<<<صفحه چهارم صفحه پنجم صفحه ششم>>>
ادامه مبحث فرمان برقی
تاریخ انتشار:95/3/16
اجزاي اصلي سيستم فرمان برقي خودرو شامل موتور الكتريكي با جريان مستقيم(DC)، كنترل يونيت، ميله پيچشي و حسگر گشتاور است كه در ادامه به نحوه عملكرد اين سيستم مي پردازيم.
انواع سيستم هاي EPS با توجه به محل قرار گرفتن موتورالكتريكي تعريف ميشوند. موتور الكتريكي روي محور فرمان، پينيون، رك و يا به صورت تركيبي با پمپ هيدروليك قرار دارد. معمولا در مدلهاي جديد از نوع فرمان برقي با نصب موتور الكتريكي روي محور فرمان به جاي نصب روي جعبه فرمان استفاده ميكنند.
در سيستم فرمان برقي ميله پيچشي به محور فرمان متصل است و از طريق حسگر گشتاور متصل به ميله پيچشي، مقدار گشتاور مقاومي كه بر اثر چرخش فرمان بين چرخ هي خودرو و نيروي پيچشي فرمان اعمال ميشود، اندازه گيري مي گردد و براساس آن به سيگنال الكتريكي تبديل و به ECU ارسال ميشود. ECU هم براساس دادههاي ارسالي از حسگر گشتاور و سرعت خودرو، مقدار نيروي اعمالي لازم به موتور الكتريكي DC را تعيين ميكند.
ميله پيچشي جزئي از محور فرمان است و هنگام فرمان گيري از خودرو تحت دو گشتاور، يكي گشتاور ورودي از طرف غربيلك و ديگري گشتاور عكس العملي وارده از سمت تاير قرار مي گيرد. دو حسگر براي اندازه گيري مقدار نيروي پيچشي و تبديل آن به سيگنال الكتريكي و خروجي ولتاژ (متناسب با مقدار پيچش) وجود دارد. هر حسگر به صورت coil در شكل نشان داده شده است. بر اثر چرخش رينگ هاي متصل به شفت، القاي مغناطيسي دركويل ها ايجاد و به سيگنال الكتريكي تبديل مي شود كه در شرايط بدون اعمال گشتاور ولتاژ 2.5 ولت را توليد مي كند. وقتي پيچش اتفاق نمي افتد ميزان اختلاف ولتاژ خروجي حسگرها صفر و محدوده ولتاژ خروجي مجموعه دو حسگر صفر تا 5 ولت است. مطابق شكل وقتي فرمان به سمت چپ يا راست مي پيچد همزمان در يك حسگر ولتاژ خروجي افزايش مي يابد و در حسگر ديگر كاهش ولتاژ خروجي اتفاق مي افتد. هر چه اختلاف بين خروجي ولتاژ حسگرها بيشتر باشد نيروي اعمالي بيشتري در موتور الكتريكي توليد مي شود و در صورت معكوس شدن ولتاژ جهت چرخش موتور الكتريكي تغيير مي كند.ECU براساس سيگنالهاي مختلفي كه از حسگرهاي گشتاور و سرعت دريافت مي كند و با لحاظ وضعيت خودرو در آن لحظه مقدار دور لازم براي چرخش را به موتور الكتريكي ارسال مي كند و موتور الكتريكي DC توسط يك چرخ دنده گشتاور موتور الكتريكي را به محور فرمان انتقال مي دهداين سيستم كه مكانيزم كاهش نام دارد نيروي اعمالي موتور را به پينيون شفت انتقال مي دهد. اين مكانيزم شامل يك چرخ دنده مارپيچي و يا حلقوي است كه ارتباط بين پينيون محور فرمان و پينيون چرخ دنده اي متصل به شفت موتور را برقرار و نيروي موتور را به پينيون شفت منتقل مي كند. به اين ترتيب پينيون شفت به چرخش در مي آيد تا گشتاور مقاوم ايجاد شده در ميله پيچشي به صفر برسد.
