مهندسي ساخت و توليد

آيا ميدانيد تمام چيزهايي كه در اطرافتان وجود دارد روش توليدي خاص به خود دارد؟

آيا ميدانيد براي بدست آمدن اين روش ها چه زحماتي كشيده شده؟

آيا ميدانيد اين روش ها حاصل سال ها تجربه و آزمايش و آزمون و خطا بوده است؟

آيا ميدانيد كه يافتن روش هاي جديد توليد بر عهده چه كساني است؟

بله روش هاي توليد يكي از عمده كارهايي است كه يك مهندس ساخت و توليد انجام ميدهد

در واقع از قاب پلاستيك نوت بوكتان گرفته تا نحوه ساختن قطعات مختلف هواپيما و مواد به كار رفته در ساختمان آن بر عهده مهندسان ساخت و توليد است

اين رشته يكي از گسترده ترين رشته هاي دانشگاهي است و موضوعات و واحد هاي درسي گوناگوني دارد

يك مهندس ساخت و توليد بايد:

1- با نحوه ريخته گري و متالورژي قطعات فلزي آشنا شود

2-با نحوه كار با دستگاه هاي تراش و شكل دهي قطعات فلزي مثل دستگاه هاي تراش،فرز،انواع سنگ ها و ... آشنا شود

3- انواع روش هاي جوشكاري را به طور عملي ياد بگيرد

4-روش هاي توليد قطعات پلاستيكي مثل تزريق پلاسيك را بلد باشد

5-اصول برق صنعتي را آموزش ببيند و واحد هاي آن را بگذراند

6-با هيدروليك و پنيوماتيك آشنايي داشته باشد

7-واحد هاي درس هاي طراحي مثل استاتيك،مقاومت مصالح و طراحي اجزاء ماشين جزيي جدا نشدني از اين رشته است

8-به نحوه طراحي و توليد مدرن قطعات به وسيله كامپيوتر مسلط باشد و بتواند با بعضي نرم افزارهاي اين رشته مثل كتيا،اتوكد،سوليدورك، انسيس،پاورميل،مستركم و ... كاركند  

9-با خواص مواد صنعتي شناخت پيدا كند

10-با نحوه كار قطعات در سيستم هاي مكانيكي،خودرو و صنعتي آشنا باشد

در پرتو يادگيري اين همه مطلب گوناگون است كه يك مهندس ساخت و توليد مي تواند دست به طراحي روش هاي جديد توليد قطعات و طراحي سيستم هاي جديد بپردازد

اين رشته با رشته هاي ديگر مكانيك مثل جامدات،سيالات و مكانيك خودرو پيوندي ناگسستني دارد و اين مهندسان در كنار يكديگر بايستي چرخه كار مكانيك كشور را بچرخانند و در واقع به علت اين كه اين رشته گستردگي زيادي دارد هر شخص فارق التحصيل شده بايستي در يكي از اين زمينه ها با توجه به علاقه خود به قول معروف استاد شود و  در مقاطع بالاتر يعني در فوق ليسانس هر دانشجو يكي از زمينه هاي بالا را به عنوان زمينه تحقيق خود و شايد به عنوان زمينه كاري آينده خود انتخاب مي كند

 

  

توربوشارژر

ادامه نوشته

کاربرد هیدرولیک در زندگی ما

امروزه هیدرولیک علمی پرکاربرد در زندگی ماست ُدر مواردی که شاید تابحال به آن توجه نکرده باشید

کاربردهای آن را در ادامه مطلب ببینید

 

ادامه نوشته

هیدرولیک و نیوماتیک

امروزه در بسیاری از فرآیندهای صنعتی ، انتقال قدرت آن هم به صورت کم هزینه و با دقت زیاد مورد نظر است در همین راستا بکارگیری سیال تحت فشار در انتقال و کنترل قدرت در تمام شاخه های صنعت رو به گسترش است. استفاده از قدرت سیال به دو شاخه مهم هیدرولیک و نیوماتیک ( که جدیدتر است ) تقسیم میشود ...

