اجزای سیستم فرمان خودرو+علائم خرابی جعبه‌ فرمان خودرو

اجزای سیستم فرمان خودرو

سیستم فرمان، به‌عنوان قلب کنترل‌کنندة خودرو شناخته می‌شود که با هدف ایجاد ارتباط مستقیم بین راننده و خودرو به‌کاررفته و به راننده اجازه می‌دهد تا با چرخاندن فرمان، مسیر حرکت را تعیین کند. از طریق سیستم فرمان که در جلوبندی خودرو قرار دارد، راننده می‌تواند خودرو را به‌ دقت هدایت کرده و در شرایط مختلف رانندگی، کنترل کاملی بر آن داشته باشد.

این سیستم‌ در طی سال‌ها دستخوش تغییرات بسیاری شده‌ و از مدل‌های مکانیکی ساده تا سیستم‌های الکترونیکی پیشرفته امروزی مسیر تکامل را دنبال کرده است. هر یک از این سیستم‌ها مزایا و معایب خاص خود را دارند و انتخاب نوع مناسب آن‌ها، به عوامل مختلفی مانند نوع خودرو، کاربری آن و فناوری‌های مورد استفاده در تولید بستگی دارد. 

آشنایی با سیستم فرمان خودرو

یکی از مهم‌ترین اجزای هر خودرویی را می‌توان سیستم فرمان آن عنوان کرد. مسلماً تصور اینکه بدون فرمان، رانندگی چه‌قدر دشوار و خطرناک خواهد بود، چندان سخت و پیچیده نیست! این سیستم مهم، امکان هدایت دقیق خودرو را با تبدیل حرکت چرخشی فرمان به حرکت خطی چرخ‌ها، فراهم می‌سازد.

در گذشته نه‌چندان دور، سیستم‌های فرمان ساختار بسیار ساده‌ای داشتند و لازم بود تا راننده برای تغییر جهت خودرو، نیروی زیادی را اعمال کند. با پیشرفت تکنولوژی، سیستم‌های فرمان پیچیده‌تر و کارآمدتر شدند. امروزه، از سیستم‌های هیدرولیکی و برقی برای تسهیل فرمان‌پذیری خودرو استفاده می‌شود که رانندگی را بسیار راحت‌تر و لذت‌ بخش‌تر کرده است.

کنترل این سیستم بسیار آسان است؛ زمانی که راننده فرمان خودرو را می‌چرخاند، حرکت آن به کمک چندین قطعه مکانیکی و هیدرولیکی یا برقی به چرخ‌های جلو منتقل شده و منجر به تغییر جهت آن‌ها می‌شود. مراحل ساده‌شدة عملکرد سیستم فرمان را می‌توان به ترتیب زیر عنوان کرد:

• چرخاندن فرمان: با چرخاندن غربیلک فرمان توسط راننده، نیرویی به این سیستم وارد می‌شود.
• انتقال نیرو: این نیرو از طریق ستون فرمان به جعبه‌فرمان منتقل می‌شود.
• تبدیل حرکت: در جعبه‌فرمان، شاهد تبدیل‌شدن حرکت دورانی به حرکت خطی خواهیم بود‌‌
• انتقال به چرخ‌ها: درنهایت حرکت خطی ایجاد شده از طریق میل‌ فرمان و بازوی پیتمن به چرخ‌های جلو منتقل شده و باعث تغییر زاویه چرخ‌ها می‌شود.

معرفی اجزای سیستم فرمان خودرو

در حالت کلی می‌توان اجزای سیستم فرمان خودرو را به شرح ذیل معرفی کرد:

• فلکه یا غربیلک فرمان (Steering Wheel)

اولین نقطه تماس راننده با سیستم فرمان، غربیلک است. زمانی که  غربیلک می‌چرخد، نیروی وارد شده به سیستم منجر به چرخش چرخ‌ها می‌شود. این قطعه معمولاً از پلاستیک مقاوم یا چرم ساخته می‌شود تا اصطکاک مناسب و راحتی برای راننده فراهم کند.

• بازوی پیتمن (Pitman Arm)

در انتهای شفت خروجی جعبه‌فرمان، می‌توان بازوی پیتمن را یافت که روی یک هزار خاری نصب شده است و با دوران شفت خروجی جعبه‌فرمان که حرکتی دایره‌ای است، حرکت زاویه‌ای داشته و آن را به سیبک و میله درگ منتقل می‌کند.

