بررسی طراحی و تحلیل ساخت ماشین باگی
اساتید مشاور:
جناب آقای دکتر مهدی اخلاقی (دبیر شورای اقتصاد دولت هفتم و هشتم و رییس برنامه و بودجه استان همدان در دولت ششم)
جناب آقای مهندس نوبری (مخترع اولین ماشین متحرک در آب و خشکی با قابلیت حرکت در موانع صعب العبور در ایران)
جناب آقای مهندس ارانی ( مدیر عامل شرکت امکان طوس)
جناب آقای مهندس علی اخلاقی ( استاد دانشگاه )
2-1 سخن نگارنده :
آنچه که مرا راغب به تهیه پایان نامه با این موضوع کرد ، بکر و تازگی و فراتر از همه محرومیت تبلیغاتی این فعالیت بود. روز اولی که من برای آشنایی با فضای کاری ، وارد کارگاه تولید این مجموعه شدم ، هرگز تصور نمی کردم که برای تولید یک ماشین ، آن هم در ابعاد باگی این همه مرارت باید کشید . باور کردنی نیست که با یک تولیدگر خودرو که خود اصلا طراح آن است ، همانند یک فرد عادی رفتار شود. جالب است بدانید که ما فقط برای ارسال ماشین به تهران ، جهت نمایش در نمایشگاه ، نزدیک به دو هفته در انتظار ok راه آهن بودیم و سرانجام با بی جواب بودن درخواستمان ، مجبور شدیم تا خودرو را با کامیون و آنهم با هزینه ای بالغ بر 300 هزار تومان بفرستیم .
مگر قیمت فروش یک ماشین 200 کیلویی باگی چند است ؟ که ما فقط برای حمل آن به تهران باید این مقدار مبلغ را بپردازیم ؟ این واقعا همان حمایتی ست که مسئولان وعده می دهند؟ ... باری زمانی که سخن از صنعت و صنعتگر به زبان می آید ، به راستی باید آن را هم صف مجاهدت در جنگ دانست و صنعتگر را جهادگری باید شمرد که می خواهد دِینِ ، دینی و اجتماعی خویش را برای جامعه خویش به نحوی شایسته ادا نماید تا مثل امروز ، اینگونه محتاج غرب و شرق خودکامه نباشیم. هر چند که عده ای آگاهانه یا ناآگاهانه گویا مخالف آنند.
من نیز در این مجموعه نهایت تلاش خود را مصروف معرفی هر چه بهتر این خودرو و آموزش ساخت آن بصورت کلی خواهم نمود. روش نگارش من نیز بدینصورت است که ابتدا به معرفی سیستمها و مکانیزمها و قطعات اصلی سایر اتوموبیلها خواهم پرداخت و پس از آن ، نوع سیستم و مکانیزم مستفد در باگی ها را تشریح خواهم نمود...
-1 تاریخچه اتومبیل :
اگر بخواهیم منصفانه به تاریخچه اتومبیل بنگریم ، تصور من بر این است باید همان ارابه های چوبی و طراح آنها را هم جزیی از صنعت اتومویل و تاریخچه آن دانست.
اما صنعت اتومبیل سازی با شکل و موتوری صنعتی در ابتدا به صورت اتفاقی و پراکنده به وسیله چند مخترع صورت گرفت. آنها به طور پیوسته روی اتومبیلهای خویش کار کردند تا امروزه به صورت کنونی درآمده است. اتومبیل وسیله ای است که در طول دهه های طولانی به وسیله افراد مبتکر و مخترم زیادی تکمیل گردیده و سخن نابه جایی نیست ، اگر بگوییم ، اختراع آن را نمی توان به کس خاصی نسبت داد.
اتومبیل ابتدایی از نیروی بخار استفاده می نمود و شباهت زیادی به درشکه داشته است. ولی به مرور گذشت زمان، و آگاهی به قدرت بیشتر سوختهای دیگر ، توسط طراحان و مهندسان به شکل امروزی در آمد و به حداکثر ایمنی و رفاه رسید، که تقریبا جزء اصلی زندگی انسان ها گردیده است.
