مقاله مهندسی مکانیک خودرو
شاخه ها :
مکانیک کلاسیک به شاخه‌های استاتیک و دینامیک تقسیم میشود. استاتیک بررسی نیروهای اجسام ایستاده است و دینامیک حرکت ذرات را بررسی می‌کند. در حالت کلی حرکت یک ذره از دو دیدگاه مختلف می‌تواند مورد بررسی قرار گیرد به بیان دیگر میتوان گفت، بطور کلی دینامیک که در آن حرکت اجسام مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد، شامل دو قسمت سینماتیک و سینتیک است. در بخش سینماتیک از علت حرکت بخشی به میان نمی‌آید و حرکت بدون توجه به عامل ایجاد کننده آن بررسی میشود و بحث حرکت بیشتر جنبه هندسی دارد. در بخش سینتیک (مکانیک) دلایل حرکت اجسام که همان نیروهای وارد بر جسم پویاست، بررسی میشود.
معرفی رشته مکانیک خودرو :
امروزه در اکثر جوامع پیشرفته و توسعه یافته نمی توان نیاز به خودرو به معنی عام آن را در زندگی شخصی و اجتماعی انسان ها نــادیده گرفت . انــــواع خودروی سواری، موتور سیکلت ها، اتوبوس ها و مینی‌بوس‌ها در شهرها و اتوبوس ها، کامیون ها و تانکرها در بین شهرها، تراکتورها، انواع ادوات کشاورزی در روستاها، و کامیونها، لودرها و انواع تجهیزات راهسازی متحرک، از جمله کاربردهای اولیه و بدیهی خودروها محسوب می‌شوند. البته کلمه خودرو معادل فارسی کلمه Vehicle است که قطارها، کشتی‌ها، هواپیماها و حتی فضاپیماها را نیز شامل میشود. اما مهندسی خودرو، به‌طور خاص با مواردی سروکار دارد که بر روی زمین حرکت می‌کنند و دارای موتورهای احتراق داخلی هستند.
بدین ترتیب خودروهای مورد بحث از قسمت های مختلفی تشکیل شده‌اند: قوای محرکه، شاسی و چرخها، سیستم تعلیق و سازه و بدنه. البته تجهیزات دیگری متناسب با نوع خودرو به آن اضافه میشود. به‌عنوان مثال سیستم های برقی، سیستم های ایمنی و تجهیزات ظاهری و امکانات رفاهی از جمله موارد دیگر است که در انواع خودرو متناسب با کاربرد آن مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مهندسی خودرو، رشته‌ای است که طراحی، ساخت، بهینه‌سازی و تعمیر انواع مختلف خودرو را در برمی‌گیرد. اما از آنجا که خودرو، ابزاری است که از مجموعه‌های مختلف تشکیل شده‌است و دارای کاربردهای متفاوتی است، این رشته، مخلوطی از علوم مختلف است. در حقیقت مهندسی‌خودرو یک رشته میان‌رشته‌ای و فراگیر است. چنین رشته‌هایی نتیجه پیشرفت های بشر در اواخر قرن بیستم است.
در ابتدای قرن بیستم که علم و فناوری به آرامی در کنار هم حرکت را شروع نمودند
رشته‌های دانشگاهی همچون فیزیک، ریاضی و زیست شناسی عموما با مبنای علمی آغاز شدند . بعضا برخی از علوم مهندسی مانند مکانیک، برق، عمران که از دل علوم پایه منفک شده بود، نیز سربرآوردند. علوم و فنون در اواخر قرن با پیشرفت های سریع رایانه و فناوری اطلاعات به سرعت رشد نمود، به گونه‌ای که تقریبا هر پنج سال یکبار حجم دانش تولید شده در دنیا دو برابر کل گذشته میشد. لذا در دهه های منتهی به قرن بیست‌ویکم، ابتدا گرایش های مختلف در رشته‌ها بوجود آمد و سپس رشته‌های جدید ایجاد شد . به عنوان مثال رشته‌مهندسی مکانیک، به رشته‌های حرارت و سیالات، طراحی کاربردی، هوافضا، کشتی‌سازی، راه‌آهن، مهندسی خودرو و حتی بیومکانیک تقسیم شد . در قرن اخیر این گرایش ها متناسب با کاربرد گسترده و نیاز به استفاده از علوم مختلف از دل دانشکده‌های سنتی جدا شده و دانشکده‌های مستقلی را به وجود آوردند .
دانشکده مهندسی خودروی دانشگاه علم‌وصنعت اولین دانشکده‌ای در ایران و خاورمیانه است که ابتدا این رشته را در سطح کارشناسی‌ارشد تعریف نمود و هم‌اکنون بعد از پنج دوره ارائه فارغ‌التحصیلان ماهر به صنعت خودروسازی و قطعه‌سازی کشور، دوره کارشناسی و دکترا را آغاز نموده است. البته در کشورهای پیشرفته ای همچون انگلیس و آمریکا نیز دانشکده های مشابهی دارد.
رشته مکانیک خودرو به منظور تربیت نیروی متخصص برای صنایع خودروسازی کشور و صنایع وابسته به آن طراحی و تاسیس شده است و هم‌اکنون با شرکت های بزرگ کشور همچون ایران‌خو‌درو و سایپا همکاری نزدیک دارد. بسیاری از دانشجویان دانشکده هم‌اکنون مستقیما در آنجا مشغول به کار هستند.
این رشته کاربردی و کاملا عملی و جذاب است به طوری که دانش آموخته آن می‌تواند متناسب با علایق خود به حل مسائل کاملا ریاضی و پیچیده بپردازد و یا اینکه در یک کارخانه مدیریت خط تولید را برعهده گیرد. گستردگی این رشته باعث شده است که فارغ‌التحصیلان این رشته با خیال آسوده‌تر نسبت به آینده کاری و یا علمی خود بنگرند و آزادی انتخاب بیشتر را تجربه نمایند.