• ستون یا میل‌فرمان (Steering Column)

این قطعه میله‌ای است که غربیلک فرمان را به جعبه‌فرمان متصل کرده و وظیفه دارد تا نیروی چرخشی ایجاد شده توسط غربیلک را به جعبه‌فرمان انتقال دهد. در برخی خودروها، این قطعه حتی از قابلیت تنظیم ارتفاع برخوردار است و باعث می‌شود تا راننده بتواند موقعیت مناسب رانندگی را برای خود تعیین کند.

• میل درگ (Drag Link)

این میله بازوی پیتمن را به سگ دست متصل می‌کند و به‌این‌ترتیب حرکت خطی بازوی پیتمن به سگ دست منتقل شده و باعث چرخش چرخ‌های جلو می‌شود.

• جعبه‌فرمان (Steering Gearbox)

قلب سیستم فرمان، جعبه‌فرمان است که حرکت دورانی غربیلک را به حرکت افقی تبدیل می‌کند. گشتاور ایجاد شده توسط دست راننده به غربیلک فرمان، سپس ستون فرمان و در نهایت به جعبه‌فرمان انتقال می‌یابد. جعبه‌فرمان را می‌توان در انواع مختلف چرخ‌دنده شانه‌ای، ساچمه‌ای و مارپیچی یافت که هر یک دارای مزایا و معایب مخصوص به خود هستند.

• سگ دست و بازوی فرمان (Tie Rod and Tie Rod End)

میله‌ای u شکل است که به دو سر میل درگ متصل می‌شود، به‌طوری‌که با چرخش میل درگ، سگ دست نیز حرکت می‌کند. بازوی فرمان نیز به انتهای سگ دست متصل شده و به نوبه خود به چرخ‌های جلو متصل می‌شود. با حرکت سگ دست، بازوهای فرمان نیز حرکت کرده و باعث چرخش چرخ‌ها می‌شوند.

• اهرم تای راد و میل‌فرمان وسط (Tie Rod and Intermediate Steering Shaft)

اهرم تای راد همچون سگ دست عمل می‌کند و ممکن است در خودروهای مختلف تفاوت‌هایی در طراحی و تعداد داشته باشد. میل‌فرمان وسط نیز با هدف کاهش طول میل درگ و بهبود عملکرد سیستم به‌کاررفته و تنها در برخی خودروها، بین جعبه‌فرمان و سگ دست استفاده می‌شود.

• سیبک (Tie rod end)

سیبک درحقیقت یک مفصل کاسه‌ساچمه‌ای است که از یک سو مشابه با مفصل ساچمه‌ای و از سوی دیگر شبیه به یک پیچ رزوه دار است.

انواع سیستم فرمان خودرو کدام‌اند؟

سیستم فرمان خودرو را از جهت مکانیسم ساخت و عملکرد می‌توان در سه دسته زیر قرار داد:

سیستم فرمان هیدرولیک 

این سیستم یکی از پرکاربردترین سیستم‌های فرمان در خودروهای امروزی است که با استفاده از نیروی سیال هیدرولیک، فرمان‌پذیری خودرو را برای راننده بسیار آسان‌تر می‌کند. سیستم فرمان هیدرولیک در مقایسه با سیستم‌های فرمان مکانیکی، فرمان‌پذیری بسیار نرم‌تر و راحت‌تری را ارائه می‌دهد. همچنین، در مقایسه با سیستم‌های فرمان برقی، هزینه تولید پایین‌تری دارد؛ اما از نظر بازدهی انرژی، سیستم‌های فرمان برقی به دلیل استفاده از موتورهای الکتریکی، کارآمدتر هستند.

در این سیستم یک پمپ هیدرولیک با چرخاندن غربیلک فرمان فعال شده و سیال هیدرولیکی را با فشار بالا درون یک مداربسته پمپ می‌کند. این سیال تحت‌فشار، با وارد کردن نیرو به پیستون متصل به جعبه‌فرمان، چرخش چرخ‌ها را موجب می‌شود. اجزای اصلی این سیستم شامل پمپ هیدرولیک، مخزن روغن، شیر کنترل جهت جریان، جعبه‌فرمان، میل‌فرمان و اتصالات هیدرولیکی نظیر شیلنگ‌ها و لوله‌ها می‌شوند.

