لماذا يحتاج نظام التوجيه الهيدروليكي إلى الزيت؟
في مجال تكنولوجيا السيارات الحديثةنظام التوجيهيلعب دورا حيويا. يعد نظام التوجيه الهيدروليكي ونظام التوجيه الكهربائي نظامين توجيهيين شائعين، وبينما تم تصميمهما لمساعدة السائقين على التحكم في اتجاه سيارتهم بسهولة أكبر، إلا أن هناك اختلافات كبيرة في كيفية عملهم والموارد التي يحتاجون إليها.
ستلقي هذه المقالة نظرة فاحصة على سبب احتياج أنظمة التوجيه الهيدروليكي إلى الزيت بينما لا تحتاج أنظمة التوجيه الكهربائية إلى ذلك.
كيف يعمل نظام التوجيه الهيدروليكي؟
الهيكل الأساسي لتوجيه الطاقة الهيدروليكية
نظام التوجيه الهيدروليكي هو نظام يوفر المساعدة في الطاقة من خلال مضخة هيدروليكية. في هذا النظام، المضخة الهيدروليكية هي المكون الأساسي. يتم تشغيله بواسطة المحرك ويولد زيتًا هيدروليكيًا عالي الضغط. ينتقل الزيت الهيدروليكي عبر الأنابيب إلى رف التوجيه أو جهاز التوجيه. عندما يدير السائق عجلة القيادة، يقوم النظام الهيدروليكي بضبط تدفق الزيت الهيدروليكي وفقًا لزاوية دوران عجلة القيادة واتجاهها، مما يوفر المساعدة في تدوير العجلات.
دور الزيت الهيدروليكي
يلعب الزيت الهيدروليكي دورًا حيويًا في أنظمة توجيه الطاقة الهيدروليكية. أولاً، يعمل كوسيط لنقل الطاقة، حيث يحول الطاقة الميكانيكية للمحرك إلى طاقة هيدروليكية وينقلها إلى جهاز التوجيه عبر الأنابيب. ثانيًا، يتمتع الزيت الهيدروليكي أيضًا بتأثير تشحيم، مما يقلل من احتكاك المكونات الميكانيكية المختلفة في النظام ويطيل عمر خدمة نظام التوجيه. أخيرًا، يمكن للزيت الهيدروليكي أيضًا تبديد الحرارة لمنع ارتفاع درجة حرارة النظام، وبالتالي الحفاظ على التشغيل المستقر للنظام.
عملية تشغيل النظام الهيدروليكي
عندما يدير السائق عجلة القيادة، تستجيب المضخة الهيدروليكية على الفور لتوليد الضغط الهيدروليكي المطلوب. في هذا الوقت، سوف يتدفق الزيت الهيدروليكي إلى الغرفة الهيدروليكية لرف التوجيه أو جهاز التوجيه، وذلك باستخدام القوة الهيدروليكية للمساعدة في تدوير العجلات، مما يسمح للسائق بتدوير السيارة بسهولة. يعد تدفق الزيت الهيدروليكي هو المفتاح لعملية دعم الطاقة بأكملها. ومن خلال هذا التأثير الهيدروليكي يمكن لنظام التوجيه الهيدروليكي أن يقلل بشكل كبير من عبء التحكم على السائق.
لماذا يحتاج نظام التوجيه الهيدروليكي إلى الزيت؟
الزيت الهيدروليكي كوسيلة لنقل الطاقة
تتطلب أنظمة التوجيه الهيدروليكي الزيت لأن الزيت الهيدروليكي هو الوسيلة الأساسية لنقل الطاقة. في هذا النظام، يجب أن يتم نقل الضغط الناتج عن المضخة الهيدروليكية عبر الزيت الهيدروليكي. وبدون الزيت الهيدروليكي، حتى لو قامت المضخة الهيدروليكية بتوليد الضغط، فإنها لا تستطيع نقل هذا الضغط إلى جهاز التوجيه، ولن يتمكن النظام من توفير المساعدة في الطاقة، وسيشعر السائق أن التوجيه يصبح صعباً للغاية.