رشته خودرو، رشته‌ای است که به مسائل مختلفی در خودرو می‌پردازد و البته دارای سه گرایش مختلف قوای محرکه، سیستم تعلیق و سازه و بدنه خودرو میباشد. دروس پایه این رشته شامل دروس عمومی دیگر رشته‌های مهندسی، از جمله ریاضیات و فیزیک میباشد و شخص را برای رویکرد علمی با مسائل و قوانین آماده می‌سازد. افراد با گذراندن دروسی همچون مکانیک سیالات، ترمودینامیک، انتقال حرارت و مبانی مهندسی برق با اصول اولیه مکانیک و مهندسی آشنا می‌شوند. آنان سپس با دروس تخصصی‌تری همچون مبانی مهندسی خودرو، مبانی دینامیک خودرو، سیستم های شاسی و بدنه، و آیرودینامیک خودرو به عرصه صنعت خودرو وارد می شوند . علاوه براین با ارائه مباحثی همچون اقتصاد مهندسی در صنعت خودرو و مدیریت صنعتی در خودرو، شخص با مسائل مدیریتی و اقتصادی خودرو که ضامن پیشبرد کارها و طرح های صنعتی در دنیای واقعی است، آشنا میشود.
همچنین در این رشته انواع کارگاهها و آزمایشگاهها برای آشنایی عملی دانشجو با علوم پایه ، مهندسی و مخصوصا خودرو ارائه میشود. ضمنا با کار در آزمایشگاه های پژوهشی و همچنین همکاری با مراکز تحقیقاتی صنعت خودروی کشور، تحقیقات بنیادی نابی در این زمینه انجام میشود.
گرایش قوای محرکه :
قوای محرکه خودروها، هم‌اکنون موتورهای درون‌سوز از نوع اشتعال جرقه‌ای و یا اشتعال فشاری میباشد. این موتورها دارای انواع مختلفی است که میتوان از دیدگاههای متفاوتی آنها را دسته‌بندی نمود. موتورهای دوزمانه و چهار زمانه، موتورهای کاربراتوری و انژکتوری، پاشش مستقیم (درون سیلندر) و یا غیرمستقیم (درون منیفولد)، بنزینی، گازوییلی، گاز‌سوز، دوگانه‌سوز، الکلی، تنفس طبیعی، سوپرشارژ (پرخورانی) و توربوشارژ، از انواع قوای محرکه است که برمبنای احتراق داخلی عمل مینماید. البته مبحث انواع سوخت های جایگزین، همچون سوخت های زیستی، هیدروژن و دیگر مواد پاک و همچنین انرژی‌های الکتریکی در قالب خودروهای برقی یا هیبریدی و یا انرژی خورشیدی از دیگر موضوعات در مبحث قوای محرکه است. همچنین مباحثی همچون انتقال قدرت و سیستم های خنک‌کاری موتور و سیستم های تهویه مطبوع خودرو از جمله مواردی است که نظر افراد خلاق و علاقمند به نوآوری را به خود جلب می‌کند.
گرایش سیستم تعلیق :
امروزه سیستم تعلیق، فقط به مبحث چهار چرخ و یک فنربندی ساده منتهی نمی‌شود. مبحث تعلیق مبحث پیچیده‌ای است که راحتی و ایمنی خودروها را در برمی‌گیرد. خودوریی که می‌خواهد با سرعت 200 کیلومتر در ساعت حرکت کند و به خوبی در شرایط مختلف
آب‌وهوایی ترمز کند، نیاز به سیستم های تعلیق فعال و همچنین سیستمهای ترمز با کنترلرهای پیچیده دارد. همچنین در صنایع خودروسازی رقابت سختی در ارائه راحتی بیشتر و ایمنی بالاتر به مشتریان وجود دارد . لذا بهینه‌سازی این سیستم ها به کمک مدارهای مختلف مکانیکی، هیدرولیکی، نیوماتیکی و الکترونیکی توسط مهندسان خبره در حال انجام است.
گرایش سازه و بدنه :
بدنه محکم تر، زیباتر و سبک تر، عامل موفقیت خودروسازها در قرن بیستم و یکم خواهد بود. همانطور که مشاهده میشود امروزه طراحان کارخانجات بزرگ توانسته اند با استفاده از مواد پیشرفته مهندسی همچون کامپوزیت ها، میکروکامپوزیت ها، میکرو آلیاژها، سرامیک ها و انواع پلیمر طرح هایی را در بدنه و شاسی خودرو ارائه نمایند که تا کنون نظیرش دیده نشده است بود و بعضا در رویاها و تخیل یافت می شد . برای طراحی و ساخت چنین خودروهایی، نیاز به دانش کامل در زمینه مواد، مقاومت آنها، مکانیزم ها، طراحی و محاسبات مهندسی و همچنین فرآیندهای تولید میباشد. مسلم است آینده از آن کسانی خواهد بود که دارای دانش و توانایی بیشتری در کاربرد این موارد دارند .
دستاوردهای تحقیق و توسعه ( تجربیاتی در مهندسی خودرو ) :
مهندسی خودرو مجموعه ای از نیازمندیهای گوناگون در خصوص خلق طرحهای جدید و یا بهینه سازی طرحهای موجود در زمینه خودرورا پوشش داده و با رویكردی مهندسی سعی در پاسخگویی به این نیازها دارد . در خصوص طرحهای جدید، مطالعه ایده های نو،تجزیه و تحلیل شایستگی و بایستگی انجام كار بر روی ایده ، ستانده های بازاریابی وتفكیك و دسته بندی آنها ، پردازش مهندسی برروی نیاز مشتری كه بصورت محاوره ای بیان میشود و تبدیل آن به مشخصات فنی محصول از اقدامات اولیه میباشد .
1 . پروژه طراحی ونمونه سازی خودرواسپرت ( نمونه اولیه )
این پروژه از اواسط سال 68 و در دوفاز (طراحی ومحاسبات) ،( نمونه سازی و مونتاژ) تعریف و طی حدود چهار سال و همزمان با اواخر دوره دانشجویی و با برخی حمایتهای دانشكده فنی دانشگاه تهران به مرحله اجرا درآمد .با توجه به بضاعت فنی ناچیزدر خصوص طراحی ونمونه سازی در صنعت خودرو در آن زمان و عدم وجود تجربیات مشابه قبلی، محدودیت های شدیدی از بابت دانش فنی در زمینه های گوناگون شامل اطلاعات فنی مورد نیاز، منابع انسانی متخصص، منابع مالی حمایت كننده و بسیاری دیگر بر روند فعالیتهای مورد نظر وجود داشت .با این حال كار توسط تیمی كوچك و در فاصله زمانی ذكر شده وبا صرف هزینه شخصی وبا مشقات فراوان به مرحله اجرا در آمد .
