آموزش مهندسی خودرو: دینامیک خودرو برای مبتدیان

سرفصل ها و درس ها

معرفی Introduction

• مقدمه ای بر دینامیک خودرو Introduction to Vehicle dynamics

• بلوک دیاگرام - راننده - وسیله نقلیه و دینامیک خودرو چگونه است Block DIagram - Driver -vehicle and How is vehicle dynamics approached

• چرا دینامیک خودرو را مطالعه کنیم؟ Why study Vehicle dynamics?

• البته سطوح یادگیری در دینامیک خودرو و دامنه Levels of Learning in Vehicle dynamics and scope of course

• حوزه های دینامیک خودرو Domains of Vehicle dynamics

سیستم های خودرویی Automotive systems

• سیستم های خودرو و مشارکت کنندگان Vehicle systems and contributors

• سیستم های خودرو Vehicle Systems

• توزیع وزن و معماری خودرو Weight distribution and Vehicle Architecture

• انواع درایوها Types of Drives

مفاهیم مهندسی خودرو Concepts of Automotive engineering

• درجات آزادی و سیستم های محوری Degrees of Freedom and Axis systems

• مرکز جاذبه Centre of Gravity

• سیستم مختصات ثابت زمین و زوایای اویلر Earth Fixed co ordinate system and Euler Angles

• سیستم های مرجع و مختصات - ماتریس تبدیل - زوایای اویلر قسمت 1 Reference and co ordinate systems - Transformation matrix- Euler angles Part 1

• نگرش خودرو و زاویه لغزش بدنه Vehicle Attitude And Body Slip angle

• مثال مشکل در یافتن زاویه لغزش بدن Example Problem in Finding Body slip angle

• نگرش خودرو در سیستم مختصات ثابت زمین Vehicle Attitude in Earth fixed co ordinate system

• نسبت دنده Gear Ratio

• توده فنردار و توده بدون فنر Sprung mass and Unsprung mass

• دانشتان را امتحان کنید Test your knowledge

مفاهیم فیزیک Concepts of Physics

• قوانین حرکت نیوتن Newtons Laws of Motion

• قانون دوم حرکت نیوتن در چرخش Newtons second law of Motion in rotation

• اصل دالامبرت D'Alemberts Principle

• نیروی گریز از مرکز و شتاب - جدید Centrifugal Force and acceleration - New

• مثال مسئله در نیروی گریز از مرکز و تمرین Example problem in Centrifugal force and Exercise

• اصطکاک لغزشی Sliding Friction

• مقاومت غلتشی - جدید Rolling resistance - New

• دانشتان را امتحان کنید Test your knowledge

موارد بارگذاری خودرو Vehicle Load cases

• مورد بار استاتیک Static Load case

• مورد شتاب و بار ترمز Accelerating and Braking Load case

• نمونه مشکلات در شتاب و ترمز Example problems in Acceleration and Braking

• بارهای خارجی External Loads

• نیروی درگ آیرودینامیک Aerodynamic Drag force

• نیروی درگ آیرودینامیک - مثال مشکل و تمرین Aerodynamic Drag force - Example problem and exercise

• بارهای گوشه ای Cornering Loads

مکانیک لاستیک Tire mechanics

• ساخت و اهمیت تایرها Tires Construction and importance

• رفتار ویسکو الاستیک لاستیک Visco-Elastic Behaviour of Rubber

• توزیع بار در پچ تماس تایر Load distribution in Tire contact Patch

• تایر- مکانیسم تولید نیرو Tire- Mechanism of Force generation

• معرفی تفاوت سرعت محیطی و نسبت لغزش Circumferential velocity difference and Slip ratio introduction

• تعریف نسبت لغزش و موارد احتمالی Slip Ratio Definition and possible Cases

• نسبت ضریب اصطکاک در مقابل لغزش Friction Co-efficient vs Slip ratio

• عوامل موثر بر مقاومت غلتشی Factors affecting Rolling Resistance

• زاویه لغزش در بارگذاری جانبی و سختی گوشه Slip Angle in Lateral Loading and Cornering Stiffness

• زاویه لغزش جانبی بر نسبت لغزش طولی تأثیر می گذارد Lateral Slip angle Affect on Longitudinal Slip ratio

• دایره اصطکاک - حد گرفتن و نگه داشتن جاده Friction Circle- Limit of Grip and Roadholding

• نیروی اصطکاک حاصل و مسئله مثال Resultant Friction Force and Example problem

• زاویه کمبر و اثرات آن بر چسب تماس تایر Camber angle and its effects to Tire contact patch

• ممان تراز، پنوماتیک، مسیر مکانیکی و جلوه های کاستور Aligning Moment, Pneumatic ,Mechanical Trail and Caster effects

• سایر اثرات تایر Other Tire effects

• دانشتان را امتحان کنید Test your knowledge

مقدمه ای بر طراحی سیستم تعلیق Introduction to Suspension Design

• فرآیند طراحی تعلیق Suspension Design process

• عملکرد تعلیق Function of suspension

• عملکرد دینامیک خودرو Vehicle Dynamics Performance

• اجزای یک تعلیق Constituents of a suspension

• اگر تعلیق نباشد چه اتفاقی می افتد؟ What Happens if there is no Suspension?

