مهندسی خودرو

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

مهندسی خودرو (به انگلیسی: Automotive engineering) بعنوان مادر کلیه رشته‌های منشعب از مهندسی مکانیک شناخته می‌شود زیرا مهندسی مکانیک با صنعت خودرو آغاز گردید و مکانیزمها و تکنیکهای و تجربیات حاصل از آن در بخش‌های دیگر بکار گرفته شد.این رشته در کشورهای پیشرفته تا سطح دکترا و در شاخه‌های گوناگون توسعه یافته‌است.

سیر تکامل[ویرایش]

Auto.gif

اتومبیل را شخص بخصوصی اختراع نکرد بلکه این وسیله بتدریج تکامل یافت و به شکل امروزی در آمد.اتومبیل‌های اولیه شبیه درشکه بود و با نیروی بخار به حرکت در می‌آمد. آغاز زندگی و پیدایش خودروهای موتوری به سال ۱۷۶۹ میلادی باز می‌گردد، هنگامی که مهندس نظامی فرانسوی، نیکولاس ژوزف کاگنوت، یک سه چرخه بخار را برای کشیدن و حمل و نقل قطعات توپ می‌سازد. پس از گذشت چند سال از آن تاریخ یک مدل بهتر ساخته می‌شود. در اثر برخورد آن با دیوار سبب رخ دادن نخستین پیش آمد رانندگی در تاریخ خودروهای جاده‌ای می‌گردد. در پی آن در سال ۱۷۸۴ میلادی یک خودرو با موتور بخار توسط مهندس اسکاتلندی جیمز وات ساخته می‌شود، که از کارایی چندانی برخوردار نبود. در سال ۱۸۰۲ میلادی ریچارد ترویتیک انگلیسی یک واگن بخار را به وجود آورد که فاصلهٔ میان کورنوال و لندن را می‌پیماید. یک شب به سبب فراموشی ترویتیک در خاموش کردن آتش دیگ بخار، واگن طعمه آتش سوزی شده و از بین می‌رود. بازار کالسکه‌ها و واگن‌های بخار در انگلیس تا سال ۱۸۶۵ میلادی رونق داشت تا اینکه سرانجام رقابت با راه آهن و نیز تصویب قوانین صریح علیه سرعت به عمر این دسته از خودروها پایان میدهد. نخستین سواری‌های عملی که موتور بنزینی توان آنها را فراهم می‌ساخت، در سال ۱۸۸۶ میلادی ایجاد شده و سازندگان عمده آن کارل بنز و گوتلیب دایملر می‌باشند که جدا گانه کارمی‌کردند

شروع صنایع اتومبیل[ویرایش]

با اختراع موتور احتراقی در سال ۱۸۶۰ میلادی بوسیله یک نفر بلژیکی بنام اتی ین لونوار آغاز شد. در سال ۱۸۷۴ زیگفرید مارکوس در شهر وین یک موتور چهار سیلندر اختراع کرد که بوسیله بخار کار می‌کرد و از نوع موتورهای برون سوز بحساب می‌آمد. در سال ۱۸۷۶ یک مهندس آلمانی بنام نیکلاس اتو یک موتور احتراق داخلی را با موفقیت به مرحله ظهور رساند.تبدیل سوخت مایع به گاز تاثیر مهمی در این صنعت ایجاد کرد. دو نفر به نامهای گوتلیب دایملر و ویلهلم مایباخ که هر دوی آنها از اتو تجربه اندوزی کرده بودند در شهر اشتوتگارت در سال ۱۸۸۲ کارگاهی دایر نمودند و پس از گذشت یکسال اولین موتور خود را عرضه نمودند. موتور آنها نوعی موتور سبک با سرعت بالا در حدود ۹۰۰RPM بود که نسبت به موتورهای احتراق داخلی آن زمان که حداکثر دورشان ۲۰۰RPM بود نوعی موفقیت محسوب میشد. موتور ساخت دایملر کم کم از صورت تک سیلندر به نوع دو سیلندر V شکل مبدل گردید که مجهز به کاربراتور بود.کاربراتور موتور دایملر را مای باخ طراحی کرده بود.دایملر سیستم جرقه زنی بدیعی را به خدمت گرفت که به سیستم جرقه زنی لوله داغ موسوم بود.این روش عمل ایجاد جرقه توسط یک لوله پلاتینی که در بالای سیلندر قرار داشت و انتهای دیگرش توسط شعله سرخ نگهداشته می‌شد انجام می‌گردید. کارل بنز آلمانی که ده سال از دایملر جوان تر بود برای سیستم جرقه زنی خود از الکتریسته استفاده کرد. او موتور چهار سیلندریس را طراحی نمود و در روی یک وسیله نقلیه سه چرخ قرار داد. دو اثر دیگر کارل بنز یعنی سوپاپ قارچی شکل و سیستم خنک کاری با آب او هنوز مورد استفاده قرار می‌گیرند. سیستم خنک کاری دایملر به آب حرکت چرخشی اجباری نمی‌داد بلکه مخزن آبی در سطح بالاتر از موتور قرار داشت و آب گرم به علت سبک شدن بطرف بالا و آب سرد به جهت سنگینی بطرف پایین حرکت می‌نمود که به این سیستم ترموسیفون می‌گویند. بالاخره دایملر در سال ۱۸۸۶ یک وسیله نقلیه چهار چرخ طراحی نمود. در سالهای بعد بنز به عنوان تجارت وسیله نقلیه سه چرخ را ببازار عرضه کرد که به این ترتیب اولین اتومبیل به همراه سر و صدا و مشکلات فراوان وارد بازار شد. دایملر نیز با عرضه اتومبیل خود صنعت اتومبیل سازی را مجهز نمود تا با سرعت بیشتر وارد قرن بیستم شود.

