توسنی که با پانزده اسب برابری می کند

[ØÑтRдŁ§]

مراسم تقدیر از برگزیدگان مرحله نهایی نخستین دوره مسابقه ملی طراحی و ساخت خودرو الکتریکی، عصر دوشنبه گذشته (۲۳/۲/۸۷) در دانشگاه صنعتی شریف با حضور وزیر علوم، رئیس کمیسیون آموزش و تحقیقات مجلس و رئیس دانشگاه صنعتی شریف برگزار شد. پژوهشکده شهید رضایی دانشگاه صنعتی شریف با همکاری استادان دانشکده مهندسی مکانیک به منظور گسترش مهارت های مربوط به طراحی ماشین از زمستان ۸۵ به برگزاری مسابقه ملی طراحی ماشین با موضوع طراحی و ساخت خودرو الکتریکی اقدام کرد.
این مسابقه که در سه مرحله کلی طراحی مفهومی و مقدماتی طی روزهای اول اسفند ۸۵ تا ۳۱ فروردین ۸۶، طراحی اجزا طی روزهای ۱۵ اردیبهشت ۸۶ تا ۳۱ تیرماه سال گذشته و مرحله ساخت و آزمایش خودرو طی روزهای ۱۵ مرداد تا ۱۵ بهمن ۸۶ اجرا شد، در ابتدا با ثبت نام ۳۰ تیم دانشگاهی آغاز به کار کرد و ۱۸ تیم برتر به مرحله دوم راه یافتند که در نهایت در مرحله آزمون های میدانی، خودروهای ۱۰ تیم از دانشگاه های آزاد اسلامی واحدهای تهران مرکز و تهران جنوب، شهر ری، مشهد، دانشگاه صنعتی شریف، علم و صنعت ایران واحد اراک، صنعتی امیرکبیر، صنعتی اصفهان، تربیت دبیر شهید رجایی و نوشیروانی بابل در روزهای ۱۹ تا ۲۳ فروردین ماه با یکدیگر به رقابت پرداختند.
با جمع بندی نتایج نهایی نخستین مسابقه ملی طراحی و ساخت خودرو الکتریکی توسط داوران، تیم های توسن از دانشگاه صنعتی شریف و پارسا از دانشگاه صنعتی اصفهان به ترتیب رتبه های اول و دوم را کسب کردند و تیم های فراری ۲۰۰۷ از دانشگاه صنعتی امیرکبیر و حوران از دانشگاه علم و صنعت ایران (واحد اراک) هم در جایگاه بعدی قرار گرفتند. جوایز مرحله سوم مسابقه طراحی و ساخت خودرو الکتریکی به ترتیب رتبه اول تا سوم، ۱۰، هشت و شش میلیون تومان پاداش نقدی بود. در حاشیه برگزاری مراسم اختتامیه نخستین مسابقه دانشجویی طراحی و ساخت خودرو الکتریکی، نمایشگاهی علمی - تخصصی از خودروهای الکتریکی شرکت کننده در این مسابقات از روز گذشته در دانشگاه صنعتی شریف برپا بود.
به گزارش ایسنا در پایان این مسابقات که در سه مرحله و طی یک سال برگزار شد، تیم «توسن» از دانشگاه صنعتی شریف توانست با کسب بیشترین امتیاز در مرحله نهایی در جایگاه اول قرار گیرد، اگرچه هیچ کدام از تیم های دانشجویی شرکت کننده در این مسابقه را نمی توان بازنده خواند، چراکه با وجود همه بی مهری ها، ناباوری ها و عدم حمایت ها موفق به طراحی و ساخت خودرویی الکتریکی شده اند.
در پایان این مسابقه خبرنگار ایسنا به کارگاه کوچک تیم در دانشگاه صنعتی شریف رفت تا در جمع صمیمی اعضای ۱۰ ، ۱۲ نفره تیم توسن درباره ۱۳ ماه کار پرتلاش و پیگیری مداوم با آنها گفت وگو کند. محمدامین رحیمی، دانشجوی کارشناسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف که سرپرستی تیم خودرو توسن را بر عهده داشت، با اشاره به مراحل سه گانه برگزاری این مسابقه (شامل طراحی مفهومی، طراحی اجزا و ساخت خودرو) که در نهایت ۱۰ تیم موفق به شرکت در آزمون میدانی مرحله سوم شده اند، اظهار کرد؛ در مرحله نهایی این مسابقه، خودروها از نظر پارامترهای مختلفی که در ارزیابی خودروها مطرح است (از نحوه حرکت گرفته تا ظاهر آن) مورد داوری قرار گرفتند.
