سنسور جریان هوا (Air-flow sensor) سنسور جریان هوا چگالی و حجم هوای ورودی به محفظه احتراق را اندازه گیری می کند.

سنسور ضربه موتور (سنسور ناک) (Engine knock sensor) این سنسور ضربه موتور را کنترل می کند و اطمینان حاصل می کند که مخلوط هوا و سوخت به درستی مشتعل شده است.

سنسور سرعت دور موتور (Engine speed sensor) سنسور سرعت موتور سرعت چرخش و موقعیت میل لنگ را اندازه گیری می کند.

سنسور موقعیت میل بادامک (Camshaft position sensor) این سنسور موقعیت و زمان بندی مناسب میل بادامک را اندازه گیری می کند.

سنسور فشار مطلق منیفولد (Manifold Absolute Pressure) سنسور فشار مطلق منیفولد (MAP) بار موتور را با اندازه‌گیری اختلاف بین فشار منیفولد و فشار خارجی اندازه گیری می‌کند

سنسور موقعیت دریچه گاز (Throttle position sensor) سنسور موقعیت دریچه گاز موقعیت دریچه گاز را مشخص کنید.

سنسور ولتاژ (Voltage sensor) این سنسور سرعت دور آرام خودرو را مدیریت می کند.

سنسور اکسیژن (Oxygen sensor) سنسور اکسیژن به اندازه گیری سطح اکسیژن موجود در گازهای خروجی کمک می کند.

سنسور اکسیدهای نیتروژن (NOx sensor) سنسور NOx اکسیدهای نیتروژن (NOx) موجود در گازهای خروجی را اندازه گیری می کند.

سنسور دما (Temperature sensor) این سنسور دمای موتور را اندازه گیری می کند.

سنسور دمای سوخت (Fuel temperature sensor) این سنسور دمای سوخت ورودی به موتور را کنترل می کند.

سنسور سرعت (Speed sensor) سنسور سرعت این سنسور سرعت چرخ ها را اندازه گیری می کند.

سنسور پارک (Parking sensor) سنسور پارک هر گونه مانع موجود در جلو یا عقب خودرو را تشخیص می دهد.

سنسور باران (Rain sensor) این سنسور باران را تشخیص می دهد و سیگنالی را به ECU ارسال می کند تا برف پاک کن ها را فعال کند.

نام قطعات خودرو

توضیحاتی درباره سنسورها

سنسور اکسیژن

خودرو به‌منظور ایجاد اشتعال و حرارت لازم برای سوزاندن سوخت، نیاز به اکسیژن دارد اما خودرو باید نسبت به میزان اکسیژن ورودی به موتور اطلاع دقیق داشته باشد تا مقدار سوخت و میزان هوا را نیز تنظیم کرده و تحریق مناسب را ایجاد کند. بدین منظور در اتومبیل‌ها از سنسور اکسیژن استفاده می‌شود تا میزان اکسیژن ورودی را اندازه‌گیری کند. محل قرارگیری سنسور اکسیژن معمولاً قبل و بعد از کاتالیزور است. اگر بخواهیم نگاهی به علائم خرابی این حسگر داشته باشیم موارد زیر خواهد بود.

زمانی که حسگر اکسیژن با مشکل مواجه می‌شود، اکسیژن بیشتر یا کمتر از مقداری که مورد نیاز است، وارد موتور می‌شود و این موضوع می‌تواند دردسرهایی را به دنبال داشته باشد. خرابی سنسور اکسیژن به خام‌سوزی منجر می‌شود یا ممکن است باعث ریپ زدن موتور شود. سایر علائم خرابی سنسور اکسیژن خودرو شامل روشن شدن چراغ چک، خوب گاز نخوردن موتور و بالا رفتن مصرف سوخت است.

سنسور مپ (MAP)

یکی دیگر از انواع سنسور خودرو که باید آن را بشناسید، سنسور مپ است. حسگر مپ قطعه‌ای است که در دهانه مجرای ورودی هوای خودرو قرار می‌گیرد و ویژگی‌های فیزیکی هوای ورودی مثل چگالی و فشار هوا را به واحد کنترل الکترونیکی ماشین، اطلاع می‌دهد. بدین‌وسیله مرکز کنترل متوجه می‌شود که برای فعالیت هر سیلندر به چه میزان سوختی نیاز است.

ممکن است سنسور مپ به دلیل قرار گرفتن در فشار هوای بالا، خراب شود و عملکرد درست خود را از دست دهد. در صورتی که مصرف سوخت خودرو شما بالا رفته باشد می‌توانید به آسیب دیدن سنسور مپ شک کنید. همچنین خراب شدن حسگر مپ می‌تواند باعث لرزش خودرو در هنگام خاموش کردن یا جلوگیری از روشن شدن خودرو شود.

سنسور دمای آب

سنسور خودرو بعدی، حسگر دمای آب رادیاتور ماشین است که در هر لحظه اطلاعات مربوط به میزان سرما یا گرمای آب داخل خوردو را دریافت می‌کند. سنسور دمای آب به گونه‌ای طراحی می‌شود که نسبت به دمای نرمال آب رادیاتور واکنش نشان نمی‌دهد؛ اما زمانی که دمای آب خارج از محدوده تعریف شده باشد، فعال می‌شود و از طریق واحد تنظیم الکترونیکی منجر به روشن شدن فن رادیاتور یا خاموش شدن ماشین می‌شود.

سنسور دمای آب می‌تواند با مشکلات عدیده‌ای مواجه شود و به درستی کار نکند؛ در این صورت ممکن است فن ماشین بیش از حد نیاز، کار کند یا در روزهای سرد، خوردو با مشکل روشن شدن مواجه شود. از دیگر علائم خرابی سنسور دمای آب می‌توان به روشن شدن چراغ چک خودرو، کاهش قدرت موتور، داغ شدن موتور، روشن نشدن فن در روزهای گرم و … اشاره کرد.

