فرمان برقی چیست؟ بررسی تخصصی سیستم EPS

آیا تا‌به‌حال به این فکر کرده‌اید که چگونه یک خودروی ۲ تنی را تنها با حرکت یک انگشت هدایت می‌کنید؟ یا چرا در خودروهای قدیمی، پارک دوبل کردن شبیه به یک جلسه سنگین بدنسازی بود، اما در خودروهای مدرن امروزی این کار به یک سرگرمی تبدیل شده است؟ پاسخ این تحول بزرگ، تکنولوژی هوشمندی به نام فرمان برقی یا EPS است.

صنعت خودرو با سرعتی باورنکردنی در حال پیشرفت است. اگر تعمیرکار خودرو هستید و هنوز دانش خود را در زمینه سیستم‌های الکترونیکی به‌روز نکرده‌اید، متأسفانه باید بگویم که به زودی بخش بزرگی از بازار کار را از دست خواهید داد. اما نگران نباشید؛ ما اینجا هستیم تا شما را با جدیدترین تکنولوژی‌های روز دنیا آشنا کنیم.

در این مقاله جامع، قرار است به عمق سیستم‌های هدایت الکتریکی نفوذ کنیم. از تعریف ابتدایی تا پیچیده‌ترین مباحث مربوط به سنسور گشتاور، یونیت EPS و نحوه کالیبراسیون آن‌ها را بررسی خواهیم کرد. فرقی نمی‌کند صاحب یک خودروی مدرن هستید یا یک تکنسین فنی؛ این مقاله مرجع کامل شماست.

روند تکامل سیستم فرمان

برای درک اینکه فرمان برقی چیست، ابتدا باید مسیری را که صنعت خودرو طی کرده است، مرور کنیم. درک تاریخچه به ما کمک می‌کند تا بفهمیم چرا خودروسازان بزرگ مانند کیا، هیوندای و برندهای چینی، سیستم‌های قدیمی را رها کرده‌اند.

دوران فرمان‌های مکانیکی

در گذشته، سیستم فرمان تنها شامل یک غربیلک، یک ستون فلزی و جعبه‌فرمان دندانه‌شانه‌ای بود. هیچ نیروی کمکی وجود نداشت. راننده مستقیماً با اصطکاک لاستیک‌ها و وزن خودرو می‌جنگید. رانندگی با این خودروها در سرعت‌های پایین و هنگام پارک کردن، بسیار طاقت‌فرسا بود.

دوران فرمان‌های هیدرولیکی

با ورود سیستم هیدرولیک، همه‌چیز تغییر کرد. یک پمپ که توسط تسمه به موتور متصل بود، روغن را با فشار به جعبه‌فرمان می‌فرستاد تا به چرخش چرخ‌ها کمک کند. این سیستم عالی بود، اما بی‌نقص نبود. نشتی روغن، خرابی پمپ و از همه مهم‌تر، مصرف سوخت بالا (چون پمپ همیشه در حال چرخش بود) از معایب آن محسوب می‌شد.

دوران فرمان‌های برقی یا EPS

و سرانجام، فرمان الکتریکی (Electric Power Steering) متولد شد. سیستمی که روغن، پمپ و شلنگ را حذف کرد و به جای آن از برق و سنسور استفاده نمود. این سیستم نه‌تنها نرمی فوق‌العاده‌ای دارد، بلکه هوشمند است و می‌فهمد چه زمانی باید نرم باشد و چه زمانی سفت.

نکته کلیدی: بسیاری از تعمیرکاران سنتی هنوز تصور می‌کنند داخل سیستم EPS روغن وجود دارد. این یک باور غلط است. فرمان برقی کاملاً خشک است و نیروی خود را از یک موتور الکتریکی می‌گیرد.