در فاز اول ( طراحی و محاسبات )
مدلهای بسیاری از خودروهای مطرح در این كلاس مورد توجه قرار گرفته و مشخصات این خودروها در دو بخش اصلی و فرعی تقسیم بندی گردیدند .
مشخصات اصلی آنهایی بودند كه بایستی در یك فرآیند مهندسی معكوس و با انجام بسیاری از محاسبات مورد نیاز بصورت دقیق شناسایی و سپس در فرآیند طراحی اولیه خودرو بعنوان حوزه های مخاطره آمیز مورد توجه جدی قرا میگرفتند .
دسته دیگر مشخصات آنهایی بودند كه ارتباط مستقیم با حوزه های مخاطره آمیز در رفتار خودرو نداشته و مربوط به جنبه های ظاهری خودرو كه بعضا سلیقه ایست بودند.
این تقسیم بندی به ما كمك نمود تا با توجه به دسته بندی سیستماتیك خودرو، فعالیتهای خود را بر برخی حوزه ها متمركز نماییم از اینرو در این فاز فعالیتها بصورتی كه در پی میآید ساماندهی گردیدند.
1- فرم ظاهری خودرو ( داخل و خارج خودرو ) از حوزه هایی بود كه طراحی و ساخت نمونه ایرانی آن مد نظر قرار گرفت.
2- سازه اصلی شامل شاسی و چارچوب اطاق خودرو نیز از جمله مواردی بود كه طراحی و ساخت بومی آن مورد نظر قرار گرفت.
3- سیستمهای فنی خودرو نظیر سیستمهای تعلیق و فرمان خودرو كه طراحی آنها بصورت بومی ، اما در حد ساخت با استفاده از قطعات موجود در بازار مد نظر قرارگرفت.
4- قوه محركه خودرو كه بصورت یك بخش جداگانه و از قوای محركه خودروهای اسپرت موجود در بازار داخلی آن زمان (البته با تغییراتی در ابعاد محورهای خروجی) استفاده بعمل آمد.
5- سیستمهای جانبی خودرو نظیردسته سیم و.... كه با توجه به تركیب جدیدی از سیستمهای جمع آوری شده در این خودرو تابعی از آن میباشد بصورت اختصاصی طراحی وساخته شد .
مجموعه فعالیتهای این فاز پس از مستندسازی و تدوین خروجی ها بصورت نقشه های اجرایی ساخت ( حدود 50 برگ نقشه ) آماده استفاده در فاز بعد گردید .
فاز دوم ( نمونه سازی و مونتاژ )
فعالیتهای ابتدایی این فاز حول تهیه و تدوین روشهای نمونه سازی قطعات و مجموعه ها شكل گرفته و در ادامه با تهیه قطعات و مجموعه های فنی از خودروهای موجود، اولین گامها جهت نمونه سازی خودرو برداشته شد .همانطور كه قبلا بیان شد سازه خودرو و همچنین مجموعه بدنه آن كه هویت ظاهری خودرو را تشكیل میدهند بصورت كاملا بومی نمونه سازی گردید . اما برای مجموعه های فنی نظیر قوای محركه ،از قوای محركه خودروهای موجود كه دارای قابلیتهای بالایی بودند استفاده بعمل آمد . بطور كلی میتوان گفت در این فاز فعالیتها از نظر ماهیت در سه دسته قرار گرفته بودند .
1- نمونه سازی سازه ، بدنه و فرم ظاهری خودرو: كه مجموعه فعالیتهای این بخش شامل انجام فرآیند تولید و تبدیل مواد خام ( مصالح فلزی و غیر فلزی ) به قطعات و مجموعه های متشكله خودرو بوده است .
2- نمونه سازی سیستمهای فنی نظیر سیستمهای دینامیكی خودرو: كه در این مجموعه برخی قطعات، مشابه بخش قبل از مصالح و مواد خام تهیه و پس از طی فرآیند تولید، ساخته شده ودر سایر موارد از قطعات استاندارد و متفرقه موجود دربازاراستفاده بعمل آمده است .
3- سیستمهایی نظیر قوای محركه ، تهویه و ... كه از سیستمهای موجوداستفاده وبا اندكی تغییرات در نقاط اتصال و استقرار و همچنین در ارتباط با تركیب كلی خودرو بكار گرفته شده اند . این گروه در مقایسه با دو گروه دیگر از عملیات نمونه سازی كمتری برخوردار بوده است.
پس از طی چند مرحله ساخت قطعات وبكارگیری و تست آنها وهمچنین نمونه سازی مكرردر برخی قطعات نهایتا مجموعه خودرو مونتاژشده و آماده انجام آزمایشات عملكردی قرار گرفت .در این مرحله طی چند نوبت آزمایشات و صرف حدود سه ماه ، نتایج بدست آمده حكایت از نیاز به تغییراتی گسترده در اغلب زمینه ها داشت .
از آنجاییكه كلیه عملیات طراحی وساخت این خودرو بصورت یك پروژه پژوهشی و با هزینه شخصی و صرف انرژی بسیار بانجام رسیده بود؛ ادامه مسیربرای رفع نقایص و تجاری كردن محصول با توجه به هزینه بر بودن آن بسیار بیش از توان فردی اینجانب بوده ومقدور نگردید. برای حصول موفقیت انجام چند اقدام اساسی نیازبود.این اقدامات عبارتند بودند از:
1- تدوین توانمندیهای فنی بوجود آمده و تقویت آنها با اتصال به منابع تكنولوژیك مربوطه
2- تربیت نیروی انسانی متخصص و ایجاد تیمهای تخصصی در قالب منابع انسانی كارآمد
3- ایجاد یك بنگاه اقتصادی به منظور حمایت های مالی مربوطه از ادامه روند تحقیقاتی ونمونه سازی
4- تعریف پروژه های زمانبندی شده و جهت دار با توجه به كمیت های مشخص هدف گذاری شده
2- پروژه طراحی ونمونه سازی سیستم های تعلیق جلو وعقب پیكان ( شركت ساپكو )
هدف از تعریف این پروژه بهینه سازی رفتار دینامیكی خودروی پیكان (Handling) و همچنین افزایش همزمان در قابلیت سواری دادن(Ride Ability) خودروی پیكان بود .