وی سرعت، شتاب، شیب روی، فرمان پذیری، وزن (حداکثر ۱۷۰ کیلوگرم)، هزینه مناسب، رعایت زمان مقرر، کیفیت ساخت و زیبایی خودرو را از موردهای ارزیابی در انتخاب خودروهای برتر در مرحله سوم عنوان کرد.
رحیمی درباره روند ساخت خودرو توسن گفت؛ ساخت خودرو از ۱۵ مردادماه با ساخت شاسی و سیستم های انتقال قدرت و تعلیق خودرو شروع شد و تقریباً از اواخر مهرماه پارسال کار بدنه را شروع کردیم و اواخر آذرماه ساخت خودرو به پایان رسید. البته قبل از سوار کردن بدنه هم چند بار خودرو را سوار و طی حدود ۱۵۰ تا ۲۰۰ کیلومتر حرکت، عملکرد آن را تست کرده بودیم. وی درباره مشخصات فنی خودرو توسن که با هزینه یی حدود سه میلیون و ۲۰۰ هزار تومان ساخته شده است، گفت؛ وزن این خودرو سه چرخ، حدود ۱۷۴ کیلوگرم، ماکزیمم سرعت آن ۶۰ کیلومتر در ساعت، شیب روی آن ۳۱ درصد و مدت زمان شارژ آن ۶ تا ۸ ساعت است و می تواند با یک بار شارژ حدود ۴۳ کیلومتر مسافت را طی کند. شتاب صفر تا ۵۰ خودرو هم حدود سه، چهار ثانیه است. رحیمی با اشاره به اینکه منبع انرژی خودرو توسن، موتور الکتریکی است (که مثل دیگر خودروهای شرکت کننده در مسابقه با باتری سرب اسید ۱۲ ولت ۹ آمپر ساعت کار می کند) درباره وجوه تمایز خودروهای شرکت کننده در این مسابقه خاطرنشان کرد؛ با وجود اینکه تیم ها در انتخاب موتور خودرو آزاد بودند، در این زمینه هم مثل همه مولفه های اختیاری باید مساله هزینه را رعایت می کردیم و بنابراین موتوری را انتخاب کنیم که توان و گشتاور متناسب با نیازهای ما را تامین کند و قدرت آن از حد لازم بیشتر نباشد. موتور به کار رفته در خودرو، یک موتور dc است که در حالت عادی هشت و در حالت بار ماکزیمم ۱۵ اسب بخار توان دارد. با رعایت همه این مولفه ها بود که خودرو توسن توانست مقام اول مسابقه را کسب کند.
