การออกแบบลักษณะยานยนต์eng.sut.ac.th/me/box/3_54/436306/1.pdf ·...
-
Upload
trinhquynh -
Category
Documents
-
view
228 -
download
0
Transcript of การออกแบบลักษณะยานยนต์eng.sut.ac.th/me/box/3_54/436306/1.pdf ·...
การออกแบบลกษณะยานยนต
ในปจจบนเทคโนโลยดานวศวกรรมยานยนตไดถกพฒนาไปอยางมาก ขอมลดานเทคนค เชน
-ขอมลดานเครองยนต ในสวนของอตราสวนก าลงอด ก าลงสงสด
-ขอมลระบบสงก าลง และคลทช
-ในสวนหนาเปนแบบอสระ ปกนกคพรอมคอยลสปรง
-อปกรณมาตรฐานความปลอดภย ระบบเบรกแบบ ABS ปองกนลอลอก
เมอยานยนตนบตงแตถกประดษฐขนมาครงแรกจนถงในยคปจจบน งานดานวศวกรรมยานยนตไดมการเปลยนแปลงมาโดยตลอด อกทงความเจรญกาวหนาทางดานเทคโนโลยในดานตาง ๆ
-เทคโนโลยดานวสดศาสตร
-เทคโนโลยดานอเลกทรอนกส
-เทคโนโลยดานการออกแบบ
-ระบบควบคมการท างานของรถยนต
-ดานมลพษ และผลกระทบสงแวดลอม
การออกแบบลกษณะยานยนต
-เทคโนโลยดานเครองยนตดเซล ไดน าระบบฉดน ามนเชอเพลงแรงดนสง เขามาใชกบเครองยนตดเซล เพอเพมประสทธภาพการเผาไหมและลดมลพษทางอากาศ
-มการพฒนาน าระบบควบคมการท างานของยานยนตโดยระบบคอมพวเตอร เพอเพมประสทธภาพการท างานของรถยนต
-การน าระบบดาวเทยมใสในรถยนตเพอเพมความสะดวกในการเดนทางของผขบรถ
-ระบบการท างานพนฐานของเครองยนต หรอระบบสนบสนนของยานยนตโดยสวนใหญยงคงพนฐานดานวศวกรรมยานยนตอยเชนเดม เชน ระบบก าลงรองรบก าลงอดของเครองยนต ยงคงใชลกสบ และถายทอดก าลงไปยงกานสบ เพลาขอเหวยง ลอชวยแรง ผานระบบสงก าลงไปยงลอ เพอขบเคลอนรถยนตใหสามารถเคลอนทไปได
การออกแบบลกษณะยานยนต
สวนประกอบตาง ๆ ของรถยนต (Ford Motor Company)
การพฒนาเทคโนโลยดานตาง ๆ และระบบสนบสนนตาง ๆ ของงานดานวศวกรรมยานยนต ยอมสงผลโดยตรงตอระบบตาง ๆ และสวนประกอบของรถยนตมความซบซอนมากขน และเพมอ านวยความสะดวกของผขบขมากขน
ประวตของยานยนต
ยานยนตเกดขนครงแรกราว ค.ศ. 1769 (พ.ศ. 2312) โดยวศวกร ชอ Nicholas Joseph Cugnot ซงเปนชาวฝรงเศสในกองทพของฝรงเศส ยานยนตทเขาประดษฐมลกษณะเปนรถ 3 ลอ ใชไอน าในการขบเคลอนใหรถเคลอนท โดยมวตถประสงคในการลากจงปนใหญ
-ป ค.ศ. 1784 (พ.ศ. 2327) James Watt วศวกรชาว สกอต ไดพฒนากลจกรไอน าขนแตไมประสบผลส าเรจเทาทควร
