ساخت و طراحی قدم به قدم پیشرانه خودرو ها

ساخت و طراحی قدم به قدم پیشرانه خودرو ها

 

 

بازدید از تأسیسات ساخت پیشرانه جگوار لندروور ما را با چگونگی طراحی و ساخت پیشرانه‌ای مدرن آشنا می‌کند.

هر فردی که گذرش به این تأسیسات بیفتد قطعاً به پیشرانه انجینیوم جگوار لندروور که در فضای بزرگ این کارخانه EMC قرار دارد خیره خواهد شد. همه ما می‌دانیم پیشرانه از قطعات زیادی برپایی شده اما رویت میزان پیچیدگی فناوری بکار رفته در ساخت آن گاهی اوقات ما را در موعد چرخاندن کلید استارت به اندیشه فرو می‌برد. پیشرانه‌های احتراق درونی این روزها خیلی نظرات مثبتی را به خود جلب نمی‌کنند زیرا نیروهای محرکه الکتریکی غالباً به عنوان جایگزین این پیشرانه‌ها در آینده مطرح هستند؛ ولی تا آن زمان پیشرانه‌های آفروختگی داخلی به ایفای نقش بنیادین خویش پیوستگی خواهند داد. سرمایه‌گذاری ۱ میلیارد پوندی جگوار لندروور در EMC این حرف را تأیید می‌کند. در پیوستگی با فرایند ساخت یک پیشرانه سوختن درونی آشنا می‌شویم.

شبیه‌سازی رایانه‌ای

طرح پایه پیشرانه برآفروختن درونی بیش از ۱۰۰ سنه سن دارد ولی هنوز هم مهندسان به پیگیری درمان این ساختاره هستند. آن‌ها می‌توانند با استفاده از نرم‌افزارهای نیرومند شبیه‌سازی همچون پکیج لوازم هیوندای ریکاردو طراحی‌های متفاوتی را در پیشرانه رسیدگی نمایند. این امر به مهندسان دستور می‌دهد تا یک پیشرانه مجازی را ساخته و فاکتورهایی کلیدی همچون شمار سیلندرها، حجم، قطر، نسبت تراکم، توربو … را در عقیده بگیرند. نرم‌افزار موردنظر بلوک‌هایی همچون توربوشارژر را می‌سازد و هر بلوک را می‌توان بهینه کرد.
ساخت یک پیشرانه مجازی فرایندی زمان‌بر بوده و نیازمند دخیل شدن همگی حسگرها و فعال‌کننده‌ها است اما به مهندسان پروانه می‌دهد الی عملکرد و مصرف سوخت پیشرانه را قبل از ساخت نمونه‌های ابتدایی پیش‌بینی کنند. با هزاران محاسبه سنگینی که اتمام می‌شود مخصوصاً در زمینه‌هایی همچون دینامیک فرایند احتراق، این نرم‌افزار نیازمند پردازشگرهای بسیار نیرومند رایانه‌ای برای اتمام شغل است. زمانی که مهندسان عملکرد پیش‌بینی شده طراحی خود را یافتند، سپس می‌توانند بعضی بلوک‌ها را تکمیل کرده و ببینند آیا این فرمایش تأثیری در شفا طراحی دارد یا خیر. برای خانواده پیشرانه‌های انجینیوم، گنجایش ۵۰۰ سانتی‌متر مکعبی در هر سیلندر به عنوان مقدار بهینه تعیین شده است. این حجم همچنین توسط خودروسازان زیادی همچون ولوو و خانواده پیشرانه‌های درایو E مورد کاربرد قرار می‌گیرد. زمانی که شغل شبیه‌سازی تمام شد زمان آزمایش نمونه‌های پیش‌تولیدی فرا می‌رسد.

تست‌های تأییدی

پیشرانه‌های قطعات هیوندای  پروتوتایپ به تعداد مختصر و به قصد تأیید کردن کانسپت شبیه‌سازی شده و قبل از حاضر شدن برای فرآوری متعدد ساخته می‌شوند. این پیشرانه‌ها نشانه دهنده “قصد تولید” هستند یعنی انعکاسی از مثال تولیدی پایانی می‌باشند. این واپسین شانس برای برپایی دگرگونی ها حقیر است زیرا زمانی که فرآوری انبوه کلید بخورد ایجاد تغییرات بسیار هزینه‌بر خواهد بود. پیشرانه‌های پیش‌تولیدی در ضمن ساعات زیادی را در داینامومتر پیشرانه و قبل از کسب تأییدیه پایانی برای فرآوری متعدد می‌گذرانند.
ماشین‌کاری

تأسیسات پیشرانه جگوار لندروور به سه دسته بخش شده است: ماشین‌کاری، خط مونتاژ بنزینی و خط مونتاژ دیزلی. تقسیم ماشین‌کاری رئیس اخذ بلوک خام، سر سیلندر و میل‌لنگ و ماشین‌کاری آن‌ها برای تولید قطعات دقیق موردنیاز است. با قدم گذاشتن به سالن ماشین پیشه کارکنان کمی را خواهید دید.
خطوط ماشین‌کاری بسیار خودکار و رباتیک بوده و انسان فقط به عنوان سوپروایزر حضور دارد. این تقسیم وانگهی بسیار تمیز است و از تأسیسات تولید پیشرانه سنتی زیاد فاصله دارد. در پیوسته به فرایند ماشین‌کاری برخی قطعات اصلی پیشرانه می‌پردازیم.

