با توجه به تعریف پروژه فرمان برقی توسط سازه گستر و همکاری با شرکت سایپا در تولید خودروی پراید، در این گزارش به معرفی سیستم مذکور و مزایای آن نسبت به سیستم هیدرولیکی و نحوه عملکردش می پردازیم. با در نظر گرفتن مزیت های سیستم فرمان برقی، احتمال دارد در آینده از آن به عنوان یکی از آپشن های خودروی S81 استفاده شود.
سیستم فرمان انواع گوناگونی دارد از جمله سیستم فرمان مکانیکی(دنده شانه ای و پینیون)، هیدرولیکی والکتریکی.
معمول ترین آنها سیستم مکانیکی یا دنده شانه ای و پینیون است. پینیون حرکت دورانی دارد و دنده شانه ای حرکت خطی انجام می دهد. در این حال پینیون حرکت دورانی غربیلک فرمان را به دنده شانه ای منتقل می کند و دنده شانه ای نیز حرکت خطی را از طریق مفصل ها به چرخ های خودرو انتقال می دهد.
برای تسهیل در چرخش فرمان و به تبع آن کاهش خستگی راننده و همچنین افزایش ایمنی، سیستم هیدرولیکی ابداع شده است. برای ایجاد فرمان هیدرولیکی معمولا اجزای زیر به قسمت مکانیکی فرمان اضافه می شوند:
پمپ هیدرولیک با مخزن روغن و چرخ تسمه،
شیرهای کنترل،
لوله های رابط،
سیلندر و
تسمه.
سیستم هیدرولیکی فرمان برای ایفای نقش خود از موتور خودرو استفاده می کند بنابراین از بازده آن اندکی می کاهد همچنین مصرف انرژی بیشتر را در پی دارد. علاوه بر آن، سیستم هیدرولیک به صورت مرکز آزاد عمل می کند یعنی حتی وقتی خودرو به صورت مستقیم در حال حرکت است و هیچ انحرافی ندارد باز هم به عملکرد خود ادامه می دهد. این موارد سازندگان فرمان خودرو را بر آن داشت تا به دنبال سیستم های بهتر و مفیدتری بگردند و آنها را جایگزین سیستم هیدرولیکی کنند یا سیستم هیدرولیکی را بهبود بخشند.
یکی از سیستم های ارائه شده در سال های اخیر، فرمان الکتروهیدرولیکی(EHPS) است که در آن به جای استفاده از موتور خودرو، یک موتور الکتریکی به پمپ هیدرولیک اضافه می شود و در نتیجه فرمان از موتور مستقل می شود.
در این نوع فرمان هر چند مستقل بودن از موتور خودرو تحقق یافته ولی مشکل دائمی بودن عملکرد سیستم هیدرولیکی یعنی حالت مرکز آزاد هنوز پا بر جاست.به عبارت دیگر باید وضعیتی را تدارک دید که سیستم تنها وقتی چرخشی به فرمان وارد می شود عمل کند، نه همیشه. از این رو در نسل جدید خودروها فرمان الکتریکی(EPS) جایگزین انواع قبلی شد. این نوع فرمان مشابه نوع هیدرولیکی عمل می کند ولی از لحاظ ساختار متفاوت است. امروزه با توجه به مزایای متعدد خودروهای فرمان برقی در قیاس با خودروهای دارای فرمان¬های هیدرولیکی و مکانیکی، بیشتر خودروسازان به استفاده از این سیستم روی آورده اند تا جایی که در سال ۲۰۰۷ بیش از ۶۰درصد خودروهایی که د اروپا به فروش رفته اند، سیستم فرمان برقی داشته اند.
از مزایای سیستم را الکتریکی می وان به افزایش سرعت، عملکرد بهتر فرمان و حفظ تعادل خودرو در انحراف ها اشاره کرد که باعث فرمان پذیری آسانتر بهخصوص هنگام پارک خودرو میشود و با توجه به ارتباط مدار الکتریکی با حسگرها و ECU، این سیستم بسیار سریع و هوشمندانه عمل میکند. از مزایای سیستم فرمان برقی نسبت به فرمان هیدرولیک می توان بهبود و کاهش مصرف سوخت خودرو (حدود ۵درصد) و تقویت فرمان در سرعت های پایین و کاهش قدرت فرمان در سرعت های بالا را نام برد. در سیستم فرمان برقی تنها زمانی که فرمان می چرخد انرژی مصرف میشود؛ در حالی که در سیستم فرمان هیدرولیک، پمپ هیدرولیک صرف نظر از چرخش فرمان، به صورت دائم کار میکند و حدود ۵ اسب بخار از توان خودرو صرف تولید دبی و پمپاژ دائمی روغن هیدرولیک در مدار می شود. ماکزیمم قدرت فرمان هیدرولیک در سرعتهای بالاست که بیشترین دبی توسط پمپ تولید میشود؛ درحالی که در سرعتهای بالا کمترین نیرو برای چرخش فرمان مورد نیاز است. وزن خودرو نیز در سیستم فرمان برقی به علت حذف اتصالات هیدرولیک، پمپ، پولی و … حدود ۴ تا ۶ کیلوگرم کمتر از خودروی مجهز به سیستم فرمان هیدرولیک است همچنین حذف روغن هیدرولیک و غیر قابل چرخش بودن این روغن باعث کاهش اثرات مخرب زیست محیطی آن می شود و مشکلات ناشی از ایرادهای مربوط به نشتی های روغن از اتصالات نیز در این سیستم برطرف شده است.
