سیستم جعبه فرمان

تجهیزات سیستم فرمان خودرو
سیستم فرمان وظیفه انتقال چرخش دست راننده به چرخ ها را بر عهده داشته و از قطعات ذیل تشکیل شده است:

غربیلک فرمان: غربیلک فرمان، ملموس ترین قطعه سیستم فرمان است که چرخش دست راننده را به ستون (میل) فرمان منتقل می نماید. علاوه بر این، غربیلک وظیفه دیگری نیز بر عهده دارد و آن هم افزایش گشتاور اعمالی است که راننده به غربیلک اعمال می نماید.

هرچقدر قطر غربیلک افزایش یابد گشتاور اعمالی نیز افزایش پیدا خواهد کرد. در خودروهای جدید، غربیلک فرمان قابلیت تغییر ارتفاع و زاویه را داشته و کمپانی های سازنده حداکثر تلاش خود را برای راحتی راننده دارند.

ستون (میل) فرمان: میل فرمان رابط بین غربیلک و جعبه فرمان بوده و چرخش غربیلک را به جعبه فرمان منتقل می نماید. این میل حالت خرطومی داشته و به همین دلیل، قدری انعطاف پذیر است و همین امر باعث افزایش ایمنی راننده به هنگام تصادف می گردد چراکه در غیر این صورت ممکن بود به هنگام تصادف میل فرمان به داخل کابین وارد شده و به راننده آسیب برساند.

جعبه فرمان: جعبه فرمان را شاید بتوان مهم ترین قطعه سیستم فرمان دانست که سه وظیفه مهم بر عهده دارد:

• افزایش گشتاور
•  تغییر صفحه دوران غربیلک فرمان به صفحه مکانیزم فرمان
• تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی

پیتمن: پیتمن یا بازوی پیتمن بر روی شفت خروجی جعبه فرمان نصب شده که حرکت دورانی شفت را به حرکت زاویه ای تبدیل می نماید. انتهای پیتمن نیز به واسطه یک سیبک به میله درگ اتصال می یابد.

 میله درگ: میله درگ رابط بین پیتمن و شغال دست است.

شغال دست و سگ دست: علت نامگذاری این دو قطعه به خاطر شکل ظاهری آن ها است. با حرکت شغال دست، سگ دست نیز چرخیده و در نهایت چرخ ها نیز تغییر جهت می دهند.

جعبه فرمان
با توجه به آنکه جعبه فرمان اهمیت بسیار بالایی در سیستم فرمان دارد؛ کمپانی های سازنده تحقیقات بسیاری در این زمینه انجام داده و چند نوع مختلف جعبه فرمان طراحی و تولید نموده اند. جعبه فرمان ها در حالت کلی به دو دسته تقسیم بندی می شوند.

 جعبه فرمان های مکانیکی: همانطور که از اسم این نوع جعبه فرمان ها نیز پیداست؛ تنها اجزای مکانیکی هستند که چرخش دست راننده را به چرخ ها منتقل می نمایند.

 جعبه فرمان های با توان کمکی: در این نوع جعبه فرمان ها، علاوه بر قطعات مکانیکی، تجهیزات الکتریکی و هیدرولیکی دیگری نیز موجود هستند که به افزایش گشتاور دست راننده کمک می نمایند.

جعبه فرمان های مکانیکی
جعبه فرمان های مکانیکی بر اساس نحوه عملکردشان به موارد زیر تقسیم می شوند:

جعبه فرمان حلزونی انگشتی: این نوع جعبه فرمان را می توان ساده ترین نوع جعبه فرمان دانست که به دلیل معایبی که دارد دیگر مورد استفاده قرار نمی گیرد.

جعبه فرمان حلزونی با دنده تاج خروسی: در این نوع جعبه فرمان که مقداری نسبت به نوع انگشتی پیشرفته تر است قطعه ای که به میل چرخ ها وصل است شبیه تاج خروس و قطعه ای که به میل فرمان متصل است همانند حلزون است.

