یادگیری JAES

از کانال یوتیوب ما دیدن کنید
Jaes Sponsor - Basket



سیستم فرمان چگونه کار می‌کند؟ (بخش سوم خودرو): رک و پینیون - فرمان برقی - چرخ‌ها و غلتیدن

بیایید ببینیم این مکانیزم چگونه خودرو را هدایت می‌کند. دنده‌شانه‌ای (رک) که در مرکز این مکانیزم قرار دارد، به‌گونه‌ای محدود شده که فقط در امتداد یک خط مستقیم حرکت کند. پینیون فرمان می‌تواند این دنده‌شانه‌ای را حرکت دهد و باعث حرکت قطعه‌ای به نام بازوی فرمان شود که به هر دو چرخ متصل است. این بخش در حرکت خود محدود است و به این ترتیب، فقط حرکت چرخشی حول محور دارد. بازوی فرمان به‌واسطهٔ یک یاتاقان غلتکی به شاسی خودرو متصل است: این تضمین می‌کند که فقط بتواند بچرخد. میل فرمان رابط بین بازوی فرمان و دنده‌شانه‌ای است و می‌تواند هم حرکت انتقالی و هم حرکت چرخشی داشته باشد.

بیایید ببینیم وقتی دنده‌شانه‌ای حرکت می‌کند، چه اتفاقی برای چرخ‌ها می‌افتد. می‌توانید مشاهده کنید که چرخ‌های چپ و راست با زوایای متفاوتی می‌پیچند.
اگر نقطهٔ تلاقی چرخ‌های چپ و راست را بررسی کنید، متوجه می‌شوید که نقطهٔ تلاقی همیشه روی خط محور چرخ‌های عقب قرار دارد.
بنابراین، مکانیزم رک و پینیون کاملاً شرایط لازم برای فرمان‌پذیری را برآورده می‌کند و به همین دلیل، خودرو بدون لغزش می‌پیچد.

فرمانی که تا اینجا بررسی کردیم، از نوع دستی بود. امروزه، فرمان برقی با کمک موتور الکتریکی در اکثر خودروها رایج است. فرمان برقی، عمل چرخاندن فرمان را بدون زحمت و با دقت بیشتر میسر می‌کند.

در ادامه می‌بینیم موتور بدون جاروبک دی‌سی (براشلس) ستون فرمان و پینیون را به حرکت درمی‌آورد و می‌تواند در هر دو جهت ساعت‌گرد و پادساعت‌گرد بچرخد.

یک واحد کنترل الکترونیکی (ECU) میزان نیرویی را که موتور باید به ستون منتقل کند، تعیین می‌کند. سپس، ECU ورودی‌های معینی دریافت می‌کند، مانند: گشتاوری که راننده به فرمان اعمال کرده، زاویهٔ فرمان، سرعت چرخش فرمان و سرعت خودرو.


سپس گشتاور مناسب موردنیاز را تعیین می‌کند. معمولاً از ترکیب یک سنسور مبتنی بر اثر هال و میلهٔ پیچشی برای اندازه‌گیری گشتاور ورودی راننده استفاده می‌شود. به‌واسطهٔ کمک نیروی موتور، چرخاندن فرمان برای راننده آسان می‌شود.

حتی در صورت پنچر شدن لاستیک، سیستم فرمان برقی فعال می‌شود و به راننده در کنترل مسیر خودرو کمک می‌کند. علاوه بر این، اگر چرخاندن فرمان بیش از حد سخت باشد، احتمالاً مشکلی در جعبه‌فرمان وجود دارد یا ممکن است فرمان برقی خراب شده باشد. در غیر این صورت، علت می‌تواند فشار کم لاستیک‌های جلو یا نیاز به تنظیم زوایای چرخ‌ها و زاویهٔ کمبر باشد.