اتومبیل کارل بنز 1885

نوآوری امیل لواسور[ویرایش]

امیل لواسور توانست سامانه انتقال قدرت را که تا آن زمان تسمه‌ای بود بصورت کلاچ و گیربکس درآورد. به علاوه سیستم موتور جلو و محرک عقب را طراحی نمود. گرچه صنعت خودرو در آلمان متولد شد و در فرانسه رشد پیدا نمود ولی در کشورهای انگلیس و آمریکا پیگیری بیشتری نسبت به ان به عمل آمد. در انگلستان مردم استقبال خوبی از اتومبیل به عمل نیاوردند و می‌گفتند که حمل و نقل بوسیله چهار پا بهتر است نتیجتاً اتومبیل در انجا ممنوع گردید ولی در سال ۱۹۰۵ دولت انگلیس سفارش خرید اتومبیل را به یک شرکت انگلیسی داد.

قانون پرچم قرمز[ویرایش]

قانونی به تصویب رسید که براساس آن به موتورهای بخاری اجازه می‌داد که در شهرها با سرعتی معادل قدم زدن حرکت کنند. برای لکوموتیوها سرعت مجاز تا سال ۱۸۶۵ برابر ۶ کیلومتر در ساعت تعیین شد. به دارندگان وسیله نقلیه به دیده تحقیر نگریسته می‌شد و آنها را موظف می‌کردند تا پشت سر یک نفر پرچم بدست با فاصله ۵۵ متر حرکت کنند.

جعبه‌دنده خورشیدی[ویرایش]

در سال ۱۸۹۷.م یک فرد انگلیسی بنام فردریک لنچستر موتور دو سیلندری ساخت که در آن از جعبه‌دنده خورشیدی (گیربکس سیاره‌ای) با محور محرک بجای زنجیر محرک استفاده می‌شد. بعلاوه چرخدنده حلزونی، محور دنده عقب، میل لنگ، سیستم روغنکاری تحت فشار را به ثبت رساند. تا آن زمان روش روغنکاری قطره‌ای یا پاششی معمول بود. در فرانسه نیز شخصی بنام کنت آلبرت دودیون که جوانی اشرافی بود با مشارکت شخصی بنام ژرژبوتون یک موتور تک سیلندر هوا خنک ساخت. نام دودیون هنوز باقی است زیرا هم اکنون طرح او در محورهای عقب برخی خودرها مانندآستین و اوپل استفاده می‌شود. بوتون این طراح و متفکر به اصل پی برده بود که اگر ساختمان موتور و میل لنگ متعادل بوده و نیز لقی‌های قطعات متحرک نسبت بهم کم باشد می‌توان قدرت و سرعت زیادی را از موتور بدست آورد. طراحان دیگر نیز مانند لنچستر دریافتند که برای بازدهی بیشتر لازم است که سوپاپ‌های موتور بصورت مکانیکی باز و بسته شوند. در آن موقع رسم بود سوپاپ‌ها در اثر مکش پیستون باز می‌شدند و تحت نیروی فنر بسته می‌شدند.

طرح رنو[ویرایش]

لوئی رنو از یک محور برای انتقال حرکت به چرخهای عقب استفاده کرد و در مسیر آن قفل گاردان به کار برد تا ارتعاشات تعلیق مستقل عقب بر محور محرک را حذف نماید. طرح دیگر رنو ساخت اتومبیل مسقف بود.

