جعبه فرمان ماشین چیست + بررسی ساختار و نحوه کارکرد

جعبه فرمان ماشین چیست؟

جعبه فرمان کلیدی‌ترین جزء در فرایند هدایت و کنترل خودرو است و باید آن را قلب سیستم فرمان خودرو دانست. جعبه فرمان با استفاده از یک سری اتصالات مکانیکی و هیدرولیکی بین غربیلک فرمان و چرخ‌های خودرو، امکان تغییر دقیق جهت حرکت خودرو را با کمترین تلاش فیزیکی برای راننده فراهم می‌کند.
اجزای تشکیل‌دهنده سیستم فرمان

مهم ترین اجزای تشکیل‌دهنده سیستم فرمان ماشین

گفتیم که جعبه فرمان، قلب سیستم فرمان خودرو است. سیستم فرمان به طور کلی از این اجزا تشکیل می‌شود:

غربیلک فرمان: آشناترین بخش سیستم فرمان که نیروی دست شما را تقویت می‌کند و به میل فرمان انتقال می‌دهد. وظیفه اصلی غربیلک فرمان انتقال دستورات چرخشی شما به جعبه فرمان و سپس به چرخ‌ها است.
میل فرمان: میل یا ستون فرمان شفتی است که غربیلک فرمان را به جعبه فرمان متصل می‌کند. این اتصال امکان انتقال نیرو را در جهت دلخواه شما فراهم می‌کند.
جعبه فرمان
بازوی پیتمن میله‌ای است که در انتهای شفت خروجی جعبه فرمان نصب می‌شود و حرکت دورانی منتقل‌شده را به حرکت زاویه‌ای تبدیل می‌کند.
میله درگ واسطه ارتباط بازوی پیتمن با شغال‌دست به حساب می‌آید.
شغال‌دست قطعه‌ای اهرمی است که با انتقال نیروی جعبه فرمان به سگ‌دست، امکان چرخش چرخ‌ها را فراهم می‌کند.
سگ‌دست آخرین قطعه در سیستم فرمان است که با چرخ خودرو اتصال دارد. نیروی منتقل‌شده از جعبه فرمان در نهایت به سگ‌دست می‌رسد و مستقیماً چرخ‌ها را در جهت دلخواه می‌چرخاند.

اجزای تشکیل‌دهنده جعبه فرمان ماشین

جعبه فرمان از چندین جزء تشکیل شده است که هرکدام وظیفه مشخصی در فرایند هدایت و کنترل خودرو دارند:

محور ورودی که از غربیلک فرمان نیرو می‌گیرد؛
چرخ‌دنده‌ها و شفت‌هایی که نیرو را به چرخ‌های جلویی منتقل می‌کنند؛
بلبرینگ‌ها و بوش‌هایی که اجازه حرکت روان و دقیق همه اجزای جعبه فرمان را فراهم می‌‌کنند؛
اجزای هیدرولیکی یا الکتریکی در جعبه‌های فرمان با نیروی کمکی.

مهم‌ترین وظیفه جعبه فرمان در خودرو

مهم‌ترین وظیفه جعبه فرمان، انتقال دقیق و کارآمد قدرت دست راننده از غربیلک فرمان به چرخ‌ها و تقویت نهایی این نیرو برای تعیین مسیر خودرو است. بنابراین جعبه فرمان در افزایش کنترل‌پذیری و پایداری خودرو، به‌ویژه در شرایط رانندگی دشوار مانند جاده‌های لغزنده یا پیچ‌های تند نقشی حیاتی دارد.
وظیفه اصلی جعبه فرمان در حرکت خودرو چیست؟

وظیفه اصلی جعبه فرمان در حرکت خودرو، تبدیل حرکت چرخشی غربیلک فرمان به حرکت خطی چرخ‌ها است. همان‌طور که گفتیم، این وظیفه مهم جعبه فرمان را سازوکارهای داخلی آن با انتقال نیرو از غربیلک فرمان به چرخ‌های جلو امکان‌پذیر می‌کند. پس می‌توانیم بگوییم جعبه فرمان با کاهش فاصله بین دستورات شما به‌عنوان راننده و واکنش چرخ‌ها، حرکت دقیق خودرو را در جهت مورد نظر شما تضمین می‌کند.
فرایند عملکرد جعبه فرمان ماشین چگونه است؟

