پنج شنبه, 02 آذر 1396

امروزه در اکثر جوامع پیشرفته و توسعه یافته نمیتوان نیاز به خودرو به معنی عام آن را در زندگی شخصی و اجتماعی انسان ها نادیده گرفت . انواع خودروی سواری، موتور سیکلت‌ها، اتوبوسها و مینی‌بوس‌ها در شهرها و اتوبوسها، کامیونها 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 هم‌اکنون اکثر آنها دارای موتورهای احتراق داخلی هستند. البته با پیشرفت فناوری‌های جدید و افزایش روزافزون قیمت سوختهای فسیلی و همچنین افزایش مسئله آلودگی در دنیا فناوری‌های نوینی در این زمینه به‌کارگرفته شده است و امروزه خودروها فقط از موتورهای احتراق داخلی استفاده نمی‌کنند. در میان این فناوری‌های برتر می‌توان به خودروهای برقی، هیبریدی،‌سلولهای سوختی و همچنین استفاده از توربینها در خودروها اشاره نمود.

خودروهای مورد بحث از قسمتهای مختلفی تشکیل شده‌اند: قوای محرکه و سیستم انتقال قدرت، شاسی و چرخها، سیستم تعلیق و ترمز، سازه و بدنه، تزیینات داخلی، سیستمهای برقی، سیستمهای تهویه و دیگر سیستمهای جانبی. 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، ترکیبی از علوم مختلف کلاسیک و مدرن شامل علوم مختلف مهندسی مانند مکانیک، الکترونیک، مواد و حتی علوم مدیریتی است و از اینرو رشته‌ای کاربردی و کاملا جذاب است. به‌عبارت دیگر، مهندسی‌خودرو یک رشته میان‌رشته‌ای و فراگیر است. چنین رشته‌ای نتیجه پیشرفتهای 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 زیست‌شناسی عموما با مبنای علمی آغاز شدند. بعضا برخی از علوم مهندسی مانند مکانیک، برق، عمران که از دل علوم پایه منفک‌شده بود، نیز سربرآوردند. اما در نیمه دوم قرن بیستم با رشد انواع فناوری، مخصوصا فناوری اطلاعات و ارتباطات، علوم و فنون مختلف و در کنار آنها، رشته‌ها و دوره‌های دانشگاهی نیز رشد فزاینده و انفجاری را شاهد بودند، به گونه‌ای که تقریبا هر پنج سال یکبار حجم دانش تولیدشده در دنیا دو برابر کل گذشته می‌شد. لذا در دهه‌های منتهی به قرن بیست‌ویکم، ابتدا گرایشهای مختلف در رشته‌ها بوجود آمد و سپس رشته‌های جدید تخصصی‌تر ایجاد شد. در قرن اخیر این گرایشها متناسب با کاربرد گسترده و نیاز به استفاده از علوم مختلف از دل دانشکده‌های سنتی جدا شده و دانشکده‌های مستقلی را بوجود آوردند.

بدلیل رقابت شدید در بازار جهانی خودرو شرکتهای سازنده خودرو ناگزیر به بالا بردن سرعت تولید و کیفیت محصولات خود بوده و علاوه بر این می‌بایست به نیازهای فرهنگی و اجتماعی و مسائل مربوط به آلودگی محیط زیست نیزتوجه نمایند . مهمترین شرط برای تحقق چنین اهدافی توجه به تربیت مهندسین مجرب و آشنا به تکنولوژی روز است. گروه مهندسی خودرو در سال 1384 کار خود را با جذب دانشجو در مقطع کاردانی آغاز نمود. این دانشکده به منظور تربیت نیروی متخصص برای صنایع خودروسازی کشور و صنایع وابسته به آن طراحی و تاسیس شده است و هم‌اکنون با شرکتهای بزرگ کشور همچون ایران‌خو‌درو و سایپا همکاری نزدیک دارد. بسیاری از دانشجویان دانشکده بورسیه مستقیم خود این گروههای صنعتی بوده‌اند و هم‌اکنون مستقیما در آنجا مشغول به‌کار هستند.

طراحی‌ سرفصلهای آموزشی در مهندسی خودرو به گونه ای صورت گرفته تا دانشجویان با مراحل مختلف طراحی، ساخت و آزمایشهای استاندارد مهندسی خودروها و در نهایت تبدیل ایده به محصول واقعی آشنا شوند. در مرحله انجام پایان‌نامه، عموما دانشجویان با کمک استاد راهنمای خود با ارتباطی که با بخشهای مختلف شرکتهای خودروسازی بزرگ کشور برقرار می‌کنند، ‌پروژه‌های کاربردی تعریف می‌کنند و اگر کار تحقیقاتی آن در حیطه کامپیوتری باشد،‌ در دانشکده به کار تحقیق ادامه می‌دهند و اگر کار آزمایشگاهی مورد نیاز باشد در آزمایشگاههای دانشکده و یا یکی از زیرمجموعه‌های شرکتهای خودروسازی‌ تحقیقات زیر نظر استاد راهنما ادامه می‌یابد. دانشجویان عملا تحت این فرآیند، هرچه بیشتر با صنعت خودرو از نزدیک آشنا می‌شوند.

