فرمان برقی چیست؟ همه چیز درباره سیستم فرمان EPS

اگر خودروهای امروزی را با خودروهای تولید شده در یک دهه پیش مقایسه کنید، فناوری خودرو راه درازی را پیموده است. امروزه رانندگی با ماشین‌ ها بسیار راحت‌ تر و ایمن‌ تر از ده سال پیش است. یکی از چشمگیرترین پیشرفت ها در خودروهای امروزی فرمان برقی است. فرمان بسیار آسان تر از گذشته شده است. امروز در لوازم یدکی هیوندای ام کو پارت به شما کمک می کنیم تا بدانید فرمان برقی چیست و انواع و نحوه عملکرد فرمان برقی را بشناسید.

در ابتدایی ترین حالت، فرمان برقی سیستمی است که تلاش راننده برای چرخاندن فرمان را کاهش می دهد. بدون کمک برقی، فرمان اکثر وسایل نقلیه بسیار سنگین خواهد بود، به ویژه در هنگام مانورهای کم سرعت مانند کشیدن به محل پارک، چرخش 90 درجه در شهر یا مانور در پمپ بنزین شلوغ.

سیستم فرمان برقی EPS چیست؟

به عبارت ساده، سیستم فرمان برقی قدرت لازم برای چرخاندن فرمان را کاهش می دهد. یک راننده مجبور نیست در حین رانندگی تلاش زیادی برای چرخاندن چرخ ها انجام دهد. قبل از گنجاندن فرمان برقی، رانندگی با یک ماشین به قدرت بازوی بیش از حد در هنگام فرمان نیاز داشت.

کارکرد مکانیزم فرمان برقی چگونه است؟

یک سیستم فرمان برقی شامل یک فرمان، ستون فرمان، مفصل چرخنده، چنگک و یک پینیون است. فرمان به ستون فرمان متصل می شود که از طریق یک مفصل چرخنده به پینیون و قفسه متصل می شود. انتهای دیگر چنگک از طریق میله های اتصال به مجموعه چرخ وصل می شود.

فرمان نقطه تماس بین راننده و خودرو است. راننده برای چرخاندن فرمان، نیروی چرخشی را بر روی فرمان اعمال می کند.

اما، فرمان برقی در خودروها از داخل چگونه کار می کند؟ مکانیزم فرمان برقی در مراحل زیر کار می کند.

• مرحله 1: ورودی داده شده توسط راننده به فرمان، ستون فرمان را می چرخاند.
• مرحله 2: سپس حرکت از طریق مفصل چرخنده از ستون فرمان به پینیون و چنگک منتقل می شود.
• مرحله 3: پینیون و چنگک شامل دو چرخ دنده هستند و چرخ های ماشین را در جهت دلخواه می چرخانند.

انواع فرمان برقی

اکثر خودروهای مدرن فرمان برقی را به عنوان یک ویژگی ارائه می دهند. یک سیستم فرمان برقی می تواند سه نوع باشد که در زیر توضیح داده شده است.

1. فرمان هیدرولیک

فرمان هیدرولیک اولین نوع سیستم فرمان برقی بود که در خودروها معرفی شد. پمپ هیدرولیک سیال تحت فشار را به قفسه فرمان می رساند و قدرت مورد نیاز برای هدایت خودرو را کاهش می دهد.

نوع رایج فرمان برقی از دهه 1950 تا اوایل دهه 2000، کمک هیدرولیک بود. فرمان هیدرولیک همانطور که از نامش مشخص است از مایع هیدرولیکی استفاده می کند که توسط پمپی که از موتور خارج می شود تحت فشار قرار می گیرد. اگرچه در این 50 سال به خوبی به دنیای خودرو خدمت کرد، اما این نوع سیستم چند جنبه منفی دارد: انرژی هدر می رود، زیرا پمپ به طور مداوم کار می کند، حتی زمانی که وسیله نقلیه مستقیم حرکت می کند و نیازی به کمک نیست. به علاوه، سیال هیدرولیک باید به طور دوره‌ ای تعویض شود و اگر هر یک از خطوط هیدرولیک نشتی داشته باشد، نه تنها خراب می‌ شود، بلکه کمک برق نیز از بین می‌ رود. با این حال، هنوز هم امکان هدایت خودرو بدون کارکرد فرمان برقی وجود دارد.

