Sina-Mechanic

بزرگترین مرجع مقالات و اخبار روز مکانیک خودرو

Sina-Mechanic

بزرگترین مرجع مقالات و اخبار روز مکانیک خودرو

فلایویل

فلایویل

مقدمه

 فلایویل یک قرص گردان سنگین است که به عنوان یک ذخیره کننده گشتاور زاویه ای به کار می رود. فلایویل ها در مقابل تغییر سرعت دورانشان مقاومت می کنند، که در نتیجه هنگامی که یک گشتاور نامنظم به آن اعمال می شود، به یکنواخت نگه داشتن چرخش محور کمک می کند.

 

 فلایویل ها همچنین توسط موتورهای کوچک برای ذخیره انرژی در زمان طولانی تر و آزاد کردن آن در زمانی کوتاهتر به کار می‌روند. با این کار در یک دوره کوتاه قدرت را افزایش می دهند.

 

 فلایویل از ساخمان بسیار ساده‌ای برخوردار است. در واقع ویژگیهای فلایویل در این خلاصه می‌باشد که این قطعه می‌بایست متقارن باشد و در عین حال نیز جرم نسبتا زیادی داشته باشد. ابعاد ، اندازه و شکل فلایویل‌ها با توجه به نوع و اندازه و تعداد سیلندرهای موتور متفاوت است.

ریشه لغوی

 

 فلایویل یک کلمه انگلیسی است که خود از کلمه تشکیل شده است (Fly –Wheel) که در آن Fly به معنی پرواز کردن و Wheel به معنای چرخ است. لیکن این کلمه بصورت سر هم Flywheel برای بیان یکی از قطعات موتور که به میل لنگ متصل است بکار برده می‌شود. البته معادل فارسی نیز برای این واژه موجود می‌باشد که عبارتند از: چرخ طیار و چرخ لنگر ، لیکن استفاده از خود کلمه فلایویل رایج‌تر است.

 

ساختمان فلایویل

 

 چرخ لنگر یا همان فلایویل در موتورهای مختلف دارای اندازه‌های مختلف می‌باشد. لیکن در مواد ساختمانی آن معمولا از چدن استفاده می‌کند. ساختمان فلایویل بسیار ساده است و کافی است که تا حد قابل قبولی صاف و صیقلی بوده و در ضمن از لحاظ تعادل در وضعیت خوبی باشد. یعنی انحنا یا وجود تاب‌خوردگی در آن به چشم نخورد.

 

 اندازه فلایویل یا همان چرخ طیار بستگی به تعداد سیلندرهای موتور و نوع و اندازه موتور دارد و متغیر می‌باشد بدین ترتین که هرچه تعدا سیلندرها بیشتر باشد (در حالیکه حجم جابجایی کل در موتور با یکدیگر مساوی باشد)، فلایویل می‌تواند اندازه کوچکتر داشته باشد.

 

 (حجم جابجایی کل برای یک موتور عبارتست از حجم جابجایی یک سیلندر ضربدر تعداد سیلندرهای آن موتور). این بدان علت است که فواصل میان احتراق‌ها کمتر می‌شود. و در نتیجه نیروهای وارده بر میل لنگ بصورت یکنواخت‌تر اعمال می‌گردد و وظیفه فلایویل به عنوان یک ذخیره کننده انرژی کاهش می‌یابد.

طرز کار فلایویل

 

 فلایویل یک قطعه سنگین است که بوسیله پیچ و مهره به میل لنگ متصل می‌شود و وظایف آن عبارتست از :

 

ذخیره انرژی برای برقراری سرعت در زمانهای که احتراقی وجود ندارد.

یکنواخت نمودن سرعت میل لنگ

انتقال قدرت از موتور به ماشین به عنوان یکی از سطوح محرک صفحه کلاچ

 

 اعمال انجام شده در فلایویل را می‌توان با استفاده از انرژی جنبشی تشریح کرد. بدین سان که همانگونه که می‌دانید انرژی جنبشی یک جسم با جرم جسم و نیز با سرعت آن در ارتباط است. فلایویل از خود دارای یک جرم می‌باشد که بوسیله میل لنگ چرخانده می‌شود. در اثر این چرخش فلایویل یک انرژی جنبشی بدست می‌آورد.

 

 حال اگر به نیروی محرکه میل لنگ را از فلایویل جدا کنیم، خواهید دید که فلایویل تا یک مدت زمان کوتاه پس از آن به حرکت خود ادامه می‌دهد که به علت اینرسی حرکتی فلایویل می‌باشد. این انرژی در واقع انرژیی است که در جرم فلایویل ذخیره شده است و در زمان قطع نیروی محرکه آزاد می‌گردد.

 

 فلایویل در زمانی که بر روی میل لنگ است دقیقا این کارها را انجام می‌دهد. یعنی زمانی که در سیلندر ، پیستون به دلیل انفجار سوخت پایین می‌آید، فلایویل با چرخش میل لنگ به چرخش در آمده و در واقع انرژی ذخیره می‌کند. فلایویل این انرژی ذخیره شده را در زمانهای دیگر سیکل موتور (مانند تنفس ، تراکم و تخلیه) به میل لنگ و از آنجا به پیستون پس می‌دهد.

 

یعنی در واقع در زمانهایی که در موتور احتراقی انجام نمی‌شود انرژی جنبشی موتور را فلایویل تامین می‌کند. از آنجایی که در موتورهای با سیلندرهای بیشتر تعداد انفجارهای سوخت در واحد زمان بیشتر است. لذا زمان کمتری موتور برای تامین انرژی جنبشی خود به فلایویل متکی است. به همین خاطر در موتورهای با تعداد سیلندر بیشتر به فلایویل‌های کوچکتری نیاز است.

 

سایر متعلقات

 

 بر روی قطر خارجی چرخ لنگر معمولا یک چرخ دنده دایره‌ای شکل سوار می‌شود که (دنده فلایویل) در زمان روشن کردن موتور بکار می‌آید. بدین شکل که در این زمان چرخ دنده محرک استارت موتور بطور اتوماتیک با دنده فلایویل درگیر شده و باعث حرکت و چرخش موتور می‌شود.

 

 

 

فلایویل های آلمینیوم

فلایول های آلومینیومی و میل لنگ های سبک شده

 وزن زیاد باعث ایجاد اینرسی در مواد می شود ( اینرسی عبارت است از میل اجسام برای حفظ قبلی خود). حال اگر از وزن یک جسم بکاهیم اینرسی آن نیز کاهش پیدا خواهد کرد.

 

 فلایول و میل لنگ موتور به هم متصل هستند بنابراین با گشتاور واحدی می چرخند. میل لنگ و فلاویل سنگین دارای اینرسی زیادی هستند و گشتاور بیشتری را صرف حرکت خود می کنند. این امر مخصوصاً در زمان شتابگیری مشهود است .

 

 اگر میل لنگ و فلایویل را سبک کنیم، با گشتاور کمتری خواهند چرخید بنابراین نیرویی که قبلاً باید برای چرخاندن میل لنگ و فلایویل تلف می شد، صرف به حرکت در آوردن اتومبیل خواهد شد.

 

 یکی از راه های سبک کردن فلایویل ساخت آن از آلیاژهای سبک همانند آلومینیوم T6 است. برای این منظور شمش های آلومینیوم به مدت یک روز درون کوره قرار داده می شوند سپس به مدت سه روز در دمای محیط خنک می شوند.

 

حالا عملیات حرارتی و سخت کاری بر روی آلومینیوم انجام شده است .

 

 قسمتی از فلایویل که صفحه کلاچ با آن در تماس است باید از چدن ساخته شود بنابراین چدن خاکستری پس از ریخته گری و خنک شدن با دقت بالا تراشیده شده و پس از سوراخ کاری به قسمت آلومینیومی پیچ می شود.

 

 فلایویل های آلومینیومی بسته به نوع اتومبیل، 45 تا 50 درصد سبک تر از فلایویل های چدنی هستند مثلاً اگر فلایویل چدنی پژو 206 با موتور 1600 سی سی 5/5 کیلو وزن داشته باشد، نمونه آلومینیومی آن 5/3 کیلو خواهد بود .

فلایویل سبک تر باعث کاهش بار میل لنگ، کاهش استهلاک یاتاقان ها، افزایش توان و کشش موتور و بهبود شتاب اتومبیل می شود.

 

 یکی دیگر از راه های سبک سازی میل لنگ تراشیدن لنگرهای آن است. لنگرهای میل لنگ اگر چنانچه به شکل لبه های چاقو تراشیده شوند باعث کاهش وزن میل لنگ به میزان 6/0 الی 2 کیلو گرم خواهند شد. علاوه بر آن لنگرهایی که همانند لبه چاقو تیز شده اند در هنگام عبور از روغن کارتل، مقاومت کمتری نشان داده و باعث کار کرد نرم و بی سر و صدای موتور و جلوگیری از کف کردن روغن می شوند .

 

 از راه های دیگر سبک کردن آلات متحرک موتور می توان به سبک کردن پولی ها مخصوصاً پولی میل لنگ و شاتون ها اشاره کرد. شاتون های تیتانیومی علاوه بر داشتن استحکام و مقاومت فوق العاده دارای یک سوم وزن شاتون های فولادی بوده و نیروی موتور را کمتر به خود اختصاص می دهد

Beheshte Maldive


....................................................................................................................................................................................



................................................................................................................................................................................



................................................................................................................................................................................



................................................................................................................................................................................



.................................................................................................................................................................................



...................................................................................................................................................................................



...................................................................................................................................................................................



..................................................................................................................................................................................



.................................................................................................................................................................................











گیربکس های روز دنیا

گیربکس های روز دنیا

گیربکس سنسو درایو چیست؟

کمپانی سیتروئن از جمله خودروسازان اروپایی پیشرو در زمینه خلق و استفاده از تکنولوژی های مختلف است .علی الخصوص تکنولوژی هایی که تاثیر مستقیم بر روی نحوه هدایت خودرو و راحتی دائمی هر چه بیشتر آن داشته باشد.

گیریکس سنسور درایو SENSO DRIVE در واقع یک گیربکس اتوماتیک دستی بوده که کیفیت کاری گیربکس دستی و راحتی گیربکس اتوماتیک در آن یکجا جمع آوری شده است راننده در تمامی شرایط حق انتخاب حالتهای دستی و یا اتوماتیک را دارا است .این تکنولوژی کیفیت های لازم مورد نیاز برای تامین طیف وسیعی از نیازها بشرح ذیل را دارد نظر به اینکه دارای حالت اتوماتیک تعویض دنده بوده بنابراین در ترافیک شلوغ شهر ها باعث راحتی و آرامش راننده می گردد .طرح ارگونومیکی آن بگونه ای است که راحتی بسیاری را برای کار با آن به راننده می دهد چون پدال های تعویض دنده بر روی فرمان قرار گرفته و چنانچه بخواهید با اهرم دنده که در کنسول میانی قرار دارد عمل تعویض را انجام دهید چون از کلاچ خبری نیست لذا این کار آسان انجام می گیرد .

میزان مصرف تامین سوخت نظر به اینکه راندمان کار گیربکس آن همانند انواع غیر اتوماتیک بوده و از طرف دیگر همانند گیر بکس های اتوماتیک دارای کنترل الکترونیکی می باشد .استفاده از این تکنولوژی باعث افزایش چشمگیر قیمت اتومبیل نشده و به همین دلیل جذابیت زیادی برای خریداران دارد .

ایمنی در استفاده از آن :چنانچه گیربکس را در حالت اتوماتیک قرار دهید نحوه تعویض دنده ها برحسب رفتار راننده و نحوه رانندگی او و نوع جاده دائماً در حال تغییرات است . واحد کنترلی گیربکس را در حین حرکت با یک دیالوگ خاص بطور دائمی با واحد کنترل کننده موتور در ارتباط است تا بتواند سرعت دوران موتور را در حین تعویض دنده کنترل کند و این امکان را به راننده می دهد که بدون برداشتن پای خود از روی پدال گاز تعویض دنده ها صورت پذیرد .در حال تعویض دستی سیستم مدیریت الکترونیکی دخالت مستقیم در عملیات تعویض دنده دارد و چنانچه انجام مانوری توسط راننده و سیستم کنترل کننده برای راننده و یا سیستم خطرناک تشخیص داده شود از انجام آن جلوگیری می شود .بطور مثال چنانچه اتومبیل با سرعت بالا در حرکت باشد و راننده قصد تعویض دنده را از پنج به دنده دو داشته باشد سیستم از انجام این کار جلوگیری میکند .در حال حاضر گیربکس سنسوترونیک برای دو موتور قابل سفارش است که عبارتند از موتور4/1 لیتری انژکتوری با شانزده سوپاپ که به v161.4i معروف است و دیگری موتور 4/1 لیتری HDI

در پیشرانه دیزلی یعنی HDI سیستم کنترل الکترونیکی در سنسو درایو به منظور بهبود قابلیت های دینامیکی خودرو ضریب دنده را خود به خود نزدیکتر می کند تا ضمناً مصرف سوخت نیز کاهش پیدا کند .

این موتور با استاندارد اروپائی یورو چهار EURO IIV مطابقت دارد . از نظر میانگین مصرف سوخت در مدل دیزلی کاملا با انواعی که مجهز به گیربکس معمولی دارند برابری می کند ، بطور مثال میانگین مصرف مدل C2 معادل 21/4 لیتر در یکصد کیلومتر یا 111 گرم CO2 می باشد در حالیکه در مدل C3 میزان مصرف 31/4 لیتر در یکصد کیلومتر و 113 گرم CO2 می باشد .سیستم کنترل الکترونیکی گیربکس در تعیین ضرایب دنده ها پارامتر های ذیل را در نظر قرار می دهد :

- وضعیت جاده از نظر سربالائی و سرپایینی

- وضعیت پیچ ها در طول مسیر

- عملیات راننده راجع به عملیاتی مانند ترمز کردن یا فشار آوردن بر روی پدال گاز

- سرعت حرکت اتومبیل

- میزان صدای گیر بکس نیز از دیگر عوامل تعیین کننده در ضریب دنده و زمان تعویض آن می باشد .

بدلایل ایمنی زمانیکه خودرو در حال پائین آمدن از یک سراشیبی و یا عبور از دایره یک پیچ می باشد هیچگاه گیربکس و سیستم کنترل کننده آن اقدام به سبک کردن دنده نمی کند قرار گرفتن پشت فرمان اتومبیل که مجهز به گیربکس سنسو درایو می باشد راننده را متوجه تفاوت های آن با انواعی که گیربکس های دستی معمولی دارند می نماید .چیزهایی که در اختیار راننده قرار دارند عبارتند :

 پدالهای دستی که بر روی فرمان قرار دارند و بر روی آنها علامت + و قرار دارد.

 واحد نمایشگر در جلو داشبورد که دنده گیربکس را نشان می دهد وضعیت اتوماتیک و حالت حرکت بر روی برف که به Snow mode مشخص شده .

 اهرم دنده سکانسی

 اهرم انتخاب برنامه اتوماتیک برای گیر بکس

 عدم وجود پدال کلاچ

در حالیکه گیربکس بر روی حالت غیر اتوماتیک گذاشته شده با شد راننده کنترل کامل بر روی دنده ها و نحوه تعویض آنها دارد .

