پمپ هیدرولیک فرمان

انواع – اجزا – عملکرد

آیا تا به حال تجربه رانندگی با خورویی که فرمان هیدرولیک یا برقی ندارد را داشته اید؟اگر این کار را تجربه کرده اید متوجه می‌شوید حتی در یک خودرو سبک مانند پراید هم این تاثیر قابل توجه است. مخصوصا زمانی که در حال ایستاده بخواهیم فرمان را بچرخانیم تفاوت دو نوع نوع کاملا احساس میشود. در مقاله های سیستم فرمان ( بخش 1) و سیستم فرمان ( بخش 2) در مورد انواع سیستم‌های فرمان و اجزا و عملکرد سیستم فرمان مکانیکی مطالبی ارائه شد. در این مقاله به یکی از مهم ترین اجزا سیستم فرمان هیدرولیکی یعنی پمپ پرداخته میشود.

آنچه در این مقاله خواهید خواند…
وظیفه
دسته بندی پمپ هیدرولیک فرمان
اجزا مجموعه پمپ فرمان
عملکرد اجزا  این مجموعه

وظیفه پمپ هیدرولیک فرمان

وظیفه ایجاد فشار مدار هیدرولیک فرمان بر عهده پمپ هیدرولیک فرمان است. همان‌طور که در شکل 1 مشاهده می‌شود، پمپ هیدرولیک نیروی خود را توسط پولی و از طریق تسمه تجهیزات جانبی موتور (اصطلاحاً تسمه دینام) از موتور دریافت می‌کند.

محل قرارگرفتن پمپ هیدرولیک فرمان شکل 1- محل قرارگرفتن پمپ هیدرولیک فرمان

پمپ‌های هیدرولیک فرمان به روش‌های مختلف دسته‌بندی می‌شوند. در شکل 2 برخی از روش‌های دسته‌بندی پمپ هیدرولیک فرمان آمده است.

دسته‌بندی پمپ هیدرولیک فرمان شکل 2 – دسته‌بندی پمپ هیدرولیک فرمان

دسته‌بندی از نظر نوع پمپ هیدرولیکی

معمولاً پمپ‌های هیدرولیک فرمان از نظر ساختار انواع مختلفی دارند نمودار شکل 3 دسته‌بندی پمپ‌ها از نظر ساختار را نشان می‌دهد.

دسته‌بندی پمپ هیدرولیک فرمان از نظر ساختار شکل 3- دسته‌بندی پمپ هیدرولیک فرمان از نظر ساختار

همانطور که در شکل 3 نیز مشخص شده است, پمپ‌های هیدرولیک فرمان معمولاً از نوع دوار – پره‌ای – جابه‌جایی ثابت – بالانس دسته‌بندی می‌شود. شکل 4 این مدل‌ها را نشان می‌دهد

انواع پمپ هیدرولیک فرمان A: Roller-type    B: Slipper type     C: Vane-type     D: Gear-type

شکل 4- انواع پمپ هیدرولیک فرمان

باتوجه‌به اینکه پمپ هیدرولیک استفاده شده در بیشتر خودروها از نوع پره‌ای است بنابراین در ادامه این نوع پمپ مورد بررسی قرار خواهد گرفت
پمپ‌های پره‌ای را نیز می‌توان از نظر جریان خروجی به دو دسته تقسیم‌بندی کرد. شکل 5 نمودار این دو نوع را نشان می‌دهد.

دسته‌بندی پمپ از نظر جریان خروجینوع جریان متغیر           نوع جریان ثابت
شکل 5- دسته‌بندی پمپ از نظر جریان خروجی

دسته‌بندی از نظر قرارگرفتن محل مخزن

شاید بتوان گفت ساده‌ترین روش دسته‌بندی واحد پمپ هیدرولیک فرمان از نظر قرارگرفتن محل مخزن نسبت به آن است. در شکل 6 برخی انواع مورداستفاده برای این پمپ است. در برخی خودروها مخزن ذخیره روی پمپ هیدرولیک به‌صورت یک مجموعه قرار می‌گیرد.