• دانشتان را امتحان کنید Test your knowledge

طراحی هندسه تعلیق Suspension Geometry Design

• مفاهیم سینماتیک Concepts of Kinematics

• سیستم های محور چرخ Wheel Axis systems

• مثالی برای یادگیری سینماتیک Example to learn kinematics

• تعلیق چند لینک و دو جناغی Multi-Link and Double wishbone suspensions

• سیستم Tie Rod و Double Wishbone Tie Rod and Double Wishbone system

• مرکز فوری و محور فوری Instant Center and Instant Axis

• محور محدود کننده Constraining Axle

• هندسه بازوی چرخشی Swing Arm geometry

• نکات سخت Hard points

• الاستوکینماتیک Elastokinematics

• بوش های تعلیق Suspension Bushes

• محور فرمان Steering Axis

• سفر تعلیق Suspension Travel

• زاویه ی خمیده Camber Angle

• زاویه انگشت پا Toe Angle

• هندسه و شعاع اسکراب Geometry and scrub radius

• مرکز رول کامل Roll centre Full

• هندسه لینک فرمان و فرمان دست انداز Steering link Geometry and Bump Steer

• نرخ تغییر کمبر Camber Change Rate

• زاویه کاستور Caster angle

• معرفی ضد ویژگی ها Anti - features Intro

• هندسه ضد شیرجه Anti Dive Geometry

• ضد اسکات و خلاصه Anti Squat and Summary

• مسیر چرخ Wheel Path

• بند انگشت بلند Long knuckle

دینامیک طولی Longitudinal Dynamics

• نیروی کششی Tractive Force

• تجزیه و تحلیل نیروی دینامیکی خودرو - نمودار بدنه آزاد Dynamic Force analysis of Vehicle - Free body diagram

• تجزیه و تحلیل نیروی دینامیکی خودرو - نمودار بدنه آزاد Dynamic Force analysis of Vehicle - Free body diagram

• تجزیه و تحلیل نیروی پویا - تعادل نیرو Dynamic Force analysis - Force balance

• تجزیه و تحلیل نیروی دینامیک - تعادل لحظه ای Dynamic Force analysis -Moment balance

• تجزیه و تحلیل نیروی دینامیکی وسیله نقلیه - انتقال بار محور و موارد Dynamic Force analysis of Vehicle - Axle load transfer and cases

• تجزیه و تحلیل دینامیک - عملکرد ترمز Dynamic Analysis - Braking performance

• عملکرد ترمز - معادله تعادل نیرو Braking performance- Force Balance equation

• تجزیه و تحلیل نیرو - شتاب - مثال مسئله 1 Force analysis- Acceleration - Example Problem 1

• تجزیه و تحلیل نیرو - شتاب - مثال مسئله 2 Force analysis- Acceleration - Example Problem 2

• تجزیه و تحلیل نیرو - شتاب - مسئله تمرین Force analysis- Acceleration - Exercise problem

• تجزیه و تحلیل نیرو - ترمز - مثال مسئله 1 Force analysis- Braking - Example Problem 1

• تجزیه و تحلیل نیرو - ترمز - تمرین مسئله 1 Force analysis- Braking - Exercise Problem 1

• انتقال گشتاور و اینرسی Torque Transfer and Inertia

• تحلیل انتقال گشتاور و نیروی کششی Torque Transfer and Tractive force analysis

• تجزیه و تحلیل انتقال گشتاور و نیروی کششی - قسمت 2 Torque Transfer and Tractive force analysis - Part 2

• تجزیه و تحلیل انتقال گشتاور و نیروی کششی - قسمت 3 Torque Transfer and Tractive force analysis - Part 3

• تجزیه و تحلیل انتقال گشتاور و نیروی کششی - قسمت 4 Torque Transfer and Tractive force analysis - Part 4

• انتقال گشتاور و نیروی کششی - مشکلات مثال Torque Transfer and Tractive Force- Example Problems

• لغزش طولی در شتاب و ترمز Longitudinal Slip in Acceleration and Braking

• نسبت لغزش Slip ratio

• نسبت لغزش در مقابل نیروی اصطکاک Slip ratio vs Friction force

• ترمز ضد قفل Anti lock Brakes

• بلوک دیاگرام ABS ABS Block diagram

• جنبه های طراحی ترمز Brake Design aspects

دینامیک جانبی Lateral Dynamics

• دینامیک جانبی و چرخش با سرعت پایین Lateral Dynamics and Low speed Turning

• چرا هندسه آکرمن Why Ackermann Geometry

• مشتق هندسه آکرمن Ackermann Geometry Derivation

• مشتق هندسه آکرمن - قسمت 2 Ackermann geometry derivation - part 2

• زاویه آکرمن - مثال مسئله و تمرین Ackermann angle -Example problem and exercise

• طراحی اتصال فرمان آکرمن - هندسه Ackermann steering linkage design - geometry

• چرخش با سرعت بالا High Speed Turning

• کم فرمانی، بیش فرمانی Understeer , Oversteer

• مدل دوچرخه - تحلیل دینامیک جانبی - مقدمه Bicycle Model - Lateral dynamics analysis - Intro

