هندسة السيارات

 Automotive Engineering

http://thumb1.shutterstock.com/display_pic_with_logo/109411/307247054/stock-photo-automotive-engineer-representing-jobs-occupation-and-word-307247054.jpg

هندسة سيارات 1- Automotive Engineering I

-        مقدمة

-        الكميات الفيزيائية Physical Quaintly

-        الوحدات العالمية SI units

-        أنظمة السيارة Car Drive System

o      المحرك Engine

o      نظام نقل الحركة/القدرة transmission system (نظام نقل القدرة التقليدي conventional, نظام نقل القدرة المجمع مع المحور (transaxle,  (نظام نقل القدرة اليدوي manual transmission: القابض clutch, صندوق التروس gearbox/transmission, عمود الإدارة propeller shaft, علبة التروس الفرقية deferential, المحاور axle)- (نظام نقل القدرة الذاتي Automatic transmission: واصل/ قارن هيدروليكي hydraulic coupling, محول العزم torque converter , صندوق التروس الذاتي automatic transmission).

http://carsintrend.com/wp-content/uploads/2016/01/car-layout-types-1.jpg

http://i.makeagif.com/media/3-17-2015/0n14hV.gif

يقوم نظام نقل الحركة بثلاث وظائف رئيسية:

1.    وصل وفصل المحرك عن باقي نظام نقل القدرة drivetr4ain (عمود الإدارة drive shaft, المحاور axles, العجلات  wheels).

2.    يسمح للتروس بجعل مدى التشغيل المحدود للمحرك بأن يكون قادر على دفع السيارة من التوقف حتى السرعة العالية.

3.    يسمح للسائق بتغيير اتجاه حركة السيارة من الامام للخلف from forward to reverse.

بالإضافة إلى أن ناقل الحركة يمكن ان يعمل على تثبيت السيارة في مكانها عند توقفها, سواء في وضع الثبات Park (P) (الناقل الذاتي) أو عن طريق التعشيق في اي من النقلات (الناقل اليدوي).

 

       القابض Clutch (نقل العزم والحركة من المحرك إلى ناقل الحركة).

       ناقل الحركة/ القدرة Transmission

يحتاج المحرك إلى سرعة عالية لتوليد مقدار معقول من العزم. هذه السرعة تكون غير مناسبة للسير بالسيارة في حالة توصيل المحرك مباشرة بالعجل, كما ان العزم المتولد لن يكون قادر على التغلب على مقاومة الطريق عند نقله مباشرة للعجلات. ولذا يستخدم ناقل للحركة بين المحرك والعجلات, مهمته بالإضافة إلى نقل الحركة هي تقليل السرعة وزيادة العزم بما يتناسب مع الحاجة للتغلب على مقاومة الطريق التي توجهه السيارة. في سيارات الركوب يتم ذلك على مرحلتين, ناقل الحركة وعلبة التروس الفرقية (يتم القيام بذلك على مرحلتين للاستغناء عن زيادة ابعاد (قطر العمود) الناقل للحركة إلى المحاور). هناك انواع مختلفة من ناقلي الحركة التي تستخدم في سيارات الركوب: الناقل اليدوي manual transmission, الناقل الذاتي automatic transmission, الناقل دائم التغيير للنقل  continuously variable transmission (CVT), الناقل شبه الذاتي و مزدوج القابض semi-automatic and dual-clutch transmissions.

 

http://thecartech.com/subjects/auto_eng/Types_of_Trnasmission.htm Types of Transmission

http://www.cheatsheet.com/automobiles/4-types-of-car-transmissions-and-how-they-work.html/?a=viewall 4 types of car transmissions and how they work
http://www.aa1car.com/transmission.htm Transmission

       ناقل الحركة اليدوي Manual Transmission

       ناقل الحركة الذاتي Automatic Transmission. نظرية العمل, الاجزاء, الانواع

ناقل الحركة الذاتي هو ناقل حركة لا يحتاج إلى السائق لتغيير النقلات. ناقل الحركة اليدوي ذو 5 سرعات/ نقلات هو في العادة من المعدات القياسية بالسيارات الحديثة, في حين أن السيارات الاكثر تكلفة تكون في العادة مجهزة بناقل حركة 6 نقلات؛ وتشمل الخيرات الأخرى ناقل الحركة الذاتي/ الاتوماتيك مثل الذاتي التقليدي (الكوكبي الهيدروليكي hydraulic planetary) manumatic, أو ناقل شبه تلقائي semi-automatic, أو ناقل الحركة متغير النقلات باستمرار continuously variable transmission (CVT). وكثيرا ما يعرف ناقل الحركة بعدد نسب التروس الامامية لناقل الحركة الذاتي/ التقائي/ الاتوماتيكي (على سبيل المثال, 9- نقلات ذاتيا 9-speed automatic).  على الرغم من اختلافهم في التصميم, فإن ادائهم يتشابه على حد سواء بالنسبة للسائق العادي. وعلى الرغم من ان التغيير اليدوي عن طريق الذراع Paddle shifters هو المنتشر حاليا, ولكن عدم وجود بدال ثالث للقابض يعني ان السيارة ذو ناقل حركة ذاتي. مع مر السنين ناقل الحركة الذاتي اكتسب نقلات اكثر وتخلى عن عصا قياس مستوى الزيت dipstick. النماذج الحالية تصل إلى تسع سرعات, ووجود عصا مقياس الزيت اصبحت نادرة. هناك العديد من نواقل الحركة مغلقة بشكل محكم ويمكن فحصها عن طريق الفني فقط. دائما ارجع إلى كتيب مالك السيارة لمعرفة صيانة وخدمة النظام.