سیستم فرمان برقی چگونه کار می‌کند؟

عملکرد سیستم EPS ترکیبی جذاب از مکانیک و الکترونیک است. بیایید این فرآیند را مرحله به مرحله بررسی کنیم:

1. تشخیص اراده راننده: وقتی شما غربیلک فرمان را می‌چرخانید، سنسور گشتاور که روی ستونی فرمان نصب شده است، بلافاصله دو چیز را اندازه‌گیری می‌کند:
   • میزان نیرویی که اعمال کرده‌اید.
   • جهتی که فرمان را چرخانده‌اید.
2. ارسال داده به مغز متفکر: این اطلاعات به صورت سیگنال‌های دیجیتال یا آنالوگ به کامپیوتر سیستم فرمان یا همان یونیت EPS ارسال می‌شود.
3. تحلیل شرایط: یونیت EPS فقط به سنسور گشتاور اکتفا نمی‌کند. این کامپیوتر از طریق شبکه CAN، اطلاعات سرعت خودرو و دور موتور را نیز از ECU موتور دریافت می‌کند.
4. دستور به اجرا: بر اساس اینکه خودرو با چه سرعتی در حرکت است و شما چقدر نیرو وارد کرده‌اید، یونیت محاسبه می‌کند که چقدر نیروی کمکی نیاز است. سپس جریان برق دقیقی را به موتور فرمان برقی می‌فرستد.
5. اعمال نیرو: موتور الکتریکی شروع به چرخش می‌کند و از طریق چرخ‌دنده‌های مخصوص (معمولاً ماردون و چرخ‌دنده حلزونی)، نیروی کمکی را به ستون یا جعبه فرمان اعمال می‌کند.

تمام این مراحل در کسری از ثانیه (میلی‌ثانیه) اتفاق می‌افتد، به طوری که راننده هیچ تأخیری احساس نمی‌کند و فقط نرمی حرکت را تجربه می‌نماید.

اجزای فرمان برقی

برای شما که علاقه‌مند به آموزش برق خودرو هستید، شناخت دقیق قطعات حیاتی است. سیستم EPS علی‌رغم ظاهر ساده‌اش، قطعات پیچیده‌ای دارد.

1. سنسور گشتاور

این قطعه مهم‌ترین سنسور در سیستم فرمان است. سنسور گشتاور معمولاً روی شفت ورودی جعبه فرمان یا روی ستونی فرمان نصب می‌شود. این سنسور با استفاده از تکنولوژی‌های مغناطیسی (Hall Effect) یا نوری، پیچشِ میله‌ی پیچشی (Torsion Bar) را اندازه‌گیری می‌کند.

• وظیفه: تبدیل نیروی دست راننده به ولتاژ الکتریکی.
• خرابی: اگر این سنسور خراب شود یا از کالیبره خارج گردد، فرمان ممکن است به یک سمت کشیده شود یا در یک جهت سفت‌تر از جهت دیگر باشد.

2. سنسور زاویه فرمان

سنسور SAS موقعیت دقیق غربیلک فرمان را (اینکه فرمان چند درجه و به کدام سمت چرخیده است) به یونیت گزارش می‌دهد. این اطلاعات نه‌تنها برای سیستم EPS، بلکه برای سیستم کنترل پایداری (ESP) نیز حیاتی است.

• نکته فنی: پس از هر بار باز و بست جلوبندی یا تعمیر جعبه فرمان، این سنسور باید توسط دستگاه دیاگ “کالیبره” یا “Zero Point Calibration” شود.

3. موتور فرمان برقی

قلب تپنده سیستم است. این موتور معمولاً از نوع براشلس (Brushless) یا DC معمولی است که قدرت و گشتاور بسیار بالایی دارد. موتور باید بتواند جهت چرخش خود را فوراً عوض کند و بدون تاخیر نیرو تولید کند.

• محل نصب: بسته به نوع خودرو، یا روی ستون فرمان (زیر داشبورد) و یا روی جعبه فرمان (در کاپوت) نصب می‌شود.

4. یونیت EPS

مغز سیستم است که تمام پردازش‌ها را انجام می‌دهد. این یونیت دارای مدارهای قدرتی برای راه‌اندازی موتور برقی و مدارهای منطقی برای پردازش داده‌های سنسورهاست. یونیت EPS دائماً در حال عیب‌یابی خودکار است و اگر مشکلی پیدا کند، چراغ هشدار را روشن کرده و سیستم را غیرفعال می‌کند.