برای تعویض دنده ها در این حالت یکی از این دو راه ذیل امکان پذیر است :

- استفاده از پدالهای دستی که بر روی فرمان قرار گرفته . پدالهای سمت راست برای سبک کردن دنده ها و آنهایی که در سمت چپ قرار دارند برای سنگین یا معکوس کردن دنده ها هستند .از طریق این پدالها هر پنج دنده موجود در گیربکس را می توان مورد استفاده قرار داد .نحوه قرار گرفتن این پدالها به صورت ثابت است بدون در نظر گرفتن موقعیت فرمان و این موضوع به خاطر مسائل ایمنی می باشد .

- روش دوم تغییر و تعویض دنده ها از طریق اهرم دنده روی کنسول میانی می باشد ،این اهرم حالت ثابتی در کنسول میانی دارد و چنانچه راننده آن را بطرف جلو فشار دهد دنده سبک شده و بالعکس .

برای اطمینان از نحوه کار صحیح موتور که بخش قابل توجهی از آن می تواند مربوط به عملکرد گیربکس و نحوه تعویض دنده ها باشد واحد کنترل کننده گیربکس همواره فرامین راننده را تحت کنترل داشته تا چنانچه حرکت راننده در جهت کاهش یا سبک کردن یا سنگین کردن بیش از حد معمول باشد از انجام آن جلوگیری شود .بدلایل ایمنی فقط از طریق اهرم بر روی کنسول میانی می توان اتومبیل و گیر بکس آن را بر روی حالت خلاص و یا دنده عقب قرار داد . برای اینکه گیربکس در حالت خلاص قرار گیرد راننده می بایست اهرم را سمت راست فشار دهد ،چنانچه راننده قصد داشته باشد گیربکس را در دنده عقب قرار دهد می بایست ابتدا اتومبیل را به وضعیت توقف کامل برساند و سپس پای خود را بر روی پدال ترمز قرا ر داده و در آخرین مرحله اهرم دنده را ابتدا سمت راست و سپس عقب فشار دهد .

سنسو درایو حتی زمانیکه بر روی حالت دستی قرار دارد رانندگی اتومبیل بسیار آسان می باشد بطور مثال زمانیکه اتومبیل به تابلوی ایست و یا چراغ قرمز راهنمایی نزدیک می شود و راننده پای خود را بر پدال ترمز قرار می دهد نیازی به انجام هیچگونه تغییر دنده ای نیست چون گیربکس خود به خود این کار را انجام می دهد .

سنگین شدن دنده ها به تدریج صورت می گیرد تا اینکه به دنده یک برسد و با توقف کامل خودرو و کلاچ به صورت خودکار آزاد می شود ،در این حالت چنانچه راننده قصد حرکت مجدد داشته باشد و پای خود را بر روی پدال بفشارد بلافاصله گیربکس در دنده یک قرار می گیرد و هیچگونه نیاز به اقدامی توسط راننده نیست .در حالت اتوماتیک واحد کنترل گیربکس انتخاب دنده و تعویض آنها را انجام می دهد،نوع دنده ای که در گیربکس بدین ترتیب انتخاب می شود بر اساس منحنی ها و اطلاعات از قبل تعریف و تدوین شده است و منحنی ها با عنایت به مواردی که در ذیل به آنها اشاره می شود دائما در حال تغییر هستند .

 نوع و عمل رانندگی اعم از اینکه در خیابانهای داخل شهر باشد یا جاده های اصلی و یا بزرگراهها

 نحوه رفتار و رانندگی راننده

 میزان بار و فشاری که براتومبیل وارد می شود

 شیب جاده و مسیر حرکت

در مجموع چهار حالت کلی برای گیربکس و عملکرد آن پیش بینی شده که بستگی به نحوه رانندگی راننده به عنوان مهمترین عامل دارد .بطوریکه چنانچه راننده رفتاری آرام داشته باشد سیستم کنترلی حالت اقتصادی را انتخاب می کند تا مصرف سوخت کاهش پیدا کند و بر عکس .علاوه بر چهار حالت فوق برای گیربکس و نحوه تعویض دنده و چنانچه گیربکس اتوماتیک هر گونه سر خوردگی و لغزشی را تشخیص دهد بلافاصله به حالت برفی یا Snow mode تبدیل می شود .در این حالت آغاز حرکت بجای دنده یک با دنده دو انجام می گیرد و تعویض دنده به مراتب کمتر صورت می گیرد .

مکانیزم تعویض دنده:

تعویض دنده از هر دو حالت اتوماتیک و دستی به یک روش انجام می گیرد اما ویژگی های آنها با یکدیگر متفاوت است .در هنگام تعویض دنده سیستم کنترل کننده عملیات ذیل را به ترتیب انجام می دهد :

 

1- همزمان با خلاص کردن یا بهتر بگوئیم جدا کردن تدریجی کلاچ میزان نیروی تورک موتور را کاهش می دهد.

2- تعویض دنده بوسیله اهرم های الکتریکی انجام می گیرد.

3- به همین طریق موتور خود را در پایان پروسه تعویض دنده با سرعت هما هنگ می کند.

4- واحد کنترل کننده گیربکس همزمان با درگیر شدن کلاچ به تدریج نیروی تورک موتور را افزایش می دهد.

سنسودرایو گیربکس جدید سیتروئن؟

((بایست)) و ((حرکت کن))

گیربکس اتوماتیک هوشمند سیتروئن که آن را Stop and start نامیده است دارای ویژگیهای قابل توجهی است ،این گیربکس بتازگی بر روی مدل سیتروئن C3 با پیشرانه 4/1 لیتری16 سوپاپه نصب گردیده و در آینده نزدیک بر روی سایر محصولات این سازنده و همچنین برخی مدلهای پژو گروه PSA ارائه خواهد گشت این گیربکس پیش از این بر روی مدل C2 نیز عرضه شده بود و اکنون بر روی مدل C3 وهمچنین مدل C3 پلوریل ارائه گشته است .

استاپ اند استارت در واقع یک جعبه دنده خودکار با عملکرد دستی است که فاقد کلاچ بوده و کلاچ آن بصورت خودکار عمل می کند؛این مساله باعث ایجاد سهولت در رانندگی و همچنین کا ستن از صرف انرژی بیشتر و ایجاد خستگی دیرتر خصوصاً هنگام رانندگی در سطح شهرهای بزرگ و ترافیک موجود در آنها می شود ، ضمن آنکه با توجه به آلودگی شهرهای بزرگ بایستی گفت که عملکرد مدل C3 با پیشرانه 4/1 لیتری در صورت استفاده از گیربکس اتوماتیک نسبت به مدل دنده ای شاهد کاهش 8 درصدی دی اکسید کربن و 2 درصدی سایر گازهای خروجی است و در حالیکه در مورد گیربکس استاپ اند استارت این کاهش گازهای خروجی به ترتیب 10 و 6 درصد می باشد .

سیتروئن برای آنکه مدلهای دارای این گیربکس از نظر تجهیزات و ظاهر نیز متمایز باشند تغییراتی در آنها به انجام رسانیده است که دستگیره های تعویض دنده پشت فرمان و دسته دنده آلو مینیومی ،رینگهای 15 اینچی غربالک فرمان با پوشش چرم کروز کنترل وسیستم فاصله سنج برای عقب خودرو از مواردی هستند که در این مدل به صورت استاندارد نصب گردیده است .

نحوه عملکرد این جعبه دنده بدین صورت است که دسته دنده آن دارای سه موقعیت می باشد حالت N برای وضعیت خلاص و موقعیت R برای حرکت به عقب و موقعیت دنده های جلو که در این موقعیت اگر دسته دنده را به جلو حرکت دهید دنده سبکتر شده و اگر به عقب حرکت دهید دنده سنگین تر می شود ، همچنین برای راحتی هر چه بیشتر دستگیره های تعویض دنده در پشت فرمان نیز پیش بینی شده است .البته در صورتی نیاز به استفاده از این دستگیره های تعویض دنده احساس می شود که گیربکس در وضعیت دستی قرار داشته باشد چون بر روی بخش میانی داشبورد یک کلید حاوی نوشته ECO به معنای وضعیت اقتصادی قرار دارد که در صورت روشن بودن گیربکس خودرو بر روی حالت تعویض اتوماتیک قرار می گیرد در این حالت نوشته ECO بر روی قسمت نشان دهنده ها روشن می شود در این وضعیت برای آنکه مصرف سوخت خودرو و در نتیجه آلودگی آن هر چه بیشتر کاهش یابد هر زمان که راننده برای مدت طولانی پای خود را بر روی پدال ترمز قرار دهد پیشرانه خودرو خاموش می شود و به محض آنکه پای خود را بر داشته و گاز را بفشارد پیشرانه روشن و آماده حرکت می شود .

در حالت اتوماتیک تعویض دنده ها سریعتر انجام می شود یعنی در دور موتور پایین تر و این مسئله باعث ایجاد یک رانندگی روان و همچنین کاهش مصرف سوخت می گردد .البته عملکرد این گیربکسها بگونه ای است که حتی در زمانیکه در وضعیت دستی قرار دارد کلید ECO خاموش است در صورتیکه در کاهش زیاد سرعت و یا توقف و حرکت مجدد دنده را تعویض نکرده و خودرو را در دنده مناسب قرار ندهید خودرو به طور خودکار در وضعیت مطلوب قرار می گیرد پیشرانه 4/1 لیتری این مدل با داشتن 16 سوپاپ از توانی برابر 90 اسب بخار بر خوردار بوده ؛ ضمن آنکه حداکثر گشتاور آن 133 نیوتون متر در 3250 دور در دقیقه است این پیشرانه از نظر میزان آلاینده های خروجی دارای استاندارد یورو 4 می باشد .

سایر مشخصات سیتروئن C3 با پیشرانه فوق الذکر و گیربکس استاپ اند استارتر به شرح ذیل است :

حداکثر سرعت : 180 کیلومتر در ساعت

شتاب صفر تا 100 کیلومتر : 13 ثانیه

زمان طی مسافت 400 متر : 5/18 ثانیه

زمان طی مسافت یک کیلومتر: 4/34 ثانیه

ابعاد رینگ و لاستیک : 15 R 60/185

 

جعبه دنده تیپترونیک چه ویژگی هایی دارد ؟

گیربکس انواع اتومبیل ها اصولا از نقطه نظر تعویض سرعت دارای دو مکانیزم هستند :

1- مکانیزم پیوسته 2- مکانیزم مرحله ای ( یا سکوئنشال )

مکانیزم مرحله ای حالتی است که کمتر رایج بوده و در آن تعداد دنده مطرح نیست و در واقع چرخ دنده هایی که وظیفه انتقال نیرو را به عهده دارند به صورت مخروط های متداخل بر روی هم قرار می گیرند و هر گز در یک لحظه نمی توان گفت که گیر بکس در چه دنده ای است .این نوع گیر بکس ها کاربرد محدودی دارند( البته در حمل و نقل اتومبیل )و در اتومبیل های برقی و برخی قایق های موتوری مسابقه ای معروف به Power Boat استفاده می شوند .نوع دوم گیر بکس ها آن دسته ای هستند که سرعتشان به صورت مرحله ای و سکانس به سکانس عوض می شود به همین دلیل به آنها «سکوئنشال» می گویند .خود گیربکس های سکوئنشال هم از نظر دیدگاه نحوه تعویض دنده به مدلهای تمام سکوئنشال مثل موتور سیکلت و سکوئنشال با تغییر مکان مثل تمامی گیر بکس های معمولی اتومبیل تقسیم بندی می شوند .در این نوع گیر بکس ها برای رسیدن به ضریب نهایی دنده مراحل مختلفی تعریف شده که دور موتور به طور گسسته آنها به شکلی طراحی می شود که در فاصله هر دو مرحله اتومبیل به قول معروف کم نیاورد .این گیر بکس های معمولی برای کسانی که بخواهند سریع دنده عوض کنند ایجاد مشکل می کند و نیاز است که حرکت زیادی به اهرم دنده بدهند ؛به همین دلیل مکانیزم تمام سکوئنشال راه حلی بود که اولین بار در مسابقات اتومبیل رانی مورد استقبال قرارگرفت .در ضمن به دلیل جای کم کابین راننده F1 فشردن یک یا دو دکمه کاری بسیار راحت تر از جای کردن یک اهرم بود .در این دنده ها برای تعویض سرعت کافی است دکمه (+) را فشار دهید تا دنده یک سرعت (یا یک دنده بالا برود ،یعنی سبک شود ) و با فشردن دکمه (-) دنده یک سرعت پایین بیاید (یعنی سنگین شود) .چند سالی است که این مکانیزم جالب وارد دنیای اتومبیل های تجاری شده و پورشه اولین بار آن را بر روی مدل911 نصب کرد و نام تجاری آنرا Tiptronic نامید .

به دنبال این کمپانی شرکتهای دیگر چون«بی ام و» و «کرایسلر» با سیستم های مشابه با نام SHIFTRONIC وgeartronic به میدان آمدند .امروزه حتی بر روی اتومبیل های لوکس ترکیب این سیستم با گیر بکس اتوماتیک بهترین حالت را برای رانندگی به وجود آورده که یکی از بهترین مثالهای آن آئودی A8 است .

چند سال پیش و در یکی ا زمسابقات آئودی A8 توانست همه حریفان را با قاطعیت کامل جا بگذارد چرا که این اتومبیل به گیر بکس تمام سکوئنشال مجهز بود که می توانست در یک آن چهار دنده پایین بیاید! همین توان انعطاف پذیر تعویض سریع دنده به راننده خودرو اجازه می داد که دور موتور 8600 دوری خود را در هر لحظه مانند عزیزترین چیزش حفظ کند و حفظ دور موتور یکی از اساسی ترین اصول مسابقات اتومبیل رانی است که به شدت به ضرائب دنده و سرعت تعویض دنده بستگی دارد .از دیدگاه ارگونمی کنترل های تیپترونیک بسیار روان هستند چرا که با نصب دو دکمه بر روی غربالک فرمان تعویض دنده بدون این که دست راننده از فرمان جدا شود فقط با حرکت دو شصت انجام می شود با به بازارآمدن گیربکس تیپترونیک آینده نگران صنعت اتومبیل پیشرفت بعدی گیر بکس را به چهل سال آینده موکول کردند چرا که این نوع گیر بکس ها تمامی نیاز بشر را برای حداقل یک قرن پاسخ گفتند .

نوآوری در ساخت و عملکرد گیربکس های تازه ولوو:

فن آوری به کار رفته در ساخت خودرو چه سبک وچه سنگین در مارک های شناخته شده تقریباً با هم برابرند اما آنچه آنها را از یکدیگر متمایز می سازد ، سیستم های جانبی خودروها است. تصور کنید که راننده یک کامیون هستید وباید حداقل 8 ساعت در روز کار کنید آنگاه تمام کارهای یک کامیون برایتان مهم شود به ویژه دنده عوض کردن .نسل نو کامین های FH,FM ولوو دارای گیربکس هایی است که طراحی واختراع آن به نام خود شرکت ولوو ثبت شده است.

