفی طراح باید فظای موجود داخل کابین را در نظر بگیرد‬
‫‪ -8‬هندسه چرخها باید بر اساس استاندارد خودرو باشد تا الستیک سایی به حداقل و فرمان پذیری راحت‬
‫تر باشد‬
‫‪ -9‬تنظیم پذیری سیستم فرمان باید به گونه ای باشد که پس از آنکه از میزان بودن در اثر ناهمواری‬
‫های جاده خارج شد به راحتی تنظیم کرد‬
‫‪ -10‬سیستم فرمان باید به گونه ای طراحی گردد که تحمل فشارها و شوک های شدید ناشی از‬
‫ناهمواری جاده برای راننده تحمل پذیر باشد‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫‪ -11‬برای ساخت قطعات و شکل پذیری آنها و همچنین استحکام سیستم فرمان باید از موادی انتخاب‬
‫گردد که ایمنی خودرو در حد استاندارد باشد‬
‫ویژگی های سیستم فرمان‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫تالش فرماندهی )‪ :(steering effort‬مقدار نیرویی است که برای گردش چرخ ها به‬
‫غربیلک فرمان داده میشود ‪ .‬مقداری از این نیرو بخاطر تلفات مکانیکی موجود در سیستم‬
‫میباشد ‪.‬‬
‫حس فرمان دهی )‪ :(steering feel‬عبارت است از حس اینکه فرمان به کدام سو کج‬
‫شده است‪ .‬که از شاخص های مهم در طراحی سیستم فرمان هیدرولیک است‪.‬چون در‬
‫سیستم فرمان هیدرولیک انتظار بر این است که در سرعت های پایین و در شرایط پارک ‪،‬‬
‫حس فرمان دهی کم باشد(آسایش راننده) ‪.‬ولی در سرعت های باال به سبب وجود جاده و‬
‫ایمنی و پایداری بیشتر خودرو ‪ ،‬حس فرمان دهی بیشتر میشود‪.‬‬
‫سرعت فرمان دهی ‪ :‬نسبت سرعت غربیلک به دوران چرخ ها‬
‫نرخ فرمان دهی یا ضریب فرمان (‪ : )steering ratio‬نسبت زاویه دوران غربیلک‬
‫فرمان به زاویه دوران چرخ است‪ .‬میانگین نرخ فرمان دهی برای خودرو سواری ‪ 12‬به ‪1‬‬
‫و برای خودروهای سنگین حدود ‪ 28‬به ‪ 1‬میباشد هرچه نسبت فرمان دهی کاهش یابد ‪،‬‬
‫سرعت و تالش فرماندهی افزایش مییابد‪ ،‬و فرمان حساس میشود و با کمترین نیرو منحرف‬
‫میشود‪.‬‬
‫بازه فرمان دهی ‪ :‬بیشینه گردش چرخ ها یا غربیلک را بازه فرماندهی گویند‪.‬‬
‫ایمنی سیستم فرمان دهی ‪:‬‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫گردش خودرو‬
‫‪‬‬
‫زمانی ماشین خود را می گردانید‪ ,‬چرخ های شما به یک سمت جهت گیری‬
‫نمی کنند‪ .‬برای اینکه خودرو به نرمی بگردد هر چرخ باید از یک مسیر دایره‬
‫ای متفاوت پیروی کنند‪.‬زمانی که چرخ درون پیچ از دایره ای با شعاع‬
‫کوچکتر پیروی می کند حقیقتا" گردش سخت تری نسبت به چرخ بیرونی‬
‫دارد‪.‬اگر شما برای هر چرخ یک خط عمود منصف رسم کنید این خطوط در‬
‫نقطه ی مرکز گردش طالقی می کنند‪ .‬لذا شکل هندسه ای اهرم فرمان بگونه‬
‫ای است که چرخ درونی بیش تر از چرخ بیرونی بگردد‪.‬‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫دسته بندی سیستم های فرمان ‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪ -1‬سیستم فرمان دستی ( ‪)Manual Steering System‬‬
‫‪‬‬
‫‪ -2‬سیستم فرمان توانی( ‪)Power Steering System‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫سیستم فرمان هیدرولیکی‬
‫سیستم با کمک الکتریکی‬
‫سیستم فرمان الکتریکی‬
‫سیسنم فرمان ترکیبی‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫زیر بخش های عمده فرمان دستی ‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫غربیلک فرمان( ‪)Steering wheel‬‬