ECU داراي سه مد عملياتي است:1- مد كنترلي نرمال: زماني كه فرمان به چپ و راست مي پيچد و نيروي كمكي با توجه به ميزان گشتاور ورودي در حسگر گشتاور اعمال مي شود. 2- مد كنترلي بازگشت: زماني كه فرمان به طور كامل پيچيده است نيروي كمكي در جهت برگشت ايجاد مي كند. 3- مد كنترلي ميراكننده: سرعت خودرو را با هدف بهبود احساس سواري و جذب تنش هاي وارده از جاده به چرخ ها تغيير مي دهد.
زماني كه فرمان تا انتها مي چرخد كنترل يونيت نيروي كمكي را كاهش مي دهد تا از آسيب ديدن موتور الكتريكي جلوگيري كند همچنين در صورت وجود هرگونه خطا، سيستم به طور خودكار از حالت برقي به مكانيكي تغيير مي كند و چراغ اخطار روشن ميشود كه بايد با استفاده از نرم افزار و دستگاه عيب ياب، ايراد برطرف شود.
بيشترين نيرو توسط موتور الكتريكي هنگامي اعمال ميشود كه خودرو در سرعت پايين حركت كند و روي يك سطح با اصطكاك بالا فرمان با سرعت چرخانده شود. در شرايطي كه سطح جاده داراي اصطكاك كمي باشد نيروي كمتري توسط موتور الكتريكي اعمال و از انحراف خودرو جلوگيري ميشود. عواملي چون فشار باد تاير، سطح جاده، سرعت خودرو و … بر مقدار نيرويي كه بايد راننده براي چرخش فرمان اعمال كند تأثير نخواهد داشت و در شرايط اضطراري كه فرمان به سرعت چرخانده ميشود با توجه به اهميت گشتاور مقاوم بين تاير و نيروي وارده به غربيلك، خودرو در مسير مستقيم بدون انحراف به حركت خود ادامه ميدهد.
سيستم فرمان برقي معمولا با ولتاژ 12ولت و ماكزيمم مصرف 80 آمپر و متوسط توان0.1 كيلووات كار ميكند
سیستم تعلیق هاچکیس
تاریخ انتشار:95/3/17
یکی از گونه های آشنای محورهای یکپارچه محرک، سیستم تعلیق هاچکیس است. در این سیستم محور چرخ ها با یک فنر تخت بیضی گون مهار شده است و محور گردان طولی با لولای چهار شاخ حرکت را به آن منتقل می نماید.
در این سیستم فنرها به صورت طولی قرار گرفته و در دو انتها به بدنه اتصال یافته اند و محور به وسط آن متصل شده است. فنرها تخت از ساده ترین و ارزانترین گونه های فنربندی می باشند. علیرغم نرمی عمودی، این فنرها در راستاهای کناری و طولی نسبتا سخت بوده و بنابراین نیروهای گوناگون را در این راستاهااز جرم معلق به جرم نامعلق انتقال می دهد. سیستم تعلیق هاچکیس تا سال 1960 میلادی به گستردگی در محور پشت خودروهای سواری به کار می رفته است و هنوز هم در بسیاری از کامیون های سبک و سنگین به کار می رود.
عیب فنرهای تخت در خودروهای سواری به سبب اصطکاک ذاتی میان لایه های فنر و نیز کاهش پایداری کناری خودرو بر اثر استفاده از فنرهای بلندتر با نرخ فنریت کمتر می باشد. استفاده از فنرهای نرمتر، به سبب نزمی زاویه ای بیشتر در راستای محور چرخ ها نیازمند استفاده از یک بازوی پیرواست تا در برابر گشتاورهای ترمزی واکنش نشان دهد. همچنین باید در برابر گشتاورهای رانشی بیشتر که در خودروهای پس از جنگ جهانی عمومیت یافته است، واکنش نشان دهد.