در زیر عوامل کلیدی نحوه عملکرد سیستم فرمان هیدرولیک آورده شده است.

• پمپ هیدرولیک قدرت و جهت را از قسمت محرک موتور به نام تسمه سرپانتین دریافت می کند.
• هنگامی که راننده برای چرخاندن فرمان نیرو اعمال می کند، پمپ هیدرولیک مایع فشار بالا را از مخزن به قفسه می فرستد.
• مایع همیشه به خلاف جهت فرمان تحویل داده می شود. به عنوان مثال، اگر راننده ماشین را به چپ بچرخاند، مایع به پیستون سمت راست می رسد تا تلاش راننده را کاهش دهد.

2. فرمان برقی

فرمان برقی (EPS) در خودروهای جدید رایج است. هنوز یک میل فرمان فلزی جامد از فرمان تا قفسه فرمان که لاستیک‌ها را هدایت می‌کند، وجود دارد، اما بقیه از فناوری بالایی برخوردار هستند. EPS از یک موتور الکتریکی استفاده می کند که انرژی را از سیستم الکتریکی خودرو برای ارائه کمک فرمان می گیرد. این موتور الکتریکی می‌تواند مستقیماً روی قفسه فرمان قرار گیرد – این چیدمان گران‌تر است و تمایل دارد در انتهای طیف خودروهای اسپرت و لوکس استفاده شود – یا روی ستون فرمان نصب شود. حسگرها گشتاور یا تلاشی را که راننده روی فرمان اعمال می‌کند تشخیص می‌دهند و یک کامپیوتر تصمیم می‌گیرد که چه مقدار کمکی باید اضافه شود. در بیشتر سیستم‌ها، کامپیوتر تلاش فرمان را بر اساس سرعت خودرو تغییر می‌دهد: در سرعت‌ های پارک، فرمان سبک است و به راحتی می‌ چرخد، در حالی که در سرعت‌های بزرگراه، تلاش بیشتر می‌شود و به راننده احساس ثبات و کنترل بیشتری می‌دهد.

در اینجا عوامل کلیدی نحوه عملکرد یک سیستم فرمان برقی آورده شده است.

• هنگامی که راننده فرمان را می چرخاند، یک سنسور آن حرکت را تشخیص داده و موتور الکتریکی را روشن می کند.
• موتور الکتریکی در جهتی که راننده می خواهد فرمان را بچرخاند کمک می کند.

3. فرمان برقی الکتروهیدرولیک

همانطور که از نام آن پیداست، یک سیستم فرمان برقی الکتروهیدرولیک از عناصر هر دو سیستم فرمان الکتریکی و هیدرولیک استفاده می کند. ساختار با سیستم هیدرولیک به جز کمربند سرپانتین مطابقت دارد. این سیستم به جای تسمه سرپانتین از یک موتور الکتریکی برای کمک فرمان استفاده می کند.

سیستم الکتروهیدرولیک یک سیستم کمکی هیدرولیک عمل می کند، فقط فشار هیدرولیک توسط یک موتور الکتریکی ایجاد می شود، نه اینکه پمپ را از موتور خارج کند. با این کار شکایت اتلاف انرژی که قبلا ذکر شد خلاص می شود، اما همه ویژگی های ممکن با فرمان برقی را فعال نمی کند. در حال حاضر تنها تعداد کمی از خودروها، از جمله برخی وانت های سنگین، از این سیستم استفاده می کنند.

مزایای فرمان برقی چیست؟

در ادامه به مزایای فرمان برقی در خودروها می پردازیم.