سنسور دور موتور

سنسور دور موتور یکی دیگر از انواع سنسور خودرو است که با توجه به موقعیت قرارگیری فلایویل خودرو و سرعت چرخش این قطعه، دور موتور را تشخیص داده و به اطلاع مرکز کنترل الکتریکی می‌رساند. در ادامه، این مرکز، اطلاعات به دست آمده را از طریق صفحه نمایش پشت فرمان خودرو، برای راننده نمایش می‌دهد. سنسور دور موتور در محلی قرار دارد که ممکن است مواد مختلفی روی آن بریزند و دید آن را مختل کنند. زمانی که این اتفاق بیفتد، حسگر دور موتور نمی‌تواند به درستی وضعیت میل‌لنگ را ارزیابی کند، به همین دلیل عقربه دور موتور بالا نمی‌رود یا ممکن است در مواردی باعث شود که خودرو روشن نشود یا در عبور از دست اندازها خودرو به صورت ناگهانی خاموش شود.

سنسور دما

در برخی از خودروها حسگری وجود دارد که دمای هوا را می سنجد و آن را درقالب یک عدد به راننده اتومبیل گزارش می‌دهد. این سنسور خودرو، کاربرد عملکردی در خودرو ندارد و به عنوان یکی از آپشن‌های اتومبیل به شمار می‌رود. سنسور دماسنج شامل دو نوع است:

• نوع اول آن، حسگرهای دمایی خارجی می‌باشند که معمولا در زیر آینه سمت شاگرد قرار دارند و دمای هوای خارج ماشین را گزارش می‌دهند.
• نوع دوم، حسگرهای دماسنج داخلی هستند که در داخل اتاق تعبیه می‌شوند و دمای درون ماشین را روی مانیتور به نمایش در می‌آورند.

ممکن است در تصادفات یا ضربات شدید، حسگرهای دماسنج با مشکل مواجه شوند. در این صورت یا دما را گزارش نمی‌کنند یا ممکن است اطلاعات دمایی اشتباه در اختیار شما قرار دهند.

حسگر سوییچ اینرسی

در بین انواع سنسور خودرو، سوییچ اینرسی یک قطعه از خودرو می باشد که معمولا در قسمت انتهایی کاپوت خودروها قرار می‌گیرد و کاربرد امنیت جانی برای سرنشینان اتومبیل را دارا می‌باشد. اینرسی در واقع یک پدیده فیزیکی است، که طی آن اجسام تلاش می‌کنند حالت حرکتی خود را حفظ کنند. زمانی که خوردو در موقعیت تصادف قرار می گیرد، وضعیف فیزیکی اینرسی برای خوردو اتفاق می‌افتد و حسگر سوییچ اینرسی می‌تواند این موقعیت را تشخیص دهد.

بنابراین با برخورد در زمان تصادف، حسگر سوییچ اینرسی فعال می‌شود و در ادامه جریان سوخت به سمت موتور قطع می شود تا اتومبیل در اثر نشتی سوخت دچار آتش سوزی یا انفجار نشود. اگر بخواهیم به علائم خرابی سنسورهای خودرو که اینجا سوییچ اینرسی منظورمان است، بپردازیم باید گفت، سنسور خودرو سوییچ اینرسی در حالت نرمال نسبت به ضربات شدید واکنش نشان می دهد اما در برخی موارد ممکن است به دلایل مختلف، حساسیت آن بیش از حد باشد و در اثر ضربات فیزیکی مختصر نیز فعال شود و منجر به خاموش شدن خودرو بشود. برای مثال ممکن است عبور از یک دست انداز شهری، سوییچ اینرسی را فعال کند و به دنبال آن ماشین خاموش شود یا از آنجایی که محل این سنسور در انت‌های کاپوت قرار دارد، ضربه به کاپوت ماشین می‌تواند همین نتیجه را در پی داشته باشد.

سنسور فشار روغن

سنسور فشار روغن در خودرو وظیفه دارد که فشار روغن موتور را بسنجد. محل قرارگیری این سنسور در درون کارتل روغن و یا در مسیر کانال اصلی روغن، نزدیک به فیلتر آن و روی بلوک سیلندر است. در صورت کم شدن فشار روغن، فنر سنسور فشار روغن باز شده و ساچمه که به بدنه موتور وصل است، یک جریان الکتریکی ایجاد می کند و در پی آن چراغ روغن در پشت آمپر روشن می شود.

اگر بخواهیم به علائم خرابی سنسور فشار روغن باید گفت، در صورتی خرابی این حسگر ممکن است چراغ روغن در زمان نامناسب و بدون آنکه فشار روغن پایین باشد، روشن شود و یا در وضعیتی که فشار روغن افت کرده است، روشن نشود. خرابی این سنسور می‌تواند باعث آسیب جدی به موتور خودرو شود و لازم است هر چه سریع‌تر تعمیر شود.

سنسور دمای هوای ورودی (IAT)

خودروهای فاقد MAP، دارای سنسور دمای هوای ورودی هستند و در خودروهایی که سنسور MAP دارند، این دو سنسور در کنار هم قرار می گیرند. سنسور IAT، وظیفه دارد که دمای هوای ورودی به موتور را اندازه‌گیری کند. این سنسور در اثر کاهش مقاومت الکتریکی خود به دلیل سرمای هوا، باعث می‌شود که تا ECU توسط پیش گرمکن، هوا را گرم‌تر کند و در نتیجه، موتور خودرو در هوای سرد راحت‌تر روشن می‌شود. سنسور IAT خودرو اگر خراب شود، خودرو در هوای سرد به خوبی روشن نخواهد شد. سنسور IAT معمولا به دلیل کربن‌ گرفتگی یا روغنی شدن منیفولد هوا آسیب می‌بیند و آسیب‌دیدگی آن با دیاگ قابل تشخیص است.