این صنعت با اختراع موتور احتراقی در سال 1860 میلادی به وسیله یک بلژیکی به نام اتین لونوار اختراع گردید و سپس به صورت خیلی سریع تغییرات عمده ای نمود. با پی بردن به نیروی موتور احتراقی روند تکامل این صنعت تسریع پیدا نمود و در بین سال های 1860 تا 1970 میلادی در اروپا اختراعات مختلفی به وسیله چند تن از مهندسین انجام گرفت.
ابتدا ساخت یک موتور کوچک و نصب آن به روی یک گاری کوچک بود که توسط زیگفرد مارکوس در سال 1874 میلادی در شهر وین انجام گرفت. موتور این وسیله نقلیه بخاری یا موتورهای برونسوز می گویند. به تدریج موتورهای برونسوز تبدیل به موتورهای درونسوز گردید که مخلوط هوا و گاز در داخل سیلندر به وسیله جرقه محترق می گردد. نمونه تکمیل شده موتور احتراق داخلی که موتور های امروزی شبیه به آن است توسط یک مهندس آلمانی به نام نیکلاس اتو با موفقیت ساخته شد و به همین جهت است که رشته تعمیرات اتومبیل های بنزینی را اتومکانیک گویند. در این سیستم عمل تراکم سوخت از احتراق در داخل سیلندر صورت می گرفت و راندمان بسیار بالایی داشت. دو نفر دیگری که نامشان در صنعت اتومبیل سازی بسیار معروف است عبارت بودند از گات لیب دایمر و کارل بنز که در یک زمان به صورت جدا گانه کار می کردند ولی جهت فعالیتشان یکی بود.
دایملر که در سال 1834 در آلمان متولد شده بود، ابتدا با اتو کار می کرد ولی در سال 1882 فعالیت خود را با دایر کودن کارگاهی در شهر اشتوتکارت آلمان به طور جداگانه ادامه داد و در این شهر با شخصی به نام ویلهم مای باخ که او نیز از شاگردان اتو بود شریک شد و در مدت یک سال اولین موتور خود را وارد بازار نمودند. موتور آنها نوعی موتور سبک با سرعت بالا در حدود RPM 900 بود که نسبت به موتورهای احتراق داخلی آن زمان که حداکثر دورشان RPM 200 بود قابل مقایسه نبود این موتور کم کم کاملتر شد و به موتور دو سیلندر V شکل تبدیل شد، مجهز به کاربراتور بود که این کاربراتور را آقای مای باخ طراحی نموده بود. اولین سیستم جرقه زنی الکتریکی را بنز طراحی نمود و از سوپاپ قارچی شکل و سیستم خنک کننده توسط آب استفاده نمود. یاد آور می شود اولین موتوری که در اتومبیل در جلوی وسیله نقلیه قرار داشت در سال 1891 میلادی ساخته شد.
ایمنی با سیستم ترمز ABS
ایمنی یکی از فاکتور های مهم خودرو است که در کشور ما دوران نوجوانی خود را پشت سر می گذارد. چند سال پیش با اجباری شدن بستن کمربند ایمنی، موضوع ایمنی سرنشینان برای نخستین بار در کشور مطرح شد. قبل از الزام سرنشینان خودرو به رعایت این قانون، حتی داشتن کمربند جزو قطعات سفارشی یک خودرو بود و بسیاری از خودروها فاقد کمربند ایمنی بودند، اما پس از سال ها این قانون در جامعه ایرانی نهادینه شد. به طوری که امروزه کمتر کسی حاضر است با خودرویی که مجهز به کمربند ایمنی نیست، مسافرت های برون شهری داشته باشد.کیسه هوا و سیستم ترمز ABS نیز از مواردی است که پس از کمربند ایمنی فرهنگ سازی برای استفاده از آنها شروع شده است.این دو سیستم ایمنی هم اکنون در خودرو های ساخت اروپا و سایر کشور های پیشرفته از قطعات اصلی یک خودروی تولیدی به شمار می آید.اما خودرو سازهای داخلی کیسه هوا و سیستم ترمز ABS را به صورت یک سیستم سفارشی بر روی خودروها نصب می کنند، چرا که الزام قانونی برای خودروساز های داخلی جهت استفاده از این دو سیستم وجود ندارد.