5. مکانیزم کاهنده

نیروی تولید شده توسط موتور الکتریکی بسیار سریع است اما گشتاور آن برای چرخاندن چرخ‌ها کافی نیست. گیربکس کاهنده (معمولاً چرخ‌دنده حلزونی)، سرعت موتور را کم کرده و گشتاور (قدرت) آن را چندین برابر می‌کند و به شفت فرمان انتقال می‌دهد.

6. چراغ هشدار EPS

چراغ هشدار EPS یک رابط کاربری ساده روی صفحه کیلومتر است که راننده را از وضعیت سلامت سیستم آگاه می‌کند.

انواع فرمان برقی خودرو بر اساس محل موتور

در دوره‌های تخصصی ما، به ویژه در دوره‌ی آموزش تعمیرات خودروهای چینی، هنرجویان یاد می‌گیرند که همه فرمان‌های برقی یکسان نیستند. شناخت نوع سیستم در نحوه عیب‌یابی تأثیر مستقیم دارد.

اگرچه هدف همه فرمان‌های برقی حذف پمپ هیدرولیک و نرم کردن چرخش فرمان است، اما محل قرارگیری موتور الکتریکی در خودروهای مختلف متفاوت است. بسته به وزن خودرو و فضای موجود در کاپوت، خودروسازان از یکی از ۴ مدل زیر استفاده می‌کنند.

شناخت این انواع به شما کمک می‌کند تا هنگام خرید قطعه یا تعمیرات، دقیق‌تر عمل کنید.

۱. فرمان برقی روی ستون (C-EPS)

در این مدل، موتور الکتریکی، سنسورها و یونیت کنترل (ECU) همگی روی ستون فرمان (زیر داشبورد) نصب شده‌اند. در این سیستم، نیروی کمکی قبل از اینکه به جعبه فرمان برسد، به میله فرمان اعمال می‌شود.

• ویژگی‌ها: چون تمام قطعات داخل اتاق خودرو هستند، از گرما و رطوبت موتور در امان‌اند و عمر بالایی دارند. این سیستم ارزان‌ترین و متداول‌ترین نوع EPS است.
• مناسب برای: خودروهای سبک، هاچ‌بک‌های شهری و اقتصادی.

خودروهایی که از فرمان برقی C-EPS استفاده می‌کنند:

• خانواده سایپا و ایران‌خودرو: دنا پلاس، تارا، شاهین، کوییک اتومات (و مدل‌های نصبی روی پراید و ۲۰۶)
• خودروهای خارجی: تویوتا یاریس، هیوندای i10، کیا پیکانتو
• خودروهای چینی: اکثر مدل‌های برلیانس (H330/H320)، جک J4

۲. فرمان برقی روی پینیون (P-EPS)

در این نوع، موتور برقی از داخل اتاق خارج شده و روی پوسته جعبه فرمان (سمت دنده پینیون) نصب می‌شود. موتور مستقیماً دنده پینیون را می‌چرخاند.

• ویژگی‌ها: حس جاده را بهتر به راننده منتقل می‌کند و دقیق‌تر از مدل ستونی است. اما چون موتور داخل محفظه موتور قرار دارد، باید عایق‌بندی قوی‌تری داشته باشد.
• مناسب برای: خودروهای کلاس متوسط و سدان‌های خانوادگی.

خودروهایی که از فرمان برقی P-EPS استفاده می‌کنند:

• مزدا ۳ (Mazda 3 New)
• کیا سراتو (Cerato)
• هیوندای النترا (Elantra)
• برخی مدل‌های هوندا فیت

۳. فرمان برقی روی رک (R-EPS)

این قدرتمندترین نوع فرمان برقی است. موتور الکتریکی مستقیماً روی بدنه اصلی جعبه فرمان (Rack Housing) سوار می‌شود و نیرو را به شانه فرمان (Rack Bar) وارد می‌کند. در بسیاری از مدل‌های پیشرفته، انتقال نیرو توسط یک تسمه انجام می‌شود (Belt-Drive) که بی‌صداترین عملکرد را دارد.

• ویژگی‌ها: کمترین اصطکاک و نرم‌ترین حالت فرمان را ایجاد می‌کند. گران‌ترین نوع سیستم است و تعمیرات آن تخصصی‌تر می‌باشد.
• مناسب برای: خودروهای سنگین، لوکس و شاسی‌بلندها (SUV).

