با اختراع اتومبیل سیستم های مختلف فرمان بتدریج روند تکاملی داشته و درزمانهای مختلف این تکامل از سرعت های متفاوتی بر خودار بوده است . مثلا از لحاظ بالا بردن سرعت خودرو و پیشرفت های قابل توجهی داشته اند . به طوری گه جاده ها کشش لازم را برای سرعت های بالا را نداشته در حالی که بخش فرمان که ایمنی یک اتومبیل را به مقدار زیاد به عهده دارد . سیر تکاملی ان چنان را نداشته است اخیرا به لحاظ عمومی و پرهیز از این نا همگونی ها تلاش های زیادی انجام گرفته است و به قابلیت های جدیدی رسیداند که یکی از انها قدرت مورد نیاز در به کار گیری سیستم فرمان می باشد . که در شروع به صورت مکانیکی بوده و با گذشت زمان انواع هیدرولیکی نیوماتیکی برقی و یا ترکیبی از ان ها ابداع شده است که هر کدام ویژگی های مخصوص خود را دارد .
در زمینه دیگر تکامل سیستم فرمان ،نوع انتقال قدرت وعملکرد فرمان از غربیلک تا چرخ های جلو می باشد . یعنی دستگاهایی که بتواند حرکت دورانی غربیلک را به حرکت خطی تبدیل کند و خودرو توسط راننده به هر سمتی هدایت شود . آن را جعبه فرمان گویند که در قسمت های مربوطه چند نوع را معرفی می کنیم .
سیستم فرمان همان طوری که گفته شد یکی از مهمترین وایمنی ترین قسمت های یک خودرو محسوب می شود ونقش ارزندهای در ایمنی ، راحتی سفر و پایداری خودرو دارد . هدایت و کنترل خودرو توسط راننده انجام می گیرد واصولا باید نا همواری های جاده را احساس کند تا بتواند سرعت های مناسبی را بگیرد . بنابر این حذف کامل ارتعاشات و نوسانات خودرو کار درستی به نظر نمی اید .
2- مواردی که باید در طراحی فرمان مد نظر داشت :
در طراحی سیستم فرمان تا انجایی که امکان دارد نکات زیر را برای پایدار،راحتی سفر و کارارایی بهتر ، باید مد نظر داشت .
شعاع گشتاور فرمان باید در حد استاندارد باشد .
نیرویی که بتواند غربیلک فرمان را بچرخاند محدود است و طراح باید این گشتاور را در حد مجاز و استاندارد محاسبه کند زیرااین نیروی گشتاور هنگام پارک کردن ویا در جا چرخاندن به حداکثر می رسد .
هنگام دور زدن و پس ار ازاد شدن فرمان باید سریعا به حالت اولیه خود بر گردد به عبارت دیگر فرمان بر گشت پذیر باشد تا موجب پایداری خودرو گردد .
خلاصی (تلرانس ) در اجزای تشکیل دهنده مکانیکی فرمان باید در حد استاندارد باشد .
برای راحتی سفرو چرخاندن غربیلک فرمان باید حتی المقدور اصطکاک را کم کرد و در حد استاندارد باشد .
شوک های وارده به فرمان در اثر ناهمواری جاده تا حدود زیادی باید مستهلک شود . از طرفی از بین رفتن کامل ارتعاشات نیز مطلوب نیست زیرا راننده باید تا اندازهای حرکات و نا همواری جاده را احساس کند تا بتواند سرعت اتومبیل خود را تنظیم کند .
قطر غربیلک باید طوری انتخاب شود که راننده به راحتی بتواند نیروی گشتاور مورد نیاز را اعمال نماید . از طرفی طراح باید فضای موجود داخل کابین را در نظر بگیرد.
هندسه چرخ باید بر اساس استاندارد خودرو باشد تا لاستیک سایی به حداقل و فرمان پذیری راحت باشد .
تنظیم پذیری سیستم فرمان ، باید به گونهای باشد که پس از ان که از میزان بودن در اثر ناهمواری جاده خارج شد به راحتی تنظیم گردد.
سیستم فرمان باید به گونهای طراحی گردد که تحمل فشارها و شوک های شدید ناشی از ناهمواری جاده برای راننده تحمل پذیر باشد .
برای ساخت قطعات و شکل پذیری آنها و همچنین استحکام سیستم فرمان ،باید از موادی انتخاب گرددکه ایمنی خودرو و در حد استاندارد باشد .