به نظر می رسد نیروی انتظامی در این اندیشه است تا همچون کمربند ایمنی، کیسه هوا و ترمز ABS را نیز به خودروساز ها الزام کند که ساخت انیمیشین های تلویزیونی در این خصوص بی ربط به این قضیه نیست.همه کسانی که تجربه رانندگی در روزهای برفی و بارانی را دارند می دانند که هدایت خودرو در جاده های لغزنده به خصوص زمان توقف های ناگهانی تا چه میزان مشکل و در بسیاری از موارد غیرممکن است. در این گونه مواقع به دلیل قفل شدن چرخ خودرو به سطح لغزنده خیابان از حرکت باز نمی ایستد و علاوه بر افزایش زمان توقف کنترل خودرو نیز بسیار مشکل خواهد شدآمارها نشان می دهد بخش عمده ای از تصادف های جاده ای مربوط به همین نقص فنی در سیستم ترمزها است. تلاش متخصصان برای رفع این نقیصه، منجر به پدید آمدن ترمزهای ضد قفل یا همان سیستم مدرن ABS شده است. این سیستم به دلیل کارآمدی بالا و عملکرد منحصر به فرد آن به سرعت جایگزین سیستم های رایج امروزی شده و پیش بینی می شود تا چند سال آینده شاهد به کارگیری این سیستم به طور گسترده در بیشتر وسایل نقلیه باشیم.هدف از طراحی ترمز ABS این بوده است که هنگام ترمز کردن در رانندگی کنترل خودرو حفظ و منحرف نشود. این موضوع در جاده های نامساعد خیس و لغزنده بسیار اهمیت دارد تا امکان تصادف را به حداقل کاهش دهد. با این نوع ترمز دیگر نیاز به پر کردن پدال گاز نیست چون سیستم ترمز خودکار این کار را انجام می دهد.سیستم ترمز ABS ابتدا در سال 1950 در هواپیما نصب شد تا از قفل شدن چرخ ها و سرخوردن آن بر روی باند به ویژه در شرایط نامناسب جوی جلوگیری شود. به علت موفقیت در این سیستم از آن در کامیون های بزرگ هم استفاده شد تا سال 1980 این سیستم به صورت سفارشی بر روی برخی اتومبیل های سواری ساخت آلمان نصب شد. در سال 1992 آمار استفاده از این سیستم در اتومبیل های تولید شده به 32درصد رسید و امروزه این سیستم جزو تجهیزات استاندارد ساخت و تولید اکثر اتومبیل ها به شمار می رود.یکی از مهم ترین عواملی که باعث از دست دادن کنترل خودرو می شود ترمز کردن ناگهانی در جاده های لغزنده مانند جاده های مرطوب، برفی و یخی است که این عمل به علت قفل شدن چرخ ها بر روی سطح جاده است. برای جلوگیری از این امر سیستم ترمز ضد قفل ABS استفاده می شود. در این سیستم از طریق یک سیستم هدایت الکترونیکی کنترل شده و با دریافت اطلاعات لازم از وضعیت سرعت چرخ ها از طریق سنسورهای سرعت نیروی ترمز بر روی چهار چرخ را کنترل و تنظیم می کند.
در این سیستم مقدار نیروی ترمز بر روی هر یک از چرخ ها می تواند متغیر باشد بدین ترتیب چرخی که دارای سرعت کمتری نسبت به چرخ دیگر باشد، به همان نسبت فشار روغن ترمز در آن کاهش می یابد. این کاهش فشار به صورت مقطعی بوده و تا زمانی ادامه می یابد که چرخ ها یکسان شود.سیستم ABS از سرعت 6 کیلومتر در ساعت به بالا، شروع به کنترل سیستم ترمز می کند و اگر سیستم به هر صورتی دچار اختلال و اشکال شود سیستم ABS از مدار خارج شده و ترمز خودرو به صورت عادی عمل می کند.