 

http://www.aw-nc.com/products/drivetrain/structure/image/img_structure_at01.gifhttps://s-media-cache-ak0.pinimg.com/236x/d4/34/88/d43488139074bab254e90afbf96c14a2.jpg

http://thecartech.com/subjects/auto_eng/Auto_eng_4.htm  Automatic Transmission

http://thecartech.com/KnowYourCar/VS/manual_vs_automatic_transmission_files/manual_vs_automatic_transmission.aspx Manual vs automatic transmission (بالعربية)

http://www.howacarworks.com/basics/how-automatic-gearboxes-work How automatic gearbox work
http://www.wikihow.com/Drive-a-Car-With-an-Automatic-Transmission Drive a car with an automatic transmission
http://www.roadrunnerconverters.com/blog/how-automatic-transmissions-work-with-pictures-videos.htm How automatic transmission work

https://en.wikipedia.org/wiki/Automatic_transmission Automatic transmission
http://www.carparts.com/transmission.htm Automatic transmission

الأنواع المختلفة النظام:

ناقل شيه ذاتي/ تلقائي semi-automatic transmission (SAT) والذي يعرف أيضا (بنظام نقل الحركة اليدوي بدون قابض clutchless manual transmission, أو ناقل الحركة اليدوي الاتوماتيك automated manual transmission, أو مغير النقلات بذراع بدال flappy-paddle gear shift, أو ناقل الحركة بذراع بدال paddle-shift gearbox) هو ناقل حركة ذاتي الذي لا يتم تغيير النقلات ذاتيا, ولكنه يسهل تغير النقلات يدويا مع الاستغناء عن الحاجة إلى الضغط على القابض في نفس وقف تغيير النقلات. انه يستخدم حساسات إليكترونية electronic sensors, وسيلة هوائية pneumatics, ومعالجات المعلومات processors, ومفعلات actuators, للقيام بعملية تغيير النقلات عن طريق مدخلات السائق أو الحاسب. هذا يلغي الحاجة إلى بدال القابض والذي يحتاجه السائق للضغط عليه قبل عمل النقلات في ناقل الحركة اليدوي, حيث يتم تفعيل القابض عن طريق اجهزة اليكترونية والتي تعمل على تزامن التوقيت والعزم المطلوب لجعل النقل سريع, وسلس. النظام تم تصميمه من مصنعي السيارات لتوفير قيادة أفضل خلال مناورة تجاوز السيارات overtaking maneuversعلى الطرق السريعة. بعض الدرجات النارية تستخدم نظام به تغيير للنقلات تقليدي بدون الحاجة علمية القابض التقليدية.

https://en.wikipedia.org/wiki/Semi-automatic_transmission Semi-automatic transmission
https://en.wikipedia.org/wiki/Saxomat Automatic clutch

 

ناقل الحركة ثنائي القابض dual-clutch transmission (DCT), والذي يشار إليه أحيانا ناقل الحركة توئم القابض twin-clutch transmission, هو نوع من ناقل الحركة الذاتي أو ناقل حركة آلي automated. انه يستخدم قابضين منفصلين واحد للنقلات الفردية والأخر للنقلات الزوجية odd and even gear sets.  يمكن وصفهم بانه في الاساس اثنين ناقلي حركة منفصلين (كلا له القابض الخاص به) موجودين في وحدة/ فارغة  case واحدة. وهي تعمل في العادة خلال الوضعية/ الحالة الذاتية automatic mode. العديد منها يسمح للسائق بتغيير النقلات يدويا في حالة شبه النقل التلقائي semi-automatic mode, وأن كان لا يزال يتم تنفيذ النقل عن طريق نظام نقل الحركة الكهرو هيدروليكي. ناقل الحركة ثنائي القابض dual-clutch automatic (يطلق عليه أحيانا يدوي تلقائي automated manuals).

http://db.carbuzz.com/images2/550000/9000/100/559139.jpg

https://en.wikipedia.org/wiki/Dual-clutch_transmission Dual-clutch transmission

 