مزایا و معایب سیستم فرمان هیدرولیک

انواع هیدرولیک سیستم فرمان، به دلیل استفاده از نیروی سیال هیدرولیک، چرخاندن فرمان را بسیار آسان‌تر و نرم‌تر انجام می‌دهند. همچنین به علت کاهش نیروی مورد نیاز برای چرخاندن فرمان، راننده در مسافت‌های طولانی کمتر خسته می‌شود. این سیستم به پایداری خودرو در سرعت‌های بالا کمک کرده و سیال موجود در آن که به‌مانند یک کمک‌فنر عمل می‌کند، سبب جذب ضربات ناشی از ناهمواری‌های جاده می‌شود.

در مقابل سیستم فرمان هیدرولیک نسبت به سیستم‌های مکانیکی پیچیده‌تر است و در صورت بروز مشکل، عیب‌یابی آن دشوارتر خواهد بود. علاوه بر این، به علت وجود قطعات بیشتر و نیاز به تعویض روغن هیدرولیک به‌صورت دوره‌ای، هزینه نگهداری آن بیشتر خواهد بود. فراموش نکنید که در صورت آسیب‌دیدن شیلنگ‌ها یا اتصالات، امکان نشتی روغن هیدرولیک نیز وجود خواهد داشت که علاوه بر آلودگی محیط‌زیست، عملکرد سیستم را نیز مختل می‌کند.

سیستم فرمان الکتروهیدرولیک

سیستم فرمان الکتروهیدرولیک، به‌عنوان نسل جدیدی از سیستم‌های فرمان هیدرولیک، با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته، مزایای دو سیستم هیدرولیک و برقی را در خود جای‌داده است. در این سیستم، یک موتور برقی به جای موتور خودرو، به طور مستقیم پمپ هیدرولیک را به حرکت در می‌آورد. با چرخاندن فرمان توسط راننده، سنسورهای سیستم فرمان الکتروهیدرولیکی این حرکت را تشخیص داده و سیگنال مورد نظر را به موتور برقی ارسال می‌کنند. 

در این هنگام موتور برقی با دریافت سیگنال، شروع به چرخاندن پمپ هیدرولیک می‌کند. این چرخش با تحت‌فشار قرار دادن سیال هیدرولیک، آن را به‌سوی شیر کنترل هدایت می‌کند که این شیر نیز، بر اساس زاویه چرخش فرمان، به تنظیم جهت جریان سیال هیدرولیک می‌پردازد. در نهایت سیال هیدرولیک با فشار به پیستون متصل به جعبه‌فرمان نیرو وارد کرده و باعث چرخش چرخ‌ها می‌شود. موتور برقی به‌عنوان تأمین‌کننده اصلی نیروی محرکه این سیستم، سنسورهای زاویه فرمان و ECU (واحد کنترل الکترونیکی) از جمله قطعات اضافی در سیستم فرمان الکتروهیدرولیک به شمار می‌روند. 

مزایا و معایب سیستم فرمان الکتروهیدرولیک

در این نوع سیستم به علت به‌کارگیری موتور برقی و سنسورها، کنترل فرمان دقیق‌تر و سریع‌تر است. همچنین باتوجه‌به فعالیت موتوربرقی تنها در زمان نیاز، مصرف سوخت خودرو کاهش می‌یابد. این مدل همچنین صدای بسیار کمی دارد و به دلیل وجود ECU، امکان افزودن قابلیت‌های پیشرفته‌ای مانند فرمان خودکار و سیستم‌های کمک‌راننده را به سیستم می‌دهد. 

سیستم‌های الکتروهیدرولیکی نسبت به سیستم‌های هیدرولیک معمولی، هزینه تولید و تعمیر بالاتری دارند و به علت وجود اجزای الکترونیکی، عیب‌یابی و تعمیر آنها دشوارتر است. این سیستم ترکیبی از مزایای سیستم‌های هیدرولیک و برقی را دارد.

سیستم فرمان برقی (EPS)

سیستم فرمان برقی (Electric Power Steering)، به‌عنوان نسل جدید سیستم‌های فرمان خودرو شناخته می‌شود. در این سیستم فرمان‌پذیری دقیق‌تر و نرم‌تر شده و وزن و پیچیدگی سیستم فرمان به دلیل حذف پمپ هیدرولیک و استفاده از یک موتور الکتریکی کوچک، کاهش‌یافته است. این مدل به‌عنوان یک فناوری پیشرفته می‌تواند عملکرد و کارایی خودرو را تا حد زیادی بهبود بخشد. 

