اجزای سیستم EPS

• قابلیت کنترل پذیری جعبه فرمان های الکتریکی نسبت به جعبه فرمان های هیدرولیکی بسیار بالاتر می باشد به نحوی که با افزایش سرعت خودرو فرمان سفت تر و با کاهش سرعت خودرو و بخصوص حین پارک کردن خودرو، فرمان سفت تر می شود.
• پمپ هیدرولیک جعبه فرمان هیدرولیکی در تمام مدت زمانی که موتور روشن می باشد، از موتور انرژی دریافت می کند که هم باعث افزایش مصرف سوخت و آلایندگی می شود و هم استهلاک قطعات هیدرولیک افزایش می یابد. در جعبه فرمان های الکتریکی استراتژی مدیریت مصرف انرژی بهینه تر صورت می پذیرد و عمدتا با گردش زیاد غربیلک فرمان جریان برق مصرفی بیشتری صورت گرفته و اجزای سیستم EPS در سرعت های زیاد که زاویه فرمان کمی اعمال می شود از جریان برق اندکی استفاه می نماید.
• جعبه فرمان های الکتریکی نسبت به جعبه فرمان های هیدرولیک تمیزتر بوده و تعداد قطعات آن نیز کمتر می باشد.
• جعبه فرمان های برقی نسبت به جعبه فرمان های هیدرولیکی ارزان تر می باشند.
• حذف ادوات هیدرولیک از قبیل پمپ هیدرولیک (pump)، پولی هرزگرد (Idler pulley)،شیر هیدرولیک فرمان، لوله های رابط، تسمه پمپ هیدرولیک، جک هیدرولیک (hydraulic jack) و روغن هیدرولیک
• وزن کمتر سیستم فرمان برقی نسبت به سیستم هیدرولیکی
• تغییرات کمتر در قسمت مکانیکی فرمان هنگام طراحی فرمان الکتریکی نسبت به فرمان هیدرولیکی
• فرمان الکتریکی به صورت Safe Fail عمل می کند به نحوی که اگر بخش الکتریکی به دلایلی دچار مشکل شود، بخش مکانیکی فرمان می تواند به کار ادامه دهد.
• انرژی مصرفی در فرمان الکتریکی، حدود یک ششم انرژی مصرفی در فرمان هیدرولیک است. به عبارت دیگر به مقدار 85 % در انرژی مصرفی فرمان الکتریکی نسبت به فرمان هیدرولیکی صرفه جویی می شود.
• کاهش حجم و وزن سیستم فرمان برقی نسبت به سیستم فرمان هیدرولیک
• سیستم فرمان برقی مستقل از موتور خودرو می باشد به نحوی که عملکرد سیستم فرمان برقی تاثیری در عملکرد موتور ندارد.
• زمان مونتاژ سیستم فرمان برقی کمتر از سیستم فرمان هیدرولیکی می باشد.
• سیستم فرمان الکتریکی دارای عمر موثر بیشتری نسبت به فرمان هیدرولیکی می باشد.
• سیستم فرمان الکتریکی قابلیت اطمینان و ایمنی بالاتری در شرایط بحرانی نسبت به سیستم فرمان هیدرولیکی دارد.
• با یکبار طراحی سیستم فرمان برقی و انجام کالیبراسیون مجدد، قابلیت استفاده در خودروهای مختلف وجود خواهد داشت.
  

اجزای سیستم EPS

جعبه فرمان برقی خودرو

استفاده از جعبه فرمان های برقی در خودروهای امروزی به منظور ارتقا و بهبود پایداری خودرو و راحتی راننده به امری ضروری تبدیل شده است. جعبه فرمان الکتریکی خودرو نسبت به جعبه فرمان های هیدرولیکی دارای مزایا و قابلیت های ذیل می باشند:

• قابلیت کنترل پذیری جعبه فرمان های الکتریکی نسبت به جعبه فرمان های هیدرولیکی بسیار بالاتر می باشد به نحوی که با افزایش سرعت خودرو فرمان سفت تر و با کاهش سرعت خودرو و بخصوص حین پارک کردن خودرو، فرمان سفت تر می شود.
• پمپ هیدرولیک جعبه فرمان هیدرولیکی در تمام مدت زمانی که موتور روشن می باشد، از موتور انرژی دریافت می کند که هم باعث افزایش مصرف سوخت و آلایندگی می شود و هم استهلاک قطعات هیدرولیک افزایش می یابد. در جعبه فرمان های الکتریکی استراتژی مدیریت مصرف انرژی بهینه تر صورت می پذیرد و عمدتا با گردش زیاد غربیلک فرمان جریان برق مصرفی بیشتری صورت گرفته و در سرعت های زیاد که زاویه فرمان کمی اعمال می شود از جریان برق اندکی استفاه می نماید.
• جعبه فرمان های الکتریکی نسبت به جعبه فرمان های هیدرولیک تمیزتر بوده و تعداد قطعات آن نیز کمتر می باشد.
• جعبه فرمان های برقی نسبت به جعبه فرمان های هیدرولیکی ارزان تر می باشند.
• حذف ادوات هیدرولیک از قبیل پمپ هیدرولیک (pump)، پولی هرزگرد (Idler pulley)،شیر هیدرولیک فرمان، لوله های رابط، تسمه پمپ هیدرولیک، جک هیدرولیک (hydraulic jack) و روغن هیدرولیک
• وزن کمتر سیستم فرمان برقی نسبت به سیستم هیدرولیکی
• تغییرات کمتر در قسمت مکانیکی فرمان هنگام طراحی فرمان الکتریکی نسبت به فرمان هیدرولیکی
• فرمان الکتریکی به صورت Safe Fail عمل می کند به نحوی که اگر بخش الکتریکی به دلایلی دچار مشکل شود، بخش مکانیکی فرمان می تواند به کار ادامه دهد.
• انرژی مصرفی در فرمان الکتریکی، حدود یک ششم انرژی مصرفی در فرمان هیدرولیک است. به عبارت دیگر به مقدار 85 % در انرژی مصرفی فرمان الکتریکی نسبت به فرمان هیدرولیکی صرفه جویی می شود.
• کاهش حجم و وزن سیستم فرمان برقی نسبت به سیستم فرمان هیدرولیک
• سیستم فرمان برقی مستقل از موتور خودرو می باشد به نحوی که عملکرد سیستم فرمان برقی تاثیری در عملکرد موتور ندارد.
• زمان مونتاژ سیستم فرمان برقی کمتر از سیستم فرمان هیدرولیکی می باشد.
• سیستم فرمان الکتریکی دارای عمر موثر بیشتری نسبت به فرمان هیدرولیکی می باشد.
• سیستم فرمان الکتریکی قابلیت اطمینان و ایمنی بالاتری در شرایط بحرانی نسبت اجزای سیستم EPS به سیستم فرمان هیدرولیکی دارد.
• با یکبار طراحی سیستم فرمان برقی و انجام کالیبراسیون مجدد، قابلیت استفاده در خودروهای مختلف وجود خواهد داشت.
  

جعبه فرمان های الکتریکی از اجزای زیر تشکیل شده اند:

1. سنسور زاویه غربیلک فرمان: این سنسور بر روی محور ستون فرمان نصب شده است و مقدار زاویه دوران غربیلک فرمان و همچنین شتاب حرکت آن را اندازه گیری کرده و به واحد کنترل یا ECU سیستم فرمان الکتریکی گزارش می دهد.
2. موتور الکتریکی: جعبه فرمان برقی شامل یک موتور الکتریکی بدون زغال یا Brushless می باشد که با دریافت اطلاعات از واحد کنترل جعبه فرمان برقی، میزان زاویه دوران و شتاب لازم را تولید کرده و از طریق یک جعبه دنده حلزون و چرخ حلزون با نسبت 20، توان لازم را به پینیون جعبه فرمان منتقل می نماید. استفاده از جعبه دنده حلزون چرخ حلزون با نسبت 20 باعث می شود که دور موتور یک بیستم شده و گشتاور آن 20 برابر شده و به پینیون جعبه فرمان منتقل شود.
3. واحد کنترل یا ECU: واحد کنترل، سنسور و موتور جعبه فرمان الکتریکی به صورت یکپارچه بر روی ستون فرمان نصب می گردند. واحد کنترل الکترونیکی جعبه فرمان برقی، اطلاعات لازم را از شبکه مالتی پلکس خودرو و سنسور زاویه غربیلک فرمان دریافت کرده و نسبت به اتخاذ تصمیم میزان دوران موتور و گشتاور تولیدی آن دستورات لازم را به موتور الکتریکی ارسال می نماید.

قدرت خروجی موتور برقی و گیربکس حلزون و چرخ حلزون به محور پینیون جعبه فرمان منتقل می شود. جعبه فرمان خودروهای امروزی عمدتا از نوع چرخ دنده شانه ای می باشد که قدرت کمکی را از موتور الکتریکی و گیربکس دریافت کرده و از طریق شانه ای به مکانیزم فرمان و نهایتا چرخ ها منتقل می نماید و باعث دوران چرخ‌ها حین عملیات فرمان دهی می گردد.

کالیبراسیون سنسور زاویه فرمان

پس از بار باز و بست کردن سیستم فرمان برقی خودرو و بخصوص سرویس و نگهداری سنسور زاویه فرمان باید نسبت به کالیبراسیون سنسور زاویه فرمان اقدام کرد. با انجام کالیبراسیون سنسور زاویه فرمان، نقطه مبنا یا نقطه صفر عملکرد سیستم فرمان برای واحد کنترل الکترونیکی فرمان تعریف می شود و پس از آن قادر به محاسبه میزان دوران غربیلک و نتیجتا دوران چرخ ها کرده و تاثیرات سرعت خودرو، دور موتور و سایر پارامترها بر عملکرد فرمان برقی را لحاظ خواهد کرد. در صورت عدم کالیبراسیون سنسور زاویه فرمان، عملکرد سیستم فرمان برقی مطلوب نمی باشد و ممکن است در شرایط مختلف همچون سرعت بالا و سرعت پایین واکنش های مطلوب را نداشته باشد ضمن اینکه ممکن است در حرکت مستقیم، غربیلک فرمان در موقعیت استاندارد قرار نگیرد.