این پروژه از اواسط سال 74 شروع و تا اواسط سال 77 ادامه یافت . در راستای اجرای صحیح این پروژه مشاورینی ازدانشگاه صنعتی امیر كبیر در قالب فعالیتهای تحقیقاتی به خدمت گرفته شدند .
اجرای این پروژه با توجه به تجربیات بدست آمده قبلی و مطالعات صورت گرفته جدید در چهار فاز تعریف و اجرای آن طی مراحلی كه در پی می آید مد نظر قرار گرفت .
فاز اول – ( فاز درک نیاز )
در این فاز كلیه مطالعات اولیه شامل تعریف و تحلیل نیاز مشتری و بازخوانی نیاز به زبان فنی صورت پذیرفته و شایستگی و بایستگی آن مورد بررسی دقیق قرار گرفت .
همچنین حوزه های مورد نیاز برای تغییرات شناسایی شده و ارزیابی كلی از منابع انسانی ، تكنولوژیكی ومنابع مالی مورد نیاز مورد توجه قرار گرفت . مطالعات صورت گرفته به ما كمك نمود تا با تخمین هزینه تمام شده برای محصول جدید تخمینی از سرمایه گذاری مورد نیاز و توجیه اقتصادی آن در مقایسه با ستانده ها از پروژه بدست آورده و اجرای پروژه را با افقی روشن پیگیری نماییم .
فاز دوم – ( فاز تعریف و برنامه ریزی )
در این فاز كلیه فعالیتهای اجرایی مشخص شده لیست گردیده و سمت وسوی پروژه مشخص گردید همچنین نحوه اجرای فعالیتها و ارزیابی نتایج حاصله بر اساس كمیتهای هدف گذاری شده مشخص گردیدند . كلیه اطلاعات حاصل از این بررسی ها در قالب مستندات مدیریت و كنترل پروژه تدوین گردید. در این فاز همچنین نحوه مدیریت منابع مالی و انسانی استخدام و بكارگیری خدمات و دانش فنی از منابع داخی و خارجی مشخص گردید. تشكیل تیم تخصصی پروژه و تبیین وظایف و مسئولیتها و ارتباطات اعضاء در جهت بالابردن اثر بخشی انجام فعالیتها از اهم اقدامات صورت پذیرفته در این فاز بوده است .
فاز سوم – ( فاز اجرا )
در این فاز براساس مستندات اجرایی پروژه فعالیتها در سه فاز و بصورتی كه در پی می آید به مرحله اجرا در آمدند.
الف – طراحی و محاسبات
در این بخش مجموعه ای از فعالیتها ی تحقیقاتی و محاسباتی بر روی موضوع صورت پذیرفته و سیستم تعلیق عقب خودرو هم از ناحیه مكانیزم و هم از لحاظ مشخصه های
ارتعاشی مورد تغییر اساسی قرار گرفته و سیستم جدیدی برای آن طراحی گردید .
در سیستم تعلیق جلو بدون تغییر در مكانیزم عملكردی آن، كلیه مشخصه های ارتعاشی آن با توجه به محاسبات و تحلیل های جدید دچار تغییرات اساسی گردید .در این فاز تیمی از متخصصین مركز تحقیقات شركت ساپكو مستقیما درگیر بوده و در یك ارتباط تنگاتنگ با مشاورین دانشگاهی تمامی مراحل اندازه گیری و تعیین مختصات جرمی ،مشخصات دینامیكی و همچنین شبیه سازی رفتار دینامیكی خودرو تا طراحی اجزای سیستم جدید را بخوبی به مرحله اجرا درآوردند
ب – مستند سازی
در این بخش كه در تمامی طول پروژه فعالیت داشته تیمی متشكل از تخصصهای مختلف از مترجمین اسناد فنی ومتخصصین مستندسازی گرفته تا متخصصین نقشه كشی و مدلرهای نرم افزاری فعالیت نموده اند . فعالیتهای عمده انجام گرفته دراین فاز مشتمل بر تهیه نقشه های اجرایی ، نقشه ها و مدلهای نرم افزاری مورد نیاز فایل های محاسبات تحلیلی ، ترجمه متون استانداردی و منابع فنی مورد نیاز و همچنین تدوین مستندات فنی نهایی بوده است .همچنین تهیه و تدوین دستورالعملهای مرتبط با فرآیند نمونه سازی و انجام آزمایشات عملكردی بر روی محصول نهایی از اقدامات مهم دیگر در این فاز بوده است
ج – نمونه سازی و مونتاژ
در این بخش مجموعه ای از فعالیتهای نمونه سازی قطعات متشكله مجموعه سیستم تعلیق عقب و جلوی خودرو پیكان به منظور نصب و مونتاژ یرروی خودرو به مرحله اجرا درآمدند.در این راستا تركیبی از تخصصهای فنی نظیراساتید فرم دهی قطعات ورقكاری ، متخصصین ماشینكاری و متخصصین انواع عملیات جوشكاری و اتصالات به خدمت گرفته شدند.همچنین ماشین آلات موجود در كارگاههای نمونه سازی شركت ساپكو مستقیما فعال بوده و برخی از فعالیتها ی مربوط به ریخته گری وتولید قطعات مربوطه برون سپاری
شدند .ارتباط با شركت های تامین قطعات و درگیر نمودن آنها در این فرآیند نیز از سیاستهای اصولی و دارای دو مزیت عمده بود ؛ اولا با استفاده از ظرفیتهای آنها هزینه های عملیات نمونه سازی را كاهش داده ، علاوه بر آن توانست ضریب موفقیت پروژه در اجرایی شدن آن را افزایش داده و فرآیند تامین در تولید انبوه را تسهیل نماید .