جمع‌بندی

دانستیم که برای هر قسمت از خودرو، انواع سنسور خودرو در نظر گرفته شده است، تا در صورتی که آن بخش نتواند عملکرد خود را به خوبی انجام دهد، به عملگراها گزارش دهد. این حس‌گرها گاهی در حوادث یا استفاده‌های طولانی مدت عملکرد خود را از دست می‌دهند؛ لذا فاکتورهایی جهت شناسایی وجود دارد که در طول مقاله به علائم خرابی سنسورهای خودرو اشاره کردیم تا در صورت بروز یک اتفاق غیرطبیعی برای خوردو متوجه مشکل آن شوید.

سنسورهای بکار رفته در سیستم انژکتوری

طریقه کار توربو در ساده ترین حالت

سیستم انژکتوری از نمایی دیگر

اجزاء داخل سوزن انژکتور

سیستم انژکتوری

نمایش سیستم انژکتوری

سیستم انژکتور چگونه کار می کند به طور خلاصه

سیستم انژکتور چگونه کار می کند:

ساده ترین سیستم انژکتوری شامل موارد زیر است:

ECU ؛

پمپ بنزین برقی؛

نازل (بسته به نوع سیستم ، می تواند یک یا چند تا باشد) ؛

سنسورهای هوا و گاز؛

کنترل فشار سوخت؛

سیستم سوخت طبق طرح زیر کار می کند

یک سنسور هوا میزان ورودی به موتور را ثبت می کند پس از آن، سیگنال به واحد کنترل می رود. علاوه بر این پارامتر، دستگاه اصلی اطلاعات دیگری را نیز دریافت می کند مثل سنسور میل لنگ، دمای موتور و هوا، دریچه گاز و غیره.

داده ها تجزیه و تحلیل شده و محاسبه می شود که با چه فشار و در چه زمانی سوخت به محفظه احتراق وارد شود (بسته به نوع سیستم).

سیستم انژکتور برای اولین بار در سال 1951 توسط بوش ساخته شد. این فناوری در دو زمانه Goliath 700 مورد استفاده قرار گرفت. سه سال بعد، این فناوری در مرسدس 300 SL نصب شد. از آنجا که این سیستم سوخت، بسیار گران بود ، تولیدکنندگان خودرو در معرفی آن در خط انتقال قدرت تردید داشتند.

با تشدید مقررات زیست محیطی به دنبال بحران سوخت جهانی، همه مارک ها مجبور شده اند که تجهیزات خود را به آن سیستم مجهز کنند. این پیشرفت به قدری موفقیت آمیز بود که امروزه همه خودروها به به این سیستم مجهز شده اند. طراحی خود سیستم و اصل عملکرد آن از قبل شناخته شده است.

دستگاه انژکتور شامل عناصر زیر است:

• یک دریچه لاستیکی که اجازه نمی دهد هوا در نقطه اتصال سلول سوختی به مدار خط وارد شود
• فیلتر خوب از گرفتگی سوراخ اسپری جلوگیری می کند
• اتصال برای اتصال سیم
• الکترومغناطیس – سوزن را به حرکت در می آورد
• سیم پیچ آهنربای الکتریکی حرکت آهنربا را فعال می کند
• چشمه ای که سوزن برآمده را به جای خود برگرداند
• یک دریچه لاستیکی که از ورود هوا بین manifold ورودی و دیواره های نازل جلوگیری می کند
• سوزن – عملکرد دریچه ای را انجام می دهد که از طریق آن سوخت تزریق می شود

مدل های مورد استفاده دراین سیستم ها مستقیم دارای یک کاپوت محافظ اضافی هستند و در هنگام اشتعال HTS از گرم شدن بیش از حد محفظه جلوگیری می کنند.

همچنین، نازل ها در اصل آماده سازی سوخت با یکدیگر تفاوت دارند در این جا برخی از آن ها را با هم بررسی می کنیم:

• نازل الکترو مغناطیسی

اکثر موتورهای بنزینی دقیقاً به نازل الکترومغناطیسی مجهز هستند. این سیستم ها دارای شیر برقی با سوزن و نازل هستند و در حین کارکرد دستگاه، ولتاژ به سیم پیچ آهنربایی اعمال می شود. فرکانس پالس توسط واحد کنترل بررسی می شود.

هنگامی که یک جریان به سیم پیچ اعمال می شود، یک میدان مغناطیسی با قطب مربوطه در آن تشکیل می شود، که سبب حرکت آرماتور سوپاپ می شود و با آن سوزن بلند می شود. به محض از بین رفتن میدان در سیم پیچ، فنر سوزن را به جای خود منتقل می کند و فشار بالای سوخت، بازگشت مکانیسم قفل را آسان تر می کند.

• نازل الکترو هیدرولیک

این نوع اسپری در موتورهای دیزلی ( ریل سوخت مشترک) استفاده می شود همچنین دارای شیر برقی است، فقط نازل دارای ورودی و خروجی است. با ضعیف شدن آهنربا، سوزن در جای خود قرار می گیرد و با فشار سوخت به محل نشستن آن فشار وارد می آید.

هنگامی که رایانه سیگنالی را به گاز تخلیه ارسال می کند، سوخت دیزل وارد خط سوخت می شود و فشار روی پیستون کمتر می شود اما روی سوزن کاهش نمی یابد. به دلیل این اختلاف، سوزن بالا می رود و از طریق سوراخ سوخت دیزل تحت فشار زیاد وارد سیلندر می شود.

• نازل پیزوالکتریک

این نازل آخرین تحول در زمینه سیستم های انژکتوراست و عمدتا در موتورهای دیزلی استفاده می شود. یکی از مزایای آن در مقایسه با حالت اول این است که چهار برابر سریعتر کار می کند. علاوه بر این، دوز مصرفی در چنین دستگاه هایی دقیق تر است. دستگاه آن شامل سوپاپ، سوزن و پیزول نیز می باشد.

انواع سیستم های انژکتوری

اولین طراحی ها فقط تا حدی دارای اجزای الکتریکی بودند و بیشتر طراحی شامل اجزای مکانیکی بود اما سیستم های امروزی به انواع مختلفی از عناصر الکترونیکی مجهز شده اند که عملکرد پایدار موتور و بالاترین کیفیت دوز سوخت را تضمین می کنند.