-ป ค.ศ. 1802 (พ.ศ.2345) Richard Trevithick ชาวองกฤษ ไดพฒนารถบส พลงงานไอน า ( Steam Coach ) ใชเดนทางจากเมอง Cornwall ไปยงเมอง London แตเกดระเบดขนระหวางทาง เนองจาก Trevithick ลมดบไฟของหมอไอน า แตอยางไรกตามธรกจรถบสพลงงานไอน ากไดด าเนนตอไป ในประเทศองกฤษ
-ป ค.ศ. 1865 ธรกจรถบสไดประสบปญหา เกดการแขงขนกบรถไฟทเกดขน และการเขมงวดของกฎหมายขององกฤษ ธรกจรถบสจงยตลง
ประวตของยานยนต
-ป ค.ศ.1886 (พ.ศ. 2429) ยานยนตทสามารถใชงานไดจรงเปนครงแรก เปนเครองยนตแกสโซลน (Gasoline Engine) ประดษฐโดย Karl Benz (1844-1929)
และ Gottlieb Daimler (1834-1900) หลงจากนนยานยนตกไดพฒนาโดยนกประดษฐอกหลายทานทเราคนเคยกน เชน Rene Panhard, Emile Levassor,
Armand Peugeot, Frank และ Charies Duryea และHenry Ford
-ป ค.ศ.1908 (พ.ศ. 2451) อตสาหกรรมยานยนตไดเรมเกดขนในสหรฐอเมรกา โดย Henry Ford โดยเขาใชกระบวนการผลตแบบท (Model T) และ General Motors ในขณะเดยวกนในยโรปกไดเกดอตสาหกรรมยานยนตขนดวยเชนกน ชอยานยนตทเราคนเคยกน เชน Daimler, Opel หรอแมแต Benz
ประวตของยานยนต
-ในระหวางป ค.ศ. 1900 ถง ค.ศ. 1912 การออกแบบในอตสาหกรรมยานยนตไมคอยมการเปลยนแปลงมากนก และโดยการออกแบบเนนทการผลตทรวดเรว เพมความสะดวกสบาย และความนาเชอถอของยานยนต
-สงครามโลกครงท 1 (พ.ศ.2457–พ.ศ.2461) การพฒนาดานวศวกรรมยานยนต มความกาวหนาอยางรวดเรวเพอรองรบการขนสงในระหวางสงคราม
-หลงจากสงครามสนสด การออกแบบยานยนตจะเนนดานเครองยนต และชนสวนตาง ๆ ของยานยนต จนถงสงครามโลกครงท 2 (พ.ศ.2480 ถง พ.ศ.2488) ไดมการใชยานยนตในการบรการงานในสงคราม และขนสงอปกรณตาง ๆ ในสงคราม
ประวตของยานยนต
ส าหรบประเทศไทยมการน าเขายานยนตเขามาใชในประเทศนานแลว และปจจบนประเทศไทยเปนฐานก าลงการผลตของรถยนตหลายคายใหญ ในปจจบนยานยนตไดถกพฒนาไปอยางรวดเรว โดยเฉพาะระบบควบคมการท างานของยานยนต ซงเปนผลมาจากการวจยและพฒนาของผผลตยานยนตเพอใหสามารถครอบครองตลาดใหไดมากทสด การพฒนาวศวกรรมยานยนตในปจจบน เ ชน มการประดษฐยานยนตประเภท Hybrid ซงเปนการผสมผสานการท างานของเครองยนตกบระบบมอเตอรไฟฟาในการขบเคลอนการเคลอนทของรถยนต ซงสามารถประหยดการสนเปลองของน ามนเชอเพลง และยงชวยลดมลพษทเกดจากการเผาไหมของเครองยนตทไมสมบรณดวย
Hybrid
เครองยนตทใชเชอเพลง Hydrogen หรอเราเรยกวาเครองยนต FCHV
