ما هي تقنية القيادة بالأسلاك؟

Drive-by-wire هو مصطلح شامل يشير إلى عدد من الأنظمة الإلكترونية التي تزيد أو تحل محل أدوات التحكم الميكانيكية التقليدية. بدلاً من استخدام الكابلات أو الضغط الهيدروليكي للتحكم في السيارة ، تستخدم تقنية القيادة بالسلك الأنظمة الإلكترونية لتنشيط الفرامل والتحكم في التوجيه وتزويد المحرك بالوقود.

هناك ثلاثة مكونات قيادة رئيسية تحل محلها أنظمة الدفع عن طريق الأسلاك عادةً بأدوات تحكم إلكترونية: الخانق ، والفرامل ، والتوجيه. يشار إلى هذه الأنظمة عادةً باسم التحكم الإلكتروني في الخانق ، فرامل بسلك، و التوجيه بالسلك.​

التحكم الإلكتروني في الخانق

الشكل الأكثر شيوعًا لتقنية القيادة عن طريق الأسلاك والأسهل من حيث العثور عليها هو التحكم الإلكتروني في الخانق. على عكس أدوات التحكم في الخانق التقليدية التي تربط دواسة الوقود والخانق بكابل ميكانيكي ، تستخدم هذه الأنظمة سلسلة من أجهزة الاستشعار والمحركات الإلكترونية.

تستخدم المركبات المزودة بوحدات التحكم في الوقود المحوسبة مستشعرات دواسة الوقود لعقود. تخبر هذه المستشعرات الكمبيوتر عن موضع الخانق ، لكن الخانق لا يزال نشطًا بواسطة كابل مادي. في المركبات التي تستخدم التحكم الإلكتروني الحقيقي في الخانق (ETC) ، لا يوجد اتصال مادي بين دواسة الوقود والخانق. بدلاً من ذلك ، ترسل دواسة الغاز إشارة تتسبب في قيام مشغل كهروميكانيكي بفتح دواسة الوقود.

غالبًا ما يُنظر إلى هذا على أنه النوع الأكثر أمانًا لتقنية القيادة بالسلك ، حيث يسهل تنفيذه بتصميم مقاوم للخداع وآمن من الفشل. بنفس الطريقة التي يتم بها إغلاق الخانق في حالة تعطل كابل الخانق الميكانيكي ، يتم التحكم الإلكتروني في الخانق يمكن تصميم الأنظمة بحيث يتم إغلاق الخانق إذا لم يعد يتلقى إشارة من مستشعر الدواسة.

تقنيات الفرامل بالأسلاك

ينظر البعض إلى تقنية الفرامل عن طريق الأسلاك على أنها أكثر خطورة من التحكم الإلكتروني في دواسة الوقود لأنها تتضمن إزالة الاتصال المادي بين السائق والمكابح. ومع ذلك ، فإن نظام الفرامل بالسلك عبارة عن مجموعة من التقنيات التي تتراوح من الأنظمة الكهروهيدروليكية إلى الأنظمة الكهروميكانيكية ، ويمكن تصميم كليهما مع مراعاة السلامة من الفشل.

تستخدم الفرامل الهيدروليكية التقليدية أسطوانة رئيسية ، بالإضافة إلى العديد من الأسطوانات التابعة. عندما يضغط السائق على دواسة الفرامل ، فإنه يضغط على الأسطوانة الرئيسية. في معظم الحالات ، يتم تضخيم هذا الضغط بواسطة فراغ أو معزز الفرامل الهيدروليكي. ينتقل الضغط بعد ذلك عبر خطوط المكابح إلى ملاقط المكابح أو أسطوانات العجلات.

أنظمة الفرامل المانعة للانغلاق كانت السلائف المبكرة لتقنيات الفرامل عن طريق الأسلاك الحديثة ، من حيث أنها سمحت بسحب فرامل السيارة تلقائيًا دون تدخل السائق. يتم تحقيق ذلك من خلال مشغل إلكتروني يقوم بتنشيط الفرامل الهيدروليكية الموجودة. تم بناء تقنيات السلامة الأخرى على هذا الأساس. التحكم الإلكتروني بالثبات, التحكم في الجر، و الكبح التلقائي تعتمد الأنظمة على نظام ABS وترتبط بشكل محيطي بتقنية الفرامل بالسلك.

في المركبات التي تستخدم تقنية الفرامل بواسطة الأسلاك الكهروهيدروليكية ، لا تزال الفرجار الموجود في كل عجلة نشطة هيدروليكيًا. ومع ذلك ، لا يتم ربطهما مباشرة بأسطوانة رئيسية يتم تنشيطها بالضغط على دواسة الفرامل. بدلاً من ذلك ، يؤدي الضغط على دواسة الفرامل إلى تنشيط سلسلة من أجهزة الاستشعار. ثم تحدد وحدة التحكم مقدار قوة الكبح المطلوبة في كل عجلة وتنشط الفرجار الهيدروليكي حسب الحاجة.

