👨💻 در این مقاله از سری مقالات آموزش نکات فنی قصد داریم شما را با جعبه فرمان و وظایف مربوط به آن آشنا کنیم.
به گزارش الماس پور ، تمامی وسایل نقلیه از ساده‌ترین تا پیچیده‌ترینشان، باید توسط راننده کنترل شوند هرچند در سال‌های اخیر سیستم‌های خودران نیز به صورت آزمایشگاهی تولید شده‌اند ولیکن به نظر می‌رسد تا مرحله تجاری شدن و صد البته ورود به کشور! زمان زیادی باقی مانده است. اگر تا به حال سوار اسب و یا موارد مشابه شده باشید قطعا می‌دانید که باید با افسار جهت حرکت را تعیین نمایید، فرمان خودرو و یا به صورت فنی‌تر و علمی‌تر سیستم فرمان خودرو به سان افساری است که کنترل خودرو و جهت حرکت آن را در اختیار شما قرار می‌دهد.
شاید اولین چیزی که با شنیدن سیستم فرمان خودرو به ذهنتان خطور کند همان غربیلک گردی است که هر روز آن را به گرمی در دستان خود گرفته و به سان عزیزی محکم می‌فشاریدش، ولیکن سیستم فرمان خودرو پیچیده‌تر از این چیزهای فانتزی! است. سیستم فرمان دارای قطعات و پیچیدگی‌های خاص خود است که در ادامه به بررسی یکی از مهمترین این تجهیزات یعنی جعبه فرمان خواهیم پرداخت.
تجهیزات سیستم فرمان خودرو
سیستم فرمان وظیفه انتقال چرخش دست راننده به چرخ‌ها را بر عهده داشته و از قطعات ذیل تشکیل شده است:
۱- غربیلک فرمان: غربیلک فرمان، ملموس‌ترین قطعه سیستم فرمان است که چرخش دست راننده را به ستون (میل) فرمان منتقل می‌نماید. علاوه بر این، غربیلک وظیفه دیگری نیز بر عهده دارد و آن هم افزایش گشتاور اعمالی است که راننده به غربیلک اعمال می‌نماید. هرچقدر قطر غربیلک افزایش یابد گشتاور اعمالی نیز افزایش پیدا خواهد کرد. در خودروهای جدید، غربیلک فرمان قابلیت تغییر ارتفاع و زاویه را داشته و کمپانی‌های سازنده حداکثر تلاش خود را برای راحتی راننده دارند.
۲- ستون (میل) فرمان: میل فرمان رابط بین غربیلک و جعبه فرمان بوده و چرخش غربیلک را به جعبه‌فرمان منتقل می‌نماید. این میل حالت خرطومی داشته و به همین دلیل، قدری انعطاف‌پذیر است و همین امر باعث افزایش ایمنی راننده به هنگام تصادف می‌گردد چراکه در غیر این صورت ممکن بود به هنگام تصادف میل فرمان به داخل کابین وارد شده و به راننده آسیب برساند.
۳- جعبه‌فرمان: جعبه فرمان را شاید بتوان مهمترین قطعه سیستم فرمان دانست که سه وظیفه مهم بر عهده دارد:
الف) افزایش گشتاور
ب) تغییر صفحه دوران غربیلک فرمان به صفحه مکانیزم فرمان
ج) تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی
۴- پیتمن: پیتمن یا بازوی پیتمن بر روی شفت خروجی جعبه فرمان نصب شده که حرکت دورانی شفت را به حرکت زاویه‌ای تبدیل می‌نماید. انتهای پیتمن نیز به واسطه یک سیبک به میله درگ اتصال می‌یابد.
۵- میله درگ: میله درگ رابط بین پیتمن و شغال‌دست است.
۶- شغال‌دست و سگ‌دست: علت نامگذاری این دو قطعه به خاطر شکل ظاهری آنها است. با حرکت شغال‌دست، سگ‌دست نیز چرخیده و در نهایت چرخ‌ها نیز تغییر جهت می‌دهند.
جعبه فرمان
با توجه به آنکه جعبه فرمان اهمیت بسیار بالایی در سیستم فرمان دارد؛ کمپانی‌های سازنده تحقیقات بسیاری در این زمینه انجام داده و چند نوع مختلف جعبه فرمان طراحی و تولید نموده‌اند. جعبه‌فرمان‌ها در حالت کلی به دو دسته تقسیم‌بندی می‌شوند.
۱- جعبه‌فرمان‌های مکانیکی: همانطور که از اسم این نوع جعبه‌فرمان‌ها نیز پیداست؛ تنها اجزای مکانیکی هستند که چرخش دست راننده را به چرخ‌ها منتقل می‌نمایند.
۲- جعبه‌فرمان‌های با توان کمکی: در این نوع جعبه‌فرمان‌ها، علاوه بر قطعات مکانیکی، تجهیزات الکتریکی و هیدرولیکی دیگری نیز موجود هستند که به افزایش گشتاور دست راننده کمک می‌نمایند.
