كيف يعمل رف التوجيه الكهربائي في السيارة؟
مع التطور المستمر لتكنولوجيا صناعة السيارات، أصبح نظام التوجيه الكهربائي (العائد على السهم) تدريجيًا التكنولوجيا السائدة في أنظمة توجيه السيارات الحديثة في السنوات الأخيرة. كأحد المكونات الأساسية لهذه التكنولوجيا، يتم اعتماد رف التوجيه الكهربائي (رف التوجيه الكهربائي، رف العائد على السهم) من قبل المزيد والمزيد من شركات صناعة السيارات. لا يمكن لهذا النظام أن يقلل بشكل فعال من عبء توجيه السائق فحسب، بل يحسن أيضًا من قدرة السيارة على المناورة والاستقرار وكفاءة الوقود. على وجه الخصوص، مع استمرار زيادة متطلبات كفاءة طاقة السيارات وتجربة القيادة، أصبحت مزايا رفوف التوجيه الكهربائي أكثر وأكثر بروزًا.
إذن، كيف؟رف التوجيه الكهربائيما هو العمل؟ ما الفرق بينه وبين نظام التوجيه الهيدروليكي التقليدي؟ ستناقش هذه المقالة بالتفصيل مبدأ عمل وتركيب ووظيفة وتطبيق رف التوجيه الكهربائي في السيارات الحديثة.
ما هو نظام التوجيه الكهربائي؟
نظام التوجيه الكهربائي (العائد على السهم) هو تقنية تستخدم محركًا كهربائيًا بدلاً من مضخة هيدروليكية تقليدية لتوفير مساعدة التوجيه. بالمقارنة مع نظام التوجيه الهيدروليكي التقليدي (إتش بي إس)، فإن أكبر ميزة لنظام العائد على السهم هي أنه لا يعتمد على مضخة هيدروليكية تعمل بالمحرك، ولكنه يقود رف توجيه السيارة مباشرة من خلال محرك كهربائي، مما يقلل من استهلاك السيارة للطاقة مع تحسين سرعة استجابة النظام ودقته.
يعد رف التوجيه الكهربائي أحد المكونات الأساسية لنظام التوجيه الكهربائي. وهو مسؤول عن تحويل القوة الدورانية التي يوفرها المحرك إلى عملية توجيه عجلة القيادة ونقل هذه العملية إلى العجلات. وهو مشابه للرف الميكانيكي التقليدي، باستثناء إضافة جهاز مساعدة الطاقة الكهربائية إلى هيكله الداخلي.
ما هو مبدأ عمل رف التوجيه الكهربائي؟
يمكن تقسيم مبدأ عمل رف التوجيه الكهربائي إلى عدة خطوات رئيسية: ردود الفعل من المستشعر، وقيادة المحرك، ونقل التوجيه. فيما يلي سنقدم عملية عمل كل رابط بالتفصيل.
1. دور مستشعر قوة التوجيه
يبدأ عمل نظام التوجيه الكهربائي بمستشعر قوة التوجيه (مستشعر عزم الدوران). عندما يدير السائق عجلة القيادة، يراقب المستشعر عزم الدوران على عجلة القيادة في الوقت الفعلي. يتم نقل هذه المعلومات إلى وحدة التحكم الإلكترونية (وحدة التحكم الإلكترونية) في السيارة، وتحدد وحدة التحكم الإلكترونية مقدار مساعدة التوجيه المطلوبة بناءً على هذه المعلومات.
لا يستطيع المستشعر استشعار عزم الدوران الذي يطبقه السائق فحسب، بل يمكنه أيضًا تحديد سرعة واتجاه التوجيه. على سبيل المثال، عندما يدير السائق عجلة القيادة، سيحلل النظام سرعة التوجيه التي يريدها السائق وزاوية توجيه العجلة من خلال المستشعرات. سيضبط النظام كمية الطاقة المقدمة وفقًا لظروف القيادة المختلفة (مثل السرعة المنخفضة أو العالية)، وذلك لتحقيق تحكم أكثر مرونة ودقة.
2. وظيفة قيادة المحرك
وفقًا للمعلومات التي يرسلها مستشعر قوة التوجيه، ترسل وحدة التحكم الإلكترونية تعليمات إلى المحرك لتوجيهه لتوفير الطاقة المناسبة. عادةً ما يكون المحرك عبارة عن محرك تيار مستمر أو محرك متدرج، والذي يختلف وفقًا للطرازات والاحتياجات المختلفة. يتمثل دور المحرك في توليد عزم الدوران المطلوب للتوجيه ونقله إلى رف التوجيه من خلال نظام ناقل الحركة.