برخی انواع پمپ هیدرولیک فرمانشکل 6- برخی انواع پمپ هیدرولیک فرمان

همانطور که ملاحظه می‌شود برخی مدل‌ها لوله‌ای فلزی انتقال هم به واحد پمپ متصل هستند.

دسته‌بندی از نظر روش باز کردن

این روش دسته‌بندی، روش کلاسیک به شمار نمی‌رود اما در بازار تعمیرات متداول است. معمولاً پمپ‌ها را به دودسته پشت خار و پشت پیچ دسته‌بندی می‌کنند که در واقع نوع قرارگرفتن درپوش پشت پمپ را نشان می‌دهد که در یک نوع با استفاده از خار و در نوع دیگر این اتصال با استفاده از چندپیچ (4 الی 6 پیچ) محکم شده است. شکل 7 و 8 پمپ هیدرولیک فرمان را از این نظر نشان می‌دهد.

پمپ هیدرولیک فرمان پشت خار 4 و 6 پیچشکل 7- پمپ هیدرولیک فرمان پشت خار 4 و 6 پیچ

نکته: پمپ‌های پشت پیچ به طرح آسیایی نیز در بازار شناخته می‌شوند
توجه: معمولاً این مدل پمپ‌ها به دلیل سهولت در باز کردن و بستن بیشتر در بازار تعمیرات استفاده می‌شوند.

پمپ هیدرولیک فرمان پشت خارشکل 8- پمپ هیدرولیک فرمان پشت خار

نکته: در واقع درپوش عقب پمپ‌های پشت خار توسط یک خار رینگی در محل خود ثابت شده‌اند. به همین دلیل به نوع پشت خار شناخته می‌شوند. شکل 9 خار نگهدارنده درپوش عقب در این مدل پمپ‌ها را نشان می‌دهد.

این مطلب را حتما بخوانید  میله موج گیر و وظایف آن

خار نگهدارنده درپوش عقب در پمپ پشت خارشکل 9- خار نگهدارنده درپوش عقب در پمپ پشت خار

نکته: پمپ‌های پشت خار به نام پشت گرد، DHP،دلفی (Delphi) یا طرح اروپایی نیز در بازار شناخته می‌شوند.

توجه: برای خودروهای موجود در بازار ایران هم نوع پشت پیچ و هم نوع پشت خار موجود است که همانطور که قبلاً ذکر شد به دلیل سهولت امروزه تعمیر نوع پشت پیچ بیشتر استفاده می‌شود.

شناخت اجزا و عملکرد پمپ هیدرولیک فرمان

همانطور که قبلاً اشاره شد پمپ هیدرولیک‌های فرمان‌های متداول معمولاً از نوع پره‌ای هستند. در فیلم زیر اجزا پمپ پره‌ای را مشاهده کنید.

اجزا پمپ هیدرولیک فرمان از نوع پره‌ای

همانطور که مشاهده می‌شود این نوع پمپ دارای تعدادی پره بوده که گردش آنها توسط شفت فشار لازم را ایجاد می‌کند. فشار هیدرولیک ایجاد شده در پمپ فرمان متناسب با مشخصات خودرو سواری بین 80 الی 150 بار (bar) است. شکل 10 اجزا اصلی پمپ هیدرولیک فرمان را نشان می‌دهد.

اجزا داخلی پمپ هیدرولیک فرمان از نوع پره‌ای (تیغه‌ای)شکل 10- اجزا داخلی پمپ هیدرولیک فرمان از نوع پره‌ای (تیغه‌ای)

همانطور که در شکل 10 ملاحظه می‌شود عمل پمپ کردن و افزایش فشار در واقع در ناحیه‌ای بین بدنه، روتور و تیغه اتفاق می‌افتد. شکل 11 نمونه واقعی این اجزا را نشان می‌دهد

مجموعه بدنه - روتور و پرهشکل 11 – مجموعه بدنه – روتور و پره

پمپ‌های هیدرولیک غیر از واحد اصلی پمپ دارای اجزا دیگری هم هستند که در ادامه در مورد آن اجزا نیز صحبت خواهد شد.