ادامه نوشته

خودروهای آینده

پیشرفت تکنولوژی در مسیر صد ساله ی تاریخ صنعت خودروسازی باعث شده است هر ساله شاهد تولید اتومبیل هایی با کیفیت بهتر و مصرف پائین تر سوخت باشیم ، اما در تمام این سال ها ، دغدغه ی تامین سوخت و انرژی های جایگزین برای اتومبیل ها همواره شرکت های معتبر خودروسازی را به خود مشغول ساخته است . این روزها در مورد تولید اتومبیل های دوگانه سوز یا هیبریدی مطالبی شنیده می شود ، اتومبیل های الکتریکی از ایده به واقعیت رسیده اند و حتی روش های منحصر به فردی جهت رانش اتومبیل ها ابداع شده است ؛ اما هنوز هیچ کدام ، از نظر سرفه ی اقتصادی و کابری آسان به پای سوخت های فسیلی مانند بنزین و گازوئیل نمی رسند . با این حال ملاحضاتی همچون مشکلات زیست محیطی به وجود آمده در ابعاد کلان از یک سو و تنگناهای مربوط به کاهش ذخایر سوخت های فسیلی از سوی دیگر ، باعث شده است تا جهت گیری به سمت انرژی های جایگزینی روند جدی تری به خود بگیرد .

در سالهای گذشته سوخت ها و انرژی های جایگزین متعددی برای خودروها معرفی شده است که حتی بعضی از این روش ها تا مرز تولید صنعتی هم پیش رفته و نیز بعضی از این روش ها به تولید انبوه دست یافته است . در این مقاله قصد بررسی این راهکارها را داریم تا به روش های جایگزین برای سوخت های فسیلی دست یابیم .

* هوای فشرده

یکی از جدیدترین شیوه های حرکتی در اتومبیل ها که از آلایندگی بسیار کمی نیز برخوردار است ، استفاده از هوای فشرده برای پیش راندن اتومبیل است . شیوه ی کلی حرکتی این اتومبیل ها ، استفاده از کپسول های هوای فشرده است . هوای فشرده درون این کپسول ها به شکل خاصی به سوی موتور 4 سیلندر هدایت می شود ، سپس هوای فشرده ، میل لنگ را به حرکت در می آورد . این شیوه ی حرکتی با نیرویی در حدود 25 اسب بخار تنها برای اتومبیل های شهری کوچک ، قابل استفاده است ، با این حال ، از نظر سادگی و عملی بودن آن ، شیوه ای قابل توجه و قابل پیشرفت است .

* گاز طبیعی فشرده (CNG)

تولید مونو اکسید کربن گاز طبیعی فشرده نسبت به بنزین حدود 60 درصد کمتر و تولید دی اکسید کربن آن نیز 10 درصد پائین تر است . موتور بسیاری از اتومبیل های حال حاضر جهان را می توان با ایجاد تغییرات کوچکی برای استفاده از گاز طبیعی فشرده آماده کرد . قابل ذکر است که استفاده از گاز طبیعی در اتومبیل ها به سال 1930 باز می گردد . اما همواره کمبود جایگاههای تزریق گاز فشرده به اتومبیل ها از عوامل اصلی استفاده نکردن از این انرژی بوده است . البته راندمان گاز فشرده نسبت به بنزین پائین تر است ، اما در مجموع مزایای بسیاری دارد .

* هیدروژن

هیدروژن بی تردید یکی از پاک ترین سوخت های موجود محسوب می شود ، اما هیدرولیز آب و به دست آوردن هیدروژن خالص هزینه های زیادی می طلبد .

شاید به همین دلیل است که استفاده از هیدروژن برای تعدادی از کمپانی های خودروسازی ، هنوز در مرحله ی تحقیق و پژوهش است . در محیط های شهری نیز تنها بعضی از کشورها ، هیدروژن را به عنوان سوخت اتوبوس های درون شهری به کار گرفته اند ؛ در ضمن خاصیت انفجاری هیدروژن نیز از محبوبیت آن برای استفاده در خودروها کاسته است .

* بیودیزل

موتورهای دیزل با مصرف گازوئیل (نفت گاز) کار می کنند ، اما چندی است که بحث استفاده از بیو دیزل بالا گرفته است . در بیو دیزل از روغن های گیاهی ، چربی های حیوانی و روغن های سنگین به عنوان سوخت استفاده می شود . ویژگی این مواد اولیه بازیافت و بازگشت آسان آنها به چرخه ی طبیعت است . تهیه ی روغن های فوق از طریق کشت و فرآوری به دست می آید ؛ اما هنوز فاصله ی زیادی با مصرف عمومی دارد .

* الکل

اتومبیل های مسابقات مشهور آمریکا ، موسوم به (ایندی 500) همگی از اتانول استفاده می کنند . اتانول نوعی الکل است که به هنگام احتراق ، نیروی بیشتری نسبت به بنزین تولید می کند . حتی بعضی از اتومبیل های غیر مسابقه ای مانند فوردتا رولی FFV نیز به گونه ای طراحی شده اند که می توانند هم از اتانول و هم بنزین استفاده کنند . درصد آلایندگی اتانول نیز پائین و در حد قابل قبولی است ، اما قیمت بالای آن ، مهم ترین مانع برای فراگیر شدن استفاده از آن محسوب می شود .