فهرست مطالب
عنوان شماره صفحه
فصل اول : مقدمه ............................................................................................................. 12
1-1 موضوعنامه............................................................................................................ 13
1-2 سخن نگارنده......................................................................................................... 14
1-3 تاریخچه اتومبیل................................................................................................... 14
1-4 انواع اتومبیل بر اساس طراحی.............................................................................. 16
1-5 آشنایی عمومی با ماشینهای باگی ......................................................................... 23
فصل دوم: سیستم شاسی و اسکلت .................................................................................. 26
2-1 پیشگفتار................................................................................................................... 27
2-2 انواع شاسی .............................................................................................................. 29
2-2-1 شاسی مستقل .................................................................................................... 29
2-2-2 شاسی نیمه جدانشدنی ........................................................................................ 31
2-2-3 شاسی نردبانی ...................................................................................................... 32
2-2-4 شاسی صفحه ای................................................................................................... 33
2-2-5 شاسی لوله ای ...................................................................................................... 34
2-2-6 شاسی ستون فقراتی............................................................................................. 33
2-2-7 شاسی یکپارچه..................................................................................................... 35
2-2-8 شاسی مستفد در باگی.......................................................................................... 36
2-3 سیستم تعلیق........................................................................................................... 40
2-4 انواع سیستمهای تعلیق............................................................................................ 42
2-4-1 سیستم تعلیق مستقل......................................................................................... 43
2-4-1-1 سیستم تعلیق مستقل پاندولی ....................................................................... 45
2-4-1-2 سیستم تعلیق مستقل یک مفصلی ................................................................ 46
2-4-1-3 سیستم تعلیق مستقل عقب با اهرم دو شاخه ای ............................................ 47
2-4-1-4 سیستم تعلیق مستقل هیدرو استاتیک ......................................................... 50
2-4-1-5 سیستم تعلیق مستقل هیدرو پنوماتیک......................................................... 52
2-4-2 انواع سیستم تعلیق در محور جلو ....................................................................... 53
2-4-2-1 طبق دار........................................................................................................... 56
2-4-2-2 تلسکوپی – مک فرسون................................................................................. 57
2-4-2-3 طولی................................................................................................................ 59
2-4-3 تعلیق نیمه مستقل دو دیون................................................................................. 61
2-4-4سیستم های تعلیق ویژه........................................................................................ 62
2-4-5 سیستمهای تعلیق ثابت ....................................................................................... 64
2-4-6 سیستم تعلیق مستفد در باگی ها......................................................................... 66
2-5 ارتعاش گیرها............................................................................................................. 66
2-5-1 فنرهای تخت....................................................................................................... 67
2-5-2 فنرهای پیچشی................................................................................................... 67