تا به امروز، فقط سه سیستم انژکتورسوخت توسعه یافته است:

• مرکزی
• چند تزریقی
• مستقیم

1. سیستم انژکتوری مرکزی (واحد)

در اتومبیل های مدرن، چنین سیستمی عملا یافت نمی شود. این اتومبیل ها دارای یک انژکتور سوخت منفرد هستند که دقیقاً مانند کاربراتور در manifold ورودی نصب می شود. در manifold، بنزین با هوا مخلوط شده و با کمک کشش وارد سیلندر مربوطه می شود. موتور کاربراتور با موتور انژکتورتنها در یک تزریق تفاوت دارند زیرا در حالت دوم، آماده سازی اجباری انجام می شود و این دسته را به ذرات ریزتر تقسیم می کند که باعث بهبود احتراق BTC می شود.

با این حال، این سیستم یک اشکال قابل توجه داشت که باعث شد خیلی زود از رده خارج شود، از آنجا که سمپاش ها روی دریچه های ورودی نصب شده است، سیلندرها را به طور ناموزونی پر می کنند و این عامل به طور قابل توجهی بر پایداری موتور احتراق داخلی تأثیر می گذارد.

1. سیستم انژکتورتوزیع شده

سیستم چند انژکتوربه سرعت جایگزین سیستم انژکتورمرکزی شد که تا به امروز بهترین سیستم برای موتورهای بنزینی به حساب می آید. در آن، تزریق به manifold ورودی نیز انجام می شود، فقط در اینجا تعداد انژکتورها با تعداد سیلندرها مطابقت دارد. آنها تا جای ممکن روی دریچه های ورودی نصب می شوند و توسط آن محفظه هر سیلندر مخلوط سوخت و هوا با ترکیب مورد نظر را دریافت می کند.

سیستم انژکتور توزیع شده مانع “مصرف اضافی ” موتور می شود این در حالی است که این سیستم نمی گذارد توان موتور پایین بیاید. بعلاوه، چنین دستگاههایی با استانداردهای زیست محیطی سازگارتر از نمونه های کاربراتوری و سیستم انژکتور واحد هستند. تنها اشکال این سیستم ها این است که، به دلیل وجود تعداد زیادی محرک، تنظیم و نگهداری سیستم سوخت دشوار است.

1. سیستم انژکتور مستقیم

این آخرین تحولی است که در موتورهای بنزینی و گازسوز استفاده می شود همچنین در مورد موتورهای دیزلی، این تنها سیستمی است که می توان از آن استفاده کرد. در یک سیستم تأمین سوخت مستقیم، هر سیلندر مانند یک سیستم توزیع شده دارای سیستم جداگانه است.

تنها تفاوت در این است که دستگاه های بخار ساز مستقیماً بالای محفظه احتراق سیلندر نصب می شوند و سمپاشی مستقیماً به داخل حفره کار و دور زدن شیر انجام می شود. این به شما امکان می دهد تا به دلیل احتراق با کیفیت بالا از مخلوط سوخت هوا، کارایی موتور را افزایش دهید، مصرف آن را کاهش دهید و موتور احتراق داخلی را با محیط زیست سازگارتر کنید. همانند مورد قبلی، این سیستم ساختار پیچیده ای دارد و به سوختی با کیفیت بالا نیاز دارد.

تفاوت بین کاربراتور و انژکتور

مهمترین تفاوت این دستگاهها در طرح تشکیل MTC و اصل ارسال آن است. همانطور که فهمیدیم، انژکتور تزریق اجباری ، بنزین یا سوخت دیزل را انجام می دهد و به دلیل اتمیزه شدن، سوخت بهتر با هوا مخلوط می شود. در کاربراتور، کیفیت گردابی که در محفظه هوا ایجاد می شود، نقش اصلی را بازی می کند. کاربراتور نه انرژی تولید شده توسط ژنراتور را مصرف می کند و نه برای کار به الکترونیک پیچیده ای نیاز دارد. تمام عناصر موجود در آن منحصراً مکانیکی هستند و بر اساس قوانین فیزیکی کار می کنند.

طرز کار فرمان هیدرولیکی

یکی از مهمترین ویژگی‌های خودرو که هنگام بررسی مشخصات آن مورد توجه قرار می‌گیرد، شرایط فرمان آن است. پیشتر وجود نیروهای کمکی برای استفاده از فرمان در خودروهای معمول امری عادی محسوب نمی‌شد. اما امروزه وجود یک نوع نیروی کمکی در سیستم فرمان، از حداقل‌های معمول در هر خودرویی محسوب می‌شود. درواقع، در گذشته که تنها شاهد جعبه فرمان مکانیکی بودیم، نوع اجزای به‌کار رفته در جعبه فرمان و ساختارش، گشتاور و سهولت حرکت غربیلک فرمان را مشخص می‌کردند. اما امروزه نیروهای کمکی مختلف که در کنار این جعبه‌ها به کار می‌روند، کار راننده را ساده‌تر کرده و حرکت غربیلک را نرم‌تر و راحت‌تر می‌کنند. در این نمونه جعبه دنده، نیرویی مضاف بر نیروی دست راننده به سیستم فرمان وارد می‌شود و آن را به سویی که باید هدایت می‌کند. به‌این ترتیب راننده طی مسافت‌های طولانی نیز دچار خستگی زیادی نمی‌شود. فرمان هیدرولیک یکی از انواع فرمان‌های مدرن است که اکنون قصد داریم آن را بیشتر و دقیق‌تر مورد بررسی قرار دهیم.

بهتر است پیش از بررسی جعبه فرمان‌های هیدرولیکی درباره سیستم فرمان خودرو و بخش جعبه فرمان بیشتر بدانیم. یکی از اجزای اصلی سیستم فرمان، جعبه فرمان است که اصلی‌ترین عامل تمایز در سیستم‌های فرمان محسوب می‌شود. در واقع نوع جعبه‌ فرمان است که نوع این سیستم را تعیین می‌کند. نوع جعبه فرمان در کیفیت عملکرد سیستم فرمان تأثیر بسزایی دارد. درواقع این کیفیت عملکرد جعبه فرمان است که کنترل فرمان برای راننده را راحت‌تر و نرم‌تر می‌کند.