برای انجام کالیبراسیون سنسور زاویه فرمان خودروی دنا اتوماتیک از رویه زیر استفاده کنید:
1- موتور را روشن کنید و فرمان را در حالت مستقیم قرار دهید.
2- دستگاه دیاگ را به خودرو متصل نمایید.
3- موتور را خاموش کنید و سوئیچ را روشن کنید.
4- از منوی فرمان برقی، کدهای خطا را پاک کنید.
5- از منوی کالیبراسیون، کالیبراسیون سنسور زاویه فرمان را انتخاب کنید.
6- پس از تایید دستگاه دیاگ، کالیبراسیون سنسور زاویه فرمان انجام شده است.

آشنایی با سیستم فرمان برقی EPS + مزایای فرمان برقی

مزیت هایی که سیستم فرمان برقی دارد، باعث شده تا در بسیاری از خودروهای امروزی جایگزین سیستم فرمان هیدرولیکی شود. البته داشتن سیستم فرمان برقی، هنوز یک آپشن محسوب می شود و به طور کامل فراگیر نشده است.

حالا بیایید ببینیم اصلا این سیستم فرمان برقی چیست و چه تفاوت هایی با سیستم فرمان هیدرولیکی دارد. پس با ما در “کلینیک تخصصی کریمی تیونینگ” – بهترین مرکز ریمپ و برق خودرو در کرج و استان البرز – همراه باشید:

آشنایی با سیستم کمکی فرمان خودرو

سیستم های کمکی فرمان باعث می شوند تا فرمان پذیری خودرو بهتر و راحت صورت بگیرد. بدون وجود سیستم کمکی فرمان، راننده خیلی زود از راندن خودرو خسته می شود و فرمان پذیری خودرو بسیار سفت و سخت می باشد. ضمن اینکه این موضوع برای ایمنی خودرو نیز خطرناک است.

در حال حاضر دو نوع سیستم کمکی فرمان روی خودروها وجود دارد:

سیسنتم فرمان هیدرولیکی

سیستم‌ هایی که از طریق وارد آمدن گشتاور توسط موتور به فرمان دادن خودرو کمک می ‌کنند، به عنوان سیستم‌ های فرمان قدرتی قرار می‌ گیرند که سیستم فرمان هیدرولیکی از جمله آنهاست. سیستم فرمان هیدرولیک از چندین شلنگ، تسمه درایو، روغن هیدرولیک، پولی و پمپ تشکیل شده است. فرمان هیدرولیک برای دهه ها در خودروها مورد استفاده قرار می گرفت که مزایای بسیار زیادی داشت و البته چند عیب کوچک.

سیستم فرمان برقی

در سیستم فرمان برقی electric power steering system که به صورت اختصار EPS نامیده می‌شود، مانند سیستم هیدرولیک یک ستون فرمان فلزی ثابت وجود دارد که به صورت فیزیکی غربیلک فرمان را به چرخ‌ ها متصل می ‌کند. تفاوت سیستم فرمان برقی با هیدرولیک در اینجاست که در سیستم EPS از یک موتور الکتریکی برای تامین نیروی کمکی جهت حرکت دادن چرخ‌ ها استفاده می‌ شود. این موتور الکتریکی یا الکترو موتور، اغلب روی ستون فرمان یا روی میل فرمان نصب است.

اجزای تشکیل دهنده سیستم فرمان برقی خودرو

سنسورها

سنسورهای موجود در سیستم فرمان برقی خودرو، مسئولیت اندازه گیری پارامترهای مختلف و ارسال اطلاعات مربوط به آنها به کامپیوتر خودرو را به عهده دارند. سنسورها سرعت چرخ‌ ها، زاویه چرخ‌ ها و میزان گشتاور وارده توسط غربیلک فرمان را اندازه ‌گیری می کنند و اطلاعات آن را به کامپیوتر ارسال می کنند.

عملگرها

بعد از دریافت اطلاعات از سنسورها و آنالیز آنها توسط کامپیوتر خودرو، فرمان های لازم به عملگرها صادر می شود. منظور از عملگرها همان الکترو موتور سیستم فرمان برقی است که بر اساس دستور دریافتی از کامپیوتر، زاویه و نیروی لازم را به چرخ‌ ها اعمال می‌ کند.