بلوک

بلوک آلومینیومی لوازم یدکی هیوندای  پیشرانه انجینیوم برای پیشرانه‌های بنزینی و دیزلی یکسان است. یگانه از اولین فرایندها از ۲۳ فرایندی که سپریدن می‌شود حک کردن لیزری شماره پیشرانه روی بلوک به قصد هویت بخشی به آن است. یک آزمایش نشتی روی منافذ نیز چهره می‌گیرد تا در صورت هستی ترک در دیواره سیلندرها سریعاً تشخیص دیتا شود. علت انجام این پیشه آن است که در موعد خپگی خطوط فولادی، فولاد باید کل دیواره بلوک خام را لمس کند. در غیر این چهره نقاط داغ می‌توانند طول عمر بلوک را کم کنند. به قصد سازگاری خطوط فولادی، بلوک‌ها باید به مدت نصف ساعت لغایت ۲۰۰ درجه سانتی گراد داغ شوند لغایت پیش از خفگی خطوط فولادی داخل آن‌ها گسترش یابند. بلوک سپس خنک می‌شود لغایت استقامت و جای‌گیری پسندیده خطوط فولادی تضمین گردد. همگی فرایندهای صورت گرفته توسط ساز و برگ اندازه‌گیری دقیق رسیدگی می‌شود و بلوک‌هایی که کوچک‌ترین نقصی دارند باید کناره گذاشته شوند.

سر سیلندر

سر سیلندر نیز فرایند مشابهی را پشت قطعات یدکی هیوندای  سر می‌گذارد و ماشین‌کاری آن روی سطوحی صورت می‌گیرد لغایت سوپاپ‌ها و دیگر اجزا به احسان روی آن قرار گیرند. هستی موازی کاری‌های زیاد در این دسته نیز جالب توجه است. اگر یک ماشین دارای مشکل باشد خط می‌تواند با ماشین‌های مشابهی در خط دیگر پیوسته یابد. البته سرعت فرآوری به نوعی تفریق می‌یابد.

میل‌لنگ

میل‌لنگ یک قطعه اساسی بوده و در اینجا صحبت از فواصل میکرونی است. میل‌لنگ از حالت خام خشن الی فرایند پایانی بالانس می‌شود لغایت حفره‌های دو طرف شفت در محل صحیح پیمان گیرند. سپس یاتاقان‌ها با قرار دریافت حدود ۱۰ ثانیه‌ای در مایعی ویژه با دمای ۱۰۰۰ درجه سانتی گرادی مشکل می‌شوند و سپس سریعاً وارد آب سرد می‌شوند. پس از این فرایند، ماشین‌کاری اتمام شده و چرخ‌دنده شفت که بالانس شده در جای خود قرار می‌گیرد. اکنون زمان بالانس پایانی است.

مونتاژ

برخلاف تأسیسات ماشین‌کاری رباتیک، خط مونتاژ زیاد به دستان کارمندان ارتباط دارد. بلوک روی دستگاه‌های حمل‌کننده پیشرانه پیمان داشته و فرایند به قبل می‌رود. هر دستگاه حمل‌کننده فرکانسی رادیویی دارد که مشخصات دقیق پیشرانه را ضبط کرده است. این امر به کارمندان خط مونتاژ پروانه می‌دهد الی در هر ایستگاه قطعات درست را روی پیشرانه ببندند. اکثر قطعات نصب شده از جانب تأمین‌کنندگان به این تقسیم آمده و در ۱۷ دسته خط مونتاژ مورد کاربرد پیمان می‌گیرند. مهار سیمی یک از آخرین کارهایی است که سپریدن می‌شود و پیش از آماده شدن پیشرانه برای آزمایش روغن درون آن ریخته می‌شود.

تست

آیا پیشه خواهد کرد؟ این بزرگ‌ترین سؤال است زیرا در موعد حمل پیشرانه به تأسیسات پایانی تولید خودرو نمی‌توان آن را امتحان کرد. به هدف تضمین موفقیت، تست‌های قبل رو انجام می‌شوند.

تست سرد

تک‌تک پیشرانه‌ها در آزمایش سرد شرکت می‌کنند و کلمه “سرد” به این سوژه اشاره می‌کند که پیشرانه به راستی پیشه نمی‌کند. آزمایش تشخیصی برای رسیدگی همگی حسگرها و فعال‌کننده‌ها کاربرد می‌شود. تست‌های کمپرس نیز به به اتفاق بررسی‌های بصری اتمام می‌شوند. زمانی که پیشرانه تأیید شد جگوار لندروور از نصب آن روی اتومبیل مطمئن می‌شود.

تست کارکرد داغ

این تست استارت پیشرانه را رسیدگی می‌کند. هیچ فشاری رو پیشرانه همچون فشارهای موعد آزمایش روی داینامومتر وجود ندارد. بنا به گفته جگوار لندروور، این آزمایش در زمانی که تأسیسات تازه افتتاح شده بود روی همگی پیشرانه‌ها اتمام می‌شد اما از آنجایی که میزان اطمینان تست سرد در تشخیص مشکل‌ها بالا رفته هم‌اکنون فقط چند پیشرانه در روز تست کارکرد داغ را سپریدن می‌دهند. برخی پیشرانه‌ها هنوز هم با حداکثر خفقان در تأسیسات داینو آزمایش می‌شوند لغایت برخی موارد عملکردی آن‌ها تأیید شود.

انتقال

نتیجه پایانی این است که پیشرانه‌ها به تأسیسات مونتاژ اتومبیل در برومویچ، هیل وود و سولیهال انتقال می‌یابند لغایت روی طیف وسیعی از خودروها، از جگوار XE گرفته لغایت رنجروور ولار نصب شوند.
بار سایر که می‌خواهید کلید را چرخانده و پیشرانه را بیدار کنید، کمی به تلاش‌های هوشمندانه مهندسان در ساخت این قلب آهنین نیز فکر کنید!