سیستم کنترل کشش خودرو
ساعت ٩:۱٠ ‎ق.ظ روز ۱۳۸۸/۱٠/٢٥  کلمات کلیدی: tcs ، کشش خودرو ، خودرو ، سیستم کنترل

 TCS (Traction control system ) 1

Critical driving situations are not restricted to braking; they can also occur during standing start and moving acceleration (specially on slippery gradients) and during cornering. These conditions can present drivers with more than they can handle. The result: Dangerous driving errors.

TCS traction control is designed to solve these problems. The primary purpose of TCS, an expanded version of ABS, is to reduce the demands placed on the driver by maintaining vehicle stability and steering response under acceleration (provided that the physical limits are not exceeded).


 
چگونگی عملکرد سیستم تعلیق خودروها
ساعت ۱٠:۳۱ ‎ب.ظ روز ۱۳۸۸/۱٠/٢٢  کلمات کلیدی: سییتم تعلیق ، کمک فنر ، فنرها ، سیبک ها

سیستم های تعلیق خودرو چگونه کار می کنند؟ 

هنگامی که مردم در مورد کارایی اتومبیل فکر می کنند، معمولاً کلماتی نظیر: اسب بخار، گشتاور و شتاب صفر تا صد به ذهن شان خطور می کند. ولی اگر راننده نتواند خودرو را کنترل کند، همه قدرتی که توسط موتور ایجاد می گردد، بدون استفاده است. به همین دلیل، مهندسین خودرو تقریباً از هنگامی که به فناوری موتورهای احتراق داخلی چهار زمانه دست پیدا کردند، توجهشان به سیستم تعلیق معطوف گردید.

  سیستم تیلیق

 کار تعلیق خودرو، در به حداکثر رسانیدن اصطکاک بین لاستیک و سطح جاده، برای فراهم آوردن هدایت پایدار، دست فرمان خوب و اطمینان از اینکه سرنشینان در راحتی به سر می برند، خلاصه می شود. در این مقاله ما به کاوش چگونگی کارکرد سیستم تعلیق می پردازیم، و اینکه در طول سال ها چگونه متحول شده، و اینکه طراحی سیستم های تعلیق در آینده به کدام جهت سوق پیدا می کند.

اگر جاده ها کاملاً صاف بودند و بدون هیچ دست اندازی، ما نیازی به سیستم تعلیق نداشتیم. ولی جاده ها از صاف بودن فاصله زیادی دارند. حتی جاده هایی هم که به تازگی آسفالت شده اند، دارای ناصافی هایی جزئی هستند که می توانند بر چرخ های خودرو تاثیر بگذارند. این ناصافی ها  بر چرخ ها نیرو وارد می کنند و طبق قوانین حرکت نیوتن، همه نیروها جهت و اندازه دارند. یک دست انداز باعث می شود تا چرخ به صورت عمودی بر سطح جاده بالا و پایین برود. البته نیرو به بزرگی و کوچکی دست انداز بستگی دارد. در عین حال، چرخ خودرو هنگامی که از نا هم سطحی عبور می کند، یک شتاب عمودی را نیز به دست می آورد.

 عملکردسیستم تعلیق

 بدون یک نظام مداخله کننده، همه انرژی عمودی چرخ، به شاسی که در همان جهت در حال حرکت است انتقال می یابد. در چنین شرایطی، ممکن است که چرخ ها به طور کامل ازجاده جدا شده و سپس، تحت نیروی جاذبه، مجدداً با سطح جاده برخورد کنند. چیزی که شما نیاز دارید، سیستمی است که انرژی چرخ را (که دارای شتاب عمودی است) در حال عبور از دست انداز، جذب کرده و به شاسی و بدنه اجازه دهد تا به راحتی حرکت کنند.