شیر کنترل فشار/جریان (اسپول)

یکی از بخش‌های بااهمیت که روی مجموعه پمپ فرمان نصب می‌شود واحد شیر کنترل جریان یا شیر کنترل فشار است. همانطور که از نام آن مشخص است. شدت جریان خروجی پمپ توسط این واحد کنترل می‌شود. شکل 12 نمونه‌ای از این شیر و اجزا داخلی آن را نشان می‌دهد.

نمونه شیر کنترل پمپ هیدرولیک فرمان و اجزا داخلی1-بدنه 2- فنر 3- پین راهنما 4- ساچمه 5- اورینگ 6- نشیمن‌گاه ساچمه
شکل 12- نمونه شیر کنترل پمپ هیدرولیک فرمان و اجزا داخلی

مخزن ذخیره

محلی که روغن هیدرولیک فرمان (مایع هیدرولیک) در آن ذخیره می‌شود را مخزن ذخیره می‌نامند. این مخزن می‌تواند واحد پمپ یکپارچه بوده و یا در محلی مجزا روی خودرو نصب شود. در شکل 13 هر دو نوع نشان‌داده‌شده است

انواع قرارگرفتن مخزن ذخیره و اجزا مربوطه 1- پمپ و مخزن ذخیره 2- شیلنگ برگشت 3- جعبه فرمان (از نوع تاج‌خروسی)
4-شیلنگ فشارقوی 5- تسمه 6- پمپ هیدرولیک 7-مخزن ذخیره
شکل 13- انواع قرارگرفتن مخزن ذخیره و اجزا مربوطه

مخزن‌های هیدرولیک فرمان معمولاً به‌صورت پلاستیکی یا گاهی اوقات فلزی مشاهده می‌شود. در تصاویر شکل 14 چند نمونه مخزن روغن هیدرولیک مشاهده می‌شود.

چند نمونه مخزن هیدرولیک فرمانشکل 14- چند نمونه مخزن هیدرولیک فرمان

عملکرد پمپ هیدرولیک فرمان

همانطور که قبلاً گفته شد وظیفه پمپ هیدرولیک افزایش فشار مایع هیدرولیک فرمان و ارسال آن به واحد جعبه فرمان است. جریان مایع هیدرولیک از سمت مخزن به واحد پمپ کشیده می‌شود. سپس بین پره‌ها و روتور و استاتور (بدنه بادامکی) محبوس می‌شود، رفته‌رفته فضای بین این سه بخش کم و کمتر شده و درنتیجه فشار مایع هیدرولیک بالا می‌رود. فشار افزایش‌یافته پس از عبور از شیر کنترل فشار/جریان به سمت جعبه فرمان هدایت می‌شود. شکل 15 این حالت را نشان می‌دهد.

عملکرد پمپ هیدرولیکشکل 15- عملکرد پمپ هیدرولیک

شیر کنترل فشار/جریان وظیفه ایجاد تناسب بین فشار مدار و حالت عملکرد رانندگی (چرخاندن فرمان – دور موتور و . …) را بر عهده دارد. شکل 16 مجموعه پمپ هیدرولیک و شیر کنترل جریان را مدار کلی سیستم فرمان هیدرولیک نشان می‌دهد.

این مطلب را حتما بخوانید  شغالدست یا بازوی فرمان

ارتباط واحد پمپ هیدرولیک و شیر کنترل با سایر اجزا مدار هیدرولیک فرمان 1-پمپ هیدرولیک 2- شیر کنترل
شکل 16- ارتباط واحد پمپ هیدرولیک و شیر کنترل با سایر اجزا مدار هیدرولیک فرمان

جهت افزایش کارایی پمپ‌های هیدرولیک معمولاً از دو بخش برای ارسال مایع هیدرولیک استفاده می‌کنند. شکل 17 این حالت را به‌صورت بسیار ساده نشان می‌دهد.