اولين توليد انبوه سيستم تعليق جلو برای خودروها مربوط به این سيستم می باشد . اين نوع را که Hotchkiss نيز می نامندش از يک بيم قوی و قطور فولادی تشکيل شده که دو چرخ مقابل را به يکديگر متصل می نمايد . اين سيستم که پس از موفقيت در ، درشکه ها به خودروها انتقال يافت ؛ به حدی خوب و ايده آل به نظر می رسيد که تا مدت زمان زيادی ، کسی فکر طراحی سيستمی جديدتر از آنرا در سر نپروراند . در حالی که اين سيستم اولين نوع سيستم تعليق بوده است اما بدليل قابليتهای خاصش در تحمل وزنهای سنگين ، هنوز هم در بسياری از خودروهای سنگين يافت می شود . اگر به زير يک خودروی سنگين نگاه کرده باشيد ، حتما اين بيم قطور را که بين دو چرخ واقع شده خواهيد ديد . اين سيستم ممکن است بسته به استفاده در جلو يا عقب خودرو ها با فنر تخت يا فنر لول مورد استفاده قرار گيرد ( در خودروهای سنگين غالبا از فنر تخت استفاده می شود ) .
همچنين با پيشرفت اين سيستم طی ساليان گذشته ، بر اساس ديگر اجزای تشکيل دهنده سيستم Solid Beam ( صلب ) ، ممکن است نامهای ديگری نيز به آن اطلاق شود ، از جمله زمانی که لينکهايی ( رابط يا طبق هاي باريک ) از روی بيم بصورت عرضی يا طولی به کف اتاق متصل شوند بر اساس تعداد اين لينکها سيستم را Three Link ، Four Link و … می نامند ، در صورتی هم که در نوع ۴ لينک دو عدد از لينکها به صورت زاويه دار به سمت وسط خودرو منحرف شوند ، آنرا Angled Arm می نامند . در دو نوع ۳ و ۴ لينکی و همينطور اکثر انواع بدون لينک Solid Axle مشکلاتی در زمينه کنترل افقی خودرو وجود دارد . از اينرو ا ز يک ميله فولادی به نام Panhard Bar که از يک سمت اکسل به صورت کج به سر لينک مقابل می رود ، استفاده می کنند تا از حرکت خودرو از يک سمت به سمت ديگر به صورت افقی جلوگيری نمايد ، Panhard Bar در برخی ديگر سيستمها نيز ممکن است يافت شود .
بطور کل سيستم هايی که از Solid Axle استفاده می نمايند ، همگی از نوع غير مستقل بوده ، دارای سيستمی ساده ، قدرتی بالا در تحمل وزن و تقريبا بدون نياز به تنظيم زاويه چرخ می باشند ( در صورتی هم که تنظيم چرخها به هم بخورد ميزان کردن آنها کار مشکلی خواهد بود ) . اما در مقابل در اکثر آنها بخصوص انواع غير لينکی ؛ وزن غير وارده ( Unsprung Weight ) بسيار بالا ، بدليل سنگين بودن اکسل ، همچنين تحت تاثير قرار گرفتن چرخ مقابل در هنگام مواجه چرخ مخالف با دست انداز که از عيوب تمامی سيستم های غير مستقل می باشد و همچنين بزرگی سايز سيستم از عيوب سيستم های Solid Be محسوب می شوند.
تفاوت در طراحی وساخت خودروي دیفرانسیل جلو و دیفرانسیل عقب
تاریخ انتشار:95/3/18
یکی از مشغولیات فکري براي افرادي که در زمینه خودرو فعالیت دارند و یا علاقه وافري به اتومبیل دارند این است که اتومبیل هاي دیفرانسیل عقب برتر هستند یا اتومبیل هاي دیفرانسیل جلو؟ در اینجا باید اظهار داشت که امروزه خریداران تحت تاثیر تبلیغات وسیع فروشندگان قرار گرفته اند و به همین علت خرید اتومبیل هاي دیفرانسیل جلو زیادتر بوده و آن را رسماً به عنوان نمونه برتر در سطح دنیا پذیرفته اند که این انتخاب کاملاً درست نیست چون فروشندگان براساس همین تبلیغات هدایت و چسبندگی خودرو دیفرانسیل جلو را بهتر از دیفرانسیل عقب دانسته اند که در بسیاري از موارد خالی از حقیقت است. در این مقاله براي روشن شدن تفاوت این دو خودرو این سیستم ها را با هم مقایسه می کنیم، هر کدام از این دو سیستم داراي امتیازات مخصوص به خود هستند و بد نیست بدانید که بیشتر امتیازات خودرو دیفرانسیل جلو در مواردي غیراز چسبندگی و نحوه حرکت اتومبیل است.