مطالعه نیروهای موجود در یک خودروی متحرک را دینامیک خودرو می نامند، و برای درک بهتر ضرورت وجود یک سیستم تعلیق، در وحله اول، نیاز به دانستن بعضی مفاهیم می باشد. اکثر مهندسان اتومبیل، دینامیک خودروی متحرک را از دو دیدگاه بررسی می کنند:

●      سواری - توانایی خودرو برای به نرمی عبور کردن از یک جاده پر دست انداز.

●     دست فرمان - امنیت خودرو در شتاب، ترمز و در پیچ ها و دورها.

این دو خصیصه را می توان به صورت عمیق در سه بخش مهم توضیح داد - ایزولاسیون جاده، نگهدارندگی جاده و پیچ. جدول زیر این اجزاء را توضیح داده و به این می پردازد که مهندسان چگونه سعی بر حل این مشکلات، به صورت جداگانه و بسته به نوع خودشان دارند:

 

بخش

تعریف

هدف

راه حل

 

ایزولاسیون جاده

توانایی خودرو برای جذب  یا جداسازی شوک جاده از قسمت سرنشین.

به بدنه خودرو این اجازه را بدهد تا به راحتی روی جاده های خراب حرکت کند.

انرژی را از دست اندازها گرفته و آن را آزاد کند، بی آن که بر خودرو تکان اضافی وارد سازد.

 

 

نگهدارندگی جاده

درجه ای که خودرو در آن تماس خود با سطح جاده را در طی تغییرات مختلف جهت و آن هم در یک خط مستقیم، تنظیم می نماید. (مثال: هنگامی که راننده ترمز می کند، وزن خودرو از لاستیک  های عقب به لاستیک های جلو منتقل می گردد. به خاطر نزدیک شدن نوک ماشین به سطح جاده، این نوع از حرکت را "شیرجه" می نامند. اثر مخالف -نشست- در هنگام شتاب گرفتن رخ می دهد، و وزن خودرو از لاستیک های جلو به عقب هدایت می شود.

 

 

نگهداشتن لاستیک ها در تماس با زمین، زیرا این اصطکاک بین لاستیک ها و جاده است که بر توانایی خودرو برای فرمان گرفتن، ترمز کردن و شتاب گرفتن تاثیر می گذارد.

 

 

به حداقل رسانیدن انتقال وزن  خودرو از طرفی به طرف دیگر و از جلو به عقب، که این انتقال وزن، از چسبندگی لاستیک ها به جاده می کاهد.

 

پیچ

 

توانایی یک خودرو برای طی یک مسیر پیچ دار.

به حداقل رساندن چرخش خودرو، که بر اثر وارد شدن نیروی گریز از مرکز به مرکز ثقل خودرو در حین دور زدن، و سپس بلند کردن یک طرف و پایین آوردن طرف مقابل.

 

انتقال وزن خودرو در هنگام دورزدن از طرف بالای خودرو به طرف پایین تر.

سیستم تعلیق یک خودرو، با تمام قطعات مختلفش، زمینه تمامی این راه حل ها را فراهم می آورد. بگذارید به قسمت هایی از یک سیستم تعلیق استاندارد نگاهی بیندازیم. کار را از شاسی شروع کرده و به ترتیب پایین می رویم و به اجزای مشخصی که سیستم تعلیق را تشکیل می دهند، می پردازیم.

 شاسی:

سیستم تعلیق یک خودرو در حقیقت بخشی از شاسی است که شامل تمام سیستم های مهمی که در زیر بدنه قرار دارند، می شود.

 

 این یت ها شامل بخش های زیر می شوند:

●   شاسی(فریم)- قطعه ساختاری و حامل بار که بدنه موتوردار خودرو را حمل می کند، پس در نتیجه توسط            سیستم تعلیق پشتیبانی می شود.

●   سیستم تعلیق - تشکیلاتی که وزن را تحمل می کند، شوک و فشار را جذب کرده و کاهش می دهد و تماس     لاستیک را کنترل می کند.

●   سیستم هدایت - مکانیزمی که راننده را قادر می سازد تا وسیله را هدایت کرده و جهت بدهد.