فرایند عملکرد جعبه فرمان از زمان چرخاندن غربیلک فرمان توسط شما شروع می‌شود؛ در این فرایند، نیروی دست شما ابتدا از طریق شفت یا ستون فرمان (میل فرمان) به سیبک‌ها منتقل می‌شود و سپس از طریق سگ‌دست‌ها به چرخ‌های جلویی خودرو انتقال می‌یابد. اجزای جعبه فرمان به گونه‌ای طراحی شده‌اند که کمترین میزان تلاش فیزیکی از سوی راننده، بیشترین کنترل و دقت را در هدایت خودرو فراهم می‌کند. به این ترتیب نیازی نیست برای حرکت دادن و تعیین جهت‌ خودرو، به خودتان فشار بیاورید و خسته شوید.

البته میزان راحتی شما در کار با فرمان به نوع جعبه فرمان ماشینتان بستگی دارد؛ جعبه فرمان در انواع مختلفی مانند مکانیکی، هیدرولیکی، و الکتروهیدرولیکی موجود است که هرکدام ویژگی‌ها و مزایای خاص خود را دارند.
نسبت فرمان چیست؟ و نقش آن در جعبه فرمان ماشین چیست

نسبت فرمان (Steering Ratio) که از مهم‌ترین پارامترهای فنی در طراحی سیستم فرمان است، درجه چرخش غربیلک فرمان نسبت به درجه چرخش چرخ‌ها را نشان می‌دهد. به زبان ساده، این نسبت تعیین می‌کند که برای تغییر جهت چرخ‌ها چقدر باید غربیلک فرمان را بچرخانید. پس هرچقدر نسبت‌ فرمان خودروی شما پایین‌تر باشد، حساسیت فرمان بالاتر خواهد بود و حرکت دادن آن آسان‌تر می‌شود یا به اصطلاح فرمان «نرم‌تر» است.

نقش غربیلک فرمان در جعبه فرمان ماشین

غربیلک فرمان، که به عنوان واسط بین راننده و سیستم فرمان خودرو عمل می‌کند، اصلی‌ترین قطعه برای کنترل جهت حرکت خودرو است. راننده با چرخاندن غربیلک فرمان، دستورات چرخشی را به جعبه فرمان منتقل می‌کند. سپس این دستورات به چرخ‌های جلویی انتقال داده می‌شوند تا جهت حرکت خودرو تغییر کند.

غربیلک فرمان در انواع مختلفی از نظر اندازه، جنس، و طراحی موجود است و در ماشین‌هایی با مدل‌ها و آپشن‌های مختلف، امکاناتی مانند مانند دکمه‌های کنترل صوتی، تنظیمات حرارتی و حتی کنترل‌ سرعت کروز هم به غربیلک فرمان اضافه می‌شود.
ستون فرمان در غربیلک فرمان

ستون فرمان یا میل فرمان، شفتی است که غربیلک فرمان را به جعبه فرمان متصل می‌کند و در سیستم فرمان خودرو نقش محوری دارد. این قطعه علاوه بر انتقال نیروی وارده از غربیلک فرمان به جعبه فرمان، از نظر حفظ ایمنی نیز مهم است؛ در واقع ستون فرمان به‌گونه‌ای طراحی می‌شود که در صورت تصادف با جمع شدن یا شکسته شدن به گونه‌ای خاص، از وارد شدن آسیب جدی به راننده و سرنشینان جلوگیری کند. علاوه بر این، بسیاری از ستون‌های فرمان امروزی از قابلیت تنظیم برخوردارند، یعنی رانندگان می‌توانند ارتفاع و عمق غربیلک فرمان را برای راحتی بیشتر متناسب با شرایط فیزیکی بدن خود و کابین خودرو تنظیم کنند.
انواع جعبه فرمان ماشین

انواع جعبه فرمان ماشین

جعبه‌ فرمان‌ها به دو دسته اصلی جعبه فرمان مکانیکی و جعبه فرمان با نیروی کمکی (هیدرولیکی یا الکتریکی) تقسیم می‌شوند.