نحوه عملکرد سیستم فرمان برقی – EPS

همان طور که در تعریف اجزای فرمان برقی خودرو گفته شد، این سیستم با سنسورهایی که دارد، وضعیت نیرو و گشتاور وارد شده توسط راننده را اندازه گیری و به کامپیوتر اعلام می کند. کامپیوتر هم بر این اساس، الکترو موتور را وارد جریان فرمان می کند تا بر اساس خواست و قصد راننده، نیروی و زاویه کمکی را به فرمان و چرخ ها انتقال دهد تا فرمان پذیری خودرو کاملا نرم و آسان شود.

بر همین اساس، کمکی که فرمان برقی به راننده در جهت دهی و راندن خودرو می کند، میزان متفاوتی دارد. مثلا زمانی که سرعت خودرو زیاد است، میزان دخالت و کمک فرمان برقی کاهش می یابد تا راننده با استفاده از سنگینی فرمان، کنترل بهتری روی راندن خودرو و جاده داشته باشد. اما زمان هایی که سرعت کم است، مثل زمان پارک کردن خودرو، این کمک از طرف فرمان و موتور برقی آن، بیشتر می شود تا راننده بهتر بتواند فرمان را در جهت های مختلف بچرخاند و راحت تر خودرو را تکان دهد.

مزایای فرمان برقی در خودروها

1. مصرف کمتر انرژی – در سیستم فرمان هیدرولیکی، موتور دائما برای چرخیدن پمپ هیدرولیک باید انرژی مصرف کند، حتی زمان هایی که فرمان ثابت باشد. اما در سیستم فرمان برقی این طور نیست و انرژی بسیار کمتری استفاده می شود.

2. امکان اضافه کردن سیستم های کمکی فعال مانند رانندگی بین خطوط و سیستم اصلاح مسیر

3. وجود ارتباط فیزیکی بین غربیلک فرمان و چرخ ها برای زمان هایی که سیستم برقی از کار می افتد. بنابراین در صورت حذف سیستم برقی از مدار، امکان این وجود دارد که راننده همچنان بتواند خودرو را به صورت فیزیکی هدایت نماید.

4. حذف شدن مایع هیدرولیک ،شلنگ ها،نشتی های آن و نیز عدم نیاز به چک کردن آنها از مزیت های سیستم فرمان برقی می باشد.

5. فرمان برقی آرام تر کار می کند زیرا پمپی در آن وجود ندارد.

6. حساسیت فرمان حتی زمانی که موتور خاموش است، کم نمی شود زیرا منبع انرژی موتور برقی 12 ولتی سیستم فرمان برقی، موتور نیست.

7. وزن سیستم فرمان برقی نسبت به سیستم فرمان هیدرولیک کمتر است و مونتاژ آن روی خودرو سریع تر و راحت تر است.

8. سیستم فرمان برقی، طول عمر بیشتر و خرابی های کمتری دارد.

کلینیک تخصصی ریمپ و برق خودروی رسول کریمی – بهترین مرکز ریمپ و برق خودرو در کرج

کریمی تیونینگ، با سال ها تجربه و انجام بیش از 15 هزار مورد ریمپ ایسیو و خدمات برق خودرو به صورت تخصصی برای اجزای سیستم EPS خودروهای داخلی و خارجی، آماده ارائه خدمات به مشتریان و مراجعه کنندگان عزیز است. مسیرهای ارتباطی شما با بهترین مرکز ریمپ در کرج و استان البرز (کریمی تیونینگ) و همچنین دریافت قیمت ریمپ در کرج بر اساس نوع خودرو:

شماره تماس

کرج، چهارراه هفت تیر، ابتدای بلوار دانش آموز، جنب درمانگاه شهید کلانتری، کلینیک تخصصی تیونینگ و اجزای سیستم EPS برق خودرو رسول کریمی

نحوه عملکرد فرمان برقی یا EPS

امروزه به دلیل پیشرفت‌های علمی و فنی که در زمینه صنعت خودروسازی صورت گرفته است، شاهد عملکرد بهتر قطعات و ایمنی بالاتر خودروها هستیم. یکی از این قطعات مهم در خودرو نیز، فرمان برقی خودرو می باشد که در این مطلب بررسی می کنیم.

سیستم فرمان الکتریکی EPS (اجزای سیستم EPS Electric Power Steering) از سال ۱۹۹۰ میلادی برای مونتاژ خودروها در کمپانی های خارجی استفاده شد. این سیستم فرمان پیشرفته خودرویی با قابلیت ها و عملکرد مثبتی که در حوزه ایمنی خودروها داشت، توانست جایگزین فرمان هیدرولیکی خودروها شود. قابل ذکر است که وجود سیستم فرمان برقی در خودرو باعث کاهش میزان خرابی سیستم های فرمان خودرو، راحتی بیشتر، تجربه رانندگی بهتر و حتی ایمنی بیشتر خودرو ها شده است.

فرمان برقی یا الکتریکی چیست؟

سیستم های کمکی فرمان بخشی جدایی ناپذیر از خودروهای امروزی هستند. بدون وجود این سیستم ها، فرمان پذیری خودروها بسیار سفت و سخت می شود و راننده نه تنها زودتر از حالت معمول خسته خواهد شد، بلکه ایمنی رانندگی نیز کاهش پیدا می کند؛ علاوه بر این سفتی فرمان بدون وجود سیستم های کمکی باعث می شود تا در مانورهای سرعت پایین مانند پارک کردن، راننده متحمل سختی زیادی شود.