ناقل اليدوي الذاتي Manumatic, يتكون من كلمة يدوي وذاتي manual and automatic, وهو مصطلح يدل على نوع من انواع الناقل الذاتي, الذي يسمح للسائق العادي بالتحكم في اختيار النقلات. هناك حاليا ناقلي الحركة الذاتية التي تسمح للسائق بالتحكم في اختيار النقلات باستخدام وسيلة ما للتحكم في ناقل الحركة, في الغالب تقوم بالحد من النقل بعد نقلات معينة (تسمح بفرملة المحرك عند نزول منحدر) و/ أو توقف استخدام النقل فوق السرعة overdrive عند سحب مقطورة. هذا النظام يعزز من تلك الملامح عن طريق توفير ذراع في عمود عجلة القيادة أو ذراع أرضي معدل, يسمح للسائق باستخدام وضعية النقل اليدوي manual mode واختيار النقلة المطلوبة, عادة في شكل متتالي/ متسلسل sequential نقلة أعلى/ ونقلة منخفضة upshift/downshift. العديد من مصنعي السيارات يطلقون مسيمات لنظام الناقل اليدوي الذاتي لهم, مثل 'Tiptronic', 'Geartronic', 'Touchshift', 'Sporttronic', 'clutchless-manual', وغيرها. القليل من هذا النوع يسمح بوضعية ذاتية بديلة, والتي يطلق عليها الوضعية الرياضية sport mode, حيث ان اختيار النقلات يكون ذاتي بالكامل ولكن الناقل يفضل سرعة اعلى للمحرك (حيث ينتج المحرك قدرة أعلى و/ أو عزم) عن طريق التأخير في النقل عند التسارع والنقل إلى النقلات المنخفضة بشكل مبكر عند التباطء.

http://ecomodder.com/wiki/images/thumb/9/9e/Automatic_transmission.jpg/400px-Automatic_transmission.jpg

https://en.wikipedia.org/wiki/Manumatic Manumatic
http://ecomodder.com/wiki/index.php/Manumatic Manumatic

 

ناقل الحركة مستمر تغير النقل Continuously variable transmission (CVT), (الذي يعرف أيضا بناقل الحركة احادي السرعة single-speed transmission, وناقل الحركة بدون درجات stepless, والناقل ذو البكرات pulley transmission, أو كما في الدرجات النارية motorcycles, البدء والقيادة twist-and-go) وهو ناقل حركة يغير بشكل سلسل مدى مستمر من النقلات الفعالة. هذا يختلف مع النواقل الميكانيكية التي توفر عدد محدد من النقلات. المرونة لنظام ناقل الحركة متغير النقل تسمح لعمود الدخل input shaft ان يحافظ على سرعته الدورانية angular velocity ثابتة.

التصميم الذي يستخدم السير يوفر كفاءة تقدر 88%, التي هي أقل من ناقل الحركة اليدوي, الذي تقابله ميزة انخفاض في تكلفة الانتاج والسماح للمحرك بالعمل عند مدى سرعات الخرج الاكثر كفاءة. عندما تكون القدرة أهم من الكفاءة, يعمل ناقل الحركة بالسماح للمحرك للدوران عند سرعات توفر قدرة أعلى. هذا في العادة تكون أعلى من سرعة الدوران التي تحقق ذروة الكفاءة. في تطبيقات الكتلة المنخفضة والعزم المنخفض ناقل الحركة بالسير يوفر أيضا سهولة التشغيل وبساطة التصميم.

لا يحتاج ناقل الحركة إلى وجود القابض. ولكن, في بعض السيارات (والدرجات النارية), يضاف قابض طرد مركزي centrifugal clutch لتسهيل وضعية الحياد neutral, الذي يكون مطلوب عند الحمل الخالي أو النقل اليدوي الخلفي في موقف الركن parking space للسيارة.

يستخدم سير من المطاط rubber belt في الناقل في المركبات المدفوعة الصغيرة, حيث البساطة الميكانيكية وسهولة الاستخدام تتفوق على عدم الكفاءة النسبية. معظم سيارات الجليد snowmobiles, ومركبات الخدمات utility vehicles, عربات الجولف golf carts, والدراجات النارية تستخدم ناقل الحركة مستمر تغير النقل تستخدم في العادة سير مطاط. العديد من الجرارات tractors الصغيرة وماكينات قص الحشائش الذاتية self-propelled mowers تستخدم أيضا سير مطاط. ويستخدم الناقل ايضا في تطبيقات السيارات المهجنة hybrids.  

http://global.yamaha-motor.com/about/technology/spread/003/img/img03_l.gif

 

            http://thecartech.com/KnowYourCar/Transmission/CVT.aspx Continuously variable transmission CVT (بالعربية)

https://en.wikipedia.org/wiki/Continuously_variable_transmission Continuously variable transmission CVT
http://cars.about.com/od/thingsyouneedtoknow/a/CVT.htm  CVT
http://world.honda.com/automobile-technology/CVT/ CVT

 

نظام نقل الحركة المستمر ذو التحكم الإليكتروني Electronically Controlled, Continuously Variable Transmission (eCVT/ECVT). النظام يستخدم في السيارات المهجنة, حيث يندمج مع وحدة الموتور والمولد الكهربائي. يقوم النظام باستخدام مصادر الاحتراق الداخلي والطاقة الكهربائية لدفع العجلات.