مهمترین امتیاز دیفرانسیل جلو افزایش فضاي داخلی اتومبیل است چون قراردادن موتور و جعبه دنده و دیفرانسیل در محفظه موتور باعث جلوگیري از احداث برجستگی میانی در کف اتومبیل می شود. در نتیجه کف اتاق اتومبیلهاي دیفرانسیل جلو مزاحمتی براي سرنشیان ایجاد نمی کند. از دیگر محاسن با اهمیت اتومبیل هاي دیفرانسیل جلو موضوع اقتصادي بودن آنها از نظر میزان مصرف بنزین است. چون در مقایسه با انواع مشابه دیفرانسیل عقب از وزن کمتري(حدود 10 % کاهش وزن)برخودارند. بعلاوه بدلیل جمع و جور بودن قطعات مکانیکی امکان بهره گیري از فضاي بیشتر را به طراحان در جهت کم کردن ابعاد اتومبیل بخصوص طول آن میدهد. بنابراین کاهش وزن و کوچک شدن اتومبیل تاثیر زیادي در کاهش مصرف سوخت آن دارد. شتاب حرکت خودرو دیفرانسیل جلو در حرکت روي برف
یخ و سطوح لغزنده خیلی خوب است، چون وزن بیشتري را در چرخهاي محرك جلوي خود خواهند داشت و چون چسبندگی چرخهاي جلو بدلیل وزن بیشتر جلوي اتومبیل زیاد است، شتاب اینگونه اتومبیل ها در سطح لغزنده خوب است. براي پیشرفت خودروها از نظر آیرودینامیکی طراحان به سه مورد توجه بیشتري دارند.
-1 بدنه خودرو از جلو به عقب باید با شیب ملایمی صعود کند.
-2 انتهاي خودرو از جهت عرض رفته رفته باریک شود.
-3 انتهاي خودرو مانند مخروط سربریده باشد (دم خودرو بریده شود)
یکی از محدودیتهاي خودروهاي دیفرانسیل جلو این است که به دلیل انباشتگی قطعات مکانیکی در جلوي خودرو نمی توان این قسمت را با شیب ملایمی ساخت در نتیجه بند یک را که یکی از اساسی ترین اصول طراحی است نمی توان خوب براي خودرو دیفرانسیل جلو اجرا کرد و در نتیجه مقاومت خودرو در برابر هوا زیاد است. از نظر سرویس و نگهداري به دلیل انباشتگی قطعات روي هم هزینه تعمیر و نگهداري آنها زیاد است. در مسئله شتاب گیري و سرعت عمل در آغاز حرکت عامل تعیین کننده شتاب یک خودرو دیفرانسیل جلو(صرفنظر از نیروي موتور و گیربکس) مقدار نیروي عمودي است که به چرخهاي داراي نیروي محرك آن وارد می شود. این نیرو تشکیل شده است از:
حاصل تفریق وزن ساکن و مقدار وزنی که در هنگام شتاب گیري از چرخهاي محرك به قسمت عقب منتقل می گردد. چنین کاهش وزن در جلوي اتومبیل باعث کاهش چسبندگی محور جلو به زمین می شود. بنابراین دیفرانسیل جلو در هنگام آغاز حرکت به دلیل همین موضوع داراي قدرت سرعت گیري کمتري است.