‫میل فرمان‬
‫جعبه فرمان ( ‪)Steering Gear Box‬‬
‫اهرم بندی و اتصاالت‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫غربیلک‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫کار غربیلک انتقال دادن نیروی دست راننده به مارپیچ فرمان در‬
‫داخل جعبه دنده است‪.‬‬
‫بیشتر غربیلک ها از یک حلقه فلزی که در مرکز آن سوراخی‬
‫است به صورت هزار خار (شیار شیار) که سر میله فرمان به‬
‫صورت پیچ ‪ ،‬ماشین کاری شده از مرکز غربیلک گذشته و به‬
‫وسیله مهره ای فلکه فرمان به میله متصل میشود و سر دیگر میل‬
‫فرمان که به صورت حلزونی یا پینیون است در جعبه فرمان جای‬
‫دارد‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫تعداد گردش غربیلک‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫میانگین نرخ فرمان دهی برای خودرو سواری ‪ 12‬به ‪ 1‬و‬
‫برای خودروهای سنگین حدود ‪ 28‬به ‪ 1‬میباشد‪ .‬همچنین‬
‫بازه جابجایی اهرم هزار خار جعبه فرمان ‪ 80‬درجه‬
‫میباشد‪ .‬در این صورت‪:‬‬
‫‪Nsw = (80*12)/360 =2.66‬‬
‫→‬
‫‪→ Nsw = (80*28)/360‬‬
‫‪=6.22‬‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫)‪SR (12/1‬‬
‫)‪SR (28/1‬‬
‫ذوزنقه فرمان‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫از یک چهار ضلعی به شرح زیر تشکیل شده است ‪.‬‬
‫فاصله بین کینگ پین دو چرخ (ضلع بزرگ) و فاصله بین دو سیبگ دو چرخ‬
‫(ضلع کوچک ) و دو ضلع غیر موازی یعنی فواصل بین کینگ پین ها و‬
‫سیبگ هاست‪ .‬و مرکز چرخش ‪ ،‬اهرم سگدست میباشد‪.‬الزم به ذکر است که‬
‫محور کینگ پین در خودرو های سبک و سواری قدیم استفاده میشد و در‬
‫خودروهای نوین از لوال بندی سیبکی سود می جویند‪.‬‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫‪‬‬
‫میله های فرمان در انواع یک قسمتی و دو قسمتی که از وسط جداست ‪ .‬و دو‬
‫قسمتی که ازکنار جدا میشوند و سه قسمتی ساخته میشود‪.‬‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫اهرم بندی فرمان‬
‫‪‬‬
‫اهرم بندی های گوناگونی‬
‫برای اتصال سگدست فرمان‬
‫چرخ های فرمان ده به اهرم‬
‫هزار خار دنده فرمان به کار‬
‫رفته است‪.‬‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫‪‬‬
‫هریک از چرخ های جلو بر روی عضوی بنام سگدست دوران میکند ‪ ،‬که‬
‫سگدست توسط یک لوال بنام کینگ پین به ته محور وصل میشود ‪ .‬یک قطعه‬
‫بنام شغالدست به هر یک از سگدست ها متصل شده و این دو شغالدست توسط‬
‫میله رابط فرمان به یکدیگر متصل میگردند‪.‬اتصاالت بوسیله سیبک امکان پذیر‬
‫شده است‪ .‬میله رابط به یک میله بنام بازوی میله فرمان متصل شده است که‬
‫این میله به بازوی متصل به محور خروجی جعبه دنده فرمان که به آن بازوی‬
‫هزار خار میگویند وصل میگردد‪.‬‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫جعبه دنده فرمان‬
‫‪‬‬
‫جعبه دنده فرمان به منزله قلب‬
‫سیستم است ‪ ،‬و مهمترین وظیفه‬
‫جعبه فرمان عبارتست از کاهش‬
‫میزان دوران از غربیلک فرمان تا‬
‫چرخ هاست یعنی گشتاور کمی که‬
‫راننده به فلکه وارد می کند در‬
‫جعبه فرمان به گشتاور زیادی که‬
‫برای به حرکت دراوردن چرخهای‬
‫جلو مورد نیاز است تبدیل می‬
‫شود وهمچنین تبدیل حرکت گردشی‬
‫محور ورودی به حرکت خطی‬