در این راستا شركتهای فنرلول ایران ، ایندامین و بسیاری دیگر همكاری نمودند كه جای بسی تقدیر دارد .پس از نمونه سازی مجموعه قطعات در چند مرحله ، مونتاژ و آزمایشهای اولیه و انجام اصلاحات مورد نیاز نمونه نهایی آماده انجام آزمایشات استاندارد گردید.
د- آزمایشات عملكردی
پس از تكمیل مراحل نمونه سازی سیستم تعلیق و نصب و مونتاژ برروی خودرو، به منظورارزیابی نتایج عملكرد خودرو آزمایشات مختلف طراحی شده به مرحله اجرا درآمده وخودروهای پیكان مجهز به سیستم تعلیق قدیم و جدید بدون اطلاع قبلی از نوع سیستمهای مربوطه در اختیار افراد مجرب و رانندگان مسابقات قرار گرفت . نتایج جمع بندی شده در احساس اولیه ارزیابان حكایت از وجود تفاوتها و تمایزها ی مشخص در بهبود عملكرد سیستم خودرو داشت .
در مراحل بعد آزمایشات دوام وعملكرد خودرو طی مسیرهای مختلف دوره ای از 1000 كیلومتر تا دوره 10000 كیلومتردرمسیرهای متفاوت جاده های شمال و جنوب كشور- به منظور بررسی شرایط عملكردی خودرو با سیستم تعلیق جدید در مسافتهای طولانی انجام پذیرفت.در مرحله بعد با اعزام خودرو مجهز به سیستم تعلیق جدید به شركت مایرا (MIRA) در انگلستان اولین مرحله از آزمایشات عملكردی براساس استانداردهای بین المللی و در دو قسمت ارزیابی های كمی و پارامتری (Objective Test) و ارزیابی حسی Subjective Apprisal)) بمورد اجرا گذاشته شد.
ارزیابی كارشناسان شركت مزبور حدود 20 درصد بهبود در مشخصه های هندلینگ خودرو و حدود 17.5 درصد بهبود در مشخصه های سواری دادن خودرو را نشان میداد . در مرحله آخر و پس از یك دوره (Tuning) به همراه كارشناسان شركت مایرا و در محل آن شركت و پیستهای مربوطه، كیفیت سواری دادن خودرو نسبت به وضعیت اولیه آن حدود 25 درصد افزایش نشان می داد .
فاز چهارم _ ( فاز اختتام )
در این فاز مجموعه فعالیتهای مربوط به جمع بندی نتایج ، تدوین وتكمیل مستندات و ارائه گزارشهای پروژه بانجام رسیده و پروژه با موفقیت پایان یافت . خاتمه این پروژه همزمان بود با زمزمه هایی مبنی بر برچیدن خط تولید خودروی پیكان و ازاینرو شرایط سرمایه گذاری جهت تامین آن برای خودروی پیكان با مشكلات سیاسی مواجه گردیده و پس از چندی از دستور كار ایران خودرو خارج گردید .
3-طراحی ونمونه سازی كلاس جدید خودروی پاژن
هدف از اجرای این پروژه از سوی شركت مرتب ارتقاء فرم ظاهری خودروی تولیدی خود از كلاس مدلهای دهه 60 میلادی به فرمهای مورد پسند دهه 90 بوده است . این پروژه طی سالهای 79 و اوایل 80 بموجب قراردادی برای آن شركت بانجام رسید .
در این پروژه حفظ اصالت ظاهری خودرو در كلاس خودرو لندرور مدنظر بوده ومیبایست با انجام یك ( Facelift) خواسته مورد نظر تحقق می یافت .مواردیكه در این خودرو دچار تغییرات می شد عبارت بودند از:
1- هاردتاپ
2- صفحه پشت صندلی های جلو
3- كاپوت جلو
4- درب عقب
5- جلو پنجره
6- سپرهای جلو وعقب
7- ركاب ها
8- بچه گلگیرها
به غیر از موارد اول و دوم همگی از جمله عملیات طراحی فرمی خودرو بوده و پس از طراحی چندین فرم ظاهری و انتخاب و تایید یكی از نمونه ها توسط كارفرما، طی پروسه ذیل عملیات نمونه سازی صورت پذیرفت:
الف) مدلسازی حجمی در ابعاد واقعی
ب) قالب گیری كامپوزیتی از مدل
ج) تولید قطعات نمونه از جنس كامپوزیت و تریم نهایی
د) نصب نمونه قطعات بر روی خودرو و رنگ آمیزی
موارد اول و دوم ، یعنی تعویض هاردتاپ قبلی با هارد تاپ جدید و حذف صفحه پشتی(پشت صندلی های جلو) كه نقش صفحه حائل مقاومتی در مواقع (Buckling)خودرو را بر عهده داشته و بعنوان بخشی از سازه اتاق خودرو عمل می نمود- بسادگی قابل اجرا نبوده و نیازمند تحلیل های مهندسی پیشرفته و شبیه سازی های دقیق بود. در این راستا پیش بینی گردید تا با طراحی و ساخت یك (Roll Bar) داخلی برای اتاق ، علاوه بر امكان حذف صفحه پشتی، جایگزینی هاردتاپ جدید نیز میسر گردد.لذا با طراحی سازه مربوطه وتحلیل های مقاومتی آن در نرم افزار ( NISA) با توجه به شرایط مرزی مشابه با شرایط سازه قبلی خودرو و بصورت یك مدل یكپارچه ابعاد و مشخصات سازه مربوطه نیز برای ساخت آماده و مهیا گردید.با عنایت به تحلیل ها و محاسبات انجام شده قطعه جدید هاردتاپ نیز به روشی كه در مورد بقیه قطعات ذكر گردید با مدلسازی حجمی و در نهایت تولید قطعه كامپوزیت ساخته و نصب گردید.خودروی نمونه سازی شده در نمایشگاه خودرو، تجهیزات و قطعات سال 80 در غرفه شركت مرتب به معرض نمایش درآمد.
این نمونه بدلیل تغییرات مدیریتی در آن شركت، و سیاست آن شركت مبنی بر تولید خودروی خارجی(موسو)، در حد نمونه باقی ماند و عملا هیچ گونه حركتی از سوی آن شركت برای تولید آن صورت نپذیرفت.
