آشنایی با سیستم فرمان هیدرولیک خودرو

ممکن است بارها به این فکر کرده باشید که فرمان خودرو چگونه وسیله نقلیه را کنترل می کند. اولین چیزی که باید در این مورد بدانید آن است که فرمان های خودروهای مدرن به دو دسته کلی فرمان الکتریکی و فرمان هیدرولیک خودرو تقسیم می شوند.

مکانیزم فرمان هیدرولیک دقیقا مانند مکانیزم فرمان ساده اتومبیل می باشد و فقط تجهیزاتی جهت تقویت نیروی فرمان، به سیستم اضافه شده اند، تقویت نیروی فرمان دهی باعث می شود تا راننده با نیروی کمتری فرمان را بپیچاند یعنی سیستم هیدرولیک فرمان با نیروی هیدرولیک، جهت پیچاندن غربیلک فرمان، به راننده کمک می کند.

در این مقاله از کیان باتری اطلاعات جامعی درباره سیستم فرمان هیدرولیکی خودرو و مشکلات آن در اختیار کاربران قرارد داده ایم. با ما همراه باشید.

فرمان هیدرولیک چیست؟

چرخاندن فرمان در خودروهایی که در جا ایستاده اند و یا خودروهای سنگین نیاز به صرف انرژی عضلانی زیادی دارد و برای راننده مشکل ساز بوده از تسلط راننده برکنترل و هدایت فرمان میکاهد. به همین منظور سیستمهایی طراحی شده اند تا در چنین مواردی به کمک راننده آمده و مانند بوستری در زمان نیاز راننده ( اعمال نیروی بیش از ۱۵تا ۲۰ نیوتن) عمل کرده و انرژی وارده به سیستم فرمان را افزایش دهد.

سالهاست که فرمانهای پرقدرت در خودروهای سنگین کاربرد داشته و در سالهای اخیر نیز در خودروهای سواری مورد استفاده پیدا کرده اند. قدرت مورد نیاز فرمانهای پرقدرت را می توان از هوای فشرده، دستگاههای الکتریکی و فشار هیدرولیک تأمین نمود که نوع هیدرولیک آن بیشتر رواج یافته است.

در فرمانهای پرقدرت هیدرولیک از یک پمپ روغن استفا ده شده است که بطور دائم کار می کند و در مواقع لزوم، از طریق مدارها و سوپاپهای موجود روغن پرفشار را به طرف پیستون قدرت فرستاده و باعث می شود ببیشتر نیروی مورد نیاز فرمان دادن را اعمال نماید.

اجزای سیستم فرمان هیدرولیکی

سیستم فرمان برقی هیدرولیک یک سیستم لوپ بسته است که از مایعات هیدرولیک (روغن هیدرولیک) تحت فشار برای تغییر زاویه چرخ های جلو بر اساس زاویه فرمان استفاده می کند. این سیستم شامل یک پمپ هیدرولیک است که توسط کمربند، سوپاپ ها، سیلندر، مخزن و یک مکانیزم کنترل شونده توسط راننده (جعبه دنده شامل چرخ دنده ها و فرمان) هدایت می شود.

• روغن هیدرولیک
• شیلنکها و لوله های رفت و برگشت روغن هیدرولیک
• پمپ هیدرولیک
• مخزن هیدرولیک
• شیر هیدرولیک
• تسمه هیدرولیک فرمان
• جک هیدرولیک (دو طرفه فرمان)

سیستم هیدرولیک فرمان چگونه کار میکند؟

فرمان هیدرولیک یا روغن کار می نماید در برخی از خودروها به دلیل اینکه شلینگ فشار قوی هیدرولیک از بالای موتور خودرو عبور می نماید اگر این شلنگ پاره شود خودرو دچار آتش سوزی می شود که باعث می شود تمام خودرو آتش بگیرد.

1- پمپ هیدرولیک از طریق تسمه هیدرولیک نیروی دورانی خود را از موتور دریافت می کند.

2- پمپ هیدرولیک، روغن هیدرولیک را با فشاری معادل 70 بار، از طریق لوله فشار قوی هیدرولیک به پشت شیر هیدرولیک می رساند.

3- شیر هیدرولیک دارای سوراخهایی است و به گونه ای طراحی شده که با چرخاندن فرمان به سمت چپ یا راست، فشار روغن به سمت چپ یا راست جک هیدرولیکهدایت می شود و در نتیجه، نیروی هیدرولیک به چرخاندن فرمان توسط راننده کمک می کند.

