مهندسي خودرو (به انگليسي: Automotive engineering) بعنوان مادر كليه رشته‌هاي منشعب از مهندسي مكانيك شناخته ميشود زيرا مهندسي مكانيك با صنعت خودرو آغاز گرديد و مكانيزمها و تكنيكهاي و تجربيات حاصل از آن در بخش‌هاي ديگر بكار گرفته شد.اين رشته در كشورهاي پيشرفته تا سطح دكترا و در شاخه‌هاي گوناگون توسعه يافته‌است.
محتويات
۱ سير تكامل
۱.۱ شروع صنايع اتومبيل
۱.۲ نوآوري اميل لواسور
۱.۳ قانون پرچم قرمز
۱.۴ جعبه‌دنده خورشيدي
۱.۵ طرح رنو
۲ فناوري‌هاي پيشرفته
۳ آينده صنعت خودرو
۳.۱ كنترل پيشرفته
۳.۲ منابع انرژي
۳.۳ ذخيره كننده هاي انرژي
۳.۴ مواد و مصالح
۳.۵ MIT Car
۴ مقاطع تحصيلي
۵ دروس تخصصي
۵.۱ دوره هنرستان
۵.۲ دوره كارداني
۵.۳ دوره كارشناسي
۵.۴ دوره كارشناسي ارشد
۵.۵ دوره دكتري
۶ شركتهاي فعال در ايران
۷ مراكز پژوهشي در ايران
۸ پژوهش‌هاي فعال در ايران
۹ جستارهاي وابسته
۱۰ منابع
سير تكامل
Auto.gif
اتومبيل را شخص بخصوصي اختراع نكرد بلكه اين وسيله بتدريج تكامل يافت و به شكل امروزي در آمد.اتومبيل‌هاي اوليه شبيه درشكه بود و با نيروي بخار به حركت در مي‌آمد. آغاز زندگي و پيدايش خودروهاي موتوري به سال ۱۷۶۹ ميلادي باز مي‌گردد، هنگامي كه مهندس نظامي فرانسوي، نيكولاس ژوزف كاگنوت، يك سه چرخه بخار را براي كشيدن و حمل و نقل قطعات توپ مي‌سازد. پس از گذشت چند سال از آن تاريخ يك مدل بهتر ساخته ميشود. در اثر برخورد آن با ديوار سبب رخ دادن نخستين پيش آمد رانندگي در تاريخ خودروهاي جاده‌اي مي‌گردد. در پي آن در سال ۱۷۸۴ ميلادي يك خودرو با موتور بخار توسط مهندس اسكاتلندي جيمز وات ساخته ميشود، كه از كارايي چنداني برخوردار نبود. در سال ۱۸۰۲ ميلادي ريچارد ترويتيك انگليسي يك واگن بخار را به وجود آورد كه فاصلهٔ ميان كورنوال و لندن را مي‌پيمايد. يك شب به سبب فراموشي ترويتيك در خاموش كردن آتش ديگ بخار، واگن طعمه آتش سوزي شده و از بين مي‌رود. بازار كالسكه‌ها و واگن‌هاي بخار در انگليس تا سال ۱۸۶۵ ميلادي رونق داشت تا اينكه سرانجام رقابت با راه آهن و نيز تصويب قوانين صريح عليه سرعت به عمر اين دسته از خودروها پايان ميدهد. نخستين سواري‌هاي عملي كه موتور بنزيني توان آنها را فراهم مي‌ساخت، در سال ۱۸۸۶ ميلادي ايجاد شده و سازندگان عمده آن كارل بنز و گوتليب دايملر مي‌باشند كه جدا گانه كارمي‌كردند
شروع صنايع اتومبيل
با اختراع موتور احتراقي در سال ۱۸۶۰ ميلادي بوسيله يك نفر بلژيكي بنام اتي ين لونوار آغاز شد. در سال ۱۸۷۴ زيگفريد ماركوس در شهر وين يك موتور چهار سيلندر اختراع كرد كه بوسيله بخار كار مي‌كرد و از نوع موتورهاي برون سوز بحساب مي‌آمد. در سال ۱۸۷۶ يك مهندس آلماني بنام نيكلاس اتو يك موتور احتراق داخلي را با موفقيت به مرحله ظهور رساند.