 

(( گیربکس I-SHIFT))

گیربکس I-SHIFT یک گیربکس کاملاً نو است که براساس کار یک جعبه دنده مکانیکی (غیر اتوماتیک) ساخته شده است. از این گیر بکس میتوان به صورت اتوماتیک یا دستی (معمولی) استفاده کرد، در کنار صندلی کلیدی برای انتخاب نوع کار گیر بکس نصب شده است که راننده می تواند یا اتوماتیک را انتخاب کند یا خود دنده عوض کند. تمام مدلهای FH ,FM دارای گیربکس های نوین با رگلاژ خوب هستند که می توانند تا 50% از نیروی لازم برای تعویز را بکاهند. این ها دارای جابه جایی دنده کوتاه تر هستند، همچنین از صدا وارتعاش(لرزش) دسته دنده در این گیربکس ها خبری نیست.

گیربکس های I-SHIFT از سیستم الکترونیک خود، برای هماهنگی با سیستم جانبی ترمزVEB استفاده می کنند. با رگلاژی که کنار فرمان قرار گرفته می توان به راحتی توان تر مز ها را با هماهنگی گیربکس تنظیم کرد. راننده می تواند انتخاب کند که این سیستم با فشار دادن پدال ترمز به کار افتد یا اینکه این سیستم به طور اتوماتیک از دنده ها ی پایین (سنگین) استفاده کند و در این زمان دور موتور را برای دادن حداکثر توان ترمز بالا ببرد. گیربکس I-SHIFT دارای 12 دنده است. کامیون سازی ولوو گیربکس های جدید خود را در کلاس های گوناگون به نام I-SHIFT با 12 دنده، Geartronic با14 دنده برای وزن های پایین تا 60 تن Powertronic تمام اتوماتیک بدون قطع نیرو برای تعویز دنده و بالاخره VT(o)2214 و2514B با 14 دنده تقسیم کرده است.

در کلاس های سبکتر باید I-SHIFT را بهترین گیربکس برای کامیون های تا44 تن نامید. ساختمان این جعبه دنده همان گیربکس دنده ای (معمولی) است که دارای یک پوسته آلومینیمی و سه دنده سنگرونیزه ویک دنده زیر سنگرونیزه است. این دندها با یک شبکه دنده خورشیدی در واقع همان گیربکس دستی را رقم زده اند.این گیربکس همچنین دارای فیلتر روغن، پمپ چرخ دنده ای روغن،رادیاتور خنک کننده، روغن گیربکس و یک پمپ اضطراری است .وزن آن حدود 70 کیلو گرم است که از گیربکس های معمولی سبکتر است.

 

(( گیربکس(( POWERTRONIC

البته در کامیون های جدید FM ,FH سیستم های غیر استاندارد نیز وجود دارد که آنها به صورت لوازم اضافی به درخواست مشتری (البته با پول بیشتر) روی کامیون سوار می کنند، یکی از این سیستم های اضافی Fuel/Economy است. (سیستم صرفه جوئی در سوخت دیزل) این سیستم راننده را در انتخاب دنده حرکت کمک می کند که نیروی موتور هدر نرود. سایر مزایای این سیستم به قرار زیر است :

1-کنترل اتوماتیک نیروی ترمز در سرعت های پایین.

2- قرار دادن موتور در حالت کم فشار زمانی که پا را از روی پدال بر می داریم(این

حالت مانند حالت خلاص می باشد اما کامیون خلاص نیست) .

3- حداکثر توان موتور و دور موتور هنگامی که پدال گاز را تا آخر می فشاریم

(Kickdown).

4- اندازه گیری دمای روغن واعلام آن هنگام خطر .

البته در اروپا که یک لیتر گازوئیل حدود 1000 تومان است ، با صد هزار تومان هم باک پر نمی شود، پس خریدن این سیستم های کمکی مقرون به صرفه است .کمی هم راجع به گیربکس های Geartronic بگوئیم، کامیون ها امروز بیشتر اتو بانی می شوند ومانند سواری ها نیازمند دنده عوض کردن های راحت ومؤثر هستند. این گیربکس برای کامیون های 44 تا 60 تن ساخته می شود. ولوو این گیربکس اتوماتیک را که در اصل گیربکس 14 دنده ای VT2214B,VT2514B است ، به خریدار پیشنهاد می کند

این جعبه دنده تعویض سریع وبدون پس زدن را انجام می دهد . دلیل آن هم سنگرونیزه دوبل دنده است. راننده می تواند هم اتوماتیک وهم دستی دنده عوض کند. این دو حلت با حرفA , H روی دسته دنده حک شده است اگر راننده خواست در حالت اتوماتیک دنده عوض کند وروی دنده ها کنترل داشته باشد این کار ممکن است و نیازی به گرفتن کلاچ ندارد چون در این کامیون ها پدال کلاچ وجود ندارد. الکترونیک وظیفه کلاچ را به خوبی ایفا می کند حتی هنگام رانندگی اتوماتیک می توان دنده را به دلخواه عوض کرد. روی صفحه کوچک کامپیوتری وضعیت گیربکس نشان داده می شود وراننده از نوع دنده با خبر می شود.همچنین در دو حالت P , E می توان از هدر رفتن سوخت اضافی جلو گیری کرد.حالت E،(Economy اقتصادی ، صرفه جویی) است که در سرازیری و وزن های پائین استفاده می شود و حالتP ، (Poewr - نیرو) هنگامی استفاده می شود که نیاز بیشتری به نیرو باشد. در سربالایی ها و وزن های زیاد بار، این نوع گیر بکس کارآیی خوبی با سیستم ترمز VEB دارند. چنانچه نیاز سریع به توان ترمز باشد این جعبه دنده با کمک الکترونیک، دنده معکوس زده و به کمک توان ترمز می شتابد.

 

(( گیربکس GEARTRONIC))

 

مجله ما شین/ سال بیست وپنجم/ شماره 10

 

مجله ماشین/ سال بیست وششم/ شماره7

 

مجله نوآور/ سال اول/ شماره4

 

WWW.MotorSport.Com

برگردان ونوشته:مهندس کیوان بنی هاشمی

موتورهای هیدروژنی

موتورهای هیدروژنی

 

مقدمه

موتورهای هیدروژنی

امروزه یک چهارم از مردم دنیا که در کشورهای صنعتی زندگی می کنند ، تقریباً سه چهارم از انرژی جهان را مصرف می کنند.در حال حاضر، جمعیت دنیاکمی بیش از شش میلیارد نفر است که با نرخ 8/1 درصد در سال رشد می کند، در حالی که تقاضا برای انرژی با نرخ بیشتری (8 تا 10 درصد )در سال روبه رو است. امروزه ،سوختهای فسیلی نظیر:زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی بیشترین بخش این نیاز را بر طرف می سازند،اما با خطر زوال روبه رو هستند. مهمترین مساله در مورد سوخت های فسیلی رایج ، پایان پذیری و تجدید ناپذیری آنهاست. طبیعت ، میلیون ها سال برای پدید آوردن این سوختها وقت صرف کرده و بشر طی یک قرن یا بیشتر ، آن را مصرف می کند ، به همین دلیل است که امکان استفاده از منابع غیر متداول انرژی مانند : خورشید ، باد ، امواج و مورد توجه قرار گرفته است . منحنی ها  حاکی از این نکته است که در آینده نه چندان دور ، تحول چشمگیری در عرصه شناخت و مصرف انواع سوخت ها بروز خواهد کرد . 

حقیقت این است که در مقایسه منابع سوخت مورد استفاده کنونی هیچ یک کیفیت و کارایی مطلوب نفت و گاز طبیعی را ندارد ، ولی محدودیت ها و معایب این منابع ، دست یابی به شکل واسطه ای یا مصنوعی از انرژی را ضروری ساخته است . بسیاری از دانشمندان بر این باورند که سیستم انرژی هیدروژنی به نحوی می تواند حلقه ی اتصال منابع جدید انرژی و مراکز مصرف باشد.

تاریخچه مصرف انرژی هیدروژنی

 

ایده مصرف از انرژی هیدروژن چیز جدیدی نمی باشد اولین بار در قرن گذشته در سال 1839 توسط سر ویلیامز که یک قاضی دانشمند ولزی بود مطرح شد .

استفاده از آن تا سال 1960 ضروری نشان نمی داد تا اینکه ایالات متحده آمریکا در برنامه فضایی خود برای Apllo و Gemeni به کار گرفت و هنوز برای نیروی الکتریسیته شاتل ها کاربرد دارد.

مزایای استفاده از سوخت هیدروژنی

1- برتری نسبی خواص هیدروژن در مقایسه با سوختهای فسیلی

2- تلاش و تحقیق روز افزون برای رفع معایب و مسایل سیستم انرژی هیدروژنی وزن هیدروژن در مقایسه باسوختهای فسیلی برای بدست آوردن مقدارمعینی انرژی تقریباً

یک سوم ، اما حجیمتر است . برای مقدار معین از انرژی هیدروژن به شکل مایع 8/3 برابر بنزین و در حالت گازی 6/3 برابر گاز طبیعی ، حجم را اشغال می کند البته در عمل این اضافه حجم 20 تا 25 در صد کمتر است ، زیرا هیدروژن بسیار موثرتر از سوخت های فسیلی به سایر شکلهای انرژی مصرفی ، تبدیل می شود .

سرعت زیاد شعله و محدوده وسیع احتراق ، هیدروژن ، آن را به سوختی متناسب برای موتورهای درونسوز ، توربین های گازی و موتورهای جت تبدیل کرده است . هیدروژن در موتورهای درون سوز می تواند با بازدهی 12 تا 20 درصد بیش از سوختهای فسیلی به انرژی مکانیکی تبدیل شود . همچنین ، سبکی بیشتر هیدروژن در مقایسه با سوخت جت به ویژه هیدروژن مایع نسبت به واحد وزن در مقایسه با سوخت جت همراه با محتوای انرژی بیشتر است . همین مساله به هنگام استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت در هواپیما ، وزن نشستن هواپیما و در نتیجه مصرف سوخت را کاهش می دهد و استفاده از آن برای هواپیماهای مسافربری برتری دارد .از نتایج پژوهشها چنین بر می آید که استفاده از هیدروژن مایع در موتور هواپیماهای مسافربری معمولی 19 درصد مصرف انرژی را نسبت به سوخت جت با پایه ی فسیلی ، کاهش می دهد . در هواپیماهای مافوق صوت ، این برتری به 38 درصد و در خودروهای درون سوز به 20 تا 60 درصد می رسد.

در تبدیل سوخت ها به انرژی حرارتی در بعضی مصارف صنعتی ، تجارتی یا خانگی ، بازده هیدروژن بیش از سایر سوختها است . 


ملاحظه شده که 736 واحد انرژی هیدروژنی کافی است تا کار 100 واحد انرژی سوخت فسیلی موثر است .

3- از لحاظ مسایل ایمنی و آلودگی نیز هیدروژن یکی از تمیزترین و ایمن ترین سوخت ها است . موتورهای با سوخت هیدروژن ، به طرح های مربوط به کنترل آلودگی نیاز ندارد ، زیرا محصول احتراق آن فقط بخار آب است که خطر برای لایه ی ازن ندارد در حالی که یکی از نقایص عمده ی سوخت های فسیلی ، آلایندگی محصولات ناشی از احتراق آن هاست .

محصول احتراق هیدروژن (بخار آب ) سمی و آلاینده نیست حتی تنفس آن ضرری ندارد و همین مساله ، استفاده از آن را در مصارف خانگی ، ایمن می سازد . از لحاظ ایمنی نیز آتش هیدروژن خطر کمتری از آتش سوخت های فسیلی دارد ، چرا که درخشش شعله و تشعشع حرارتی آن کمتر است . .

روشهای نگهداری و ذخیره هیدروژن : 

 

1- ذخیره سازی به صورت هیدرورهای فلزی

2- ذخیره سازی به صورت مایع و گاز تحت فشار

 

ذخیره هیدروژن در فلزات یا آلیاژها به صورت هیدرور است . هیدرور بر اثر واکنش هیدروژن با یک فلز یا آلیاژ تشکیل می شود . این واکنش گرمازاست ، بر عکس فرآیند دفع هیدروژن گرماگیر است ، یعنی برای آزاد شدن هیدروژن از هیدرور باید به آن حرارت داد.اگر فشار هیدروژن ثابت بماند هیدرور مجدداً می تواند با کاهش دما ، شارژ شود . فشار تجزیه برای فلز یا آلیژی مشخص ، تابعی از دماست.

گرما MH2 X + M + XH2 : فرآیند جذب

 

  MH2 X + MH2 X + : فرآیند دفع

 

M : نشان دهنده مواد هیدروری و فلز یا آلیاژ است 0سرعت این واکنش ها با افزایش سطح تماس فلز یا آلیاژ افزایش می یابد بنابراین عمدتاً از مواد هیدروری پودری و دانه ای برای تسریع واکنش استفاده می شود 0 با استفاده از خواص این مواد هیدروژنی میتوان هیدروژن را در تانگ نگهدارنده درخانه ذخیره کرده. امروز رایج ترین هیدرورهایی که در فشار اتمسفر و دمای محیط سبب آزاد شدن هیدروژن می شوند . عبارتند از : Lani FcaniFeT

محفظه نگهداری هیدرور:

1 . محفظه نگهداری هیدرور در دمای بالا ( مثل Mg )

2 . محفظه نگهداری هیدرور در دمای پائین ( مثل Fe , Ti , Mn )

1 . دمای واکنش بوسیله گازهای خروجی فراهم می شود و حرارت لازم برای تهویه مطبوع را تامین می کند .

2 . دمای واکنش از گازهای خروجی تامین می شود که ممکن است تا زیر دمایی که برای تقطیر آب مورد نیاز است سرد شود .

دمای واکنش از موتور آب سردکن تامین شده و قدرت خنک کنندگی برای تهیه هوا را فراهم می آورد .

وزن زیاد هیدروژن در دو حالت هیدرور و تحت فشار ، باعث شده است که روش مایع کردن هیدروژن برای استفاده در خودروها و کاربردهای دیگر ، ترجیح داده شود . فناوری مایع سازی هیدروژن پیشرفت خوبی کرده است ظروف و مخازن نگهداری هیدروژن مایع 253- درجه سانتی گراد سرد می شود . باید به نحوی باشد که از نشت آن جلوگیری کند ، هرچند که سبکی و سرعت نفوذ بالای هیدروژن به هر حال باعث نشست مقداری از آن می شود . مهم این است که مقدار نشتی آن از نظر اقتصادی قابل قبول باشد . چگالی کم هیدروژن مایع ، ایجاب می کند که در شرایط مساوی حجم آن 5/3 برابر بنزین باشد البته مجموع وزن سوخت و مخزن برای حرکت یک خودرو در فاصله 500 کیلومتر ، برای بنزین و هیدوژن مایع یکسان است .

هیدروژن مایع در موتورهای جت و موشکهای فضایی کاربرد بسیاری دارد . سازمان فضایی آمریکا

ناسا ) بزرگترین مصرف کننده هیدروژن در جهان است .

 

مکانیزم کپسولهای سوختی ( هیدروژنی )

 

کپسول های هیدروژنی از 2 الکترود + و تشکیل شده .