* نیروی الکتریکی

با توجه به تخریب لایه ی ازن به وسیله ی سوخت های فسیلی مدت هاست که استفاده از نیروی الکتریکی برای رانش اتومبیل در قالب موتورهای هیبریدی ، پیل سوختی و تمام برقی مطرح است . در حال حاضر بعضی از خودروهای جهان مجهز به باتری های قابل شارژ الکتریکی است ، اما از بدو شروع تحقیقات بر روی خودروهای تمام الکتریکی ، معضل باتری های سنگین ، نخستین و مهم ترین معضل برای حرکت این اتومبیل ها به حساب می آمده است . شاید به همین دلیل است که تنها 3 درصد اتومبیل های جهان با نیروی برق حرکت می کنند . با این حال ، باتری این اتومبیل ها همواره در مسیر پیشرفت بوده و سبک تر از گذشته می شود .

* آینده صنعت خودروسازی

به طور کلی آینده ی صنعت خودروسازی از دو بعد اساسی قابل بررسی و مطالعه است :

• تولید و انتقال قدرت
• مواد مورد استفاده در خودرو

بطور کلی در زمینه ی تولید و انتقال قدرت ، خودروها به سمتی پیش می روند که در بازه ی 5 تا 10 سال آینده ، موضوع کاهش آلایندگی ، مهم ترین موضوعی است که سبب ایجاد تغییرات عمده در آنها خواهد شد . علاوه بر آن موضوع دیگری که قطعا موجب ایجاد تغییرات اساسی در خودروهای آینده خواهد شد ، استفاده از سوخت ها و انرژی های جایگزین در خودروها خواهد بود .

* خودروهای هیبریدی

در حال حاضر خودروهای هیبریدی نمایانگر یکی از جدی ترین روش های استفاده از انرژی های جایگزین در خودروها هستند . این خودروها در واقع خودروهایی برقی هستند که برای شارژ باتری های کوچک خود از یک موتور درون سوز استفاده می کنند ، که همیشه در نقطه ی بهینه ی عملکرد قرار دارد . مزایای این خودروها ، کوچک شدن اندازه ی موتور ، کاهش مصرف سوخت و کاهش آلاینده های محیط زیست است . در این زمینه شرکت خودروسازی تویوتا با ارائه ی خودروی پریوس پیشتاز بوده و طبق برنامه ریزی های اعلام شده ، قرار است ، این شرکت تا سال 2012 تمام خودروهایش را هیبریدی کند ؛ شرکت آمریکایی فورد نیز تصمیم دارد تا سال 2008 میلادی 5 مدل خودروی هیبریدی را ارائه کند .

* خودروهای برقی

یکی دیگر از زمینه هایی که اخیرا و به خصوص با پیشرفت های رخ داده در بازار تلفن همراه به عنوان یکی از چشم اندازهای جدی صنعت خودروسازی مطرح شده ، خودروی تمام برقی است . این خودروها از باتری های الکتروشیمیایی به عنوان منبع قدرت استفاده می کنند و در نتیجه آلودگی زیست محیطی آنها تقریبا صفر است . از مهم ترین مشکلات این خودروها ، وزن و هزینه ی بالای باتری ها و نیز کم بودن مقدار انرژی انباشته در آنها است که این موضوع سبب شد تا مدتی فعالیت های تحقیقاتی بر روی خودروهای تمام برقی به حالت رکود درآید ؛ اما امروزه به دلیل پیشرفت های شگرفی که در تکنولوژی باتری ها رخ داده است ، افق روشنی برای این خودروها ترسیم می شود . این تحول ، به طور عمده ناشی از نیاز بازار گوشی های تلفن همراه به باتری هایی با توان انباشت انرژی بالا بود . به عنوان نمونه تعداد گوشی هایی که مقدار مصرف باتری آنها از چند وات فراتر می رود ، طی 4 سال گذشته چند برابر شده است . این موضوع اهمیت نیاز به باتری های پر انرژی را بیشتر نشان می دهد .

مثلا در سال 1998 ، باتری های لیتیوم یون یا لیتیوم پلیمر از جمله باتری های گران قیمت به شمار می آمدند و لذا از آنها در مصارف خاص استفاده می شد ، اما در حال حاضر این نوع باتری ها به وفور در گوشی های تلفن همراه و یا لپ تاپ ها استفاده می شود .