تشحيم وحماية مكونات النظام
هناك العديد من المكونات الميكانيكية في النظام الهيدروليكي والتي من شأنها توليد الاحتكاك عند العمل. لن تؤدي هذه الاحتكاكات إلى تآكل المكونات فحسب، بل ستؤدي أيضًا إلى زيادة استهلاك النظام للطاقة. يتمتع الزيت الهيدروليكي بقدرة جيدة على التشحيم ويمكن أن يشكل طبقة واقية بين مكونات النظام لتقليل الاحتكاك وإطالة عمر خدمة النظام. بالإضافة إلى ذلك، فإن تأثير التشحيم للزيت الهيدروليكي يمكن أن يقلل أيضًا من فقدان الطاقة ويحسن كفاءة عمل النظام.
تبريد واستقرار أداء النظام
يولد النظام الهيدروليكي كمية كبيرة من الحرارة أثناء العمل. إذا لم يتم تبديد هذه الحرارة في الوقت المناسب، فسوف يتسبب ذلك في ارتفاع درجة حرارة النظام، مما سيؤثر على أداء التوجيه. عندما يتدفق الزيت الهيدروليكي في النظام، فإنه لا ينقل الطاقة فحسب، بل يمتص أيضًا الحرارة الناتجة عن النظام ويأخذها بعيدًا لمساعدة النظام على تبديد الحرارة. يعد تبديد الحرارة هذا أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على استقرار النظام وموثوقيته.
التأكد من سرعة استجابة النظام
النظام التوجيه الهيدروليكييحتاج m إلى الاستجابة بسرعة عندما يدير السائق عجلة القيادة، الأمر الذي يتطلب تدفق الزيت الهيدروليكي بسرعة ونقل الضغط. يتمتع الزيت الهيدروليكي بسيولة جيدة ويمكنه التحرك بسرعة داخل النظام، مما يضمن قدرة النظام على الاستجابة لعمليات السائق في الوقت المناسب، وبالتالي توفير مساعدة سريعة ودقيقة في التوجيه.
كيف يعمل نظام التوجيه الكهربائي؟
الهيكل الأساسي للتوجيه الكهربائي
لا يعتمد نظام التوجيه الكهربائي (EPS)، على عكس التوجيه الهيدروليكي، على الزيت الهيدروليكي لتوفير المساعدة في الطاقة. في المقابل، يستخدم نظام التوجيه الكهربائي محركًا كهربائيًا لتوليد مساعدة التوجيه. عندما يقوم السائق بإدارة عجلة القيادة، يقوم المستشعر بالكشف عن زاوية دوران عجلة القيادة واتجاهها، ومن ثم يوفر المحرك الكهربائي الطاقة المقابلة بناءً على هذه المعلومات لتدوير عجلة القيادة.
دور المحرك الكهربائي
في نظام التوجيه الكهربائي، المحرك الكهربائي هو العنصر الأساسي. يتم تشغيله بواسطة مصدر الطاقة الموجود على متن الطائرة ويقوم مباشرة بتشغيل رف التوجيه أو جهاز التوجيه عبر الكهرباء لتوفير المساعدة في الطاقة. يستجيب المحرك الكهربائي بسرعة ويمكنه التحكم بدقة في مقدار مساعدة التوجيه، مما يضمن حصول السائق على تجربة توجيه مناسبة في ظل ظروف القيادة المختلفة.
عملية تشغيل نظام التحكم الإلكتروني
وعندما يدير السائق عجلة القيادة، تستشعر أجهزة الاستشعار الموجودة في نظام التوجيه الكهربائي هذه الحركة على الفور وتنقل البيانات إلى وحدة التحكم. تقوم وحدة التحكم بحساب مقدار المساعدة المطلوبة وتطبيقه عبر المحرك الكهربائي. تعتمد العملية برمتها على التشغيل المنسق لأنظمة التحكم الإلكترونية والمحركات الكهربائية، دون الحاجة إلى الزيت الهيدروليكي لنقل الطاقة أو التشحيم.
لماذا لا يحتاج نظام التوجيه الكهربائي إلى الزيت؟
محرك كهربائي مباشر، لا حاجة لنقل الطاقة الهيدروليكية
يقوم نظام التوجيه الكهربائي بتشغيل جهاز التوجيه مباشرة من خلال محرك كهربائي ولا يحتاج إلى مضخة هيدروليكية وزيت هيدروليكي لنقل الطاقة. تقوم المحركات الكهربائية بتحويل الطاقة الكهربائية مباشرة إلى طاقة ميكانيكية تُستخدم لتدوير العجلات، مما يلغي الحاجة إلى الزيت الهيدروليكي كوسيلة لنقل الطاقة.