سیستم های کمکی فرمان دو نوع عمده دارند که یکی هیدرولیکی و دیگری برقی هستند. سیستم هیدرولیکی برای دهه ها در خودروهای مختلف استفاده شده است و مزایای زیادی را در کنار چند عیب کوچک می توان برای آن ذکر کرد، اما در خودروهای جدیدتر شاهد جایگزینی سیستم هیدرولیکی با سیستم کمکی برقی هستیم.

نحوه عملکرد فرمان برقی (نحوه عملکرد EPS)

فرمان الکترونیکی به این صورت عمل می کند که ابتدا سنسور ، گشتاور وارده از غربیلک فرمان را حس نموده و آنرا به صورت سیگنال یا سیگنالهایی به واحد کنترل الکترونیکی ( ECU ) ارسال می کند . میکروکنترلر یونیت فرمان الکترونیکی علاوه بر این سیگنال ، سیگنالی نیز از سرعت خودرو دریافت می کند. آنگاه این دو را پردازش نموده و دستور العمل لازم را به قسمت موتور DC اعمال می نماید تا به صورت کمکی (Assisted) سیستم فرمان مکانیکی را تحت تاثیر قرار دهد. بنابراین دستور العملهای ECU به موتور Brushless تابعی از خروجی سنسور گشتاور و سرعت خودرو است. این یعنی به منظور ایمنی بیشتر خودرو سرعت درعملکرد EPS موثر بوده و بیشترین عملکرد در سرعتهای پایین و کمترین عملکرد فرمان در سرعت های بالای خودرو است.

نصب فرمان برقی

فرمان الکتریکی در سه حالت مختلف می تواند بر روی قسمت مکانیکی نصب شود .

نصب روی ستون فرمان (C-EPS)

در این روش مجموعه سنسورها ، موتور DC و قسمت ECU بطور مجتمع در یک محفظه مستقر و روی ستون فرمان (Column- Steering) 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 درترافیک های سنگین و پارک نمودن خودرو محسوب می شود ، بکار می رود. ستون فرمان با موتور الکتریکی DC توسط دنده حلزونی درگیر هستند .

نصب روی پینیون (P-EPS)

در این روش نیز مجموعه سنسورها ، موتور DC و قسمت ECU بطور مجتمع در یک محفظه قرار گرفته ولی روی پینیون نصب می شوند. این حالت برای خودروهای نیمه سنگین مناسب بوده و راننده این نوع خودروها در راحت ترین حالت می توانند خودرو را هدایت کنند.

نصب روی دنده شانه ای (R-EPS)

دراین روش هر سه قسمت EPS یعنی سنسور ، موتور DC و ECU جدا از هم روی جعبه فرمان نصب می شوند . به شکلی که موتور DC و ECU جدا از هم روی دنده شانه ای (Rack) قرار گرفته و سنسورها 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 که نیروی زیادی باید به دنده شانه ای اعمال شود مناسب است . بنابراین نیروی کمکی (Assisted) به طور مستقیم از موتور DC به دنده شانه ای (Rack) وارد می گردد.

اجزای سیستم EPS

در این قسمت از مقاله به طور کامل شما را مهمترین اجزا تشکیل دهنده سیستم فرمان برقی EPS بیشتر آشنا می کنیم. با ما همراه باشید.

سنسورها

سنسورها در این سیستم سرعت چرخ ها، زاویه چرخ ها و میزان گشتاور وارده با غربیلک را اندازه گیری کرده و به کامپیوتر اطلاع می دهند.

عملگر

واحد عملگر در سیستم EPS همان موتور برقی است که بر اساس دستور دریافتی از کامپیوتر زاویه و نیروی لازم را به چرخ ها اعمال می کند. اکثر خودروهای موجود در بازار این روزها از سیستم فرمان برقی EPS بهره مند هستند و در آینده شاهد پیشرفت های بیشتر این سیستم نیز خواهیم بود.

تفاوت فرمان برقی و فرمان هیدرولیک

استفاده از فرمان هیدرولیکی اجزاء جدیدی را به اتومبیل ها اضافه کرد و باعث مصرف انرژی بیشتر خودروها شد. در حقیقت این فرمان ها کاملا مستقل و آزادانه فعالیت نمی کردند و به دلیل اتصال به موتور خودرو، حتی زمانی که در طول رانندگی حرکتی انجام نمی دهند باز هم انرژی زیادی مصرف می کنند. این موضوع باعث شد تا پژوهشگران صنعت خودروسازی به فکر ساخت سیستمی جدید برای فرمان ها بی افتند و در نتیجه آن فرمان های برقی یا EPS اختراع شد. فرمان برقی به جای استفاده از نیروی موتور خودرو که باعث افزایش مصرف سوخت می شود؛ مجهز به یک موتور کوچک و مستقل است و مانند فرمان هیدرولیکی باعث افزایش مصرف انرژی نمی شوند.