البته میتوان این نقیصه را با انتخاب مدلی از دیفرانسیل جلو که تقسیم وزن در قسمت جلو بیشتر است تا حدودي مرتفع ساخت اما نقایص انجام چنین عملی این است که محدودیتهاي زیادي در هنگام چرخشها به وجود آمده و همینطور ترمزها کارایی خود را از دست می دهند و چرخهاي عقب به سرعت قفل شده و چرخهاي جلو هم علاوه بر این که مصرف لنت ترمزشان بالا می رود زود گرم می شوند و هدایت اتومبیل مشکل تر می گردد. مهمترین محدودیت اتومبیل هاي دیفرانسیل جلو را میتوان در قابلیت کم آن در هنگام ترمز و توقفهاي خیلی فوري بر روي سطوح لغزنده به حساب آورد. در اتومبیلهاي دیفرانسیل جلو اگر ترمز شدید گرفته شود بعد از رها کردن پدال ترمز مقاومت موتور و گیربکس و دیفرانسیل که به چرخهاي جلو متصل است بسیار زیاد بوده و چرخهاي عقب بلافاصله شروع به چرخیدن می کند که این حالت وضع نا مناسبی را براي راننده در جهت کنترل اتومبیل و هدایت آن به سمت جلو به وجود می آورد، چون نیروي بازدارنده در جلو است و در این حالت اتومبیل تمایل زیادي به چرخیدن و منحرف شدن از مسیر دارد. اتومبیل هاي دیفرانسیل عقب هم داراي ویژگی خاصی هستند یکی از این محاسن راحتی در ارائه طرح است. طراحی خودروها باید به صورتی باشد که نیروي مثبت آیرودینامیکی (نیروي فشار که به جلوي خودرو وارد می شود) و نیروي منفی آیرودینامیکی (نیروي مکشی ناشی از حرکت رو به پایین لایه هوا در پشت بدنه اتومبیل)به حداقل رسد .
میله موج گیر در سیستم تعلیق جلو
تاریخ انتشار:95/3/19
سیستم تعلیق جلو
سیستم تعلیق جلو چهار وظیفه دارد.
1. نگهداری وزن قسمت جلوی خودرو
2. جذب ضربه های دست انداز و جلوگیری از انتقال این ضربه ها به سرنشینان و بار .
3.تأمین کنترل فرمان و میزانی چرخ
4.تأمین کنترل فرمان در حین ترمز گیری شدید .
درسیستم تعلیق جلو از هر چهار نوع فنر – شمش، لول ، موج گیر و بادی – استفاده می شود.
در شکل 1 یک سیستم تعلیق جلو و فرمان متداول نشان داده شده است . برای فرمان گیری ، هر توپی چرخ جلو روی میل سگدستی نصب میشود که بخشی از سگدست فرمان است . توپی چرخ حاوی بلبرینگ هایی است که میل سگدست از میان آنها می گذرد . میل سگدست محوری کوتاه ، مخروطی و ساکن است. این محور چرخ را از طریق بلبرینگ های چرخ و توپی چرخان نگه می دارد. بلبرینگهای چرخ که گاهی از نوع ساچمه غلتکی اند، اصطکاک را به حداقل کاهش می دهند و در عین حال امکان چرخیدن را برای توپی و چرخ فراهم می کنند.- سگدست فرمان به طبق پایین تکیه دارد که بر سر خارجی آن سیبکی نصب شده است در بعضی از سیستمهای تعلیق جلو، سگدست فرمان به طبقهای بالا و پایین سیبک دار تکیه دارد (شکل 2 )- فلکه فرمان به جعبه فرمان متصل می شود (شکل 1 ) وقتی راننده فرمان را می چرخاند، جعبه فرمان میله بندی فرمان را به حرکت در می آورد سپس میل تعادلها بازوهای سگدست فرمان را به حرکت در می آورند، با حرکت این بازوها سگدستها و چرخها به طرف داخل و خارج می چرخند تا خودرو را در جهت مورد نظر راننده هدایت کنند. بسیاری از سیستمهای تعلیقجلو یک میل موج گیر جلو هم دارند که به کاهش غلتش اتاق خودرو در هنگام پیچیدن کمک می کند.