در این سیستم فرمان، به ستون فرمان یا جعبه‌فرمان، یک موتور الکتریکی کوچک متصل می‌شود و هنگامی که راننده فرمان را می‌چرخاند، سنسورهایی این حرکت را تشخیص داده و سیگنالی به موتور الکتریکی ارسال می‌کنند. در نهایت موتور الکتریکی باتوجه‌به سیگنال دریافتی، نیروی لازم برای کمک به چرخاندن چرخ‌ها را فراهم می‌کند. اجزای اصلی سیستم فرمان برقی، موتور الکتریکی، سنسورهای زاویه فرمان، ECU (واحد کنترل الکترونیکی) و جعبه‌فرمان هستند.

مزایا و معایب سیستم فرمان برقی

سیستم‌های فرمان برقی مزایای زیادی را به ما ارائه می‌دهند؛ یکی از مهم‌ترین آنها کاهش مصرف سوخت است که به علت فعالیت یکباره موتور الکتریکی در زمان نیاز رخ می‌دهد. کاهش آلودگی صوتی به دلیل حذف پمپ هیدرولیک، وزن کمتر از جهت حذف پمپ و لوله‌های هیدرولیک، بهبود شتاب و هندلینگ خودرو، قابلیت برنامه‌ریزی و کاهش خطر آلودگی محیط‌زیست به دلیل عدم استفاده از سیالات هیدرولیک، از جمله مزایای دیگر این سیستم به شمار می‌روند.

در مقابل باید بدانید که هزینه تولید سیستم فرمان برقی نسبت به سیستم‌های هیدرولیک بیشتر است. به علت وجود اجزای الکترونیکی، عیب‌یابی و تعمیر آن دشوارتر بوده و اگر در سیستم برق خودرو مشکلی ایجاد شود، عملکرد این سیستم فرمان نیز مختل می‌شود.

علائم خرابی جعبه‌ فرمان خودرو

علائم زیر می‌توانند نشان‌دهنده خرابی جعبه‌فرمان باشند:

• لقی زیاد فرمان: احساس شل‌شدن فرمان هنگام چرخاندن، به‌خصوص در سرعت‌های پایین، یکی از واضح‌ترین نشانه‌های خرابی جعبه‌فرمان مکانیکی است.
• صدای غیرعادی: شنیدن صداهای غیر عادی مانند تق‌تق، جیرجیر یا ناله از قسمت فرمان هنگام چرخاندن، نشان‌دهنده وجود مشکل در اجزای داخلی جعبه‌فرمان است و در مدل‌های هیدرولیکی می‌تواند ناشی از کمبود روغن، وجود هوا در سیستم یا خرابی پمپ هیدرولیک ایجاد شود.

• سفت‌شدن فرمان: افزایش مقاومت و احساس سنگینی هنگام چرخاندن فرمان، به‌خصوص در سرعت‌های پایین، می‌تواند نشانه فرسودگی قطعات داخلی جعبه‌فرمان باشد.
• لرزش فرمان: لرزش فرمان در هنگام رانندگی، به‌ویژه در سرعت‌های بالا، ممکن است به دلیل مشکل در جعبه‌فرمان یا سایر اجزای این سیستم همچون نامتعادل بودن چرخ‌ها یا خرابی بوش‌های جلوبندی رخ دهد.
• کشیده‌شدن خودرو به یک سمت: اگر خودرو به طور خودکار به یک سمت خاص کشیده شود، ممکن است مشکل در سیستم فرمان، از جمله جعبه‌ فرمان، وجود داشته باشد.
• نشتی روغن: مشاهده لکه‌های روغن زیر خودرو، به‌خصوص در اطراف جعبه‌ فرمان، نشان‌دهنده نشتی روغن هیدرولیک است که می‌تواند به دلیل خرابی شیلنگ‌ها، اتصالات یا خود جعبه‌فرمان باشد.

سؤالات متداول

وظیفه میل تعادل چیست؟

میل تعادل یا میل موج‌گیر (Anti-roll bar) قطعه‌ای مهم در سیستم تعلیق خودرو به شمار می‌رود و نقش حیاتی در بهبود پایداری و هندلینگ خودرو دارد. این قطعه با اتصال دو چرخ یک محور به هم از حرکت بیش از حد بدنه خودرو به یک سمت جلوگیری کرده و پایداری خودرو را افزایش می‌دهد. میل تعادل همچنین با کاهش حرکت بدنه خودرو، به بهبود پاسخگویی فرمان و افزایش دقت راننده کمک می‌کند. از تکان‌های جانبی بیش از حد خودرو جلوگیری کرده و راحتی سرنشینان را افزایش می‌دهد.

