فرمانهای پرقدرت (Power Steering)

Turk-oglu

مدیر بازنشسته
فرمانهای پرقدرت (Power Steering)
در گذشته کاربرد فرمانهای پر قدرت بیشتر در خودروهای سنگین متداول بود اما امروزه به طور گسترده در خودروهای سبک نیز به کار می رود در خودروهای سنگین 90 درصد نیروی لازم برای فرمان دادن و و در خودروهای سبک 25 درصد این نیرو با کمک فشار هیدرولیک فراهم می شود
فرمانهای پر قدرت به سه دسته تقسیم می شوند :
سیستم فرمان هیدرولیکی
سیستم فرمان الکتریکی
سیستم فرمان با کمک الکتریکی
مهمترین دلایل استفاده از سیستم های پرقدرت به قرار زیر است :
1. خروج آسان از حالت های پارک و توقف
2. کمک به راننده در هنگام گردش در پیچ های تند
3. تصحیح حرکت خودرو در سرعت های متوسط
4. ایمنی خودرو در موارد سخت از قبیل خارج شدن از جاده
5. کنترل حرکت خودرو در برخورد با موانع مسیر توسط چرخ های جلو یا ترکیدگی لاستیکی در سرعت های زیاد
6. کاهش خستگی راننده در مواقع حرکت
سیستم فرمان هیدرولیکی
این سیستم هنگامی که سیستم فرمان دستی نیاز به کمک داشته باشد (معمولاً پس از چند درجه چرخیدن چرخهای جلو) وارد عمل شده و به عمل فرمان دادن کمک می کند ، در نتیجه پیچیدن فرمان برای راننده به راحتی صورت می گیرد
انواع فرمانهای هیدرولیکی
1. سیستم فرمانهای یکپارچه پرقدرت که در آن دستگاه راه انداز (سوپاپ تقسیم فشار) بخشی از جعبه فرمان است
2. سیستم فرمانهای هیدرولیکی جداگانه یا اهرمی که در آن دستگاه راه انداز بخشی از اهرم بندی و سازوکار فرمان است
ساختار سیستم فرمان هیدرولیکی
اجزای عمده سیستم فرمان هیدرولیکی به قرار زیر است :
پمپ هیدرولیکی : پمپ نیروی محرک خود (دوران) را توسط تسمه از پولی جلوی موتور می گیرد و در جای مناسب (معمولاً جلوی موتور) نصب می شود.


سیلندر و شیرهای هیدرولیکی : که در محلی نزدیک بازوی رابط اتصالات چرخ های دو طرف قرار می گیرد
سوپاپ هیدرولیکی : که پس از پمپ قرار می گیرد
دسته بندی سیستم های فرمان هیدرولیکی
سیستم های فرمان هیدرولیکی به دسته های زیر تقسیم می شوند :
دنده شانه یا شیرکنترل دوار : سیستم فرمان دنده شانه با شیر کنترل دوار یا بورمان از دسته سیستم های فرمان یکپارچه پر قدرت است ، کارکرد این سیستم همانند سیستم فرمان دستی دنده شانه است .
در این فرمانها نیز لینک مکانیکی بین غربیلک فرمان و چرخ با همه اجزایش مانند فرمانهای دستی است ولی جعبه دنده سیستم فرمان به وسیله شکل کامل شده یا سوپاپ فرمان و یک سیلندر کاری جایگزین می شود .
این جعبه فرمان همه مزایای سیستم فرمان دستی دنده شانه ای را دارد و افزون بر آن سبک و ارزان قیمت است (دو فاکتور مهم طراحی) ؛ یکی از مزایای اصلی این سیستم حساسیت نسبت به شرایط جاده است در نتیجه تاثیر ضربه های پیچشی و ارتعاشات که به غربیلک (در نتیجه به راننده) می رسد نسبت به سیستم های غربیلک فرمان غیر هیدرولیکی کمتر است که این عمل به علت اثر میراکنندگی هیدرولیکی است .
در بیشتر خودروها که از این سیستم استفاده می کنند به سبب اثر میرایش هیدرولیکی دیگر نیاز به لرزگیر فرمان نیست در صورتی که در سیستم های فرمان دستی به لرزگیر فرمان نیاز است ، این سیستم به دو گونه طراحی می شود :
پیستون در مرکز و میل فرمان در دو طرف سیلندر قرار دارد
پیستون در کنار و میل فرمان ها در مرکز سیلندر به میل پیستون متصل شده است .
این دو طرح با سیستم های تعلیق جداگانه استفاده می شوند ولی طرح پیستون در مرکز به سبب این که میل فرمان کوتاهتری دارد بهتر است .
ساختمان شیر کنترل عکس العملی دوار
این شیر شامل یک پوشش سوپاپ است که در محفظه سیلندر قرار گرفته است ، میله پیچشی از یک طرف به پوسته و از طرف دیگر به روتور متصل شده است ، روتور سوپاپ نیز داخل پوسته سوپاپ قرار دارد ؛ پوسته سوپاپ سه راه خروجی برای سیال دارد که به وسیله چهار رینگ تفلونی که در هر طرف این شیار ها قرار گرفته ، آب بندی می شود .
روتور سوپاپ در انتهای پایینی خود دندانه دار شده و آزادانه در داخل پوشش سوپاپ قرار گرفته است ، شش شکاف طولی در طول و حول روتور و پوشش ایجاد شده که دارای سه شکاف کوتاه و سه شکاف بلند است ، شکاف های داخلی در داخل پوشش همه با طول یکسان هستند .
روتور سوپاپ از داخل به وسیله میل فرمان به غربیلک فرمان مربوط می شود و پوشش سوپاپ با دنده پینیونی ، خروجی به شانه ای را تشکیل می دهد .
کارکرد شیر کنترل واکنشی دوار
وقتی که خودرو به صورت مستقیم حرکت می کند شیر کنترل به وسیله میل رابط در موقعیت مرکزی قرار می گیرد ؛ یعنی برجستگی طولی روتور شیر در وسط و بین شکاف های طولی در پوسته قرار می گیرد تحت این شرایط سیال از پمپ هیدرولیکی به دو انتهای پیستون ارسال شده و از طریق شکاف های کوچک که بین روتور و شکاف طولی پوسته قرار گرفته ، آزادانه به مخزن باز می گردد .
حرکت دورانی ساعتگرد غربیلک ، باعث پیچیدن میله پیچشی شده و در نتیجه برجستگی روتور شماره 3 راه ورود سیال از پمپ به محفظه قدرت سمت راست را مسدود می کند و در همین موقع راه ورود سیال از سمت راست سیلندر به مخزن باز شده و برجستگی روتور سوپاپ شماره 2 راه اتصالی را از محفظه قدرت سمت چپ به مخزن را مسدود می کند در این وضعیت راه عبور سیال از پمپ به محفظه قدرت سمت چپ باز شده و در نتیجه سیال به سمت چپ پیستون فشار آورده و به راننده کمک می کند غربیلک ، دنده پینیونی را به دوران وادارد بنابراین میله شانه ای به سمت راست حرکت می کند و راننده در چرخاندن غربیلک احساس راحتی می کند .
بعد از این عمل ، اگر راننده غربیلک را ثابت نگه دارد میله پیچشی سریعاً عکس العمل نشان داده و روتور شیر را به حالت مرکزی بر می گرداند ، یعنی راه های ورود و خروج سیال از پمپ به محفظه و از محفظه به مخزن باز شده و سیال آزادانه حرکت می کند در نتیجه سیستم فرمان به حالت کنترل مکانیکی باز می گردد ؛ اگر غربیلک پاد ساعتگرد حرکت کند عکس این عمل اتفاق می افتد
بازه عملکرد شیر کنترل واکنشی دوار
در این سیستم غلاف و روتور با اتصال هزار خاری با هم در گیر هستند و شیر کنترل بین لقی زاویه نسبی روتور و غلاف قرار می گیرد ؛ اگر نسبت تغییرات زاویه ای میله پیچشی از مقدار 2/41 درجه تجاوز کند ، مقدار قدرت کمکی به ماکزیمم مقدار خود می رسد
ساگینا
سیستم فرمان پرقدرت ساگینا از دسته سیستم های فرمان هیدرولیکی یکپارچه است که ساختار و کارکرد آن بر پایه جعبه فرمان ساچمه ای است ، در خودروهای سواری دوگونه از این سیستم ها به کار می رود .
نوع کناری
نوع کناری در قسمت تحتانی شفت فرمان سوار می شود این دستگاه فرمان شامل یک مهره ساچمه ای است که به آن یک سیلندر بوستر هیدرولیکی اضافه شده است .
در این مدل ، انتهای دسته پیستون یک قسمت دندانه دار که این قسمت دندانه دار با قطاع دندانه دار دیگری که سر شفت هزار خار قرار گرفته درگیر است روی شفت هزار خار قطاع دندانه دار دیگری نیز وجود دارد که با مهره ساچمه ای درگیر است ، این پیستون موقعی حرکت می کند که فشار هیدرولیکی به آن وارد شود و سپس حرکت آن مقدار زیادی از کار فرمان دادن را انجام می دهد ، در بعضی از مدل ها دوقطاع دندانه دار یک سمت شفت هزار خار سوار شده اند و در مدل های دیگر دو قطاع دندانه دار در طرفین شفت هزار خار قرار گرفته و عملکرد آن ها بسیار مهم و حساس است .
مشاهده می شود که چرخاندن غربیلک برای گردش به چپ باعث می شود که مارپیچ مهره ساچمه ای را که تمایل دارد مارپیچ را به سمت بالا برگرداند به سمت پایین و بیرون حرکت دهد ، اگر مهره ثابت باشد و غربیلک را بچرخانیم عیناً همین اثر ظاهر می شود .
در مقابل حرکت مهره ساچمه ای مقاومتی وجود دارد که از چرخهای جلو ناشی می شود ، این مقاومت تمایل دارد که مهره ساچمه ای را ثابت نگه دارد ، اگر مهره ساچمه ای ثابت نگه داشته شود مارپیچ و شفت فرمان به سمت بالا حرکت خواهند کرد که این حرکت نیز سوپاپ را به سمت بالا حرکت خواهد داد و در این حالت فشار درونی روغن به یکی از طرفین پیستون وارد می شود و به چرخیدن شفت هزار خار برای پیچیدن به سمت چپ کمک می کند .
شیر در موقع حرکت مستقیم به وسیله پنج دستگاه پلانجر (سوپاپ قرقره ای) و فنر در وضعیت مرکزی نگه داشته می شود ، این پلانجرها و فنرها با فاصله مساوی در محفظه شیر قرار داده شده اند و انتهای آنها با دو یاتاقان کف گرد در تماسند وقتی سوپاپ حرکت می کند فنر بین دو پلانجر فشرده می شود در حقیقت پنج فنر فشار قابل توجهی را برای نگهداری سوپاپ در وضعیت مرکزی فراهم می سازد ؛ مثلاً در یک موقع پنج فنر موقعی فشرده می شود که نیروی معادل 300 پوند یا بیشتر به آنها وارد شود . این 300 پوند یا بیشتر به آن ها وارد شود این 300 پوند نیروی جانبی با وارد ساختن یک نیروی چهار پوندی به کناره بیرونی غربیلک فرمان تامین می شود ،به علت مزیت مکانیکی (نسبت دنده مارپیچ و مهره) یک نیروی پیچشی نسبتاً مختصر رو.ی غربیلک فرمان و یک نیروی جانبی زیاد در امتداد محور روی مارپیچ به وجود می آورد این نیرو باعث می شود که سوپاپ پرفشار فنرها غلبه کرده و به یک سمت حرکت کند ، به طوری که پیستون قدرت نیز شروع به کار کند .
در شرایطی فرمان دهی آسان (هنگامی که با اعمال نیرویی کمتر از چهار پوند به غربیلک ، فرماندهی انجام پذیرد) سیستم هیدرولیکی فرمان هیچ عملی را انجام نخواهد داد ، این دستگاه فقط موقعی کار می کند که نیروی لازم برای چرخواندن فرمان از چهارپوند بیشتر شود تا به این ترتیب نیروی جانبی زیادی برای حرکت دادن سوپاپ به وجود بیاید وقتی که نیروی لازم از چهار پوند تجاوز کند سیلندر قدرت نیروی اضافی لازم را تولید خواهد کرد .
سیستم تک راستا
این دستگاه شباهت زیادی به نوع کناری دارد ، اختلاف مهم این است که در دستگاه تک راستا پیستون قدرت با شفت فرمان در یک امتداد در انتحای تحتانی شفت فرمان قرار گرفته است پیستون قدرت یک سمت دندانه دار روی خود دارد ، این قسمت دندانه دار با سکتور روی هزار خار درگیر است این عمل موجب می شود که مهره ساچمه ای به یکی از دو انتها حرکت کند البته سکتور ، هزار خار را برای فرزمان دادن می چرخاند .
این دستگاه موقعی به عمل فرمان دادن کمک می کند که نیروی بیش از سه پوند برای حرکت دادن فلکه فرمان لازم باشد موقعی که نیروی لازم برای فرمان دادن به علت مقاومت چرخ ها در مقابل پیچیدن به یک سمت از حد مذکور بیشتر باشد مارپیچ مختتصری در امتداد شفت حرکت می کند و سوپاپ را به کار می اندازد و این عمل به روغن تحت فشار پمپ اجازه می دهد که به یکی از دو سر پیستون از نیروی لازم برای فرمان دادن کاسته می شود
گمر
سیستم فرمان پر قدرت گمر از دسته سیستم های فرمان هیدرولیکی یکپارچه است در اتین سیستم فرمان در انتهای تحتانی شفت قرار می گیرد و پمپ روغن نیز با شفت آرمیچر ژنراتور حرکت می کند در این سیستم دستگاه تولید قدرت مانند نوع ساگینا جزئی از جعبه فرمان است
پمپ روغن در شفت ژنراتور سوار شده و به وسیله یک کوپلینگ که به شفت ژنراتور متصل شده به حرکت در می آید
فرمان هیدرولیکی گمر دارای یک شیر و سوپاپ هایی است که در موقع فرمان دادن شروع به کار می کندکار شیر این است که فشار هیدرولیکی روغن را به داخل یکی از سیلندر های قدرت هدایت می کند پس از آن فشار مجموعه پیستون را حرکت می دهد و حرکت پیستون قسمت اعظم نیروی لازم را برای فرمان دادن خودرو تامین می کند باید توجه داشت که شفت فرمان که فلکه فرمان روی آن سوار است از دو قسمت تشکیل شده است قسمت بالایی که در قسمت فوقانی خود غربیلک فرمان را نگه می دارد و در قسمت تحتانی یک کوپلینک لاستیکی قابل ارتجاع به آن متصل شده است این قسمت از شفت فرمان طوری نصب شده است که تنها می تواند بچرخد و به سمت بالا و پایین حرکت نمی کند قسمت پایین شفت فرمان تقریباً یک فوت طول دارد و قسمت فوقانی آن به وسیله یک چرخ دنده مستقیم متصل می شود و به این طریق مارپیچ گردانده می شود با حرکت دادن مارپیچ قسمت های دیگر نیز ماندد غلتک شفت هزار خار و اهرم هزار خار به حرکت در می آیند پس از آن یک میله رابط که به اهرم هزار خا رمتصل شده است اهرم های دیگر فرمان را به حرکت در می آورد .
در حین این عملیات سیستم هیدرولیکی شروع به فعالیت می کند موقعی که شفت فرمان و دو چرخ دنده مستقیم گردانده می شوند نیروی کناری که به دنده سر شفت فرمان یا دنده محرک وارد می شود می کوشد که دنده را به سمت بالا یا پایین حرکت دهد به علت این که شفتی که این دنده روی آن سوار شده است به وسیله یک یاتاقان مخصوص نگهداری می شود چرخ دنده می تواند به اندازه چند هزارم اینچ بالا یا پایین برود و سوپاپ را به کار اندازد ، سوپاپ هیدرولیکی ، روغن را به سیلندر قدرت هدایت کرده و موجب حرکت پیستون می شود

منبع : مجله ایران خودرو
پایان
 
Similar threads

Similar threads

بالا