اساس طرز کار همه‌ انواع جعبه فرمان مشابه است. به این ترتیب که وقتی راننده غربیلک فرمان را می چرخاند، گشتاور و حرکت دورانی حاصل از آن به جعبه فرمان منتقل می‌شود. جعبه فرمان حرکت دورانی غربیلک را به حرکت خطی تبدیل کرده و از طریق میله‌بندی فرمان یا شغال‌دست‌های چپ و راست به سگ دست منتقل می‌کند. سگ دست روی سیبک‌ها، به داخل یا خارج می‌چرخد و این حرکت سبب پیچیدن چرخ‌ها به چپ یا راست می‌شود.

جعبه‌ فرمان بر اساس کیفیت عملکرد یعنی میزان افزایش گشتاور، نحوه‌ افزایش آن و درصد راحتی راننده در فرمان دادن و کنترل خودرو به دو دسته مکانیکی و کمکی تقسیم می‌شود. این دو دسته خود دارای انواع و زیرمجموعه‌های دیگری هستند. همچنین قطعات اصلی این دو دسته تفاوت‌های بسیاری دارند. جعبه فرمان‌های کمکی یا جعبه فرمان با نیروی کمکی نیز انواع مختلفی دارد. این جعبه فرمان‌ها راحتی و آسایش راننده را بیشتر تأمین می‌کنند و نیروی زیادی از او جهت به حرکت درآوردن غربیلک نمی‌گیرند، بلکه یک نیروی کمکی از نوع هیدرولیکی یا الکتریکی در جعبه فرمان به کمک راننده می‌آید. نرمی سیستم‌های مجهز به این نوع جعبه فرمان هنگام پارک خودرو و فرمان گرفتن‌های تیز بیشتر به چشم می‌آید.

جعبه فرمان هیدرولیکی اولین نوع جعبه فرمان کمکی است که در صنعت خودروسازی به کار گرفته شد و به‌دلیل صرفه اقتصادی و سادگی روند تولید، همچنان رایج‌ترین آن‌ها نیز محسوب می‌شود.

در این نوع جعبه فرمان که ساختاری مشابه جعبه فرمان مکانیکی ‌دنده شانه‌ای دارد از یک فشار هیدرولیکی برای به حرکت درآوردن ‌دنده شانه‌ای کمک گرفته می‌شود تا راننده نیروی کمتری برای دوران غربیلک به‌کار گیرد. بنابراین ابتدا لازم است درباره ساختار جعبه فرمان دنده شانه‌ای توضیحاتی ارائه کنیم.

این نوع جعبه فرمان رایج‌ترین نوع جعبه فرمان مکانیکی است که همچنان مورد استفاده قرار می‌گیرد و به کشویی یا راک اند پینیون نیز معروف است. دلیل اصلی مورد استفاده قرار گرفتن آن سبک بودن و فضای کمی است که اشغال می‌کند.

پوسته‌ جعبه دنده در این نوع جعبه دنده درواقع یک سیلندر فلزی است. اجزای جعبه فرمان نیز که شامل بست اتصال، پوسته، بازوی فرمان، پیچ و مهره‌های تنظیم لقی، گردگیر، پینیون، یاتاقان پینیون و دنده‌شانه‌ای می‌شوند در این سیلندر جای می‌گیرند. پینیون و دنده‌شانه‌ای که راک هم نامیده می‌شود اصلی‌ترین اجزای این نوع جعبه فرمان هستند. در واقع پینیون که با مارپیچ فرمان در ارتباط است حرکت چرخشی غربیلک را از مارپیچ گرفته و با درگیر کردن دنده‌های خود با دنده‌های راک این دوران را به حرکت عمودی تبدیل می‌کند.

پینیون و دنده شانه‌ای به صورت عمود بر هم قرار گرفته‌اند و هر دو فرمی دندانه‌دار دارند. دنده شانه اهرم عرضی و پینیون اهرم عمودی این سیستم هستند. در جعبه فرمان هیدرولیکی به سیستم دنده شانه‌ای مکانیکی، تجهیزاتی جهت تولید نیروی کمکی اضافه می‌شود. این تجهیزات شامل موارد زیر می‌شود:

• پمپ هیدرولیکی که بیرون از جعبه فرمان و سیلندر آن قرار دارد و با غربیلک در ارتباط است.
• شیر هیدرولیکی که روی شفت ورودی جعبه فرمان و در کنار پوسته یا سیلندر جعبه نصب می‌شود.
• مخزن روغن که نزدیک به پمپ روغن تعبیه می‌شود.
• لوله‌ها یا شلنگ‌های رفت و برگشت روغن که در فاصله‌ جعبه فرمان و پمپ قرار دارند.
• جک هیدرولیک که در مسیر ورود و خروج روغن به جعبه فرمان قرار دارد.
• تسمه‌ی هیدرولیک که رابط پمپ و موتور خودرو است.

نکته مهم اینکه تمامی اجزای سیستم هیدرولیک بیرون سیلندر یا پوسته اصلی جعبه دنده قرار دارند و در کنار آن قرار می‌گیرند. البته گاهی ممکن است از این سیستم در کنار دیگر انواع جعبه فرمان مکانیکی مانند فرمان ساچمه‌ای نیز استفاده شود. اما جعبه فرمان دنده شانه‌ای مرسوم‌ترین نوعی است که در فرمان‌های هیدرولیک به‌کار می‌رود.