4- برای اینکه روغن در سیستم هیدرولیک جریان داشته باشد و کمبودی از نظر مقدار روغن بوجود نیاید، مخزن هیدرولیک در سیستم طراحی شده و جریان روغن هیدرولیک پس از عبور از جک هیدرولیک، از طریق شیلنک برگشت (فشار ضعیف) به مخزن بر می گردد.

انواع فرمان های هیدرولیکی

 بیشتر فرمان های هیدرولیکی اساسا همان فرمان دستی اند که یک بوستر به آنها اضافه شده است.

• ساختمان جعبه فرمان ساچمه ای هیدرولیکی 
• سیستم فرمان اره ای هیدرولیکی

 فرق فرمان هیدرولیک با معمولی

امروزه در سراسر دنیا، کمتر خودروی سواری را می توان یافت که دارای فرمان مکانیکی باشد. در حال حاضر بدلیل راحتی و ایمنی بالاتر، 99% خودروهای سواری با فرمان هیدرولیکی و جدیداً الکتریکی تولید می گردد.

با توجه به ترافیک سنگین شهر تهران و کمبود فضای پارک، مجهز بودن خودرو به سیستم هیدرولیک ضروری می باشد.

قابل ذکر است علاوه بر راحتی راننده در ترافیک و هنگام پارک کردن، برخلاف عقیده عمومی مردم، سیستمهای هیدرولیکی از ایمنی بالاتری نسبت به نوع مکانیکی برخوردارند.

مزایای فرمان هیدرولیکی نسبت به فرمان مکانیکی

1- سهولت رانندگی و کاهش خستگی راننده

2 – کارکرد فرمان هنگام قطع سیستم هیدرولیک

فرمان هیدرولیک از نوع Rack & Pinion (دنده شانه ای و پینیون) بصورت Fail Safe است. چنانچه قسمت هیدرولیکی به هر دلیل از کار بیفتد، قسمت مکانیکی فرمان میتواند به کار خود ادامه دهد.

3- عدم انحراف خودرو هنگام عبور از موانع

با وجود جک هیدرولیکی که بر روی دنده شانه ای وجود دارد، در صورتی که چرخها در هنگام حرکت به هردلیلی ( موانع و دست اندازها و. . ) بخواهند از مسیر خود خارج گردند، نیروی مقاوم در جک هیدرولیکی از انحراف فرمان جلوگیری می نماید. این در صورتی است که در فرمانهای مکانیکی، ضربه انتقالی به چرخها، مستقیما به غربیلک وارد می گردد و باعث چرخش غربیلک و موجب انحراف از مسیر می گردد.

4- قابلیت ایمنی بالا در سرعتهای بالا

با وجود Spool (سنسور تنظیم میزان حجم روغن خروجی ) بر روی پمپ هیدرولیک، سفتی فرمان در سرعتهای بالا تضمین می گردد. به گونه ای که در دورهای بالاتر از 2700RPM مقدار روغن خروجی از پمپ کاهش و موجب سفتی فرمان می گردد.

5- کاهش اثر تیزی فرمان

با توجه به کاهش مدول و زوایای دندانه های شانه ای و پینیون، از 2. 5 به 2 تیزی فرمان تا حد قابل ملاحظه ای کاهش یافته و رانندگی مطمئن تری را برای راننده خودرو به ارمغان می آورد.

6- افزایش قابل ملاحظه عمر موثر کلیه قطعات سیستم فرمان

با توجه به وجود جک هیدرولیکی، کلیه ضربات ناشی از جاده که به چرخها انتقال می یابد تا اندازه زیادی دمپ می گردد و باعث می گردد نیروی کمتری به کمک فنر ها، سیبکها، چهار شاخه های فرمان و محور فرمان وارد شده و در نهایت منجر به طولانی شدن عمر قطعات می گردد.

مضافاً به اینکه موجب کاهش هزینه های تعمیر و تنظیم جلوبندی می گردد یعنی در صورتی که یک خودرو با فرمان مکانیکی، با توجه به کیفیت جاده های ایران، سالانه نیاز به دوبار تعمیر و تنظیم جلوبندی داشته باشد، خودروی مشابه دارای فرمان هیدرولیکی، نیاز به بازدید و تعمیر جلوبندی پس از یک سال و نیم دارد. لذا هزینه پرداختی شما را جهت تبدیل، کاملا پوشش داده و علاوه بر آن آسایش، امنیت و لذت رانندگی را برای شما به ارمغان می آورد.