فرمان الکتریکی با توجه به مکانیک خودروها به سه حالت بر روی تمام خودوها نصب می شوند. نصب بر روی ستون فرمان، نصب بر روی پینیون ها که بیشتر مورد استفاده در خودروهای نیمه سنگین است و نصب بر روی دنده شانه ای خودرو. فرمان الکتریکی مزایای زیادی نسبت به فرمان هیدرولیکی دارد که از آن جمله می توان به این موارد اشاره کرد:حذف پمپ هیدرولیک و چرخ، حذف شیرهای کنترل و لوله های رابط، حذف تسمه ما بین پمپ هیدرولیک و موتور اتومبیل، حذف جک هیدرولیک و روغن هیدرولیک و وزن کم نسبت به فرمان هیدرولیکی، تغییرات کمتر مکانیکی نسبت به فرمان هیدرولیک، فعالیت در زمان حرکت فرمان، کاهش حجم و اندازه نسبت به فرمان هیدرولیکی، مستقل بودن از موتور، طول عمر بیشتر، ایمنی بالاتر و مصرف کمتر انرژی. ضمن آنکه اگر زمانی فرمان الکتریکی دچار مشکل شده و عملکرد آن متوقف شود، به صورت خودکار می توان از فرمان مکانیکی استفاده کرد.

به طور کلی سیستم فرمان الکتریکی تنها تفاوتی که با سیستم هیدرولیکی دارد این است که منجر به از بین رفتن بسیاری از اجزاء اضافی شده و در کاهش مصرف سوخت خودروها بسیار موثر است و تنها در مواقعی عمل می کند که فرمان چرخش یا گشتاوری داشته باشد.

مزایای فرمان برقی نسبت به هیدرولیک

1- حذف پمپ هیدرولیک (pump) وهرزگرد (pulley)
2- حذف شیرهای کنترل (valve) و لوله های رابط
3- حذف تسمه ها بین پمپ هیدرولیک وموتور اتومبیل (belt)
4- حذف جک هیدرولیک (hydraulic jack) و روغن هیدرولیک
5- وزن کم نسبت به سیستم 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 گردشی در فرمان داده شود ، قسمت الکتریکی وارد عمل می گردد .)
8- فرمان الکتریکی به صورت Safe Fail است .( چنانچه قسمت الکتریکی به دلایلی از کار افتد، قسمت مکانیکی فرمان می تواند به کار ادامه دهد.)
9- مقداری انرژی مصرفی در فرمان الکتریکی ، حدود یک ششم انرژی مصرفی در فرمان هیدرولیک است. به عبارت دیگر به مقدار 85 % در انرژی مصرفی فرمان الکتریکی نسبت به هیدرولیک صرفه جویی می شود.
10- کاهش حجم واندازه نسبت به هیدرولیک
11- مستقل بودن از موتور خودرو
12- کاهش قابل ملاحظه زمان مونتاژ
13- افزایش قابل ملاحظه عمر موثر نسبت به فرمان هیدرولیکی
14- قابلیت ایمنی بالا در شرایط بحرانی
15- استفاده از یک نوع فرمان الکتریکی در چندین خودروی متفاوت

کیفیت رانندگی با سیستم فرمان برقی

یکی از اصلی ترین انتقاداتی که به سیستم فرمان برقی یا همان EPS وارد می شود، نبود حس رانندگی در این خودروها است. متاسفانه فیدبک های فرمان در خودروهای مجهز به EPS در پایین ترین حد خود قرار دارد و همین سبب می شود رانندگانی که به ماشین های اسپرت علاقه دارند از این فرمان ها لذت چندانی نبرند. البته خودروسازان بیکار ننشسته اند و سازندگانی همچون مزدا، پورشه و بی ام و توانسته اند حس رانندگی فرمان های EPS را تا حد امکان به فرمان های هیدرولیکی نزدیک کنند.

نقش سیستم فرمان برقی در ایمنی خودروها

اصلی ترین و مهم ترین مزیت سیستم فرمان برقی، متصل بودن سیستم کنترل اتومبیل به شبکه هوشمند ECU است. این نکته باعث حساسیت سیستم فرمان به میزان سرعت خودرو می باشد. در واقع به دلیل وجود سنسورهای حرکتی حساس در سیستم فرمان برقی، حدود گشتاوری تولید شده موتور تعیین می شود و بر اساس وضعیت و سرعت ESP مشخص می شود.

در حقیقت سیستم فرمان برقی با کاهش میزان چرخش و لرزش خودرو، پایداری اتومبیل را در سرعت های بالا برقرار می سازد که خودرو می تواند در این محدوده سرعت های بالا، با دقت و عملکرد بهتری حرکت کند. به طور مثال اگر سرعت خودرو افزایش یابد و محدوده نیروی کشش خودرو نسبت به جاده کاهش یابد، در این صورت سنسورهای فرمان برقی با کم کردن گشتاوری موتور، میزان چرخش غربیلک را کمتر می کنند.