نحوه کار جعبه فرمان هیدرولیکی

بنابر آنچه گفته شد، سیستم فرمان هیدرولیکی یک مدارِ بسته است که از فشار روغن هیدرولیک که خود به وسیله پمپی مخصوص تحت فشار قرار گرفته‌ است، برای تغییر جهت چرخ‌ها براساس تغییر زاویه فرمان استفاده می‌کند. در این سیستم پمپ نیروی دورانی و چرخشی خود را از طریق تسمه از موتور دریافت می‌کند و روغن را با فشاری معادل ۷۰بار روانه‌ لوله‌های فشار قوی یا لوله‌های رفت می‌کند. این لوله‌ها روغن را با همان فشار به پشت شیر هیدرولیک سیستم منتقل می‌کنند. شیر هیدرولیک دارای سوراخ‌هایی است که با چرخش فرمان به راست یا چپ، تعدادی از آن‌ها باز می‌شوند.

به این ترتیب هدایت روغن به سمت چپ یا راست جک هیدرولیک کنترل می‌شود. ورود روغن با فشار به هر سمت جک، حرکت راحت‌تر فرمان را موجب می‌شود. سپس روغن مجددا از جک عبور کرده و به سمت لوله‌های برگشت یا فشار ضعیف رفته و به مخزن برمی‌گردد. برگشت روغن به مخزن باعث می‌شود تا پمپ در ادامه کار با کمبود روغن مواجه نشود.

مزایا و معایب فرمان هیدرولیک

مهمترین مزیت فرمان هیدرولیکی را باید حرکت نرم‌تر و سبک‌تر آن نسبت به فرمان‌های مکانیکی دانست. اما جعبه فرمان هیدرولیک مزایای دیگری به جز نرمی بیشتر فرمان دارد که باعث رواج هرچه بیشتر آن شده است. این مزایا عبارتند از:

• کاهش نیروی دست راننده برای دوران غربیلک
• افزایش پایداری خودرو
• کاهش لرزش و ارتعاشات فرمان
• کاهش حساسیت فرمان در سرعت‌های بالا و کنترل راحت‌تر آن

فرمان‌های هیدرولیکی در صورت ثابت بودن غربیلک به فعالیت خود ادامه می‌دهند به این ترتیب که در صورت حرکت خودرو در مسیر مستقیم، اگر راننده دست خود را از روی غربیلک بردارد خودرو به حرکت مستقیم ادامه می‌دهد و جهت غربیلک تغییر نمی‌کند. اما این مسئله منجر به هدررفت بالای انرژی می‌شود. بنابراین با وجود تمام مزایای گفته شده، جعبه فرمان هیدرولیکی نیز مانند بسیاری از تکنولوژی‌های روز معایبی دارد. معایب عمده‌ این جعبه فرمان عبارتند از:

• بالا بودن قیمت تمام شده‌ ساخت و هزینه‌ بالای تعمیرات
• افزایش مصرف سوخت به دلیل دوران مداوم پمپ
• کاهش توان موتور به دلیل استفاده‌ پمپ از نیروی موتور
• نیاز به گشتاور بیشتر برای فرمان دادن به خودرو در زمان خاموش بودن موتور
• استهلاک بالا به دلیل فعال بودن مداوم پمپ بدون تأثیر در سرعت خودرو

به دلیل همین معایب و مشکلات امروزه استفاده از فرمان‌های برقی رواج روزافزونی پیدا کرده‌اند و وجود آن‌ها در خودروها یک آپشن مهم محسوب می‌شود.

مقدمه ای از برق خودرو قسمت اول

شاید تصور عمومی این باشد که سوخت و سیستم سوخت‌رسانی در اتومبیل‌ها، مهم‌ترین سیستم برای به حرکت درآوردن یک اتومبیل است. اما باید یادمان باشد که برق باعث اشتعال این سوخت در موتور اتومبیل می‌شود. یا این برق خودرو است که مغز متفکر خودرو یا همان کامپیوتر را به کار می‌اندازد. خودروها به وسیله برق استارت می‌خورند و روشن می‌شوند و امروزه بسیاری از آپشن‌ها و امکانات اتومبیل‌ها لوکس هم با برق کار می‌کنند.

تمام این مواردی که گفته شد نشان می‌دهد که برق و سیستم برق‌رسانی اتومبیل‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند. اینجا می‌توانید با صفر تا صد سیستم برق‌رسانی اتومبیل‌ها آشنا شوید.

سیستم برق‌ خودرو از چه قطعاتی تشکیل شده است؟

به طور خلاصه و کوتاه میتوان گفت:

باتری : منبع برق خودرو است و کار ذخیره‌سازی برق را در این سیستم برعهده دارد.

دینام : تولیدکننده برق در اتومبیل است و در حقیقت انرژی مکانیکی را به الکتریکی تبدیل می‌کند تا باتری همیشه پر باقی بماند.

کوئل : وظیفه تقویت کردن برق باتری را برای استفاده شمع و ایجاد جرقه برعهده دارد.

دلکو : جریان برق ایجاد شده در کوئل را میان شمع‌های اتومبیل توزیع می‌کند و وظیفه قطع و وصل جریان را برعهده دارد.

شمع : ایجاد جرقه در پیشرانه اتومبیل برای ایجاد احتراق توسط شمع انجام می‌شود.

وایر شمع : همان سیم‌های عایق‌داری هستند که برق را به شمع‌ها می‌رسانند

مدارهای الکتریکیهمان تقسیم‌بندی سیستم برق‌رسانی اتومبیل است که شامل مدارهای اصلی و فرعی می‌شود. مدارهای اصلی شامل مدار جرقه، مدار روشنایی و مدار شارژ است.

آفتامات : برق دینام برق منظمی نیست و نوسان دارد. آفتامات ولتاژ تولیدی دینام را منظم می‌کند.