شکل 17- ارسال از طرق دو بخش

عملکرد مجموعه پمپ و اسپول از نوع جریان ثابت

هنگامی که موتور در دور درجا است و فرمان نیز حرکت به چپ یا راست ندارد (فرمان در وضعیت مستقیم است). نظر به عدم نیاز به حرکت شانه فرمان در جعبه فرمان، ضروری است میزان جریان مایع هیدرولیک فرمان از پمپ به جعبه فرمان کم باشد. در این حالت سرعت حرکت تیغه‌ها کم بوده و در نتیجه جریان کمی به سمت شیر کنترل جریان (اسپول) ارسال شده و تعادل فشار هیدرولیک در طرفین اسپول باعث می‌شود اسپول بدون حرکت بماند و مایع هیدرولیک فرمان از طریق مجرای خروجی به سمت شیر هیدرولیک روی جعبه فرمان هدایت شود. شکل 18 این حالت را نشان می‌دهد

دور درجا - فرمان بدون حرکت1- به سمت جعبه فرمان 2- شیر کنترل 3-از جعبه فرمان
شکل 18 – دور درجا – فرمان بدون حرکت

با افزایش دور موتور سرعت دوران پمپ بالا رفته و در نتیجه نسبت جریان نیز بالا می‌رود همانطور که در نمودار شکل 19 این مورد رانشان می‌دهد. این جریان تا حدی افزایش می‌یابد که تعادل فشار در طرفین اسپول هنوز ثابت است.

افزایش دور موتور 1- به سمت جعبه فرمان 2- شیر کنترل 3-از جعبه فرمان
شکل 19- افزایش دور موتور – افزایش جریان مایع هیدرولیک فرمان

پس از اینکه دور موتور از حد خاصی (متناسب با نوع خودرو متفاوت است) می‌گذرد. فشار طرفین شیر کنترل جریان (اسپول) باعث می‌شود کمی فنر جمع شده و مجرای خروجی به مجرای ورودی راه پیدا کند. به‌این‌ترتیب بخشی از جریان مایع هیدرولیک فرمان به سمت کم‌فشار پمپ راه پیدا میکند و در نهایت هرچقدر دور موتور بالا رود جریان خروجی پمپ ثابت خواهد ماند شکل 20 این مورد را نشان می‌دهد.

ثابت ماندن جریان خروجیثابت ماندن جریان خروجی

– ثابت ماندن جریان خروجی مایع هیدرولیک قبل از رسیدن به‌دور خاص بعد از رسیدن به‌دور خاص
شکل 20 – ثابت ماندن جریان خروجی مایع هیدرولیک بعد از یک دور خاص

در دور آرام با چرخ‌ها مستقیم به جلو، جریان سیال از پمپ به دنده فرمان نسبتاً کم است. در این شرایط، دریچه دنده فرمان طوری قرار می‌گیرد که مایع تخلیه شود از پمپ از طریق شیر و شیلنگ کم‌فشار به ورودی پره پمپ هدایت می‌شود. با جریان کم سیال، فشار در دهانه ونتوری و کنترل بیشتر است. این فشار بالاتر به سمت فنر دریچه کنترل جریان اعمال می‌شود و به فنر شیر کمک می‌کند تا این جریان را حفظ کند شیر کنترل بسته است (شکل 20). تحت این شرایط، فشار پمپ کم می‌ماند و تمام مایع از پمپ از طریق دریچه دنده فرمان تخلیه شده و به ورودی پمپ بازمی‌گردد. انچه در این مقاله ذکر شد مختصری در مورد عملکرد پمپ هیدرولیک فرمان و اجزا آن بود. با توجه به اهمیت موضوع و حجم بالای مطالب از تشریح عملکرد پمپ با شیر کنترل متغیر در این مقاله اجتناب شده است. برای اطلاع از چگونگی عملکرد شیر کنترل متغیر پمپ هیدرولیک فرمان به مقاله عملکرد پمپ یا اسپول جریان متغیر مراجعه کنید.

برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.
فهرست