سیبک
سیبک(شکل 2 ) یک مفصل کاسه – ساچمه ای انعطاف پذیر است که در سرهای خارجی طبق ها نصب می شود . سیبک مفصلی لولایی است که سگدست فرمان را به طبقها متصل می کند ؛ طبقها فقط می توانند بلال و پایین بروند، این آرایس به سگدست فرمان و چرخها امکان می دهد که به طرف داخل و خارج بچرخند و خودرو را هدایت کنند . در شکل 2 یک سیستم تعلیق جلو با طبق های بالا و پایین و سیبکهای بالاو پایین نشان داده شده است.
درسیستمهای تعلیق کمک – فنر فقط از یک سیبک استفاده می شود(شکل 1 ) این سیبک در سرخارجی هر یک از طبقهای پایین نصب شده است . سیبک اساسا پیچ مخصوصی است که یک سر آن کروی و سر دیگر آن رزوه دار است. سر کروی یا ساچمه در یک کاسه فولادی می نشیند و بین این دو یک بوش پلاستیکی یا یک بوش آهنی خودرو غنکار قرار دارد. بعضی از سیبکها فنری دارند که نیرویی به ساچمه وارد می کند تا خلاصی آن را بگیرد سیبک به وسیله یک گردگیر لاستیکی درزبندی میشود؛ این گردگیر مانع نفوذ گرد و غبار و آب به سیبک می شود و گریس را داخل سیبک نگه می دارد . بسیاری از سیبکها را می توان از طریق گریسخور یا درپوش روغنکاری کرد .
شکل 1 – سیستم متداول تعلیق جلو و فرمان با کمک-فنر و جعبه فرمان هیدرولیکی اره ای
شکل 2 – سیبک ؛ در شکل نحوه اتصال سگدست فرمان به طبق پایین از طریق سیبک و نحوه قرائت سایش نمای تعبیه شده در سیبک نشان داده شده است.
ادامه مبحث میله موج گیر
تاریخ انتشار:95/3/20
میله موجگیر
میله موج گیر به کنترل غلتش اتاق در هنگام دور زدن و پیچیدن یا رانندگی روی سطوح ناهموار کمک می کند. میل موج گیر جلو (شکلهای 1و 3 ) نوعی فنر موج گیر است. اینمیل موج گیر معمولا بین دو طبق پایین نصب می شود. وقتی خودرو پیچی را طی می کند، اتاق به طرف بیرون پیچ متمایل می شود. در نتیجه این تمایل، طبقهای پایین در جهت مخالف حرکت می کنند و میل موج گیر را می پیچانند اما میل موج گیر در برابر پیچش مقاومت می کند. این عمل سبب سفت شدن سیستم تعلیق در هنگام پیچیدن خودرو می شود، در نتیجه اتاق خودرو کمتر کج می شود یا غلتش پیدا می کند .
شکل 3 – جلو بندی با فنر لول که در آن از طبق های بالا و پایین با طول های نا مساوی استفاده شده است . میل موج گیر به کنترل غلطش اتاق در هنگام پیچیدن خودرو یا پیمودن راه های نا هموار کمک می کند.
وقتی یک چرخ در دست انداز می افتد و چرخ های دیگر نمی افتند نیز میل موج گیر عمل می کند وقتی خودرو در جاده هموار و در امتداد مستقیم حرکت می کند، وجود میل موج گیر هیچ اثری ندارد بسیاری از سیستمهای تعلیق عقب یک میل موجگیر عقب دارند (شکل 4 ) طرز کار این میل موجگیر مانند میل موجگیر جلو است.
شکل 4 – فنر شمش عرضی که سیستم تعلیق عقب مستقل را امکان پذیر می کند.
به دلیل جلوگیری از حجیم شدن صفحه و برای راحتی بازدیدکنندگان ادامه مطالب در صفحه زیر گذاشته شده است