تبديل سوخت مايع به گاز تاثير مهمي در اين صنعت ايجاد كرد. دو نفر به نامهاي گوتليب دايملر و ويلهلم مايباخ كه هر دوي آنها از اتو تجربه اندوزي كرده بودند در شهر اشتوتگارت در سال ۱۸۸۲ كارگاهي داير نمودند و پس از گذشت يكسال اولين موتور خود را عرضه نمودند. موتور آنها نوعي موتور سبك با سرعت بالا در حدود ۹۰۰RPM بود كه نسبت به موتورهاي احتراق داخلي آن زمان كه حداكثر دورشان ۲۰۰RPM بود نوعي موفقيت محسوب ميشد. موتور ساخت دايملر كم كم از صورت تك سيلندر به نوع دو سيلندر V شكل مبدل گرديد كه مجهز به كاربراتور بود.كاربراتور موتور دايملر را ماي باخ طراحي كرده بود.دايملر سيستم جرقه زني بديعي را به خدمت گرفت كه به سيستم جرقه زني لوله داغ موسوم بود.اين روش عمل ايجاد جرقه توسط يك لوله پلاتيني كه در بالاي سيلندر قرار داشت و انتهاي ديگرش توسط شعله سرخ نگهداشته ميشد انجام مي‌گرديد. كارل بنز آلماني كه ده سال از دايملر جوان تر بود براي سيستم جرقه زني خود از الكتريسته استفاده كرد. او موتور چهار سيلندريس را طراحي نمود و در روي يك وسيله نقليه سه چرخ قرار داد. دو اثر ديگر كارل بنز يعني سوپاپ قارچي شكل و سيستم خنك كاري با آب او هنوز مورد استفاده قرار مي‌گيرند. آموزش مكانيك خودرو سيستم خنك كاري دايملر به آب حركت چرخشي اجباري نمي‌داد بلكه مخزن آبي در سطح بالاتر از موتور قرار داشت و آب گرم به علت سبك شدن بطرف بالا و آب سرد به جهت سنگيني بطرف پايين حركت مي‌نمود كه به اين سيستم ترموسيفون مي‌گويند. بالاخره دايملر در سال ۱۸۸۶ يك وسيله نقليه چهار چرخ طراحي نمود. در سالهاي بعد بنز به عنوان تجارت وسيله نقليه سه چرخ را ببازار عرضه كرد كه به اين ترتيب اولين اتومبيل به همراه سر و صدا و مشكلات فراوان وارد بازار شد. دايملر نيز با عرضه اتومبيل خود صنعت اتومبيل سازي را مجهز نمود تا با سرعت بيشتر وارد قرن بيستم شود.
اتومبيل كارل بنز 1885
نوآوري اميل لواسور
اميل لواسور توانست سامانه انتقال قدرت را كه تا آن زمان تسمه‌اي بود بصورت كلاچ و گيربكس درآورد. به علاوه سيستم موتور جلو و محرك عقب را طراحي نمود. گرچه صنعت خودرو در آلمان متولد شد و در فرانسه رشد پيدا نمود ولي در كشورهاي انگليس و آمريكا پيگيري بيشتري نسبت به ان به عمل آمد. در انگلستان مردم استقبال خوبي از اتومبيل به عمل نياوردند و مي‌گفتند كه حمل و نقل بوسيله چهار پا بهتر است نتيجتاً اتومبيل در انجا ممنوع گرديد ولي در سال ۱۹۰۵ دولت انگليس سفارش خريد اتومبيل را به يك شركت انگليسي داد.
قانون پرچم قرمز
قانوني به تصويب رسيد كه براساس آن به موتورهاي بخاري اجازه مي‌داد كه در شهرها با سرعتي معادل قدم زدن حركت كنند. براي لكوموتيوها سرعت مجاز تا سال ۱۸۶۵ برابر ۶ كيلومتر در ساعت تعيين شد. به دارندگان وسيله نقليه به ديده تحقير نگريسته ميشد و آنها را موظف مي‌كردند تا پشت سر يك نفر پرچم بدست با فاصله ۵۵ متر حركت كنند.