خودروهایی که از فرمان برقی R-EPS استفاده می‌کنند:

• تویوتا کرولا (مدل‌های بالا)
• هیوندای سوناتا (LF و YF هیبرید)
• بی‌ام‌و سری ۳ و ۵ جدید
• پژو ۲۰۰۸ و ۳۰۰۸
• فورد موستانگ

۴. فرمان برقی دو پینیونی (DP-EPS)

در این سیستم دو پینیون روی جعبه فرمان وجود دارد:

1. پینیون اول: به غربیلک فرمان وصل است و دستور راننده را می‌گیرد.
2. پینیون دوم: به موتور برقی وصل است و نیروی کمکی را وارد می‌کند.

• ویژگی‌ها: تفکیک نیروی دست راننده از نیروی موتور باعث می‌شود فرمان بسیار دقیق باشد و در سرعت‌های بالا پایداری عالی داشته باشد.
• مناسب برای: خودروهای اسپرت و نیمه‌لوکس که هندلینگ (فرمان‌‌پذیری) برایشان اولویت است.

خودروهایی که از فرمان برقی DP-EPS استفاده می‌کنند:

• هوندا سیویک
• فورد فوکوس
• آلفارومئو جولیتا

دوره برق و انژکتور و آپشنال خودروهای چینی

9.980.000 تومان – 24.900.000 تومانPrice range: 9.980.000 تومان through 24.900.000 تومان

با بیش از 80 ساعت آموزش عملی و تخصصی، این دوره شما را برای عیب‌یابی و تعمیر سیستم‌های برق و انژکتور خودروهای چینی آماده می‌کند. مناسب برای فنی‌کارانی که به‌دنبال ورود حرفه‌ای به بازار خودروهای وارداتی هستند.

فرمان حساس به سرعت چیست؟

یکی از بزرگترین خطرات در رانندگی با سرعت بالا، حرکات ناگهانی فرمان است. اگر فرمان در سرعت ۱۲۰ کیلومتر بر ساعت به نرمیِ حالت پارک باشد، یک عطسه راننده می‌تواند باعث واژگونی خودرو شود.

سیستم فرمان برقی این مشکل را با قابلیت “حساسیت به سرعت“ حل کرده است.

• در سرعت‌های پایین (زیر ۲۰ کیلومتر): یونیت EPS حداکثر جریان را به موتور می‌دهد. فرمان بسیار نرم است تا پارک کردن آسان شود.
• در سرعت‌های متوسط: نرمی فرمان کمی کاهش می‌یابد تا حس کنترل بیشتری داشته باشید.
• در سرعت‌های بالا (بالای ۸۰ کیلومتر): یونیت جریان موتور را به شدت کاهش می‌دهد. فرمان سفت و سنگین می‌شود. این سفتی باعث پایداری خودرو شده و از انحرافات ناگهانی جلوگیری می‌کند.

این ویژگی در سیستم‌های هیدرولیک قدیمی وجود نداشت (یا بسیار پیچیده و مکانیکی بود)، اما در EPS به لطف نرم‌افزار، به سادگی قابل اجراست.

مزایای فرمان برقی

استفاده از فرمان الکتریکی فقط برای راحتی راننده نیست؛ دلایل فنی و اقتصادی محکمی پشت این تغییر تکنولوژی وجود دارد:

1. کاهش مصرف سوخت و آلایندگی: سیستم هیدرولیک دائماً باری روی دوش موتور است (حتی وقتی صاف حرکت می‌کنید). اما EPS فقط زمانی که فرمان را می‌چرخانید برق مصرف می‌کند. این ویژگی تا ۵٪ مصرف سوخت را کاهش می‌دهد.
2. حذف تعمیرات کثیف: خداحافظی با روغن هیدرولیک، شلنگ‌های نشتی‌دار و کثیف‌کاری‌های تعویض روغن.
3. امکان اضافه کردن آپشن‌های ایمنی: سیستم‌هایی مثل پارک خودکار و رانندگی بین خطوط نیاز دارند که کامپیوتر بتواند فرمان را بچرخاند. این کار فقط با فرمان برقی ممکن است.
4. قابلیت تنظیم نرم‌افزاری: کارخانه می‌تواند با یک آپدیت نرم‌افزاری، حس فرمان را اسپرت‌تر یا نرم‌تر کند.
5. عملکرد مستقل از موتور: اگر موتور خودرو خاموش شود (مثلاً در سیستم‌های Start-Stop در ترافیک)، فرمان برقی همچنان کار می‌کند (تا زمانی که باتری شارژ دارد).