• مدل دوچرخه - فرمان خنثی Bicycle Model - Neutral Steer

• مدل دوچرخه - استخراج زیر فرمان - قسمت 1 Bicycle Model - Understeer Derivation- Part 1

• مدل دوچرخه - استخراج زیر فرمان - قسمت 2 Bicycle Model - Understeer Derivation- Part 2

• مدل دوچرخه - Oversteer Bicycle Model - Oversteer

• Understeer Gradient چیست؟ What is Understeer Gradient ?

• خلاصه - مدل دوچرخه Summary - Bicycle model

• عوامل موثر بر رفتار کم فرمانی Factors Affecting Understeer behaviour

• مثال مشکل - گرادیان زیر فرمان Example Problem - Understeer Gradient

• رول و مکانیسم آن Roll and its Mechanism

• مرکز رول و جلوه های رول Roll center and Effects of Roll

• استخراج سختی رول Roll Stiffness Derivation

• رول - معادله انتقال وزن Roll - Weight transfer equation

• مثال مشکل - سفتی رول و تغییر وزن Example Problem- Roll stiffness and weight shift

• میله های ضد رول Anti Roll Bars

عملکرد هندلینگ و فرمان Handling and Steering Performance

• فاکتورهای اصلی که بر مدیریت تأثیر می گذارند Prime Factors which Affect Handling

• سفت در مقابل تعلیق نرم Stiff vs Soft Suspension

• تست هندلینگ حالت پایدار Steady State Handling Test

• تست تغییر مسیر دوگانه Double Lane Change test

• تنظیم برای هندلینگ Tuning for Handling

• احساس و بازخورد فرمان Steering Feel and Feedback

• عملکرد در مرکز فرمان Steering On centre Performance

• خلاصه - بهبود عملکرد هندلینگ Summary - Improving Handling Performance

• نسبت فرمان Steering Ratio

• قطر دایره چرخشی Turning Circle Diameter

• عملکرد برگشت پذیری فرمان Steering Returnability Performance

دینامیک عمودی Vertical Dynamics

• مقدمه ای بر دینامیک عمودی - جدید Introduction to Vertical Dynamics - NEW

• منابع، جداسازی ارتعاش و فنر Sources, Vibration isolation and Spring

• رزونانس در ارتعاشات Resonance in Vibrations

• اثر میرایی، میرایی هم کارآمد Damping effect , Damping co efficient

• معادله حرکت و مشتق انواع میرایی Equation of Motion and Derivation of types of Damping

• نسبت میرایی و مثال مشکل Damping Ratio and Example Problem

• مدل ماشین یک چهارم، نرخ سواری و فرکانس سواری Quarter car model, Ride rate and Ride Frequency

• شتاب های عمودی و اثر جرم بدون فنر Vertical accelerations and Effect of Unsprung mass

• نیروی تحریک ورودی و قابلیت انتقال Input Excitation force and Transmissibility

• مقدمه ای بر حرکت Pitch و Bounce Introduction to Pitch and Bounce motion

• مدل سطح شیب دار - مشتق معادلات حرکت - قسمت 1 Pitch Plane Model - Derivation of Equations of motion - Part 1

• مدل Pitch Plane - مشتق معادلات حرکت - قسمت 2 Pitch Plane Model - Derivation of Equations of motion - Part 2

• شاخص پویا در پیچ Dynamic Index in Pitch

• مثال مشکل - فرکانس های پیچ و تاب Example Problem - Pitch and Bounce Frequencies

• رفتار Pitch and Bounce - تاخیر زمانی و خلاصه Pitch and Bounce behavior - Time delay and summary

• چرا سیستم تعلیق کم دمپ شده برای خودرو؟ Why Underdamped suspension for vehicle?

• مکانیسم میرایی ویسکوز و دمپر معمولی Mechanism of Viscous Damping and Typical Damper

• ویژگی های دمپر و تنظیم دمپر Damper characteristics and Damper tuning

• مشتق نرخ چرخ و نسبت حرکت Wheel Rate and Motion Ratio derivation

• درک سواری Ride Perception

رول کردن Roll Over

• مکانیزم رول کردن Mechanism of Roll over

• ضریب پایداری استاتیکی Static Stability factor

بخش پاداش Bonus Section

• منابع نتیجه گیری و پاداش برای یادگیری Conclusion and Bonus resources for learning