في أنظمة الفرامل الكهروميكانيكية ، لا يوجد مكون هيدروليكي. لا تزال أنظمة الفرامل عن طريق الأسلاك الحقيقية تستخدم مستشعرات لتحديد مقدار قوة الفرامل المطلوبة ، لكن هذه القوة لا تنتقل عبر المكونات الهيدروليكية. بدلاً من ذلك ، تقوم المحركات الكهروميكانيكية بتنشيط الفرامل الموجودة في كل عجلة.

تقنيات التوجيه بالسلك

تستخدم معظم المركبات وحدة رف وترس أو جهاز توجيه دودي وقطاعي متصل فعليًا بعجلة القيادة. عند تدوير عجلة القيادة ، يتم أيضًا تدوير وحدة الجريدة المسننة أو صندوق التوجيه. يمكن لوحدة الجريدة المسننة والجريدة المسننة بعد ذلك تطبيق عزم الدوران على الوصلات الكروية عبر قضبان الربط ، وعادةً ما يقوم صندوق التوجيه بتحريك رابط التوجيه عبر ذراع الدبابة.

في المركبات المزودة بتقنية التوجيه بالسلك ، لا يوجد اتصال مادي بين عجلة القيادة والإطارات. لا تحتاج أنظمة التوجيه بالسلك من الناحية الفنية إلى استخدام عجلات التوجيه على الإطلاق. عند استخدام عجلة القيادة ، عادةً ما يتم استخدام نوع من محاكي شعور التوجيه لتزويد السائق بملاحظات.

ما هي المركبات التي تحتوي بالفعل على تقنية القيادة بالأسلاك؟

تمتلك Tesla مركبات تقترب من نظام الدفع الكامل بالسلك ومن الواضح أنها تدفع المغلف بأقصى ما تستطيع للحصول على الموافقة عليها للاستخدام المستقل.

لا توجد مركبات إنتاج تعمل بالأسلاك بالكامل ، ولكن قام عدد من الشركات المصنعة ببناء سيارات مفهوم تناسب الوصف. عرضت شركة جنرال موتورز نظام الدفع عن طريق الأسلاك في عام 2003 بمفهومها Hy-Wire ، كما استخدم مفهوم Ryuga من Mazda هذه التقنية في عام 2007. يمكن العثور على محرك عن طريق الأسلاك في معدات مثل الجرارات والرافعات الشوكية ، ولكن حتى السيارات والشاحنات التي تتميز بنظام التوجيه المعزز الإلكتروني لا يزال لديها روابط توجيه فعلية.

يعد التحكم الإلكتروني في الخانق أكثر انتشارًا ، وتستفيد مجموعة متنوعة من الماركات والنماذج من هذه التقنية. يمكن أيضًا العثور على الفرامل بسلك في نماذج الإنتاج. مثالان على هذه التقنية هما نظام الفرامل الإلكتروني المتحكم بهما من شركة Toyota و Sensotronic من مرسيدس بنز.

استكشاف مستقبل السيارات بالسيارة

أدت مخاوف السلامة إلى إبطاء اعتماد تقنيات القيادة عن طريق الأسلاك. يمكن للأنظمة الميكانيكية أن تفشل وتفشل بالفعل ، لكن السلطات التنظيمية ما زالت تعتبرها أكثر موثوقية من الأنظمة الإلكترونية. تعد أنظمة الدفع عن طريق الأسلاك أيضًا أكثر تكلفة من الضوابط الميكانيكية نظرًا لحقيقة أنها أكثر تعقيدًا بشكل ملحوظ.

ومع ذلك ، فإن مستقبل تكنولوجيا القيادة عن طريق الأسلاك يمكن أن يؤدي إلى عدد من التطورات المثيرة للاهتمام. قد تسمح إزالة أدوات التحكم الميكانيكية لشركات صناعة السيارات بتصميم مركبات تختلف اختلافًا جذريًا عن السيارات والشاحنات الموجودة على الطريق اليوم. حتى أن السيارات النموذجية مثل Hy-Wire قد سمحت بتحريك تكوين المقاعد نظرًا لعدم وجود عناصر تحكم ميكانيكية تحدد موضع السائق.

يمكن أيضًا دمج تقنية Drive-by-wire مع تقنية السيارات بدون سائق ، والتي تسمح بتشغيل المركبات عن بُعد أو بواسطة جهاز كمبيوتر. تستخدم مشاريع السيارات بدون سائق الحالية مشغلات كهروميكانيكية للتحكم في التوجيه والفرملة والتسارع ، والتي يمكن تبسيطها من خلال الاتصال مباشرة بتقنية القيادة بالسلك.