جعبه‌دنده خورشيدي
در سال ۱۸۹۷.م يك فرد انگليسي بنام فردريك لنچستر موتور دو سيلندري ساخت كه در آن از جعبه‌دنده خورشيدي (گيربكس سياره‌اي) با محور محرك بجاي زنجير محرك استفاده ميشد. بعلاوه چرخدنده حلزوني، محور دنده عقب، ميل لنگ، سيستم روغنكاري تحت فشار را به ثبت رساند. تا آن زمان روش روغنكاري قطره‌اي يا پاششي معمول بود. در فرانسه نيز شخصي بنام كنت آلبرت دوديون كه جواني اشرافي بود با مشاركت شخصي بنام ژرژبوتون يك موتور تك سيلندر هوا خنك ساخت. نام دوديون هنوز باقي است زيرا هم اكنون طرح او در محورهاي عقب برخي خودرها مانندآستين و اوپل استفاده ميشود. بوتون اين طراح و متفكر به اصل پي برده بود كه اگر ساختمان موتور و ميل لنگ متعادل بوده و نيز لقي‌هاي قطعات متحرك نسبت بهم كم باشد مي‌توان قدرت و سرعت زيادي را از موتور بدست آورد. طراحان ديگر نيز مانند لنچستر دريافتند كه براي بازدهي بيشتر لازم است كه سوپاپ‌هاي موتور بصورت مكانيكي باز و بسته شوند. در آن موقع رسم بود سوپاپ‌ها در اثر مكش پيستون باز مي‌شدند و تحت نيروي فنر بسته مي‌شدند.
طرح رنو
لوئي رنو از يك محور براي انتقال حركت به چرخهاي عقب استفاده كرد و در مسير آن قفل گاردان به كار برد تا ارتعاشات تعليق مستقل عقب بر محور محرك را حذف نمايد. طرح ديگر رنو ساخت اتومبيل مسقف بود.
فناوري‌هاي پيشرفته
خودروسازان امروزي جهت دستيابي به سطوح بالاتر استانداردهاي تعريف شده در زمينه‌هاي مختلف از جمله محيط زيست، مصرف سوخت، راحتي سرنشين، پايداري خودرو و مواردي از اين قبيل از تكنولوژيهاي نوين و پيشرفته در خودروهاي خود بهره مي‌جويند. اين فناوري‌ها اغلب از دهه 1980 ميلادي توسط خودروسازان بزرگ دنيا طراحي، توليد و مورد توسعه قرار گرفته است. اما امروزه تمام خودروسازان دنيا بر موضع استفاده از فناوري پيشرفته در صنعت خودرو متفق‌القول هستند. برخي از اين تكنولوژي (فناوري)ها عبارتند از: سيستم ترمز ضدقفل، سيستم كنترل كشش، سيستم كنترل پايداري خودرو، سيستم توزيع الكترونيكي نيروي ترمزي، سيستم سوخت رساني تزريق مستقيم، سيستم كيسه ايمني هوا، سيستم ترمز كمكي، سيستم مديريت سوخت و جرقه، سيستم كمربند ايمني پيش‌كشنده، سيستم تعليق هوشمند، سيستم فرمان فعال و موارد بسيار ديگر.
البته بايد اين را مدنظر داشت كه مرز معيني براي فناوري پيشرفته در صنعت خودرو وجود ندارد؛ از اينرو در برخي كتب مرجع دانشگاهي، سيستم جرقه الكترونيكي در زمرۀ فناوري‌هاي پيشرفته محسوب شده و در برخي كتب ديگر سيستم مديريت سوخت و جرقه جزء فناوري‌هاي پيشرفته محسوب نشده است.
