يمكن تصنيف أنظمة التوجيه المركبة على المركبات الآلية بشكل عام إلى ثلاثة أنواع: (1) أنظمة التوجيه الهيدروليكية الميكانيكية؛ (2) أنظمة التوجيه الكهروهيدروليكية؛ (3) أنظمة التوجيه الكهربائية.

أنا. نظام التوجيه الكهربائي (EPS)

1. الاسم الكامل باللغة الإنجليزية هو نظام التوجيه المعزز إلكترونيًا (EPS). يستخدم هذا النظام الطاقة المولدة من محرك كهربائي لمساعدة السائق في التوجيه المعزز. على الرغم من اختلاف المكونات الهيكلية بين المركبات، إلا أن التركيب الأساسي لنظام EPS متشابه إلى حد كبير. يتكون عادةً من مستشعر عزم الدوران (للتوجيه)، ووحدة تحكم إلكترونية، ومحرك كهربائي، وعلبة تروس تخفيض السرعة، وجهاز توجيه ميكانيكي، ومصدر طاقة بطارية.

2. مبدأ التشغيل الأساسي: أثناء مناورات التوجيه، يستشعر حساس عزم الدوران عزم الدوران المُطبق على عجلة القيادة واتجاه الدوران المُراد. تُرسل هذه الإشارات عبر ناقل البيانات إلى وحدة التحكم الإلكترونية. بناءً على بيانات الإدخال، مثل عزم الدوران المُطبق وزاوية التوجيه المُرادة، تُصدر وحدة التحكم الإلكترونية أوامر تشغيل إلى وحدة تحكم المحرك. ثم يُولد المحرك عزم دوران معاكس مناسبًا للمساعدة في التوجيه. عندما لا يتم تطبيق أي إدخال للتوجيه، يبقى النظام غير نشط في وضع الاستعداد، في انتظار التنشيط. نظرًا لخصائص تشغيل نظام التوجيه الكهربائي، يشعر السائقون عادةً بتحسن في استجابة التوجيه وثبات أكبر عند السرعات العالية، وهو ما يُوصف عادةً بأنه "توجيه دقيق وواضح". علاوة على ذلك، تُساهم حالة عدم التشغيل خلال فترات عدم التوجيه في توفير الطاقة. يُستخدم هذا النوع من أنظمة التوجيه الكهربائي بشكل شائع في سيارات السيدان الفاخرة.

بالمقارنة مع أنظمة التوجيه الهيدروليكية الميكانيكية، لا يتطلب نظام التوجيه الكهربائي سوى الكهرباء، مما يلغي الحاجة إلى العديد من المكونات. فهو يستغني عن مضخة الزيت، وخطوط الزيت، وصمامات التحكم في الضغط/التدفق، والخزان، وغيرها من العناصر الموجودة في النظام الهيدروليكي. وينتج عن ذلك عدد أقل من الأجزاء، وتصميم أسهل، ووزن أخف.

علاوة على ذلك، فهي تقضي على الفاقد الطفيلي وفقد السوائل. ونتيجة لذلك، تحقق أنظمة التوجيه الكهربائي توفيرًا في الطاقة يصل إلى 80% تقريبًا في مختلف ظروف القيادة، مما يُحسّن أداء السيارة. ولهذا السبب، شهدت هذه الأنظمة انتشارًا سريعًا في السنوات الأخيرة، وهي تمثل مستقبل أنظمة التوجيه الكهربائي.

بعض المركبات التي تُسوّق على أنها مزودة بنظام توجيه كهربائي لا تستخدم نظامًا كهربائيًا بالكامل؛ فهي لا تزال تتطلب نظامًا هيدروليكيًا، وإن كان يعمل بمحرك كهربائي. في أنظمة التوجيه الهيدروليكية التقليدية، تُدار مضخة الزيت بواسطة المحرك.

