سرپرست تیم ترجمه: مهندس محمد علایی
ایمیل: Translate@Tnt3.ir
تلفن همراه: 09192164907
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.
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
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 فرمهندس علایین وارد بازار شد. دایملر نیز با عرضه اتومبیل خود صنعت اتومبیل سازی را مجهز نمود تا با سرعت بیشتر وارد قرن بیستم شود.
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.
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.
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.
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.
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]
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.
در حال حاضر این رشته تحت دو عنوان در داخل کشور (بسته به دانشگاه محل تحصیل) شناخته میشود:
برای تحصیل در این رشته، متقاضیان میتوانند 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 میتوانند پس از شرکت در کنکور کاردانی پیوسته، در صورت قبولی در مقطع کاردانی پیوسته مشغول تحصیل شوند. این افراد پس از فارغالتحصیلی میتوانند 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 میتوانند 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 میشوند.
نکته قابل توجه آنکه در مقطع کارشناسی ارشد و دکتری، این رشته به سه گرایش تقسیم میشود:
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 میشود.
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
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
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. انجمن مهندسی خودرو کرج
بسته به گرایش تحصیلی دروس زیر ارائه میگردد که تعداد زیادی از آنها با دروس گرایش های طراحی کاربردی و تبدیل انرژی یکسان است:
اصول تکنولوژی خودرو، موتورهای احتراق داخلی، ریاضیات مهندسی پیشرفته1، طراحی وشبیه سازی موتورهای پیستونی، دینامیک سیالات محاسباتی، سیستمهای حرارت و سیالات خودرو، موتورهای احتراق داخلی پیشرفته، طراحی سیستمهای انتقال قدرت، اجزاء محدود، کاربرد کنترل پیشرفته در خودرو، بهینه سازی، موتورهای دیزل پیشرفته، ارتعاشات پیشرفته، سوخت و احتراق پیشرفته در خودرو، سمینار، پایان نامه.
اصول تکنولوژی خودرو، مکانیک محیطهای پیوسته، الاستیک، ریاضیات مهندسی پیشرفته1، اجزاء محدود، مکانیک ضربه در سازه خودرو، ارتعاشات پیشرفته، طراحی و تحلیل سازه و بدنه خودرو، آیرودینامیک خودرو، بهینه سازی، خستگی و شکست در سازه خودرو، روشهای پیشرفته تولید بدنه خودرو، تئوری ورقها و پوسته ها و کاربرد در سازه خودرو ، طراحی سیستمهای شاسی، ارتعاشات و آکوستیک سازه و بدنه، سمینار، پایان نامه.
اصول تکنولوژی خودرو، روشهای عددی، ریاضیات مهندسی پیشرفته1، طراحی سیستمهای انتقال قدرت، طراحی سیستمهای شاسی، دینامیک خودرو، ارتعاشات پیشرفته، کاربرد کنترل پیشرفته در خودرو، دینامیک پیشرفته، بهینه سازی، طراحی و تحلیل سازه و بدنه خودرو، ارتعاشات و آکوستیک سازه و بدنه، سمینار، پایان نامه.
ریاضیات مهندسی پیشرفته 2، الکترونیک خودرو پیشرفته، تکنولوژی محصول،
روشهای طراحی نوین در خودرو، کاربرد مواد جدید در خودرو، موتورهای احتراق داخلی پیشرفته2، سیستمهای جانبی تبادل حرارت در خودرو، سیستمهای انتقال قدرت پیشرفته، سیستمهای شاسی پیشرفته، دینامیک خودرو پیشرفته، سازه و بدنه خودرو پیشرفته، روشهای پیشرفته تولید در صنعت خودرو، مباحث پیشرفته مدیریت تولید در صنعت خودرو سازی، مدیریت استراتژیک توسعه محصول جدید در صنعت خودرو سازی، مباحث منتخب در اقتصاد صنعت خودرو سازی، سمینار، پایان نامه.
_مرکز تحقیقات و نوآوری صنایع خودروی سایپا به عنوان اولین مرکز طراحی خودرو در ایران درسال 1376 توسط آیت اله هاشمی رفسنجانی و با مدیریت مهندس دانایی مقدم پایه ریزی شد و درطی فعالیت سایلیان دراز خود توانست طراحی خودروی کاروان سایپا خودروهای ایکس صد پراید 141 (لیفت بک)پراید 132 پارس تندر وانت 151 تیبا و... را انجام دهد