فناوری‌های پیشرفته[ویرایش]

خودروسازان امروزی جهت دستیابی به سطوح بالاتر استانداردهای تعریف شده در زمینه‌های مختلف از جمله محیط زیست، مصرف سوخت، راحتی سرنشین، پایداری خودرو و مواردی از این قبیل از تکنولوژی‌های نوین و پیشرفته در خودروهای خود بهره می‌جویند. این فناوری‌ها اغلب از دهه 1980 میلادی توسط خودروسازان بزرگ دنیا طراحی، تولید و مورد توسعه قرار گرفته است. اما امروزه تمام خودروسازان دنیا بر موضع استفاده از فناوری پیشرفته در صنعت خودرو متفق‌القول هستند. برخی از این تکنولوژی (فناوری)ها عبارتند از: سیستم ترمز ضدقفل، سیستم کنترل کشش، سیستم کنترل پایداری خودرو، سیستم توزیع الکترونیکی نیروی ترمزی، سیستم سوخت رسانی تزریق مستقیم، سیستم کیسه ایمنی هوا، سیستم ترمز کمکی، سیستم مدیریت سوخت و جرقه، سیستم کمربند ایمنی پیش‌کشنده، سیستم تعلیق هوشمند، سیستم فرمان فعال و موارد بسیار دیگر.

البته باید این را مدنظر داشت که مرز معینی برای فناوری پیشرفته در صنعت خودرو وجود ندارد؛ از اینرو در برخی کتب مرجع دانشگاهی، سیستم جرقه الکترونیکی در زمرۀ فناوری‌های پیشرفته محسوب شده و در برخی کتب دیگر سیستم مدیریت سوخت و جرقه جزء فناوری‌های پیشرفته محسوب نشده است.

با توجه به رشد چشمگیر دانش و صنعت الکترونیک در سال‌های اخیر، امروزه می توان اینگونه بیان نمود که تمام فناوری‌های پیشرفته مورد استفاده در خودروها، برای نیل به عملکرد مطلوب، از سیستم‌های کنترل الکترونیکی خودرو و یا سیستم‌های مکاترونیکی خودرو استفاده می‌کنند..[۱]

آینده صنعت خودرو[ویرایش]

The Audi RSQ sports coupé from the ۲۰۰۴ film I، Robot، envisioned as being motivated by spherical "wheelsisioned as being motivated by spherical "wheels"

کنترل پیشرفته[ویرایش]

امروزه در تمامی خودرو ها از سیستم های کنترلی هوشمند برای قسمت های مختلف استفاده میشود. برای مثال سیستم های مولد قدرت ،انتقال قدرت،تهویه مطبوع خودرو و سیستم های ایمنی خودرو و... همگی دارای کنترل هوشمند می باشند.

منابع انرژی[ویرایش]

ذخیره کننده های انرژی[ویرایش]

مواد و مصالح[ویرایش]

MIT Car[ویرایش]

مقاطع تحصیلی[ویرایش]

در حال حاضر این رشته تحت دو عنوان در داخل کشور (بسته به دانشگاه محل تحصیل) شناخته می شود:

برای تحصیل در این رشته، متقاضیان می توانند پس از اتمام دوره دبیرستان و پیش دانشگاهی از کنکور سراسری گروه ریاضی و فیزیک اقدام نموده و در صورت قبولی در مقطع کارشناسی پیوسته مشغول به تحصیل شوند.

همچنین دانش‌آموختگان هنرستانهای فنی و حرفه‌ای و کاردانش می توانند پس از شرکت در کنکور کاردانی پیوسته، در صورت قبولی در مقطع کاردانی پیوسته مشغول تحصیل شوند. این افراد پس از فارغ‌التحصیلی می توانند در کنکور کاردانی به کارشناسی (کارشناسی ناپیوسته) شرکت نموده و به تحصیل ادامه دهند.

برای تحصیل در مقطع کارشناسی ارشد، محدودیتی برای فارغ‌التحصیلان سایر گرایش‌های مهندسی مکانیک وجود ندارد و حتی دارندگان مدرک کارشناسی سایر رشته‌ها به جزء مهندسی مکانیک نیز می توانند در صورت کسب حد نصاب و قبولی در این مقطع ادامه تحصیل دهند.

دانشجویان مقطع دکتری نیز صرفاً از میان دانش‌آموختگان کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک گزینش می شوند.