با توجه به رشد چشمگير دانش و صنعت الكترونيك در سالهاي اخير، امروزه مي توان اينگونه بيان نمود كه تمام فناوري‌هاي پيشرفته مورد استفاده در خودروها، براي نيل به عملكرد مطلوب، از سيستمهاي كنترل الكترونيكي خودرو و يا سيستمهاي مكاترونيكي خودرو استفاده مي‌كنند..[۱]
آينده صنعت خودرو
The Audi RSQ sports coupé from the ۲۰۰۴ film I، Robot، envisioned as being motivated by spherical "wheelsisioned as being motivated by spherical "wheels"
The General Motors Hy-wire
كنترل پيشرفته
امروزه در تمامي خودرو ها از سيستم هاي كنترلي هوشمند براي قسمت هاي مختلف استفاده ميشود. براي مثال سيستم هاي مولد قدرت ،انتقال قدرت،تهويه مطبوع خودرو و سيستم هاي ايمني خودرو و... همگي داراي كنترل هوشمند مي باشند.
منابع انرژي
ذخيره كننده هاي انرژي
مواد و مصالح
آلومينيم هاي سخت، فايبر گلاس، فيبر كربن، نانولوله كربني جايگزين فولاد خواهند شد.
شيشه هاي واتر ريپلنت
MIT Car
مقاطع تحصيلي
در حال حاضر اين رشته تحت دو عنوان در داخل كشور (بسته به دانشگاه محل تحصيل) شناخته ميشود:
مهندسي تكنولوژي مكانيك گرايش خودرو؛ براي دانشجويان ديپلم هنرستان
مهندسي خودرو؛ براي دانشجويان ديپلم رياضي
براي تحصيل در اين رشته، متقاضيان مي‌توانند پس از اتمام دوره دبيرستان و پيش دانشگاهي از كنكور سراسري گروه رياضي و فيزيك اقدام نموده و در صورت قبولي در مقطع كارشناسي پيوسته مشغول به تحصيل شوند.
همچنين دانش‌آموختگان هنرستانهاي فني و حرفه‌اي و كاردانش مي‌توانند پس از شركت در كنكور كارداني پيوسته، در صورت قبولي در مقطع كارداني پيوسته مشغول تحصيل شوند. اين افراد پس از فارغ‌التحصيلي مي‌توانند در كنكور كارداني به كارشناسي (كارشناسي ناپيوسته) شركت نموده و به تحصيل ادامه دهند.
براي تحصيل در مقطع كارشناسي ارشد، محدوديتي براي فارغ‌التحصيلان ساير گرايش‌هاي مهندسي مكانيك وجود ندارد و حتي دارندگان مدرك كارشناسي ساير رشته‌ها به جزء مهندسي مكانيك نيز مي‌توانند در صورت كسب حد نصاب و قبولي در اين مقطع ادامه تحصيل دهند.
دانشجويان مقطع دكتري نيز صرفاً از ميان دانش‌آموختگان كارشناسي ارشد رشته مهندسي مكانيك گزينش مي‌شوند.
نكته قابل توجه آنكه در مقطع كارشناسي ارشد و دكتري، اين رشته به سه گرايش تقسيم ميشود:
سيستم محركه خودرو
سازه بدنه خودرو
طراحي سيستمهاي تعليق، ترمز و فرمان
اين رشته هم‌اكنون در دانشگاه تربيت دبير شهيد رجايي، دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي، دانشگاه علم و صنعت ايران، دانشگاه صنعتي شريف، دانشگاه صنعتي سهند، دانشگاه پيام نور، دانشگاه فني و حرفه‌اي، دانشگاه آزاد اسلامي و دانشگاه جامع علمي كاربردي در مقاطع كارداني، كارشناسي، كارشناسي ارشد و دكتري ارائه ميشود.