يقلل الاحتكاك الميكانيكي
المصدر الأساسي للطاقة في نظام التوجيه الكهربائي هو المحرك الكهربائي، وليس التفاعل بين المكونات الميكانيكية. على الرغم من أنه لا تزال هناك بعض الأجزاء الميكانيكية في نظام التوجيه الكهربائي، إلا أن تشغيلها يعتمد على محرك كهربائي، وهو أقل احتكاكًا. لذلك، لا يحتاج النظام إلى الاعتماد على الزيت الهيدروليكي للتشحيم، مما يبسط بشكل كبير هيكل النظام ومتطلبات الصيانة.
إدارة الحرارة مختلفة
الحرارة في نظام التوجيه الكهربائي تأتي بشكل رئيسي من عمل المحرك الكهربائي، والحرارة المتولدة عن المحرك الكهربائي تكون صغيرة نسبياً ولا تحتاج إلى تبديدها عن طريق السائل مثل النظام الهيدروليكي. تستخدم أنظمة التوجيه الكهربائية عادة تبريد الهواء أو المشتتات الحرارية البسيطة لإدارة الحرارة، بدلاً من الاعتماد على الزيت الهيدروليكي لتبديد الحرارة.
يتم تحديد سرعة استجابة النظام الكهربائي عن طريق التحكم الإلكتروني
يتم تحديد سرعة استجابة نظام التوجيه الكهربائي من خلال أداء المحرك الكهربائي وسرعة استجابة نظام التحكم الإلكتروني. المحركات الكهربائية قادرة على البدء بسرعة وتوفير الدفعة المطلوبة، لذلك لا تحتاج إلى الاعتماد على تدفق الزيت الهيدروليكي لتحقيق استجابة سريعة مثل الأنظمة الهيدروليكية. يمكن لنظام التحكم الإلكتروني الاستجابة خلال أجزاء من الثانية، مما يضمن مزامنة نظام التوجيه الكهربائي دائمًا مع تشغيل السائق.
التوجيه الهيدروليكي مقابل. التوجيه الكهربائي: ما الفرق؟
التعقيد الهيكلي
بالمقارنة مع أنظمة التوجيه الكهربائية، تتمتع أنظمة التوجيه الهيدروليكية بهيكل أكثر تعقيدًا وتتضمن مكونات متعددة مثل المضخات الهيدروليكية وأنابيب الزيت والزيت الهيدروليكي. ويتطلب التشغيل المنسق لهذه المكونات دقة عالية. يعد نظام التوجيه الكهربائي بسيطًا نسبيًا ويتكون بشكل أساسي من محرك كهربائي ووحدة تحكم إلكترونية، مما يقلل من التعقيد ونقاط الفشل المحتملة للنظام.
متطلبات الصيانة
النظام التوجيه الهيدروليكييحتاج إلى استبدال الزيت الهيدروليكي بانتظام والتحقق من إغلاق خط الأنابيب الهيدروليكي لضمان التشغيل الطبيعي للنظام. لا يتطلب نظام التوجيه الكهربائي أي صيانة إضافية تقريبًا. بالإضافة إلى عمليات الفحص الكهربائي الروتينية، ليست هناك حاجة لاستبدال الزيت الهيدروليكي أو فحص المكونات الهيدروليكية، مما يقلل من تكاليف الصيانة والتعقيد.
كفاءة الطاقة والأثر البيئي
تتمتع أنظمة التوجيه الكهربائية بكفاءة عالية في استخدام الطاقة وتأثير منخفض على البيئة لأنها تستخدم الطاقة الكهربائية بشكل مباشر. تعتمد أنظمة التوجيه الهيدروليكية على المحرك لتشغيل مضخة هيدروليكية، مما يزيد الحمل على المحرك ويستهلك وقودًا إضافيًا. بالإضافة إلى ذلك فإن تسرب الزيت الهيدروليكي قد يسبب تلوث البيئة، إلا أن نظام التوجيه الكهربائي يتجنب هذه المشكلة.
