فرمان برقی یا EPS چیست و چگونه باعث گردش راحت تر غربیلک فرمان در خودروهای گوناگون امروزی می‌شود؟ ما در این متن به این پرسش پاسخ داده ایم.

به گزارش خودروم، دانشمندان و مهندسان فعال در حوزه صنعت خودروسازی جهان، همواره سیستم هدایت خودرو را تکامل می‌بخشند و اکنون فرمان برقی (EPS) بخشی جدایی ناپذیر از تمام خودروهای جدید جهان، بخصوص انواع و اقسام خودروهای خودران است. اما آیا شما می‌دانید که این فرمان برقی چیست و چگونه کار می‌کند و چه مزایایی نسبت به انواع هیدرولیکی و مکانیکی دارد؟

اگر به خواهیم به زبان ساده بیان کنیم؛ باید فرمان برقی یا EPS را یک نوع سیستم بدانیم که چرخاندن غربیلک فرمان را راحت‌تر کرده و تلاش راننده را کاهش می‌دهد. امروز بدون فرمان برقی، حرکت دادن بسیاری از وسایل نقلیه به سختی صورت می‌گیرد و هنگام مانورهای آهسته مثل پارک خودرو، چرخش‌های 90 درجه‌ای شهری و حرکت در پمپ بنزین‌ها با مشکل مواجه می‌شویم.

تاریخچه فرمان برقی

اولین فرمان برقی جهان در سال 1951 برای پیروزی در رقابت‌های اتومبیلرانی و در خودروی کرایسلر امپریال نصب شد. این فرمان علاوه بر اینکه به راننده این امکان را می‌داد که غربیلک فرمان را بسیار راحت حرکت داده و تلاش کمتری برای این کار انجام دهد؛ باعث بهبود واکنش‌های مرتبط به فرمان هم می‌شد و سرعت تغییر مسیر خودرو با چرخاندن غربیلک فرمان را افزایش می‌داد.

قبل از فرمان برقی

قبل از عرضه فرمان برقی در خودروها، سیستم فرمان به گونه‌ای طراحی شده بود که با چرخاندن غربیلک، مجموعه‌ای از پیچ‌ها و مهره‌ها حرکت می‌کردند و این موضوع باعث سفت شدن فرمان و در نتیجه تلاش زیاد راننده برای حرکت دادن غربلیک می‌شد. به گونه‌ای که هر چه قدر راننده به دنبال واکنش سریع در برابر پیچ‌های جاده و… بود؛ به همان نسبت نیز باید نیروی کافی برای هدایت چرخ‌ها را به کار می‌گرفت تا غربیلک فرمان را حرکت دهد. در واقع هر چه قدر نیرو به غربلیک فرمان وارد می‌شد؛ به همان نسبت هم زاویه چرخ‌های جلو تغییر می‌کرد؛ اما این مورد امروزه اصلاح شده و تقریباً بدون هیچ دردسری می‌توان غربلیک فرمان را چرخاند و خودرو را به آسانی هدایت کرد.

با این حال برخی از خودروهای اسپرت، سبک وزن و اصیل مانند آکورا NSX از اوایل دهه 1990، لوتوس الیزه آلفارومئو 4C که بهترین فرمان‌پذیری را دارند؛ فاقد فرمان برقی (EPS) هستند. البته نمونه‌های امروزی آنها همگی از فرمان برقی استفاده می‌کنند. اما باید توجه داشت که این خودروها در آن زمان وزن کم و لاستیک‌های نسبتاً باریکی داشته و به همین خاطر به راحتی حرکت می‌کردند؛ اما جابجایی آنها در حالت توقف کامل کار نسبتاً سختی بود.

از سال‌های 1950 تا دهه اول 2000، استفاده از فرمان هیدرولیک در خودروها رایج شد. این فرمان همان طور که از نامش پیداست؛ از روغن هیدرولیکی که توسط پمپ با نیروی موتور خارج می‌شد؛ استفاده کرده و با همین روش نزدیک به 50 سال بخوبی در خودروهای دنیا حضور داشت؛.اما چند نکته منفی در رابطه با فرمان‌های هیدرولیکی وجود دارد. اول اینکه این فرمان‌ها انرژی را هدر می‌دهند؛ چون پمپ آنها به طور مداوم و حتی زمانی که وسیله نقلیه به شکل مستقیم حرکت کرده و به کارگیری فرمان خیلی مورد نیاز نیست؛ کار می‌کند.دوم اینکه روغن هیدرولیک باید به طور دوره‌ای تعویض شود و اگر یکی از شریان‌های انتقالی آن نشتی داشته باشد؛ نه تنها فرمان خراب می‌شود ، بلکه سیستم برق خودرو نیز آسیب می‌بیند.