(Fuel Cell Hydrogen Vehicle ) อกทงปจจบนโลกเราก าลงตนตวกบปญหาสงแวดลอม โดยเฉพาะปญหามลพษทางอากาศ ท าใหการวจยและพฒนาดานยานยนตยงตองมงเนนในเรองการลดมลพษทางอากาศทเกดจากการเผาไหมของเครองยนต เชน ในเครองยนตดเซล มการน าระบบการฉดน ามนเชอเพลงดวยแรงดนสง หรอทเรารจกในระบบ Common Rail การเพมแรงดนในการฉดน ามนท าใหน ามนเปนฝอยมากขน ท าใหการเผาไหมในหองเผาไหมมความสมบรณมากขน ซงสงผลโดยตรงตอสภาพอากาศทเกดจากการเผาไหมดขนไปดวย
Hydrogen
พลงงานทดแทน
ในสวนอนทเกยวของการยานยนต คอ มการวจยและพฒนาระบบพลงงานทดแทนน ามน ซงเปนเชอเพลงหลกของรถยนต และชวยลดการน าเขาของน ามนจากตางประเทศ เชน มการวจยและพฒนา Bio Diesel เพอทดแทนหรอลดการใชน ามนดเซล หรอ Gasohol
โดยการน า Ethanol Alcohol ผสมลงใน Gasoline ประมาณ 10 % ในสวนของระบบควบคมการท างานของยานยนต หรอการเพมความสะดวกสบายของผขบข เชน มระบบน าทาง ซงจะบอกต าแหนงทคณอย คนหาเสนทางทเหมาะสม และน าทางคณไปสจดหมาย
แตอยางไรกตามถงแมวศวกรรมยานยนตจะถกพฒนาใหกาวหนาอยางไรกตาม การท างานพนฐานของยานยนตยงคงไมเปลยนแปลงไปมากนก เชน การท างานของเครองยนต ซงเปนเครองยนตทเผาไหมในหองเผาไหม ท าใหเกดความดนสง สงก าลงไปยงลกสบ เพลาขอเหวยง ระบบสงก าลงของยานยนต และไปยงลอในทสด
ระบบของยานยนต ( Automotive Systems )
ในระบบของยานยนต สามารถแบงไดเปน 2 สวนใหญ คอ ระบบโครงสรางหลกของยานยนต และระบบทไมใชโครงสรางหลก เชน ระบบเครองยนต ระบบรองรบ ระบบสงก าลง เปนตน
ระบบโครงสรางหลกของยานยนต ( Construction of Automotive )
ระบบโครงสรางของยานยนต ซงเปนสวนทสรางความแขงแรงใหยานยนต รวมถงสรางความสวยงาม และรปแบบ รปลกษณของยานยนต
1. Unitized Construction
2. โครงสรางแบบ Body Over Frame
Unitized Construction
ลกษณะโครงสรางของยานยนตแบบนจะเปนชนเดยวกน (Unibody) ไมสา มารถแยกเปนสวนยอยได โครงสรางแบบนจะเพมความแขงแรงใหตวโครงสรางของรถยนต เนองจากโครงสรางมชนเดยว เกดจากการเชอมตดกนทงหมด
โครงสรางรถแบบนมแนวโนมทจะใชในรถยนตเพมมากขนเนองจากโครงสรางแบบนจะชวยปองกนผขบข และผโดยสารใหปลอดภยจากการชนไดดกวาโครงสรางของรถแบบ Body Over Frame เนองจากลกษณะโครงสรางมลกษณะเปนชนเดยวกน ท าใหสามารถกระจายแรงเนองจากการชนไดด
โครงสรางแบบ Body Over Frame