اگر این پیشرفت ها را در کنار پیشرفت های رخ داده در دهمه های  گذشته در نظر بگیریم که در آنها روند کاهش قیمت باتری و افزایش توان آن به کندی صورت می گرفت ، رشد چشمگیر صنعت باتری در حال حاضر بیشتر نمایان می شود . این پیشرفت ها به گونه ای است که هم اکنون شرکت تسلا موتور ، یک خودرو مجهز به باتری های لیتیوم یون با قیمت تقریبی 100 هزار دلار ساخته است که با هر بار شارژ کامل ، 320 کیلومتر را می پیماید . البته این خودرو در رده ی خودروهای اسپرت قرار می گیرد و صفر تا صد آن 4 ثانیه است .

حال با توجه به وضعیت باتری های کنونی و باتری های نسل گذشته و این که مناسب ترین باتری های قابل استفاده در خودروهای الکتریکی نسل گذشته باتری های سرب و اسید با توان تقریبی یک پنجم باتری های لیتیوم یون فعلی بود ، به خوبی می توان فهمید که چرا برای برهه ای مشخص ، تحقیقات بر روی خودروهای تمام برقی متوقف شد . اما در این سالها با توجه به چشم انداز روشنی که در صنعت باتری به چشم می خورد و باتری های تحقیقاتی خوبی که با توانی در حدود 3 تا 4 برابر باتری های لیتیوم یونی فعلی ساخته شده اند ، به نظر می رسد که بررسی ها برای ساخت خودروهای عمومی با قیمت مناسب و بصورت تمامبرقی دوباره از سر گرفته شود .

مثلا شرکت بی . ام . و در تلاش است یک مدل خودروی سدان کلاس متوسط با قیمت حدودی 50 تا 70 هزار دلار تا سال 2009 تولید کند . چین نیز در صدد تولید یک خودروی چهار چرخ کوچک و ارزان قیمت با نیرو محرکه ی برقی با قیمت حدودی 10 هزار دلار از سال 2006 بوده است . نروژ ، هند و فرانسه نیز بدنبال این هستند که خودروی چهار چرخ کوچکی با قیمت قابل مقایسه با خودروهای سواری فعلی تولید کنند . به علاوه تعداد شرکت هایی که هر سال به شرکت های سازنده خودروهای تمام برقی می پیوندند ، رو به افزایش است . البته این روند هنوز محدود است ، به گونه ای که تعداد تولید این خودروها از چند صد دستگاه تا 2 یا 3 هزار دستگاه بیشتر نمی شود .

در زمینه ی تولید قدرت در خودرو ، کارهای دیگری نظیر استفاده از پیل سوختی (Fuel Cell) و نیز خودروهای هیدروزنی انجام شده است که به دلیل مشکلات فنی زیاد هنوز به بازار مصرف راه نیافته اند .

با توجه به مطالب ذکر شده ، حتی در چشم اندازهای میان مدت نیز ، ورود نیروی الکتریکی در زنجیره ی انتقال قدرت خودرو امری اجتناب ناپذیر است . بر پایه ی برخی گزارشات ، پیش بینی می شود که تا سال 2020 حدود 10 درصد از خودروهای دنیا به صورت هیبرید و یا تمام برقی باشند .

قابل ذکر است که از میان 10 خودروی برتر سال 2006 ، شش خودرو به صورت هیبریدی بوده اند که این مساله حاکی از نگاه جدید مدیران صنایع خودروسازی دنیا به خودروهای الکتریکی است .

 

 

شاهکار مهندسی در اتومبیل های فرمول 1

عمر مسابقه هاي اتومبيل راني تقريبا به اندازه ي عمر خود اتومبيل است . ماشين ، محصول مستقيم دانش و فناوري است ، براي همين شركت كنندگان در مسابقات اتومبيل راني هميشه بهترين مشتري تكنيك هاي جديد و ابزارهاي پيشرفته در حوزه ي خودرو بوده اند . در اين مقاله ، نگاهي مي اندازيم به بخشي از فناوري هاي به كار رفته در آخرين نسل ماشين هاي مسابقه ؛ كورس هايي كه در رقابت هاي فرمول يك ، با سرعت هايي بيشتر از 350 كيلومتر در ساعت ، ده ها ميليون نفر را در سراسر كره ي خاكي هيجان زده مي كنند .