7- ارزش افزوده معادل بهنگام فروش خودرو

هزینه پرداخت شده توسط شما همانند هزینه های ضبط و باند ویا رینگ و تایر نمی باشد که در هنگام فروش خودرو محسوب نگردد در صورتیکه پس از تبدیل مثلا پراید شما به هیدرولیک، خودروی شما در هنگام فروش از ارزش افزوده ای برخوردار خواهد شد.

آشنایی با سیستم فرمان خودرو و انواع جعبه فرمان

معایب فرمان هیدرولیک ماشین

• آلودگی محیط زیست
• نشتی روغن و امکان آتش سوزی
• امکان بروز خطر در اثر رعایت نکردن استاندارد
• امکان صدمات فیزیکی در صورت نشت روغن
• وابستگی کیفیت به دما در سیستم هیدرولیک
• حساسیت به آلوده کننده ها و گرد و غبار

در سیستم‌های هیدرولیک از روغن هیدرولیک استفاده می‌شود که باید باکیفیت باشد و بعد از مدتی تعویض شود. در غیر این صورت روغن خراب، باعث آسیب به پمپ هیدرولیک شده و درنهایت عملکرد آن را تحت تأثیر قرار می‌دهد. علاوه بر این نشتی روغن نیز می‌تواند باعث آلودگی محیط‌زیست شود. آلودگی محیط ناشی از نشت روغن هیدرولیک یکی از مهم‌ترین معایب آن به‌حساب می‌آید که فعالان محیط‌زیست را نگران کرده است.

علاوه بر این در صورت وجود گردوغبار در محیط و ورود این ذرات به روغن هیدرولیک، عملکرد فرمان هیدرولیک تحت تأثیر قرار می‌گیرد و درنهایت بر روی کیفیت رانندگی نیز تأثیر منفی خواهد گذاشت.

خرابی سیستم هیدرولیک خودرو نیز می‌تواند توانایی تحمل فشار روغن را کاهش داده و درنتیجه باعث نشت روغن و ریختن آن بر روی اگزوز شود. این فرایند می‌تواند خطرات زیادی مانند آتش‌سوزی ایجاد کند.

باوجود نرم بودن فرمان هیدرولیک در حین رانندگی و یا درجا کار کردن خودرو، در برخی موارد به علت خرابی پمپ هیدرولیک، شیر هیدرولیک فرمان و یا جک دوطرفه هیدرولیکی، فرمان خودرو بسیار سفت شده و عملکرد آن را تحت تأثیر قرار می‌دهد. در این شرایط رانندگی سخت‌تر شده و امکان بروز حادثه بسیار زیاد است. این اتفاق ممکن است در روزهای زمستانی نیز رخ دهد. فرمان هیدرولیکی در دمای پایین عملکرد ضعیف‌تری دارد و این امر مشکل‌ساز می‌شود.

علل خرابی سیستم هیدرولیک خودرو

شایعترین دلایل خرابی سیستم هیدرولیک:

1- خراب شدن روغن هیدرولیک

اگر از روغن هیدرولیک را به موقع عوض نکنیم و یا از روغن هیدرولیک مرغوب و مناسب استفاده نکنیم احتمال خراب شدن پمپ هیدرولیک، کاسه نمدهای شیر هیدرولیک و جک دو طرفه هیدرولیک وجود دارد. اگر این قطعات خراب شوند روغن آنها نشت می کند و سطح روغن هیدرولیک در مخزن پایین می آید.

2- استفاده از قطعات نا مرغوب

استفاده از قطعات مرغوب در سیستم هیدرولیک به این دلیل اهمیت دارد که فشار بالایی از روغن در سیستم هیدرولیک در جریان است. مثلا در پژو 206شیلنک فشار قوی هیدرولیک از بالای مانیفولد اگزوز عبور کرده و اگر روغن از محل اتصال شیلنک و لوله نشت پیدا کند، روغن هیدرولیک روی مانیفولد اگزوز می ریزد و به علت حرارت بالای مانیفولد، آتش سوزی به وجود می آید.