فیوزها : برای جلوگیری از آسیب دیدن سیستم برق‌رسانی خودرو هنگام اتصالی‌ها و افزایش بیش از حد مجاز جریان عبوری استفاده می‌شوند

کنترل‌کننده‌ها : وظیفه قطع و وصل جریان برق را در بخش‌های مختلف اتومبیل برعهده دارد

سوکت‌ها : رابط بین مصرف‌کننده‌های برق در اتومبیل و سیم‌ها هستند

باطری:

تا وقتی اتومبیل روشن است سیستم برق‌رسانی می‌تواند برق مورد نیاز را از طریق تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی تأمین کند. اما وقتی اتومبیل خاموش می‌شود، حالا وظیفه باتری است که برق مورد نیاز قطعاتی مثل بالابرهای شیشه، استارت اتومبیل، فلاشرها، سیستم صوتی و… را تأمین کند. در واقع منبع انرژی برق خودرو شما همین باتری است.

در مورد اهمیت این قطعه در سیستم برق‌رسانی خودروها همین بس که اگر باتری نباشد، اساسا اتومبیل روشن نمی‌شود. یعنی ماشین‌ها برای استارت اولیه نیاز به انرژی برق باتری‌ها دارند. وقتی که اتومبیل روشن است، باتری‌ها شارژ می‌شوند. باتری‌ها معمولا بعد از ۲ سال نیاز به تعویض دارند، البته گرما و لرزش بیش از حد می‌تواند این عمر مفید آنها را کاهش دهید. امروزه دو نوع باتری در بیشتر اتومبیل‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ «باتری‌های سرب اسیدی یا تر» و «باتری‌های اتمی یا خشک». باتری‌ها از نظر توان الکتریکی نیز انواع مختلفی دارند، اما معمولا در اتومبیل‌های سواری از نوع ۱۲ ولت و ۶۰ آمپر آنها استفاده می‌شود.

دینام:

موتور اتومبیل با کمک سوخت می‌تواند انرژی مکانیکی تولید کند. قطعه‌ای که می‌تواند این انرژی را مثل یک ژنراتور تبدیل به انرژی الکتریکی کند دینام نام دارد. البته نام این قطعه در اتومبیل‌های جدید «آلترناتور» است. در حقیقت این قطعه انرژی میکانیکی موتور را به کمک یک تسمه به نام تسمه دینام دریافت و برق مورد نیاز بخش‌های مختلف اتومبیل را تأمین می‌کند. معمولا دینام‌ها یا همان آلترناتورها برق ۱۲ ولت تولید می‌کنند، اما در برخی از اتومبیل‌ها شاید این عدد متفاوت باشد.

منبع برق یا همان باتری هم در زمان روشن بودن اتومبیل توسط همین قطعه شارژ می‌شود. برای همین اگر دینام خراب باشد، باید منتظر باشید که باتری شما هم خالی شود. یکی از قطعات دینام که باید هر چند وقت یکبار مورد بازدید قرار گیرد همان تسمه‌ای است که واسطه میان موتور و دینام است. به محض مشاهده پارگی کوچک و آسیب‌دیدگی در این تسمه، باید نسبت به تعویض آن اقدام کرد.

کوئل:

همانطور که گفتیم که برق موجود در باتری و همچنین برق تولید شده در دینام یا آلترناتور ۱۲ ولت است. این ولتاژ توانایی ایجاد جرقه توسط شمع‌ها را ندارد. در واقع شمع برای ایجاد جرقه نیاز به برق ۷۰۰۰ ولت دارد. اینجاست که نقش‌آفرینی کوئل در سیستم برق‌رسانی اتومبیل شروع می‌شود.

کوئل یک ترانسفورماتور فشار قوی است که برق باتری و دینام را تقویت می‌کند و به شمع می‌رساند. به شکل ساده، کوئل از دو سیم‌پیچ اولیه و ثانویه تشکیل شده است که بر اساس قانون القای الکترومغناطیس در فیزیک عمل می‌کنند. اگر یک روز اتومبیل‌تان روشن نشد یا عملکرد موتور بد همراه با لرزش بود می‌تواند علت آن خراب شدن کوئل باشد. ریپ زدن موتور و افزایش مصرف سوخت اتومبیل را هم می‌توان جزو نشانه‌های خراب بودن کوئل به حساب آورد.

نکته:

اتومبیل‌ها با توجه به تعداد سیلندر پیشرانه خود دارای شمع هستند. یعنی یک موتور چهار سیلندر، ۴ شمع هم برای ایجاد جرقه و احتراق در موتور دارد. قطعه‌ای که برق ولتاژ بالای تولید شده در کوئل را بین شمع‌ها تقسیم می‌کند دلکو نام دارد. در ضمن قطع و وصل جریان کوئل هم وظیفه دیگر دلکو در سیستم برق‌رسانی است.

همانطور که می‌دانید احتراق به ترتیب در سیلندرها اتفاق می‌افتد و به همین دلیل جرقه هم در شمع‌ها به ترتیب در زمان مناسب زده می‌شود. تقسیم برق توسط دلکو بین شمع‌ها باعث ایجاد این ترتیب می‌شود. بد نیست بدانید در سیستم‌های برق‌رسانی جدید و مدرن، قطعه دلکو حذف شده و با کوئل ترکیب شده است.

شمع ها:

ترکیب سوخت و هوا در سلیندر موتور اتومبیل‌ها برای احتراق نیاز به جرقه دارد. نقش شمع‌ها دقیقا همین ایجاد جرقه است. این قطعه ولتاژ خروجی از کوئل را تحویل می‌گیرد و با ایجاد جرقه و احتراق در موتور، پیستون‌ها را در سیلندر به حرکت در می‌آورد.

شمع در حقیقت آخرین قطعه در مدار جرقه سیستم برق‌رسانی اتومبیل است. زمان و کیفیت جرقه زدن شمع‌ها در عملکرد خوب موتور اهمیت ویژه‌ای دارند. مکانیک‌های حرفه‌ای توصیه می‌کنند که هر ۸ تا ۱۰ هزار کیلومتر، شمع‌ها را تمیز و هر ۱۶ تا ۲۰ هزار کیلومتر هم آنها را تعویض کنید. قطعا کیفیت شمع‌های موجود در بازار قطعات یدکی هم با یکدیگر متفاوت است. توصیه کارشناسان، استفاده از برندهای خوب این قطعه مهم در عملکرد پیشرانه است. البته شمع‌ها انواع مختلفی هم دارند که از جمله مهم‌ترین آنها می‌توان به شمع گرم، شمع سرد، شمع نیکلی، شمع ایریدیومی، شمع پلاتینیومی و شمع‌های چند الکترودی اشاره کرد.

