تکنولوژی X By Wire یا Drive By Wire

صنعت خودرو در دو دهه اخر دچار تحولات بسیار بزرگی شده است. یکی از این تحولات مربوط به استفاده از تکنولوژی X by wire است. در این مقاله به معرفی این ساختار پرداخته خواهد شد. سطح مقاله مقدماتی است و برای تمامی علاقه مندان به حوزه خودرو از جمله دانش آموزان , دانشجویان , فعالان صنعت خودرو و دوستاران خودرو قابل استفاده است.

مکاترونیک و خودرو

پس از ظهور موفق الکترونیک در صنعت در دهه 70 قرن گذشته، کاربردهای فراوانی در صنعت برای آن معرفی شد. سنسورها (حسگرها) و عملگرها الکترونیکی بسیار بهتر، دقیق‌تر از سنسورها و عملگرهای مکانیکی بودند. حساسیت این اجزا بالاتر بود و در نتیجه اطلاعات دقیق‌تری از شرایط سیستم به دست می امد و همزمان سیستم با دقت بیتشری عمل می‌کرد. در کنار این دو بخش واحدهای کنترل الکترونیکی نیز تعامل بسیار خوبی برای فرایند تحلیل اطلاعات گرداوری شده توسط سنسورهای الکترونیکی و ارسال فرمان‌های دقیق‌تر به عملگرهای الکترونیکی (یا الکتریکی) فراهم می‌کردند. مکاترونیک حاصل ترکیب این دو صنعت بزرگ یعنی مکانیک و الکترونیک است. صنعت خودرو از این امر استفاده فراوانی می‌کند و البته خواهد کرد. همانطور که در مقاله‌های پیشین بارها اشاره شد هدف از تکنولوژی افزایش ایمنی، کاهش مصرف منابع و آلایندگی و آسایش کاربران است. ورود مکاترونیک در خودرو که به ظهور سیستم‌های انژکتوری در خودرو ها به دنیا معرفی شد در سایر بخش‌ها نیز به سرعت توسعه پیدا کرد. شاید اغراق نباشد اینکه بگویم خودروهای تولیدی روز دنیا بدون مکاترونیک ارزش خاصی نخواهند داشت.

تکنولوژی X by wire

تکنولوژی X by wire که به نام‌های X-By-Wire یا Drive by Wire یا Drive-By-Wire نیز شناخته می‌شوند را می‌توان یکی از دستاوردهای جذاب ورود مکاترونیک به صنعت خودرو دانست. به‌صورت کلی X by wire زیر مجموعه مدیریت موتور و کنترل خودرو به شمار می‌رود و خود از زیر سیستم‌های مختلفی تشکیل شده است که شکل 1 آنها را نشان می‌دهد.

زیر مجموعه تکنولوژی Drive by wire

شکل 1- زیر مجموعه تکنولوژی Drive by wire

همانطور که در شکل مشاهده می‌شود این سیستم از چهار زیر سیستم تشکیل شده است و تفاوت مهم در این سیستم‌ها استفاده از مدیریت برقی برای عملگرها خواهد بود

سیستم Throttle by wire

این سیستم با نام Gas by wire نیز شناخته می‌شود. در واقع معروف‌ترین و شناخته‌شده‌ترین بخش این تکنولوژی است که در ایران آن را با سیم گاز برقی می‌شناسیم. در مدل‌های قدیمی دریچه گاز با کمک یک سیم مکانیکی به پدال گاز متصل می‌شد هر چقدر پدال فشرده می‌شد دریچه گاز باز می‌شد؛ اما در نوع سیم گاز برقی پدال گاز مستقیماً با دریچه گاز در ارتباط مکانیکی نیست بلکه روی پدال گاز سنسور موقعیت سنجی قرار داده شده است و روی دریچه گاز نیز موتور الکتریکی نصب شده است. بین این دو واحد نیز ECM قرار دارد که اطلاعات سنسور پدال را دریافت و موتور دریچه گاز را در حد مناسب حرکت می‌دهد.

ساختار مدیریت الکترونیکی دریچه گازشکل 2- ساختار مدیریت الکترونیکی دریچه گاز

برای اطلاعات بیشتر به مقاله مدیریت الکترونیکی دریچه گاز مراجعه کنید.

