ઑટોમોબાઇલ ઇજનેરી

ઑટોમોબાઇલ ઇજનેરી : આંતર્દહન એન્જિનથી ચાલતાં મોટરગાડી, બસ, રિક્ષા, મોટરસાઇકલ જેવાં વાહનોના નિર્માણ અંગેની ઇજનેરી વિદ્યાની એક વિશિષ્ટ શાખા. દરેક પ્રકારના મોટરવાહનનું, ખાસ કરીને મોટરગાડીની પાછળ વર્ષોનું સંશોધન, આયોજન અને વિકાસકાર્ય રહેલાં હોય છે. એક નવું મૉડેલ ડિઝાઇન, ઇજનેરી, નિર્માણ સમુચ્ચયન (assembly) અને પરીક્ષણના તબક્કામાંથી પસાર થઈને પ્રદર્શનકક્ષ(show room)માં આવે ત્યાં સુધીમાં 18થી 24 મહિનાનો સમય લાગે છે.

નવું મૉડેલ બજારમાં મૂકતાં પહેલાં ગ્રાહકની રુચિનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે, જે બજાર-સંશોધન (market research) તરીકે ઓળખાય છે. આ મૉડેલની માંગ કેટલી રહેશે તેનો અંદાજ પણ મૂકવામાં આવે છે. આ ઉપરથી કારખાનાના આયોજન-નિષ્ણાતો યોગ્ય મૉડેલ નક્કી કરે છે. મૉડેલની બહારનાં તેમજ અંદરનાં પરિમાણો (dimensions), કુલ વજન, વહનક્ષમતા (carrying capacity), યાંત્રિક શક્તિ (power), ઉપકરણોની આવશ્યકતા, ઉત્પાદનખર્ચ અને વેચાણકિંમત વગેરે બાબતો લક્ષમાં લેવાય છે. ઉત્પાદન-નિષ્ણાતો આ મૉડેલ અંગેનો હેવાલ વ્યવહારુ છે કે નહિ તેનો નિર્ણય કરે છે.

આમ મૉડેલ નક્કી થયા પછી તેની તથા તેમાંના વિવિધ ભાગોની અનેક આકૃતિઓ દોરવામાં આવે છે. તે ઉપરથી યોગ્ય આકારની પસંદગી કરીને તેનો પૂરા કદનો માટીનો આબેહૂબ નમૂનો તૈયાર કરાય છે, જેથી પસંદગી વધુ ચોકસાઈપૂર્વક કરી શકાય. અંદરની બેઠકોના આયોજન માટે લાકડાના નમૂના તૈયાર કરીને ગાદીઓ, સ્ટીઅરિંગ સ્તંભ વગેરે ગોઠવાય છે. આ માટે કાપડ, પ્લાસ્ટિક, રંગ વગેરે જે બજારના મૉડેલ માટે નક્કી કરાયેલ હોય તેનો જ ઉપયોગ કરાય છે. તેને માટે વિવિધ ક્ષેત્રોના નિષ્ણાતોની સલાહ લેવાય છે.

આકારનિષ્ણાતો (stylists) મૉડેલની ચકાસણી કરતા હોય છે. ડિઝાઇન ઇજનેરો મોટરગાડીના નિર્માણમાં વપરાતા આશરે 13,000થી 14,000 જેટલા ભાગોનું આયોજન કરતા હોય છે. આમાંના ઘણાખરા ભાગો પ્રમાણિત (standardised) હોય છે. આ બધાય ભાગો તેમના માટે નક્કી થયેલ સ્થાને બંધબેસતા થવા જોઈએ અને તેમને ભેગા કર્યા પછી તે ચોકસાઈપૂર્વક કાર્ય કરતા હોવા જોઈએ. આધુનિક સમયમાં ડિઝાઇન તથા વિવિધ પ્રયુક્તિઓ નક્કી કરવા માટે CAD (Computer Aided Design) અને CAM (Computer Aided Manufacturing)નો બહોળો ઉપયોગ કરાય છે. માર્ગોની સ્થિતિ, ખાડાટેકરાની સંખ્યા અને માપ, સપાટીની અનિયમિતતા વગેરે અંગેની માહિતી કમ્પ્યૂટરને પૂરી પાડવાથી યોગ્ય સસ્પેન્શનની ડિઝાઇન તે નક્કી કરી આપે છે. મૉડેલ બનાવ્યા પહેલાં પણ તેની કામગીરી અંગેની માહિતી કમ્પ્યૂટર મારફતે મેળવાય છે. દરેક ભાગ યોગ્ય મજબૂતાઈ, વજન, ટકાઉપણું ધરાવતો હોવો જોઈએ. તેને માટે વાપરવાની ધાતુ અંગે નિષ્ણાતોની સલાહ લેવાય છે.