2-5-3 میله های پیچشی ............................................................................................... 68
2-5-4 فنرهای بادی........................................................................................................ 68
2-5-5 اساس کار ارتعاش گیرها........................................................................................ 70
2-5-6 ستون – پایه و میل موج گیر………………………..……………………………………….74
2-5-7 لزوم استفاده از کمک فنر…………………………………………………………………….75
2-5-8 اساس کار کمک فنر…………………..……………………………………………………….75
2-5-9 انواع کمک فنر………………….......………………………………………………………….76
2-5-9-1 تلسکوپی هیدرولیکی……………………….…………………………………………….76
2-5-9-2 گازی……………………………..................……………………………………………….77
2-5-9-3 شیطانکی……………………………………………………………...........……………….77
2-5-9-4 نواری……………………………………..................……………………………………….78
2-5-9-5 اصطکاکی……………………………………………………...........……………………….78
2-5-9-6 پره دار………………………………………………………................…………………….78
2-5-9-7 روغنی گازی………………………………………………..........………………………….78
2-5-9-8 هوایی………………………………………………………………….................………….79
2-5-9-9 روغنی گازی در سیستم هیدروپنوماتیکی………………………….………………….79
2-5-9-10 وزنه ای………………………………... .....................................……………………….79
2-6 عیب یابی کمک فنر ……………..…………………………....………………………………….80
فصل سوم : سیستم تولید و انتقال قدرت ……………………………….....……………………....82
3-1 تولید قدرت ………………….................................…………………………………………….83
3-1-1 انواع موتور…………………………………………............…………………………….…….83
3-1-1-1 موتورهای احتراق داخلی …………………...............……………………………….….84
3-1-1-1-1 انواع موتورهای اس اس …………………………………………..………………….84
3-1-1-1-2 موتورهای چهارزمانه ………………………………………………………………….84
3-1-1-1-3 موتورهای دوزمانه …………………………………………………………………….87
3-1-1-1-4 فرایندهای موتورهای دورانی ……………………………………………………….88
3-1-1-1-4-1 مکش………………………………......…………………………………………….90
3-1-1-1-4-2 تراکم…………………………......………………………………………………….90
3-1-1-1-4-3 احتراق…………………………....………………………………………………….90
3-1-1-1-4-4 تخلیه………………………… .....………………………………………………….91
3-1-2 سیلندر………………………… .................………………………………………………….95
3-1-3 محفظه لنگ ………………………….........………………………………………………….95
3-1-4 پیستون…………………………………… ................……………………………………….95
3-1-5 شاتون……………………………… ...................…………………………………………….96
3-1-6 میل لنگ………………………………………...............…………………………………….98
3-1-7 یاتاقانهای ثابت…………………………………………….....……………………………….99
3-1-8 یاتاقانهای متحرک……………………………………...…………………………………….99
3-1-9 تشریح ساده سایر قطعات…………………………………………….…………………….99
3-1-9-1 رادیاتور……………………………...........……………………………………………….100
3-1-9-2 ترموستات…………………………………………………….......……………………….100
3-1-9-3 کویل………………………………………................…………………………………….100
3-1-9-4 دلکو……………………………………….................…………………………………….100
3-1-9-5 وایر شمع ……………………………………………........……………………………….100
3-1-9-6 شمع …………………………................………………………………………………….101
3-1-9-7 دینام……………………................……………………………………………………….101
3-1-10 موتورهای دیزلی6 زمانه …………………………………………....………………….102
3-1-11 موتورهای انژکتوری……………………………………………………………………. 104
3-1-12 تقویت کننده های موتور………………………… ...…………………………………. 104
3-1-12-1 توربوشارژ……………………………………….……………………………………. 105
3-1-12-2 سوپر شارژر……………………………..……………………………………………. 112
3-2 انتقال قدرت ……………………………….........……………………………………………. 115
3-2-1 کوپلینگها……………………………..........…………………...………………………….115
3-2-1-1 کوپلینگهای سخت…………….……………………………………………………….115
3-2-1-2 کوپلینگهای پوسته ای …………………………………………..…………………….116
3-2-1-3 کوپلینگهای فلانچی………………………...………………………………………….116
3-2-1-4 کوپلینگهای انعطلف پذیر…………………………………..………………………….117
3-2-1-5 کوپلینگهای توربوفلکس……………………………………………………………….117
3-2-1-6 کوپلینگهای شبکه ای………………………………….……………………………….118
3-2-1-7 کوپلینگهای چرخ دنده ای……………………………………………..…...………….118
3-2-1-8 کوپلینگهای فکی………………………………………..……………………………….119
3-2-1-9 کوپلینگهای رولکس……………………………..………………………………...…….119
3-2-1-10 کوپلینگهای آکاردئونی………………………..……………………………………….120
3-2-1-11 کوپلینگهای پارافلکس…....…………………………………......…………………….120
3-2-1-12 کوپلینگهای رادیال – متغیر زاویه ای…….………………………………………….120
3-2-2 کلاچ ها……............................……………………………………………………………….120
3-2-2-1 کلاچ های یک صفحه ای………………...……………………………………………….121