معایب فرمان برقی

با وجود تمام مزایا، این سیستم معایبی هم دارد که باید بدانید:

• هزینه تعمیرات بالا: قطعات الکترونیکی مانند یونیت و سنسور گشتاور گران‌قیمت هستند.
• حس مصنوعی: برخی رانندگان حرفه‌ای معتقدند فرمان برقی حس دقیقی از سطح جاده منتقل نمی‌کند و کمی مصنوعی است.
• پیچیدگی عیب‌یابی: برای تعمیر این سیستم، دیگر آچار و پیچ‌گوشتی کافی نیست؛ نیاز به دانش الکترونیک، مولتی‌متر و دستگاه دیاگ دارید.

تفاوت فرمان برقی و فرمان هیدرولیک

برای یک مقایسه سریع و درک بهتر تفاوت‌ فرمان برقی و فرمان هیدرولیک، جدول زیر را مطالعه کنید.

علائم خرابی فرمان برقی و راهنمای عیب‌یابی

تشخیص صحیح عیب، نیمی از تعمیر است. در اینجا علائم شایع خرابی ستونی و جعبه فرمان برقی را بررسی می‌کنیم:

1. روشن شدن چراغ هشدار EPS

اگر چراغ فرمان (معمولاً زرد یا قرمز) روشن شود، یعنی سیستم خطایی ثبت کرده است. در این حالت سیستم معمولاً “غیرفعال” می‌شود و فرمان به شدت سفت خواهد شد (مثل فرمان مکانیکی).

• اقدام: اولین کار، اتصال دستگاه دیاگ و خواندن کد خطاست.

2. سفت شدن فرمان در حالت درجا

اگر فرمان گاهی نرم و گاهی سفت است، ممکن است مشکل از افت ولتاژ باشد. سیستم EPS مصرف برق بالایی دارد (گاهی تا 80 آمپر). اگر دینام ضعیف باشد یا باتری خراب باشد، یونیت EPS برای محافظت از سیستم برقی خودرو، کمک را قطع می‌کند.

3. صدای تق‌تق یا خرخر از زیر فرمان

از آنجایی که در فرمان برقی C-EPS موتور و چرخ‌دنده‌ها داخل اتاق هستند، اگر بوش‌های پلاستیکی داخل موتور یا کوپلینگ‌ها فرسوده شوند، صدای آزاردهنده‌ای هنگام چرخش فرمان به گوش می‌رسد.

4. لرزش فرمان یا گیج زدن

اگر سنسور گشتاور کالیبره نباشد، ممکن است فرمان در حالت مستقیم دچار لرزش ریز شود یا خودرو خودبه‌خود به یک سمت کشیده شود. این مورد معمولاً با “کالیبراسیون زاویه فرمان” حل می‌شود.

هشدار ایمنی: هرگز سعی نکنید یونیت EPS یا سنسورها را بدون دانش کافی باز کنید. این قطعات بسیار حساس هستند و تنظیمات کارخانه‌ای دقیقی دارند. دستکاری ناشیانه می‌تواند منجر به قفل شدن فرمان در حین رانندگی شود.

بازار کار تعمیرات فرمان برقی

امروزه تقریبا تمامی خودروهای چینی (جک، چری، ام‌وی‌ام، فونیکس)، خودروهای داخلی جدید (تارا، شاهین، دنا پلاس) و خودروهای کره‌ای وارداتی از فرمان برقی استفاده می‌کنند. سیستم‌های هیدرولیک در حال انقراض هستند.

اگر شما یک تعمیرکار هستید و نمی‌دانید چگونه یک سنسور زاویه فرمان را کالیبره کنید، یا تفاوت خطای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری در یونیت EPS را نمی‌دانید، به زودی مشتریان خود را به رقبای به‌روزتر خواهید باخت.