ઇજનેરોનાં ડ્રૉઇંગ પતી ગયા પછી દરેક ભાગને પ્રથમ તબક્કાના રૂપે બનાવી અને ચકાસણી કરી યોગ્ય સુધારાવધારા કરાય છે. ઉત્પાદન-ઇજનેરો આ ભાગોને બનાવવા માટે ચાલુ સંયંત્રોમાં યોગ્ય સુધારાવધારા દાખલ કરીને મૉડેલ પ્રમાણે નમૂનાનું (prototype) વાહન તૈયાર કરે છે. પછી પ્રયોગશાળામાં, ચકાસણી માટેના રસ્તા ઉપર તથા ધોરી માર્ગ ઉપર ઘનિષ્ઠ ચકાસણી કરાય છે. વર્ષોના ઉપયોગથી થતા ઘસારાની અસર થોડા કલાકોમાં જ પેદા કરી શકાય તેવી પદ્ધતિઓ યોજવામાં આવેલી હોય છે. રસ્તા ઉપર વિવિધ ઝડપે દોડવાની, ઢાળ ચડવાની, ખરાબ રસ્તા પર દોડવાની, બ્રેક લગાડવાની વગેરે પ્રકારની કસોટીઓ થાય છે. ચકાસણી દરમિયાન મોટરગાડીને વર્ષે 1.6થી 3.2 કરોડ કિ.મીટર જેટલી દોડાવાય છે. નમૂનાની, બજારમાં મૂકવાની તથા હરીફ ઉત્પાદકની મોટરગાડીની આવી ચકાસણી કરાય છે. દરેક નમૂનાની વિવિધ આબોહવામાં પણ ચકાસણી કરવામાં આવે છે. આમ, મોટરગાડીના ટકાઉપણા (endurance) અને વિશ્વસનીયતા(reliability)ની પૂરી ચકાસણી થઈ જાય છે. આ ચકાસણીને અંતે નમૂનાની મોટરગાડીને ખોલી નાખીને તેના વિવિધ ભાગો ઉપર થયેલ ઘસારાની અસર તપાસાય છે. આ ઉપરથી નમૂનામાં યોગ્ય સુધારાવધારા કરીને છેવટનું મૉડેલ નક્કી કરાય છે.

નમૂનાની ચકાસણી દરમિયાન કયા ભાગો બજારમાંથી ખરીદવા અને કયા ભોગ પોતાના કારખાનામાં બનાવવા તે અંગે નિર્ણય લેવાય છે.

વિવિધ ભાગોના ઉત્પાદનમાં મુખ્ય ચાર પ્રકારનાં યાંત્રિક કાર્ય (operation) કરવામાં આવે છે. (i) ઢાળવાનું (casting) : દા.ત., એન્જિન બ્લૉક, સિલિન્ડર હેડ વગેરે.

(ii) સ્ટૅમ્પિંગ : ધાતુના પતરાને પ્રેસમાં દબાવીને યોગ્ય આકાર આપવો; દા.ત., મોટરગાડીનું બૉડી, બારણાં, છત વગેરે.

(iii) મશીનિંગ : આ ક્રિયામાં દાગીનાને મશીન ટૂલ જેવાં કે લેથ, ડ્રિલ, પ્લેનર, ગ્રાઉન્ડર વગેરે પર છોલવામાં આવે છે. તેથી દાગીનાનું જરૂરી માપ મળે છે; દા.ત.,  ક્રૅન્કશાફ્ટ, પિસ્ટન, પિનો વગેરે.

(iv) સમુચ્ચયન (assembling) : બધા ભાગો બની જાય પછી તેનું જોડાણ. કેટલાક ભાગોનું આંશિક સમુચ્ચયન કરીને મોટરગાડીના વિવિધ એકમો  સંરચનાકીય અને યાંત્રિક ઉપતંત્રો કે ઉપપ્રણાલીઓ (systems) તૈયાર કરાય છે. છેવટે આ એકમોને જોડીને સંપૂર્ણ મોટરગાડી તૈયાર કરાય છે. આ માટે જથ્થાબંધ ઉત્પાદન(mass production)ની પદ્ધતિ ઉપયોગમાં લેવાય છે.

ચકાસણી : દરેક મોટર/ટ્રક/સ્કૂટરનું સમુચ્ચયન થયા પછી તેનું ટેસ્ટિંગ કરાય છે.

મોટરગાડીનાં મુખ્ય એકમો નીચે પ્રમાણે છે :

1. બૉડી : તે પતરાનું હોય છે અને તે બે કે ચાર બારણાંની સગવડવાળું કે સ્ટેશનવેગન પ્રકારનું હોય છે. તેને રંગીને તૈયાર કરીને ચેસીસ ઉપર જોડાય છે.

2. ચેસીસ : મોટરગાડીની ફ્રેમ, શક્તિતંત્ર, પૈડાં, નિલંબન (suspension), સ્ટીઅરિંગ અને બ્રેકતંત્ર મળીને ચેસીસ થાય છે.