 

موتور اتومبيل هاي فرمول يك ، شاهكارهاي مهندسي جديد هستند . اين موتورها حدود 5 هزار قطعه دارند كه 1500 تاي آنها متحرك هستند . هر بار سر هم كردن اين قطعات ، 2 هفته وقت مي خواهد . طبق آخرين مقررات (2006) ، موتورهاي فرمول يك بايد چهازمانه باشند و حداكثر مي توانند 2400 سي سي و 8 سيلندر داشته باشند . با اين محدوديت ها ، موتورسازان توانسته اند موتورهايي با قدرت بيشتر از 700 اسب بخار و دور موتور بالاتر از 19 هزار دور در دقيقه بسازند . وزن اين موتورها معمولا كمتر از 100كيلوگرم است . در اتومبيل هاي معمولي ، موتوري با همين حجم معمولا 150 اسب بخار قدرت و حداكثر دور موتوري معادل 6 هزار دور در دقيقه دارد . البته چون هدف اصلي موتورهاي F1 به دست آوردن حداكثر سرعت است ، مصرف آنها به 60 ليتر در هر 100 كيلومتر هم مي رسد ؛ در حالي كه اتومبيل هاي معمولي كمتر از 10 ليتر در هر 100 كيلومتر مي سوزانند .

 

شاسي و جعبه دنده

اما فقط توليد قدرت مهم نيست ، انتقال درست نيرو به چرخ ها هم مسئله ي بسيار مهمي است . جعبه دنده يكي از پيچيده ترين اجزاي اتومبيل هاي F1 محسوب مي شود . بيش از 200 سنسور وضعيت موتور را مي سنجند و با استفاده از ابزارهاي كمكي ، بهترين زمان براي تغيير دنده را براي راننده مشخص مي كنند .

راننده ، دنده را با دست و توسط پدالي كه پشت فرمان نصب شده عوض مي كند . تغيير دنده در داخل جعبه دنده در زماني معادل دو صدم ثانيه انجام مي شود . بدون فيبر كربن ، تصور بسياري از پيشرفت هاي اساسي در وسايل حمل و نقل امروزي ممكن نبود . اين ماده 4 بار محكمتر از فولاد اما 3 بار سبك تر از آن است . از دهه ي 80 ميلادي ، در ساخت قطعات مختلف ماشين هاي مسابقه اي هم به حد زيادي از فيبر كربن استفاده مي شود . شاسي ، اولين قسمتي است كه در اتومبيل هاي F1 ساخته مي شود . جنس آن از فيبر كربن است و چون طبق قوانين نبايد در عملكرد آيروديناميك اتومبيل تاثير داشته باشد ، كف صاف آن است .

اين قطعه با وزني حدود 30 كيلوگرم ، بايد بتواند فشارهاي سنگين و متناوبي را تحمل كند ، در عين حال ، چون راننده عملا در داخل شاسي مي نشيند ، قسمت عمده اي از ايمني راننده به استقامت آن بستگي دارد .

 

بدنه

فرق ماشين هاي معمولي با ماشين هاي مسابقه فقط در ضعيف تر بودن موتورشان نيست ؛ آيروديناميك ، نقش اساسي در رسيدن به سرعت هاي بيشتر از 350 كيلومتر در ساعت دارد . جريان هوايي كه در زير بدنه ماشين در سرعت هاي بالا ايجاد مي شود ، به حدي قوي است كه مي تواند اتومبيل را به هوا پرتاب كند ، براي همين ، بدنه اتومبيل هاي فرمول يك را شبيه بال هواپيما طراحي مي كنند ؛ البته به صورت بر عكس . بر خلاف هواپيما ، شكل بدنه  ي ماشين هاي F1 هوا را به پايين مي راند و باعث چسبيدن اتومبيل به زمين در سرعت هاي بالا و در پيچ ها مي شود . اين طراحي به حدي موثر و كارآمد است كه بر اساس محاسبات ، يك اتومبيل فرمول يك مي تواند در سرعت هاي بالا به طور معكوس و روي سقف يك تونل بدون آنكه به زمين بيفتد ، حركت كند . نقش ديگر بدنه ، راندن بخشي از هوا به سمت رادياتورهاي اتومبيل جهت خنك كردن موتور و سيستم هاي هيدروليك است .

 

سيستم تعليق (فنر بندي)

سيستم تعليق در ماشين هاي مسابقه ، نقش بسيار مهمي دارد و مثل ماشين هاي عادي ، كار اين سيستم ثابت نگه داشتن فاصله ي كف اتومبيل با زمين و جذب ارتعاشات است . سيستم تعليق پيچيده و سفت اتومبيل هاي F1 تفاوت زيادي يا فنربندي ماشين هاي عادي دارد ؛ در حالي كه فنربندي يك ماشين معمولي ، محدوده ي حركتي حدود 30 سانتي متر دارد ، در اتومبيل فرمول يك ، اين محدوده ي حركت به 3 سانتي متر در جرخ هاي جلو و 6 سانتي متر در چرخ هاي عقب كاهش مي يابد . اصولا بر خلاف اتومبيل هاي عادي ، قرار نيست كه سيستم تعليق در اتومبيل هاي فرمول يك ، اسباب راحتي راننده را فراهم كند . اين سيستم ، قابل تنظيم است و مثلا در هواي باراني ، راننده مي تواند امكان انعطاف بيشتري به سيستم بدهد .