نظام متغير النقل Variomatic هو ناقل الحركة مستمر تغيير النقلات continuously variable transmission (CVT) لشركة DAF للسيارات.

http://www.dafownersclub.co.uk/uploads/1/0/9/5/10958195/8626753_orig.jpghttps://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d7/GearBoxRotRotVar.gif

Principle of variator

https://en.wikipedia.org/wiki/Variomatic Variomatic

 

صندوق التروس النقل المباشر Direct-shift gearbox (DSG)- هو صندوق تروس يتم التحكم فيه اليكترونيا عن طريق قابض مزدودج dual-clutch لصندوق تروس يدوي manual gearbox, وكذلك في تصميم مجمع الناقل والمحور transaxle- ويعمل بدون بدال قابض clutch pedal تقليدي,  ويتم التحكم فيه تلقائي كامل full automatic أو شبه تلقائي semi-manual. بتعبير بسيط, هذا النظام هو عبارة عن صندوقين تروس يدويا منفصلين, في نفس الفارغة, ويعملا كوحدة واحدة. مع استخدام اثنين قابضين غير معتمدين على بعضهما independent clutches, يمكن للنظام الوصول إلى  زمن نقل اسرع shift times. ويتخلص من الاعتماد على محول العزم torque converter لناقل الحركة الذاتي epicyclic automatic transmission التقليدي.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4e/Cambio_a_doppia_frizione.svg/220px-Cambio_a_doppia_frizione.svg.png

M: Motor
A: Primary drive, and driving shaft|
B: Dual clutch
C: Driven shaft
D: Layshaft, hollow, even gears
E: Layshaft, odd gears
F: Output


https://en.wikipedia.org/wiki/Direct-shift_gearbox Direct shift gearbox

 

ناقل حركة كهرو هيدروليك manual transmission Electrohydraulic- هي نوع من انواع نظام النقل شبة ذاتي semi-automatic transmission system, الذي يستخدم قابض ألي automatic clutch لا يشابه ناقل الحركة اليدوي التقليدي الذي يقوم السائق فيه بتشغيل القابض لعمل النقلات. يتم التحكم في القابض عن طريق حاسب اليكتروني واستخدام الهيدروليك. لتغيير النقلات, السائق يختار النقلة المطلوبة بواسطة ذراع تغيير النقلات transmission shift lever, والنظام يقوم ذاتيا بتشغيل القابض والخانق لتتناسب مع دورات المحرك ثم تقوم بوصل القابض مرة اخرى. العديد من هذا النوع من النواقل يعمل في وضعية التسلسل/ التتالي sequential حيث السائق يمكنه ان يقوم فقط باختيار النقلة العالية التالية والنقلة السابقة المنخفضة..

https://en.wikipedia.org/wiki/Electrohydraulic_manual_transmission Electrohydraulic manual transmission

                              مكونات النظام:

                                        - الموصل/ القارن الهيدروليكي Fluid/hydraulic coupling

قارن السائل fluid coupling أو القارن الهيدروليكي hydraulic coupling هو جهاز هيدروديناميك hydrodynamic يستخدم لنقل القدرة الميكانيكية الدوارة rotating mechanical power. يتم استخدامه في ناقل حركة السيارات كبديل للقابض الميكانيكي. وله ايضا تطبيقات على نطاق واسع في محركات الآلات الصناعية والبحرية, حيث تشغيل السرعات المختلفة والتحكم في بداية التشغيل يتم بدون صدمة التحميل لنظام نقل القدرة. القارن الهيدروليكي تم استخدامة في تطبيقات مبكرة في نظام نقل القدرة شبه الذاتي و نظام نقل القدرة الذاتي. في اواخر الاربعينيات من القرن الماضي, تم استبدال القارن الهيدروليكي بمحول العزم الهيدروديناميكي hydrodynamic torque converter في تطبيقات السيارات.

http://3.bp.blogspot.com/-tsW4DOov0Y4/TiiBrAT5AbI/AAAAAAAAABo/IvCZqtiEFaQ/s400/23.png

هو جهاز لنقل الحركة الدورانية بين الاعمدة عن طريق تسارع وتباطؤ السائل الهيدروليكي (الزيت). يتكون من دافع impeller هيدروليكي مركب على عمود الدخل أو عمود الإدارة وتابع runner هيدروليكي مركب على عمود الخرج أو العمود المدار. يحتوي الاثنين على السائل داخلهما. كلا من الدافع والمدفوع impeller and runner هما دوار ذو ريش bladed rotors, يعمل الدافع كمضخة ويعمل المدفوع كتربين. يقوم الدافع بتسريع السائل بالقرب من محوره, حيث تكون المركبة المماسية للسرعة المطلقة منخفضة, إلى القرب من المحيط الخارجي, التي تكون سرعة المركبة الخطية للسرعة المطلقة عالية, مما تزيد من طاقة الحركة. يخرج السائل بسرعة عالية من الدافع إلى ريش المدفوع, ويسلم الطاقة لعمود الخرج ويخرج السائل بسرعة منخفضة من المدفوع.