در واقع این عملکرد حساس سیستم فرمان برقی به سرعت باعث افزایش ایمنی فعال خودروها و همچنین افزایش پایداری خودرو در سرعت های بالا شده است. در واقع زمانی که شما با سرعت بالا در بزرگراه در حال رانندگی هستید، مطمئناً یک اشتباه کوچک و چرخش غربیلک فرمان می تواند اتفاق ناگواری را رخ دهد. اما وجود سیستم فرمان برقی با سخت تر کردن چرخش غربیلک فرمان می تواند موجب افزایش پایداری خودرو در سرعت های بالا شود. در مقایسه این سیستم با سیستم های فرمان های قبلی می توان به وضوح دید که سیستم فرمان الکتریکی با توجه به ارتباط با کامپیوتر مرکزی خودرو می تواند بسیار هوشمندتر عمل کرده و حالت های مختلف خودرو مانند سرعت را در میزان چرخش فرمان و همچنین فرمان پذیری خودرو دخیل کند.این کار به افزایش تجربه مناسب رانندگی و افزایش ایمنی خودرو کمک شایانی خواهد کرد تا آن جا که فرمان الکتریکی را می توان یکی از مزیت های رقابتی خودرو ها دانست.

فرمان برقی (EPS) چیست؟ نحوه عملکرد و اجزای تشکیل دهنده

سیستم فرمان برقی EPS که از سرنام کلمات Electric Power Steering گرفته شده است و ورود آن به صنعت خودرو از سال ۱۹۹۰ میلادی می باشد که برای مونتاژ خودروهای خارجی در دسترس خودروسازان خارجی قرار می گرفت. نحوه عملکرد فرمان برقی که در ادامه به طور مفصل شرح داده خواهد شد، برای ایمنی بیشتر خودروها به کار می رود و به جای فرمان های هیدرولیکی قرار گرفته است. وجود این سیستم در خودروها باعث کم شدن میزان خرابی سیستم های فرمان خودرو می شود و برای راننده راحتی و تجربه رانندگی بهتری را فراهم می کند.

سیستم فرمان برقی EPS چه نوع سیستمی است؟

با پیشرفت تکنولوژی امروزه سیستم های هوشمند مختلفی به صنعت خودروسازی راه پیدا کرده اند که عملکردهای بسیار خوبی داشته و ایمنی خودرو را بسیار بالا می برند. فرمان خودرو یکی از مهمترین قطعاتی است که در خودرو قرار دارد و برای حرکت و مسیریابی خودرو یک قطعه ضروری به شمار می رود. تمامی اجزای فرمان در سمت راست یا چپ قرار دارند که هدایت کردن خودرو را برای راننده راحتتر می کند. قرار گیری فرمان در سمت چپ یا راست کاملا بستگی به نوع خودروی تولید شده و قواعد راهنمایی رانندگی کشور مربوطه می باشد.

فرمان الکتریکی ESP و نحوه عملکرد آن

عملکرد کلی این نوع فرمان برقی مانند فرمان های هیدرولیکی می باشد که از لحاظ ساختاری نیز متفاوت هستند و نسبت به آنها از مزیت های بیشتری هم برخوردار می باشند. کمپانی خودروسازی هوندا برای اولین بار در خودروهای رالی NSX از این فرمان برقی استفاده کرد.

فرمان برقی ESP و اجزای تشکیل دهنده آن

این اجزا علاوه براینکه جزء سیستم فرمان الکتریکی می باشند، در زیرمجموعه فرمان میکانیکی (Rack and pinion) نیز قرار میگیرند این سه اجزا هم میتوانند به صورت جداگانه قرار بگیرند و هم درون یک محفظه، که شامل:

1. واحد کنترل الکترونیکی (ECU)
2. سنسورگشتاور (Torque Sensor)
3. موتور با جریان مستقیم (Motor Brushless DC)

نحوه عملکرد فرمان الکتریکی ESP

سنسوری که در غربیلک فرمان قرار داده شده است، گشتاور را حس کرده و به شکل سیگنال یا سیگنال هایی به واحد کنترل ECU ارسال می کند. واحد کنترل ECU فرمان الکتریکی که علاوه بر سیگنال، یک سیگنال دیگر از سرعت خودرو دریافت کرده است را باهم پردازش می کند و دستورات لازم را به قسمت موتور DC می فرستد تا به صورت کمکی بتواند فرمان میکانیکی را تحت تاثیر خود قرار دهد.

به عبارتی دیگر و البته برای درک بهتر این نوع سیستم، این موضوع را در نظر داشته باشید ساختار فرمان به این صورت که یک میل دندانه دار و یک موتور الکتریکی که بر روی میل فرمان میل دنده دار بسته شده است و زمانی که راننده قصد دارد غربیلک را به حرکت درآورد، سنسورهای فرمان چگونگی و سرعت چرخش غربیلک را پردازش می کنند. تمامی اطلاعاتی که از این پردازش به دست می آید به شکل ورودی سنسورهای گشتاور پیچشی بر روی شفت فرمان است.