●  چرخ ها و لاستیک ها - اجزایی که حرکت خودرو را، با درگیری (اصطکاک) با سطح جاده، میسر می سازند. 

  

پس تعلیق، یکی از سیستم های اصلی در خودرو می باشد.

با مرور این شمای کلی در ذهن، نوبت پرداخت به سه قطعه بنیادین هر سیستم تعلیق می رسد: فنرها، کمک فنرها و میل موج گیر.

فنرها:

سیستم فنرهای امروزی بر پایه ی یک طرح از چهار طرح کلی می باشند:

فنرهای پیچشی - رایج ترین نوع فنر بوده و در اصل یک میله فلزی سخت و محکم می باشد که حول یک محورپیچیده است. فنر پیچی ها باز و بسته می شوند تا جا به جایی چرخ ها را جذاب کنند.

 

 فنرهای تخت - این نوع  از فنر از لایه های مختلف فلزی تشکیل شده که به یکدیگر متصل می شوند تا به عنوان یک واحد عمل کنند.  فنرهای تخت، اول بار در کالسکه های اسب کش استفاده شدند و تا سال 1985 بر روی اکثر اتومبیل های آمریکایی به کار گرفته می شدند. امروزه نیز هنوز بر روی اکثر کامیون ها و خودروهای سنگین استفاده می شوند.

 

● میله های پیچشی - میله های پیچشی از خواص پیچش یک میله استیل استفاده می کند تا کارایی همانند فنر پیچشی را ایجاد کند. طریقه کارش به این صورت می باشد که یک سر میله به بدنه خودرو قلاب و متصل شده. انتهای دیگر به یک جناغ متصل است که مانند اهرمی عمل می کند که با زاویه º 90 نسبت به میله پیچشی حرکت می کند. هنگامی که چرخ با یک دست انداز برخورد می کند، حرکت عمودی به جناغ انتقال یافته و سپس، در طی عمل هم سطح سازی، به میله پیچشی می رسد. پس از آن میله پیچشی به دور محورش می پیچد تا نیروی فنری ایجاد نماید. خودروسازان اروپایی از این سیستم به صورت گسترده ای استفاده کردند، و نیز در ایالات متحده، پاکارد و کرایسلر در طول سال های 1950 تا 1960 این کار را انجام دادند.

 

● فنرهای بادی - فنر بادی که شامل یک محفظه سیلندری هوا می باشد، بین چرخ و بدنه خودرو قرار گرفته، و از خواص فشرده سازی هوا استفاه می کند تا لرزش های چرخ را بگیرد. طرح آن بیش از یک قرن قدمت دارد و می توان آن را در کالسکه های اسب کش یافت. فنرهای بادی در آن دوران از کیسه های چرمی پر از هوا درست می شدند، بسیار شبیه به کیسه های سازهای بادی؛ در سال 1930 فنرهای بادی چرمی-قالبی جایگزین این کیسه ها شدند.

  

با توجه به محلی که فنرها در خودرو قرار دارند - که همان بین چرخ ها و بدنه می باشد - مهندسان، اغلب صحبت درباره جرم معلق و جرم نامعلق (= جرمی که در تماس با جاده می باشد) را مناسب می دانند.

 

 فنرها: جرم معلق و نامعلق

جرم معلق، جرم خودرو بر فنرها است، حال آنکه جرم نامعلق به صورت جداگانه، جرم بین جاده و فنرهای سیستم تعلیق تعریف می شود. خشکی فنر، بر عکس العمل جرم معلق در هنگام رانندگی تاثیر می گذارد. خودروهایی که دارای جرم معلق ضعیفی هستند، نظیر خودروهای اشرافی (مانند خودروی شهری لینکلن) می توانند دست اندازها را به راحتی هضم کرده و یک سواری فوق العاده نرم و راحت را فراهم آورند؛ هر چند، این چنین خودرویی از شیرجه و نشست، در هنگام ترمز کردن و شتاب گرفتن رنج می برد و در سر پیچ ها و دورزدن ها، تمایل بیشتری به تجربه موج یا پیچش بدنه نشان می دهد. خودروهایی که دارای فنرهای سخت می باشند، مانند خودروهای اسپرت (مثل Mazda Miata) نسبت به جاده های پر دست انداز، خشونت بیشتری نشان می دهند. ولی این نوع اتومبیل، به خوبی حرکت بدنه را به حداقل می رساند؛ واین بدان معناست که آنها قابلیت سواری به صورت دیوانه وار را دارا هستند، حتی در سر پیچ ها.