4- پروژه تغییرات خودروی تویوتا كرولا در كشور افغانستان
در خلال حكومت طالبان حدود 000/200 دستگاه خودروی دست دوم ارزان قیمت از نوع كرولا و تعداد دیگری از مدلهای تویوتا ازژاپن به كشورافغانستان وارد گردیده است . این خودروها همگی دارای فرمان سمت راست میباشند كه با سیستم رانندگی این كشور سازگار نبوده و هرروزه موارد زیادی ازسوانح رانندگی رخ میدهد .ازینرو یا این خودروها بایستی از جریان حمل و نقل خارج و یا اصلاح گردند . اصلاح این خودروها نیازمند جابجایی
فرمان خودرو به سمت چپ بود.بااین تغییر بناچار تغییرات عمده دیگری بایستی در این خودرو بانجام میرسید . این شركت پس از طرح موضوع از سوی طرف افغانی مطالعات امكان سنجی پیرامون آن را بانجام رسانیده وحجم تغییرات، هزینه تمام شده ومیزان سرمایه گذاری مورد نیاز را برآورد نمود .مقایسه هزینه تمام شده كل تغییرات( 650 دلار به ازای هر خودرو) با برآورد اعلام شده از سوی شركت آلمانی (1200 دلار ) و شركت ژاپنی ( 1000 دلار ) طرف افغانی را متقاعد نموده تا مدیریت پروژه را به این شركت واگذار نماید . مجموعه مطالعات فنی منجر به تعریف پروژه ای مشتمل بر چند بخش از تغییرات مورد نظر شد . فرآیند طراحی تغییرات و انجام فعالیتهای مهندسی مربوطه بمدت سه ماه در ایران و عملیات اجرایی آن پس از تهیه وتامین مقدمات و امكانات فنی طی حدود شش ماه در شهر كابل بانجام رسید .
بدلیل اجبار زمانی ، دراین پروژه روشهای نوینی درفرآیند اندازه برداری ، طراحی واجرای عملیات نمونه سازی بطور همزمان به مورد اجرا درآمد و پس از طی حدود نه ماه خودروی نمونه سازی شده با فرمان سمت چپ مورد آزمایش هیئتی مركب از وزارتخانه های صنایع
تجارت و وزارت داخله آن كشورقرار گرفته و نتایج تغییرات حاصله به تایید اداره ترافیك كابل رسید.حوزه های تغییرات بعمل آمده در این خودرو از قرار زیر میباشد:
1- طراحی ونمونه سازی تغییرات سینی جلوی اطاق خودرو
سینی جلوی اطاق خودرو (Firewall) محل نصب مجموعه پدال ترمز و عبور محور و ستون فرمان میباشد . با تغییرسمت سیستم فرمان، قسمتهای ذكر شده نیز به همراه مجموعه ایركاندیشن بایستی جابجا میشدند از اینرو قطعه سینی جلو نیاز به تغییرات اساسی داشته و تعویض آن توجیه پذیرتر بود. بدلیل آنكه درطرح جدید و بمنظور كاهش هزینه ، استفاده از حد اكثر قطعات قبلی مد نظر بود ، استفاده از سینی جلوی اصلی - طراحی
شده توسط كارخانه برای خودروهای با فرمان سمت چپ به لحاظ فنی امكان پذیر نبوده و در این خصوص قطعه مناسب دیگری طراحی ونمونه سازی شد. (در صورت استفاده از سینی اصلی باید سایر قسمتها نیز از كارخانه اصلی خریداری شده واستفاده از مجموعه های قبلی امكان پذیر نبود.)
2- طراحی و نمونه سازی تغییرات سیتم فرمان
دراین بخش از تغییرات علاوه بر تعویض جعبه فرمان(Steering Box) كه خودبخود تغییراتی را بر براكت های اتصال آن به خودرو اعمال مینمود ، مجموعه مكانیزم آن نیز دچار تغییرات اساسی گردید . تغییرات این سیستم علیرغم حجم كمتری از كار از مهمترین بخشهای این پروژه بود ، بطوریكه هر گونه اشتباه محاسبه در طراحی موقعیت و ابعاد مكانیزم آن میتوانست رفتار دینامیكی خودرو را (همانگونه كه در خودروی نمونه سازی شده درامارات دبی )برای سرعتهای بالاتراز 80 كیلومتر بر ساعت رخ میداد دچار مخاطره جدی نماید .
( آزمایشات انجام شده بر روی این خودرو تا سرعت حدود 145 كیلومتر بر ساعت هیچ گونه ارتعاش یا انحراف از شرایط استاندارد را نشان نمیداد.)
3- طراحی و نمونه سازی تغییرات سیتم ترمز
جابجایی موقعیت راننده علاوه بر موقعیت فرمان بر موقعیت پدالهای ترمز تاثیر گذاشته و آنها نیز به سمت چپ منتقل شدند باجابجایی پدالها مجموعه پمپ ، بوستر ،مدار ترمز، كلاچ و مسیرهای عبور آنها نیز تغییر یافت .
4- طراحی و نمونه سازی تغییرات سیتم ایركاندیشن
قسمت داخلی مجموعه ایركاندیشن خودرو در ناحیه زیر جلو داشبورد و در سمت دیگر محل عبور ستون فرمان قرارداشته، با جابجایی فرمان از راست به چپ این مجموعه نیز بایستی جابجا شده واز چپ به راست منتقل میشد . ابعاد مجموعه ایركاندیشن در این
خودروها بگونه ایست كه تعویض آن برای نمونه سمت راست را اجباری مینمود . از سوی دیگر اصرار بر كاهش هزینه مارا بر آن داشت تا با طراحی مجموعه ای از براكت های جدید و برخی تغییرات جزئی در بدنه این مجموعه، از آن در سمت راست خودرو استفاده نماییم . رعایت تقارن مسیر مكش هوای این سیستم و دمش آن بداخل اطاق با توجه به كانال های موجود عبور هوا موجب گردید تا با چرخش 180 درجه ای این مجموعه حول محور عمود بر صفحه افقی خودرو و انجام تغییرات ذكر شده بر روی آن بتوانیم از تعویض آن و بالطبع هزینه بیشتر جلوگیری نماییم
5- طراحی و نمونه سازی تغییرات سیتم برف پاك كن
جابجایی فرمان علاوه بر تغییرات ذكر شده قبلی ، تغییر در جهت حركت و موقعیت نصب سیستم برف پاك كن را اجباری مینماید . در این راستا موقعیت موتور برف پاك كن (بدون تعویض مجموعه موتور و گیربكس با نوع سمت راست آن) از چپ به راست تغییر نموده ، همچنین مكانیزم چهارمیله ای مربوطه مورد طراحی و نمونه سازی مجدد قرار گرفت .