که الکترون ها ساندویچ مانند از 1 پلیمر مخصوص درست می شود . سوخت هیدروژنی به طرف آند ( - ) می رود . در همان کپسول سوختی با کمک کاتالیزر اتم هیدروژن به پروتون و الکترون تجزیه می شود که راههای مختلفی را به طرف کاتد پیدا می کنند . الکترولیت که در داخل پلیمر به پروتون ها اجازه عبورمی دهد الکترون ها از طرف دیگر به یک مدار راه می یابد و جریان الکتریکی خلق می کند که می تواند تجزیه شود . قبل از اینکه به طرف کاتد برگردد . اکسیژنی که از هوا وارد می شود در داخل این کپسول سوختی به کاتد بر می گردد . الکترون ها و پروتون با اکسیژن و هیدروژن ترکیب می شود که یک مولکول آب را تشکیل می دهد . که این یکی از محصول تغییرات است .

این کپسول یک ظرفیت محدود برای جریان محدودی دارد . اگرچه این کپسولها بیرون انداخته نمی شود و نیاز به شارژ دوباره ندارد . زمانی که در دسترس باشند الکترون ها کاربرد بالاتری دارند. سوخت هیدروژنی دوباره پر می شود در داخل کپسول های ساندویچی درمدار آن برق تهیه می شود .

یک ماشین که با کپسول های سوختی می باشد نیاز به باطری انباره ای ندارد و همچنین 1 وزن و فضای اضافی را در می گیرد . جابجایی و تعویض پروتون در عنصرها حتی در درجه حرارت پایینc 80 و با داشتن غلظت بالا و قدرت بالا و می توانند نیروی خروجی از بالا به پایین کاهش پیدا می کندو مناسب برای ماشینهایی که نیاز به سریع روشن شدن دارد . در بخش انرژی این اولین انتخاب برای اتومبیلهایی با کاربردی سبک می باشد .

باطری های قابل شارژ این کپسولهای سوخت نشان می دهند . جابجایی پروتون های تشکیل شده از 1 ورقه نازک که اجازه می دهد هیدروژن با شارج + بروند و داخل آن را با آلیاژهای فلزی که به صورت لایه لایه از جنس پلاتینیوم بوده می پوشانند کادو کاتالیزر فعال می باشند . الکترون در یک عضو جامد پلیمری با اسید Poly Per Fulsatfoni بکار برده می شود . خروجی آنها از 50 تا 250 کیلووات می باشد . عکس العمل را کپسول سوختی که در آن ذرات زیادی با هم درگیر می شود که ولتاژ خیلی کمی تولید می کند که باعث حرکت اتومبیل می گردد . کپسول سوختی می گویند . یک پلاسماترون بدون عکس العمل طولی سیلندر که عمل هوا بر روی آن تقریباً 5/1 کیلووات می باشد . این پلاسماجت اشاره ای به طرف بالاست در طی تغییر شکل عمل تزریق سوخت به طرف استیل استیل با توجه به هواست همانطور که در شکل نشان داده شده است .

در شکل بعد یک میکروپلاسماترون تبدیل سوخت که آن شامل عکس العمل کشش و تعویض گرما می تواند درجه حرارت سوخت را پایین بیاورد و یک گاز هیدروژن غنی شده و گرمای قبلی و ورودی هوا نیاز به انرژی الکتریکی کمی دارد پلاسماترون و افزایش هیدروژن به صورت لایه ای کار و ادادمه پیدا می کندو کارآیی بالا را به می دهد .

محاسبه حرارت بازیافته نشان می دهد که بکارگیری سیستم حرارت قبلی می تواند نیروی الکتریکی به پلاسماترون را نصف کند .

یک نمونه از تبدیل کننده سوخت پلاسماترونی شامل 1 لوله فلزی استیل به قطر cm cm 15 طول که به صورت هدایت حرارتی با یک لایه فایبرگلاس کنار صفحات استیل قرار می گیرد و نمونه هایی از هیدروژن غنی و سرد و جدا شده بکار گرفته می شود و گاز کرومات گرافی شده یا ( Gc ) جدول شماره 1 نشان می دهند که پلاسما روم نمونه فاصله پلاسماترون ها از مشخصه های کاری برای یک جریان DC موادی که می تواند از پلاسمایی که تغییر دهنده مس ، زیرکونیوم و مولیبدن هستند بکار گرفته شوند که کارآیی تبدیل بقای الکترودها ، اندازه و وزن و موارد حیاتی روشن که نیاز به 1 تحقیق دقیق دارد .

 

 

 

105-10KW Power

120-140VDC Voltage

15-75ADC Current

/05 g/s-105 g/s Flowrates Air

/03-/05g/s Fuel

این مشکلات که توضیح داده شد با موتوری که در شکل 3 مشاهده می کنید بکار گرفته می شود .

پلاسماترون ها توسط عکس العمل خطی سیلند دنبال می شوند که یک نوع ساده مبدل گرمایی ( برای کاربرد غنی و سرد نشده باشد ) و حرارت تبدیل گاز به آب برای خنک شدن تغییر حالت بوجود آمده باشد بکار گرفته می شود .

نوع تغییر شکل برای گازوئیل و بنزین که با تغییر شکل با توس DC بکار گرفته می شود مبدل سوختی پلاسماترون سوخت از نوع معمول با کارآیی بالا تبدیل می شوند . اگرچه با حرارت تولید دوباره و با طراحی راکتورهای قابل قبول تخمین زده می شود که با یک انرژی الکتریکی تبیدل مایکروپلاسترون ها سوخت به پلاسترون ها با 5% حرارت سوختی در دستور کار قرار دارد . علاوه بر این در راکتور هیچ نشانه ای از دوده حتی پس از عملیات دیده نشده است .


میل گاردان چیست؟

میل گاردان چیست

 میل گاردان در خودرو های محور عقب وجود دارد و در همه خودرو های کشنده و حمل بار

 

 - قفل های میل گاردان

 

 قفل های میل گاردان برای این منظور به کار می رود که انتقال نیرو را با سرعت زاویه ای ثابتی انجام

 

 دهند . قفل گاردان سبب ارتباط محورها به طور قابل انعطاف می شوند تا اجازه انتقال نیرو در وقتی

 

 که زاویه های بین محورها تغییر پیدا کرد را بدهند خرابی جاده و قابلیت انعطاف میله های معلق به

 

 ندرت امکان هم محور بودن قفل گاردان وجود دارد یک قفل گاردان نیز ممکن است بین محور زنده و

 

 دوک چرخ جلو (پلوس) وجود داشته باشد که می تواند نیرو را به چرخ ها منتقل کند قفل گاردان شامل

 

 اجزای زیر است

 

 مفصل هوک : قفل گاردانی که خیلی متداول است به نام مفصل هوک نامیده می شود این قفل

 

 اولین مورد استعمال در محورهای حرکت خودرو بوده است و متداول بوده است به طور زوجی مورد

 

 استفاده واقع می شوند به علت این که در مورد چرخ های جلو محرک باشند به کار بردن مفصل

 

 هوک حجم زیادی را اشغال خواهد کرد در این مورد مفصل مخصوص سرعت ثابت که کوچکتر است

 

 به کار می برند

 

 مفصل مخصوص سرعت ثابت : این مفصل خیلی متداول است چون اجزای ارتعاش به چرخ ها

 

 می دهد مفصل مخصوص حرکت زاویه ای عضو محرک را طوری جهت می دهد که عضو به حرکت

 

 دراورنده دارای همان سرعتی باشد که عضو محرک دارد

 

 2- میل گاردان

 

 میل گاردان برای این در اتومبیل به کار میرود که گشتاور را از فاصله بین دستگاه انتقال نیرو به

 

 گردانده نهایی منتقل کند

 

 3- اتصال کشویی میل گاردان

 

 چون چرخ های عقب در ضمن عبور از چاله ها دارای حرکت عمودی می شوند لازم و ضروری است

 

 که وسیله ای برای تغییر دادن طول به میل گاردان در هنگام تغییر وضع چرخ ها وجود داشته باشد این

 

 عمل به وسیله اتصال کشویی انجام می شود حال که به طور خلاصه عملکرد هر یک از اجزای فوق

 

 را درک کردید به بررسی کلی هر یک از انها می پردازیم

 

 توضیحات جامع در مورد میل گاردان

 

 میل گاردان میله ای فولادی تا اندازه ای قطور و بسیار محکم و کاملا صاف و راست می باشد که

 

 نیروی گیربکس را به دیفرانسیل منتقل می کند چون گیربکس با دیفرانسیل فاصله دارد و از طرف

 

 دیگر در یک سطح مساوی قرار ندارند با بالا و پایین رفتن چرخ های عقب .دیفرانسیل هم بالا و پایین

 

 میرود به همین جهت و برای این که اسیبی به میل گاردان نرسد در دو سر میل گاردان دو عدد چهار

 

 شاخه که یک سر ان به شفت گیربکس و سر دیگر ان به دنده پیستون دیفرانسیل وصل شده که این

 

 مجموعه را میل گاردان و قفل های گاردان می گویند

 

 میل گاردان ممکن است توپر یا تو خالی ساخته شده باشند نوع تو خالی برای موتورهای با کارکرد

 

 سنگین ارجعیت دارد چون وزن کمتری دارند و در نتیجه دارای قدرت انتقال گشتاور بیشتری میباشند

 

 میله های تو خالی معمولا از لوله درزدار ساخته می شوند لوله ها که از ورقه های فولاد کم ذغال

 

 تهیه می شوند به وسیله الکتریکی یا گاز جوش داده می شوند ایجاد صدا در زیر میل گاردان به

 

 خصوص زمانی که گاز را کم می کنیم و یا که به طور ناگهانی روی پدال فشار می دهیم دلیل ان این

 

 است که از ناحیه چهار شاخه لقی به وجود امده است به سبب این که موارد فوق و سایر معایب کم

 

 تر شود و برای این که از نیروی گریز از مرکز میل گاردان به موقع گردش جلوگیری شود و سعی شده

 

 است که در حد امکان میل گاردان را کوتاه تر بسازند

 

 یک مزیت عالی کوتاه بودن میل گاردان این است که از نیروی موتور کاسته نمی شود و به طور کامل

 

 به دیفرانسیل منتق می گردد و اتومبیل دارای قدرت بیشتری می باشد به همین دلیل در بسیاری

 

 از اتومبیل ها دیفرانسیل را در جلو قرار می دهند و البته در بسیاری دیگر اتومبیل ها دارای دو

 

 دیفرانسیل می باشند مثل اتومبیل جیپ . خرابی قفل گاردان گیر کردن کشویی گاردان خوردگی

 

 بلبرینگ های چهار شاخه گاردان, تعویض دنده معکوس در دور زیاد و فشار اوردن به اتومبیل در جایی

 

 که بکسواد می کند موجب بردین میل گاردان می شود

 

 میل گاردان و چهار شاخه های ان

 

 نیروی موتور از طریق گیربکس توسط میل گاردان به دیفرانسیل منتقل می شود در ضمن به خاطر

 

 حرکت به عقب به سمت بالا و پایین بعلت فنربندی و پستی و بلندی جاده و لرزش اتومبیل و تغییر

 

 فاصله بین گیربکس و دیفرانسیل در دو انتهای میل گاردان از چهار شاخه و کشویی گاردان استفاده

 

 می شود میل گاردان به صورت میله توخالی ساخته و سپس بالانس کرده و مورد استفاده قرار

 

 می گیرد قسمت کشویی گاردان به وسیله روغن گیربکس روغن کاری شده و کاسه وچهار شاخه

 

 را هنگام نصب از گیربکس پر می کند و در مواردی از گیربکس خور استفاده می شود

 

 انواع میل گاردان

 

 میل گاردان را به صورت یک تکه و دو تکه می سازند در اتومبیل هایی که فاصله بین گیربکس

 

 و موتور حداکثر 5/ 1 متر باشد از گاردان یک تکه و بیش از این فاصله از گاردان دو تکه استفاده

 

 می شود چون اگر طول گاردان یک تکه زیاد بلند باشد در سرعت زیاد دچار اشکال می شود به

 

 همین دلیل از نوع دو تکه استفاده می کنند در میل گاردان دو تکه علاوه بر داشتن چهار شاخه

 

 در سر و ته ان و کشویی در جلو در ناحیه وسط دارای بلبرینگ و لاستیک ضربه گیر می باشد

 

 معایب میل گاردان

 

 خرابی و سائیدگی کاسه ساچمه چهار شاخه

 

 هنگام حرکت اولیه و رها کردن کلاچ ایجاد تقه می کند و در سرعت زیاد اتاق اتومبیل را به لرزش در

 

 می اورد

 

 خرابی و سائیدگی کشویی گاردان

 

 هنگام حرکت اتومبیل تولید صدا و هنگام حرکت تولید تقه می کند معمولا میل گاردان نیازی به

 

 بازرسی و نگهداری به خصوص ندارد و فقط هر چند وقت یک بار باید چهار شاخه گاردان را مورد

 

 بررسی قرار داد

 

 کشویی گاردان

 

 حرکت اکسل روی فنرها به طور مداوم فاصله بین جعبه دنده و دیفرانسیل را کم می کند بنابراین

 

 محور گاردان نیز باید طول خود را کاهش دهد این عمل به وسیله کشویی گاردان امکان پذیر است

 

 در ضمن کشویی گاردان در هر 5000 کیلومتر بهتر است گریس کاری شود

 

 هزار خار

 

 در اتومبیل های اکسل جلو یا اتومبیل های موتور عقب و اکسل عقب گاردان به کار نرفته است

 

 و نیروی محرکه از جعبه دنده و دیفرانسیل به چرخ ها منتقل می شود و نیم شفت ها به چهار شاخ

 

 مجهزند و به وسیله اتصال های کشویی (هزار خار) به دیفرانسیل متصل هستند گرفتن ضربه های

 

 شدید در اکسل جلو یا عقب هنگامی که اتومبیل موتور جلو با اکسل عقب حرکت در میاید ضربه

 

 وارده به جعبه دنده به وسیله محور گاردان بلند گرفته می شود بدین ترتیب کمی پیچیده و دوباره

 

 به جای اول خود باز می گردد در اتومبیل ای اکسل جلو با موتور و اکسل عقب نیم شفت ها که نیروی

 

 محرکه را انتقال می دهند برای پیچیدگی خیلی کوتاه هستند در اینجا عمل ضربه گیر به وسیله چهار

 

 شاخ متصل می شود این بوش ها عمل ضربه گیری را انجام می دهند


میل موج گیر

میل موج گیر


 ستون-پایه و میل موج گیر


 سیستم رایج دیگر برای تقلیل نیرو، ستون و پایه (استرات) نام دارد: اصولاً کمکی که درون فنر قرار دارد. ستون-پایه ها دو کار انجام می دهند: روند تقلیل نیرو را اعمال می کنند، نظیر کمک ها؛ و برای سیستم تعلیق خودرو پشتیبانی ساختاری فراهم می آورند. بدان معنا که ستون-پایه ها وزن بیشتری را نسبت به کمک ها انتقال می دهند؛ که شامل وزن خودرو نمی شود آنها تنها سرعتی را که وزن در آن منتقل می شود کنترل می نمایند، نه خود وزن را.

 

  

 به دلیل ارتباط زیاد کمک ها و ستون-پایه ها با کنترل خودرو، آنها را می توان به عنوان مشخصه های اصلی امنیتی به حساب آورد. ستون-پایه ها و کمک های کار کرده، ممکن است اجازه انتقال وزن از طرفی به طرف دیگر و از جلو به عقب را دهند. این کار توانایی لاستیک را برای چسبیدن به جاده کاهش می دهد، و البته به همان میزان از دست فرمان (قدرت کنترل خودرو) و کارائی ترمز می کاهد.