1-غربیلک یا فلکه فرمان
بیشتر غربیلک ها ، از یک حلقه فلزی که در مرکز ان سوراخی است به صورت هزار خار که سر میل فرمان به صورت پیچ ،ماشین کاری شده از مرکز غربیلک گذشته و به وسیله مهره ای فلکه فرمان به میل متصل می شود سر دیگر میل فرمان که به صورت حلزونی است در جعبه فرمان جای دارد . و نهایتا میله های رابط به صورت شعاعی با توجه به نوع سیستم تعلیق حرکت را به اهرمی بنام شغالدست که به سگدست متصل است منتقل می نماید و چرخ ها را به سمت راست یا چپ هدایت می کنند روی فلکه فرمان یک پوشش پلاستیکی دارد . این پوشش باید در مقابل تابش نور شدید آفتاب صحراها تا سرمای زیر صفر زمستان و موار شیمیایی مثل بنزین وسایر روانکارها و حتی تعرق دست راننده مقاوم باشد .
2- میله فرمان
همان طوری که اشاره شد چگونگی ساختمان میله های فرمان یا رابطه ها ، که به صورت شعاعی است . به نوع سیستم تعلیق بستگی دارد یعنی مجموعه میل فرمان ها باید در انواع مختلف اکسل های تعلیق اجازه گردش به چرخ ها را ایجاد کند به طوری که یک چرخ بتواند نسبت به چرخ خارج در هر پیچ ،گردش بیشتری داشته باشد . مثلا در اکسل های یک پارچه این شیوه به کمک ذوزنقه فرمان امکان پذیر می شود .
ذوزنقه فرمان از یک چهار ضلعی به شرح زیر تشکیل شده است . در شکل زیر فاصله بین کینگ پین دو چرخ ( ضلع بزرگ ) و فاصله بین دو سیبک دو چرخ ( ضلع کوچک )و دو ضلع غیر موازی یعنی فاصله بین کینگ پین ها و سیبک هاست . و مرکز چرخش ، اهرم سگدست می باشد . در اکسل های نوسان کننده یک سیستم اهرم بندی ویژه به کار برده شده تا این امکان را فراهم کرده است .
بنابر این میله های فرمان با توجه به ( شکل زیر ) در انواع یک قسمتی ( A ) و قسمتی که از وسط جداست . ( B ) و دو قسمتی از کنار جدا می شوند (C ) و سه قسمتی (D )ساخته می شوند.
که این میله های رابطه به کمک سیبک ها در نقاط حساب شده به هم متصل می شوند و حول انها می چرخند . انواع اهرم بندی فرمان خودرو ممکن است جلو تر از محور جلو یا عقبتر از ان باشند .
4- فرمان های ایمنی :
معمولا در تصادفات شدید رانندگی ، فلکه و میل فرمان موجب بروز جراحات زیادی در ناحیه سینه و سر راننده می گردد و ممکن است به مرگ منتهی شود بنابر این طراحان خودرو برای جلوگیری از این حوادث فرمان های ایمنی را طراحی و به بازار عرضه کردند . از انواع انها فرمان های انعطاف پذیر و تلسکوپی را می توان نام برد که به توضیح انان می پردازیم:
فرمان های انعطاف پذیر :
این نوع فرمان ها در مواقع بر خوردبا موانع ، فلکه فرمان به کمک یک صفحه فنری به عقب می رود و غربیلک کمی تغییر جهت می دهد و از ایجاد صدمه شدید به خصوص در ناحیه سینه و سر جلو گیری می کند و در نوع دیگر ان غربیلک فرمان حرکت زاویه ای دارد
2- فرمان تلسکوپی :
ساختمان این نوع فرمان دارای ستونی است از ورق مشبک به گونه ای که در موقع بر خورد با موانع سخت ،داخل هم جمع شده و ضربه را به خود می گیرد و مانع انتقال ان به راننده می شود و یکی دیگر از خصوصیات این نوع فرمان ها در موقعی که لازم باشد به طور تلسکوپی به سمت پایین تغییر مکان می دهد .
ضمنا فرم غربیلک فرمان هایی که به صورت گود ساخته می شوداز نظر ایمنی و زیبایی بهتر است .
3- فرمان های هیدرولیکی:
این نوع فرمان ها بیشتر در خودرو های سنگین کار برد دارد زیرا راننده برای گردش به راست یا چپ و همچنین پارک کردن ، نیروی خیلی کمی را اعمال می کند در شکل زیر نحوه گرار گرفتن سیستم کمکی یک فرمان هیدرولیکی را نشان می دهد که از یک پمپ روغن و یک فیلتر و دو عدد شیلنگ رفت و بر گشت تشکیل شده است . این رفت و بر گشت روغن توسط پمپ با فشار معینی انجام می گیرد از این نوع فرمان ها هم در اتومبیل های سواری نیز استفاده می شود.