 پس در حالی که فنرها به خودی خود، قطعاتی ساده به نظر می آیند، طراحی و به کارگیری آنها بر روی یک خودرو به منظور تعادل بین راحتی سرنشین و کنترل خودرو، فرآیند پیچیده ایست. و برای پیچیده تر ساختن مسئله، همین کافی است که فنرها به تنهایی نمی توانند یک سواری کاملاً نرم را فراهم آورند. چرا؟ زیرا آنها در جذب انرژی بسیار عالی عمل می کنند، ولی در رهاسازی اش به آن خوبی نیستند. قطعات دیگری، به عنوان کمک فنر نیاز هستند تا این کار به خوبی انجام پذیرد.

 

 منبع انگلیسی :  http://auto.howstuffworks.com/car-suspension.htm


 
فرمان برقی خودرو
ساعت ٦:٠۱ ‎ب.ظ روز ۱۳۸۸/۱٠/۱٩  کلمات کلیدی: فرمان ، خودرو ، ترمز ، برقی

 

Electric power steering ( EPS)       

 

 

فرمان (EPS )  امروزه جایگزین فرمان هیدرولیک ،در تعداد زیادی از خودروهای جدید است.یکی از مزیتهای EPS حذف شدن پمپ هیدرولیک فرمان است  که از8تا10اسب بخار از قدرت موتور رامصرف می کند.همچنین حذف شدن مایع هیدرولیک ،شیلنگها،نشتیهای آن ونیز نیاز به چک کردن آنها از مزیتهای این سیستم می باشد.این سیستم همچنین آرامتر از فرمان هیدرولیک کار می کند0زیرا نه صدای پمپ وجود دارد ونه مایع در داخل شیلنگها وسوپاپها،اما برجسته ترین تفاوت در فرمان پذیری ومنظم بودن فرمان آن است.

فرمان (EPS ) حتی هنگامی که موتور خاموش باشد نیروی کمکی برای پیچیدن فرمان را تهیه می کند. همچنین این سیستم در مصرف سوخت نیز صرفه جویی می کند زیرا وزن کمی دارد وموتور DC  آن فقط هنگامی که نیاز باشد به ما کمک می کند.(هنگام پیچیدن فرمان )0 سیستم (EPS ) به وسیله یک موتور12ولت کار می کند وبه موتور خودروبرای منبع انرژی وابسته نیست. بنابراین حساسیت فرمان حتی هنگامی که موتور خاموش است تحت تاثیر قرار نمی گیرد.

سیستم فرمان برقی بااندازه گیری های بسیار دقیق تنظیم می شود که تطبیق یافتن آن  برای کنترلهای هیدرولیکی سخت می باشداین سیستم بوسیله بازبینی ورودی های غربیلک فرمان ،سرعت خودرو ودیگر عاملهای دینامیکی می تواند یک حرکت مستقیم برای خودرو مهیا کند.  EPS می تواند نیروی زیادی هنگامی که شما احتیاج دارید فراهم کند ( سرعت کم ) همچنین هنگامی که نیاز نداریم از توانایی فرمان می کاهد( سرعت زیاد ) .

در عین حال چون با سیستم نرم افزاری هدایت می شود دقت فرمان و اعتدال آن و حساس بودن آنرا بالا می برد .