 

 میل موج گیرها (همچنین با نام میل پیچ گیر) همراه با کمک ها یا ستون-پایه ها استفاده می شوند تا به خودروی در حال حرکت، استقامت بیشتری دهند. میل موج گیر، میله ای است فلزی که کلّ اکسل را در بر می گیرد و به صورت موثری دو طرف تعلیق را به یکدیگر متصل می گرداند.

 

 

 هنگامی که تعلیق در یک چرخ، بالا وپایین می رود، میل موج گیر حرکت را به چرخ دیگر انتقال می دهد. این کار باعث ایجاد یک سواری یک سطح تر شده و موج خودرو را کاهش می دهد. به خصوص، هنگامی که خودرو در حال دور زدن می باشد، میل موج گیر، با موج خودرو بر سیستم تعلیق درگیر می شود. به همین خاطر، تقریباً همه خودروهای امروزی دارای میل موج گیر، به عنوان تجهیزات استاندارد می باشند. هرچند اگر خودرویی فاقد این مزیت باشد، با استفاده از کیت ها به راحتی می توان آن را، در هر زمانی نصب نمود.

فرمان الکتریکی (EPS)

فرمان الکتریکی (EPS)

فرمان الکتریکی (EPS)

ELECTRIC POWER STEERINIG

 

  مقدمه ای بر سیستم فرمان (STEERING SYSTEMM )

امروزه پیشرفتهای علمی و فنی در تمام زمینه ها تحقق یافته و این امر شامل صنایع خودروسازی و صنایع وابسته نیز شده است .

یکی از این صنایع و اجزای وابسته قسمت فرمان خودرو است که وظیفه خطیر هدایت خودرو از طریق آن انجام می شود . برای تغییر مسیر خودرو از سیستم فرمان (STREERING SYSTEM) استفاده می شود .لذا مجموع تشکیل دهنده این سیستم نقش مهمی در خودرو به عهده دارد . معمولترین این سیستمها سیستم دنده شانهای (RACK) و پینیون (PINION) است بطوری که پینیون حرکت دورانی داشته و دنده شانه ای حرکت خطی انجام می دهد .در این حال پینیون حرکت دورانی غربیلک فرمان را به دنده شانه ای انتقال داده ،دنده شانه ای نیز حرکت خطی را از طریق مفصلها به چرخهای خودرو انتقال می دهد .نحوه تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی در سیستم فرمان (RACK & PINION) در شکل زیر نشان داده شده است .

سیر تکامل سیستم فرمان

یکی از پارامترهای موثر در انتخاب نوع خودرو در کشورهای توسعه یافته ،راحتی چرخش غربیلک فرمان آن خودرو می باشد . این موضوع سازندگان خودرو را بر آن داشته است که جهت تسهیل در چرخش فرمان و به تبع آن کاهش خستگی راننده و همچنین افزایش ایمنی با فراهم کردن کنترل بهتر در جاده های خشن یک سیستم هیدرولیکی به قسمت مکانیکی اضافه نمایند . معمولا این سیستم جانبی بصورت کمکی(ASSISTED) عمل می کند .

یعنی وظیفه اصلی همچنان به عهده قسمت مکانیکی است .معمولا اجزای زیر به قسمت مکانیکی فرمان اضافه می شوند تا هیدرولیکی گردد .

1- پمپ هیدرولیک با مخزن روغن و چرخ تسمه (PULLEY)

2- شیر های کنترل (VALVE)

3- لوله های رابط

4- سیلندر (TUBE)

5- تسمه (BELT)

خودرو های سمند ،پژو (شامل 206،405،پارس )دوو،زانتیا و ماکسیما دارای فرمان هیدرولیک هستند . سیستم هیدرولیکی فرمان جهت ایفای نقش از موتور خودرو استفاده می کند . بنابر این از بازده موتورکمی میکاهد ،همچنین مصرف انرژی بیشتری را باعث می گردد .علاوه بر آن سیستم هیدرولیک بصورت مرکز آزاد (OPEN CENTER) عمل می کند ،یعنی حتی در زمانهایی که خودرو بصورت مستقیم در حال حرکت بوده و هیچ انحرافی انجام نمی دهد باز هم این سیستم عمل می کند .

این موارد سازندگان فرمان خودرو را بر آن داشت تا بدنبال سیستمهای بهتر و مفید تری گشته یا آنها را جایگزین هیدرولیکی نمایند یا سیستم هیدرولیکی را بهبود بخشند .یکی از سیستم های ارائه شده در سالهای اخیر فرمان الکترو هیدرولیکی (EHPS) است که در آنجا بجای استفاده از موتور خودرو یک موتور الکتریکی به پمپ هیدرولیک اضافه می شود و در نتیجه فرمان از موتور خودرو مستقل می گردد.

شکل زیر یک سیستم فرمان الکترو هیدرولیکی را نشان می دهد .

خودروی پژو 307 از این نوع سیستم فرمان استفاده می کند . در این نوع فرمان هر چند مسئله مستقل بودن از موتور خودرو تحقق یافته است ولی مشکل دائمی بودن عملکرد سیستم هیدرولیکی یعنی حالت مرکز آزاد (OPEN CENTER)هنوز پابرجاست.

به عبارت دیگر باید حالتی تعبیه نمود که زمانی که چرخشی به فرمان وارد می شود سیستم عمل کند نه همه زمانها .

فرمان الکترکی (EPS)

این نوع فرمان مشابه هیدرولیکی آن عمل می کند ولی از لحاظ ساختار متفاوت بوده و دارای مزایای زیادی نسبت به نوع هیدرولیک است .این سیستم در اواسط دهه 1970 برای اولین بار مطرح گردید اما ساخت و کاربرد عملی آن از سال 1993 شروع گردید اولین بار توسط شرکت HONDA در اتمبیل های رالی NSX مورد استفاده قرار گرفت در این نوع فرمان مشکل دایمی بودن عملکرد سیستم کمکی فرمان حل شده است ،یعنی سیستم الکتریکی زمانی عمل می کند که چرخشی در فرمان به وجود آید به عبارت دیگر گشتاوری موجود باشد .فرمان الکتریکی از سه قسمت اسامی زیر تشکیل شده است که به سیستم فرمان مکانیکی (R & P)اضافه می شود:

1- سنسور گشتاور (Torque Sensor)

2- موتور با جریان مستقیم DC (DC Brushless Motor)

3- واحد کنترل الکترنیکی یا ECU (Electronic Control unit )

سه قسمت یاد شده می توانند در یک محفظه ( Housing )و یا جداگانه قرار گیرند.

طرز کار :

سیستم EPS به این صورت عمل می کند که ابتدا سنسور گشتاور ( یا سنسورهای گشتاور)، گشتاور وارده از غربیلک فرمان را حس نموده ،آن را به صورت سیگنال یا سیگنالهایی به قسمت میکرو کنترلر (ECU) ارسال می کند. میکرو کنترلر علاوه بر این سیگنال ،سیگنالی نیز از سرعت خودرو دریافتی می کند آنگاه این دو را پردازش نموده دستورالعمل لازم را به قسمت موتور DC اعمال می نماید تا به صورت کمکی (Assisted) سیستم فرمان مکانیکی را تحت تاثیر قرار دهد .

بنا براین دستورالعمل های ECU به موتور Brushless تابعی از خروجی سنسور و سرعت خودرو است .این یعنی سرعت خودرو در عملکرد EPS موثر بوده و این به منظور ایمنی بیشتر خودرو است .

یعنی بیشترین عملکرد EPS در سرعتهای پایین و کمترین عملکرد آن در سرعتهای بالای خودرو است .

محل نصب EPS

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

الف نصب بر روی ستون ((COLUMN فرمان : در این روش مجموعه سنسورها موتور DC و قسمت ECU بطور مجتمع در یک محفظه مستقر شده و بر روی ستون فرمان (Steering Column) 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 بویژه در ترافیکهای سنگین و پاک نمودن خودرو محسوب می شود،بکار می رود .

ستون فرمان با موتور الکتریکی DC توسط دنده حلزونی (Worm Gear) درگیر هستند که در شکل زیر نشان داده شده است .

ب نصب بر روی پینیون

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

ج نصب بر روی دنده شانه ای

در این روش هر سه قسمت EPS یعنی سنسور ، موتور DV و ECU جدا از هم بر روی جعبه فرمان نصب می شوند .

به این صورت که موتور DC و ECU بطور جدا از هم بر روی دنده شانه ای (Rack) قرار گرفته و سنسور ها نیز روی پینیون مستقر می شوند .زیرا روی دنده شانه ای گشتاوری وجود ندارد که سنسور ها بتوانند آن را حس نمایند .

این حالت برای خودروهای سنگین مناسب است.جایی که نیروی زیادی باید به دنده شانه ای اعمال شود .بنابراین نیروی کمکی (Assisted) بطور مستقیم از موتور DC به دنده شانه ای (Rack) وارد می گردد .

مزایای فرمان الکتریکی نسبت به فرمان هیدرولیک

1- حذف پمپ هیدرولیک (Pump) و چرخه تسمه (Pulley)

2- حذف شیرهای کنترل (Valve) و لوله های رابط

3- حذف تسمه ما بین پمپ هیدرولیک و موتور اتومبیل (Belt)

4- حذف جک هیدرولیک (Jack Hydraulic) و روغن هیدرولیک

5- وزن کم نسبت به هیدرولیکی

6- تغییرات کمتر در قسمت مکانیکی فرمان هنگام طراحی فرمان الکتریکی نسبت به هیدرولیک

7- عدم کمک ( Assisted) فرمان در هنگام عدم ورود گشتاور در فرمان الکتریکی بعبارت دیگر زمانی که انحرافی در فرمان داده شود قسمت الکتریکی وارد عمل می گردد .

8- فرمان الکتریکی بصورت Fail Safe است ،چنانچه قسمت الکتریکی بدلایلی از کار افتاد،قسمت مکانیکی فرمان میتواند به کار خود ادامه دهد .

9- مقدار انرژی مصرفی در فرمان الکتریکی حدود یک ششم انرژی مصرفی در فرمان هیدرولیک است .به عبارت دیگر به مقدار %85 در انرژی مصرفی از لحاظ فرمان الکتریکی نسبت به هیدرولیک صرفه جویی می شود .

10- کاهش حجم و اندازه نسبت به هیدرولیک

11 مستقل بودن از موتور

12- کاهش قابل ملاحظه زمان مونتاژ

13 افزایش قابل ملاحظه عمر موثر نسبت به فرمان هیدرولیک

14 قابلیت ایمنی بالا در شرایط بحرانی

15 استفاده از یک نوع فرمان الکتریکی در چندین خودروی متفاوت ، به عبارت دیگر یک نوع طراحی فرمان الکتریکی را در چندین خودروی مختلف می توان به کار برد ،به شرطی که وزن اکسل جلوی خودروها و سیستم برق داخل آنها مشابه باشد .

فرمان SBW ( Steer By Wire )

این نوع فرمان مدرنترین نوع فرمانهای حال و آینده است .در این نوع سیستم ستون فرمان حذف شده و هیچ رابط مکانیکی بین غربیلک و قسمت دنده شانه ای و پینیون (R.P) وجود ندارد .شکل زیر نمای شماتیک فرمان SBW را نشان می دهد .این فرمان از دو آیتم الکترونیکی تشکیل شده است که بشرح زیر است :

الف آیتم انتقال مقدار چرخش غربیلک به قسمت پینیون : این بخش شامل سنسور زاویه ای (Angular Sensor) میکروکنترلر (ECU)و موتورDC است .سنسور زاویه ای روی محوری که غربیلک روی آن می چرخد قرار دارد و مقدار زاویه گردش فرمان را حس نموده به میکرو کنترلر انتقال می دهد ،آنگاه میکروکنترلر سیگنال لازم را به موتور DC این آیتم که روی پینیون قرار دارد ارسال و در نهایت به دنده شانه ای منتقل و عمل هدایت خودرو توسط فرمان انجام می شود .

ممکن است این استنباط بوجود آید که فید بک جاده و چرخها به غربیلک و در نتیجه به راننده منتقل نمی گردد و همچنین هیچ باز دارنده ای در میزان چرخش غربیلک توسط راننده وجود ندارد ،در حالی که این استنباط درست نبوده و بازتاب و عکس العمل جاده به غربیلک (با توجه به اینکه ستون فرمان وجود ندارد) و راننده منتقل می شود .

ب آیتم انتقال فید بک (Feedback) جاده و چرخها به راننده : این بخش شامل سنسور گشتاور (Torque sensor) میکروکنترلر و موتور DC مجزا است .سنسور گشتاور روی پینیون مستقر بوده و گشتاور روی پینیون مستقر بوده و گشتاور بوجود آمده را حس نموده به میکروکنترلر انتقال می دهد .

میکرو کنترلر نیز پش از پردازش سیگنال دریافتی دستورالعمل لازم را به موتور DC این آیتم که روی محور غربیلک نصب شده است ،ارسال می کند که به غربیلک نیرو وارد نماید .در نتیجه فید بک جاده به راننده منتقل گشته و عمل هدایت خودرو از طریق فرمان به درستی و واقعی انجام می پذیرد .

لذا این نوع سیستم فرمان علاوه بر قسمت مکانیکی دنده شانه ای و پینیون از دو مجموع سنسور (یکی زاویه ای و دیگری گشتاور )میکروکنترلر و موتور DC تشکیل شده است این نوع سیستم اگرچه به جهت حذف ستون فرمان به ایمنی راننده در مواقع بحرانی می انجامد اما ضریب ایمنی بالایی را در سیستم هدایت خودرو می طلبد ،زیرا سیستم مکانیکی کامل نبوده ،عمل ستون فرمان توسط یک سیگنال الکترونیکی انجام می شود وسیگنالهای الکترونیکی ضریب اطمینان بالایی را لازم دارند .

شرکتهای فعال در زمینه سیستم فرمان الکتریکی

فرمان الکتریکی از سال 1995 بتدریج بر روی خودروهای سواری نصب شده و شر کتهای صاحب فن آوری این نوع فرمان بر روی آن تحقیقات و سرمایه گذاریهای گسترده ای انجام داده اند .مهمترین آنها عبارتند از :

1- شرکت Dlphi : این شرکت از سال 1999 تا پایان سال 2003 بیش از 5/2 میلیون دستگاه فرمان با تکنولوژی الکتریکی تولید و به فروش رسانده است .فرمانهای تولیدی آن اکنون بر روی چهار نوع خودرو در اروپا شامل فولوکس لوپو ،فیات پاندا ،پونتو ،و اپل مریوا نصب و مورد استفاده قرار گرفته است .این شرکت تولیدات خود را با اسامی مخصوصی معرفی کرده است .

فرمان الکتروهیدرولیکی آن با نام Magnasteer فرمان الکتیکی با نام Esteer و فرمانSBW با نام Quadrateer عرضه می شود .به عنوان مثال فرمان Esteer نصب شده روی خودروی فیات پانتو در شکل زیر نشان داده است .