نکته قابل توجه آنکه در مقطع کارشناسی ارشد و دکتری، این رشته به سه گرایش تقسیم می‌شود:

  1. سیستم محرکه خودرو
  2. سازه بدنه خودرو
  3. طراحی سیستم های تعلیق، ترمز و فرمان

این رشته هم‌اکنون در دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشگاه صنعتی شریف، دانشگاه صنعتی سهند،دانشگاه پیام نور، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، دانشگاه آزاد اسلامی و دانشگاه جامع علمی کاربردی در مقاطع کاردانی، کارشناسی، کارشناسی ارشد و دکتری ارائه می شود.

دروس تخصصی[ویرایش]

دوره هنرستان[ویرایش]

تکنولوژی مولد قدرت، تکنولوژی شاسی و بدنه و انتقال قدرت، تکنولوژی موتورهای دیزل، اجزاء ماشین، رسم عمومی و تخصصی، محاسبات فنی، کارگاههای مولد قدرت و شاسی و بدنه و دیزل، کارآموزی

دوره کاردانی[ویرایش]

اصول سرپرستی، تکنولوژی انتقال قدرت معمولی۲، تکنولوژی دستگاھهای الکتریکی، کارگاه سوخت رسانی ۲، تکنولوژی سوخت رسانی۲، تکنولوژی شاسی وبدنه۲، کارگاه مولد فدرت ۲، تکنولوژی مولد قدرت۲، رسم فنی ۴، کارگاه انتقال قدرت اتوماتیک، کارگاه انتقال قدرت معمولی ۲، کارگاه دستگاھهای الکتریکی، کارگاه شاسی وبدنه۲، کارگاه نقص یابی،ترمودینامیک1، مکانیک سیالات1،فیزیک حرارت ، فیزیک مکانیک،استاتیک،مقاومت مصالح1 ، طراحی اجزا1،هیدرولیک و پنوماتیک مقدماتی،زبان تخصصی خودرو1، نقشه کشی باکامپیوترالبته از سال۸۸ به بعد این واحد در بیشتر دانشگاه ها حذف شده است ، هیدرولیک و پنیوماتیک، طراحی اجزاء ماشین ۱، کارآموزی/ تکنولوژی مالتی پلکس/کارگاه مالتی پلکس

دوره کارشناسی[ویرایش]

اصول طراحی موتورهای پیستونی، تئوری حرکت خودرو، الکترونیک خودرو، کاربرد نرم‌افزار های رایانهای خودرو، تکنولوژیهای پیشرفته خودرو، سرومکانیزم، هیدرولیک ماشین آلات سنگین، مقاومت مصالح ۲، طراحی اجزاء ماشین ۲، کارگاه ماشین ابزار، کارگاه تراشکاری قطعات خودرو، کارگاه مدل سازی و ریخته گری، کارگاه سوخت رسانی گازی، کارگاه الکترونیک خودرو، مصالح مهندسی، طراحی ماشینهای دوار، اصول طراحی کارخانه، مدیریت و اقتصاد صنعتی، یاتاقان و مکانیزم روغنکاری،سروو مکانیزم، ترمودینامیک 2، ارتعاشات، دینامیک ، سوخت و احتراق ،زبان تخصصی2،مکانیک سیالات2، انتقال حرارت ، کار آموزی، پروژه.

دوره کارشناسی ارشد[ویرایش]

بسته به گرایش تحصیلی دروس زیر ارائه می‌گردد که تعداد زیادی از آنها با دروس گرایش های طراحی کاربردی و تبدیل انرژی یکسان است:


سیستم محرکه خودرو:

اصول تکنولوژی خودرو، موتورهای احتراق داخلی، ریاضیات مهندسی پیشرفته1، طراحی وشبيه سازی موتورهای پيستونی، ديناميک سيالات محاسباتی، سيستمهای حرارت و سيالات خودرو، موتورهای احتراق داخلی پيشرفته، طراحی سيستمهای انتقال قدرت، اجزاء محدود، کاربرد کنترل پيشرفته در خودرو، بهينه سازی، موتورهای ديزل پيشرفته، ارتعاشات پيشرفته، سوخت و احتراق پيشرفته در خودرو، سمينار، پايان نامه.

