تمامی وسایل نقلیه از ساده ترین تا پیچیده تری نشان، باید توسط راننده کنترل شوند هرچند در سالهای اخیر سیستمهای خودران نیز به صورت آزمایشگاهی تولید شده اند 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 فنی تر و علمی تر 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 پیچیده تر از این چیزهای فانتزی! است. سیستم فرمان دارای قطعات و پیچیدگی های خاص خود است که در ادامه به بررسی یکی از مهمترین این تجهیزات یعنی جعبه فرمان خواهیم پرداخت.
جعبه فرمان خودرو چه وظیفه ای دارد؟
جعبه فرمان اصلی ترین بخش سیستم فرمان به شمار می رود. این بخش از فرمان گشتاور دست راننده را به چرخ ها هدایت می کند و گشتاور آن را افزایش می دهد. جعبه فرمان که روی اتاق خودرو نصب می شود گشتاور تولید شده را توسط مفصل ها و سیبک به سگ دست انتقال می دهد. این قسمت از سیستم فرمان انواع مختلفی دارد و از اجزای گوناگونی تشکیل شده است. از مهمترین وظایف جعبه فرمان می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تبدیل حرکت چرخشی فرمان به حرک خطی اهرم بندی فرمان
- افزایش گشتاور و کاهش حرکت چرخشی
- تغییر صفحه دوران غربیلک به صفحه مکانیکی
تنوع جعبه فرمان سبب تغییر در کیفیت وظایف آن می شود. هرچه کیفیت جعبه فرمان بیشتر باشد، کنترل فرمان برای راننده راحت تر خواهد بود. به طور کلی نحوه عملکرد انواع جعبه فرمان یکی است و زمانی که راننده غربیلک فرمان را می چرخاند گشتاور دورانی به جعبه فرمان منتقل می شود. جعبه فرمان این حرکت دورانی را به حرکت خطی تبدیل می کند و این نیرو از طریق میله بندی فرمان به سگدست می رسد. نیروی رسیده به سگدست روی سیبک ها به داخل و خارج می چرخد و این حرکت سبب پیچیدن چرخ ها به چپ و راست می شود.
اجزای تشکیل دهنده جعبه فرمان
- غربیلک فرمان (فلکه فرمان)
- میل فرمان (ستونی فرمان)
- جعبه فرمان
- بازوی پیتمن
- میل درگ
- شغال دست (بازوی فرمان)
- سگ دست
- میل فرمان وسط
- اهرم تای راد سیستم فرمان خودرو
انواع جعبه فرمان
در خودروها نیز از دو نوع جعبه فرمان استفاده می شود .این دو نوع جعبه فرمان عبارتند از جعبه فرمان ساچمه ای و جعبه فرمان اره ای هر دونوع جعبه فرمان می توانند دستی یا غیر دستی باشند .بعضی از خودرو های جعبه فرمان حلزونی دارند این نوع جعبه فرمان شبیه جعبه فرمان ساچمه ای است در هر دو جعبه فرمان از هزارخاری و میله بندی فرمان متوازی الاضلاع استفاده می شود هزار خاری فرمان محور خروجی جعبه فرمان را به میله بندی فرمان متصل می کند .
جعبه فرمان های مکانیکی
امروزه این نوع جعبه فرمان بسیار کم مورد استفاده قرار می گیرد و بسیاری از آنها به سیستم نیروی کمکی تجهیز می شود. برخی از این جعبه فرمان ها به کلی فراموش شده اند. جعبه فرمان مکانیکی اجزای متفاوتی دارد و تنها در پوسته جعبه با یکدیگر مشترک هستند.یک موتور الکتریکی در این جعبه فرمان جایگزین روغن هیدرولیک می شود و نیروی آن را تامین می کند. این نوع جعبه فرمان از نمونه های پیشرفته است که استفاده آن در بین خودروسازان رواج بسیاری دارد.
مزایای جعبه فرمان الکتریکی
- وزن کم
- کاهش مصرف سوخت
- افزایش پایداری خودرو
- افزایش عملکرد فرمان
- کنترل راحت فرمان
- افزایش ایمنی خودرو
- اشغال فضای کم
- هزینه تعمیر و نگهداری پایین
معایب جعبه فرمان الکتریکی
- عدم هماهنگی با شرایط محیطی
- حساسیت بالای سیستم برقی
- قمیت تمام شده بالا
- هزینه بالای ساخت
- مناسب نبودن برای خودروهای سنگین
جعبه فرمان حلزونی انگشتی
این نوع از جعبه فرمان یکی از ساده ترین جعبه فرمان های مکانیکی است که قطعاتی به نام انگشتی و حلزونی دارد. تغییر حرکت غربیلک فرمان از دورانی به خطی توسط این دو قطعه انجام می شود. این نوع جعبه فرمان به دلیل معایب بسیاری که داشت از خط تولید خارج شده است و مورد استفاده قرار نمی گیرد.
جعبه فرمان حلزونی با دنده تاج خروسی
این نوع جعبه فرمان به دلیل قطعه دندانه داری که به تاج خروس شباهت دارد به این نام شناخته می شود. این قطعه تاج خروسی به جای انگشتی استفاده می شود که حرکت مارپیچ غربیلک را سمت میل فرمان و حلزونی هدایت می کند. این جعبه فرمان نیز به دلیل معایبی که دارد امروزه مورد استفاده قرار نمی گیرد.