3- استفاده از رینگ و لاستیک غیر استاندارد – بر هم خوردن زوایای 5 گانه جلوبندی

استفاده از رینگ یا لاستیک با سایزی غیر استاندارد و بر هم خوردن زوایای 5 گانه جلوبندی موجب می شود که به سیستم هیدرولیک برای چرخاندن فرمان فشار بیشتری وارد آیدو پمپ هیدرولیک برای انجام وظیفه خود صدای غیر عادی تولید کند.

علائم خرابی سیستم هیدرولیک

1- روغن ریزی از هر یک از اجزا

اگر به مرور زمان سطح روغن هیدرولیک در مخزن کم شود، یکی از قطعات زیر نشتی دارد که شما می توانید با مشاهده روغن دراطراف این قطعه به راحتی آن را تشخیص دهید :

• مخزن یا شیلنکهای هیدرولیک
• سوئیچ الکتریکی لوله فشار قوی
• پمپ هیدرولیک
• شیر هیدرولیک یا جک دو طرفه

2- ایجاد صدا هنگام چرخاندن فرمان به چپ یا راست و در هنگام کار کردن درجا

• شنیدن صدای غیر عادی از سیستم هیدرولیک شامل موارد زیر است:
• اگر پمپ دچار مشکل شده باشد در هنگام کارکردن درجای موتور پمپ هیدرولیک صدای اضافه تولید می کند.
• اگر سطح روغن هیدرولیک در مخزن کافی نباشد و یا کیفیت روغن هیدرولیک پایین باشد و یا روغن هیدرولیک نشتی داشته باشد، هنگام چرخاندن فرمان به چپ و راست صدای غیرعادی شنیده می شود.
• اگر هنگام چرخاندن فرمان، صدایی شبیه به سوت یا جیغ از تسمه هیدرولیک شنیده شود، ممکن است فولی تسمه روی میل لنگ معیوب باشد و یا سایز تسمه هیدرولیک مناسب نباشد که در اینصورت باید ریگلاژ شود.

3- سفت شدن فرمان با وجود روشن بودن موتور خودرو

اگر موتور خودرو روشن باشد و فرمان سفت شود به ترتیب زیر عمل کنید:

1- از سالم بودن تسمه هیدرولیک مطمئن شوید.

2- سطح روغن هیدرولیک در مخزن را بررسی نمایید تا به اندازه باشدومطمئن شوید که روغن هیدرولیک به پمپ هیدرولیک می رسد.

3- از کیفیت روغن هیدرولیک اطمینان یابید. همچنین اطمینان یابید روغن هیدرولیک مناسب و کارکرد آن بیش از حد نباشد.

اگر موارد 1، 2 و 3 مشکلی نداشتند، علت سفت شدن فرمان با وجود روشن بودن موتور خودرو، یکی از موارد زیر است که باید توسط تکنیسین خودرو بررسی شود:

• پمپ هیدرولیک
• شیر هیدرلیک فرمان
• جک دو طرفه هیدرولیک
• در برخی موارد خرابی جعبه فرمان یا یکی از قطعات سیستم تعلیق

بیشتر بدانید: علائم خرابی پمپ هیدرولیک فرمان ماشین

علائم مشکل در فرمان هیدرولیک پراید

خرابی های رایج در سیستم هیدرولیک خودروهای سواری، پژو 206 تیپ 2، 3، 5، 6، SD، 405 پارس) سمند، تندر 90 (ال90) و پراید:

• اگر خودرو روشن باشد و صدای تق تق شنیده شود به طوریکه وقتی خودرو خاموش باشد این صدا وجود نداشته باشد.
• کم شدن سطح روغن هیدرولیک داخل مخزن هیدرولیک
• برای پراید، نشت روغن هیدرولیک از شیر هیدرولیک، شیلنکهای مخزن هیدرولیک
• چرب شدن اطراف محل روغن ریزی
• کم شدن سطح روغن هیدرولیک داخل مخزن هیدرولیک
• شنیدن صدای اضافه هنگام چرخاندن فرمان
• برای کلیه خودروهای پژو، سمند و پراید، روغن ریزی از شیر هیدرولیک، و شیلنکهای مخزن هیدرولیک:
• همچنین خرابی “جک هیدرولیک” در خودروهای پژو 405، پارس و سمند نیز علائم زیر را به همراه دارد.

دلایل گیج زدن و کشیدن فرمان به طرفین