لضمان سهولة التوجيه أثناء التوقف أو المناورات بسرعات منخفضة، يتم تحديد إزاحة المضخة بناءً على معدل التدفق عند سرعة دوران المحرك في وضع الخمول. ومع ذلك، نظرًا لأن المركبات تقضي معظم وقتها في السير بسرعات أعلى من سرعة الخمول وفي خط مستقيم، يجب إعادة معظم إنتاج مضخة الزيت إلى الخزان عبر صمامات التحكم، مما يؤدي إلى خسائر طفيلية كبيرة.

للتخفيف من هذه الخسائر، تُستخدم مضخة زيت تعمل بمحرك كهربائي. أثناء القيادة في خط مستقيم، يعمل المحرك بسرعة منخفضة، بينما يعمل بسرعة عالية أثناء المناورات. ومن خلال تنظيم سرعة دوران المحرك، يتم ضبط معدل تدفق الزيت وضغطه في المضخة، مما يقلل من الخسائر الطفيلية.

ثانياً: أنظمة التوجيه الهيدروليكية الميكانيكية

1. تتكون أنظمة التوجيه الهيدروليكية الميكانيكية عادةً من مضخة هيدروليكية، وخطوط زيت، وجسم صمام التحكم في تدفق الضغط، ومحرك حزام على شكل حرف V، وخزان، ومكونات أخرى.

٢. يعمل هذا النظام باستمرار بغض النظر عن حركة عجلة القيادة. أثناء المنعطفات الحادة بسرعات منخفضة، يجب أن توفر المضخة الهيدروليكية طاقة أكبر لتوفير مساعدة فعّالة، مما يؤدي إلى هدر الموارد إلى حد ما. ضع في اعتبارك ما يلي: عند قيادة مثل هذه المركبات، وخاصة أثناء المنعطفات البطيئة، يكون التوجيه ثقيلاً ويُجهد المحرك بشكل ملحوظ. علاوة على ذلك، يمكن للضغط العالي الناتج عن المضخة الهيدروليكية أن يُلحق الضرر بنظام التوجيه المعزز بسهولة. بالإضافة إلى ذلك، تتكون أنظمة التوجيه المعزز الهيدروليكية الميكانيكية من مضخات هيدروليكية وأنابيب وأسطوانات. وللحفاظ على الضغط، يظل النظام نشطًا بغض النظر عن متطلبات مساعدة التوجيه، مما يؤدي إلى زيادة استهلاك الطاقة - وهو عامل آخر يُساهم في استنزاف الموارد. توجد هذه الأنظمة عادةً في سيارات السيدان الاقتصادية.

ثالثًا: نظام التوجيه الهيدروليكي الإلكتروني

1. المكونات الأساسية: خزان الوقود، وحدة التحكم في التوجيه المعزز، المضخة الكهربائية، جهاز التوجيه، مستشعر التوجيه المعزز، إلخ، حيث تشكل وحدة التحكم في التوجيه المعزز والمضخة الكهربائية مجموعة متكاملة.

2. مبدأ التشغيل: يتغلب نظام التوجيه الهيدروليكي الإلكتروني على عيوب أنظمة التوجيه الهيدروليكي التقليدية. لم تعد مضخته الهيدروليكية تعمل مباشرةً بحزام المحرك، بل تستخدم مضخة كهربائية. تُحدد وحدة التحكم الإلكترونية جميع حالات التشغيل، حيث تحسب الظروف المثلى بناءً على إشارات مثل سرعة السيارة وزاوية التوجيه. ببساطة، أثناء الانعطافات الحادة بسرعات منخفضة، تُشغل وحدة التحكم الإلكترونية المضخة الهيدروليكية الكهربائية بسرعة عالية لتوفير طاقة أكبر، مما يقلل من جهد التوجيه على السائق. عند السرعات العالية، تُشغل وحدة التحكم الهيدروليكية المضخة الكهربائية بسرعات منخفضة، مما يحافظ على طاقة المحرك دون التأثير على استجابة التوجيه عند السرعات العالية.