‫خروجی میباشد ‪.‬‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫انواع جعبه دنده فرمان‬
‫شانه ای یا کشویی‬
)Worm& Sector Steering Gear (‫حلزونی و تاج خروسی‬
)Recirculation Ball Steering ( ‫ساچمه ای‬
)Cam & Peg Steering Box (‫حلزونی و انگشتی‬
Worm & Roller Steering Gear Box ( ‫حلزونی و غلتکی‬
)Rock-pinion (
)
www.learnfile.ir





‫جعبه فرمان کشویی‬
‫‪‬‬
‫در این نوع جعبه فرمان میله ای‬
‫که از غربیلک به جعبه دنده می آید‬
‫به چرخ دنده ی کوچکی متصل می‬
‫شود که مارپیچ فرمان به حساب‬
‫می اید و با غربیلک حرکت دورانی‬
‫می کند به این قطعه پینیون گفته می‬
‫شود پینیون با یک میله ی‬
‫بلند دندانه دار شانه ای(‬
‫رک) درگیر می ‪ rack‬داندانه‬
‫هایی است که روی این میله فلزی‬
‫ایجاد شده است و به انتهای این لوله‬
‫‪ ،‬میله ای که میله ی قید ( ‪Tie‬‬
‫‪ )Rod‬نام دارد متصل شده است‪.‬‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫‪‬‬
‫طرز کار ‪ :‬با حرکت دورانی فلکه فرمان و پینیون میل شانه ای به‬
‫صورت خطی حرکت می کند این حرکت به اهرم های چرخ)شغال‬
‫دست (انتقال یافته چرخها را حول محورشان که سیبکی هستند به‬
‫دوران در می اورد برای انکه میل فرمان شانه ای با پینیون در‬
‫تماس مطمئن قرار گیرد میله ای شانه ای فرمان را در داخل لوله ای‬
‫قرار داده دو انتهای ان را یاتاقان بندی کرده این یاتاقانها که بوش‬
‫راهنما هستند میل شانه ای را در خط مستقیم نگه می دارند تا فاصله ی‬
‫ان با پینیون حفظ شود عالوه بر بوش های دو طرف ‪,‬محلی برای‬
‫تنظیم لقی شانه و پی نیون طراحی می شود این محل به بوش تنظیم‬
‫معروف است که فنری شانه ای را به پینیون اتصال می دهد‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫مزایای جعبه فرمان کشویی‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ساختمان ساده‬
‫قیمت ارزان‬
‫سهولت پروسه ساخت‬
‫قابلیت اطمینان باال‬
‫امکان تعبیه دمپینگ مناسب در جعبه فرمان‬
‫حساسیت باال به علت اتصال میله واسط به رک‬
‫فضاي کمي را اشغال مي کند‪.‬‬
‫وزن کم‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫معایب‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫حساسیت بیشتر به ضربه ناشي از تصادف‬
‫انتقال بیشتر ارتعاشات جاده به غربیلک فرمان به علت‬
‫کوتاه بودن میله رابط‬
‫زاویه فرمان محدود به علت محدودیت حرکت عرضي رک‬
‫سفتي فرمان به علت کاهش نسبت فرمان‬
‫قابلیت استفاده در اکسل صلب را ندارد‪.‬‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫جعبه فرمان حلزونی تاج خروسی‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫‪‬‬
‫در این نوع جعبه فرمان یک مارپیچ حلزونی به کار رفته که با‬
‫فلکه فرمان حرکت دورانی می کند مارپیچ با چرخ دندانه دار دایره شکلی‬
‫درگیر می شود و حرکت غربیلک فرمان را به چرخ دندانه دارانتقال می دهد‬
‫اهرم هزار خار که به میل فرمان حرکت خطی می دهد به‬
‫این چرخ دندانه دار (تاج خروسی) متصل گردیده است بنابراین با‬
‫حرکت مارپیچ فرمان نیرو به تاج خروسی وارد می شود و چون تاج‬
‫خروسی با اهرم هزارخار یک پارچه گردیده اهرم هزار خار هم حرکت‬
‫دورانی محدود می نماید این حرکت به اهرم بلند فرمان انتقال یافته باالخره‬