 

 

 

 

لاستيك ها

لاستيك ها بيشتر از هر عامل ديگري در سرعت اتومبيل هاي فرمول يك موثر هستند . روي هر لاستيك 4 شيار وجود دارد كه باعث كنترل بهتر سرعت مي شوند . لاستيك ها بر روي رينگ هاي سبك آلومينيومي سوار شده و فقط با يك مهره به بدنه ي ماشين متصل مي شوند . در حالي كه لاستيك اتومبيل هاي معمولي بيشتر از چند 10 هزار كيلومتر كار مي كند ، لاستيك اتومبيل F1 طوري ساخته مي شود كه معمولا بين 80 تا 200 كيلومتر كار مي كند . براي همين است كه در طول يك مسابقه چند بار بايد لاستيك هاي يك ماشين را عوض كرد .

اين لاستيك ها براي مسابقه بايد حرارتي بين 80 تا 100 درجه ي سانتي گراد داشته باشند ، به همين دليل ، پيش از شروع مسابقه ، درجه ي حرارت آنها را با روش هايي مثل پتوهاي برقي مخصوص در حدود 90 درجه نگه مي دارند .

 

ترمز

يك اتومبيل فرمول يك با سرعت 300 كيلومتر بر ساعت ، فقط در 4 ثانيه به طور كامل متوقف مي شود . (توجه داريد كه در اين مدت ، شتابي بيشتر از 5 برابر شتاب جاذبه به ماشين و راننده وارد مي شود) براي رسيدن به چنين قابليتي به يك سيستم ترمز بسيار قوي احتياج است . به طور كلي ، سيستم ترمز اتومبيل هاي F1 شبيه سيستم ترمز ديسكي اتومبيل هاي معمولي است ؛ با اين تفاوت كه از فيبر كربن ساخته شده اند تا بتوانند حرارتي تا يك هزار درجه ي سانتي گراد را تحمل كنند . عمر اين ديسك هاي ترمز كه ساخت هر كدام از آنها تا 5 ماه وقت مي گيرد ، فقط در حدود 800 كيلومتر است .

 

فرمان

فرمان يك اتومبيل F1 ، وسيله ي الكترونيكي پيچيده اي است كه كارهاي بيشتري از صرف تعيين جهت حركت اتومبيل انجام مي دهد و راننده با استفاده از آن مي تواند بيشتر تنظيمات ماشين را كنترل كند ؛ مثلا دنده را خلاص ، خاصيت محدوديت سرعت را فعال ، نسبت تركيب سوخت و هوا را تنظيم و فشار ترمزهاي عقب و جلو را ميزان كند ، صفحه نمايش روي فرمان هم تمام اطلاعات را به راننده نشان مي دهد . سيستم هيدروليك اتومبيل هاي F1 هم بسيار پيچيده و حساس است ؛ نيم دور چرخش فرمان براي تغيير جهت حركت ماشين در يك پيچ 90 درجه كافي است . در هر تيم فرمول يك ، يك مهندس مسئول فرمان اتومبيل است . فرمان فرمول يك را بايد براي سوار و پياده شدن راننده ، از جاي خودش بيرون آورد . ساخت هر كدام از اين فرمان ها حدود 40 هزار دلار هزينه دارد و 100 ساعت وقت مي گيرد .

 منبع

مبرد ها

براي انتقال حرارت از داخل يك محفظه يا اتاق به خارج , احتياج به يك واسطه است. در يك سيستم سرد كننده مكانيكي استاندارد , عمل گرفتن حرارت با تبخير مايعي در دستگاه تبخير (Evaporator), و پس دادن آن در دستگاه تقطير (Condenser) صورت مي گيرد و اين امر باعث تغيير حالت ماده سرمازا از بخار به مايع مي گردد .مايعاتي كه بتوانند به سهولت از مايع به بخار و بالعكس تبديل شوند به عنوان واسطه انتقال حرارت به كار برده مي شوند, زيرا اين تغيير حالت باعث تغيير حرارت نيز مي گردد .برخي از اين مواد سرمازا از مواد ديگر مناسب تر هستند .