وی درباره دیگر مشخصات فنی خودرو گفت؛ در خودرو توسن، انتقال قدرت از موتور به چرخ ها به وسیله چرخ و زنجیر صورت می گیرد. برای کاهش سرعت خودرو در چرخ جلو هم از ترمز کفشکی استفاده شده است. روی چرخ عقب هم نیازی به استفاده از ترمز مکانیکی نیست و ترمز چرخ عقب، منحصراً با اعمال گشتاور معکوس موتور انجام می شود که باتری را هم شارژ می کند. رضا ابراهیم پور امیرآبادی، دانشجوی مکانیک که در بخش شاسی خودرو کار کرده است، با بیان اینکه این خودرو تقریباً در بیشتر پارامترهای ارزیابی، برتری خود را نشان داده است، درباره علت موفقیت خودرو توسن گفت؛ ما تجربه یی در ساخت خودرو نداشتیم، ولی در زمینه طراحی سیستم های مکانیک، کارهای نسبتاً زیادی کرده بودیم و وقتی موضوع برگزاری این مسابقه مطرح شد، با جمع آوری اطلاعات و انتخاب مکانیسم های مناسب و خلاقیت در طراحی، در نهایت مجموعه یی را جمع کردیم و مطمئن بودیم در مرحله ساخت موفق خواهیم شد. ابتدا سعی کردیم شاسی مناسبی بسازیم که در عین سبکی از مقاومت کافی برخوردار باشد و به همین دلیل از مکانیسم خرپا استفاده کردیم. مکانیسم سیستم تعلیق خودرو هم از مکانیسم های بسیار قوی در قسمت جلو است که تعلیق و پایداری خوبی ایجاد می کند و در عمل هم دیدیم که خودرو به رغم سه چرخه بودن، در تست های این بخش در رتبه دوم قرار گرفت، یعنی در مقایسه با خودروهای چهار چرخ هم پایداری بیشتری داشت. وی خاطرنشان کرد؛ مکانیسم فرمان خودرو هم ابداعی است که با توجه به محدودیت های فضا و وزن و نیازهای خاص مسابقه، از این سیستم استفاده کردیم. در این سیستم فرمان دهی به کمک سیم انجام می شود. این مساله باعث شد در تست حرکت زیگزاگ و ترکیب شتاب و ترمز اول شویم. در انتخاب موتور هم از ابتدا موتور بسیار خوبی را متناسب با شرایط مسابقه انتخاب کردیم و توانستیم خیلی خوب تست های شیب روی، سرعت و شتاب را پشت سر بگذاریم.
ابراهیم پور امیرآبادی اضافه کرد؛ مکانیسم انتقال قدرت خودرو هم با توجه به محدودیت وزن، ساده، تعمیرپذیر، سبک و با بازدهی بالا انتخاب شده است.
محمد اکبر یکی دیگر از اعضای تیم که او هم دانشجوی کارشناسی مهندسی مکانیک است و در طراحی و ساخت سیستم تعلیق فعالیت داشت، درباره وضعیت تعلیق خودرو توسن به ایسنا گفت؛ در این خودرو از یک سیستم دوجناقی استفاده شده که در عین روانی و نرم بودن، پایداری بالایی دارد و در عقب خودرو هم یک سیستم بازویی مشابه موتورسیکلت ها تعبیه شده است.
مسعود یزدانی جهرمی همکلاسی دیگر آنها که در قسمت فرمان خودرو کار کرده است، در تشریح سیستم فرمان ابتکاری به کار رفته که قرار است به عنوان سیستمی قابل استفاده در انواع خودروها ثبت اختراع شود، گفت؛ در سیستم های رایج به دلیل استفاده از مکانیسم چندمیله یی، چرخ های خودروها در پیچ ها سایش بیشتری دارد و کنترل پذیری فرمان افت می کند، اما در سیستم ابداعی ما از مکانیسمی استفاده شده است که در پیچ ها، دقت زیادی دارد و بنابراین لاستیک سایی به حداقل می رسد و پایداری خودرو هم بسیار بالاست.
وی ارگونومی مناسب را از دیگر ویژگی های سیستم فرمان توسن عنوان کرد و گفت؛ با توجه به ابعاد کوچک خودرو، در انتخاب محل فرمان محدودیت داشتیم ولی طراحی سیستم به صورتی بود که آن را در محلی با زاویه بسیار مناسب نسبت به راننده تعبیه کردیم، به طوری که حداکثر راحتی و کارایی تامین شود. از طرف دیگر با توجه به اینکه در این سیستم فرمان از مکانیسم متداول میله یی استفاده نشده است، کمترین اثر منفی را بر سیستم تعلیق خودرو دارد و تنش های وارد بر شاسی و بدنه به حداقل رسیده است. با توجه به اهمیت پارامتر پایداری در این مسابقه، این نکته در طراحی خودرو سه چرخه توسن به دقت مد نظر قرار گرفت. سرپرست تیم علت این مساله را کاهش هرچه بیشتر وزن خودرو عنوان کرد و گفت؛ این خودرو در مقایسه با بسیاری از خودروهای چهار چرخ پایداری بیشتری دارد و البته به دلیل نداشتن دیفرانسیل بازدهی بیشتری هم دارد. از طرف دیگر سیستم انتقال قدرت خودرو به صورتی است که انرژی صرفاً به تک چرخ عقب منتقل می شود.