یادگیری این تخصص، یک هزینه نیست، بلکه سرمایه‌گذاری روی آینده شغلی شماست. تعمیرات این سیستم‌ها دستمزد بسیار بالایی دارد و متخصصین آن هنوز اندک هستند.

دوره آنلاین سوخت رسانی خودروهای داخلی

15.000.000 تومان قیمت اصلی 15.000.000 تومان بود.7.490.000 تومانقیمت فعلی 7.490.000 تومان است.

50% تخفیف

با شرکت در این دوره، از سطح مقدماتی تا پیشرفته، مهارت‌های لازم برای عیب‌یابی و تعمیر سیستم‌های برق و انژکتور خودروهای داخلی را کسب کنید. این آموزش جامع، با بهره‌گیری از تجربیات عملی و تدریس مهندس سپهر علیمحمدی، شما را برای ورود به بازار کار آماده می‌کند.

نتیجه‌گیری

فرمان برقی (EPS) یک جهش بزرگ تکنولوژیک است که ایمنی، آسایش و بهره‌وری را همزمان به ارمغان آورده است. در این مقاله آموختیم که فرمان برقی چیست، چگونه بدون روغن کار می‌کند و اجزای اصلی آن مثل موتور فرمان برقی، سنسور گشتاور و یونیت EPS چه وظایفی دارند. همچنین دانستیم که تعمیر و نگهداری این سیستم نیازمند دانش تخصصی الکترونیک و کار با دستگاه دیاگ است.

آکادمی کارنو، با درک نیاز بازار، دوره‌های عملی و تخصصی را برای شما فراهم کرده است. چه بخواهید متخصص برق خودروهای داخلی شوید، چه به دنبال تسلط بر پیچیدگی‌های خودروهای خارجی باشید، مسیر شما از اینجا آغاز می‌شود.

اقدام بعدی شما:

برای مشاوره رایگان با کارشناسان ما تماس بگیرید. همچنین پیشنهاد می‌کنیم صفحه اینستاگرام کارنو مهارت را دنبال کنید تا هر روز نکات آموزشی کوتاه و کاربردی را یاد بگیرید.

سوالات متداول

1. آیا فرمان برقی نیاز به روغن و تعویض سیال دارد؟

خیر، برخلاف سیستم‌های هیدرولیکی، سیستم EPS کاملاً الکترومکانیکی است و هیچ‌گونه روغن، پمپ یا مخزنی ندارد. بنابراین هزینه‌های نگهداری مربوط به نشتی و تعویض روغن در آن حذف شده است.

2. چرا گاهی اوقات فرمان برقی به صورت موقت سفت می‌شود؟

سیستم‌های EPS دارای محافظ حرارتی هستند. اگر در حالت درجا چندین بار فرمان را پشت سر هم (چپ و راست) بچرخانید، موتور برقی داغ می‌کند و یونیت برای جلوگیری از سوختن موتور، موقتاً سیستم را غیرفعال (سفت) می‌کند. پس از خنک شدن، دوباره به حالت عادی باز می‌گردد.

3. آیا نصب فرمان برقی روی خودروهای قدیمی (مثل پراید معمولی) ممکن است؟

بله، این کار امکان‌پذیر است و بسیاری از افراد این کار را انجام می‌دهند. اما به دلیل تغییر در سیستم ایمنی خودرو، باید حتماً توسط متخصصین مجرب و با استفاده از کیت‌های استاندارد انجام شود تا خطری در سرعت‌های بالا ایجاد نکند.

4. هزینه تعمیر فرمان برقی بیشتر است یا هیدرولیک؟

قطعات یدکی فرمان برقی (مانند یونیت و سنسور) معمولاً گران‌تر از قطعات هیدرولیک هستند. اما خبر خوب این است که خرابی سیستم‌های برقی بسیار کمتر از سیستم‌های هیدرولیک اتفاق می‌افتد و استهلاک پایین‌تری دارند.

5. نشانه خرابی سنسور گشتاور چیست؟

اگر فرمان خودروی شما در یک جهت نرم‌تر از جهت دیگر می‌چرخد، یا اگر بدون دخالت دست، فرمان تمایل به چرخش دارد (خودرو به یک سمت کشیده می‌شود)، به احتمال زیاد سنسور گشتاور نیاز به تنظیم یا تعویض دارد.