بالمقارنة مع نظام التوجيه الهيدروليكي التقليدي، فإن محرك رف التوجيه الكهربائي عادة ما يقود رف التوجيه مباشرة. ولأن دوران المحرك يمكن أن يحقق التحكم الدقيق، يمكن للنظام ضبط قوة التوجيه بدقة وفقًا لاحتياجات السائق وتوفير درجات مختلفة من الطاقة في ظل ظروف قيادة مختلفة.
3. وظيفة نقل رف التوجيه
ينقل المحرك عزم الدوران إلى رف التوجيه من خلال آلية نقل (مثل التروس والصواميل) لدفع عجلات السيارة للتوجيه. يتكون رف التوجيه من رف وترس. يتم توصيل الترس بذراع توجيه العجلة من خلال الرف للتحكم في زاوية توجيه العجلة. تؤثر حركة الرف بشكل مباشر على دوران العجلة، ويقوم المحرك بضبط قوة رف التوجيه لضمان أن يتمكن السائق من إجراء عمليات التوجيه بسهولة.
في رف التوجيه الكهربائي، يتم عادةً تحقيق الاتصال بين الرف والمحرك من خلال نظام تروس تخفيض صغير. لا يستطيع هذا النظام ضبط نسبة نقل عزم الدوران فحسب، بل يحسن أيضًا من موثوقية النظام ومتانته. من خلال نظام النقل هذا، يمكن تحويل عزم الدوران الناتج عن المحرك بشكل فعال إلى دوران العجلة لمساعدة السائق على إكمال عملية التوجيه.
4. ردود الفعل والتعديل
من أهم مميزات رف التوجيه الكهربائي قدرته العالية على التغذية الراجعة. فعند قيادة السيارة، تتأثر دوران عجلة القيادة بعوامل مثل سرعة السيارة وظروف الطريق. ويمكن للنظام الكهربائي ضبط مساعدة الطاقة المقدمة في الوقت الفعلي. على سبيل المثال، عند القيادة بسرعة منخفضة أو ركن السيارة، سيزيد النظام من مساعدة الطاقة لتقليل ثقل التوجيه؛ بينما عند السرعة العالية، سيقلل النظام من مساعدة الطاقة لتحسين دقة التحكم واستقرار السيارة.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا تعديل نظام التوجيه الكهربائي وفقًا للأداء الديناميكي للسيارة. على سبيل المثال، أثناء الكبح أو الانعطاف، سيضبط النظام قوة التوجيه وفقًا لعوامل مثل سرعة السيارة وزاوية الانعطاف والتسارع وما إلى ذلك، لضمان حصول السائق على تجربة تحكم أفضل.
ما هي المكونات الهيكلية لرف التوجيه الكهربائي؟
يعتبر هيكل رف التوجيه الكهربائي معقدًا نسبيًا ويحتوي على مكونات رئيسية متعددة لضمان قدرته على توفير مساعدة التوجيه بكفاءة وثبات أثناء التشغيل.
1. المحرك الكهربائي
المحرك الكهربائي هو أحد المكونات الأساسية لنظام التوجيه الكهربائي وهو المسؤول عن توفير عزم الدوران المطلوب للتوجيه. يتم تثبيته عادة في وسط نظام التوجيه ويتم توصيله بحامل التوجيه من خلال آلية نقل. هناك العديد من أنواع المحركات الكهربائية، وأكثرها شيوعًا تشمل محركات التيار المستمر والمحركات المتدرجة. يمكن التحكم في عزم دوران خرج المحرك عن طريق التيار، ويمكن للنظام ضبط خرج الطاقة للمحرك وفقًا لإشارة التغذية الراجعة للمستشعر لتحقيق مساعدة توجيه دقيقة.
2. رف التوجيه والترس
رف التوجيه هو مكون مهم متصل بعجلة القيادة، وهو المسؤول عن تحويل دوران عجلة القيادة إلى توجيه العجلات. مبدأ عمل رف التوجيه الكهربائي مشابه لمبدأ رف التوجيه الميكانيكي التقليدي. ينقل كلاهما عزم الدوران من خلال التداخل بين الرف والترس، ولكنرف التوجيه الكهربائييضيف محركًا كهربائيًا لتوفير المساعدة في مجال الطاقة.