اکنون این شرکت روزانه 50000 دستگاه از انواع سه گانه فرمانهای یاد شده را در 10نقطه دنیا تولید می کند . 

2 شرکت Koyo Seiko :این شرکت در سال 2001 در حدود 4/2 میلیون دستگاه از فرمانهای الکتریکی تولید نموده است .از مهمترین قراردادهای آن در سال 2003 می توان به فروش 350000 دستگاه فرمان الکتریکی به شرکت دایملر کرایسلر جهت نصب بر روی خودروی اسمارت و 300000 دستگاه به شرکت جنرال موتورز اشاره نمود .پیش بینی ها حاکی از آن است که در سال 206 در حدود 10 میلیون دستگاه تولید و به فروش خواهد رساند .

3 شرکت NSK : این شرکت در سال 2001 تولید 4/1 میلیون و در سال 2002 تولید 8/1 میلیون دستگاه فرمان الکتریکی داشته است .تلاش برای تولید 3/3 میلیون دستگاه در سال 2006 و 6 میلیون دستگاه در سال 2011 از برنامه های آتی آن است .

4 شرکت TRW: این شرکت بزرگترین تولید کننده فرمان الکتریکی است .بطوریکه 4 میلیون دستگاه را تا پایان سال 2003 تولید و بفروش رسانده است .از شرکتهای طرف قرارداد /ان میتوان به فیات ،نیسان و رنو اشاره نمود .

سهم فروش شرکتهای تولید کننده فرمان EPS در سال 2003 در نمودار زیر نشان داده است .

پیش بینی آمار تولید فرمان الکتیکی در سالهای آینده

موسسه Just.auto.com در زمینه پیش بینی بازار انواع قطعات و فنآوری وخودرویی (Automotive) تحقیقات علمی انجام می دهد .از جمله این فعالیتها پیش بینی آمار تولید و فروش انواع گیربکسها (دستی ،اتوماتیک،CVT و....) و انواع فرمانها ،مکانیکی،هیدرولیکی،الکتریکی،در سالهای آتی است .

این تحقیقات بازار سه منطقه عمده در دنیا را در بر می گیرد :

1 اروپا

2 آمریکای شمالی

3 آسیا و اقیانوس آرام

البته منظور از آسیا کشورهای شرق دور و جنوب شرق آسیا است . بنابراین کشور ایران در این آمار ها لحاظ نگردیده است .مطالب ذیل گلچینی از موسسه یاد شده در خصوص سیستم فرمان خودرو هاست ذگر این نکته ضروری است که آمارها تا پایان سال 2003 واقعی بوده اما برای سالهای بعد بعنوان پیش بینی است .در جدول زیر ذرصد خودروهایی که از سال 1995 انواع فرمان الکتریکی بر روی آنها نصب گردیده آمده است : ارقام تولید و نصب انواع سه گانه فرمان الکتریکی بر روی خودروهای اروپایی از سال 2000 تا 2010 در جدول زیر نشان داده است

منظور از RDEPS فرمان الکتریکی نصب شده روی دنده شانه ای یا RACK DRIVE EPS همچنین PD EPS فرمان الکتریکی نصب شده روی پینیون یا DRIVE EPS PINION و CDEPS فرمان الکتریکی نصب شده روی ستون فرمان یا EPS COLUMN DRIVE است .

ارقام تولید و نصب فرمان الکتریکی بر روی خودروهای آسیا اقیانوس آرام از سال 2000 تا 2010 در جدول بالا مشاهده می شود .

جدول ردیف آخر نیز ارقام تولید و نصب فرمان الکتریکی بر روی خودروهای دنیا از سال 2000 تا 2010 را نشان می دهد

نتیجه : با نگاهی به آمار های تولی و استفاده از فرمانهای الکتریکی در مناطق مختلف دنیا می توان این استنباط را نمود که درسالهای نه چندان دور طیف گسترده ای از خودروها به این فرمان ها مجهز خواهد شد . با عنایت به اقبال عمومی صاحبان صنایع و مصرف کنندگان خودرو از این نوع فرمانها بر ماست که در این مسیر قرار گرفته و خودروهای ساخت داخل را به این سیستم پیشرفته مجهز نماییم تا ضمن استفاده در خودروهای داخل کشور در صادرات خودرو به کشورهای دیگر نیز از دیگران عقب نمانیم .

فرمان الکتریکی (EPS)

فرمان الکتریکی (EPS)

ELECTRIC POWER STEERINIG

 

  مقدمه ای بر سیستم فرمان (STEERING SYSTEMM )

امروزه پیشرفتهای علمی و فنی در تمام زمینه ها تحقق یافته و این امر شامل صنایع خودروسازی و صنایع وابسته نیز شده است .

یکی از این صنایع و اجزای وابسته قسمت فرمان خودرو است که وظیفه خطیر هدایت خودرو از طریق آن انجام می شود . برای تغییر مسیر خودرو از سیستم فرمان (STREERING SYSTEM) استفاده می شود .لذا مجموع تشکیل دهنده این سیستم نقش مهمی در خودرو به عهده دارد . معمولترین این سیستمها سیستم دنده شانهای (RACK) و پینیون (PINION) است بطوری که پینیون حرکت دورانی داشته و دنده شانه ای حرکت خطی انجام می دهد .در این حال پینیون حرکت دورانی غربیلک فرمان را به دنده شانه ای انتقال داده ،دنده شانه ای نیز حرکت خطی را از طریق مفصلها به چرخهای خودرو انتقال می دهد .نحوه تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی در سیستم فرمان (RACK & PINION) در شکل زیر نشان داده شده است .

سیر تکامل سیستم فرمان

یکی از پارامترهای موثر در انتخاب نوع خودرو در کشورهای توسعه یافته ،راحتی چرخش غربیلک فرمان آن خودرو می باشد . این موضوع سازندگان خودرو را بر آن داشته است که جهت تسهیل در چرخش فرمان و به تبع آن کاهش خستگی راننده و همچنین افزایش ایمنی با فراهم کردن کنترل بهتر در جاده های خشن یک سیستم هیدرولیکی به قسمت مکانیکی اضافه نمایند . معمولا این سیستم جانبی بصورت کمکی(ASSISTED) عمل می کند .

یعنی وظیفه اصلی همچنان به عهده قسمت مکانیکی است .معمولا اجزای زیر به قسمت مکانیکی فرمان اضافه می شوند تا هیدرولیکی گردد .

1- پمپ هیدرولیک با مخزن روغن و چرخ تسمه (PULLEY)

2- شیر های کنترل (VALVE)

3- لوله های رابط

4- سیلندر (TUBE)

5- تسمه (BELT)

خودرو های سمند ،پژو (شامل 206،405،پارس )دوو،زانتیا و ماکسیما دارای فرمان هیدرولیک هستند . سیستم هیدرولیکی فرمان جهت ایفای نقش از موتور خودرو استفاده می کند . بنابر این از بازده موتورکمی میکاهد ،همچنین مصرف انرژی بیشتری را باعث می گردد .علاوه بر آن سیستم هیدرولیک بصورت مرکز آزاد (OPEN CENTER) عمل می کند ،یعنی حتی در زمانهایی که خودرو بصورت مستقیم در حال حرکت بوده و هیچ انحرافی انجام نمی دهد باز هم این سیستم عمل می کند .

این موارد سازندگان فرمان خودرو را بر آن داشت تا بدنبال سیستمهای بهتر و مفید تری گشته یا آنها را جایگزین هیدرولیکی نمایند یا سیستم هیدرولیکی را بهبود بخشند .یکی از سیستم های ارائه شده در سالهای اخیر فرمان الکترو هیدرولیکی (EHPS) است که در آنجا بجای استفاده از موتور خودرو یک موتور الکتریکی به پمپ هیدرولیک اضافه می شود و در نتیجه فرمان از موتور خودرو مستقل می گردد.

شکل زیر یک سیستم فرمان الکترو هیدرولیکی را نشان می دهد .

خودروی پژو 307 از این نوع سیستم فرمان استفاده می کند . در این نوع فرمان هر چند مسئله مستقل بودن از موتور خودرو تحقق یافته است ولی مشکل دائمی بودن عملکرد سیستم هیدرولیکی یعنی حالت مرکز آزاد (OPEN CENTER)هنوز پابرجاست.

به عبارت دیگر باید حالتی تعبیه نمود که زمانی که چرخشی به فرمان وارد می شود سیستم عمل کند نه همه زمانها .

فرمان الکترکی (EPS)

این نوع فرمان مشابه هیدرولیکی آن عمل می کند ولی از لحاظ ساختار متفاوت بوده و دارای مزایای زیادی نسبت به نوع هیدرولیک است .این سیستم در اواسط دهه 1970 برای اولین بار مطرح گردید اما ساخت و کاربرد عملی آن از سال 1993 شروع گردید اولین بار توسط شرکت HONDA در اتمبیل های رالی NSX مورد استفاده قرار گرفت در این نوع فرمان مشکل دایمی بودن عملکرد سیستم کمکی فرمان حل شده است ،یعنی سیستم الکتریکی زمانی عمل می کند که چرخشی در فرمان به وجود آید به عبارت دیگر گشتاوری موجود باشد .فرمان الکتریکی از سه قسمت اسامی زیر تشکیل شده است که به سیستم فرمان مکانیکی (R & P)اضافه می شود:

1- سنسور گشتاور (Torque Sensor)

2- موتور با جریان مستقیم DC (DC Brushless Motor)

3- واحد کنترل الکترنیکی یا ECU (Electronic Control unit )

سه قسمت یاد شده می توانند در یک محفظه ( Housing )و یا جداگانه قرار گیرند.

طرز کار :

سیستم EPS به این صورت عمل می کند که ابتدا سنسور گشتاور ( یا سنسورهای گشتاور)، گشتاور وارده از غربیلک فرمان را حس نموده ،آن را به صورت سیگنال یا سیگنالهایی به قسمت میکرو کنترلر (ECU) ارسال می کند. میکرو کنترلر علاوه بر این سیگنال ،سیگنالی نیز از سرعت خودرو دریافتی می کند آنگاه این دو را پردازش نموده دستورالعمل لازم را به قسمت موتور DC اعمال می نماید تا به صورت کمکی (Assisted) سیستم فرمان مکانیکی را تحت تاثیر قرار دهد .

بنا براین دستورالعمل های ECU به موتور Brushless تابعی از خروجی سنسور و سرعت خودرو است .این یعنی سرعت خودرو در عملکرد EPS موثر بوده و این به منظور ایمنی بیشتر خودرو است .

یعنی بیشترین عملکرد EPS در سرعتهای پایین و کمترین عملکرد آن در سرعتهای بالای خودرو است .

محل نصب EPS

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

الف نصب بر روی ستون ((COLUMN فرمان : در این روش مجموعه سنسورها موتور DC و قسمت ECU بطور مجتمع در یک محفظه مستقر شده و بر روی ستون فرمان (Steering Column) 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 بویژه در ترافیکهای سنگین و پاک نمودن خودرو محسوب می شود،بکار می رود .

ستون فرمان با موتور الکتریکی DC توسط دنده حلزونی (Worm Gear) درگیر هستند که در شکل زیر نشان داده شده است .

ب نصب بر روی پینیون

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

ج نصب بر روی دنده شانه ای

در این روش هر سه قسمت EPS یعنی سنسور ، موتور DV و ECU جدا از هم بر روی جعبه فرمان نصب می شوند .

به این صورت که موتور DC و ECU بطور جدا از هم بر روی دنده شانه ای (Rack) قرار گرفته و سنسور ها نیز روی پینیون مستقر می شوند .زیرا روی دنده شانه ای گشتاوری وجود ندارد که سنسور ها بتوانند آن را حس نمایند .

این حالت برای خودروهای سنگین مناسب است.جایی که نیروی زیادی باید به دنده شانه ای اعمال شود .بنابراین نیروی کمکی (Assisted) بطور مستقیم از موتور DC به دنده شانه ای (Rack) وارد می گردد .

مزایای فرمان الکتریکی نسبت به فرمان هیدرولیک

1- حذف پمپ هیدرولیک (Pump) و چرخه تسمه (Pulley)

2- حذف شیرهای کنترل (Valve) و لوله های رابط

3- حذف تسمه ما بین پمپ هیدرولیک و موتور اتومبیل (Belt)

4- حذف جک هیدرولیک (Jack Hydraulic) و روغن هیدرولیک

5- وزن کم نسبت به هیدرولیکی

6- تغییرات کمتر در قسمت مکانیکی فرمان هنگام طراحی فرمان الکتریکی نسبت به هیدرولیک

7- عدم کمک ( Assisted) فرمان در هنگام عدم ورود گشتاور در فرمان الکتریکی بعبارت دیگر زمانی که انحرافی در فرمان داده شود قسمت الکتریکی وارد عمل می گردد .

8- فرمان الکتریکی بصورت Fail Safe است ،چنانچه قسمت الکتریکی بدلایلی از کار افتاد،قسمت مکانیکی فرمان میتواند به کار خود ادامه دهد .

9- مقدار انرژی مصرفی در فرمان الکتریکی حدود یک ششم انرژی مصرفی در فرمان هیدرولیک است .به عبارت دیگر به مقدار %85 در انرژی مصرفی از لحاظ فرمان الکتریکی نسبت به هیدرولیک صرفه جویی می شود .

10- کاهش حجم و اندازه نسبت به هیدرولیک

11 مستقل بودن از موتور

12- کاهش قابل ملاحظه زمان مونتاژ

13 افزایش قابل ملاحظه عمر موثر نسبت به فرمان هیدرولیک

14 قابلیت ایمنی بالا در شرایط بحرانی

15 استفاده از یک نوع فرمان الکتریکی در چندین خودروی متفاوت ، به عبارت دیگر یک نوع طراحی فرمان الکتریکی را در چندین خودروی مختلف می توان به کار برد ،به شرطی که وزن اکسل جلوی خودروها و سیستم برق داخل آنها مشابه باشد .

فرمان SBW ( Steer By Wire )

این نوع فرمان مدرنترین نوع فرمانهای حال و آینده است .در این نوع سیستم ستون فرمان حذف شده و هیچ رابط مکانیکی بین غربیلک و قسمت دنده شانه ای و پینیون (R.P) وجود ندارد .شکل زیر نمای شماتیک فرمان SBW را نشان می دهد .این فرمان از دو آیتم الکترونیکی تشکیل شده است که بشرح زیر است :

الف آیتم انتقال مقدار چرخش غربیلک به قسمت پینیون : این بخش شامل سنسور زاویه ای (Angular Sensor) میکروکنترلر (ECU)و موتورDC است .سنسور زاویه ای روی محوری که غربیلک روی آن می چرخد قرار دارد و مقدار زاویه گردش فرمان را حس نموده به میکرو کنترلر انتقال می دهد ،آنگاه میکروکنترلر سیگنال لازم را به موتور DC این آیتم که روی پینیون قرار دارد ارسال و در نهایت به دنده شانه ای منتقل و عمل هدایت خودرو توسط فرمان انجام می شود .

ممکن است این استنباط بوجود آید که فید بک جاده و چرخها به غربیلک و در نتیجه به راننده منتقل نمی گردد و همچنین هیچ باز دارنده ای در میزان چرخش غربیلک توسط راننده وجود ندارد ،در حالی که این استنباط درست نبوده و بازتاب و عکس العمل جاده به غربیلک (با توجه به اینکه ستون فرمان وجود ندارد) و راننده منتقل می شود .