https://en.wikipedia.org/wiki/Fluid_coupling Fluid coupling

                                                - محول العزم Torque converter

في الاستخدامات الحديثة, محول العزم هو نوع من القارن الهيدروليكي fluid coupling الذي يستخدم في نقل القدرة الدورانية من المحرك الرئيسي مثل محرك الاحتراق الداخلي أو الموتور الكهربائي ليدير حمل خارجي. في العادة محول العزم يأخذ مكان القابض الميكانيكي مع ناقل الحركة/القدرة الذاتي,  مما يسمح للحمل بأن ينفصل عن مصدر القدرة. وهو في العادة يقع بين اللوح المرن flexplate المتصل بالمحرك وناقل الحركة.

 

http://repairpal.com/images/managed/content_images/encyclopedia/CM_Engine/Flex_Plate_09.11.png

Flexplate

 

السمة الرئيسية لمحول العزم هو قدرته على مضاعفة عزم الدوران عندما يكون هناك فرق كبير بين مدخلات ومخرجات سرعة الدوران, وبذلك يوفر نسبة تخفيض. بعض من محول العزم به تجهيزه لقفل مؤقت للجهاز بشكل صارم عندما تكون سرعة المحرك وناقل الحركة متساويان تقريبا, لمنع الانزلاق وفقد الكفاءة.

 

http://www.mathworks.com/help/physmod/sdl/ref/torque_converter_schematic_intro.pnghttp://repairpal.com/images/managed/content_images/encyclopedia/CM_Drivetrain/Torque_Converter_06.19.11.png

https://en.wikipedia.org/wiki/Torque_converter Torque converter
http://www.aa1car.com/library/torque_converters.htm Torque converters   

 

- مجموعة التروس الكوكبية Planetary gear train

نقل الحركة في ناقل الحركة اليدي يتم فيه اختيار النقلات من قبل السائق عن طريق تعشيق التروس الدائرة على عمود الخرج مع العمود. على العكس من ذلك ناقل الحركة الذاتي الذي يستخدم تروس كوكبيه epicyclic (planetary) يتحكم فيهم عن طريق فرامل الشريط/ الحزام brake bands و/أو مجموعة القابض clutch packs لاختيار النقلات ذاتيا.

مجموعة التروس الفروقية planetary gear trains تتميز بالعديد من المميزات مقارنة بناقل الحركة التقليدي ذو المحاور الموازية كتوفير كثافة عالية للطاقة, تقليل الحجم, رد فعل دائري بحت.... الخ.  ولكنه يعاني من تعقيد في التصميم, واحمال عالية على كراسي التحميل, والحاجة لتزييت مستمر... الخ. يتميز بأن له كفاءة عالية حيث ان الفقد في الكفاءة حوالي 3% لكل مرحلة التي تضمن نقل الحركة بدون فقد في الطاقة المنقولة داخل صندوق التروس. كما إنه يوفر استقرار حيث ان العزم يؤثر على التروس بشكل محوري وينتقل بشكل محوري للتروس, بدون ضغط شعاعي lateral pressure, على اسنان الترس.

 

http://lh6.ggpht.com/_Ii1ukGkfijY/Sqh8ejkvDvI/AAAAAAAABeU/euamkNrM1yM/clip_image0053.jpg?imgmax=800https://www.cstatic-images.com/original/srvc-gloss/1415727451142.png http://1.bp.blogspot.com/-2TiJIk_OURU/T9Rx5xJ_nkI/AAAAAAAAABw/GxKFqoT8Afw/s1600/1-s2_0-S0022460X11007930-gr1.jpg

         

التروس الكوكبية Epicyclic gearing or planetary gearing هي نظام تروس يتكون من واحد أو اكثر من التروس الخارجية (تروس كوكبية planet gears, تدور حول ترس شمسي sun gear. في العادة التروس الكوكبية مركبة على ذراع يدور يطلق عليه الحامل carrier والذي بدوره يدور نسبيا حول الترس الشمسي. النظام يتضمن أيضا استخدام ترس خارجي ترس طوقي ring gear أو حلقي annuls, والذي يعشق مع التروس الكوكبية. تجمعية التروس التي بها تروس كوكبية معشقة مع الترس الشمسي والترس الحلقي يطلق عليها مجموعة التروس الكوكبية planetary gear train, وللحصول على نسب تخفيض من النظام يتم: تثبيت الترس أو الحامل, ثم يتصل الحامل أو احد التروس بعمود الدخل والترس الاخر أو الحامل يتصل بعمود الخرج). التروس الكوكبية تصنف كتروس كوكبية بسيطة أو مركبة simple or compound planetary gears. نظام التروس البسيط يتكون من ترس شمسي واحد, وحامل واحد, وترس حلقي واحد. النظام المركب يحتوي على عدد مختلف من التروس في تركيبات مختلفة. ويتميز النظام المركب بأن له تخفيض أكبر, نسبة عزم للوزن عالية, واكثر مرونة.