3. وحدة الاستشعار والتحكم (المستشعر ووحدة التحكم الإلكترونية)
مستشعر قوة التوجيه ووحدة التحكم الإلكترونية (وحدة التحكم الإلكترونية) هما العقل المدبر لنظام التوجيه الكهربائي. يراقب المستشعر قوة التوجيه التي يطبقها السائق في الوقت الفعلي وينقل المعلومات إلى وحدة التحكم الإلكترونية، التي تضبط خرج الطاقة للمحرك بناءً على هذه البيانات. تحسب وحدة التحكم الإلكترونية مساعدة التوجيه المثلى من خلال خوارزمية معقدة لضمان قدرة نظام التوجيه على توفير تجربة تحكم دقيقة في ظل ظروف قيادة مختلفة.
4. علبة التروس
يحول المخفض أو علبة التروس السرعة العالية للمحرك إلى سرعة منخفضة وعزم دوران مرتفع مناسب للنقل إلى الرف. من خلال المخفض، يتم تحويل طاقة خرج المحرك بشكل فعال، مما يضمن سلاسة ودقة التوجيه.
ما هي مميزات وعيوب رف التوجيه الكهربائي؟
1. مزايا رف التوجيه الكهربائي
● توفير الطاقة وحماية البيئة: يتم تشغيل نظام التوجيه الكهربائي بواسطة محرك كهربائي، مما يتجنب استهلاك الطاقة العالي والتلوث الناتج عن النظام الهيدروليكي التقليدي. وبالمقارنة مع الأنظمة الهيدروليكية، يمكن لأنظمة التوجيه الكهربائي ضبط حجم مساعد الطاقة تلقائيًا حسب الحاجة، مما يقلل من هدر الطاقة غير الضروري.
● التحكم الدقيق: يمكن لنظام التوجيه الكهربائي ضبط مساعدة الطاقة في الوقت الفعلي وتوفير استجابة توجيه أكثر دقة. يمكن أن يوفر هذا تجربة قيادة أكثر استرخاءً وراحة للسائق، خاصة عند القيادة بسرعات عالية والانعطاف، حيث تكون ردود الفعل واستجابات النظام مهمة بشكل خاص.
● تقليل العبء على هيكل السيارة: يقلل نظام التوجيه الكهربائي من استخدام مكونات مثل المضخات الهيدروليكية والأنابيب والزيت، وبالتالي يقلل من الوزن الإجمالي للسيارة. يساعد التصميم خفيف الوزن على تحسين كفاءة الوقود وتقليل انبعاثات السيارة.
● متكامل ومرن للغاية: يمكن دمج نظام التوجيه الكهربائي مع أنظمة التحكم الإلكترونية الأخرى (مثل أنظمة التحكم في الثبات، وأنظمة القيادة الذاتية، وما إلى ذلك) لتحقيق وظائف مساعدة القيادة الأكثر ذكاءً.
2. عيوب حوامل التوجيه الكهربائي
● قضايا التكلفة: تكاليف تطوير وتصنيع أنظمة التوجيه المعززة بالطاقة الكهربائية مرتفعة نسبيًا. وخاصة في ظل متطلبات المحركات وأجهزة الاستشعار ووحدات التحكم عالية الأداء، فإن تكاليف التصنيع سوف ترتفع بشكل أكبر.
● التعقيد الفني: إن التحكم الإلكتروني وتكنولوجيا الاستشعار المستخدمة في نظام التوجيه الكهربائي معقدة نسبيًا، كما أن دقة واستقرار النظام يتطلبان متطلبات فنية عالية. وأي عطل بسيط أو فشل في المستشعر قد يتسبب في تعطل نظام التوجيه، مما يؤثر بدوره على سلامة القيادة.
● الصيانة والإصلاح: على الرغم من أن متطلبات صيانة نظام التوجيه الكهربائي منخفضة نسبيًا، إلا أنه بمجرد حدوث عطل، قد يكون الإصلاح معقدًا ومكلفًا. خاصة عندما تكون هناك مشكلة في المحرك أو وحدة التحكم، يلزم التشخيص والإصلاح المهني.
بقدرة إنتاجية تبلغ 300000 وحدة سنويًا، تعد شركة دي كيه إم موردًا موثوقًا به لأنظمة التوجيه المعزز للسيارات. تشتمل مرافق التصنيع المتقدمة لدينا في فوشان، الصين، على أكثر من 280 ماكينة التحكم الرقمي بالكمبيوتر، مما يضمن الدقة والجودة الثابتة. نحن نقدم حلول التوجيه لعلامات تجارية مثل هيونداي وهوندا وفولكس فاجن، بأسعار تنافسية للموزعين ومصنعي المعدات الأصلية. تقدم شركة دي كيه إم أيضًا صفقات الجملة والخصومات الترويجية والحلول المخصصة لتلبية متطلبات السوق المحددة. اتصل بنا اليوم لطلب عرض أسعار مفصل واستكشاف منتجاتنا عالية الجودة وبأسعار معقولة.