• فرمان برقی اجازه نمی دهد چرخ ها مقاومت را به ستون فرمان منتقل کنند.
• فرمان را آسان تر و راننده را کمتر خسته می کند.
• فرمان برقی در خودروها به تنظیم سرعت فرمان بر اساس شرایط جاده کمک می کند.
• در بین سه سیستم اصلی فرمان برقی، سیستم الکتریکی موثرترین است. به همین دلیل است که امروزه تقریباً همه خودروها با سیستم فرمان برقی عرضه می شوند. برخی از مزایای عمده در زیر ذکر شده است.
• فرمان برقی دقت بیشتری نسبت به سیستم فرمان دستی یا هیدرولیک ارائه می دهد.
• موتور الکتریکی کارآمدتر از مایع تحت فشار فرمان هیدرولیک کار می کند.
• یک سیستم فرمان الکتریکی دارای چندین حالت رانندگی است که به راننده امکان می دهد ورودی فرمان را سفارشی کند.
• این به انرژی زیادی از موتور نیاز ندارد، که به حفظ راندمان و عمر موتور در طولانی مدت کمک می کند.

تفاوت فرمان هیدرولیک و فرمان برقی چیست؟

اگر عملکرد هر دو نوع سیستم فرمان را مقایسه کنید، تفاوت های زیر به وضوح قابل مشاهده است.

• فرمان هیدرولیک بسیار پیچیده تر از سیستم فرمان برقی است.
• سیستم فرمان هیدرولیک نیاز به نگهداری بیشتری نسبت به سیستم الکتریکی دارد.
• قطعات مورد استفاده در سیستم های فرمان برقی به فضای کمتر و وزن کمتری نسبت به سیستم های فرمان هیدرولیک نیاز دارند.
• یک سیستم فرمان برقی از سنسورهایی برای ارائه کمک دقیق بر اساس شرایط رانندگی استفاده می کند. با فرمان هیدرولیک امکان پذیر نیست.
• یک فرمان هیدرولیک به 90 درصد نیروی بیشتر از موتور خودرو نسبت به سیستم الکتریکی نیاز دارد.

تاریخچه فرمان برقی

اولین سیستم فرمان برقی نصب شده بر روی یک خودروی تولیدی در کرایسلر امپریال در سال 1951 عرضه شد و به سرعت فراگیر شد. فرمان برقی نه تنها کار واضحی را انجام می‌ دهد – به راننده اجازه می‌ دهد یک وسیله نقلیه سنگین را با تلاش بسیار کمتر و راحتی بیشتر هدایت کند – بلکه به مهندسان این امکان را می‌ دهد که واکنش فرمان را بهبود ببخشند، یعنی سرعت تغییر جهت خودرو با چرخاندن چرخ توسط راننده.

قبل از اینکه فرمان برقی در دسترس قرار گیرد، سیستم‌ های فرمان خودروها به گونه‌ ای طراحی شده بودند که چرخاندن چرخ در پیچ‌ های محکم یا پارک کردن به چرخش‌ های زیادی نیاز داشت. این دنده آهسته به رانندگان اهرم بیشتری در برابر تلاش زیاد لازم برای هدایت چرخ های جلو می داد. اما ظهور فرمان برقی به مهندسان این امکان را داد که نسبت فرمان را تسریع کنند – اینکه چه مقدار فرمان باید بچرخد نسبت به میزان تغییر زاویه چرخ‌ های جلو – زیرا تلاش اضافی فرمان اکنون می‌ تواند توسط سیستم جدید جبران شود. در واقع، این چیزی بیش از جبران بود. هدایت یک ماشین تقریباً بدون دردسر شد.
با این حال، برخی از خودروهای دارای بهترین فرمان – خودروهای اسپرت اصیل و سبک وزن – فاقد کمک فرمان برقی هستند، مانند Acura NSX از اوایل دهه 1990، لوتوس Elise و Exige، و آلفارومئو 4C، که آخرین خودرو است. ماشین جدید باقی مانده که از فرمان برقی صرف نظر می کند.