رشته مهندسی خودرو دارای سه گرایش مختلف طراحی سیستم های دینامیکی خودرو، سیستم محرکه خودرو و طراحی سازه و بدنه خودرو می‌باشد که در ادامه به معرفی هریک از این رشته‌ها به صورت جداگانه پرداخته شده است.

گرایش طراحی سیستم های دینامیکی خودرو

راحتی سفر به معنای کاهش ضربات ناشی از ناهمواریهای سطح جاده به سرنشینان یکی از مهمترین پارامترها در طراحی خودروی مناسب به شمار می‌رود. همچنین فرمان پذیری خودرو در جاده، علی‌الخصوص در پیچهای تند موضوع مهم دیگری است که باید به آن توجه داشت. از طرف دیگر یکی از ملزومات خودروی ایمن، داشتن سیستم ترمز کاملا مطمئن است. این موضوعات سرفصل مباحثی هستند که به تفصیل درگرایش سیستم های تعلیق، ترمز و فرمان مورد بررسی قرار می‌گیرند. برای این منظور، دانشجویان با تکنولوژیهای مختلف روز دنیا در زمینه تعلیق، ترمز و فرمان آشنا شده سپس مبانی طراحی آن را آموزش دیده، ضمن شناخت دقیق‌تر سیستمهای تعلیق و فرمان، با روشهای شبیه‌سازی و حل عددی معادلات دینامیکی خودرو آشنا می‌شوند. در شکل زیر دو نوع سیستم تعلیق مستقل متداول خودرو نشان داده شده‌است.

سیستم تعلیق مالتی لینک

این نوع سیستم تعلیق از دو جناغی مشتق گرفته شده است. سیستم تعلیق چند-میله ای از سه یا چند بازوی جانبی و یک یا چند بازوی طولی تشکیل شده است. که البته طول این بازوها با هم فرق دارند و زاویه قرار گیری آنها نسبت به هم متفاوت است. هر کدام از بازوها دارای مفصل کروی یا بوشی شکل هستند که قابلیت تحمل بارهای کششی و فشاری را به سیستم تعلیق می‌دهند (البته بارهای خمشی را تحمل نمی‌کنند).

سیستم تعلیق چند-میله ای هم در تعلیق جلو و هم در تعلیق عقب کاربرد دارد. البته با این تفاوت که در سیستم تعلیق جلو جایی هم برای سیستم فرمان هم باز شود که با جایگزینی میله tie که به جعبه فرمان مرتبط است به جای بازوی جانبی این مهم محقق می‌شود.

با وجود نام مستقل برای این نوع سیستم تعلیق ولی شرکت‌های بزرگ از نام‌هایی که خودشان روی سیستم می‌گذارند بیشتر می‌پسندند. شرکت BMW این سیستم را به نام تعلیق 4 میله‌ای اسپرت که شبیه به حرف Z است نام گذاری کرده است. شرکت هوندا از جناق دوتایی استفاده می‌کند که یک بازوی پنجم هم به آن متصل است. هیوندا جنسیس از تعلیق اسپرت در جلو و پنج میله‌ای در عقب استفاده کرده است. در تعلیق جلو دو میله در بالا و دو میله در پایین دارد، به همراه میله tie که در تعلیق عقب استفاده شده است. 

multilink

 

سیستم تعلیق مکفرسون

 ساخت این نوع تعلیق توسط ارلی مک فرسون با ویژگی های هندسی خاصی مثل تعلیق با طَبَق های نا برابر اختراع و به بازار عرضه شد.ساختمان این سیستم مطابق شکل 12 تشکیل شده از یک میله مک فرسون که شامل یک عضو تلسکوپی است که در حقیقت نقش یک میراکننده را به عهده دارد و چرخ در انتهای پائینی آن نصب می شود.مهمترین وظیفه این میله استقرار صحیح چرخ ها روی زمین با زاویه کمبر مناسب است.بزرگترین امتیاز سیستم ستونی مک فرسون با طبق بالا و پائین و کمک فنر مجموعاً فضای کمتری را اشغال می کند از این رو بیشتر خودرو های سواری کوچک و سبک از این نوع تعلیق استفاده می کنند.همچنین در موتورهائی که نصب موتور روی شاسی به صورت عرضی است کاربرد دارد.تنها عیبی که دارد محدودیت طراحان به منظور کاهش ارتفاع سطح کاپوت اتومبیل است آن هم به خاطر ارتفاع زیاد فنر و کمک فنر هاست.

بررسی-سیستم-تعلیق-خودرو 15

در این گرایش مهندسان خودرو وظیفه دارند سیستم هایی طراحی کنند که راحتی و ایمنی بهینه را برای سرنشینان خودرو به ارمغان آورد. از نرم افزارهای مرسوم در طراحی سیستم‌های تعلیق می‌توان به Hyperworks ، Adams suite ، carsim ونرم افزارهای شبیه سازی پروفیل جاده اشاره نمود.