سیستم Steer by wire

یکی دیگر از این سیستم‌ها زیر مجموعه x by wire ، سیستم مدیریت فرمان الکتریکی است. سیستم‌های فرمان برقی نیز امروزه متداول است. شکل 3 ساختار کلی این سیستم را نشان می‌دهد

ساختار کلی سیستم Steer by wireشکل 3- ساختار کلی سیستم Steer by wire

همانطور که در این شکل مشاهده می‌شد میل‌فرمان و اتصالات مکانیکی بین غربیلک فرمان و جعبه‌فرمان حذف شده است. میزان چرخش غربیلک از طریق واحد نصب شده روی غربیلک به یونیت فرمان ارسال می‌شود، یونیت فرمان پس از بررسی فرمان الکتریکی مبنی بر میزان چرخش را به موتور الکتریکی نصب شده روی جعبه‌فرمان ارسال می‌کند. البته سیستم به همین سادگی که در شکل نشان‌داده‌شده نیست. توجه کنید که در سیستم‌های قبلی وجود لینک مکانیکی بین غربیلک فرمان و جعبه‌فرمان خود ضریب اطمینان بالایی ایجاد می‌کرد که در این نسل حذف شده است. نکته دیگری که در این سیستم‌ها مطرح می‌شود میزان سفتی فرمان متناسب با حرکت روی جاده‌های مختلف است؛ بنابراین باید از سازو کاری استفاده شود که اصطلاحاً راننده حس رانندگی داشته باشد. در مورد نحوه عملکرد این سیستم به‌صورت مجزا در مقاله‌های بعدی مطالبی بیان خواهد شد.

سیستم Brake by Wire

یکی دیگر از زیر مجموعه‌های x by wire سیستم مدیریت ترمز است. یکی از موارد چالشی در این سیستم عملکرد آن است. پمپ‌ها یا موتورهای الکتریکی که بتواند با همان ضریب ایمنی سیستم‌های هیدرولیکی فشار را تقریباً بلافاصله بالا ببرد تا بتواند فرایند ترمزگیری در چرخ‌ها را ایجاد کند نیاز به مدیریت و ساختار قدرت‌مندی دارد. طرح‌های زیادی در این حوزه مطرح شده‌اند. شکل 4 نمونه ای از این طرح‌ها را نمایش می‌دهد.

سیستم Brake by wire1- مدار هیدرولیک 2- مدار الکتریک و الکترونیک
شکل 4- سیستم Brake by wire

همانطور که در شکل 4 نیز مشاهده می‌شود یکی از بهترین ایده‌ها برای سیستم Brake by wire استفاده ترکیبی از سیستم هیدروالکتریکی و الکتریکی است. معمولاً برای چرخ‌های جلو از سیستم ترکیبی هیدرو الکتریکی استفاده می‌شود این واحد پمپ خود وظیفه افزایش فشار را نیز بر عهده دارد. بنابراین به‌صورت کلی بوستر در این سیستم‌ها مشاهده نمی‌شود. چرخ‌های عقب از سرو موتورهای قوی برای ترمز استفاده شده است و دیگر از فشار هیدرولیک و لوله کشی مدار هیدرولیک ترمز خبری نیست. این سیستم نسبت به دو مدل قبلی با احتیاط بیشتری توسط شرکت‌های خودرو سار طراحی و بررسی می‌شود. فوق ایمنی بودن مباحث مرتبط با ترمز شرکت‌ها را مجبور به احتیاط در این حوزه می‌کند. این سیستم‌ها در مقالات دیگری مورد بررسی دقیق قرار خواهند گرفت.

نکته: سیستم Shifting by wire یکی دیگر از سیستم‌های X by wire است که مرتبط به تغییر دنده است. باتوجه‌به ساختار آن شاید در بسیاری از دسته‌بندی‌ها این سیستم زیر مجموعه Drive by wire در نظر گرفته نشود. در واقع سیستم‌های گیربکس اتومات که با کلید فرمان D یا P یا N یا R را صادر می‌کنند بسیار زیاد هستند. در بسیاری از سیستم‌های نیمه اتوماتیک به‌اصطلاح بازار و یا اسم صحیح آن AMT نیز از تغییر دنده با کمک کلیدهای الکتریکی استفاده شده است. 

نویسنده: مهندس بهروز خطیبی

3 2 رای ها
امتیازدهی به مقاله
اشتراک در
اطلاع از
guest

3 نظرات
تازه‌ترین
قدیمی‌ترین
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها
keyboard_arrow_up