6- نمونه سازی تغییرات در فضای داخلی خودرو
با جابجایی سیستم فرمان و موقعیت راننده مجموعه جلو داشبورد نیز بایستی تعویض و با نوع سمت چپ آن جایگزین می شد . این مجموعه توسط تولید كنندگانی از كشور چین تولید شده و در اختیار ما قرارگرفت .تغییرات دیگری در فضای داخلی خودرو علاوه بر موارد ذكر شده نیز به لحاظ سازگاری با شرایط نمونه سازی شده جدید بانجام رسید كه عبارتند از :
- تغییرات در دسته سیم خودرو
- تغییراتی در موقعیت كنترل پانل و صفحه كلید شیشه بالابر
- تغییر در اهرم تعویض دنده
در پایان، مجموعه فعالیتهای انجام شده منجر به اخذ تاییدیه فنی از اداره ترافیك شهر كابل در اواخر سال 82 شده و پروژه خاتمه یافت .
5-تدوین استانداردهای خودرویی
با توجه به نیازمندی تامین خودروهای نظامی برای ارگانهای نظامی وتصمیم به قائده مندی و ضابطه مند نمودن خریدهای مربوطه، مركز مطالعات و پژوهشهای لجستیك سپاه – وابسته به دانشگاه امام حسین (ع)- اقدام به تعریف پروژه های مطالعاتی و مهندسی به منظور تدوین استانداردهای پذیرش خودرو و تهیه چك لیست های ارزیابی برای تامین آنها نمود.این مجموعه نیازمندیهای خودرویی از خودروهای سواری گرفته تا خودروهای تاكتیكی وزرهی ،ترابری سنگین و نیمه سنگین و...را شامل می شود.
همكاری در بخش عمده ای از این پروژه ها ( خودروهای سواری ، تاكتیكی سبك ، ترابری نیمه سنگین و سنگین ) به مدت سه سال و اندی طی سالهای 79 الی 82 و به موجب قراردادهای جداگانه ای به این شركت واگذار گردید .
استاندارد های تدوین شده دارای پیكر بندی به ترتیب زیر بودند .
الف – كتابچه قواره - این كتابچه كلیه مشخصات سیستمهای تقسیم بندی شده ده گانه خودرو از ریز ترین موارد تا موارد عمده را تعریف و لیست نموده است .
ب-كتابچه مشخصات استانداردی – این كتابچه علاوه بر معرفی دقیق مشخصات قواره بندی شده در كتابچه های قواره به مشخصات آپشن های مختلف یك كلاس خودرو پرداخته و برای این مشخصات محدوده و كمیات را معین و بایدها ونبایدهای آنها را مشخص نموده است .
ج- چك لیستهای پذیرش اساسی – این چك لیست ها بر اساس كتابچه مشخصات و مقادیر كمی مطرح شده درآن یك سری آزمایشات عملكردی را برای تایید نمونه خودرو ملاك قرار داده و تایید خودرو و هر یك از سیستمهای آن را منوط به ارضای خواسته های استانداردی كتابچه مینماید.
د-چك لیست های تحویل گیری – این چك لیست ها ابزاری مناسب جهت تحویل گیری محموله ای از خودروها به منظور تایید كیفی كل محموله بوده و یك سری آزمایشات عملكردی و رؤیتی را تجویز مینماید .
كلیه اطلاعات استفاده شده در تدوین این استانداردها به ترتیب از مراجعی كه در پی میآید استخراج گردیده و در موارد زیادی نیز ازنتایج تحقیقات موضوعی وهمچنین نظریات كارشناسی در گردآوری و تدوین آنها استفاده بعمل آمده است .
استاندارد دفاعی آمریكا ( DOD )
استانداردهای بین المللی نظیر ( ISO )
استانداردهای ملی نظیر ( SAE ,JASO, ISIRI )
استانداردهای كارخانه ای نظیر ( RENAULT , FORD, ROVER )
لازم به ذكر است كه در تدوین استانداردهای دفاعی توسط مركز مطالعات و پژوهشهای لجستیك ، حساسیت بر استفاده از قابلیتهای نظامی بالا، به سطح بندی مراجع
استانداردی در فرآیند تدوین منجر شده و در سطح و لایه اول استانداردهای دفاعی آمریكا ، در لایه دوم استانداردهای بین المللی و در لایه های بعدی استانداردهای ملی و كارخانه ای مورد نظر بوده است.
نتیجه گیری :
در تجربه اول نتایج زیر بدست آمدند
1 – شكستن بت " غیر ممكن بودن " ساخت یك اتومبیل كه قابلیت راندن ، سواری دادن و كارایی معمول یك خودرو را دارا باشد . ) سال 68 )
2 –آگاهی به نیازمندیهای یك پروژه یا یك فرآیند موفق در طراحی محصول در صنعت خودرو
درتجربه دوم
تثبیت توانمندی ها در حوزه طراحی و بهینه سازی سیستمهای فنی خودرو - تغییرو پیشرفت 25% درعملكرد خودرو امتیازی است كه شركت مایرا ( MIRA ) به هر طرحی نمیدهد و این نشا نگر قابلیتهای بالای تیمهای كاری این پروژه بوده . افسوس كه پس از تغییر سیاست ایران خودرو در تولید پیكان ، این طرح بر روی خودروهای RD و Roa استفاده نشد .