‫سیستم اهرم بندی را به حرکتدر می آورد‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫جعبه فرمان ساچمه ای‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫در این نوع جعبه فرمان برروی مارپیچ حلزونی جعبه ی دندانه داری قرار دارد که داخل‬
‫آن ساچمه پر شده است‬
‫روی مارپیچ یک محفظه ی پر از ساچمه قرار دارد که داخل ان دندانه دار است و در داخل‬
‫دندانه ها ساچمه قرار می گیرد در حقیقت به دو دلیل از بلبورینگ استفاده می شود‪:‬‬
‫کاهش اصطحکاک و ساییده شدن‬
‫کاهش لنگ زدن چرخدنده‬
‫به علت ضریب اصطکاک کمی که ساچمه به دندانه دارد انتقال نیرو بین مارپیچ و محفظه ی‬
‫ساچمه به راحتی انجام میگیرد بنابراین معموال این نوع جعبه فرمان کم اصطکاک تر هستند و‬
‫با نیروی کم تری چرخ های جلو را می چرخانند ساچمه ها در دو ریل جدا از هم در شیارهای‬
‫محفظه پر شده اند و چون ریل محفظه با زاویه طراحی و ساخته شده است در نتیجه با پیچاندن‬
‫مارپیچ ساچمه ها به انتهای ریل مارپیچ هدایت می شوند در انتهای حرکت وقتی ساچمه ها از‬
‫شیار مارپیچ خارج شدند به لوله ی راهنما می رسند لوله های راهنما ساچمه ها‬
‫را مجددا به ابتدای مسیر مارپیچ هدایت می کنند به علت چرخش ساچمه ها در مدار‬
‫معین به این گونه جعبه فرمان ها نوع ساچمه ای چرخنده نیز می گویند‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫‪‬‬
‫با حرکت خطی محفظه در روی مارپیچ دندانه های روی محفظه که با تاج خروسی محور‬
‫هزار خار درگیر هستند به تاج خروسی حرکت دورانی می دهد و به دنبال ان محور هزار‬
‫خار هم حرکت دورانی می کند در انتهای مارپیچ فرمان و در ابتدای جعبه فرمان محلی برای‬
‫یاتاقان بندی مارپیچ پیش بینی شده است معموال یاتاقان انتهایی تکیه گاه قابل تنظیمی دارد تا با‬
‫پیچاندن تکیه گاه بتوان مارپیچ را در محل درستی نسبت به محفظه قرار داد ممکن است این‬
‫تنظیم طولی مارپیچ با واشر گذاری انجام شود مانند جعبه فرمان پیکان محور اهرم هزار خار‬
‫به وسیله ی بوش یا یاتاقان بندی غلتکی در بدنه ی جعبه فرمان قرار می گیرد بین دندانه‬
‫های محفظه ی ساچمه و تاج خروسی اهرم هزار خار زاویه ای وجود دارد این زاویه‬
‫برای درگیری بهتر دو دندانه با هم است و لقی بین دو عضو را می کاهد برای تنظیم‬
‫لقیمجاز بین ان دو پیچ تنظیمی در روی در پوش جعبه فرمان پیش بینی می شود این پیچ‬
‫دارای مهره ی ضامنی است که به هنگام تنظیم چرخ ها را در حالت مستقیم قرار می‬
‫دهد بدین ترتیب مهره ی ضامن را شل کرده سپس با پیچ تنظیم لقی مجاز را ایجاد و مهره ی‬
‫ضامن را سفت می کنند‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫مزایای جعبه فرمان ساچمه ای‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫_ نیروهای باالیی را می تواند منتقل کند‬
‫_ چرخاندن بیشتر زاویه فرمان ممکن است‬
‫_ میتواند در محور های یک پارچه بکار رود‬
‫_ در بعضی مواقع نیروهای الزم برای پارک خودرو کاهش می‬
‫یابد‬
‫معایب جعبه فرمان ساچمه ای ‪:‬‬
‫_ جادادن این نوع جعبه فرمان در خودرو های سواری جلو رانش‬
‫مشکل است‬
‫_ گرانتر از سیستم دنده شانه می باشد‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫جعبه فرمان حلزونی غلتکی‬
‫‪‬‬
‫در این نوع جعبه فرمان یک چرخ غلتک دار که به محور هزار‬
‫خار متصل است در روی مارپیچ فرمان قرارگرفته است و با‬