گرایش سیستم محرکه خودرو

امروزه قوای محرکه خودرو به لحاظ نحوه تامین انرژی و طراحی بهینه توجه طراحان زیادی را به خود جلب نموده است. هم‌اکنون قوای محرکه خودروها، غالبا موتورهای درون‌سوز از نوع اشتعال جرقه‌ای و یا اشتعال فشاری هستند. 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 موتورها هستند 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.

در گرایش قوای محرکه مهندسین در جهت طراحی بهینه موتور برای کاهش مصرف سوخت و بهبود پارامترهای عملکردی موتور نظیر توان و گشتاور تلاش می کنند. همچنین سیستمهای جانبی همچون سیستم های خنک‌کاری موتور و سیستم‌های تهویه مطبوع خودرو از جمله مواردی است که در فضای رقابتی طراحی باعث چشمگیر شدن ویژگی های یک سیستم طراحی شده می گردد. مهندسین خودرو در این گرایش نیاز به تسلط بر مکانیک جریان سیالات و انتقال حرارت ناشی از آن دارند. از نرم افزارهای تحقیقاتی در این زمینه می‌توان به GT Power ، Kiva و AVL FIRE اشاره نمود. در شکل زیر شبیه سازی ورود سوخت و احتراق در پیستون با استفاده از AVL FIRE انجام شده است.

1.png

2.png

گرایش طراحی سازه و بدنه خودرو

بدنه ایمن‌تر، زیباتر و سبک‌تر، عامل موفقیت خودروسازها در قرن بیست‌ویکم خواهد بود. امروزه طراحان کارخانجات بزرگ توانسته‌اند با استفاده از مواد پیشرفته مهندسی طرحهایی را در بدنه خودرو ارائه نمایند که تا کنون نظیرش دیده نشده بود و بعضا در رویاها و تخیل یافت می‌شد. 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. ایمنی بدنه تنها با محاسبات دقیق مهندسی دست یافتنی خواهد بود. در این راستا طراحی سازه خودرو بر اساس جذب انرژی بهینه در برخورد و تصادف اهمیت ویژه‌ای دارد. نرم افزارهای شبیه‌سازی نظیر Abaqus و Ansys ، LS-Dyna ، MADYMO از جمله نرم‌افزارهای مورد استفاده در این زمینه هستند. در شکل زیر آنالیز مودال بدنه یک خودرو نشان داده شده است.

  

2.jpg

 

  دیگر نکات:

1- رشته مکانیک با گرایشهای مختلف توانمندی عمومی به داشنجویان می‌دهد که طبیعی است گه گستره بزرگی از مشاغل و کارها را شامل می‌شود. اما رشته مهندسی خودرو که بخش عمده آن با رشته مهندسی مکانیک همخوانی کامل دارد،‌شخص را به طور خاص آماده برای کار در صنعت خودروسازی و خدمات پس از فروش آن می‌نماید. البته طبیعی است که یک مهندس مکانیک نیز می‌تواند بعد از مدتی همان کارها را انجام دهد، اما در شرایط مساوی، یک مهندس خودرو، فضای فکری مناسبتر و مهارتهای بیشتری دارد و این موضوع به‌طور خودکار باعث می‌شود که این شخص نسبت به یک مهندس مکانیک، حداقل دو سال در صنعت خودرو و صنایع وابسته جلوتر باشد .

2- اکثر اساتید این دانشکده دارای تجربه چندساله در صنعت خودرو در قسمتهای مختلف هستند. اصولا این مجموعه براساس نیازهایی که در این صنعت تشخیص داده‌اند، این رشته را پایه‌گذاری کرده‌اند. البته طبیعی است که هر رشته جدیدی به مرور زمان رشد و توسعه می‌یابد .

3- این رشته اصولا برمبنای نظرات و مسائل صنعت طراحی شده است و خودروسازی خود نیز در تکامل این رشته نقش مهمی دارد. کارآموزان این رشته در خودروسازی‌های بزرگ و صنایع وابسته به آن کار می‌کند و پروژه‌های کارشناسی ارشد تماما با مشارکت صنعت و موضوعی در رابطه مستقیم با مسائل این صنعت طراحی و اجرا می‌شود .

 4-(از نظر صاحبان صنایع) مسلما در صنعت خودرو، یک مهندس خودرو اولویت دارد. البته این موضوع در مقطع کارشناسی ارشد ثابت شده است. اما تا ورود اولین دوره کارشناسان این دانشکده به بازار و عملکرد خوب آنها در صنعت باید برای قضاوت نهایی تامل نمود .

5- در مقطع کارشناسی ارشد به دکترا کاملا شناخته شده است و بسیاری از فارغ‌التحصیلان ما براحتی وارد مقطع دکترا در دانشگاههای معتبر آمریکا و کانادا شده‌اند. در مورد کارشناسی نیز به کارشناسی ارشد، مسلما با توجه به توانمندی دانشجویان ما و جدید بودن این رشته در سطح دنیا، اوضاع کاری و تحقیقاتی نسبت به بسیاری از رشته‌ها از جمله مکانیک بهتر است .

حاضرين در سايت

ما 42 مهمان و بدون عضو آنلاین داریم