میل تعادل به کمک بوش‌ها به شاسی خودرو و پایین‌تر از فنرهای هر چرخ متصل می‌شود. هنگامی که خودرو در پیچ‌ها حرکت می‌کند، نیروی گریز از مرکز باعث می‌شود تا وزن خودرو به سمت خارج پیچ منتقل شود. این امر باعث می‌شود که فنر سمت خارج پیچ فشرده شده و فنر سمت داخل پیچ کشیده شود. میل تعادل با اتصال این دو فنر به هم هندلینگ خودرو را افزایش می‌دهد.

اجزای جعبه‌فرمان پراید

اجزای اصلی جعبه‌فرمان خودرو پراید عبارت‌اند از:

• پینیون (Pignon) به‌عنوان یکی از مهم‌ترین اجزای جعبه‌فرمان
• دنده شانه‌ای (Rack) 
• پیچ تنظیم و تنظیم نیروی فنر بوش 
• فنر بوش تنظیم (فنر استکانی) 
• بوش دنده شانه‌ای (بوش استکانی) 
• سیبک فرمان 
• بلبرینگ و نیدل بیرینگ

علائم خرابی بوش جعبه‌فرمان پژو 405

بوش جعبه‌ فرمان پژو 405، یک قطعه‌ی مهم در درون جعبه‌فرمان و بیرون از آن است که وظیفه جلوگیری از خلاصی بیش از اندازه جعبه‌ فرمان را دارد. خرابی بوش جعبه‌فرمان پژو 405 با نشانه‌های زیر قابل شناسایی است:

• در زمان عبور از موج‌های جاده صدای لق‌لق بسیار زیادی شنیده می‌شود که می‌تواند ناشی از خرابی بوش درون جعبه‌فرمان باشد.
• برای تشخیص دقیق خرابی این قطعه، هنگامی‌که خودرو خاموش است، آن را در حالت درجا تکان دهید. اگر صدای تق‌تق به گوش رسید، به‌احتمال زیاد بوش خارج از جعبه خراب شده است.
• از دیگر علائم مهمی که باید به آنها دقت کنید، شنیدن صداهای تقه مداوم در هنگام تکان‌خوردن خودرو است.
• امکان نشت روغن هیدرولیک فرمان از دیگر مواردی است که در اثر خرابی بوش جعبه‌فرمان رخ می‌دهد و آسیب‌های جدی‌ای را به خودرو وارد می‌سازد.

خطرات خرابی جعبه‌فرمان پراید

خرابی جعبه‌فرمان در خودرو پراید می‌تواند عواقب جدی و خطرناکی به همراه داشته باشد:

• ازدست‌دادن کنترل خودرو در اثر لقی، سفت‌شدن ناگهانی یا عدم پاسخگویی فرمان 
• افزایش خطر با ازدست‌دادن کنترل خودرو
• آسیب به سایر قطعات سیستم فرمان مانند سیبک‌ها، میل‌فرمان و حتی چرخ‌ها 
• کاهش کارایی خودرو و ایجاد مشکلاتی در رانندگی 
• افزایش مصرف سوخت با افزایش اصطکاک در سیستم فرمان

وظیفه جعبه‌فرمان در سیستم فرمان چیست؟

یکی از قطعات تاثیر گذار در هدایت و کنترل خودرو جعبه‌فرمان است که وظیفه آن را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد:

• زمانی که راننده اقدام به چرخاندن فرمان می‌کند، جعبه‌ فرمان این حرکت را به حرکت خطی یا افقی در میل تعادل تبدیل کرده و آن را به چرخ‌های جلو منتقل می‌کند.
• این قطعه همچنین نیروی وارده از سمت راننده و فرمان را تقویت کرده و به دنبال آن گشتاور مناسب برای چرخاندن چرخ‌های خودرو را فراهم می‌سازد.
• جعبه‌فرمان نسبت دنده بین حرکت فرمان و چرخ‌های جلو را تنظیم کرده و حساسیت فرمان را کنترل می‌کند.
• این قطعه مانند یک کمک‌فنر بوده و ضربات و لرزش‌هایی که از جاده به سیستم فرمان منتقل می‌شوند را جذب می‌کند.