 

          http://thecartech.com/KnowYourCar/Transmission/gears/planetary_gears.aspx   Planetary gears (بالعربية)

          http://thecartech.com/subjects/auto_eng/Planetery%20gearbox-1.pdf  Planetary gearbox   

          Obtain the planetary gear reduction ratios-  برنامج أكسل لحساب نسب تخفيض وحدة تروس كوكبية (Excel)

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Epicyclic_gearing Epicyclic gearing

 

- وحدة التحكم في النقل Transmission control unit (TCU)

هو جهاز يستخدم للتحكم في ناقل الحركة الذاتي الإليكتروني electronic automatic transmission, الجهاز يستخدم حساسات من السيارة بالإضافة إلى بيانات مقدمة من قبل وحدة التحكم بالمحرك (ECU) engine control unit لحساب كيف ومتى لتغيير النقلات للأداء الأمثل, واقتصاديات الوقود, ونوعية النقل. وحدة التحكم الإليكترونية تغييرت في التصميم عن التحكم الهيدروميكانيكي البحت hydromechanical إلى التحكم الإليكتروني في اواخر الثمانينيات.

سمح تطور ناقل الحركة الذاتي واندماج التحكم الإليكتروني بتقدم كبير في السنوات الأخيرة. ناقل الحركة الحديث هو الان قادر على تحقيق اقتصاد وقود أفضل fuel economy, خفض انبعاثات المحرك engine emission, زيادة موثوقية النقل shift system reliability, تحسين الشعور بالنقل shift feel, تحسين سرعة النقل shift speed, وتحسين التعامل مع السيارة vehicle handling.

في بعض التطبيقات, وحدة التحكم في النقل TCU ووحدة التحكم في المحرك ECU اندمجا معا لتكوين وحدة واحدة "وحدة التحكم في نظام نقل القدرة (PCM) powertrain control module.

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Transmission_control_unit  Transmission Control unit

 

هذا بالإضافة إلى العديد من الحساسات sensors, والمفاتيح switches, والمضخات pumps, وملفات كهربائية للناقل transmission solenoid للتحكم في صمامات كهروهيدروليكة electro-hydraulic valve والتي تثبت في جسم الصمامات valve body, .... الخ.

 

                                                - وسيلة اختيار/ انتقاء أوضاع/ نسق النقلات لناقل الحركة الذاتي Automatic transmission modes

معظم نواقل الحركة توفر للسائق قدرا معينا من التحكم اليدوي في اختيار نقلات أو مدى النقلات لناقل الحركة. في العادة, من اجل تحديد وضع تشغيل النقل, السائق يحرك ذراع اختيار يقع اما على عمود عجلة التوجيه أو أرضية السيارة (كما هو الحال في النقل اليدوي, إلا ان محدد الانتقاء للناقل الذاتي لا يتحرك بنفس النمط لذراع النقل اليدوي).

لاختيار وضعية النقل, يجب على السائق تحريك ذراع الاختيار. ولاختيار الوضعية/النقل gears/mode فإن السائق يجب الضغط على زر button (الذي يطلق عليه زر غلق النقل shift lock button) أو سحب الذراع (في الذراع المثبت بعمود عجلة القيادة) للخارج.

السيارات المطابقة لمعايير حكومة الولايات المتحدة يجب أن يكون ترتيب نسق النقلات (ركن/ تثبيت- خلفي- حياد- امامي- منخفض P-R-N-D-L) من الشمال إلى اليمين, أومن اعلى إلى اسفل, أو مع اتجاه عقارب الساعة).  

 

http://s3.spanglefish.com/s/29906/pictures/auto-box/big/image.jpg http://www.carsut.com/wp-content/uploads/2012/02/automatic-transmission.jpg

Transmission gear selector

وضعية ناقل الحركة Transmission Mode:

حسب موديل السيارة والمصنع لها, فأن طريقة اختيار مدى النقلات يمكن ان تأخذ عدة اشكال. ولكن معظمها يتضمن التالي:

وضعية القيادة (D) Drive, تغطي جميع النقلات الامامية, حيث ان ناقل الحركة الذاتي يقوم باختيار تلك النقلات ذاتيا معتمدا على فتحة الخانق, وسرعة السيارة, وعوامل اخرى, وهي وضعية النقل التي يختارها معظم السائقين للسير بالسيارة للأمام.