خصوصيات مواد سرمازا :
سيالي كه به عنوان ماده سرمازا مورد استفاده قرار مي گيرد بايد داراي كيفيات زير باشد:
1- سمي نباشد.
2- قابل انفجار نباشد .
3-اكسيد كننده نباشد .
4- قابل اشتعال نباشد .
5- در صورت نشت به سهولت قابل تشخيص باشد
6- محل نشت آن قابل تعيين باشد .
7- قادر به عمل كردن در فشار كم باشد (نقطه جوش پايين) .
8- از نوع گازهاي پايدار باشد .
9- قسمت هايي كه در داخل مايع حركت مي كند به سهولت قابل روغنكاري باشند.
10- تنفس كردن آن مضر نباشد .
11- داراي گرماي نهان متعادلي براي مقدار تبخير در واحد زمان باشد .
12- جابجايي نسبي آن براي ايجاد مقدار معيني برودت كم باشد .
13- داراي كمترين اختلاف, بين فشار تبخير و تقطير باشد .
ماده سرمازا نبايد خورنده باشد (ايجاد زنگ زدگي كند) تا ساختن تمام قطعات سيستم از فلزات معمولي با عمر خدمتي طولاني تر عملي گردد.
مبناي مقايسه مواد سرمازاي به كار رفته در صنعت سرد كنندگي , بر اساس حرارت تبخير 5 درجه فارنهايت و حرارت تقطير 68 درجه فارنهايت است .

شناسايي مواد سرمازا بوسيله شماره گذاري :
روش جديد مشخص كردن مواد سرما زا در صنايع تبريد , شماره گذاري اين مواد است . پيش حرف R كه مخفف كلمه REFRIGERANT به معناي سرمازا است نوشته مي شود. روش مشخص نمودن شماره اي توسط انجمن مهندسين تهويه ,تبريد و حرارت مركزي آمريكا متداول شده است .
 

طبقه بندي مواد سرما زا :
اين مواد بوسيله دو سازمان ملي آمريكايي به نام هاي :
The national refrigeration safety code
The national board of fire underwriters طبقه بندي شده اند.

سازمان اول تمام مايعات سرمازا به سه گروه زير تقسيم بندي مي كند:
گروه اول – بي خطر ترين مواد كه شامل R-500,R-14,R-13,R-502,R-744 R-13BL,R-22,R-30,R-12,R-114,R-21,R-11,R-113 مي باشد.
گروه دوم _ مواد سمي و تا حدي قابل اشتعال كه شاملR-717,R-40,R-764, R-1130,R-160,R-611 مي باشد.
گروه سوم _ مواد قابل اشتعال كه شامل R-50,R-1150,R-170,R-290-
مي باشد.
موسسه NBFU نيز مواد سرمازا را نسبت به درجه سمي بودن آن ها طبقه بندي كرده است كه شامل شش گروه است كه بي خطر ترين آن ها گروه يك است.

GROUP 1 CLASS     
R-744 Carbon Dioxide 5
R-12 6
R-13B1 Kulene-131 6
R-21 6
R-114 6
R-30 Carrene No. 1 4
R-11 6
R-22 5
R-113 4
R-500 6
R-502 6
R-503 6
R-504 6
R-40 Methylene Chloride 4

GROUP 2
R-717 Ammonia 2
R-1130 Dichloroethylene 4
R-160 Ethyl Chloride 4
R-40 Methyl Chloride 4
R-611 Methyl Formate 3
R-764 Sulphur Dioxide 1

GROUP 3
R-600 Butane 5
R-170 Ethane 5
R-601 Iso Butane 5
R-290 Propane 5

در اينجا به بررسي بعضي از مبردهاي متداول مي پردازيم
 

22-R (دي كلرودي فلورو متان ) (CCl2F2) :
ماده اي است بيرنگ تقريبا بي بو و در فشار اتمسفر داراي نقطه جوشي معادل 7/21 درجه فارنهايت است . ماده اي غير سمي و غير قابل اشتعال است و خورنده نيست , از نظر شيميايي در حرارت هاي عملياتي بي اثر است و از نظر حرارتي تا 1022 درجه پايدار باقي مي ماند .

