تبلیغات
علمی - مطالب ابر مهندسی مکانیک خودرو
شنبه 4 اردیبهشت 1395  05:36 بعد از ظهر

مهندسی خودرو
 مهندسی خودرو 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.

تومبیل 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

Auto.gif

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 ترموسیفونمی‌گویند. 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

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

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

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

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.

فناوری های پیشرفته 

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.

کنترل پیشرفته

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

ذخیره کننده های انرژی

مواد و مصالح

  • آلومینیم های سخت، فایبر گلاس، فیبر کربن، نانولوله کربنی جایگزین فولاد خواهند شد.
  • شیشه های واتر ریپلنت

MIT Car


موتور دیزلی

بسیار از ما با دیدن کامیون های قدرتمند ده ها تنی و بارهای سنگین آنها به این فکر فرو می رویم که عامل به وجود آمدن این قدرت و گشتاور عظیم چه موتوری است ، در کشور ما بر خلاف موتورهای بنزینی که پیشرفت های نسبتا خوبی داشته اند موتورهای دیزلی هیچ پیشرفتی نداشته و خودروهای سنگین فعلی مثل BENZ 911   ، MACK  ، DAF  یا انواع جدیدتر کامیون های قدرتمند FH12  ، HOWO ، ACROS  و .... همگی از تکنولژی صد در صد واردتی استفاده می کنند .

موتورهای دیزلی در ظاهر شبیه به موتورهای بنزینی بوده و تفاوت آنها فقط در مقاوم تر بودن اجزا و متعلقات و اندازه بزرگتر قطعات آنها می باشد ، مثلا پیستون های قدرتمند – میل لنگ های سخت کاری شده و آهنگری پرسی شده – شاتون های فورجینگی قوی و .... می باشد .

اما تفاوت اصلی این موتورها با موتورهای بنزینی در نحوه سوخت رسانی و نحوه اشتعال سوخت است ، در موتورهای بنزینی سوخت در کاربراتور با هوا مخلوط شده و یا توسط انژکتور به هوا اضافه می شد ولی در موتورهای دیزلی هوای خالص وارد سیلندر شده و به حدی متراکم می گردد که با پاشش سوخت درون محفظه آتشین سیلندر احتراق خود به خود آغاز می شود .

همچنین در موتورهای بنزینی نیاز به تشکیلات جرقه زنی از قبیل کوئل – دلکو – وایر های فشار قوی – شمع – مگنت – یا سیستم های جدیدتر سنسور های الکترونیکی جهت تعیین زمان جرقه می باشد ولی در دیزل احتراق خود به خود بوده و نیاز به موارد فوق نمی باشد ، ( در موتورهای جدید دیزل برای بهبود کیفیت احتراق در کنار انژکتور درون سیلندر یک شمع هم جهت ایجاد به موقع جرقه تعبیه شده است ) .

ایجاد فشار در موتور دیزل

همانطور که گفته شد در موتور دیزل سوخت با فشار زیاد درون محفظه سیلندر پاشیده می شود ، ما به ابتدای مسیر سوخت در باک میرویم تا سرنوشت آن را از باک تا انژکتور ( درون سیلندر ) بررسی کنیم .

پمپ اولیه

 سوخت از باک توسط پمپ اولیه ( سه گوش ) مکیده می شود ، درون پمپ سه گوش یک پیستون کوچک متصل به دسته پیستون ، فنر ، غلطک که انرژی خود را از بادامک خارج ازمرکز می گیرد ، سوپاپ ورودی و خروجی می باشد .

وقتی بادامک از زیر غلطک خارج می شود پیستون تحت اثر نیروی فنر به سمت پایین رانده می شود و به علت حرکت سریع آن و ازدیاد حجم در فضای بالای آن سوخت وارد آن فضا می شود ، در کورس دوم با بالا آمدن پیستون فشار افزلیش یافته و سوپاپ خروجی باز می شود و سوخت به فیلتر ها می رود .

نحوه عملکرد پمپ اولیه موتور دیزل :

فیلترها

سوخت بر اساس نوع مصرف به طرق مختلفی تصفیه می شود که انواع : موازی – سری موجود است . فیلتر ها معمولا دارای جنس های کاغذی – نمدی – کتانی هستند  که در این میان نوع کاغذی بالا ترین قدرت تصفیه را داشته و در موتورهای کاترپیلار – پرکینز – و ..... که نیاز به دقت تصفیه بالا دارند مورد استعمال دارند .

* قسمت های یاد شده جز مدار فشار ضعیف موتور دیزل می باشند .

پمپ انژکتور

این پمپ به تعداد سیلندر های موتور دارای محفظه هایی به نام بارل می باشد که قطعه ای فولادی به نام پلانجر درون آن حرکت می کند ، با حرکت پلانجر به سمت پایین ، حجم بلای آن زیاد شده و سوخت آن فضا را پر می کند ، و با حرکت پلانجر به سمت بالا تولید فشار آغاز گشته و زمانی که فشار به حد لازم رسید سوپاپ فشار از محل خود بلند شده و اجازه ارسال سوخت را به انژکتور می دهد .

انواع بارل و پلانجر : 

پمپ انژکتور بوش (  RQ  )

با رسیدن شیار مارپیچ پلانجر به سوراخ ورودی بارل فشار به یک باره افت کرده و سوخت قطع می شود .

لوله های فشار قوی

رابط های بین پمپ انژکتور و انژکتور هستند که از جنس فولاد بدون درز ( مانسمان ) بوده و در این موتورها دارای شرایط خاصی می باشند . از جمله آنکه نباید در پیچها زاویه ای مناسب باشند و همچنین از لحاظ تجهیزات آب بندی و ثابت کننده لوله شرایط مطلوبی داشته باشند که این مهم فقط با اعمال بست های قوی امکان پذیر است .

انژکتور

ایستگاه پایانی بوده و سوخت پس از ورود به آن وارد مجاری آن شده و با فشار خود مخروطی را محل خود بلند کرده و به شکل کاملا گرد در محفظ پاشیده می شوند . انواع آن : سوراخ دار ، لبه دار می باشد .




منابع: ویکی پدیا ، mechanic1.blogfa.com ،




  

                   


نظرات()   
   
آخرین پست ها