معظم نواقل الحركة الذاتية تسمح أيضا بالاختيار اليدوي باختيار نقلات مخفضة للسير للأمام, مثل المنخفض Low (L), الأول 1st (1), الثاني 2nd (2). في حالة الوضعية L, و 1, فأن ناقل الحركة سيظل في النقلات انالمنخفضة ولا ينتقل بنفسه. هذا يسمح بأقصى قوة دفع عندما الحاجة إليها, مثل عند السير على طريق ذو ميل حاد, ولكنها تقلل من سرعتك بشكل كبير. بعض من ناقلي الحركة ينقل خارج الوضعية الاولى في حالة زيادة السرعة عن حد معين مثل 30 ميل/ ساعة, لمنع تلف الناقل أو المحرك أو تقلل من قدرة المحرك. وفي البعض, في حالة اختيار 2, فإن الناقل سيظل في الوضعية النقلة الثانية والإبقاء عندها, هذا مفيد عند بدأ الحركة على سطح زلق أو فرملة المحرك عند نزول منحدر حاد.

الركن/ التثبيت Park (P) هذا الاختيار يغلق النقل, ويمنع السيارة من الحركة في أي اتجاه. عن طريق خبور pin (parking pawl) الذي يمنع ناقل الحركة من الدوران, وبالتالي يمنع السيارة من الحركة (على الرغم من أن العجلات المنقادة ان تدور بحرية), ولذا فإنه يوصي باستخدام فرملة التثبيت hand brake حيث إنها تقوم بتثبيت العجلات لمنع حركتها, وزيادة العمر التشغيلي لأجزاء الناقل. لاختيار وضعية الثبات يجب السماح للسيارة بالتوقف التام قبل اختيار هذه الوضعية لمنع تلف النظام. هذه الوضعية واحدة من وضعيتين فقط اللتان يمكن فيهما بدء تشغيل السيارة (بدء الإدارة للمحرك), الوضعية الأخرى وضعية الحياد Neutral (N). بعض السيارات (خاصة التي تباع في الولايات المتحدة), يجب على السائق الضغط على دواسة/ بدال الفرامل قبل تغيير النقل من الركن/ الثبات للوضعيات الأخرى.

الخلف Reverse (R)- هذه تضع السيارة في النقلة الخلفية, التي تعطي السيارة القدرة للحركة للخلف, بالإضافة إلى تفعيل مفتاح إضاءة الحركة للخلف backup lights, كما قد يتم أيضا تشغيل تحذير صوتي beeper. لقيام السائق باختيار تلك الوضعية يجب أن يوقف السيارة بالكامل, ويضغط على زر غلق النقل shift lock button واختيار وضعية الخلف. القيام بذلك والسيارة غير متوقفة بالكامل قد يتلف ناقل الحركة. بعض السيارات مع زر نقل تسمح للسائق للنقل من وضعية الخلف R إلى الحياد N أو القيادة D بدون الضغط على الزر. ولكن السائق لا يمكن النقل مرة اخرى لوضعية الخلف R بدون الضغط على الزر, وذلك لمنع النقل عن طريق الخطء الذي قد يتلف الناقل, خاصة عند السرعات العالية.   

الحياد Neutral/No gear (N)- هذا يفصل الناقل عن العجلات, حيث يمكن للسيارة الحركة تحت تأثير وزنها. وهي الوضعية الأخرى التي يمكن فيها بدء تشغيل السيارة. يجب تجنب الحركة عند وضعية الحمل الخالي على طريق طويل مائل, حيث ان مضخة تزييت الناقل قد لا تفعل عند الحمل الخالي. بالإضافة إلى سحب السيارة وهي على هذه الوضعية يجب أن يكون في اضيق الحدود والملاذ الأخير (بحيث لا تزيد السرعة عن 55 ميل/ ساعة ولمسافة 50 ميل). وهي الوضعية الأخرى غير P التي يمكن فيها بدء تشغيل المحرك.

القيادة Drive (D)- تلك الوضعية تسمح للسيارة بالسير للأمام وتتسارع خلال مدى من النقلات. عدد النقلات يعتمد على الموديل, ولكنه يكون 3, 4 (في الغالب), 5, 6 (في بعض السيارات), 8 نقلات في السيارات الفاخرة, ويتم فيه تغيير النقلات ذاتيا. في بعض السيارات عند وضع السيارة في الوضيعة D تقوم السيارة تلقائيا بغلق الابواب وقد تفعل انوار السير للسيارة.

الثاني Second (2 or S [Super])- هذه الوضعية تحد النقلات إلى نسبة التخفيض الاولى والثانية, وتثبت النقل على النقلة الثانية. والتي يمكن استخدامها في الاحوال المناخية المعاكسة مثل الثلوج, أو صعود مرتفعات في وقت الشتاء. وينصح باستخدامها في حالة البدء في وجود الثلوج أوالصقيع على الطريق. بعض السيارات تقوم ذاتيا بالنقل خارج تلك الوضعية عند الوصول إلى مدى معين من السرعات لمنع تلف المحرك.

الأول First (1 or L [Low])- هذه الوضعية تغلق الناقل على النقلة الأولى فقط. في السيارات القديمة لا يتم تغير النقلة الاولى لأي نقلة أخرى. بعض السيارات الحالية تقوم ذاتيا بالنقل خارج النقلة الأولى عند الوصول إلى مدى معين من السرعات RPM لمنع تلف المحرك. هذه مثل النقل الثانية يمكن ان تستخدم في فصل الشتاء, وللجر, أو زيادة فرملة المحرك عند نزول منحدر.