در ویدیوی بعدی، سیستم ترمز و اجزای الکترونیکی آن، از جمله برنامهٔ پایداری الکترونیک (ESP) را توضیح می‌دهیم.
وقتی فرمان خودرویمان را می‌چرخانیم چه اتفاقی می‌افتد؟ در این ویدیو پاسخ این سؤال را خواهیم یافت و عملکرد سیستم فرمان را توضیح می‌دهیم.

نکتهٔ شگفت‌انگیز در خودروها این است که وقتی چرخ‌های جلو را می‌چرخانیم، کل خودرو در همان جهت می‌پیچد. اما چرا خودرو پس از چرخاندن فرمان، به‌جای حرکت در خط مستقیم، در یک مسیر منحنی دقیق حرکت می‌کند؟ برای یافتن پاسخ این سؤال باید فیزیک چرخ، یکی از بزرگ‌ترین اختراعات تاریخ بشر را بدانیم

سرعت یک چرخ که بدون لغزش می‌غلتد، در نقطهٔ تماس با زمین همواره باید صفر باشد. این شرط تضمین می‌کند که هیچ لغزشی بین جادهٔ ثابت و چرخ در نقطهٔ تماس وجود نداشته باشد. چرخ در حال حرکت می‌تواند در یک نقطه از سطح خود سرعت صفر داشته باشد زیرا دو نوع حرکت دارد: هم در مسیر خودرو حرکت می‌کند و هم حول محور خود می‌چرخد.

وقتی این دو عامل را در پایین چرخ با هم جمع می‌کنیم، می‌بینیم که در جهت مخالف یکدیگرند و همدیگر را خنثی می‌کنند. این قاعدهٔ ابتدایی برای درک مکانیزم فرمان ضروری است.

در نظر بگیرید که حتی پس از چرخیدن چرخ‌ها، خودرو همچنان مستقیم به جلو حرکت می‌کند. بنابراین، اگر سرعت‌های انتقالی و چرخشی را در نقطهٔ تماس چرخ بررسی کنیم، متوجه می‌شویم که جهت سرعت چرخشی متمایل است؛ اما از طرف دیگر، سرعت انتقالی مستقیم است. به همین دلیل، سرعت‌ها یکدیگر را خنثی نمی‌کنند و این باعث سر خوردن خودرو می‌شود. تنها راه رسیدن به شرط سرعت صفر این است که سرعت انتقالی نیز متمایل باشد.

این پدیده زمانی رخ می‌دهد که کل خودرو حول یک نقطهٔ مرکزی بچرخد. در این حالت، این واقعیت به‌دقت نمایش داده می‌شود: همهٔ چرخ‌ها در شرایط غلتش بدون لغزش قرار می‌گیرند. افزون بر این، جنبهٔ اساسی دیگری که برای چنین گردش بی‌نقصی باید مورد توجه قرار گیرد این است که خطوط عمود فرضی چرخ‌های جلو می‌بایست امتداد محور چرخ‌های عقب را در یک نقطه قطع کنند؛ این شرط، اصل فرمان است. اگر دقت کنید، متوجه می‌شوید که زاویهٔ پیچیدن چرخ‌های چپ و راست یکسان نیست.

بیش از ۱۰ سال سابقه در تأمین تجهیزات صنعتی، باعث شده است شرکت جی‌ای‌ئی‌اس به شریک معتمد شماری از بزرگ‌ترین خودروسازان جهان بدل شود و پشتیبانی فنی خود را که شامل طیف گسترده‌ای از قطعات صنعتی ضروری در فرایند تولید انواع وسایل نقلیه است، ارائه دهد.

مکانیزم و نتایج آن چیست؟ برای دستیابی به فرمان‌پذیری کامل، چرخ‌های چپ و راست باید با زوایای متفاوتی بپیچند. مکانیزم فرمان برای دستیابی به این هدف استفاده می‌شود. رایج‌ترین مکانیزم فرمان در خودروهای امروزی، نوع رک و پینیون است.