رحیمی با اشاره به بهینه سازی ها و نوآوری هایی که در طراحی توسن انجام شده است، اضافه کرد؛ در طراحی ترمز این خودرو از ترمز الکتریکی به صورت ریجنریتیو (بازیافت شونده) استفاده کردیم که هنگام ترمز انرژی را در باتری ذخیره می کند.
ابوالفضل طالبی کارشناس طراحی صنعتی که در کنار علیرضا محمدزاده کار طراحی بدنه، مسوولیت ساخت بدنه و بازنگری طرح را بر عهده داشت، در تشریح وضعیت بدنه خودرو توسن (که به گفته وی مانند دیگر اجزای خودرو به صورت ابتکاری و بدون الگوبرداری از خودروهای موجود انجام شده است) گفت؛ با توجه به اینکه این خودرو برای شرکت در مسابقه ساخته شده و آیتم های مختلف مثل عرض بدنه، وزن خودرو، زمان و هزینه ساخت کاملاً مشخص و محدود شده بود و با توجه به اهمیت بدنه به عنوان پوشش خودرو که زیبایی و تناسب آن ارتباط مستقیمی با فرم شاسی دارد، در این زمینه نهایت دقت به کار گرفته شد.
وی خاطرنشان کرد؛ از آنجا که شاسی این خودرو به دلیل خرپا بودن کاملاً با بدنه درگیر است و از طرف دیگر به دلیل محدودیت وقت و ساخت همزمان، امکان کار کردن بدنه روی شاسی (که از ضرورت های این نوع شاسی است) وجود نداشت. در ابتدا یک پلت فورم چوبی از شاسی تهیه کرده و آن را با یلوفوم (فوم های پلی یورتان) و الیاف شیشه پوشش دادیم، سپس با بتونه پلی استر فرم بدنه را به صورت ماکت درآوردیم و از آن «قالب منفی» گرفتیم که در این زمینه از تکنیک «ساندویچ پنل» استفاده شد که با توجه به استفاده از الیاف سبک و سخت پلی یورتان، در نهایت یک بدنه سبک و در عین حال مقاوم به دست آمد.
خودرو توسن با تمام قابلیت ها و ویژگی هایش به هر حال یک خودرو آماتوری، دست ساز و غیراستاندارد است که مطمئناً فاصله زیادی با استانداردهای مطلوب یک خودرو قابل عرضه در بازار دارد؛ با این حال، رحیمی(سرپرست تیم) با اذعان به این نکته، با هم تیمی هایش هم عقیده است که امکان ارتقا و بهینه سازی این خودرو برای تولید تجاری آن (در صورت وجود حمایت های لازم) کاملاً وجود دارد؛ «این خودرو با وجود نامناسب بودن و قدرت پایین موتورهای به کار رفته، توانست ۴۳ کیلومتر را طی کند و مطمئناً در صورت استفاده از باتری های مناسب لیتیومی که وزن کمتر، میزان و دفعات شارژ بیشتری دارند، خودرویی با همین وزن می تواند پنج برابر این مساحت را طی کند.»
به گزارش ایسنا، وی که خودرو توسن را از لحاظ ایمنی و دیگر پارامترها، یک خودرو تک نفره جمع وجور می داند، با اشاره به نمونه های تجاری چنین خودروهایی که توسط شرکت هایی مثل جنرال موتورز، پژو و رنو در دست ساخت است و اقبال روزافزونی (که به دلیل مسائل زیست محیطی) به این خودروهای الکتریکی می شود، اظهار داشت؛ امروزه سرمایه گذاری در تولید چنین خودروهایی به عنوان یک ضرورت مورد توجه خودروسازان معتبر دنیاست و کشور ما هم باید به این سمت حرکت کند.
رحیمی در پایان اضافه کرد؛ با توجه به اینکه تمام مراحل طراحی و ساخت خودرو توسن از ابتدا توسط اعضای تیم انجام شده است، امکان ساخت نمونه های دو یا چند نفره آن را در صورت تامین منابع مالی لازم داریم و امیدواریم بتوانیم کار تیمی خود را در این زمینه ادامه دهیم.





گزارش : روزنامه اعتماد