‫حرکت مارپیچ چرخ نیز حرکت می کند این حرکت به اهرم هزار‬
‫خار انتقال می یابد‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫جعبه فرمان انگشتی‬
‫‪‬‬
‫در این جعبه فرمان یک انگشتی به محور اهرم هزار خار متصل‬
‫است این انگشتی در بین مارپیچ قرار می گیرد با حرکت‬
‫مارپیچ فرمان ‪ ,‬انگشتی حرکت خطی نموده بازوی متصل به ان‬
‫نسبت به محور انگشتی حرکت دورانی می کند این حرکت به‬
‫اهرم هزار خار انتقال یافته میل بزرگ فرمان را به حرکت در می‬
‫اورد‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫اهرم هزار خار(‪)Pitman‬‬
‫‪‬‬
‫از بخش های اتصال فرمان است ‪،‬که گشتاور خروجی از‬
‫جعبه دنده فرمان را به صورت یک نیرو به میله فشار مبدل‬
‫میکند‪.‬‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫سیبک ( ‪) Ball Joint‬‬
‫‪‬‬
‫سیبک همانگونه که از نامش پیداست از یک گوی فلزی دسته دار تشکیل شده‬
‫که درون یک محفظه کروی از جنس فوالد سخت شده قرار گرفته و اطرافش‬
‫با بوشهای الستیکی پوشیده شده ‪ .‬سیبک بعنوان محور چرخشی ‪ ،‬چرخها را‬
‫به نحوی به سیستم تعلیق متصل می نماید که قابلیت چرخش در زمان پیچاندن‬
‫فرمان ‪ ،‬همزمان با باال و پایین رفتن چرخها در دست اندازها ( حرکت سیستم‬
‫تعلیق ) وجود داشته باشد‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫سیستم فرمان توانی‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫مهترین دالیل استفاده از سیستم فرمان توانی به قرار زیر است‪:‬‬
‫خروج آسان از حالتهای پارک و توقف‬
‫کمک به راننده به هنگام گردش در پیچهای تند‬
‫تصحیح حرکت خودرو در سرعتهای متوسط‬
‫ایمنی خودرو در موارد ناهنجار از قبیل خارج سدن از وضعیت‬
‫های سخت‬
‫کنترل خودرو در برخورد با موانع مسیر توسط چرخ های جلو یا‬
‫ترکیدگی الستیک در سرعتهای زیاد‬
‫کاهش خسستگی راننده در موقع حرکت‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫سیستم فرمان هیدرولیک‬
‫‪‬‬
‫این سیستم ها هنگامی که سیستم‬
‫فرمان دستی نیاز به کمک داشته‬
‫باشد ( معموال پس از چند درجه‬
‫چرخیدن چرخ های جلو ) وارد‬
‫عمل شده و به سیستم فرمان دستی‬
‫کمک می کنند در نتیجه پیچیدن‬
‫فرمان برای راننده به راحتی‬
‫صورت می گیرد‪ .‬وقتی راننده‪،‬‬
‫غربیلک فرمان را میچرخاند یک‬
‫پمپ‪ ،‬روغن تحت فشار را تأمین‬
‫میکند‪ .‬روغن تحت فشار بیشترین‬
‫تأثیر را برای فرمان دادن به‬
‫چرخها داراست‪.‬‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫سیستم فرمان هیدرولیکی به دو دسته تقسیم میشود ‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫سیستم فرمان هیدرولیکی یکپارچه ( ‪ : ) Integral system‬که در آن دستگاه راه‬
‫انداز بخشی از جعبه دنده فرمان میباشد‪.‬‬
‫دنده شانه با شیر کنترل دوار‬
‫ساگینا ( ‪)Saginaw Power Steering‬‬
‫گمر ( ‪)Gemmer‬‬
‫کرایسلر ( ‪)Chrysler Power Steering‬‬
‫سیستم فرمان هیدرولیکی جداگانه ( ‪ )Non Integral System‬یا اهرمی ( ‪: )Linkage‬‬
‫که در آن دستگاه راه انداز بخشی از اهرم بندی و سازکار فرمان می باشد‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫ساختار سیستم فرمان هیدرولیک‬
‫‪‬‬
‫زیر بخش های عمده سیستم فرمان هیدرولیکی به قرار‬
‫زیر است‪:‬‬
‫پمپ هیدرولیک‬