الزائد والناقص + - و M- هذه اختيارات للنقل اليدوي للنقلات للناقل الذاتي. بحيث يمكن للسائق النقل للنقلات الاعلى والأقل حسب رغبتهم, نقلة واحدة في المرة.

بالإضافة إلى بعض الوضعيات الأخرى التي قد توجد في بعض السيارات مثل OD النقل فوق السرعة. D4 التي تستخدم على الطرق السريعة و D3 التي تستخدم في داخل المدن (حالة التوقف والقيام).

* مقارنة بين نظام نقل القدرة/ الحركة اليدوي وناقل القدرة/الحركة الذاتي

http://thecartech.com/KnowYourCar/VS/manual_vs_automatic_transmission_files/manual_vs_automatic_transmission.aspx (باللغة العربية)

 

 https://en.wikipedia.org/wiki/Transmission_brake Transmission brake

       عمود الإدارة Propeller shaft (نقل الحركة).

       علبة التروس الفرقية Differential/ الدفرنس (تكبير العزم- تخفيض السرعة, ونقل العزم إلى العجلات).

       المحاور Axles (نقل الحركة).

       العجل Wheels (تحويل العزم وسرعة الدوران إلى قوة دفع وسرعة خطية). (ابعاد ومواصفات الإطار, حسابات قوة الجر, السرعة الخطية للسيارة)

o      مدخلات (طاقة الوقود) ومخرجات المحرك (العزم Torque, والقدرة (Power. الحسابات, والمعادلات

o      قياس اداء المحرك (دينامومتر المحرك Engine Dynamometer/Dino). منحنيات اداء المحرك (العزم, القدرة, استهلاك الوقود, كفاءة المحرك- مع السرعة)

o      إيجاد نسب تخفيض ناقل الحركة, وعلبة التروس الخلفية Finding the Gearbox and Final Drive Ratios and Efficiencies.

o      حسابات قوة الجر Tractive Effort

o      قياس اداء السيارة (دينامومتر السيارة Chassis Dynamometer/Dino, النفق الهوائي Wind Tunnel, اختبار طريق Road Test).

-        ابعاد وأوزان السيارة:

o      كتلة ووزن السيارة Vehicle mass & weight, المساحة الأمامية للسيارة Frontal area

-        مقاومة الحركة للسيارة ومقاومة الطريق Road/motion resistance:

o      مقاومة الهواء(AR)  Air/wind Resistance, مقاومة التدحرج Rolling Resistance (RR), مقاومة صعود المرتفعات Gradient Resistance (GR)

-  الرسم الحر للشكل Free-body diagram

o      معادلات الحركة في خط مستقيم (العلاقة بين القوة والكتلة والعجلة)

-        منحنيات اداء السيارة (تحديد السرعة القصوى للسيارة, تحديد أقصى ميل تصعده السيارة, تحديد أقصى تعجيل للسيارة, تحديد قوة الجر للسرعات المختلفة للسيارة, تحديد سرعة الاستهلاك الامثل للوقود)

 

- - - - - - - - - -

 

هندسة سيارات 2- Automotive Engineering II

-        وضعية المحرك بالسيارة (امامي, وسطي, خلفي)

-        انواع الجر (جر امامي, دفع خلفي, 44, رباعي)

-        ابعاد واوزان السيارة (توزيع الاحمال على المحاور والعجل, مركز ثقل السيارة Center of Gravity (CG))

-        انظمة السيارة (نظرية العمل, الاجزاء, الانواع).

o      نظام التعليق Suspension System.

       معادلات الحركة بعجلة منتظمة

       توزيع الاحمال على المحاور أثناء الحركة (قوة القصور الذاتي, الوزن المنقول)

-        نظام الفرامل Braking System (أبطاء حركة السيارة, وإيقافها).

o      قوة التلاصق بين الإطارات والطريق (الانزلاق)

o      نظام منع غلق العجلات.

o      التصادم (معادلات الحركة)

-        نظام التوجيه Steering System (توجيه السيارة, السير في طريق دائري).

o      التعامل مع السيارة Handling characteristics (زوايا التوجيه, زوايا العجل).

-        نظام التعليق Suspension System نظرية العمل, الاجزاء, الانواع (النوابض, عمود اللي, المخدمات, قضيب مانع الانقلاب)

-        الحركة في مسار دائري (معادلات الحركة, قوة القصور الذاتي)

o      الانزلاق الجانبي (السرعة, والميل الجانبي للطريق)

o      الانقلاب Rollover

o      التوجيه الزائد Oversteer والتوجيه الناقص Understeer

-        نظام التحكم في الاتزان VSC, النظام الاليكتروني للتحكم في الاتزان ESC. ونظام التحكم في الجر .TCS نظرية العمل, الاجزاء, الانواع