فرمان برقی چیست

اکنون اکثر خودروهای جدید جهان دارای فرمان برقی یا EPS هستند. در این نوع از فرمان‌ها مانند سیستم مکانیکی، میله‌ای فلزی از فرمان تا جعبه فرمان و محورها وجود دارد؛ اما یک موتور الکتریکی به ساختار مزبور اضافه شده است. موتور الکتریکی بر روی جعبه فرمان(این روش برای خودروهای اسپرت، گران قیمت و لوکس کاربرد دارد) یا روی میل فرمان نصب می‌شود.

حسگرهای موتور الکتریکی فرمان، چرخش آن توسط راننده را تشخیص داده و با استفاده از کامپیوتری کوچک میزان انرژی مورد نیاز برای چرخش فرمان را تأمین می‌کنند. در اکثر سیستم‌های EPS، کامپیوتر میزان گشتاور فرمان را براساس سرعت وسیله نقلیه محاسبه می‌کند و این یعنی اگر در حال پارک خودرو باشید؛ فرمان سبک بوده و راحت می‌چرخد و اگر در حال حرکت در بزرگراه باشید، فرمان کمی سفت شده و راننده ثبات و کنترل بیشتری بر روی خودرو دارد.

مزایای فرمان برقی یا EPS

مزایای فرمان برقی بسیار فراوان است. این سیستم میزان مصرف سوخت را تا چندین برابر کاهش می‌دهد؛ زیرا موتور الکتریکی فقط در صورت نیاز فعال می‌شود. همچنین دیگر نیازی به نگهداری روغن هیدرولیک و تعویض آن ندارید. علاوه بر این، هر گونه ضربه و… که بدون دخالت فرمان باعث چرخش چرخ‌ها شوند؛ توسط این سیستم شناسایی و کنترل خواهند شد. از دیگر مزایای فرمان برقی نیز باید به حفظ تعادل خودرو در بین خطوط، پارک آسان خودرو، تغییر آسان خط حرکتی و افزایش توانایی هدای خودرو در مواجه با موانع و… اشاره کرد.

همچنین باید توجه داشت که از فرمان‌های برقی ESP، امروزه در خودروهای خودران استفاده می‌شود. سیستم این فرمان‌ها قادر به دریافت تنظیمات مختلفی بوده و می‌توان نرم‌افزاری برای تشخیص و جبران کشش فرمان به یک سمت بر روی آنها نصب کرد. همچنین می‌توان فرمان‌های برقی را با اسکن سطح جاده تنظیم نمود و خودرو را به صورت صحیح هدایت کرد. علاوه بر این، خودروهای خودران به فرمان برقی متکی هستند؛ چون زمان استفاده از حالت رانندگی خودکار، فرمان توسط یک سیستم کامپیوتری آنبورد هدایت می‌شود.

فرمان الکتروهیدرولیک

ما بین فرمان‌های هیدرولیکی و الکتریکی ESP، ترکیبی از این دو به نام فرمان الکتروهیدرولیک وجود دارد. این فرمان همانند نوع هیدرولیکی خود عمل می‌کند. اما فشار روغن هیدرولیک توسط یک موتور ایجاد و دیگر پمپ هیدرولیکی وجود ندارد. با این سیستم، دیگر خبری از اتلاف انرژی معمول در خودروهای فرمان هیدرولیکی نیست ؛ اما هیچ کدام از ویژگی‌های فرمان برقی را در اختیار ندارید. در حال حاضر تنها تعداد کمی از خودروها مانند وانت‌های سنگین و… از این سیستم استفاده می‌کنند.

جمع بندی

فرمان الکتریکی ESP مزیت‌های فراوانی نسبت به انواع مکانیکی و هیدرولیکی خود دارد. این فرمان هدایت خودرو در شرایط لغزندگی سطح جاده به دلیل بارندگی و یخ بندان را آسان‌تر می‌کند. بنابراین باید اظهار کرد که تلاش مهندسان در طول سالیان برای تکامل فرمان خودروها جواب پاسخگو بود و فرمان‌های الکتریکی با بکارگیری الگوریتم‌های خاص به خوبی جایگزین انواع هیدرولیکی فرمان شدند. اکنون جدیدترین سیستم‌های EPS در خودروهای پورشه، مزدا و جنرال‌موتورز نصب شده و انواع پیشرفته‌تر آنها در خودروهای خودران مورد استفاده قرار می‌گیرند.