دروس تخصصي
دوره هنرستان
تكنولوژي مولد قدرت، تكنولوژي شاسي و بدنه و انتقال قدرت، تكنولوژي موتورهاي ديزل، اجزاء ماشين، رسم عمومي و تخصصي، محاسبات فني، كارگاههاي مولد قدرت و شاسي و بدنه و ديزل، كارآموزي
دوره كارداني
اصول سرپرستي، تكنولوژي انتقال قدرت معمولي۲، تكنولوژي دستگاھهاي الكتريكي، كارگاه سوخت رساني ۲، تكنولوژي سوخت رساني۲، تكنولوژي شاسي وبدنه۲، كارگاه مولد فدرت ۲، تكنولوژي مولد قدرت۲، رسم فني ۴، كارگاه انتقال قدرت اتوماتيك، كارگاه انتقال قدرت معمولي ۲، كارگاه دستگاھهاي الكتريكي، كارگاه شاسي وبدنه۲، كارگاه نقص يابي،ترموديناميك1، مكانيك سيالات1،فيزيك حرارت ، فيزيك مكانيك،استاتيك،مقاومت مصالح1 ، طراحي اجزا1،هيدروليك و پنوماتيك مقدماتي،زبان تخصصي خودرو1، نقشه كشي باكامپيوترالبته از سال۸۸ به بعد اين واحد در بيشتر دانشگاه ها حذف شده است ، هيدروليك و پنيوماتيك، طراحي اجزاء ماشين ۱، كارآموزي/ تكنولوژي مالتي پلكس/كارگاه مالتي پلكس
دوره كارشناسي
اصول طراحي موتورهاي پيستوني، تئوري حركت خودرو، الكترونيك خودرو، كاربرد نرم‌افزار هاي رايانهاي خودرو، تكنولوژيهاي پيشرفته خودرو، سرومكانيزم، هيدروليك ماشين آلات سنگين، مقاومت مصالح ۲، طراحي اجزاء ماشين ۲، كارگاه ماشين ابزار، كارگاه تراشكاري قطعات خودرو، كارگاه مدل سازي و ريخته گري، كارگاه سوخت رساني گازي، كارگاه الكترونيك خودرو، مصالح مهندسي، طراحي ماشينهاي دوار، اصول طراحي كارخانه، مديريت و اقتصاد صنعتي، ياتاقان و مكانيزم روغنكاري،سروو مكانيزم، ترموديناميك 2، ارتعاشات، ديناميك ، سوخت و احتراق ،زبان تخصصي2،مكانيك سيالات2، انتقال حرارت ، كار آموزي، پروژه. انجمن مهندسي خودرو كرج
دوره كارشناسي ارشد
بسته به گرايش تحصيلي دروس زير ارائه مي‌گردد كه تعداد زيادي از آنها با دروس گرايش هاي طراحي كاربردي و تبديل انرژي يكسان است:
سيستم محركه خودرو:
اصول تكنولوژي خودرو، موتورهاي احتراق داخلي، رياضيات مهندسي پيشرفته1، طراحي وشبيه سازي موتورهاي پيستوني، ديناميك سيالات محاسباتي، سيستمهاي حرارت و سيالات خودرو، موتورهاي احتراق داخلي پيشرفته، طراحي سيستمهاي انتقال قدرت، اجزاء محدود، كاربرد كنترل پيشرفته در خودرو، بهينه سازي، موتورهاي ديزل پيشرفته، ارتعاشات پيشرفته، سوخت و احتراق پيشرفته در خودرو، سمينار، پايان نامه.
سازه بدنه خودرو:
اصول تكنولوژي خودرو، مكانيك محيطهاي پيوسته، الاستيك، رياضيات مهندسي پيشرفته1، اجزاء محدود، مكانيك ضربه در سازه خودرو، ارتعاشات پيشرفته، طراحي و تحليل سازه و بدنه خودرو، آيروديناميك خودرو، بهينه سازي، خستگي و شكست در سازه خودرو، روشهاي پيشرفته توليد بدنه خودرو، تئوري ورقها و پوسته ها و كاربرد در سازه خودرو ، طراحي سيستمهاي شاسي، ارتعاشات و آكوستيك سازه و بدنه، سمينار، پايان نامه.
طراحي سيستم هاي تعليق، ترمز و فرمان:
اصول تكنولوژي خودرو، روشهاي عددي، رياضيات مهندسي پيشرفته1، طراحي سيستمهاي انتقال قدرت، طراحي سيستمهاي شاسي، ديناميك خودرو، ارتعاشات پيشرفته، كاربرد كنترل پيشرفته در خودرو، ديناميك پيشرفته، بهينه سازي، طراحي و تحليل سازه و بدنه خودرو، ارتعاشات و آكوستيك سازه و بدنه، سمينار، پايان نامه.