جعبه فرمان ساچمه ای با دنده تاج خروسی
در این نوع از جعبه فرمان یک چرخ دنده تاج خروسی در کنار دنده تاج خروسی کار می کند. جعبه فرمان ساچمه ای بیشتر در خودروهای سنگین مورد استفاده قرار می گیرد. ساچمه ها و لوله های گردش این نوع از جعبه فرمان جای حلزونی را می گیرند. عملکرد این نوع جعبه فرمان با حرکت مارپیچ فرمان آغاز می شود و این حرکت به ساچمه های دور مارپیچ می رسد و ساچمه ها آن را به حرکت خطی تبدیل می کنند. از مزایای این نوع جعبه فرمان می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- نگهداری راحت
- استهلاک کم
- ایمنی بالا
- امکان تجهیز به سیستم توان کمکی
- اصطکاک کم بین قطعات
اصطکاک کم در بین قطعات این نوع جعبه فرمان باعث می شود که راننده برای چرخش غربیلک فرمان از نیروی کمتری استفاده کند. همچنین این ویژگی سبب کاهش سایش قطعات و در نتیجه بالا رفتن لقی فرمان می شود و امکان خلاصی آن را کاهش می دهد. از معایب این نوع جعبه فرمان می توان به وزن بالا و هزینه بالای تعمیر آن اشاره کرد.
جعبه فرمان چرخ دنده شانه ای
جعبه فرمان چرخ دنده شانه ای در بین جعبه فرمان های مکانیکی بیشترین استفاده را دارد و با نام های راک اند پینیون و کشویی نیز شناخته می شود. جعبه فرمان چرخ دنده شانه ای به دلیل سبک بودن و فضای کمی که اشغال می کند مورد استفاده قرار می گیرد. پوسته این جعبه دنده به سیلندر فلزی تبدیل می شود. قطعاتی مانند گردگیر، پینیون، یاتاقان پینیون بازوی فرمان و دنده شانه ای این جعبه فرمان را تشکیل می دهند.
پینیون و دنده شانه ای از مهمترین بخش های جعبه فرمان چرخ دنده شانه ای هستند. پینیون حرکت چرخشی را از غربیلک فرمان می گیرد و با درگیر کردن دنده ها آن را به حرکت عمودی تبدیل می کند.
از مزایای این جعبه فرمان می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- قیمت پایین
- هزینه تعمیر و نگهداری پایین
- اشغال فضای کم
- وزن کم
- اصطکاک کم
- استهلاک پایین
معایب فرمان چرخ دنده شانه ای
- محدودیت در افزایش گشتاور
- محدودیت در افزایش پایداری خودرو
جعبه فرمان هیدرولیکی
این جعبه فرمان ساختاری شبیه به جعبه فرمان مکانیکی دنده شانه ای دارد و از یک فشار هیدرولیکی برای به حرکت درآمدن دنده شانه ای کمک می گیرد تا راننده نیروی کمتری به غربیلک فرمان وارد کند. این جعبه فرمان از اجزای زیر تشکیل شده است:
- پمپ هیدرولیکی
- شیر هیدرولیکی
- تسمه هیدرولیک
- جک هیدرولیک
- لوله های رفت و برگشت روغن
- مخزن روغن
در این سیستم پمپ هیدرولیکی نیروی دورانی خود را از تسمه موتور دریافت می کند و روغن را با فشار قوی روانه لوله های رفت می کند و این لوله ها روغن را به پشت شیر هیدرولیک هدایت می کنند. شیر هیدرولیک دارای سوراخ هایی است که با چرخش فرمان باز می شوند و با ورود روغن حرکت فرمان راحتتر می شود. روغن مجددا از جک عبور می کند و از لوله های برگشت به مخزن برمی گردد.
مزایای جعبه فرمان هیدرولیکی
- افزایش پایداری خودرو
- کاهش لرزش فرمان
- کاهش حساسیت فرمان در سرعت های بالا
- کاهش نیروی دست راننده برای حرکت فرمان
معایب جعبه فرمان هیدرولیک
- قیمت بالا
- قیمت بالای تعمیر و نگه داری
- استهلاک بالا
- نیاز به گشتاور بالا
- افزایش مصرف سوخت
جعبه فرمان الکتروهیدرولیکی
این جعبه فرمان عملکردی مشابه با جعبه فرمان هیدرولیکی دارد و تنها تفاوت آن در این است که پمپ این جعبه فرمان نیروی خود را از موتور دریافت نمی کند. به همین دلیل کاهش توان موتور را به همراه ندارد. یک موتور الکتریکی در پشت پمپ قرار دارد که نیروی آن را تامین می کند. برخی از این جعبه فرمان ها یک سنسور سنجش سرعت دارند که به کامپیوتر خودرو متصل است تا با سنجش سرعت خودرو فشار روغن هیدرولیک را تنظیم کند.تنظیم روغن سبب می شود که راننده در سرعت های بالا بتواند فرمان را کنترل کند که این سبب افزایش پایداری خودرو در سرعت های بالا می شود.
آشنایی با مراحل شاسی کشی خودرو