โครงสรางของรถแบบนเปนแบบพนฐานทใชในรถยนตทวไป คอมการแยกสวนของ Body และ Frame โครงสรางแบบน Frame ตองมความแขงแรงเพยงพอทใหชนสวนของรถยนตยงคง Alignment อยไดถาเกดการชนกนของรถยนต เพอปองกนอนตราย โครงสรางแบบนจะไมมการเชอมระหวางชนสวนโครงสรางหลก โดยทวไปจะยดโครงสรางดวยการใชนต ในสวนการยดระหวาง Body และ Frame จะมยางรองในจดทมการยด เพอลดการสนสะเทอนเมอรถเคลอนท การออกแบบโครงสรางแบบนปจจบนมใชงาน รถกระบะ รถต หรอรถโดยสาร
รปรางของรถยนต ( Body Shape )
ในการแบงประเภทของรถยนต มการแบงไดหลายรปแบบ เชน
ใชชนดของเครองยนตในการแบง
ใชรปราง/โครงสรางของรถยนต
ใชชนดของเชอเพลง
ใชการขบเคลอน
แบงตามความรสกของผบรโภค เชน รปรางภายนอกของรถยนต หรอการวางเบาะทนงของผโดยสาร หรอแมแตจ านวนประตของรถยนต
ปจจบนสามารถแบงได 7 รปแบบดวยกน คอ
รปรางของรถยนต
1. Sedan รปรางลกษณะของรถยนตซงสวนใหญเปนรถนงสวนบคคลแบบเกง มทนงทงขางหนา และขางหลง โดยทวไปสามารถนงได 4–6 คน มทงแบบ 2 ประต และ 4 ประต
2. แบบเปดประทน (Convertible Top) ลกษณะรถแบบนมหลงคาทสามารถเปดขน-ลง โดยทวไปหลงคาท าจากวสดไวนล (Vinyl) รถแบบนมทง 2 ประต และ 4
ประต รถทมเบาะทนงเฉพาะดานหนา เราเรยกวา รถสปอรต (Sports)
3. Liftback หรอ Hatchback ลกษณะรถแบบ Liftback หรอ Hatchback รถแบบนจะมประตดานหลงซงท าไวส าหรบเปนชองเปด-ปดใสสมภาระ สวนลกษณะภายนอกอยางอนจะมลกษณะคลายกบรถซดาน รถแบบนมทงแบบ 3 ประต และ 5 ประต
4. Station Wagon ลกษณะรถแบบ Station Wagon มหลงคายนยาวไปถงดานหลง บรเวณดานหลงจะมทเกบสมภาระ และมประตเปด-ปด ลกษณะการเปดสามารถออกแบบใหเปดไดหลายวธ เชน อาจเปดขนขางบน หรอเปดออกทางดานขาง รถแบบ Station Wagon มทง 2 ประต หรอ 4 ประต
5. Pick-ups หรอรถกระบะ ลกษณะรถแบบ Pick-ups รถแบบนถกออกแบบใหดานทาย หรอบรเวณดานหลงคนขบ เปนกระบะ ใชงานส าหรบงานบรรทก บางรนเพมพนทดานหลงคนขบภายในหองโดยสารใหมพนทเพมมากขน โดยเราเรยกวา CAP รถกระบะมทงแบบขบเคลอน 2 ลอ และ 4 ลอ หรอเราเรยกวา 4x4 หรอบางครงมการออกแบบใหขบเคลอน 4 ลอตลอดเวลา
6. Vans ลกษณะรถแบบ Vans ออกแบบใหมหลงคายาวไปถงทายรถยนต ดานหลงคนขบมพนทไวงานไดหลายรปแบบ เชน ใชส าหรบเปนรถโดยสาร สามารถนงไดถง 12
คน หรอใชส าหรบขนสงสนคา แลวแตการออกแบบเพอใชงาน
7. Multipurpose Vehicles หรอ รถอเนกประสงค ลกษณะรถแบบ Vans
ออกแบบมาเพอใหใชประโยชนไดหลายรปแบบดวยกน โดยหลงคายาวคลมตลอดตวรถ มพนทดานหลงคนขบไวใชงาน มแบบทง ขบเคลอน 2 ลอ และ 4 ลอ หรอ ขบเคลอน 4 ลอตลอดเวลา