دوره دكتري
رياضيات مهندسي پيشرفته 2، الكترونيك خودرو پيشرفته، تكنولوژي محصول،
روشهاي طراحي نوين در خودرو، كاربرد مواد جديد در خودرو، موتورهاي احتراق داخلي پيشرفته2، سيستمهاي جانبي تبادل حرارت در خودرو، سيستمهاي انتقال قدرت پيشرفته، سيستمهاي شاسي پيشرفته، ديناميك خودرو پيشرفته، سازه و بدنه خودرو پيشرفته، روشهاي پيشرفته توليد در صنعت خودرو، مباحث پيشرفته مديريت توليد در صنعت خودرو سازي، مديريت استراتژيك توسعه محصول جديد در صنعت خودرو سازي، مباحث منتخب در اقتصاد صنعت خودرو سازي، سمينار، پايان نامه.
شركتهاي فعال در ايران
شركت سايپا
سايپا ديزل
ايران خودرو
پارس خودرو
گروه بهمن
تراكتور سازي تبريز
شركت صنايع خودروسازي مديران
رخش خودرو
رانيران
زاگرس خودرو
شركت مرتب
بم خودرو
كرمان خودرو
هپكو
مراكز پژوهشي در ايران
_مركز تحقيقات و نوآوري صنايع خودروي سايپا به عنوان اولين مركز طراحي خودرو در ايران درسال 1376 توسط آيت اله هاشمي رفسنجاني و با مديريت مهندس دانايي مقدم پايه ريزي شد و درطي فعاليت سايليان دراز خود توانست طراحي خودروي كاروان سايپا خودروهاي ايكس صد پرايد 141 (ليفت بك)پرايد 132 پارس تندر وانت 151 تيبا و... را انجام دهد
شركت آزمايش و تحقيقات قطعات و مجموعه خودرو (ايتراك ITRAC): بر اساس تفكر راهبردي ستاد سياست گذاري صنعت خودرو درسال ۱۳۷۶ با مشاركت ۸۰ شركت طراحي و مهندسي و سازنده قطعات ومجموعه‌هاي خودرو به عنوان نخستين مركز ملي جامع و معتبر آزمايشگاهي در صنعت خودرو فعاليت خود را اغاز كرده‌است
موسسه پژوهشي فناوري‌هاي نوين در صنعت خودرو: در آبان ماه ۱۳۸۴ به صورت مشترك توسط گروه صنعتي ايران خودرو و دانشگاه تهران تاسيس شده‌است. هدف اين موسسه برقراري ارتباط فعال و موثر بين دانشگاه و صنعت مي‌باشد تا از يك طرف مشكلات صنعت با بكار گيري توان و استعداد علمي كشور و نيروهاي محقق دانشگاهي در جهت افزايش قدرت رقابت در سطح بين‌المللي به بهترين نحو حل شود و از طرف ديگر، تحقيقات دانشگاهي پيشرفته به سمت تقويت و افزايش بهره وري اقتصاد ملي شكل يابد.
شركت تحقيق، طراحي و توليد موتور ايران خودرو (ايپكو IPCO):قرارگيري دركنار يك خودروساز بزرگ، جذب فارغ التحصيلان توانا و نخبه دانشگاههاي ايران، ارتباط تنگاتنگ با شركتهاي اصلي فعال در زمينه توسعه قواي محركه، سرمايه گذاري قابل توجه در زمينه سخت افزارها و نرم‌افزارهاي توسعه محصول و همچنين ارتباط صميمانه با بسياري از سياستگذاران صنعت خودرو و نفت ايران، ايپكو را به مهمترين شركت تأمين كننده خدمات مهندسي صنعت قواي محركه درمنطقه تبديل كرده‌است.
دانشگاه صنعتي مالك اشتر
پژوهش‌هاي فعال در ايران
ساخت موتور بر مبناي گاز سوز
ساخت موتور ديزل سواري