مفاهیم گشتاور و اسب بخار در خودرو

معیارهای دیگری برای چگونگی عملکرد فرمان تاثیرگذار هستند مانند:

• سیستم کنترل پایداری خودرو ESC
• سرعت خودرو
• کنترل کشش Traction

بعد از موارد گفته شده، کنترل یونیت برای چرخش مقدار صحیح به موتور، فرمان می دهد و سنسور بر روی موتور از مقدار چرخش موتور به کنترل یونیت پاسخ داده و بعد از آن کنترل یونیت موقعیت موتور را نیز مورد بررسی و نظارت قرار می دهد.

اجزای مختلف سیستم فرمان برقی ESP

هر سیستم به کار رفته در خودروها و به طور کلی هر دستگاه اجزای سیستم EPS دیگری از ساختار جزئی تری تشکیل شده است که در کنار یکدیگر عملکرد اصلی سیستم را اجرا می کنند. ساختار تشکیل دهنده فرمان برقی عبارتند از:

کنترل یونیت EPS

وظیفه این کنترل یونیت این است که سیگنال ها را از سنسورهای مختلف دریافت کند و براساس وضعیتی که در خودرو برقرار است و مقدار جریان لازمی که باید در موتور DC به کار رفته برود را مشخص می کند. اگر واحد کنترل یا همان ECU در کارکرد سیستم خطایی داشته باشد، یک چراغ خطر آن را به راننده هشدار می دهد و واحد کنترل یا کامپیوتر خودرو خطاها را ذخیره کرده و این سیستم از مدار خارج می شود اما در چنین شرایطی خودرو هنوز هم می تواند هدایت نرمال خود را داشته باشد.

سنسور TORQUE

نقش این سنسور این است که میل پیچشی را احساس کند و گشتاور مورد نیاز را به سیگنال الکتریکی تبدیل کند. کنترل یونیت EPS فرمان برقی از این سیگنال ها استفاده می کند و نیروی کمکی که موتور DC لازم است فراهم کند را محاسبه کند.

ترمز ESP، وظایف و نحوه عملکرد آن

جعبه فرمان

زمانی که غربیلک فرمان می چرخد، گشتاور فرستاده شده پینیون باعث می شود که شفت ورودی هم به چرخش در بیاید و میل پیچشی که به شفت ورودی متصل شده به همراه پینیون بچرخد تا اینکه گشتاور و نیروی متقابل آن مساوی شود. همانطور که ذکر شد، سنسور گشتاور پیچش میل پیچشی را احساس می کند و با کمک نیروی گشتاور به کار رفته؛ آن را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.

موتور DC

این موتور نیروی لازم برای پیچیدن فرمان را فراهم می کند و برای انتقال گشتاور تولیدی موتور به شفت اصلی از یک دنده مارپیچ استفاده می کند.

مکانیزم تقلیل

عملکرد اصلی این مکانیزم به این شکل است که نیروی کمکی موردنیاز موتور برقی را به شفت پینیون انتقال می دهد و این مکانیزم از یک حلقه دندانه دار که با شفت پینیون به حرکت در آمده است و دنده پینیون که با شفت موتور یکی شده است را تشکیل می دهد، نیروی کمکی موتور به وسیله مکانیزم تقلیل به شفت پینیون منتقل شده و نیرویی که لازم است تا فرمان بپیچد را فراهم میکند. اجزای اصلی پینیون عبارتند از:

شفت ورودی، میل پیچشی، شفت خروجی یا دنده پینیون، سنسور گشتاور، دنده مارپیچ، چرخ دنده مارپیچ، شانه ای فرمان، موتورP/S و Resolver

آشنایی با سیستم فرمان برقی (EPS)

فرمان (EPS ) امروزه جایگزین فرمان هیدرولیک،در تعداد زیادی از خودروهای جدید شده 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 ،شلنگها،نشتیهای آن ونیز عدم نیاز به چک کردن آنها از مزیتهای این سیستم می باشد.این سیستم همچنین آرامتر از فرمان هیدرولیک کار می کند. زیرا نه صدای پمپ وجود دارد ونه مایع در داخل شیلنگها وسوپاپها، اما برجسته ترین تفاوت در فرمان پذیری ومنظم بودن فرمان آن است … در ادامه با کارشناسان پویش خودرو در این باره همراه باشید.

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 )، 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 باشد، این سیستم بوسیله بازبینی ورودی های غربیلک فرمان ،سرعت خودرو و دیگر عامل های 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 NSX Acura ( از اولین خودروهای تولیدی با این مشخصه )Honda S2000 ، و Toyota RAV4 ،Prius 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 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 موتور نیروی 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 را 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 و حالت 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.