12- R داراي گرماي نهان نسبتا پايين است و براي مصرف در دستگاه هاي كوچك تر مناسب مي باشد , زيرا گردش مقدار زيادي ماده سرما زا امكان استفاده از مكانيزم هاي عملياتي و تنظيم دقيق تر و در عين حال با حساسيت كمتر را ميسر مي كند . از اين مبرد در كمپرسور هاي پيستوني و دوراني و انواع بزرگ گريز از مركزي استفاده مي شود .
اين ماده در فشار هاي سر , و معكوس (پس فشار) كم , ولي مثبت با يك بازدهي حجمي خوب كار مي كند , 12- R , در 5 درجه فارنهايت , فشاري معادل 5/26 پوند بر اينچ مربع مطلق , و در 86 درجه فارنهايت داراي فشاري مطلق معادل 8/108 پوند بر اينچ مربع است .
گرماي نهان آن در 5 درجه فارنهايت 2/68 بي-تي- يو است و نشت آن به سهولت و با استفاده از نشت ياب الكترونيكي يا مشعل هالايد مشخص مي گردد.
در حرارت صفر درجه مقدار كمي آب در 12-R حل مي شود كه نسبت آن بر حسب وزن 6 در مليون است . مايعي كه توليد مي شود تا حدودي بر روي اكثر فلزات معمولي كه در ساختمان دستگاه هاي سرد كننده استفاده مي شود , ايجاد زنگ مي كند . اضافه كردن روغن هاي معدني هيچگونه اثري در ايجاد رنگ بوسيله مايع ندارد ولي احتمالا كم رنگ شدن مايع به وسيله آب را كاهش مي دهد . حساسيت ماده 12-R نسبت به آب در مقايسه با 22-R و 502-R بيشتر است . تا 90 درجه قابل حل شدن در روغن است . در اين حرارت روغن شروع به جدا شدن مي كند و به علت سبك تر بودن وزن در سطح آن جمع مي شود .
به كار بردن 30 پوند از اين ماده به ازاي هر 1000 فوت مكعب فضاي تهويه شده كاملا بي خطر است .
اين ماده در سيلندر هاي به اندازه مختلف عرضه مي شود و احتمالا در قوطي هاي سر بسته و محكم نيز يافت مي شود . كد رنگي مخصوص 12- R سفيد است .

22-R منوكلرودي فلورو متان (CHCLF2)
22-R يك ماده سرمازاي مصنوعي است كه انحصارا براي دستگاه هاي تبريدي كه درجه تبخير پاييني دارند ساخته شده است . يكي از موارد استفاده آن در دستگاه هاي انجماد سريع است كه حرارت آن ها بين 20 تا 40 درجه فارنهايت حفظ مي گردد . همچنين در دستگاه هاي تهويه مطبوع و يخچال هاي خانگي نيز به طور موفقيت آميزي مورد استفاده قرار گرفته است . 22-R فقط در كمپرسورهاي پيستوني به كار گرفته مي شوند و فشار عملياتي آن به نحوي است كه براي نيل به درجات پايين , نيازي به كار كردن در فشار هاي كمتر از جو نيست . گرماي نهان آن به ازاي هر پوند در 5 درجه فارنهايت 21/93 بي-تي-يو است . فشار عادي سر كمپرسور در 86 درجه 82/172 پوند بر اينچ مربع مطلق است .
22-R ماده اي پايدار ,غير سمي ,بدون اثر اكسيد كنندگي , بي آزار و غير قابل اشتعال است . فشار اواپراتور در 5 درجه فارنهايت 43 پوند بر اينچ مربع است . حلاليت آن در آب 3 برابر 12-R است . بنابراين رطوبت در اين ماده بايد حداقل باشد .به همين دليل استفاده از رطوبت گير و خشك كن در اين مورد بيشتر است .
به علت تمايل شديد تر 22-R به آب تعداد بيشتري رطوبت گير براي خشك كردن آن لازم است. 22-R تا حرارت16درجه فارنهايت در روغن حل مي شود وپس از ان روغن شروع به جدا شدن نموده و چون از مايع سبك تر است در سطح آن جمع مي شود. وجود نشت را مي توان به وسيله ي نشت ياب الكترونيكي و يا مشعل هالايد تيين كرد.

مواد سرما زا ي مخلوط:
همانطور كه از نامشان پيداست , اين مواد مخلوطي از دو يا چند ماده ي سرما زا هستند, ولي مانند يك ماده سرما زاي واحد عمل مي كنند. و چهار نوع متداولتر آنها عبارتند از:
1)R-500 كه مخلوطي است از 8/73 درصد R-12 و 2/26 درصد R-152a   
2)R-502 كه مخلوطي است از8/ 48 درصد R-22 و 2/ 51درصد R-115
3) كه مخلوطي است از 1/ 41 درصد R-23 و 9/ 59 درصد R-13
4) كه مخلوطي است از 2/ 48 درصد R-32 و 8/ 51 درصد R-115
اين مواد سرما زا موادي ثبت شده هستند كه مراحل تركيب آنها پيچيده است و متصدي سرويس نبايد با اختلاط مواد مبرد اقدام به ساختن ماده اي مخصوص بنمايد.

 

منبع