سازه بدنه خودرو:

اصول تکنولوژی خودرو، مکانيک محيطهای پيوسته، الاستيک، ریاضیات مهندسی پیشرفته1، اجزاء محدود، مکانيک ضربه در سازه خودرو، ارتعاشات پيشرفته، طراحی و تحليل سازه و بدنه خودرو، آيروديناميک خودرو، بهينه سازی، خستگی و شکست در سازه خودرو، روشهای پيشرفته توليد بدنه خودرو، تئوری ورقها و پوسته ها و کاربرد در سازه خودرو ، طراحی سيستمهای شاسی، ارتعاشات و آکوستيک سازه و بدنه، سمينار، پايان نامه.

طراحی سیستم های تعلیق، ترمز و فرمان:

اصول تکنولوژی خودرو، روشهای عددی، ریاضیات مهندسی پیشرفته1، طراحی سيستمهای انتقال قدرت، طراحی سيستمهای شاسی، ديناميک خودرو، ارتعاشات پيشرفته، کاربرد کنترل پيشرفته در خودرو، ديناميک پيشرفته، بهينه سازی، طراحی و تحليل سازه و بدنه خودرو، ارتعاشات و آکوستيک سازه و بدنه، سمينار، پايان نامه.

دوره دکتری[ویرایش]

رياضيات مهندسی پيشرفته 2، الکترونيک خودرو پيشرفته، تکنولوژی محصول،

روشهای طراحی نوين در خودرو، کاربرد مواد جديد در خودرو، موتورهای احتراق داخلی پيشرفته2، سيستمهای جانبی تبادل حرارت در خودرو، سيستمهای انتقال قدرت پيشرفته، سيستمهای شاسی پيشرفته، ديناميک خودرو پيشرفته، سازه و بدنه خودرو پيشرفته، روشهای پيشرفته توليد در صنعت خودرو، مباحث پيشرفته مديريت توليد در صنعت خودرو سازی، مديريت استراتژيک توسعه محصول جديد در صنعت خودرو سازی، مباحث منتخب در اقتصاد صنعت خودرو سازی، سمينار، پايان نامه.

شرکت‌های فعال در ایران[ویرایش]

مراکز پژوهشی در ایران[ویرایش]

  • شرکت آزمایش و تحقیقات قطعات و مجموعه خودرو (ایتراک ITRAC): بر اساس تفکر راهبردی ستاد سیاست گذاری صنعت خودرو درسال ۱۳۷۶ با مشارکت ۸۰ شرکت طراحی و مهندسی و سازنده قطعات ومجموعه‌های خودرو به عنوان نخستین مرکز ملی جامع و معتبر آزمایشگاهی در صنعت خودرو فعالیت خود را اغاز کرده‌است
  • موسسه پژوهشی فناوری‌های نوین در صنعت خودرو: در آبان ماه ۱۳۸۴ به صورت مشترک توسط گروه صنعتی ایران خودرو و دانشگاه تهران تاسیس شده‌است. هدف این موسسه برقراری ارتباط فعال و موثر بین دانشگاه و صنعت می‌باشد تا از یک طرف مشکلات صنعت با بکار گیری توان و استعداد علمی کشور و نیروهای محقق دانشگاهی در جهت افزایش قدرت رقابت در سطح بین‌المللی به بهترین نحو حل شود و از طرف دیگر، تحقیقات دانشگاهی پیشرفته به سمت تقویت و افزایش بهره وری اقتصاد ملی شکل یابد.
  • شرکت تحقیق، طراحی و تولید موتور ایران خودرو (ایپکو IPCO):قرارگیری درکنار یک خودروساز بزرگ، جذب فارغ التحصیلان توانا و نخبه دانشگاههای ایران، ارتباط تنگاتنگ با شرکتهای اصلی فعال در زمینه توسعه قوای محرکه، سرمایه گذاری قابل توجه در زمینه سخت افزارها و نرم‌افزارهای توسعه محصول و همچنین ارتباط صمیمانه با بسیاری از سیاستگذاران صنعت خودرو و نفت ایران، ایپکو را به مهمترین شرکت تأمین کننده خدمات مهندسی صنعت قوای محرکه درمنطقه تبدیل کرده‌است.
  • دانشگاه صنعتی مالک اشتر

پژوهش‌های فعال در ایران[ویرایش]

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. [کاربرد الکترونیک و تکنولوژی پیشرفته در خودرو]، نصیری، صیاد؛ سینا، ناصر؛ رضایی دشت ارژنه، جعفر؛ .
  1. http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Automobile&oldid=432790768
  2. کتاب درس فنی و تکنولوژی کارگاهی نویسنده محمد محمدی بوساری
  3. www.itrac.ir
  4. http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Future_car_technologies&oldid=429254082
  5. http://www.utik.ir/news.php