‫مخزن روغن‬
‫تسمه وچرخ تسمه‬
‫شیرهای کنترل‬
‫لوله های رابط‬
‫سیلندر و پیستون‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫طرز كار سیستم هاي فرمان هیدرولیكي‬
‫‪‬‬
‫طرز كار همه سیستم هاي فرمان‬
‫هیدرولیكي یكي است ‪ .‬پمپ ‪،‬‬
‫روغن تحت فشار را تأمین مي كند ‪.‬‬
‫نیرویي كه به غربیلك فرمان وارد‬
‫مي شود ‪ ،‬شیر تنظیم را به كار مي‬
‫اندازد و این شیر مجراهاي عبور‬
‫روغن را باز و بسته مي كند ‪ .‬این‬
‫مجراها روغن تحت فشار را وارد‬
‫سیلندر یا از آن خارج مي كند ‪.‬‬
‫روغن تحت فشار پیستون را به‬
‫حركت درمي آورد و بخش عمده‬
‫نیروي الزم براي فرمان دادن به‬
‫چرخ ها را تأمین مي كند‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫پمپ هیدرولیک‬
‫‪‬‬
‫نیروی هیدرولیکی مورد نیاز برای فرمان بوسیله پمپ توربینی گردنده فراهم می شود‪،‬‬
‫این پمپ بوسیله تسمه با موتور گردانده می شود‪.‬پمپ شامل یک مجموعه توربین های‬
‫جمع شونده که درون یک محفظه تخم مرغی شکل می گردد‪ ،‬است‪.‬زمانی که توربین می‬
‫گردد‪ ،‬مایع هیدرولیکی کم فشار از مجرای بازگشت میگیرد و با اعمال نیرو با فشار باال‬
‫به مجرای خروج می فرستد‪.‬مقدار مایع جریان داده شده به سرعت موتور بستگی‬
‫دارد‪.‬پمپ باید طوری طراحی شود که وقتی موتور زیر بار قرار ندارد بتواند جریان و‬
‫فشار مناسب را تولید کند‪ ،‬وگرنه پمپ مقدار بسیار بیشتر از مورد نیاز را زمانی که‬
‫موتور در سرعت های باالتر می چرخد پمپاژ می کند‪.‬پمپ شامل یک شیر خالص فشار‬
‫است تا اطمینان حاصل کند که فشار بیش از حد باال نیست‪ ،‬بخصوص در سرعت های‬
‫فشار افزایش می یابد‪ ).‬سیلندر و شیرهای‬
‫باالی موتور که مایع بیشتری پمپ می شود(‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫هیدرولیکی در محل نزدیکی رابط اتصاالت چرخ های دو طرف قرار میگیرد‬
‫شیر کنترل دورانی‬
‫‪‬‬
‫سیستم ‪ power steering‬باید زمانی به راننده کمک کند که او نیرویی به‬
‫فرمان وارد کند(مثل گرداندن فرمان)‪.‬زمانی که راننده نیروی به فرمان وارد‬
‫نمی کند(مثل حرکت در یک مسیر مستقیم)‪ ،‬سیستم هیچگونه کمک و دخالتی‬
‫نمی کند‪.‬وسیله ای که نیروی وارده به فرمان را حس می کند شیر دورانی یا‬
‫‪rotary valve‬نامیده می شود‪.‬قسمت اصلی شیر دورانی ‪ ،‬میله توریسون‬
‫است ‪.torsion bar‬میله باریک فلزی است که با اعمال گشتاور می‬
‫چرخد‪.‬میله از باال به شفت فرمان متصل است و از پایین به ‪ pinion‬و یا‬
‫‪(worm gear‬که چرخ را می گرداند)‪ ،‬همچنین مقدار گشتاور‬
‫‪torsion bar‬با گشتاوری که راننده برای چرخاندن چرخ استفاده می کند‬
‫برابر است‪.‬هرچه راننده گشتاور بیشتری برای چرخاندن چرخ اعمال کند میله‬
‫بیشتر می گردد‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫مخزن روغن‬
‫‪‬‬
‫مخزن ممكن است به پمپ متصل باشد و یا جدا از آن نصب شود ‪.‬‬
‫یك فیلتر روغن در مخزن یا شیلنگ روغن تعبیه مي شود تا‬
‫گردوغبار و ذرات جامد را از روغن جدا كند ‪ .‬بعضي از سیستم‬
‫هاي فرمان هیدرولیكي روغن سردكن هم دارند ‪ .‬این روغن سردكن‬
‫مانع افزایش دماي روغن و آسیب دیدن كاسه نمدها ‪ ،‬پره هاي پمپ‬
‫و سایر قطعات مي شود‪ .‬در بعضي خودروها ‪ ،‬مخزني كه در‬