جعبه‌فرمان‌های مکانیکی
جعبه‌فرمان‌های مکانیکی بر اساس نحوه عملکردشان به موارد زیر تقسیم می‌شوند:
جعبه فرمان حلزونی انگشتی: این نوع جعبه‌فرمان را می‌توان ساده‌ترین نوع جعبه‌فرمان دانست که به دلیل معایبی که دارد دیگر مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.
جعبه فرمان حلزونی با دنده تاج خروسی: در این نوع جعبه فرمان که مقداری نسبت به نوع انگشتی پیشرفته‌تر است قطعه‌ای که به میل چرخ‌ها وصل است شبیه تاج خروس و قطعه‌ای که به میل فرمان متصل است همانند حلزون است.
جعبه‌فرمان حلزونی غلتکی: این نوع جعبه‌فرمان، عملکردی شبیه نوع خروسی دارد با این تفاوت که در آن از یک مارپیچ و یک چرخ‌دنده به شکل غلتک استفاده شده است.
جعبه فرمان ساچمه‌ای با دنده تاج خروسی: در این نوع جعبه‌فرمان با چرخش غربیلک، مارپیچ جعبه‌فرمان نیز دوران می‌نماید. حرکت مارپیچ از طریق ساچمه‌ها به حرکت خطی تبدیل شده و در نهایت این حرکت خطی به چرخ‌ها هدایت شده و تغییر چهت خودرو اتفاق می‌افتد. این نوع جعبه‌فرمان با توجه مزایایی که دارد بیش از انواع حلزونی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از مزایای این نوع جعبه‌فرمان نسبت به انواع حلزونی می‌توان به موارد ذیل اشاره نمود:
۱- اصطکاک کم در جعبه‌فرمان: این امر منجر به کاهش تلفات در جعبه‌فرمان شده و از این روی راننده جهت یک تغییر مسیر یکسان، نیروی کمتری را نسبت به انواع حلزونی نیاز دارد؛ به همین دلیل در خودروهای سواری استفاده بیشتری دارد.
۲- بالاتر بودن ایمنی: به دلیل اصطکاک کمتر، سایش کمتر شده و در نتیجه خلاصی جعبه‌فرمان نیز کمتر از موارد قبلی است که همین امر ایمنی را افزایش می‌دهد.
۳- نگهداری و تعیمرات کمتر
۴- امکان استفاده از سیستم توان کمکی در این نوع جعبه‌فرمان
البته در کنار این مزایا، معایبی نیز نظیر گرانتر بودن، وزن بیشتر و … دارد.
جعبه‌فرمان دنده شانه‌ای: این جعبه‌فرمان که به کشویی یا راک اند پینیون (Rack and Pinion) نیز معروف است از ۲ قسمت اصلی یعنی یک اهرم عرضی که شانه یا راک نام دارد و اهرم دیگر که به غربیلک متصل است و دنده یا پینیون نامیده می‌شود. این نوع جعبه‌فرمان بیشترین استفاده در خودروهای امروزی را دارد. از مزایای این نوع جعبه‌فرمان می‌توان به فضای کم، سبک بودن، ارزانتر بودن، اصطکاک کمتر و … اشاره کرد.
جعبه‌فرمان‌های با توان کمکی
جعبه‌فرمان‌های با توان کمکی به سه دسته تقسیم می‌شوند:
۱- فرمان هیدرولیکی
۲- فرمان الکتروهیدرولیکی
۳- فرمان الکتریکی
فرمان هیدرولیکی
در این نوع جعبه‌فرمان، پمپ هیدرولیکی با تولید فشار، به حرکت چرخ‌دنده شانه‌ای و کاهش نیروی وارده از راننده کمک می‌نماید و در نتیجه رانندگی با فرمان هیدرولیک بسیار دلپذیرتر از سایر فرمان‌های مکانیکی خواهد بود. از مزایای این نوع جعبه فرمان می‌توان به کاهش نیروی دست وارده از راننده، افزایش توان سیستم فرمان و … اشاره کرد. شایان ذکر است که در خودروهای امروزی عمدتا از این نوع جعبه‌فرمان استفاده می‌شود.
فرمان الکتروهیدرولیکی
اساس کار این نوع جعبه‌فرمان نیز همانند فرمان هیدرولیک است با این تفاوت که پمپ هیدرولیک نیروی خود را از یک موتور الکتریکی دریافت می‌کند.
فرمان الکتریکی
در این نوع جعبه‌فرمان دیگر خبری از پمپ هیدرولیک نبوده و نیروی کمکی توسط موتور الکتریکی که بر روی میل فرمان نصب شده است تولید می‌گردد. از مزایای این سیستم می‌توان به وزن کم، فضای کم، استهلاک پایین و … اشاره کرد.
منبع: همراه مکانیک
- پایان پیام