جعبه فرمان حلزونی غلتکی: این نوع جعبه فرمان، عملکردی شبیه نوع خروسی دارد با این تفاوت که در آن از یک مارپیچ و یک چرخ دنده به شکل غلتک استفاده شده است.

جعبه فرمان ساچمه ای با دنده تاج خروسی: در این نوع جعبه فرمان با چرخش غربیلک، مارپیچ جعبه فرمان نیز دوران می نماید. حرکت مارپیچ از طریق ساچمه ها به حرکت خطی تبدیل شده و در نهایت این حرکت خطی به چرخ ها هدایت شده و تغییر چهت خودرو اتفاق می افتد.

این نوع جعبه فرمان با توجه مزایایی که دارد بیش از انواع حلزونی مورد استفاده قرار می گیرد. از مزایای این نوع جعبه فرمان نسبت به انواع حلزونی می توان به موارد ذیل اشاره نمود:

اصطکاک کم در جعبه فرمان: این امر منجر به کاهش تلفات در جعبه فرمان شده و از این روی راننده جهت یک تغییر مسیر یکسان، نیروی کمتری را نسبت به انواع حلزونی نیاز دارد؛ به همین دلیل در خودروهای سواری استفاده بیشتری دارد.

بالاتر بودن ایمنی: به دلیل اصطکاک کمتر، سایش کمتر شده و در نتیجه خلاصی جعبه فرمان نیز کمتر از موارد قبلی است که همین امر ایمنی را افزایش می دهد.

نگهداری و تعیمرات کمتر

 امکان استفاده از سیستم توان کمکی در این نوع جعبه فرمان

البته در کنار این مزایا، معایبی نیز نظیر گرانتر بودن، وزن بیشتر و … دارد.

جعبه فرمان دنده شانه ای: این جعبه فرمان که به کشویی یا راک اند پینیون (Rack and Pinion) نیز معروف است از 2 قسمت اصلی یعنی یک اهرم عرضی که شانه یا راک نام دارد و اهرم دیگر که به غربیلک متصل است و دنده یا پینیون نامیده می شود. این نوع جعبه فرمان بیشترین استفاده در خودروهای امروزی را دارد. از مزایای این نوع جعبه فرمان می توان به فضای کم، سبک بودن، ارزانتر بودن، اصطکاک کمتر و … اشاره کرد.

جعبه فرمان های با توان کمکی
جعبه فرمان های با توان کمکی به سه دسته تقسیم می شوند:

• فرمان هیدرولیکی
• فرمان الکتروهیدرولیکی
• فرمان الکتریکی

فرمان هیدرولیکی
در این نوع جعبه فرمان، پمپ هیدرولیکی با تولید فشار، به حرکت چرخ دنده شانه ای و کاهش نیروی وارده از راننده کمک می نماید و در نتیجه رانندگی با فرمان هیدرولیک بسیار دلپذیرتر از سایر فرمان های مکانیکی خواهد بود. از مزایای این نوع جعبه فرمان می توان به کاهش نیروی دست وارده از راننده، افزایش توان سیستم فرمان و … اشاره کرد. شایان ذکر است که در خودروهای امروزی عمدتا از این نوع جعبه فرمان استفاده می شود.

فرمان الکتروهیدرولیکی
اساس کار این نوع جعبه فرمان نیز همانند فرمان هیدرولیک است با این تفاوت که پمپ هیدرولیک نیروی خود را از یک موتور الکتریکی دریافت می کند.

فرمان الکتریکی
در این نوع جعبه فرمان دیگر خبری از پمپ هیدرولیک نبوده و نیروی کمکی توسط موتور الکتریکی که بر روی میل فرمان نصب شده است تولید می گردد. از مزایای این سیستم می توان به وزن کم، فضای کم، استهلاک پایین و … اشاره کرد.