‫فاصله دورتري نصب شده است روغن را تا حد الزم سرد مي كند ‪.‬‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫سیستم هیدرولیکی دنده شانه با شیر کنترل دوار‬
‫‪‬‬
‫‪rack‬و لوله آن دارای تفاوت اندکی در طراحی هستند‪.‬بخشی از لوله ی‬
‫‪rack‬شامل سیلندری است که یک پیستون در وسط آن قرار دارد و به لوله ی‬
‫‪rack‬متصل است‪. .‬دو مجرای عبور مایع هریک در یک سمت از پیستون‬
‫قرار دارد ‪.‬اعمال کردن مایع پرفشار به یک سمت از پیستون باعث به حرکت‬
‫در آن می شود که در به حرکت در آوردن ‪ rack‬نیروی کمکی را فراهم می‬
‫کند‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫سیستم با کمک الکتریکی‬
‫‪‬‬
‫سیستم هیدرولیکی فرمان جهت ایفای نقش از موتور خودرو استفاده می‬
‫کند‪.‬بنابراین از بازده موتور کمی می کاهد‪،‬همچنین مصرف انرژی بیشتری را‬
‫باعث می گردد‪.‬عالوه بر آن‪،‬سیستم هیدرولیک به صورت مرکز آزاد عمل می‬
‫کند‪ .‬یعنی حتی در زمان هایی که خودرو به صورت 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 سیستم های بهتر و مفیدتری‬
‫گشته‪،‬آن ها را جایگزین هیدرولیکی نمایند یا سیستم هیدرولیکی را بهبود‬
‫بخشند‪.‬‬
‫یکی از سیستم های ارائه شده در سال های اخیر‪،‬فرمان‬
‫الکتروهیدرولیکی(‪ )EHPS‬است که در آن به جای استفاده از موتور‬
‫خودرو‪،‬یک موتور الکتریکی به پمپ هیدرولیک اضافه می شود و در نتیجه‬
‫فرمان از موتور مستقل می گردد‪.‬‬
‫خودروی پژو ‪ 307‬از این نوع سیستم فرمان استفاده می کند‪.‬‬
‫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.‬‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫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 ‪ 1970‬برای اولین بار مطرح گردید اما ساخت و کاربرد‬
‫عملی آن از سال ‪ 1993‬شروع گردید‪.‬‬
‫اولین بار توسط شرکت ‪ HONDA‬در اتومبیل رالی ‪ NSX‬مورد 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.‬‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫فرمان الکتریکی از چهار قسمت اساسی زیر تشکیل شده است که به سیستم فرمان‬
‫مکانیکی اضافه می شود‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫سنسور گشتاور‬
‫سنسور سرعت‬
‫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 ‪ EPS‬به 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(‪ )ECU‬ارسال می‬
‫کند‪.‬میکروکنترلر عالوه بر این سیگنال‪،‬سیگنالی نیز از‬
‫سرعت خودرو دریافت می کند‪،‬آن گاه این دو را‬
‫پردازش نموده‪ ،‬دستورالعمل الزم را به قسمت‬
‫موتور‪ DC‬اعمال می نماید تا به صورت کمکی‪ ،‬سیستم‬
‫فرمان مکانیکی را تحت تاثیر قرار دهد‪.‬‬
‫بنابراین دستورالعمل های ‪ ECU‬به موتور ‪ DC‬تابعی‬
‫از خروجی سنسور گشتاور و سرعت خودرو است‪.‬‬
‫این یعنی سرعت خودرو در عملکرد ‪ EPS‬موثر بوده‬
‫و این به منظور ایمنی بیشتر خودرو است‪.‬یعنی بیشترین‬
‫عملکرد ‪ EPS‬در سرعت های پایین و کمترین عملکرد‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬
‫آن در سرعت های باالی خودروست‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫محل نصب ‪EPS‬‬
‫فرمان الکتریکی در سه حالت مختلف می تواند بر روی قسمت‬
‫مکانیکی نصب شود‪:‬‬
‫الف‪ -‬نصب بر روی ستون فرمان‬
‫ب‪ -‬نصب بر روی پینیون‪:‬‬
‫ج‪ -‬نصب بر روی دنده شانه ای‪:‬‬
‫‪www.learnfile.ir‬‬