ب آیتم انتقال فید بک (Feedback) جاده و چرخها به راننده : این بخش شامل سنسور گشتاور (Torque sensor) میکروکنترلر و موتور DC مجزا است .سنسور گشتاور روی پینیون مستقر بوده و گشتاور روی پینیون مستقر بوده و گشتاور بوجود آمده را حس نموده به میکروکنترلر انتقال می دهد .

میکرو کنترلر نیز پش از پردازش سیگنال دریافتی دستورالعمل لازم را به موتور DC این آیتم که روی محور غربیلک نصب شده است ،ارسال می کند که به غربیلک نیرو وارد نماید .در نتیجه فید بک جاده به راننده منتقل گشته و عمل هدایت خودرو از طریق فرمان به درستی و واقعی انجام می پذیرد .

لذا این نوع سیستم فرمان علاوه بر قسمت مکانیکی دنده شانه ای و پینیون از دو مجموع سنسور (یکی زاویه ای و دیگری گشتاور )میکروکنترلر و موتور DC تشکیل شده است این نوع سیستم اگرچه به جهت حذف ستون فرمان به ایمنی راننده در مواقع بحرانی می انجامد اما ضریب ایمنی بالایی را در سیستم هدایت خودرو می طلبد ،زیرا سیستم مکانیکی کامل نبوده ،عمل ستون فرمان توسط یک سیگنال الکترونیکی انجام می شود وسیگنالهای الکترونیکی ضریب اطمینان بالایی را لازم دارند .

شرکتهای فعال در زمینه سیستم فرمان الکتریکی

فرمان الکتریکی از سال 1995 بتدریج بر روی خودروهای سواری نصب شده و شر کتهای صاحب فن آوری این نوع فرمان بر روی آن تحقیقات و سرمایه گذاریهای گسترده ای انجام داده اند .مهمترین آنها عبارتند از :

1- شرکت Dlphi : این شرکت از سال 1999 تا پایان سال 2003 بیش از 5/2 میلیون دستگاه فرمان با تکنولوژی الکتریکی تولید و به فروش رسانده است .فرمانهای تولیدی آن اکنون بر روی چهار نوع خودرو در اروپا شامل فولوکس لوپو ،فیات پاندا ،پونتو ،و اپل مریوا نصب و مورد استفاده قرار گرفته است .این شرکت تولیدات خود را با اسامی مخصوصی معرفی کرده است .

فرمان الکتروهیدرولیکی آن با نام Magnasteer فرمان الکتیکی با نام Esteer و فرمانSBW با نام Quadrateer عرضه می شود .به عنوان مثال فرمان Esteer نصب شده روی خودروی فیات پانتو در شکل زیر نشان داده است .

اکنون این شرکت روزانه 50000 دستگاه از انواع سه گانه فرمانهای یاد شده را در 10نقطه دنیا تولید می کند . 

2 شرکت Koyo Seiko :این شرکت در سال 2001 در حدود 4/2 میلیون دستگاه از فرمانهای الکتریکی تولید نموده است .از مهمترین قراردادهای آن در سال 2003 می توان به فروش 350000 دستگاه فرمان الکتریکی به شرکت دایملر کرایسلر جهت نصب بر روی خودروی اسمارت و 300000 دستگاه به شرکت جنرال موتورز اشاره نمود .پیش بینی ها حاکی از آن است که در سال 206 در حدود 10 میلیون دستگاه تولید و به فروش خواهد رساند .

3 شرکت NSK : این شرکت در سال 2001 تولید 4/1 میلیون و در سال 2002 تولید 8/1 میلیون دستگاه فرمان الکتریکی داشته است .تلاش برای تولید 3/3 میلیون دستگاه در سال 2006 و 6 میلیون دستگاه در سال 2011 از برنامه های آتی آن است .

4 شرکت TRW: این شرکت بزرگترین تولید کننده فرمان الکتریکی است .بطوریکه 4 میلیون دستگاه را تا پایان سال 2003 تولید و بفروش رسانده است .از شرکتهای طرف قرارداد /ان میتوان به فیات ،نیسان و رنو اشاره نمود .

سهم فروش شرکتهای تولید کننده فرمان EPS در سال 2003 در نمودار زیر نشان داده است .

پیش بینی آمار تولید فرمان الکتیکی در سالهای آینده

موسسه Just.auto.com در زمینه پیش بینی بازار انواع قطعات و فنآوری وخودرویی (Automotive) تحقیقات علمی انجام می دهد .از جمله این فعالیتها پیش بینی آمار تولید و فروش انواع گیربکسها (دستی ،اتوماتیک،CVT و....) و انواع فرمانها ،مکانیکی،هیدرولیکی،الکتریکی،در سالهای آتی است .

این تحقیقات بازار سه منطقه عمده در دنیا را در بر می گیرد :

1 اروپا

2 آمریکای شمالی

3 آسیا و اقیانوس آرام

البته منظور از آسیا کشورهای شرق دور و جنوب شرق آسیا است . بنابراین کشور ایران در این آمار ها لحاظ نگردیده است .مطالب ذیل گلچینی از موسسه یاد شده در خصوص سیستم فرمان خودرو هاست ذگر این نکته ضروری است که آمارها تا پایان سال 2003 واقعی بوده اما برای سالهای بعد بعنوان پیش بینی است .در جدول زیر ذرصد خودروهایی که از سال 1995 انواع فرمان الکتریکی بر روی آنها نصب گردیده آمده است : ارقام تولید و نصب انواع سه گانه فرمان الکتریکی بر روی خودروهای اروپایی از سال 2000 تا 2010 در جدول زیر نشان داده است

منظور از RDEPS فرمان الکتریکی نصب شده روی دنده شانه ای یا RACK DRIVE EPS همچنین PD EPS فرمان الکتریکی نصب شده روی پینیون یا DRIVE EPS PINION و CDEPS فرمان الکتریکی نصب شده روی ستون فرمان یا EPS COLUMN DRIVE است .

ارقام تولید و نصب فرمان الکتریکی بر روی خودروهای آسیا اقیانوس آرام از سال 2000 تا 2010 در جدول بالا مشاهده می شود .

جدول ردیف آخر نیز ارقام تولید و نصب فرمان الکتریکی بر روی خودروهای دنیا از سال 2000 تا 2010 را نشان می دهد

نتیجه : با نگاهی به آمار های تولی و استفاده از فرمانهای الکتریکی در مناطق مختلف دنیا می توان این استنباط را نمود که درسالهای نه چندان دور طیف گسترده ای از خودروها به این فرمان ها مجهز خواهد شد . با عنایت به اقبال عمومی صاحبان صنایع و مصرف کنندگان خودرو از این نوع فرمانها بر ماست که در این مسیر قرار گرفته و خودروهای ساخت داخل را به این سیستم پیشرفته مجهز نماییم تا ضمن استفاده در خودروهای داخل کشور در صادرات خودرو به کشورهای دیگر نیز از دیگران عقب نمانیم .

فرمان الکتریکی (EPS)

فرمان الکتریکی (EPS)

ELECTRIC POWER STEERINIG

 

  مقدمه ای بر سیستم فرمان (STEERING SYSTEMM )

امروزه پیشرفتهای علمی و فنی در تمام زمینه ها تحقق یافته و این امر شامل صنایع خودروسازی و صنایع وابسته نیز شده است .

یکی از این صنایع و اجزای وابسته قسمت فرمان خودرو است که وظیفه خطیر هدایت خودرو از طریق آن انجام می شود . برای تغییر مسیر خودرو از سیستم فرمان (STREERING SYSTEM) استفاده می شود .لذا مجموع تشکیل دهنده این سیستم نقش مهمی در خودرو به عهده دارد . معمولترین این سیستمها سیستم دنده شانهای (RACK) و پینیون (PINION) است بطوری که پینیون حرکت دورانی داشته و دنده شانه ای حرکت خطی انجام می دهد .در این حال پینیون حرکت دورانی غربیلک فرمان را به دنده شانه ای انتقال داده ،دنده شانه ای نیز حرکت خطی را از طریق مفصلها به چرخهای خودرو انتقال می دهد .نحوه تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی در سیستم فرمان (RACK & PINION) در شکل زیر نشان داده شده است .

سیر تکامل سیستم فرمان

یکی از پارامترهای موثر در انتخاب نوع خودرو در کشورهای توسعه یافته ،راحتی چرخش غربیلک فرمان آن خودرو می باشد . این موضوع سازندگان خودرو را بر آن داشته است که جهت تسهیل در چرخش فرمان و به تبع آن کاهش خستگی راننده و همچنین افزایش ایمنی با فراهم کردن کنترل بهتر در جاده های خشن یک سیستم هیدرولیکی به قسمت مکانیکی اضافه نمایند . معمولا این سیستم جانبی بصورت کمکی(ASSISTED) عمل می کند .

یعنی وظیفه اصلی همچنان به عهده قسمت مکانیکی است .معمولا اجزای زیر به قسمت مکانیکی فرمان اضافه می شوند تا هیدرولیکی گردد .

1- پمپ هیدرولیک با مخزن روغن و چرخ تسمه (PULLEY)

2- شیر های کنترل (VALVE)

3- لوله های رابط

4- سیلندر (TUBE)

5- تسمه (BELT)

خودرو های سمند ،پژو (شامل 206،405،پارس )دوو،زانتیا و ماکسیما دارای فرمان هیدرولیک هستند . سیستم هیدرولیکی فرمان جهت ایفای نقش از موتور خودرو استفاده می کند . بنابر این از بازده موتورکمی میکاهد ،همچنین مصرف انرژی بیشتری را باعث می گردد .علاوه بر آن سیستم هیدرولیک بصورت مرکز آزاد (OPEN CENTER) عمل می کند ،یعنی حتی در زمانهایی که خودرو بصورت مستقیم در حال حرکت بوده و هیچ انحرافی انجام نمی دهد باز هم این سیستم عمل می کند .

این موارد سازندگان فرمان خودرو را بر آن داشت تا بدنبال سیستمهای بهتر و مفید تری گشته یا آنها را جایگزین هیدرولیکی نمایند یا سیستم هیدرولیکی را بهبود بخشند .یکی از سیستم های ارائه شده در سالهای اخیر فرمان الکترو هیدرولیکی (EHPS) است که در آنجا بجای استفاده از موتور خودرو یک موتور الکتریکی به پمپ هیدرولیک اضافه می شود و در نتیجه فرمان از موتور خودرو مستقل می گردد.

شکل زیر یک سیستم فرمان الکترو هیدرولیکی را نشان می دهد .

خودروی پژو 307 از این نوع سیستم فرمان استفاده می کند . در این نوع فرمان هر چند مسئله مستقل بودن از موتور خودرو تحقق یافته است ولی مشکل دائمی بودن عملکرد سیستم هیدرولیکی یعنی حالت مرکز آزاد (OPEN CENTER)هنوز پابرجاست.

به عبارت دیگر باید حالتی تعبیه نمود که زمانی که چرخشی به فرمان وارد می شود سیستم عمل کند نه همه زمانها .

فرمان الکترکی (EPS)

این نوع فرمان مشابه هیدرولیکی آن عمل می کند ولی از لحاظ ساختار متفاوت بوده و دارای مزایای زیادی نسبت به نوع هیدرولیک است .این سیستم در اواسط دهه 1970 برای اولین بار مطرح گردید اما ساخت و کاربرد عملی آن از سال 1993 شروع گردید اولین بار توسط شرکت HONDA در اتمبیل های رالی NSX مورد استفاده قرار گرفت در این نوع فرمان مشکل دایمی بودن عملکرد سیستم کمکی فرمان حل شده است ،یعنی سیستم الکتریکی زمانی عمل می کند که چرخشی در فرمان به وجود آید به عبارت دیگر گشتاوری موجود باشد .فرمان الکتریکی از سه قسمت اسامی زیر تشکیل شده است که به سیستم فرمان مکانیکی (R & P)اضافه می شود:

1- سنسور گشتاور (Torque Sensor)

2- موتور با جریان مستقیم DC (DC Brushless Motor)

3- واحد کنترل الکترنیکی یا ECU (Electronic Control unit )

سه قسمت یاد شده می توانند در یک محفظه ( Housing )و یا جداگانه قرار گیرند.

طرز کار :

سیستم EPS به این صورت عمل می کند که ابتدا سنسور گشتاور ( یا سنسورهای گشتاور)، گشتاور وارده از غربیلک فرمان را حس نموده ،آن را به صورت سیگنال یا سیگنالهایی به قسمت میکرو کنترلر (ECU) ارسال می کند. میکرو کنترلر علاوه بر این سیگنال ،سیگنالی نیز از سرعت خودرو دریافتی می کند آنگاه این دو را پردازش نموده دستورالعمل لازم را به قسمت موتور DC اعمال می نماید تا به صورت کمکی (Assisted) سیستم فرمان مکانیکی را تحت تاثیر قرار دهد .

بنا براین دستورالعمل های ECU به موتور Brushless تابعی از خروجی سنسور و سرعت خودرو است .این یعنی سرعت خودرو در عملکرد EPS موثر بوده و این به منظور ایمنی بیشتر خودرو است .

یعنی بیشترین عملکرد EPS در سرعتهای پایین و کمترین عملکرد آن در سرعتهای بالای خودرو است .

محل نصب EPS

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

الف نصب بر روی ستون ((COLUMN فرمان : در این روش مجموعه سنسورها موتور DC و قسمت ECU بطور مجتمع در یک محفظه مستقر شده و بر روی ستون فرمان (Steering Column) 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 بویژه در ترافیکهای سنگین و پاک نمودن خودرو محسوب می شود،بکار می رود .

ستون فرمان با موتور الکتریکی DC توسط دنده حلزونی (Worm Gear) درگیر هستند که در شکل زیر نشان داده شده است .

ب نصب بر روی پینیون

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

ج نصب بر روی دنده شانه ای

در این روش هر سه قسمت EPS یعنی سنسور ، موتور DV و ECU جدا از هم بر روی جعبه فرمان نصب می شوند .

به این صورت که موتور DC و ECU بطور جدا از هم بر روی دنده شانه ای (Rack) قرار گرفته و سنسور ها نیز روی پینیون مستقر می شوند .زیرا روی دنده شانه ای گشتاوری وجود ندارد که سنسور ها بتوانند آن را حس نمایند .

این حالت برای خودروهای سنگین مناسب است.جایی که نیروی زیادی باید به دنده شانه ای اعمال شود .بنابراین نیروی کمکی (Assisted) بطور مستقیم از موتور DC به دنده شانه ای (Rack) وارد می گردد .

مزایای فرمان الکتریکی نسبت به فرمان هیدرولیک

1- حذف پمپ هیدرولیک (Pump) و چرخه تسمه (Pulley)

2- حذف شیرهای کنترل (Valve) و لوله های رابط

3- حذف تسمه ما بین پمپ هیدرولیک و موتور اتومبیل (Belt)

4- حذف جک هیدرولیک (Jack Hydraulic) و روغن هیدرولیک

5- وزن کم نسبت به هیدرولیکی

6- تغییرات کمتر در قسمت مکانیکی فرمان هنگام طراحی فرمان الکتریکی نسبت به هیدرولیک

7- عدم کمک ( Assisted) فرمان در هنگام عدم ورود گشتاور در فرمان الکتریکی بعبارت دیگر زمانی که انحرافی در فرمان داده شود قسمت الکتریکی وارد عمل می گردد .