جعبه فرمان‌های مکانیکی بدون کمک نیروی خارجی و فقط با قدرت دست راننده کار می‌کنند و استفاده از آن‌ها در خودروهای سبک، خودروهای مسابقه یا ماشین‌های قدیمی‌تر رایج بود. بیشتر خودروسازان امروزی برای راحتی راننده و کنترل‌پذیری بهتر ماشین از جعبه فرمان‌ با نیروی کمکی استفاده می‌کنند.

در واقع جعبه فرمان‌های مکانیکی که به آن‌ها جعبه فرمان دستی هم می‌گویند، عملکردی کاملاً مکانیکی دارند و هیچ نوع نیروی کمکی برای چرخاندن فرمان به کار نمی‌برند. مزیت اصلی جعبه فرمان مکانیکی در سادگی ساختار و نگهداری آسان آن است. اما وقتی ماشینی با جعبه فرمان مکانیکی دارید،‌ باید برای چرخاندن فرمانش نیروی بیشتری صرف کنید و نیروی مورد نیاز در حالت توقف یا حرکت آهسته بیشتر هم می‌شود.

• لوازم يدکی ام وی ام
• لوازم یدکی آریزو
• لوازم یدکی تیگو
• لوازم یدکی فونیکس

انواع جعبه فرمان‌های مکانیکی

جعبه فرمان‌ مکانیکی انواع مختلفی دارد که در ادامه با آن‌ها آشنا می‌شوید:

جعبه فرمان حلزونی انگشتی ساده‌ترین نوع جعبه فرمان مکانیکی بود که قطعات انگشتی و حلزونی آن وظایف اصلی جعبه فرمان را انجام می‌دادند و امروزه استفاده از آن منسوخ شده است.
جعبه فرمان حلزونی با دنده‌ تاج خروسی که قطعه دندانه‌دار آن یعنی تاج‌خروسی نیروی غربیلک را به میل فرمان منتقل می‌کند. این نوع جعبه فرمان مکانیکی هم امروز دیگر در خودروسازی کاربردی ندارد.
جعبه فرمان حلزونی غلتکی به جای قطعه دندانه‌دار، نیرو را با یک قطعه غلتکی انتقال می‌دهد و مانند دو نوع قبلی منسوخ شده است.
جعبه فرمان ساچمه‌ای با دنده‌ تاج خروسی با اجزای ساچمه‌‌ای، دنده‌ تاج خروسی، شفت خروجی و پیچ تنظیم، همچنان در تولید خودروهای سنگین به کار می‌رود. این نوع جعبه فرمان‌ مکانیکی، استهلاک پایین‌تر و ایمنی بالاتری دارد.
جعبه فرمان چرخ‌دنده شانه‌ای پرکاربردترین نوع جعبه فرمان‌ مکانیکی است که مزایای بسیاری از جمله وزن سبک، حجم کم، درصد اصطکاک و استهلاک پایین‌تر، بازده مناسب و قابلیت ارتقا دارد.

انواع جعبه فرمان با نیروی کمکی

جعبه فرمان‌های با نیروی کمکی از سیستم‌های هیدرولیکی یا الکتریکی برای کمک به راننده در چرخاندن فرمان و کاهش تلاش مکانیکی لازم استفاده می‌کنند. این نوع جعبه فرمان در اکثر خودروهای مدرن، به‌ویژه خودروهای سنگین و شاسی‌بلند یا کراس‌اوورهای جدید به کار می‌رود، چون چرخش چرخ‌های این ماشین‌ها به نیروی بیشتری نیاز دارد.

جعبه فرمان‌های با نیروی کمکی به سه دسته اصلی هیدرولیکی، الکتریکی و الکتروهیدرولیکی تقسیم می‌شوند.

جعبه فرمان هیدرولیکی با استفاده از فشار روغن هیدرولیک کار می‌کند و به راننده امکان می‌دهد با کمترین تلاش فرمان را بچرخاند.

جعبه فرمان الکتریکی، که به دلیل کارایی بالا و کاهش مصرف سوخت روز به روز محبوب‌تر می‌شود، از موتورهای الکتریکی برای کمک به چرخاندن فرمان استفاده می‌کند.

نوع الکتروهیدرولیکی، ترکیبی از دو جعبه فرمان قبلی است که ویژگی‌های هر دو را برای ارائه عملکرد بهینه در شرایط مختلف رانندگی ادغام می‌کند.