سیستم فرمان پر قدرت برقی (EPS ) اولین بار روی خودروی Acura NSX ( از اولین خودروهای تولیدی با این مشخصه ) Honda S2000 ، Toyota Prius و Toyota RAV4 به اضافه تعداد زیادی از مدلهای GM بین 2004 تا 2009 و شورلت ، پونتیاک از 2002 تا 2009 و غیره ، استفاده شد .

 

 

  

چگونگی کارکرد فرمان برقی :  

 

   اگر چه برخی از سیستم های قدیمی فرمان برقی عملا" الکتروهیدرولیک بودند به طوری که از یک الکتروموتور برای به حرکت در آوردن پمپ هیدرولیک استفاده می شد اما نسل جدید فرمان های برقی  (EPS ) بطور کلی الکتریکی و الکترونیکی است ، جعبه فرمان از یک میل دندانه دار و یک موتور  الکتریکی که روی میل فرمان  یا میل دندانه دار بسته شده است ،  تشکیل شده است .   هنگامی که راننده غربیلک را به حرکت در می آورد سنسورهای فرمان چگونگی و سرعت چرخش غربیلک را بدست می آورد این اطلاعات همراه با شکل های ورودی از سنسور گشتاور پیچشی ( TORQUE ) بسته شده روی شفت فرمان ، کنترل یونیت سیستم فرمان را تغذیه می کند ، دیگر ورودی ها مثل سرعت خودرو و کنترل کشش ( TRACTION  ) یا سیستم کنترل پایداری خودرو( ESP ) برای تصمیم گیری مقدار کمک مورد نیاز و چگونگی فرمان ملاک هستند ، سپس کنترل یونیت   برای چرخش به مقدار صحیح به موتور فرمان می دهد وسنسور روی موتور از میزان چرخش  موتور به کنترل یونیت فیدبک می دهد . پس کنترل یونیت موقعیت موتور را نیز مورد نظارت قرار می دهد .

 

 

 

اجزاء تشکیل دهنده سیستم فرمان برقی (EPS ) : 

 

جعبه فرمان :

 هنگامی که غربیلک فرمان به چرخش در می آید گشتاور فرستاده شده پینیون موجب می شود که شفت ورودی به چرخش در آید .  میل پیچشی که به شفت ورودی متصل است و پینیون می چرخند  تا اینکه گشتاور و نیروی متقابل آن مساوی شوند . سنسور گشتاور پیچش میل پیچشی را حس کرده و گشتاور به کار رفته در آن را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند .

 

 

موتور DC :

 این موتورنیروی لازم برای پیچیدن فرمان را تهیه می کند و  برای انتقال گشتاور تولیدی موتور به شفت اصلی از یک دنده مارپیچ استفاده می کند .

 

 

مکانیزم تقلیل :

این مکانیزم نیروی کمکی موتور برقی را به شفت پینیون انتقال می دهد . این مکانیزم از یک حلقه دندانه دار که با شفت پینیون به حرکت در می آید و دنده پینیون که با شفت موتور یکی می شود ، تشکیل شده است . نیروی کمکی موتور توسط مکانیزم تقلیل به شفت پینیون انتقال داده می شود و نیروی کمکی برای پیچیدن فرمان را فراهم می کند .

 

 

سنسور TORQUE :

 این سنسور پیچش میل پیچشی را حس کرده و گشتاور به کار برده شده به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند . کنترل یونیت فرمان برقی از این سیگنالها استفاده می کند و نیروی کمکی که موتور DC باید فراهم کند را محاسبه می کند .

  

 

کنترل یونیت EPS

این کنترل یونیت سیگنالها رااز سنسورهای مختلف دریافت میکند وحا لت جاری خودرورا تشخیص داده واندازه جریانی راکه باید در موتور DC بکاررفته شود راتعیین می کند.اگر ECU درکارکرد سیستم خطایی پیدا کند یک چراغ خطر آن رابه راننده هشدارمی دهد. ECUخطاهاراذخیره می کند و سیستم  EPSاز مدار خارج میشود.اما خودرو هنوز قابلیت هدایت معمولی را دارا می باشد.