8- فرمان الکتریکی بصورت Fail Safe است ،چنانچه قسمت الکتریکی بدلایلی از کار افتاد،قسمت مکانیکی فرمان میتواند به کار خود ادامه دهد .

9- مقدار انرژی مصرفی در فرمان الکتریکی حدود یک ششم انرژی مصرفی در فرمان هیدرولیک است .به عبارت دیگر به مقدار %85 در انرژی مصرفی از لحاظ فرمان الکتریکی نسبت به هیدرولیک صرفه جویی می شود .

10- کاهش حجم و اندازه نسبت به هیدرولیک

11 مستقل بودن از موتور

12- کاهش قابل ملاحظه زمان مونتاژ

13 افزایش قابل ملاحظه عمر موثر نسبت به فرمان هیدرولیک

14 قابلیت ایمنی بالا در شرایط بحرانی

15 استفاده از یک نوع فرمان الکتریکی در چندین خودروی متفاوت ، به عبارت دیگر یک نوع طراحی فرمان الکتریکی را در چندین خودروی مختلف می توان به کار برد ،به شرطی که وزن اکسل جلوی خودروها و سیستم برق داخل آنها مشابه باشد .

فرمان SBW ( Steer By Wire )

این نوع فرمان مدرنترین نوع فرمانهای حال و آینده است .در این نوع سیستم ستون فرمان حذف شده و هیچ رابط مکانیکی بین غربیلک و قسمت دنده شانه ای و پینیون (R.P) وجود ندارد .شکل زیر نمای شماتیک فرمان SBW را نشان می دهد .این فرمان از دو آیتم الکترونیکی تشکیل شده است که بشرح زیر است :

الف آیتم انتقال مقدار چرخش غربیلک به قسمت پینیون : این بخش شامل سنسور زاویه ای (Angular Sensor) میکروکنترلر (ECU)و موتورDC است .سنسور زاویه ای روی محوری که غربیلک روی آن می چرخد قرار دارد و مقدار زاویه گردش فرمان را حس نموده به میکرو کنترلر انتقال می دهد ،آنگاه میکروکنترلر سیگنال لازم را به موتور DC این آیتم که روی پینیون قرار دارد ارسال و در نهایت به دنده شانه ای منتقل و عمل هدایت خودرو توسط فرمان انجام می شود .

ممکن است این استنباط بوجود آید که فید بک جاده و چرخها به غربیلک و در نتیجه به راننده منتقل نمی گردد و همچنین هیچ باز دارنده ای در میزان چرخش غربیلک توسط راننده وجود ندارد ،در حالی که این استنباط درست نبوده و بازتاب و عکس العمل جاده به غربیلک (با توجه به اینکه ستون فرمان وجود ندارد) و راننده منتقل می شود .

ب آیتم انتقال فید بک (Feedback) جاده و چرخها به راننده : این بخش شامل سنسور گشتاور (Torque sensor) میکروکنترلر و موتور DC مجزا است .سنسور گشتاور روی پینیون مستقر بوده و گشتاور روی پینیون مستقر بوده و گشتاور بوجود آمده را حس نموده به میکروکنترلر انتقال می دهد .

میکرو کنترلر نیز پش از پردازش سیگنال دریافتی دستورالعمل لازم را به موتور DC این آیتم که روی محور غربیلک نصب شده است ،ارسال می کند که به غربیلک نیرو وارد نماید .در نتیجه فید بک جاده به راننده منتقل گشته و عمل هدایت خودرو از طریق فرمان به درستی و واقعی انجام می پذیرد .

لذا این نوع سیستم فرمان علاوه بر قسمت مکانیکی دنده شانه ای و پینیون از دو مجموع سنسور (یکی زاویه ای و دیگری گشتاور )میکروکنترلر و موتور DC تشکیل شده است این نوع سیستم اگرچه به جهت حذف ستون فرمان به ایمنی راننده در مواقع بحرانی می انجامد اما ضریب ایمنی بالایی را در سیستم هدایت خودرو می طلبد ،زیرا سیستم مکانیکی کامل نبوده ،عمل ستون فرمان توسط یک سیگنال الکترونیکی انجام می شود وسیگنالهای الکترونیکی ضریب اطمینان بالایی را لازم دارند .

شرکتهای فعال در زمینه سیستم فرمان الکتریکی

فرمان الکتریکی از سال 1995 بتدریج بر روی خودروهای سواری نصب شده و شر کتهای صاحب فن آوری این نوع فرمان بر روی آن تحقیقات و سرمایه گذاریهای گسترده ای انجام داده اند .مهمترین آنها عبارتند از :

1- شرکت Dlphi : این شرکت از سال 1999 تا پایان سال 2003 بیش از 5/2 میلیون دستگاه فرمان با تکنولوژی الکتریکی تولید و به فروش رسانده است .فرمانهای تولیدی آن اکنون بر روی چهار نوع خودرو در اروپا شامل فولوکس لوپو ،فیات پاندا ،پونتو ،و اپل مریوا نصب و مورد استفاده قرار گرفته است .این شرکت تولیدات خود را با اسامی مخصوصی معرفی کرده است .

فرمان الکتروهیدرولیکی آن با نام Magnasteer فرمان الکتیکی با نام Esteer و فرمانSBW با نام Quadrateer عرضه می شود .به عنوان مثال فرمان Esteer نصب شده روی خودروی فیات پانتو در شکل زیر نشان داده است .

اکنون این شرکت روزانه 50000 دستگاه از انواع سه گانه فرمانهای یاد شده را در 10نقطه دنیا تولید می کند . 

2 شرکت Koyo Seiko :این شرکت در سال 2001 در حدود 4/2 میلیون دستگاه از فرمانهای الکتریکی تولید نموده است .از مهمترین قراردادهای آن در سال 2003 می توان به فروش 350000 دستگاه فرمان الکتریکی به شرکت دایملر کرایسلر جهت نصب بر روی خودروی اسمارت و 300000 دستگاه به شرکت جنرال موتورز اشاره نمود .پیش بینی ها حاکی از آن است که در سال 206 در حدود 10 میلیون دستگاه تولید و به فروش خواهد رساند .

3 شرکت NSK : این شرکت در سال 2001 تولید 4/1 میلیون و در سال 2002 تولید 8/1 میلیون دستگاه فرمان الکتریکی داشته است .تلاش برای تولید 3/3 میلیون دستگاه در سال 2006 و 6 میلیون دستگاه در سال 2011 از برنامه های آتی آن است .

4 شرکت TRW: این شرکت بزرگترین تولید کننده فرمان الکتریکی است .بطوریکه 4 میلیون دستگاه را تا پایان سال 2003 تولید و بفروش رسانده است .از شرکتهای طرف قرارداد /ان میتوان به فیات ،نیسان و رنو اشاره نمود .

سهم فروش شرکتهای تولید کننده فرمان EPS در سال 2003 در نمودار زیر نشان داده است .

پیش بینی آمار تولید فرمان الکتیکی در سالهای آینده

موسسه Just.auto.com در زمینه پیش بینی بازار انواع قطعات و فنآوری وخودرویی (Automotive) تحقیقات علمی انجام می دهد .از جمله این فعالیتها پیش بینی آمار تولید و فروش انواع گیربکسها (دستی ،اتوماتیک،CVT و....) و انواع فرمانها ،مکانیکی،هیدرولیکی،الکتریکی،در سالهای آتی است .

این تحقیقات بازار سه منطقه عمده در دنیا را در بر می گیرد :

1 اروپا

2 آمریکای شمالی

3 آسیا و اقیانوس آرام

البته منظور از آسیا کشورهای شرق دور و جنوب شرق آسیا است . بنابراین کشور ایران در این آمار ها لحاظ نگردیده است .مطالب ذیل گلچینی از موسسه یاد شده در خصوص سیستم فرمان خودرو هاست ذگر این نکته ضروری است که آمارها تا پایان سال 2003 واقعی بوده اما برای سالهای بعد بعنوان پیش بینی است .در جدول زیر ذرصد خودروهایی که از سال 1995 انواع فرمان الکتریکی بر روی آنها نصب گردیده آمده است : ارقام تولید و نصب انواع سه گانه فرمان الکتریکی بر روی خودروهای اروپایی از سال 2000 تا 2010 در جدول زیر نشان داده است

منظور از RDEPS فرمان الکتریکی نصب شده روی دنده شانه ای یا RACK DRIVE EPS همچنین PD EPS فرمان الکتریکی نصب شده روی پینیون یا DRIVE EPS PINION و CDEPS فرمان الکتریکی نصب شده روی ستون فرمان یا EPS COLUMN DRIVE است .

ارقام تولید و نصب فرمان الکتریکی بر روی خودروهای آسیا اقیانوس آرام از سال 2000 تا 2010 در جدول بالا مشاهده می شود .

جدول ردیف آخر نیز ارقام تولید و نصب فرمان الکتریکی بر روی خودروهای دنیا از سال 2000 تا 2010 را نشان می دهد

نتیجه : با نگاهی به آمار های تولی و استفاده از فرمانهای الکتریکی در مناطق مختلف دنیا می توان این استنباط را نمود که درسالهای نه چندان دور طیف گسترده ای از خودروها به این فرمان ها مجهز خواهد شد . با عنایت به اقبال عمومی صاحبان صنایع و مصرف کنندگان خودرو از این نوع فرمانها بر ماست که در این مسیر قرار گرفته و خودروهای ساخت داخل را به این سیستم پیشرفته مجهز نماییم تا ضمن استفاده در خودروهای داخل کشور در صادرات خودرو به کشورهای دیگر نیز از دیگران عقب نمانیم .


سیستم ایمنی ESP

سیستم ایمنی ESP

 

امروزه ایمنی خودرو در عرصه رقابت جهانی از مهم‌ترین عوامل فروش خودروسازان است. خودروسازان مطرح جهان سعی می‌کنند از سیستم‌های ایمنی مطلوب بر روی خودروهای خود استفاده کنند. سیستم‌های ایمنی به 2 دسته تقسیم می‌شوند:

 

1. سیستم‌های فعال: این سیستم‌ها در هنگام حرکت خودرو فعالند و شرایط دینامیکی خودرو را برای پیشگیری از بروز تصادف، کنترل می‌کند.

 

برخی از این سیستم‌های فعال عبارتند از:

ABS : سیستم ترمز ضدقفل هنگام قفل کردن چرخ‌ها فشار ترمز را برای افزایش کارایی سیستم ترمز، کاهش می‌دهد.

 ASR: این سیستم، امکان استفاده بهینه از اصطکاک سطح جاده رد در حالت شتاب‌گیری برای خودرو، فراهم می‌کند.

EBD : سیستم هماهنگ کننده نیروی ترمز، نرم‌افزاری در حافظه ABS است و کنترل مجزای چرخ‌ها را در هنگام قفل کردن برعهده دارد.

ESP : عملکرد این سیستم در این مقاله به‌طور مفصل، بررسی می‌شود.

 

2. سیستم‌های غیرفعال: از این سیستم‌ها در کاهش تصادفات خطرناک استفاده می‌شود و عبارتند از:

کمربند

کیسه هوا

فیوز قفل کن

 

سیستم ESP، جدیدترین سیستم حفاظتی خودرو است و از سال 2002 میلادی بر روی 27 درصد از وسایل نقلیه اروپایی، نصب شده است. این آماردر خودروهای ژاپنی و امریکایی 75درصد بوده و روبه افزایش است.

 

خودروهایی که سیستم ESP دارند از دیگر سیستم‌ها نظیر: EBD, ASR, ABS و... استفاده می‌کنند.

 

این سیستم برای کنترل مطلوب خودرو بر روی سطح جاده و حفظ ثبات آن در هنگام پیچیدن، طراحی شده است. اگر راننده با گردش سریع فرمان، کنترل خورو را از دست بدهد و خودرو بلغزد، سیستم ESP آن را به مسیر اصلی خود برمی‌گرداند.

 

برای تغییر مسیر خودرو از 2 سیستم استفاده می‌شود:

سیستم فرمان: استفاده عمومی از فرمان برای تغییر مسیر

سیستم ترمز: از سیستم ترمز برای کاهش سرعت خودرو و تغییر مسیر آن استفاده می‌شود.

 

اگر خودرویی در حال حرکت باشد و ناگهان ترمز یکی از چرخ‌های آن فعال شود، به دلیل اختلاف سرعت، در جهت همان چرخ می‌چرخد. این سیستم در تانک‌ها و خودروهای راهسازی به جای سیستم فرمان و در تراکتورها و خودروهای رالی برای کنترل بهتر در کنار سیستم فرمان استفاده شده است. راننده با فشردن یکی از پدال‌ها یا اهرم های موجود در زیرپای خود خودرو را به سمت دلخواه، هدایت می‌کند. سیستم ESP هنگام تغییر مسیر ناخواسته خودرو آن را به مسیر اولیه خود باز می‌گرداند. ESP، لغزش جانبی خودرو را در هنگام گردش فرمان با اعمال نیروی ترمز بر روی یک چرخ، کنترل می‌کند و خودرو را به مسیر مورد نظر راننده برمی‌گرداند

سیستم ESP با استفاده از حسگر فرمان از جهت مورد نظر راننده مطلع می‌شود. حسگر چرخ‌ها و محاسبات اختلاف سرعت ایجاد شده، وضعیت خودرو را روی سطح، تخمین می‌زند و با مقایسه این 2 داده، انحراف خودرو از مسیر مورد نظر، بررسی می شود. هنگام گردش فرمان، بیم چرخ‌ها و اطلاعات حسگر شتاب، جهت مورد نظر راننده را مشخص می‌کند. اگر لغزش جانبی در خودرو ایجاد شده باشد، سیستم ESP آن را به حالت اولیه خود باز می‌گرداند. نمودار یک، عملکرد سیستم ESP را نشان می‌دهد.

یادت ای دوست به خیر

یادت ای دوست به خیر
بهترینم خوبی؟؟؟
خبری نیست ز تو !
دل من میخواهد که بدانی بی تو دلم اندازه دنیا تنگ است
یادت ای دوست به خیر...
*************************
با آمدنت بهار دل پیدا شد/ بلبل به نوا آمد و گلها وا شد اى کاش که رفتنت نمى دیدم من / با رفتن تو قیامتى بر پا شد ...
******************************
چقدر باید بگذرد؟؟ تا من در مرور خاطراتم وقتى از کنار تو رد مى شم تنم نلرزد ... بغضم نگیرد
**********************
نمیدانم از دلتنگی عاشقترم یا از عاشقی دلتنگ تر

فقط میدانم در آغوش منی ، بی آنکه باشی

و رفتی ، بی آنکه نباشی . . .





وقتی دلتنگ میشوم تو را در میان اشکهایم می بینم ولی اشکهایم را پاک می کنم تا کسی تو را نبیند ..........

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

نمیدانم از دلتنگی عاشقترم یا از عاشقی دلتنگ تر

فقط میدانم در آغوش منی ، بی آنکه باشی

و رفتی ، بی آنکه نباشی . . .

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *