تایر اتومبیل

تایر اتومبیل

ساخت تایر:

در ساخت یک تایر انتخاب نوع لاستیک های مختلف تابع عوامل زیر است :
1 - ضخامت تایر . 2 - آج تایر و طرح آن . 3 - نوع دیواره .
طرح آج تایر تأثیر مستقیم بر روی عملکرد تایر در شرایط ومحل های مختلف دارد .البته پارامترهای دیگری نیز در ساخت تایر تأثیر گذار هستند ، مانند اندازه و پهنای تایر به دیواره آن که به Aspect Ratio معروف است و در اینجا فعلاً در مورد آن بحث نمی کنیم .
حال این سؤال پیش می آید که چرا اصولاً باید به این مسائل و به طور کلی تایر اتومبیل توجه داشت ؟ 
پاسخ به این سؤال عبارت است از اینکه تایر ها نقطه تماس و ارتباط اتومبیل با سطح مسیر حرکت هستند . نقطه تماسی که در بسیاری موارد از نصف سطح یک کاغذ A4 کمتر است و تایرها در نهایت تعیین کننده نحوه حرکت اتومبیل شما هستند و اینکه چگونه توقف انجام گیرد و یا در چرخش ها چگونه با شد و مواردی از این قبیل . در این مقاله تلاش شده با کمک متخصصین و طراحان تایر اتومبیل نحوه طراحی و ساخت تایر وانجام محا سبات بر روی آن به نظر خوانندگان عزیز برسد . در تهیه این گزارش متوجه خواهید شد که پروسه تولید تایر به نحوه باورنکردنی پیچیده ودشوار است . حال سؤالاتی مطرح می گردد که موارد آن به شرح زیر است :
1- تأثیر میزان فشار باد تایر ها در عملکرد آنها در عبور از مسیر های خشک و خیس چگونه است ؟
2- محاسن وعیوب استفاده از تایر های بزرگتر از استاندارد چیست ؟ 
3- چنانچه برای اتومبیل خود فقط یک جفت تایر نو خریداری کردید آیا باید آن ها را در جلو قرار دهید یا در عقب ؟
4- اصولاً رانندگان در صورت مواجه شدن با ترکیدگی تایر در سرعت های حدود 100 کیلومتر می بایست در انتظار چه چیزی باشند و یا چه کاری باید انجام دهند؟

تأثیر میزان فشار باد تایر ها در عملکرد آنها در عبور از مسیر های خشک و خیس چگونه است ؟

تعداد آزمایش های مختلف و گوناگونی که رانندگان شرکت میشلن به طور مستمرانجام می دهند و درجه دقت این آزمایشات وتعدادی که تکرار می شود واقعاً باور نکردنی است. در اینجا فهرستی از آنها را برای اطلاع ارائه می دهیم .
برای تعیین میزان صدای تایر که در اثر برخورد وتماس با سطح مسیر حرکت ایجاد می شود و ارتباط مستقیمی با طرح آج تایر دارد از واژه هایی مانند Sizzle که به معنای نوعی صدا است که در هنگام سرخ شدن مواد غذایی ایجاد می شود ، واژه دیگر Inpact یا صدای ناشی از برخورد است ، Boom که به معنای صدای پرطنین و زیر است . Slap که صدایی شبیه برخورد کف دست با صورت است و بالاخره Squea که صدایی همانند صدای گریه است .  
میزان راحتی بستگی به شدت برخورد ، پایداری و سختی عمودی ، فشرده شدن و ریز و درشتی بافت پوششی جاده و مسیر حرکت دارد .
کیفیت عملکرد فرمان می تواند تابع عواملی از قبیل تأخیر ، قابلیت حرکت به خط مستقیم ، تعادل عقب و جلوی اتومبیل ، پایداری در انحراف های جانبی و فشرده شدن های جانبی باشد . رانندگان آزمایشی برای هر مرحله نمره ای از یک تا ده در نظر گرفتند .
محل انجام آزمایشات در فضایی به مساحت حدود 1500 هکتار در ایالت کارولینای جنوبی و متعلق به کمپانی میشلن بود . در این محل مسیر های تجهیز شده مختلفی وجود داشت ، به علاوه امکانات کامل برای انجام آزمایشات مختلف که بخش عمده آنها بر روی مسیرهای پوشیده از آب بود ونتایج به دست آمده را در ادامه مقاله مطالعه خواهید کرد .
ابتدای آزمایشات با دو اتومبیل فورد گراند ویکتوریا آغاز شد که از هر نظر با یکدیگر شباهت داشتند به استثناء فشار باد تایرها که یکسان نبود . مسیر به طول حدود 725 متر و پوشیده از آب بود که در مجاورت یک پیست خشک قرار داشت . منتهی مسیر مرطوب و پوشیده از آب نحوه رفتار اتومبیل ها را بهتر نشان داده که در سرعتهای پایین مشخص تر است .
زمانی طی یک دور پیست نشانه وضعیت کنترلی خودرو بوده و تفاوتهایی که ایجاد شد باورنکردنی بود ، چون یکی از دو اتومبیل مورد بحث توانست طول پیست را 5 ثانیه سریعتر از دیگری طی کند . حال این سؤال پیش می آید چرا ؟ جواب مشخص است فشار باد تایر .
در یکی از دو فورد گراند ویکتوریا فشار باد تایر ها به میزان 35/32 و در دیگری 32 در جلو و 25 در عقب بود که یعنی 10 درجه کمتر از رقم پیشنهادی کارخانه . آن مدلی که فشار باد تایر عقب آن کم بود نیاز به توجه زیاد داشت تا بتواند در داخل پیست به جلو رود وآنکه تایر های با فشار باد پیشنهادی داشت نیاز به توجه معمولی داشت و اتومبیل تمایل به منحرف شدن نداشت .
یکی از رانندگان میشلن در این مورد می گویید اگر فشار باد تایر ها در یک اتومبیل 5 شماره بیش از رقم و اندازه پیشنهادی باشد بهتر است از اینکه میزان آن 3 شماره کمتر از رقم پیشنهادی باشد . به همین دلیل است که چنانچه فشار باد تایر ها از 5 پوند بر اینچ کاهش یابد در اتومبیل هایی که مجهز به سیستم کنترل فشار باد تایر هستند بلافاصله این امر به اطلاع راننده می رسد .


محاسن وعیوب استفاده از تایر های بزرگتر از استاندارد چیست ؟ 

تایر های آکورا RSX به صورت استاندارد دارای اندازه ای معادل 205/55R هستند . حال چنانچه رینگ وتایر 18 و یا 20 اینچی بر روی آن ببندید ، گارانتی آن از بین رفته و اختلاف وزن هر تایر ورینگ چرخ بین 16 اینچ و 20 اینچ معادل بیش از 5/8 کیلو گرم می شود .
بسیاری بر این عقیده هستند که هرچه تایر و رینگ اتومبیل بزرگتر باشد قابلیت های هدایتی آن بیشتر است و برای پی بردن به آینکه چنین موضوعی صحت دارد یا خیر آزمایشات با استفاده از تعدادی مخروط به انجام رسید .
نتایج به دست آمده تابع یک فرمول یا فرمولهای خاصی نبودند چون تفاوت زمانی طی یک دور پیست با هر سه تایر که از نظر اندازه متفاوت بودند حدود یک ثانیه بود و این در حالی بود که هر تایر در بخشی از مسیر حرکت سریعتر و در بخش دیگری حرکت کندتر را سبب می شود . 
به طور کلی تایر های پهنتر و بزرگتر در عبور از پیچها چسبندگی بیشتری دارند ولی به دلیل وزن بیشتر چابکی لازم را در خروج از دایره پیچ نداشته ضمن اینکه راننده مجبور است برای ورود به دایره پیچ زودتر سرعت خود را کاهش دهد مضافاً اینکه هرچه تایر پهنتر و بزرگتر باشد تمایل آن به انحراف در حین عبور از دایره پیچ به دلیل وزن بیشتر افزون تر است و بنابراین معمولاً این تایر ها در عبور از پیچ تولید صدا های مختلف کرده و برگرداندن فرمان به حالت طبیعی آن اندکی دشوارتر و در طول زمان بیشتری انجام می گیرد . در عوض تایر های کوچکتر و باریکتر شتاب بیشتری را برای اتومبیل به ارمغان آورده و در عبور از دایره پیچ ها چابکتر عمل می کند اما در مجموع تفاوتهای زیادی وجود ندارد که تأثیر ی در کسب رکورد طی یک دوره کامل پیست بگذارد . در بین سه تایر انتخاب شده تایر 18 اینچی در مجموع وضعیت مناسبتری داشت .
بنابر این برای آنهایی که در جستجوی رینگ وتایر های اسپرتی پهن و بزرگ هستند ذکر این موضوع لازم بوده که ممکن است با تعویض رینگ وتایر های اتومبیل آن را زیبا تر کرده و ظاهری خشن تر و اسپرتی به آن بدهید اما توجه داشته باشید که این امر باعث می گردد که سرعت اتومبیل تا حدودی کاهش پیدا کرده ، طول زمان توقف آن بیشتر شود ، واکنشهای فرمان در حد انتظار شما نخواهد بود و سواری آن نیز سخت تر و پر صدا تر می شود . بنابراین همه چیز فقط ظاهر نیست .

چنانچه برای اتومبیل خود فقط یک جفت تایر نو خریداری کردید آیا باید آن ها را در جلو قرار دهید یا در عقب ؟

حال می پردازیم به اینکه اگر فقط دو تایر اتومبیل شما فرسوده شده و نیاز به تعویض داشته باشد چه کار باید کرد ؟
فرض کنید اتومبیل شما یک نیسان آلتیما است وتایر های عقب آن در حد 50 درصد آج داشته ولی تایرهای جلویی کاملاً صاف و از بین رفته اند . آیا شما با مراجعه به فروشگاه های عرضه کننده تایر اقدام به تعویض تایر های جلو می کنید و به نظر شما این کار صحیح است ؟ برای اینکه متوجه شویم چه عملی بهتر است ، ابتدا دو دستگاه نیسان آلتیما که کاملاً شبیه بودند انتخاب شد و در یکی از آنها دو تایر نو در جلو و تایرهای 50 درصد کارکرده در عقب قرار داده و در دیگری عملی کاملاً برعکس انجام شد ، یعنی تایرهای نو در عقب و کهنه برای جلو انتخاب شد .
در آزمایشی که بر روی یک پیست یا پوشش بتونی و به طول حدود 800 متر به انجام رسید در تست حرکت مارپیچی اتومبیلی که تایرهای جلوی آن کارکرده بود به سرعت 5/88 کیلومتر دست یافت . در مرحله بعدی همین آزمایش توسط اتومبیلی انجام گرفت که تایرهای جلوی آن نو بودند و مجدداً همان سرعت 5/88 کیلومتر در ساعت بدست آمد . 
تفاوت دو اتومبیل این بود که در اتومبیل اول تنها مشکلی که وجود داشت این بود که بعضاً احساس شد عملکرد فرمان سبک است و راننده ترجیح می داد برای جلوگیری از بروز پدیده انحراف قسمت عقب سرعت خود را کاهش دهد و در حالی که در آزمایش دوم قسمت عقب کاملاً منحرف شد و اتومبیل به راحتی از مسیر خارج می شود و کنترل خود را از دست می داد . آزمایش دوم سه بار تکرار شد تا اینکه رانندگان متوجه شدند که چگونه باید جلوی انحراف اتومبیل گرفته می شد .
اما موضوع این است که در شرایط واقعی امکان انجام سه بار آزمایش برای پیشگیری از وقوع حادثه وجود ندارد و تصادف حتمی است . بنابراین اگر در آینده فقط دو تایر نو برای اتومبیل خود خریداری کردید آنها را در اکسل عقب نصب کنید و تایر های کهنه تر خود را در جلو قرار دهید و این موضوع هیچ ارتباطی به اینکه اتومبیل شما دیفرانسیل جلو یا عقب بوده ندارد .

اصولاً رانندگان در صورت مواجه شدن با ترکیدگی تایر در سرعت های حدود 100 کیلومتر می بایست در انتظار چه چیزی باشند و یا چه کاری باید انجام دهند؟

اگر با اتومبیل خود در حال حرکت هستید و به ناگهان با پدیده ترکیدن تایر مواجه شدید ، از اینکه بلا فاصله پای خود را از روی پدال گاز بردارید جداً پرهیز کنید و به هیچ عنوان از ترمز استفاده نکرده و به جای آن سعی کنید پای خود را برروی پدال گاز قرار داده و به تدریج فشار پای خود را بر روی پدال گاز کاهش دهید و با استفاده از فرمان سعی کنید به آرامی در کنار جاده یا خیابان توقف کنید .
چنین پیشنهاداتی ممکن است غیر عادی به نظر برسد و انجام آن برای شما دشوار باشد ولی کاملاً شدنی است ونتایج آن نیز بسیار درخور تأمل است . این روش وپیشنهاد توسط متخصصین کمپانی میشلن زمانی ارائه شد که فیلم ویدئویی یک راننده آزمایشی کمپانی میشلن در مورد ترکیدن تایر اتومبیل به معرض نمایش در آمد وطی آن راننده عملی را انجام داده بود که اغلب افراد در چنین شرایطی انجام می دهند و ملاحظه کرده بودند که اتومبیل به طرز باور نکردنی از مسیر اصلی منحرف شده و در جهتی خلاف حرکت خود قرار گرفته بود که چنانچه در یک مسیر پر ترافیک انجام می شد بروز تصادف اجتناب ناپذیر بود ; لذا در صورت ترکیدن تایر اتومبیل پای خود را به آرامی از روی پدال گاز بردارید و هیچگاه از پدال ترمز استفاده نکنید .

توصیه هایی برای ایمنی بیشتر :

فشار باد تایرهای اتومبیل خود را حداقل یکبار در ماه کنترل کنید .
چنانچه فشار چند پوند بیشتر از حد باشد بهتر است تا اینکه کمتر از حد پیشنهادی باشد .
تایرهای جدید را همواره در عقب قرار دهید .
در انتخاب رینگ و تایر جدید از انواع بسیار بزرگ جداً خودداری کنید چرا که شتاب اتومبیل را کاهش داده ، ترمزگیری ضعیف شده و قابلیت هدایت اتومبیل مشکل خواهد شد .

منابع : 
مجله ماشین/ شماره پیاپی 263 / آذرماه 1383 /شماره3
برگردان ونوشته : مهندس کیوان بنی هاشمی

گیربکس سنسو درایو چیست؟

 
   
گیربکس سنسو درایو چیست؟
کمپانی سیتروئن از جمله خودروسازان اروپایی پیشرو در زمینه خلق و استفاده از تکنولوژی های مختلف است .علی الخصوص تکنولوژی هایی که تاثیر مستقیم بر روی نحوه هدایت خودرو و راحتی دائمی هر چه بیشتر آن داشته باشد.
گیریکس سنسور درایو SENSO DRIVE در واقع یک گیربکس اتوماتیک دستی بوده که کیفیت کاری گیربکس دستی و راحتی گیربکس اتوماتیک در آن یکجا جمع آوری شده است راننده در تمامی شرایط حق انتخاب حالتهای دستی و یا اتوماتیک را دارا است .این تکنولوژی کیفیت های لازم مورد نیاز برای تامین طیف وسیعی از نیازها بشرح ذیل را دارد نظر به اینکه دارای حالت اتوماتیک تعویض دنده بوده بنابراین در ترافیک شلوغ شهر ها باعث راحتی و آرامش راننده می گردد .طرح ارگونومیکی آن بگونه ای است که راحتی بسیاری را برای کار با آن به راننده می دهد چون پدال های تعویض دنده بر روی فرمان قرار گرفته و چنانچه بخواهید با اهرم دنده که در کنسول میانی قرار دارد عمل تعویض را انجام دهید چون از کلاچ خبری نیست لذا این کار آسان انجام می گیرد .
میزان مصرف تامین سوخت نظر به اینکه راندمان کار گیربکس آن همانند انواع غیر اتوماتیک بوده و از طرف دیگر همانند گیر بکس های اتوماتیک دارای کنترل الکترونیکی می باشد .استفاده از این تکنولوژی باعث افزایش چشمگیر قیمت اتومبیل نشده و به همین دلیل جذابیت زیادی برای خریداران دارد .
 
ایمنی در استفاده از آن :چنانچه گیربکس را در حالت اتوماتیک قرار دهید نحوه تعویض دنده ها برحسب رفتار راننده و نحوه رانندگی او و نوع جاده دائماً در حال تغییرات است . واحد کنترلی گیربکس را در حین حرکت با یک دیالوگ خاص بطور دائمی با واحد کنترل کننده موتور در ارتباط است تا بتواند سرعت دوران موتور را در حین تعویض دنده کنترل کند و این امکان را به راننده می دهد که بدون برداشتن پای خود از روی پدال گاز تعویض دنده ها صورت پذیرد .در حال تعویض دستی سیستم مدیریت الکترونیکی دخالت مستقیم در عملیات تعویض دنده دارد و چنانچه انجام مانوری توسط راننده و سیستم کنترل کننده برای راننده و یا سیستم خطرناک تشخیص داده شود از انجام آن جلوگیری می شود .بطور مثال چنانچه اتومبیل با سرعت بالا در حرکت باشد و راننده قصد تعویض دنده را از پنج به دنده دو داشته باشد سیستم از انجام این کار جلوگیری میکند .در حال حاضر گیربکس سنسوترونیک برای دو موتور قابل سفارش است که عبارتند از موتور4/1 لیتری انژکتوری با شانزده سوپاپ که به v161.4i معروف است و دیگری موتور 4/1 لیتری HDI
در پیشرانه دیزلی یعنی HDI سیستم کنترل الکترونیکی در سنسو درایو به منظور بهبود قابلیت های دینامیکی خودرو ضریب دنده را خود به خود نزدیکتر می کند تا ضمناً مصرف سوخت نیز کاهش پیدا کند .
  
این موتور با استاندارد اروپائی یورو چهار EURO IIV مطابقت دارد . از نظر میانگین مصرف سوخت در مدل دیزلی کاملا با انواعی که مجهز به گیربکس معمولی دارند برابری می کند ، بطور مثال میانگین مصرف مدل C2 معادل 21/4 لیتر در یکصد کیلومتر یا 111 گرم CO2 می باشد در حالیکه در مدل C3 میزان مصرف 31/4 لیتر در یکصد کیلومتر و 113 گرم CO2 می باشد .سیستم کنترل الکترونیکی گیربکس در تعیین ضرایب دنده ها پارامتر های ذیل را در نظر قرار می دهد :
- وضعیت جاده از نظر سربالائی و سرپایینی
- وضعیت پیچ ها در طول مسیر 
- عملیات راننده راجع به عملیاتی مانند ترمز کردن یا فشار آوردن بر روی پدال گاز
- سرعت حرکت اتومبیل
- میزان صدای گیر بکس نیز از دیگر عوامل تعیین کننده در ضریب دنده و زمان تعویض آن می باشد .
بدلایل ایمنی زمانیکه خودرو در حال پائین آمدن از یک سراشیبی و یا عبور از دایره یک پیچ می باشد هیچگاه گیربکس و سیستم کنترل کننده آن اقدام به سبک کردن دنده نمی کند قرار گرفتن پشت فرمان اتومبیل که مجهز به گیربکس سنسو درایو می باشد راننده را متوجه تفاوت های آن با انواعی که گیربکس های دستی معمولی دارند می نماید .چیزهایی که در اختیار راننده قرار دارند عبارتند :
  پدالهای دستی که بر روی فرمان قرار دارند و بر روی آنها علامت + و – قرار دارد.
  واحد نمایشگر در جلو داشبورد که دنده گیربکس را نشان می دهد وضعیت اتوماتیک و حالت حرکت بر روی برف که به Snow mode مشخص شده .
  اهرم دنده سکانسی
  اهرم انتخاب برنامه اتوماتیک برای گیر بکس 
  عدم وجود پدال کلاچ
در حالیکه گیربکس بر روی حالت غیر اتوماتیک گذاشته شده با شد راننده کنترل کامل بر روی دنده ها و نحوه تعویض آنها دارد .
برای تعویض دنده ها در این حالت یکی از این دو راه ذیل امکان پذیر است :
- استفاده از پدالهای دستی که بر روی فرمان قرار گرفته . پدالهای سمت راست برای سبک کردن دنده ها و آنهایی که در سمت چپ قرار دارند برای سنگین یا معکوس کردن دنده ها هستند .از طریق این پدالها هر پنج دنده موجود در گیربکس را می توان مورد استفاده قرار داد .نحوه قرار گرفتن این پدالها به صورت ثابت است بدون در نظر گرفتن موقعیت فرمان و این موضوع به خاطر مسائل ایمنی می باشد .
- روش دوم تغییر و تعویض دنده ها از طریق اهرم دنده روی کنسول میانی می باشد ،این اهرم حالت ثابتی در کنسول میانی دارد و چنانچه راننده آن را بطرف جلو فشار دهد دنده سبک شده و بالعکس .
برای اطمینان از نحوه کار صحیح موتور که بخش قابل توجهی از آن می تواند مربوط به عملکرد گیربکس و نحوه تعویض دنده ها باشد واحد کنترل کننده گیربکس همواره فرامین راننده را تحت کنترل داشته تا چنانچه حرکت راننده در جهت کاهش یا سبک کردن یا سنگین کردن بیش از حد معمول باشد از انجام آن جلوگیری شود .بدلایل ایمنی فقط از طریق اهرم بر روی کنسول میانی می توان اتومبیل و گیر بکس آن را بر روی حالت خلاص و یا دنده عقب قرار داد . برای اینکه گیربکس در حالت خلاص قرار گیرد راننده می بایست اهرم را سمت راست فشار دهد ،چنانچه راننده قصد داشته باشد گیربکس را در دنده عقب قرار دهد می بایست ابتدا اتومبیل را به وضعیت توقف کامل برساند و سپس پای خود را بر روی پدال ترمز قرا ر داده و در آخرین مرحله اهرم دنده را ابتدا سمت راست و سپس عقب فشار دهد .
 
سنسو درایو حتی زمانیکه بر روی حالت دستی قرار دارد رانندگی اتومبیل بسیار آسان می باشد بطور مثال زمانیکه اتومبیل به تابلوی ایست و یا چراغ قرمز راهنمایی نزدیک می شود و راننده پای خود را بر پدال ترمز قرار می دهد نیازی به انجام هیچگونه تغییر دنده ای نیست چون گیربکس خود به خود این کار را انجام می دهد .
سنگین شدن دنده ها به تدریج صورت می گیرد تا اینکه به دنده یک برسد و با توقف کامل خودرو و کلاچ به صورت خودکار آزاد می شود ،در این حالت چنانچه راننده قصد حرکت مجدد داشته باشد و پای خود را بر روی پدال بفشارد بلافاصله گیربکس در دنده یک قرار می گیرد و هیچگونه نیاز به اقدامی توسط راننده نیست .در حالت اتوماتیک واحد کنترل گیربکس انتخاب دنده و تعویض آنها را انجام می دهد،نوع دنده ای که در گیربکس بدین ترتیب انتخاب می شود بر اساس منحنی ها و اطلاعات از قبل تعریف و تدوین شده است و منحنی ها با عنایت به مواردی که در ذیل به آنها اشاره می شود دائما در حال تغییر هستند .
  نوع و عمل رانندگی اعم از اینکه در خیابانهای داخل شهر باشد یا جاده های اصلی و یا بزرگراهها 
  نحوه رفتار و رانندگی راننده
  میزان بار و فشاری که براتومبیل وارد می شود
  شیب جاده و مسیر حرکت
در مجموع چهار حالت کلی برای گیربکس و عملکرد آن پیش بینی شده که بستگی به نحوه رانندگی راننده به عنوان مهمترین عامل دارد .بطوریکه چنانچه راننده رفتاری آرام داشته باشد سیستم کنترلی حالت اقتصادی را انتخاب می کند تا مصرف سوخت کاهش پیدا کند و بر عکس .علاوه بر چهار حالت فوق برای گیربکس و نحوه تعویض دنده و چنانچه گیربکس اتوماتیک هر گونه سر خوردگی و لغزشی را تشخیص دهد بلافاصله به حالت برفی یا Snow mode تبدیل می شود .در این حالت آغاز حرکت بجای دنده یک با دنده دو انجام می گیرد و تعویض دنده به مراتب کمتر صورت می گیرد .
مکانیزم تعویض دنده:
تعویض دنده از هر دو حالت اتوماتیک و دستی به یک روش انجام می گیرد اما ویژگی های آنها با یکدیگر متفاوت است .در هنگام تعویض دنده سیستم کنترل کننده عملیات ذیل را به ترتیب انجام می دهد :
1- همزمان با خلاص کردن یا بهتر بگوئیم جدا کردن تدریجی کلاچ میزان نیروی تورک موتور را کاهش می دهد.
2- تعویض دنده بوسیله اهرم های الکتریکی انجام می گیرد.
3- به همین طریق موتور خود را در پایان پروسه تعویض دنده با سرعت هما هنگ می کند.
4- واحد کنترل کننده گیربکس همزمان با درگیر شدن کلاچ به تدریج نیروی تورک موتور را افزایش می دهد.
 
سنسودرایو گیربکس جدید سیتروئن؟
((بایست)) و ((حرکت کن))‼
گیربکس اتوماتیک هوشمند سیتروئن که آن را Stop and start نامیده است دارای ویژگیهای قابل توجهی است ،این گیربکس بتازگی بر روی مدل سیتروئن C3 با پیشرانه 4/1 لیتری16 سوپاپه نصب گردیده و در آینده نزدیک بر روی سایر محصولات این سازنده و همچنین برخی مدلهای پژو گروه PSA ارائه خواهد گشت این گیربکس پیش از این بر روی مدل C2 نیز عرضه شده بود و اکنون بر روی مدل C3 وهمچنین مدل C3 پلوریل ارائه گشته است .
استاپ اند استارت در واقع یک جعبه دنده خودکار با عملکرد دستی است که فاقد کلاچ بوده و کلاچ آن بصورت خودکار عمل می کند؛این مساله باعث ایجاد سهولت در رانندگی و همچنین کا ستن از صرف انرژی بیشتر و ایجاد خستگی دیرتر خصوصاً هنگام رانندگی در سطح شهرهای بزرگ و ترافیک موجود در آنها می شود ، ضمن آنکه با توجه به آلودگی شهرهای بزرگ بایستی گفت که عملکرد مدل C3 با پیشرانه 4/1 لیتری در صورت استفاده از گیربکس اتوماتیک نسبت به مدل دنده ای شاهد کاهش 8 درصدی دی اکسید کربن و 2 درصدی سایر گازهای خروجی است و در حالیکه در مورد گیربکس استاپ اند استارت این کاهش گازهای خروجی به ترتیب 10 و 6 درصد می باشد .
سیتروئن برای آنکه مدلهای دارای این گیربکس از نظر تجهیزات و ظاهر نیز متمایز باشند تغییراتی در آنها به انجام رسانیده است که دستگیره های تعویض دنده پشت فرمان و دسته دنده آلو مینیومی ،رینگهای 15 اینچی غربالک فرمان با پوشش چرم کروز کنترل وسیستم فاصله سنج برای عقب خودرو از مواردی هستند که در این مدل به صورت استاندارد نصب گردیده است .
 
نحوه عملکرد این جعبه دنده بدین صورت است که دسته دنده آن دارای سه موقعیت می باشد حالت N برای وضعیت خلاص و موقعیت R برای حرکت به عقب و موقعیت دنده های جلو که در این موقعیت اگر دسته دنده را به جلو حرکت دهید دنده سبکتر شده و اگر به عقب حرکت دهید دنده سنگین تر می شود ، همچنین برای راحتی هر چه بیشتر دستگیره های تعویض دنده در پشت فرمان نیز پیش بینی شده است .البته در صورتی نیاز به استفاده از این دستگیره های تعویض دنده احساس می شود که گیربکس در وضعیت دستی قرار داشته باشد چون بر روی بخش میانی داشبورد یک کلید حاوی نوشته ECO به معنای وضعیت اقتصادی قرار دارد که در صورت روشن بودن گیربکس خودرو بر روی حالت تعویض اتوماتیک قرار می گیرد در این حالت نوشته ECO بر روی قسمت نشان دهنده ها روشن می شود در این وضعیت برای آنکه مصرف سوخت خودرو و در نتیجه آلودگی آن هر چه بیشتر کاهش یابد هر زمان که راننده برای مدت طولانی پای خود را بر روی پدال ترمز قرار دهد پیشرانه خودرو خاموش می شود و به محض آنکه پای خود را بر داشته و گاز را بفشارد پیشرانه روشن و آماده حرکت می شود .
در حالت اتوماتیک تعویض دنده ها سریعتر انجام می شود یعنی در دور موتور پایین تر و این مسئله باعث ایجاد یک رانندگی روان و همچنین کاهش مصرف سوخت می گردد .البته عملکرد این گیربکسها بگونه ای است که حتی در زمانیکه در وضعیت دستی قرار دارد کلید ECO خاموش است در صورتیکه در کاهش زیاد سرعت و یا توقف و حرکت مجدد دنده را تعویض نکرده و خودرو را در دنده مناسب قرار ندهید خودرو به طور خودکار در وضعیت مطلوب قرار می گیرد پیشرانه 4/1 لیتری این مدل با داشتن 16 سوپاپ از توانی برابر 90 اسب بخار بر خوردار بوده ؛ ضمن آنکه حداکثر گشتاور آن 133 نیوتون متر در 3250 دور در دقیقه است این پیشرانه از نظر میزان آلاینده های خروجی دارای استاندارد یورو 4 می باشد . 
 
سایر مشخصات سیتروئن C3 با پیشرانه فوق الذکر و گیربکس استاپ اند استارتر به شرح ذیل است :
حداکثر سرعت : 180 کیلومتر در ساعت
شتاب صفر تا 100 کیلومتر : 13 ثانیه
زمان طی مسافت 400 متر : 5/18 ثانیه  
زمان طی مسافت یک کیلومتر: 4/34 ثانیه
ابعاد رینگ و لاستیک : 15 R 60/185

جعبه دنده تیپترونیک چه ویژگی هایی دارد ؟
گیربکس انواع اتومبیل ها اصولا از نقطه نظر تعویض سرعت دارای دو مکانیزم هستند :
1- مکانیزم پیوسته 2- مکانیزم مرحله ای ( یا سکوئنشال )
مکانیزم مرحله ای حالتی است که کمتر رایج بوده و در آن تعداد دنده مطرح نیست و در واقع چرخ دنده هایی که وظیفه انتقال نیرو را به عهده دارند به صورت مخروط های متداخل بر روی هم قرار می گیرند و هر گز در یک لحظه نمی توان گفت که گیر بکس در چه دنده ای است .این نوع گیر بکس ها کاربرد محدودی دارند( البته در حمل و نقل اتومبیل )و در اتومبیل های برقی و برخی قایق های موتوری مسابقه ای معروف به Power Boat استفاده می شوند .نوع دوم گیر بکس ها آن دسته ای هستند که سرعتشان به صورت مرحله ای و سکانس به سکانس عوض می شود به همین دلیل به آنها «سکوئنشال» می گویند .خود گیربکس های سکوئنشال هم از نظر دیدگاه نحوه تعویض دنده به مدلهای تمام سکوئنشال مثل موتور سیکلت و سکوئنشال با تغییر مکان مثل تمامی گیر بکس های معمولی اتومبیل تقسیم بندی می شوند .در این نوع گیر بکس ها برای رسیدن به ضریب نهایی دنده مراحل مختلفی تعریف شده که دور موتور به طور گسسته آنها به شکلی طراحی می شود که در فاصله هر دو مرحله اتومبیل به قول معروف کم نیاورد .این گیر بکس های معمولی برای کسانی که بخواهند سریع دنده عوض کنند ایجاد مشکل می کند و نیاز است که حرکت زیادی به اهرم دنده بدهند ؛به همین دلیل مکانیزم تمام سکوئنشال راه حلی بود که اولین بار در مسابقات اتومبیل رانی مورد استقبال قرارگرفت .در ضمن به دلیل جای کم کابین راننده F1 فشردن یک یا دو دکمه کاری بسیار راحت تر از جای کردن یک اهرم بود .در این دنده ها برای تعویض سرعت کافی است دکمه (+) را فشار دهید تا دنده یک سرعت (یا یک دنده بالا برود ،یعنی سبک شود ) و با فشردن دکمه (-) دنده یک سرعت پایین بیاید (یعنی سنگین شود) .چند سالی است که این مکانیزم جالب وارد دنیای اتومبیل های تجاری شده و پورشه اولین بار آن را بر روی مدل911 نصب کرد و نام تجاری آنرا Tiptronic نامید .
 
به دنبال این کمپانی شرکتهای دیگر چون«بی ام و» و «کرایسلر» با سیستم های مشابه با نام SHIFTRONIC وgeartronic به میدان آمدند .امروزه حتی بر روی اتومبیل های لوکس ترکیب این سیستم با گیر بکس اتوماتیک بهترین حالت را برای رانندگی به وجود آورده که یکی از بهترین مثالهای آن آئودی A8 است .
چند سال پیش و در یکی ا زمسابقات آئودی A8 توانست همه حریفان را با قاطعیت کامل جا بگذارد چرا که این اتومبیل به گیر بکس تمام سکوئنشال مجهز بود که می توانست در یک آن چهار دنده پایین بیاید! همین توان انعطاف پذیر تعویض سریع دنده به راننده خودرو اجازه می داد که دور موتور 8600 دوری خود را در هر لحظه مانند عزیزترین چیزش حفظ کند و حفظ دور موتور یکی از اساسی ترین اصول مسابقات اتومبیل رانی است که به شدت به ضرائب دنده و سرعت تعویض دنده بستگی دارد .از دیدگاه ارگونمی کنترل های تیپترونیک بسیار روان هستند چرا که با نصب دو دکمه بر روی غربالک فرمان تعویض دنده بدون این که دست راننده از فرمان جدا شود فقط با حرکت دو شصت انجام می شود با به بازارآمدن گیربکس تیپترونیک آینده نگران صنعت اتومبیل پیشرفت بعدی گیر بکس را به چهل سال آینده موکول کردند چرا که این نوع گیر بکس ها تمامی نیاز بشر را برای حداقل یک قرن پاسخ گفتند .
نوآوری در ساخت و عملکرد گیربکس های تازه ولوو:
فن آوری به کار رفته در ساخت خودرو چه سبک وچه سنگین در مارک های شناخته شده تقریباً با هم برابرند اما آنچه آنها را از یکدیگر متمایز می سازد ، سیستم های جانبی خودروها است. تصور کنید که راننده یک کامیون هستید وباید حداقل 8 ساعت در روز کار کنید آنگاه تمام کارهای یک کامیون برایتان مهم شود به ویژه دنده عوض کردن .نسل نو کامین های FH,FM ولوو دارای گیربکس هایی است که طراحی واختراع آن به نام خود شرکت ولوو ثبت شده است.
  (( گیربکس I-SHIFT))
گیربکس I-SHIFT یک گیربکس کاملاً نو است که براساس کار یک جعبه دنده مکانیکی (غیر اتوماتیک) ساخته شده است. از این گیر بکس میتوان به صورت اتوماتیک یا دستی (معمولی) استفاده کرد، در کنار صندلی کلیدی برای انتخاب نوع کار گیر بکس نصب شده است که راننده می تواند یا اتوماتیک را انتخاب کند یا خود دنده عوض کند. تمام مدلهای FH ,FM دارای گیربکس های نوین با رگلاژ خوب هستند که می توانند تا 50% از نیروی لازم برای تعویز را بکاهند. این ها دارای جابه جایی دنده کوتاه تر هستند، همچنین از صدا وارتعاش(لرزش) دسته دنده در این گیربکس ها خبری نیست.
گیربکس های I-SHIFT از سیستم الکترونیک خود، برای هماهنگی با سیستم جانبی ترمزVEB استفاده می کنند. با رگلاژی که کنار فرمان قرار گرفته می توان به راحتی توان تر مز ها را با هماهنگی گیربکس تنظیم کرد. راننده می تواند انتخاب کند که این سیستم با فشار دادن پدال ترمز به کار افتد یا اینکه این سیستم به طور اتوماتیک از دنده ها ی پایین (سنگین) استفاده کند و در این زمان دور موتور را برای دادن حداکثر توان ترمز بالا ببرد. گیربکس I-SHIFT دارای 12 دنده است. کامیون سازی ولوو گیربکس های جدید خود را در کلاس های گوناگون به نام I-SHIFT با 12 دنده، Geartronic با14 دنده برای وزن های پایین تا 60 تن Powertronic تمام اتوماتیک بدون قطع نیرو برای تعویز دنده و بالاخره VT(o)2214 و2514B با 14 دنده تقسیم کرده است.
در کلاس های سبکتر باید I-SHIFT را بهترین گیربکس برای کامیون های تا44 تن نامید. ساختمان این جعبه دنده همان گیربکس دنده ای (معمولی) است که دارای یک پوسته آلومینیمی و سه دنده سنگرونیزه ویک دنده زیر سنگرونیزه است. این دندها با یک شبکه دنده خورشیدی در واقع همان گیربکس دستی را رقم زده اند.این گیربکس همچنین دارای فیلتر روغن، پمپ چرخ دنده ای روغن،رادیاتور خنک کننده، روغن گیربکس و یک پمپ اضطراری است .وزن آن حدود 70 کیلو گرم است که از گیربکس های معمولی سبکتر است.

  (( گیربکس(( POWERTRONIC
البته در کامیون های جدید FM ,FH سیستم های غیر استاندارد نیز وجود دارد که آنها به صورت لوازم اضافی به درخواست مشتری (البته با پول بیشتر) روی کامیون سوار می کنند، یکی از این سیستم های اضافی Fuel/Economy است. (سیستم صرفه جوئی در سوخت دیزل) این سیستم راننده را در انتخاب دنده حرکت کمک می کند که نیروی موتور هدر نرود. سایر مزایای این سیستم به قرار زیر است :
1-کنترل اتوماتیک نیروی ترمز در سرعت های پایین.
2- قرار دادن موتور در حالت کم فشار زمانی که پا را از روی پدال بر می داریم(این 
حالت مانند حالت خلاص می باشد اما کامیون خلاص نیست) .
3- حداکثر توان موتور و دور موتور هنگامی که پدال گاز را تا آخر می فشاریم
 (Kickdown).
4- اندازه گیری دمای روغن واعلام آن هنگام خطر .
البته در اروپا که یک لیتر گازوئیل حدود 1000 تومان است ، با صد هزار تومان هم باک پر نمی شود، پس خریدن این سیستم های کمکی مقرون به صرفه است .کمی هم راجع به گیربکس های Geartronic بگوئیم، کامیون ها امروز بیشتر اتو بانی می شوند ومانند سواری ها نیازمند دنده عوض کردن های راحت ومؤثر هستند. این گیربکس برای کامیون های 44 تا 60 تن ساخته می شود. ولوو این گیربکس اتوماتیک را که در اصل گیربکس 14 دنده ای VT2214B,VT2514B است ، به خریدار پیشنهاد می کند
این جعبه دنده تعویض سریع وبدون پس زدن را انجام می دهد . دلیل آن هم سنگرونیزه دوبل دنده است. راننده می تواند هم اتوماتیک وهم دستی دنده عوض کند. این دو حلت با حرفA , H روی دسته دنده حک شده است اگر راننده خواست در حالت اتوماتیک دنده عوض کند وروی دنده ها کنترل داشته باشد این کار ممکن است و نیازی به گرفتن کلاچ ندارد چون در این کامیون ها پدال کلاچ وجود ندارد. الکترونیک وظیفه کلاچ را به خوبی ایفا می کند حتی هنگام رانندگی اتوماتیک می توان دنده را به دلخواه عوض کرد. روی صفحه کوچک کامپیوتری وضعیت گیربکس نشان داده می شود وراننده از نوع دنده با خبر می شود.همچنین در دو حالت P , E می توان از هدر رفتن سوخت اضافی جلو گیری کرد.حالت E،(Economy – اقتصادی ، صرفه جویی) است که در سرازیری و وزن های پائین استفاده می شود و حالتP ، (Poewr - نیرو) هنگامی استفاده می شود که نیاز بیشتری به نیرو باشد. در سربالایی ها و وزن های زیاد بار، این نوع گیر بکس کارآیی خوبی با سیستم ترمز VEB دارند. چنانچه نیاز سریع به توان ترمز باشد این جعبه دنده با کمک الکترونیک، دنده معکوس زده و به کمک توان ترمز می شتابد.

 
(( گیربکس GEARTRONIC))
   
 

مجله ما شین/ سال بیست وپنجم/ شماره 10

مجله ماشین/ سال بیست وششم/ شماره7

مجله نوآور/ سال اول/ شماره4

WWW.MotorSport.Com  
 برگردان ونوشته:مهندس کیوان بنی هاشمی

موتورهاي هيدروژني

مقدمه
موتورهاي هيدروژني
امروزه يك چهارم از مردم دنيا كه در كشورهاي صنعتي زندگي مي كنند ، تقريباً سه چهارم از انرژي جهان را مصرف مي كنند(شكل شماره 1 ) در حال حاضر، جمعيت دنياكمي بيش از شش ميليارد نفر است كه با نرخ 8/1 درصد در سال رشد مي كند، در حالي كه تقاضا براي انرژي با نرخ بيشتري (8 تا 10 درصد )در سال روبه رو است. امروزه ،سوختهاي فسيلي نظير:زغال سنگ، نفت و گاز طبيعي بيشترين بخش اين نياز را بر طرف مي سازند،اما با خطر زوال روبه رو هستند. مهمترين مساله در مورد سوخت هاي فسيلي رايج ، پايان پذيري و تجديد ناپذيري آنهاست. طبيعت ، ميليون ها سال براي پديد آوردن اين سوختها وقت صرف كرده و بشر طي يك قرن يا بيشتر ، آن را مصرف مي كند ، به همين دليل است كه امكان استفاده از منابع غير متداول انرژي مانند : خورشيد ، باد ، امواج و … مورد توجه قرار گرفته است . منحني هاي شكل ( شماره 2 ) حاكي از اين نكته است كه در آينده نه چندان دور ، تحول چشمگيري در عرصه شناخت و مصرف انواع سوخت ها بروز خواهد كرد . 
حقيقت اين است كه در مقايسه منابع سوخت مورد استفاده كنوني هيچ يك كيفيت و كارايي مطلوب نفت و گاز طبيعي را ندارد ، ولي محدوديت ها و معايب اين منابع ، دست يابي به شكل واسطه اي يا مصنوعي از انرژي را ضروري ساخته است . بسياري از دانشمندان بر اين باورند كه سيستم انرژي هيدروژني به نحوي مي تواند حلقه ي اتصال منابع جديد انرژي و مراكز مصرف باشد.
تاريخچه مصرف انرژي هيدروژني

ايده مصرف از انرژي هيدروژن چيز جديدي نمي باشد اولين بار در قرن گذشته در سال 1839 توسط سر ويليامز كه يك قاضي دانشمند ولزي بود مطرح شد . 
استفاده از آن تا سال 1960 ضروري نشان نمي داد تا اينكه ايالات متحده آمريكا در برنامه فضايي خود براي Apllo و Gemeni به كار گرفت و هنوز براي نيروي الكتريسيته شاتل ها كاربرد دارد.
مزاياي استفاده از سوخت هيدروژني
1- برتري نسبي خواص هيدروژن در مقايسه با سوختهاي فسيلي
2- تلاش و تحقيق روز افزون براي رفع معايب و مسايل سيستم انرژي هيدروژني وزن هيدروژن در مقايسه باسوختهاي فسيلي براي بدست آوردن مقدارمعيني انرژي – تقريباً 
يك سوم ، اما حجيمتر است . براي مقدار معين از انرژي هيدروژن به شكل مايع 8/3 برابر بنزين و در حالت گازي 6/3 برابر گاز طبيعي ، حجم را اشغال مي كند البته در عمل اين اضافه حجم 20 تا 25 در صد كمتر است ، زيرا هيدروژن بسيار موثرتر از سوخت هاي فسيلي به ساير شكلهاي انرژي مصرفي ، تبديل مي شود . 
سرعت زياد شعله و محدوده وسيع احتراق ، هيدروژن ، آن را به سوختي متناسب براي موتورهاي درونسوز ، توربين هاي گازي و موتورهاي جت تبديل كرده است . هيدروژن در موتورهاي درون سوز مي تواند با بازدهي 12 تا 20 درصد بيش از سوختهاي فسيلي به انرژي مكانيكي تبديل شود . همچنين ، سبكي بيشتر هيدروژن در مقايسه با سوخت جت – به ويژه هيدروژن مايع نسبت به واحد وزن در مقايسه با سوخت جت – همراه با محتواي انرژي بيشتر است . همين مساله به هنگام استفاده از هيدروژن به عنوان سوخت در هواپيما ، وزن نشستن هواپيما و در نتيجه مصرف سوخت را كاهش مي دهد و استفاده از آن براي هواپيماهاي مسافربري برتري دارد .از نتايج پژوهشها چنين بر مي آيد كه استفاده از هيدروژن مايع در موتور هواپيماهاي مسافربري معمولي 19 درصد مصرف انرژي را نسبت به سوخت جت با پايه ي فسيلي ، كاهش مي دهد . در هواپيماهاي مافوق صوت ، اين برتري به 38 درصد و در خودروهاي درون سوز به 20 تا 60 درصد مي رسد. 
در تبديل سوخت ها به انرژي حرارتي در بعضي مصارف صنعتي ، تجارتي يا خانگي ، بازده هيدروژن بيش از ساير سوختها است . جدول شماره (3) اين مزايارا به صورت مقايسهاي اراعه داده است .
ملاحظه شده كه 736 واحد انرژي هيدروژني كافي است تا كار 100 واحد انرژي سوخت فسيلي موثر است . 
3- از لحاظ مسايل ايمني و آلودگي نيز هيدروژن يكي از تميزترين و ايمن ترين سوخت ها است . موتورهاي با سوخت هيدروژن ، به طرح هاي مربوط به كنترل آلودگي نياز ندارد ، زيرا محصول احتراق آن فقط بخار آب است كه خطر براي لايه ي ازن ندارد در حالي كه يكي از نقايص عمده ي سوخت هاي فسيلي ، آلايندگي محصولات ناشي از احتراق آن هاست .
محصول احتراق هيدروژن (بخار آب ) سمي و آلاينده نيست حتي تنفس آن ضرري ندارد و همين مساله ، استفاده از آن را در مصارف خانگي ، ايمن مي سازد . از لحاظ ايمني نيز آتش هيدروژن خطر كمتري از آتش سوخت هاي فسيلي دارد ، چرا كه درخشش شعله و تشعشع حرارتي آن كمتر است . .
روشهاي نگهداري و ذخيره هيدروژن :  

1- ذخيره سازي به صورت هيدرورهاي فلزي 
2- ذخيره سازي به صورت مايع و گاز تحت فشار

ذخيره هيدروژن در فلزات يا آلياژها به صورت هيدرور است . هيدرور بر اثر واكنش هيدروژن با يك فلز يا آلياژ تشكيل مي شود . اين واكنش گرمازاست ، بر عكس فرآيند دفع هيدروژن گرماگير است ، يعني براي آزاد شدن هيدروژن از هيدرور بايد به آن حرارت داد.اگر فشار هيدروژن ثابت بماند هيدرور مجدداً مي تواند با كاهش دما ، شارژ شود . فشار تجزيه براي فلز يا آليژي مشخص ، تابعي از دماست. 
گرما MH2 X + M + XH2 : فرآيند جذب 

  MH2 X + MH2 X + : فرآيند دفع

M : نشان دهنده مواد هيدروري و فلز يا آلياژ است 0سرعت اين واكنش ها با افزايش سطح تماس فلز يا آلياژ افزايش مي يابد بنابراين عمدتاً از مواد هيدروري پودري و دانه اي براي تسريع واكنش استفاده مي شود 0 با استفاده از خواص اين مواد هيدروژني ميتوان هيدروژن را در تانگ نگهدارنده درخانه ذخيره كرد0( شكل شماره 4 ) . امروز رايج ترين هيدرورهايي كه در فشار اتمسفر و دماي محيط سبب آزاد شدن هيدروژن مي شوند . عبارتند از : Lani FcaniFeT 
محفظه نگهداري هيدرور:
1 . محفظه نگهداري هيدرور در دماي بالا ( مثل Mg )
2 . محفظه نگهداري هيدرور در دماي پائين ( مثل Fe , Ti , Mn )
1 . دماي واكنش بوسيله گازهاي خروجي فراهم مي شود و حرارت لازم براي تهويه مطبوع را تامين مي كند . 
2 . دماي واكنش از گازهاي خروجي تامين مي شود كه ممكن است تا زير دمايي كه براي تقطير آب مورد نياز است سرد شود . 
دماي واكنش از موتور آب سردكن تامين شده و قدرت خنك كنندگي براي تهيه هوا را فراهم مي آورد . 
وزن زياد هيدروژن در دو حالت هيدرور و تحت فشار ، باعث شده است كه روش مايع كردن هيدروژن براي استفاده در خودروها و كاربردهاي ديگر ، ترجيح داده شود . فناوري مايع سازي هيدروژن پيشرفت خوبي كرده است ظروف و مخازن نگهداري هيدروژن مايع 253- درجه سانتي گراد سرد مي شود . بايد به نحوي باشد كه از نشت آن جلوگيري كند ، هرچند كه سبكي و سرعت نفوذ بالاي هيدروژن به هر حال باعث نشست مقداري از آن مي شود . مهم اين است كه مقدار نشتي آن از نظر اقتصادي قابل قبول باشد . چگالي كم هيدروژن مايع ، ايجاب مي كند كه در شرايط مساوي حجم آن 5/3 برابر بنزين باشد البته مجموع وزن سوخت و مخزن براي حركت يك خودرو در فاصله 500 كيلومتر ، براي بنزين و هيدوژن مايع يكسان است . 
هيدروژن مايع در موتورهاي جت و موشكهاي فضايي كاربرد بسياري دارد . سازمان فضايي آمريكا 
ناسا ) بزرگترين مصرف كننده هيدروژن در جهان است . 

مكانيزم كپسولهاي سوختي ( هيدروژني )

كپسول هاي هيدروژني از 2 الكترود + و – تشكيل شده . 
كه الكترون ها ساندويچ مانند از 1 پليمر مخصوص درست مي شود . سوخت هيدروژني به طرف آند ( - ) مي رود . در همان كپسول سوختي با كمك كاتاليزر اتم هيدروژن به پروتون و الكترون تجزيه مي شود كه راههاي مختلفي را به طرف كاتد پيدا مي كنند . الكتروليت كه در داخل پليمر به پروتون ها اجازه عبورمي دهد الكترون ها از طرف ديگر به يك مدار راه مي يابد و جريان الكتريكي خلق مي كند كه مي تواند تجزيه شود . قبل از اينكه به طرف كاتد برگردد . اكسيژني كه از هوا وارد مي شود در داخل اين كپسول سوختي به كاتد بر مي گردد . الكترون ها و پروتون با اكسيژن و هيدروژن تركيب مي شود كه يك مولكول آب را تشكيل مي دهد . كه اين يكي از محصول تغييرات است . 
اين كپسول يك ظرفيت محدود براي جريان محدودي دارد . اگرچه اين كپسولها بيرون انداخته نمي شود و نياز به شارژ دوباره ندارد . زماني كه در دسترس باشند الكترون ها كاربرد بالاتري دارند. سوخت هيدروژني دوباره پر مي شود در داخل كپسول هاي ساندويچي درمدار آن برق تهيه مي شود . 
يك ماشين كه با كپسول هاي سوختي مي باشد نياز به باطري انباره اي ندارد و همچنين 1 وزن و فضاي اضافي را در مي گيرد . جابجايي و تعويض پروتون در عنصرها حتي در درجه حرارت پايينc 80 و با داشتن غلظت بالا و قدرت بالا و مي توانند نيروي خروجي از بالا به پايين كاهش پيدا مي كندو مناسب براي ماشينهايي كه نياز به سريع روشن شدن دارد . در بخش انرژي اين اولين انتخاب براي اتومبيلهايي با كاربردي سبك مي باشد . 
باطري هاي قابل شارژ اين كپسولهاي سوخت نشان مي دهند . جابجايي پروتون هاي تشكيل شده از 1 ورقه نازك كه اجازه مي دهد هيدروژن با شارج + بروند و داخل آن را با آلياژهاي فلزي كه به صورت لايه لايه از جنس پلاتينيوم بوده مي پوشانند كادو كاتاليزر فعال مي باشند . الكترون در يك عضو جامد پليمري با اسيد Poly Per Fulsatfoni بكار برده مي شود . خروجي آنها از 50 تا 250 كيلووات مي باشد . عكس العمل را كپسول سوختي كه در آن ذرات زيادي با هم درگير مي شود كه ولتاژ خيلي كمي توليد مي كند كه باعث حركت اتومبيل مي گردد . كپسول سوختي مي گويند . يك پلاسماترون بدون عكس العمل طولي سيلندر كه عمل هوا بر روي آن تقريباً 5/1 كيلووات مي باشد . اين پلاسماجت اشاره اي به طرف بالاست در طي تغيير شكل عمل تزريق سوخت به طرف استيل استيل با توجه به هواست همانطور كه در شكل نشان داده شده است . 
در شكل بعد يك ميكروپلاسماترون تبديل سوخت كه آن شامل عكس العمل كشش و تعويض گرما مي تواند درجه حرارت سوخت را پايين بياورد و يك گاز هيدروژن غني شده و گرماي قبلي و ورودي هوا نياز به انرژي الكتريكي كمي دارد پلاسماترون و افزايش هيدروژن به صورت لايه اي كار و ادادمه پيدا مي كندو كارآيي بالا را به مي دهد . 
محاسبه حرارت بازيافته نشان مي دهد كه بكارگيري سيستم حرارت قبلي مي تواند نيروي الكتريكي به پلاسماترون را نصف كند . 
يك نمونه از تبديل كننده سوخت پلاسماتروني شامل 1 لوله فلزي استيل به قطر cm 4و cm 15 طول كه به صورت هدايت حرارتي با يك لايه فايبرگلاس كنار صفحات استيل قرار مي گيرد و نمونه هايي از هيدروژن غني و سرد و جدا شده بكار گرفته مي شود و گاز كرومات گرافي شده يا ( Gc ) جدول شماره 1 نشان مي دهند كه پلاسما روم نمونه فاصله پلاسماترون ها از مشخصه هاي كاري براي يك جريان DC موادي كه مي تواند از پلاسمايي كه تغيير دهنده مس ، زيركونيوم و موليبدن هستند بكار گرفته شوند كه كارآيي تبديل بقاي الكترودها ، اندازه و وزن و موارد حياتي روشن كه نياز به 1 تحقيق دقيق دارد . 



105-10KW Power
120-140VDC Voltage
15-75ADC Current
/05 g/s-105 g/s Flowrates Air
/03-/05g/s Fuel
اين مشكلات كه توضيح داده شد با موتوري كه در شكل 3 مشاهده مي كنيد بكار گرفته مي شود . 
پلاسماترون ها توسط عكس العمل خطي سيلند دنبال مي شوند كه يك نوع ساده مبدل گرمايي ( براي كاربرد غني و سرد نشده باشد ) و حرارت تبديل گاز به آب براي خنك شدن تغيير حالت بوجود آمده باشد بكار گرفته مي شود . 
نوع تغيير شكل براي گازوئيل و بنزين كه با تغيير شكل با توس DC بكار گرفته مي شود مبدل سوختي پلاسماترون سوخت از نوع معمول با كارآيي بالا تبديل مي شوند . اگرچه با حرارت توليد دوباره و با طراحي راكتورهاي قابل قبول تخمين زده مي شود كه با يك انرژي الكتريكي تبيدل مايكروپلاسترون ها سوخت به پلاسترون ها با 5% حرارت سوختي در دستور كار قرار دارد . علاوه بر اين در راكتور هيچ نشانه اي از دوده حتي پس از عمليات ديده نشده است .

چگونگی پیدایش و پیشرفت موتور

چگونگی پیدایش و پیشرفت موتور
اولین طرح موتور احتراق داخلی را لئوناردو داوینچی در سال ۱۵۰۹ ترسیم نمود ولی هیچگاه نتوانست طرح خود را به مرحله اجرا درآورد . در سال ۱۶۷۳ اولین موتوری که به حرکت درآمد توسط کریستیان هویگنس ساخته شد.

اولین طرح موتور احتراق داخلی را لئوناردو داوینچی در سال ۱۵۰۹ ترسیم نمود ولی هیچگاه نتوانست طرح خود را به مرحله اجرا درآورد . در سال ۱۶۷۳ اولین موتوری که به حرکت درآمد توسط کریستیان هویگنس ساخته شد. 
در سال ۱۶۸۷ اولین موتور بخار توسط دنیس پاپن آزمایش شد.بر پایه همین موتور در سال۱۷۶۹ اولین اتومبیل كه با موتور بخار حركت می كرد ،تولید شد .طرح های اولیه دارای مشكلات بسیاری بود واكثرا پس از حركت منفجر می شدند.در سال ۱۸۲۶ سامول براون اتومبیلی ساخت كه مجهز به موتور احتراق داخلی ۴ سیلندر گاز سوز ،كه دارای قدرتی معادل ۴اسب بخار بود. 
براون توانست اتومبیل ساخت خودرا به ثبت برساند ولی به علت نواقص بسیار ،امروزه این خودرو به عنوان اولین اتومبیل استاندارد شناخته نمی شود.در سال ۱۸۷۶ مهندس آلمانی كانت نیكولاس اتو موفق شد سیكل چهار زمانهای را كه كه بوردو روشانس فرانسوی پیشنهاد كرده بود بصورت عملی بكار بیندازد كه تحولی عظیم در صنعت خودرو سازی جهان رخ داد . 
اولین موتورواقعی به معنای امروزی در سال ۱۸۸۳ توسط گوتلیپ دایملر و ویلیام میباخ طراحی و تولید شد.سرعت دورانی این موتور ۹۰۰ دور در دقیقه بود كه تقریبا چهار برابر موتور ابداعی اتو بود.دوسال بعد یعنی در سال ۱۸۸۵ كارل بنز اولین اتومبیل جهان را كه سه چرخ داشت تولید نمود در همین سال اولین موتور سیكلت جهان توسط گوتلیپ دایملر ساخته شد. 
دایملر اولین خودروی خود را در سال ۱۸۸۶ ساخت. در سال ۱۸۹۲ رودلف دیزل موفق شد موتور احتراق تراكمی را اختراع و با نام دیزل به ثبت برساند.در سال ۱۸۹۳ هنری فورد نخستین موتور بنزینی را در خانه خود ساخت وآن را در همان سال آزمایش نمود.در سال ۱۸۹۷ دكتر فردیناند پورشه اتومبیلی را كه مجهز به موتور الكتریكی بود طراحی نمود. در سال ۱۸۹۹ اولین اتومبیل برقی جهان با ۱۱۰ كیلومتر در ساعت سرعت توسط كامیل ژناستی ساخته شد.در همین سال اولین اتومبیل ۴ سیلندر توسط دایملر به بازار عرضه شد.در سال ۱۹۰۳ هنری فورد اولین كارخانه اتومبیل سازی جهان را با ۱۰ نفر پرسنل تاسیس كرد. 
در سال ۱۹۰۸ كمپانی فورد مدلTراساخت وروانه بازار كرد كه در سالهای تولید ۱۵ میلیون عدد از این مدل فروخته شد.در سال ۱۹۱۲ اولین خودرو با موتور ۴ سوپاپ در كمپانی پژو ساخته شد. اولین موتور ۸سیلندر توسط كمپانی كادیلاك بر روی خودرو های تولیدی نصب شد.در سال ۱۹۳۶ فولكس بیتل طراحی وساخته شد وبیش از ۲۲ میلیون دستگاه از این خودرو در سراسر جهان فروخته شد.در سال ۱۹۴۰ اولین اتومبیل دو دیفرانسیل جهان توسط كمپانی ویلیز به نام جیپ به جهانیان معرفی شد ومورد استقبال بسیار قرار گرفت.در سال ۱۹۵۱ دكتر فلیكس وانكل موتور دورانی را اختراع كرد . 
اولین سیستم سوخت پاش الكترونیكی(انژكتور)توسط كمپانی كرایسلر بروی خودرو های تولیدی نصب گردید. در سال ۱۹۹۸ كمپانی تویوتا اتومبیل دو رگه (هیبرید) طراحی نمود و آن را بانام پریوس به بازار عرضه كرد.ودر سالهای بعد كمپانی های مختلف سیستمهای بسیاری برای بهینه كردن موتورهای ساخت خود طراحی واجرا كردند مانند:سیستم متغیر باز وبسته شدن سوپاپها،موتورهای ۱۶ سیلندر با قابلیت تغییر به ۴،۸،۱۲سیلندر یكی از عیبهای تبدیل خودروهای مایع سوز به گاز سوز افت قدرت است كه با تزریق مستقیم سوخت به داخل سیلندر (سیستم انژکتور injector ) و تحت نظر قرار دادن تمام رفتار موتور توسط ECU میتوان تا حدودی این افت قدرت را جبران کرد. 
یکی دیگر از دلایل افت قدرت موتورهای مایع سوز تبدیلی به گاز سوز به نوع و تکنولوژی کیت گاز سوز مورد استفاده بر می گردد . اغلب کیتهای ارزان قیمت باعث مسدود شدن نسبی مجاری ورودی شده و بازده حجمی موتور را بشدت کاهش میدهند که حتی این کیتها به غیر از بقیه عوامل خود مستقلا باعث می شوند تا ۱۰ درصد توان موتور افت کند که به هیچ وجه قابل توجیه و اغماض نیست که این افت به سادگی با یکبار استفاده از بنزین و مقایسه دو حالت خود را نشان می دهد . بنا بر آنچه گفته شد افت کلی و نهایی استفاده از گاز طبیعی و ملحقات آنگاه تا ۲۰ در صد می رسد. 
موتورهای بنزینی اتومبیلهای عادی با نسبت تراکمی در حدود ۸ الی ۵/۹ به یک و بازده ای در حدود ۴۷-۴۵ در صد کار می کنند اما در حالت واقعی بازده از این هم پایین تر است که خود موید آلودگی بسیار بالای این موتورهاست . اما گاز طبیعی می تواند با نسبت تراکمی در حدود ۱۵ به ۱ کار کند که در این حال بازده تا حدود ۶۰ درصد هم بالا می رود. 
با افزایش نسبت تراکم می توان تا حدودی افت قدرت خروجی موتورهای گاز سوز را جبران کرد 
اما به علت دمای بالای احتراق نباید تولید آلاینده های اکسید ازت (no x ) را فراموش كرد كه خود مسئله بسیار مهمی است . 
●سوپاپ های سدیمی 
یکی از عنصر هایی که با حرارت زیاد تماس مستقیم دارد سوپاپ است.و این تماس مستقیم با حرارت که گاهی ۱۳۰۰ درجه فارنهایت میرسد میتواند در عملکرد سوپاپ و عمر مفید آن تاثیر منفی شدیدی داشته باشد. به خصوص سوپاپ دود که تماس بیشتری با حرارت دارد. 
در حالت عادی بر اساس قوانین ترمودینامیک میتوان نتیجه گرفت که جایی که سطح تماس بیشتری دارد خنکتر میماند و جایی که تماس کمتری دارد گرم تر با این تفسیر میشود نتیجه گرفت که گرم ترین ناحیه سوپاپ همان قسمت مرکزی است (همان جایی که ساق سوپاپ به تاج سوپاپ متصل میشود). 
حال برای خنک کردن این قسمت از سوپاپ های سدیمی استفاده میشود . به این گونه که قسمت داخلی سوپاپ را تو خالی ساخته و داخلش را با نمک های فلزی هم مانندسدیم که دمای ذوب پایینی دارند پر میکنند و با اصطلاح این نوع سوپاپ ها را سدیمی مینامند. 
سدیم در دمای ۹۷ درجه سیلسیوس به حالت مذاب در آمده و در اثر حرکت خطی رفت و برگشتی سوپاپ (و داشتن اینرسی سدیم مذاب شده) ماده سیال در داخل خود سوپاپ به بالا و پایین پریده و باعث انتقال گرمای سر سوپاپ به ساق سوپاپ میشود و به این ترتیب گرمای داغ ترین موضع سوپاپ به سدیم مذاب و سپس به ساق سوپاپ و گاید سوپاپ و بعد به مجاری خنک کاری سرسیلندر راه پیدا میکند و عمر سوپاپ بیشتر میشود و این طرح بخصوص در موتور های تند گرد استفاده دارد که دور موتور تا حد بسیار زیادی بالا میرود و این بالا رفتن دور باعث کاهش یافتن فرصت خنک کاری در موتور و اجزا میشود. مثل موتورهایی كه در اتومبیل های مسابقهای مورد استفاده قرار می گیرند. 
با تبدیل موتور بنزینی به گاز سوز انژکتوری عملکرد(توان و گشتاور )موتور برای CNG حدود ۱۰ در صد و برای LPG در حدود ۵ درصد افت می كند ( البته به صورت تئوریك)كه دلایل گوناگونی دارد اما با كمی اغماض عملكرد یك موتور بنزینی كاربراتوری را می توان در حد موتور گازسوز انژكتوری دانست. 
بعلت چگالی كمتری كه CNG نسبت به LPG دارد حجم مخازن ذخیره آن در حدود ۴۰ درصد تا ۵۰ درصد بزرگتر از مخازن LPG است اما با انژكتوری كردن این مجموعه چون تمام رفتار موتور و سیستم احتراق و جرقه زنی توسط ECU كنترل میشود مصرف گاز به حداقل رسیده و نیاز به حجم كمتری از گاز ذخیره شده برای طی مسافت یكسان نسبت به نوع كاربراتوری است كه این مهم میتواند باعث كوچك شدن حجم مخازن ذخیره شود. 
در طرح دو گانه سوز انژكتوری بدان علت كه قسمت عمده ای از حسگر ها و ECU و ملحقات آن بین انژكتور گاز و بنزین مشترك است تنها اضافه كردن چند انژكتور مخصوص گاز و رگلاتور به همراه لوله های مربوط اجتنابناپذیر بوده و نیز از آنجاییكه ECU (مجموعه كنترل الكترونیك) قابل برنامهریزی مجدد است در صورت تغییر استراتژی سوختی از CNG به LPG و یا برعكس با تغییر برنامه عملكرد ●موتور بسادگی امكانپذیر است 
به علت وجود حسگرهای الكترونیكی در مكانهای مختلف موتور مثل حسگر دریچه گاز و حسگر فشار منیفولد میتوان قابلیت رانش خودرو را بهبود داد و این امر حتی از تنظیمات روی انژكتور بنزین هم آسان تر است (با توجه به مایع بودن بنزین و مساله تبخیر یا میعان آن) لذا در مجموع رانندگی با این مجموعه به علت صدای كمتر مصرف كمتر آلودگی كمتر و نرم تر كار كردن موتور به مراتب لذت بخش تر است و قابلیتی خوب برای جلب نظر خریدار است. اساس کار موتورها تا حدود زیادی شبیه به پمپها است .برای انجام پروسه احتراق موتور نیاز به اکسیژن و بطور کلی هوا دارد . 
هر موتور برای تولید قدرت بیشتر باید سوخت بیشتری را بسوزاند و سوزاندن سوخت بیشتر هم به نوبه خود مستلزم پمپاژ هوای بیشتری به داخل سیلندر ها است که میزان هوای ورودی به داخل سیلندر هم به مقاومت مجاری ورودی داخل سیلندر و مجاری خروجی و بطور سیستم تنفسی موتور بستگی دارد . 
شکل مجاری ورودی (منیفولد ورودی) و مجاری خروجی (منیفولد خروجی) دامنه حرکت سوپاپها و زمان باز بودن آنها تعداد سوپاپها و شکل اتاق احتراق عوامل تاثیر گذار در تعیین میزان بازده حجمی یک موتور می باشد . 
هر چه راندمان حجمی موتور بالاتر باشد میزان بیشترین قدرت خروجی هم طبعا بیشتر خواهد شد . سوختهای مایع وقتی که بخار می شوند فضای بسیار کمی از مسیر ورود هوا را اشغال می کند در نتیجه تاثیر قابل توجهی روی راندمان حجمی نمیگذارند. اما سوختهای گازی - نسبت به سوختهای مایع - ۴ الی ۱۵ درصد فضای بیشتری از مجاری ورود هوا را اشغال میکنند بنابراین کاربرد این سوختها باعث میشود که به همین میزان ذکر شده از حجم هوای ورودی به داخل سیلندر کاسته شود (راندمان حجمی را کاهش می دهد) لذا توان موتور کاهش خواهد یافت . 
این افت قدرت بطور ذاتی و طبیعی با سوختهای گازی همراه است و به آسانی نمی توان بر آن غلبه کرد . میزان واقعی افت قدرت به چگالی گاز در منیفولد ورودی بستگی دارد.

فرمان الکتریکی (EPS)

فرمان الکتریکی (EPS)
ELECTRIC POWER STEERINIG

  مقدمه ای بر سیستم فرمان (STEERING SYSTEMM )
امروزه پیشرفتهای علمی و فنی در تمام زمینه ها تحقق یافته و این امر شامل صنایع خودروسازی و صنایع وابسته نیز شده است .
یکی از این صنایع و اجزای وابسته قسمت فرمان خودرو است که وظیفه خطیر هدایت خودرو از طریق آن انجام می شود . برای تغییر مسیر خودرو از سیستم فرمان (STREERING SYSTEM) استفاده می شود .لذا مجموع تشکیل دهنده این سیستم نقش مهمی در خودرو به عهده دارد . معمولترین این سیستمها سیستم دنده شانهای (RACK) و پینیون (PINION) است بطوری که پینیون حرکت دورانی داشته و دنده شانه ای حرکت خطی انجام می دهد .در این حال پینیون حرکت دورانی غربیلک فرمان را به دنده شانه ای انتقال داده ،دنده شانه ای نیز حرکت خطی را از طریق مفصلها به چرخهای خودرو انتقال می دهد .نحوه تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی در سیستم فرمان (RACK & PINION) در شکل زیر نشان داده شده است .
سیر تکامل سیستم فرمان
یکی از پارامترهای موثر در انتخاب نوع خودرو در کشورهای توسعه یافته ،راحتی چرخش غربیلک فرمان آن خودرو می باشد . این موضوع سازندگان خودرو را بر آن داشته است که جهت تسهیل در چرخش فرمان و به تبع آن کاهش خستگی راننده و همچنین افزایش ایمنی با فراهم کردن کنترل بهتر در جاده های خشن یک سیستم هیدرولیکی به قسمت مکانیکی اضافه نمایند . معمولا این سیستم جانبی بصورت کمکی(ASSISTED) عمل می کند .
یعنی وظیفه اصلی همچنان به عهده قسمت مکانیکی است .معمولا اجزای زیر به قسمت مکانیکی فرمان اضافه می شوند تا هیدرولیکی گردد .
1- پمپ هیدرولیک با مخزن روغن و چرخ تسمه (PULLEY) 
2- شیر های کنترل (VALVE)
3- لوله های رابط 
4- سیلندر (TUBE)
5- تسمه (BELT)
خودرو های سمند ،پژو (شامل 206،405،پارس )دوو،زانتیا و ماکسیما دارای فرمان هیدرولیک هستند . سیستم هیدرولیکی فرمان جهت ایفای نقش از موتور خودرو استفاده می کند . بنابر این از بازده موتورکمی میکاهد ،همچنین مصرف انرژی بیشتری را باعث می گردد .علاوه بر آن سیستم هیدرولیک بصورت مرکز آزاد (OPEN CENTER) عمل می کند ،یعنی حتی در زمانهایی که خودرو بصورت مستقیم در حال حرکت بوده و هیچ انحرافی انجام نمی دهد باز هم این سیستم عمل می کند .
این موارد سازندگان فرمان خودرو را بر آن داشت تا بدنبال سیستمهای بهتر و مفید تری گشته یا آنها را جایگزین هیدرولیکی نمایند یا سیستم هیدرولیکی را بهبود بخشند .یکی از سیستم های ارائه شده در سالهای اخیر فرمان الکترو هیدرولیکی (EHPS) است که در آنجا بجای استفاده از موتور خودرو یک موتور الکتریکی به پمپ هیدرولیک اضافه می شود و در نتیجه فرمان از موتور خودرو مستقل می گردد.
شکل زیر یک سیستم فرمان الکترو هیدرولیکی را نشان می دهد .
خودروی پژو 307 از این نوع سیستم فرمان استفاده می کند . در این نوع فرمان هر چند مسئله مستقل بودن از موتور خودرو تحقق یافته است ولی مشکل دائمی بودن عملکرد سیستم هیدرولیکی یعنی حالت مرکز آزاد (OPEN CENTER)هنوز پابرجاست.
به عبارت دیگر باید حالتی تعبیه نمود که زمانی که چرخشی به فرمان وارد می شود سیستم عمل کند نه همه زمانها .
فرمان الکترکی (EPS)
این نوع فرمان مشابه هیدرولیکی آن عمل می کند ولی از لحاظ ساختار متفاوت بوده و دارای مزایای زیادی نسبت به نوع هیدرولیک است .این سیستم در اواسط دهه 1970 برای اولین بار مطرح گردید اما ساخت و کاربرد عملی آن از سال 1993 شروع گردید اولین بار توسط شرکت HONDA در اتمبیل های رالی NSX مورد استفاده قرار گرفت در این نوع فرمان مشکل دایمی بودن عملکرد سیستم کمکی فرمان حل شده است ،یعنی سیستم الکتریکی زمانی عمل می کند که چرخشی در فرمان به وجود آید به عبارت دیگر گشتاوری موجود باشد .فرمان الکتریکی از سه قسمت اسامی زیر تشکیل شده است که به سیستم فرمان مکانیکی (R & P)اضافه می شود:
1- سنسور گشتاور (Torque Sensor)
2- موتور با جریان مستقیم DC (DC Brushless Motor)
3- واحد کنترل الکترنیکی یا ECU (Electronic Control unit )
سه قسمت یاد شده می توانند در یک محفظه ( Housing )و یا جداگانه قرار گیرند.
طرز کار :
سیستم EPS به این صورت عمل می کند که ابتدا سنسور گشتاور ( یا سنسورهای گشتاور)، گشتاور وارده از غربیلک فرمان را حس نموده ،آن را به صورت سیگنال یا سیگنالهایی به قسمت میکرو کنترلر (ECU) ارسال می کند. میکرو کنترلر علاوه بر این سیگنال ،سیگنالی نیز از سرعت خودرو دریافتی می کند آنگاه این دو را پردازش نموده دستورالعمل لازم را به قسمت موتور DC اعمال می نماید تا به صورت کمکی (Assisted) سیستم فرمان مکانیکی را تحت تاثیر قرار دهد .
بنا براین دستورالعمل های ECU به موتور Brushless تابعی از خروجی سنسور و سرعت خودرو است .این یعنی سرعت خودرو در عملکرد EPS موثر بوده و این به منظور ایمنی بیشتر خودرو است .
یعنی بیشترین عملکرد EPS در سرعتهای پایین و کمترین عملکرد آن در سرعتهای بالای خودرو است .
محل نصب EPS
فرمان الکتریکی در سه حالت مختلف می توانند بر روی قسمت مکانیکی نصب شود.
الف – نصب بر روی ستون ((COLUMN فرمان : در این روش مجموعه سنسورها موتور DC و قسمت ECU بطور مجتمع در یک محفظه مستقر شده و بر روی ستون فرمان (Steering Column) نصب می شود ،بنابراین عملکرد کمکی (Assisted) فرمان EPS به ستون فرمان اعمال می گردد . این روش در خودروهای کوچک مخصوصا خودروهای درون شهری که راحتی فرمان فاکتور مهمی بویژه در ترافیکهای سنگین و پاک نمودن خودرو محسوب می شود،بکار می رود .
ستون فرمان با موتور الکتریکی DC توسط دنده حلزونی (Worm Gear) درگیر هستند که در شکل زیر نشان داده شده است .
ب – نصب بر روی پینیون 
در این روش نیز مجموعه سنسورها ،موتور DC و قسمت ECU بطور مجتمع در یک محفظه قرار گرفته ولی بر روی پینیون نصب می شوند . این حالت برای خودروهای نیمه سنگین مناسب بوده جایی که راننده این نوع خودروها در راحتترین حالت می توانند خودرو را هدایت کنند .
ج – نصب بر روی دنده شانه ای
در این روش هر سه قسمت EPS یعنی سنسور ، موتور DV و ECU جدا از هم بر روی جعبه فرمان نصب می شوند .
به این صورت که موتور DC و ECU بطور جدا از هم بر روی دنده شانه ای (Rack) قرار گرفته و سنسور ها نیز روی پینیون مستقر می شوند .زیرا روی دنده شانه ای گشتاوری وجود ندارد که سنسور ها بتوانند آن را حس نمایند .
این حالت برای خودروهای سنگین مناسب است.جایی که نیروی زیادی باید به دنده شانه ای اعمال شود .بنابراین نیروی کمکی (Assisted) بطور مستقیم از موتور DC به دنده شانه ای (Rack) وارد می گردد .
مزایای فرمان الکتریکی نسبت به فرمان هیدرولیک
1- حذف پمپ هیدرولیک (Pump) و چرخه تسمه (Pulley) 
2- حذف شیرهای کنترل (Valve) و لوله های رابط 
3- حذف تسمه ما بین پمپ هیدرولیک و موتور اتومبیل (Belt) 
4- حذف جک هیدرولیک (Jack Hydraulic) و روغن هیدرولیک 
5- وزن کم نسبت به هیدرولیکی 
6- تغییرات کمتر در قسمت مکانیکی فرمان هنگام طراحی فرمان الکتریکی نسبت به هیدرولیک
7- عدم کمک ( Assisted) فرمان در هنگام عدم ورود گشتاور در فرمان الکتریکی بعبارت دیگر زمانی که انحرافی در فرمان داده شود قسمت الکتریکی وارد عمل می گردد .
8- فرمان الکتریکی بصورت Fail Safe است ،چنانچه قسمت الکتریکی بدلایلی از کار افتاد،قسمت مکانیکی فرمان میتواند به کار خود ادامه دهد .
9- مقدار انرژی مصرفی در فرمان الکتریکی حدود یک ششم انرژی مصرفی در فرمان هیدرولیک است .به عبارت دیگر به مقدار %85 در انرژی مصرفی از لحاظ فرمان الکتریکی نسبت به هیدرولیک صرفه جویی می شود .
10- کاهش حجم و اندازه نسبت به هیدرولیک 
11 – مستقل بودن از موتور
12- کاهش قابل ملاحظه زمان مونتاژ 
13 – افزایش قابل ملاحظه عمر موثر نسبت به فرمان هیدرولیک
14 – قابلیت ایمنی بالا در شرایط بحرانی
15 – استفاده از یک نوع فرمان الکتریکی در چندین خودروی متفاوت ، به عبارت دیگر یک نوع طراحی فرمان الکتریکی را در چندین خودروی مختلف می توان به کار برد ،به شرطی که وزن اکسل جلوی خودروها و سیستم برق داخل آنها مشابه باشد .
فرمان SBW ( Steer By Wire )
این نوع فرمان مدرنترین نوع فرمانهای حال و آینده است .در این نوع سیستم ستون فرمان حذف شده و هیچ رابط مکانیکی بین غربیلک و قسمت دنده شانه ای و پینیون (R.P) وجود ندارد .شکل زیر نمای شماتیک فرمان SBW را نشان می دهد .این فرمان از دو آیتم الکترونیکی تشکیل شده است که بشرح زیر است :
الف – آیتم انتقال مقدار چرخش غربیلک به قسمت پینیون : این بخش شامل سنسور زاویه ای (Angular Sensor) میکروکنترلر (ECU)و موتورDC است .سنسور زاویه ای روی محوری که غربیلک روی آن می چرخد قرار دارد و مقدار زاویه گردش فرمان را حس نموده به میکرو کنترلر انتقال می دهد ،آنگاه میکروکنترلر سیگنال لازم را به موتور DC این آیتم که روی پینیون قرار دارد ارسال و در نهایت به دنده شانه ای منتقل و عمل هدایت خودرو توسط فرمان انجام می شود .
ممکن است این استنباط بوجود آید که فید بک جاده و چرخها به غربیلک و در نتیجه به راننده منتقل نمی گردد و همچنین هیچ باز دارنده ای در میزان چرخش غربیلک توسط راننده وجود ندارد ،در حالی که این استنباط درست نبوده و بازتاب و عکس العمل جاده به غربیلک (با توجه به اینکه ستون فرمان وجود ندارد) و راننده منتقل می شود .
ب – آیتم انتقال فید بک (Feedback) جاده و چرخها به راننده : این بخش شامل سنسور گشتاور (Torque sensor) میکروکنترلر و موتور DC مجزا است .سنسور گشتاور روی پینیون مستقر بوده و گشتاور روی پینیون مستقر بوده و گشتاور بوجود آمده را حس نموده به میکروکنترلر انتقال می دهد .
میکرو کنترلر نیز پش از پردازش سیگنال دریافتی دستورالعمل لازم را به موتور DC این آیتم که روی محور غربیلک نصب شده است ،ارسال می کند که به غربیلک نیرو وارد نماید .در نتیجه فید بک جاده به راننده منتقل گشته و عمل هدایت خودرو از طریق فرمان به درستی و واقعی انجام می پذیرد . 
لذا این نوع سیستم فرمان علاوه بر قسمت مکانیکی دنده شانه ای و پینیون از دو مجموع سنسور (یکی زاویه ای و دیگری گشتاور )میکروکنترلر و موتور DC تشکیل شده است این نوع سیستم اگرچه به جهت حذف ستون فرمان به ایمنی راننده در مواقع بحرانی می انجامد اما ضریب ایمنی بالایی را در سیستم هدایت خودرو می طلبد ،زیرا سیستم مکانیکی کامل نبوده ،عمل ستون فرمان توسط یک سیگنال الکترونیکی انجام می شود وسیگنالهای الکترونیکی ضریب اطمینان بالایی را لازم دارند .
شرکتهای فعال در زمینه سیستم فرمان الکتریکی
فرمان الکتریکی از سال 1995 بتدریج بر روی خودروهای سواری نصب شده و شر کتهای صاحب فن آوری این نوع فرمان بر روی آن تحقیقات و سرمایه گذاریهای گسترده ای انجام داده اند .مهمترین آنها عبارتند از :
1- شرکت Dlphi : این شرکت از سال 1999 تا پایان سال 2003 بیش از 5/2 میلیون دستگاه فرمان با تکنولوژی الکتریکی تولید و به فروش رسانده است .فرمانهای تولیدی آن اکنون بر روی چهار نوع خودرو در اروپا شامل فولوکس لوپو ،فیات پاندا ،پونتو ،و اپل مریوا نصب و مورد استفاده قرار گرفته است .این شرکت تولیدات خود را با اسامی مخصوصی معرفی کرده است .
فرمان الکتروهیدرولیکی آن با نام Magnasteer فرمان الکتیکی با نام Esteer و فرمانSBW با نام Quadrateer عرضه می شود .به عنوان مثال فرمان Esteer نصب شده روی خودروی فیات پانتو در شکل زیر نشان داده است .
اکنون این شرکت روزانه 50000 دستگاه از انواع سه گانه فرمانهای یاد شده را در 10نقطه دنیا تولید می کند .  
2 – شرکت Koyo Seiko :این شرکت در سال 2001 در حدود 4/2 میلیون دستگاه از فرمانهای الکتریکی تولید نموده است .از مهمترین قراردادهای آن در سال 2003 می توان به فروش 350000 دستگاه فرمان الکتریکی به شرکت دایملر – کرایسلر جهت نصب بر روی خودروی اسمارت و 300000 دستگاه به شرکت جنرال موتورز اشاره نمود .پیش بینی ها حاکی از آن است که در سال 206 در حدود 10 میلیون دستگاه تولید و به فروش خواهد رساند .
3 – شرکت NSK : این شرکت در سال 2001 تولید 4/1 میلیون و در سال 2002 تولید 8/1 میلیون دستگاه فرمان الکتریکی داشته است .تلاش برای تولید 3/3 میلیون دستگاه در سال 2006 و 6 میلیون دستگاه در سال 2011 از برنامه های آتی آن است .
4 – شرکت TRW: این شرکت بزرگترین تولید کننده فرمان الکتریکی است .بطوریکه 4 میلیون دستگاه را تا پایان سال 2003 تولید و بفروش رسانده است .از شرکتهای طرف قرارداد /ان میتوان به فیات ،نیسان و رنو اشاره نمود .
سهم فروش شرکتهای تولید کننده فرمان EPS در سال 2003 در نمودار زیر نشان داده است .
پیش بینی آمار تولید فرمان الکتیکی در سالهای آینده
موسسه Just.auto.com در زمینه پیش بینی بازار انواع قطعات و فنآوری وخودرویی (Automotive) تحقیقات علمی انجام می دهد .از جمله این فعالیتها پیش بینی آمار تولید و فروش انواع گیربکسها (دستی ،اتوماتیک،CVT و....) و انواع فرمانها ،مکانیکی،هیدرولیکی،الکتریکی،در سالهای آتی است .
این تحقیقات بازار سه منطقه عمده در دنیا را در بر می گیرد :
1 – اروپا
2 – آمریکای شمالی
3 – آسیا و اقیانوس آرام
البته منظور از آسیا کشورهای شرق دور و جنوب شرق آسیا است . بنابراین کشور ایران در این آمار ها لحاظ نگردیده است .مطالب ذیل گلچینی از موسسه یاد شده در خصوص سیستم فرمان خودرو هاست ذگر این نکته ضروری است که آمارها تا پایان سال 2003 واقعی بوده اما برای سالهای بعد بعنوان پیش بینی است .در جدول زیر ذرصد خودروهایی که از سال 1995 انواع فرمان الکتریکی بر روی آنها نصب گردیده آمده است : ارقام تولید و نصب انواع سه گانه فرمان الکتریکی بر روی خودروهای اروپایی از سال 2000 تا 2010 در جدول زیر نشان داده است 
منظور از RDEPS فرمان الکتریکی نصب شده روی دنده شانه ای یا RACK DRIVE EPS همچنین PD EPS فرمان الکتریکی نصب شده روی پینیون یا DRIVE EPS PINION و CDEPS فرمان الکتریکی نصب شده روی ستون فرمان یا EPS COLUMN DRIVE است .
ارقام تولید و نصب فرمان الکتریکی بر روی خودروهای آسیا اقیانوس آرام از سال 2000 تا 2010 در جدول بالا مشاهده می شود .
جدول ردیف آخر نیز ارقام تولید و نصب فرمان الکتریکی بر روی خودروهای دنیا از سال 2000 تا 2010 را نشان می دهد
نتیجه : با نگاهی به آمار های تولی و استفاده از فرمانهای الکتریکی در مناطق مختلف دنیا می توان این استنباط را نمود که درسالهای نه چندان دور طیف گسترده ای از خودروها به این فرمان ها مجهز خواهد شد . با عنایت به اقبال عمومی صاحبان صنایع و مصرف کنندگان خودرو از این نوع فرمانها بر ماست که در این مسیر قرار گرفته و خودروهای ساخت داخل را به این سیستم پیشرفته مجهز نماییم تا ضمن استفاده در خودروهای داخل کشور در صادرات خودرو به کشورهای دیگر نیز از دیگران عقب نمانیم .