3-2-2-2 کلاچ های چند صفحه ای....…………………………………………………………….121
3-2-2-3 کلاچ های مخروطی …………………………………….. ……………………………….121
3-2-2-4 کلاچ های اتوماتیک ………………………. …………………………………………….122
3-2-2-5 کلاچ های ایمنی …………………………………………. ……………………………….122
3-2-2-6 کلاچ های سانتریفوژ …………….……………………………………………………….122
3-2-2-7 کلاچ های یک جهته …………..………………………………………………………….122
3-2-2-8 کلاچ ها قطع و وصل شونده الکتریکی………………………………………………….122
3-2-2- 9کلاچ ها قطع و وصل شونده هیدرولیکی پنوماتیکی…...…………………………….123
3-2-3 جنس کلاچ و ترمزها …………………………....…………………………………………….124
3-2-4 انتخاب کوپلینگ…………………………………....………………………………………….125
3-2-5 سیستم انتقال قدرت دو کلاچه ….………………………………………………………….126
3-2-6 چگونگی کارکرد دنده های خودرو ………………………………………………………….127
3-2-7 جعبه دنده ………………………….............………………………………………………….132
3-2-8 گیربکس اتوماتیک ……………………...…………………………………………………….137
3-2-8-1 تشریح مکانیزم گیربکس اتوماتیک …………………...……………………………….141
3-2-9 باندها و کلاچ ها ………………………………………………....…………………………….146
3-2-10 سیستم هیدرولیک پمپ و گاورنر…………….............………………………………….147
3-3 گرداننده نهایی خودرو …………………………………………………..……………………….150
3-3-1 دیفرانسیل……………………………..............……………………………………………….150
3-3-1-1 انواع دیفرانسیل در خودروها ………...………………………………………………….151
3-3-1-1-1 ساده………………………………………….............………………………………….152
3-3-1-1-2 چهارچرخ محرک…………………………..………………………………………….152
3-3-1-1-3 کمک دار……………………………….....…………………………………………….153
3-3-1-1-4 خورشیدی………………………..…………………………………………………….154
فصل پنجم : سیستم فرمان ……………………….………………………………………………….156
5-1 زوایای هندسی……………………………………..........……………………………………….157
5-1-1 زاویه تو این …….........……………………………………………………………………….157
5-1-2 تو اوت…………………………………………..................………………………………….158
5-1-3 کمبر…………………………………………………......................………………………….159
5-1-4 کستر………………………………………………….....................………………………….161
5-1-5 محور چرخش چرخ جلو کینگ پین ………………………..........……………………….162
5-2 هندسه فرمان………………………………………………………………............…………….163
5-3 فرمان……………………………………….........................…………………………………….164
5-3-1 انواع فرمان…………………………...........………………………………………………….164
فصل ششم : سیستم ترمز …………………...……………………………………………………….166
6-1 انواع ترمز……………………………………..................……………………………………….167
6-1-1 ترمز کفشکی …………….......……………………………………………………………….167
6-1-1-1 انواع کفشک بندی………………………………………………………….....………….167
6-1-1-1-1 نوع ساده………………………….....………………………………………………….168
6-1-1-1-2 نوع دوبل یک طرفه…………………………………......…………………………….168
6-1-1-1-3 نوع دوبل دو طرفه…………………….……………………………………………….168
6-1-1-1-4 نوع سروی کامل…………………………………………….………………………….168
6-1-1-2 جنس لنت ……....……………………………………………………………………….169
6-1-2 ترمز دیسکی……………………………...…………………………......………………….170
6-1-2-1 روش کار ترمز دیسکی………………………………………………...……………….171
6-2 هواگیری ترمزها………………......…………………………………………………………….173
6-3 بوستر……………………………………….......................…………………………………….174
6-4 ترمز ABS ……………………………………....................…………………………………….176
6-5 سیستم ترمز ماشین باگی……………………………………..……………………………….177
فصل هفتم : متعلقات و سیستمها انجام حرکت …………….....................…………………….179
7-1 چرخها و تیوپ….........………………………………………………………………………….180
7-2 باد تایر ………………………....................…………………………………………………….180
7-3 کیسه های هوا………………………….........………………………………………………….185
فصل هشتم : نگهداری…………………………………………....………………………………….192
8-1 انتخاب بهترین روغن باگی…………………………………………………………………….193
8-2 انتخاب بهترین روغن موتور ………………………………….……………………………….194
8-3 انتخاب بهترین روغن ترمز…………………………………….……………………………….195
8-4 انتخاب بهترین مایع خنک کننده ………………………………………...………………….196
8-5 انتخاب بهترین روغن دنده.…………………………………………………………………….197
8-6 نکات مهم در نگهداری ماشینهای باگی ……….…………………………………………….199
فصل نهم : پیوست و منابع …………………………………….....………………………………….203
9-1 پیوست …………………………………………….................... ……………………………….204
9-1-1 پیوست اول- تعریفنامه …………………………………... ……………………………….204
9-1-2 پیوست دوم- عکسهای نمونه …….………………………………..………………….206
9-1-3 پیوست سوم- جداول ……………………………..…………………………………….217
9-2- منابع …………………………...............………………………………………………….227
9-2-1 لاتین………….............…………………….…………………………………………….227
9-2-2 فارسی …………………………………………..........………………………………….227
9-2-3 اینترنت………………......... …………………………………………………………….229
9-2-4 مصاحبه ………………………………………...... …………………………………….230