وایر شمع ها:

جریان برق تولیدی دینام و باتری از بعد کوئل، ولتاژ بسیار بالایی دارند. خب انتقال این برق ولتاژ بالا از کوئل به دلکو و از دلکو به شمع‌ها نیاز به سیم‌های ولتاژ بالای ویژه دارند که به آنها اصطلاحا «وایر شمع» گفته می‌شود. هر چقدر این وایرها که دارای عایق پلاستیکی هستند کیفیت بهتری داشته باشند جریان برق ولتاژ بالا را با کمترین تلفات انرژی و در سریع‌ترین زمان ممکن به شمع‌ها می‌رسانند. یکی از قطعاتی که مکانیک‌ها به بازدید دوره‌ای آن تأکید دارند همین وایر شمع است. تنها مورد خرابی وایر شمع‌ها، صدمه دیدن لایه عایق آنهاست. اگر این وایر شمع‌ها خراب باشد باعث عملکرد بد پیشرانه اتومبیل و همچنین افزایش مصرف سوخت می‌شوند. اگر همزمان با خرابی این وایرها، سیستم سوخت‌رسانی اتومبیل هم نشتی داشته باشد می‌تواند باعث ایجاد آتش‌سوزی در اتومبیل شود.

یکی دیگر از اتفاقات رایج در مورد وایر شمع‌ها، شل شدن آنها در محل اتصال به شمع یا کوئل است. در این صورت اصلا خودرو استارت نمی‌خورد، چون احتراقی در موتور صورت نمی‌گیرد. بد نیست بدانید در سیستم‌های جدید برق‌رسانی اتومبیل‌ها، کوئل به طور مستقیم به شمع وصل می‌شود و این وایر شمع‌ها حذف شده‌اند.

سیم‌ها و توزیع‌کننده‌های برق:

یکی از پرکاربردترین وسایل در هر اتومبیلی سیم است. بله مجموعه‌ای از سیم‌های مختلف در خودروها کار انتقال برق به قطعات برقی را برعهده دارند. همه سیم‌های مدارهای مختلف سیستم‌برق‌رسانی اتومبیل دارای روکش هستند. کلیدها و کنترل کننده‌ها در نقاط مختلف مسیر این سیم‌ها قرار می‌گیرند و در ضمن بیشتر آنها از جعبه فیوز هم عبور می‌کنند.

تعداد این سیم‌ها آنقدر زیاد است که اگر به شکل رها شده در اتومبیل باشند هر همه جای یک خودرو چند رشته سیم دیده می‌شود. به همین دلیل طراحان اتومبیل، تلاش می‌کنند تا جایی که امکان دارد این سیم‌ها را ساماندهی کنند. مثلا سیم‌های هم مسیر را در یک کانال قرار می‌دهند یا به شکل یک کلاف در می‌آورند تا کمتر به چشم آیند.

فیوزها:

داخل همه فیوزها چند رشته سیم نازک است که توانایی عبور جریان برق بسیار بالا را ندارند. اگر جریان بیش از حد معمول وارد فیوز شود این سیم‌های نازک قطع می‌شوند و اصطلاحا فیوز می‌سوزد. همین خرابی فیوزها می‌توانید یک اتومبیل را از آسیب جدی در مدارهای مختلف سیستم برق‌رسانی نجات دهد. در حقیقت طراحان اتومبیل، در مسیر تمام مدارهای الکتریکی خودرو، این فیوزها را قرار می‌دهند. اگر به هر دلیلی در مسیر سیم‌کشی بخش‌های مختلف اتومبیل اتصالی صورت گیرد و جریان برق بیش از حد معمول شود، بلافاصله این فیوزها می‌سوزند و جریان برق قطع می‌شود تا آسیبی به قطعات اصلی وارد نشود.

به طور معمول در همه اتومبیل‌ها یک جعبه فیوز وجود دارد که همه فیوزهای مدارهای مختلف داخل آن قرار گرفته‌اند. این جعبه فیوز در برخی از اتومبیل‌ها در داخل کابین و در برخی در قسمت موتور است. معمولا در جعبه فیوزها، چند فیوز یدک نگهداری می‌کنند تا در صورت آسیب دیدن یکی از فیوزها، بتوان به صورت آنها را جایگزین کرد. فیوزها با رنگ‌ها و ظرفیت‌های مختلف در جعبه فیوز قرار می‌گیرند. عددی نوشته شده فیوزها نشان دهنده ظرفیت‌شان بر اساس توانایی آمپر عبوری است.

کنترل‌کننده‌ها:

باتری در زمان خاموشی اتومبیل و دینام در زمان روشنی آن به طور دائم در حال برق‌رسانی هستند. اما آیا قطعات مختلف اتومبیل همیشه به این برق نیاز دارند؟ خب پاسخ حتما منفی است. مثلا چراغ اتومبیل‌ها همیشه نباید روشن باشند یا فقط در مواقع برف و باران از برف‌پاکن استفاده می‌شود. خب دقیقا اینجاست که پای کنترل‌کننده‌ها به سیستم برق‌رسانی اتومبیل‌ها باز می‌شود.

این کنترل‌کننده‌ها در حقیقت کلیدها و دکمه‌هایی هستند که در بخش‌های مختلف مدارهای الکتریکی اتومبیل قرار می‌گیرند. برخی از کلیدها، فقط جریان برق را قطع و وصل می‌کنند و برخی دیگر سرعت و شدت جریان عبوری را کم و زیاد می‌کنند. در حقیقت این کنترل‌کننده به راننده و سرنشینان اتومبیل کمک می‌کنند تا هدایت قسمت‌های از اتومبیل را که با برق کار می‌کنند به دست بگیرند.