 

سیستم EPS شرکت جنرال موتور وچند نمونه از مدهای کارکردی آن:

 

NORMAL MODE :  کمک کردن به فرمان در جهت های چپ وراست در پاسخ به ورودی ها وسرعت خودرو

 

 RETURN MODE:  کمک که برگشت فرمان بعد از اتمام یک چرخش و فیدبک از سنسور موقعیت فرمان برای OVER SHOOT نشدن سیستم EPS از موقعیت وسط.

 

 DAMPER CONTROL MODE:  اصلاح نمودن حساسیت های جاده ومستهلک نمودن ضربه به طور مثال در سرعت های بالا.

 

PROTECTION MODE : حفاظت از بخشهای الکتریکی در مقابل دمای زیاد وشدت جریان بالا ،اگر فرمان یکباره دریک سمت رانده شود وهمچنین اگر در موقعیت قفل به مدت طولانی باقی بماند.

راندن ناگهانی فرمان به یک سمت موجب می شود مدول کنترل فرمان دستور دهد بالاترین مقدار جریان به موتور برسد سپس اگر غربیلک فرمان در یک پریود زمانی طولانی در آن موقعیت نگه داشته شود سیستم وارد مد حفاظتی می شود بنابراین موتور بیش از حد گرم نمی شود.

دراین مد   PSCM(مدول کنترل فرمان پرقدرت ) اندازه جریان ارسالی به موتور را محدود می کند واز کمک کردن به فرمان کم می کند.(فرمان سفت تر می شود ).

اگردمای سیستم بالا رود و مد حفاظت بار اضافی فعال شود یک کد خطای ) DTC C0176 خطای دمای بالای سیستم ) در حافظه قرار میگیرد. همچنین در برخی مدلها ممکن است خطای  DTC C0476 (عملکرد/ارزیابی مدار موتور فرمان برقی)قرار گیرد.این DTCها نشان دهنده نرمال بودن کارکرد PSCM (سفت شدن فرمان ) برای جلو گیری از آسیب حرارتی به قسمتهای سیستم فرمان است .

به هر حال راننده درمورد نچرخانیدن و نگه داشتن غربیلک فرمان درهردوسمت وبه مدت طولانی ،نیاز به آموزش دارد.

اگر یک سنسور در قسمتهای دیگرEPS خراب شود سیستم خود عیب یاب باید خطاها رانشان داده و با روشن کردن یک چراغ اخطار راننده رامطلع کرده وEPS را از مدار خارج کند. دراین مواقع فرمان سفت شده ونیروی زیادی برای فرمان دادن نیاز می باشد.

تعویض قطعات برای فرمان پرقدرت برقی

 

دریک مدل از EPS روی GM که موتور برقی روی ستون فرمان مونتاژشده موتور ومدول کنترل هر دو از قسمتهای مونتاژشده میل فرمان هستند.معمولا به عنوان یک واحد در هنگام بروز مشکل تعویض می گردند0درمدلهای دیگر (برای مثال تویوتا) موتور برقی می تواند به تنهایی تعویض شود.

موتور برقی می تواند در دو محل قرار گیرد ،روی پایه ستون فرمان مثل مدل GM ویا بطور کامل روی چرخ دنده های فرمان قرار می گیرد (مانند هوندا). در مدل GM موتور به تنهایی سرویس یا مونتاژ میشود وحال انکه در نوع هوندا در صورت خرابی موتور ،نیاز به تعویض جعبه فرمان می باشد.

تعویض ستون فرمان می تواند گران تمام شود،قیمتها در جاهای مختلف 600 تا1500دلار یابیشتر متغیر است (بسته به نوع آن).بنابراین عیب یابی صحیح برای جلوگیری از تعویض قطعات غیرضروری لازم می باشد.