تجربه سوم
تغییراتی كه برروی خودروی پاژن انجام شد به دو لحاظ قابل توجه بود
1 –تغییرفرمی و تحویل فرمی جدید كه بسیار مورد استقبال بازدید كنندگان قرار گرفت . این در تمام دنیا مرسوم است كه بجای از رده خارج كردن یك خودرو در یك مقطع ، با ارائه طرحهای جدیدی از آن طی سالیان متمادی كاری میكنند تا هیچگاه احساس تكراری ازاین خودرو برای مصرف كننده پیش نیامده و حس تنوع طلبی مشتری همواره ارضاء میشود .
2 –تغییرات عملكردی شامل حذف صفحه پشتی صندلی راننده ، طراحی هاردتاپ وتحلیل و محاسبه رول بار جدید و نتایج موفقیت آمیزاین تغییرات به همراه نمونه سازی و نصب و
بكارگیری آنها نشان میدهد در ایران با هزینه ای قابل قبول میتوان طرحهای جدیدی از خودروهای در حال ساخت ارائه نمود كه هم مشتری را ارضاء نموده و هم بر امنیت او تاثیر سوء نداشته و راحتی او مدنظر قرار گیرد .
تجربه چهارم
توانایی این شركت درطراحی ونمونه سازی تغییرات بر روی خودرو تویوتاو در مقایسه با تیم كاری كه در دبی قادر به اخذ تاییدیه نشدند و در محیطی كه تیمهای كاری آلمانی و ژاپنی
آماده پیدا نمودن نقطه ضعفی بودند سبب شد نه تنها بدون شك وتردید تاییدیه بدست آید بلكه حتی توانایی كاری و فنی تیمهای مهندسی ایرانی در خارج از مرزها نیز مطرح شود .
تجربه پنجم
این مورد به تیمهای كاری ما آموخت علاوه بر چارچوب های مهندسی و كارگاهی واقعیتهای نیازمندی یك خودرو را از دیدگاه مشتری در نظر بگیرند . نیازهایی كه درچارچوب استانداردها و نرم های مصرف به زبان مهندسی مطرح گردیده است .بسیاری از تولید كنندگان داخلی صنعت خودرو قطعاتی را بصورت كپی تولید مینمایند كه دارای كیفیت عملكرد پایین بوده واستانداردهای كارخانه مادر را ارضاء نمی نماید . اگر استانداردها و خواسته های مشتری ،قابلیتها ونیازهای داخلی بررسی شوند ، آنگاه میتوان به استانداردی رسید كه با روشهای تولید و امكانات داخلی قادر به تولید وبهینه سازی آنها باشیم و قطعه جدید بتواند نیازمندیهای كیفی ما را تامین نماید .
و اما حرف آخر اینكه
خودرو سازان دنیا به لحاظ اشتغال به مسایل پیچیده وفراوان تولید بسیاری از كارها دراموری چونبهینه سازی وخلق طرحهای جدید ، و همچنین تدوین مستندات فنی و استانداردهای مورد نیاز را به شركتهایی سپرده اند كه در این راستا فعالیت مینمایند .خودروسازان ایرانی بایستی این باور را بپذیرند كه با اعتماد و سپردن كارها به دست
متخصصین بخش خصوصی ، طرحها سریعتر و حتی ارزانتربه نتیجه مطلوب میرسد با توجه به تجربیات بدست آمده در نمونه های اخیر درموقعیتی قرارداریم كه تكنیك های بازاریابی و تحلیل نیازمشتری كه اغلب بصورت محاوره ای بیان میشود را بخوبی فرا گرفته و دانش فنی حاصل شده این توانایی را فراهم آورده كه این نیاز محاوره ای تبدیل به اطلاعات فنی دارای كمیت مهندسی شده ، شیوه های اجرایی مناسب اتخاذ ، نحوه ارزیابی نتایج و معیارهای پذیرش بصورت شفاف تعریف و تدوین گردند. از اینروتوانمندی ما در طراحی مدلها ومحصولات جدید برای صنعت خودروداخلی از دستاورد های مهم این تجربیات بوده و سالها فعالیت منسجم وهدفمند را پشت سر گذاشته وهم اكنون در دسترس میباشد. امید كه مورد استفاده قرار گیرد .
اما در فرآیند جهانی شدن وضعیت به كلی دگرگون شده و بایستی در این راستا :
1- موقعیت و مزیت های نسبی ما در چرخه جهانی توسعه مورد مطالعه قرار گرفته و حوزه های دارای مزیت تعیین گردد . به عقیده نگارنده بدلیل وجود استعدادهای علمی بیشمار یكی از مزیتهای عمده ما در آینده صدور ایده ها ، افكارو دانش میباشد كما اینكه كشورهای پیشرو در این راستا سیاستگذاری و حركت مینمایند طیف گسترده ای از خدمات مهندسی وجود دارد كه توانمندیهای بوجودآمده طی سالیان گذشته و در بخشهای مختلف بدون استفاده مانده و میتوان در این راستا آنها را در قالب مجموعه های قدرتمندی سازماندهی و روانه بازار جهانی نمود
2-قوانین ، شرایط و سلیقه حاكم بر بازارهای هدف مورد مطالعه قرارگرفته وتمامی آگاهی های مورد نیازشناسایی شده وبه متخصصین داخلی آموزش داده شود . حتی بعنوان واحد اجباری درسی به دانش آموختگان ارائه گردد.
3- نحوه تعامل ما با اقتصاد جهانی ، مكانیزمهای حضور و محدودیت های موجود بصورت دقیق و كارشناسی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته و راهكارهای كلان برای آن طراحی و تجویز شوند در این راستا بایستی استراتژی حضور در بازارهای جهانی توسط مراجع ذیربط تدوین و اهرمهای سیاسی مورد نظر به خدمت گرفته شوند .
4- معیارهای پذیرش جهانی كه لزوما آنچه كه ما میپنداریم نباشد را بصورت حقیقی درك و پیاده نماییم
5- استراتژی بلندمدت توسعه صنعتی كه تدوین آن حاصل بكارگیری نظرات همه نخبگان و ازهر طیف سیاسی باشد ارائه واجرای دقیق آن بدون اعمال سلیقه دولت های مختلف قطعی واجباری گردد.
مقاله مهندسی مکانیک خودرو یک دوره آموزشی بسیار کاربردی وعلمی که توسط مرکز توسعه آموزش های مجازی پارس گردآوری و انتشار یافته است