3. એન્જિન : તે મોટરગાડીને શક્તિ પૂરી પાડે છે તે આગળના કે પાછળના ભાગે બેસાડાય છે.

4. શીતલન તંત્ર : એન્જિનમાં ઇંધન બળતાં લગભગ 1650⁰ સે.થી 2200⁰ સે. જેટલું તાપમાન પેદા થાય છે અને નિષ્કાસ વાયુનું તાપમાન પણ 815⁰ સે. જેટલું હોય છે. આથી એન્જિનને ઠંડું પાડવું જરૂરી બને છે. તે માટે ખાસ વ્યવસ્થા ગોઠવાય છે.

5. વિદ્યુતતંત્ર : આધુનિક મોટરગાડીઓમાં પ્રબળ વિદ્યુતતંત્ર હોય છે. તેની મદદથી એન્જિન ચાલુ કરાય છે. રેડિયો, ટેપરેકૉર્ડર, પવનરક્ષક(windshield)નું વાઇપર, પંખા, એરકન્ડિશનર વગેરે માટે પણ વિદ્યુત જરૂરી છે. આ માટે સતત ભરણ (charge) કરાતા સંગ્રાહક કોષો વપરાય છે.

6. શક્તિસંચરણ (power transmission) તંત્ર : આમાં ક્લચ, સંચરણ ગીઅર્સ, ડ્રાઇવરશાફ્ટ અને એક્સલ ગીઅર્સ આવે છે. પિસ્ટન એન્જિન તેની નિમ્ન ઝડપે ઉપયોગી ધૂર્ણન (torque) પેદા કરી શકતું નથી. તેથી આ તંત્ર જરૂરી છે. એન્જિનને સીધું જ પૈડાં સાથે જોડાય તો મોટરગાડીને ચાલુ કરવા માટે ધૂર્ણન તે પેદા ન કરી શકતું હોઈ મોટરગાડી ચાલુ થઈ શકતી નથી.

7. નિલંબનતંત્ર : આ તંત્રની મદદથી મોટરગાડીનાં ચારે પૈડાં રસ્તા ઉપર ચપોચપ રાખી શકાય છે અને યાત્રીઓને રસ્તાને કારણે થતા આંચકાથી મુક્ત રાખી શકાય છે.

8. સ્ટીઅરિંગતંત્ર : બધી જ આધુનિક મોટરગાડીઓમાં સ્ટીઅરિંગ આગળનાં બે પૈડાંને ભ્રમણ કરાવીને (swivelling) વાળવામાં આવે છે.

9. પૈડાં અને ટાયર : હવા ભરેલ ટાયરનો ઉપયોગ મોટરગાડીઓ માટે ઘણો અગત્યનો છે. ટાયરની ડિઝાઇનમાં ઘણો સુધારો થયો હોઈ મોટરગાડી ચલાવવાનું વધુ સરળ થયું છે અને તેમાંની મુસાફરી આરામદાયક અને સલામત બની છે.

આ મુખ્ય તંત્ર ઉપરાંત સલામતી, આરામ તથા મોટરગાડીના નિયમનમાં વધુ સરળતા થાય તે માટે નાનીમોટી ઘણી વસ્તુઓ ઉમેરાય છે. આમાં અંદર બેસી જતો સ્ટીઅરિંગ સ્તંભ, અંદરના બૂઠા ડટ્ટા (knobs), ચેતવણીનો ખ્યાલ આપતા ફ્લેશર્સ, ખભા તથા બેઠકના પટ્ટા, ઊર્જા શોષતી ફ્રેમ, વગેરેથી અકસ્માત વખતે મૃત્યુ તથા ઈજાનું પ્રમાણ ઘટ્યું છે. વળી શક્તિચાલિત (power-driven) ઉપસાધનો(accessories)નો ઉપયોગ વધી રહ્યો છે. બ્રેક, સ્ટીઅરિંગ, બેઠકો, બારણાં, છત વગેરેનું સંચાલન આ રીતે કરાય છે.

10. બ્રેકતંત્ર : ડ્રમ અને ડિસ્ક એ બે પ્રકારની બ્રેકો વપરાય છે. વધતી ઝડપના યુગમાં બ્રેકતંત્ર ઘણું અગત્યનું છે.

11. ઉપકરણયુક્ત પેનલ : મોટરગાડીની ઝડપ, ઇંધનનો જથ્થો, વિદ્યુતનો પુરવઠો, પાણીનું તાપમાન વગેરેની પરિસ્થિતિની સતત જાણકારી માટે આ જરૂરી છે.

આ બધાં જ તંત્રો સુમેળથી કાર્ય કરે તે રીતની ગોઠવણી હોય છે.

ઑટોમોબાઇલ ક્ષેત્રમાં આવતાં વાહનોમાં ખાસ કરીને મોટરગાડી અને મોટરસાઇકલની કુલ સંખ્યા તેમજ મૉડેલોની સંખ્યામાં વીસમી સદીના ઉત્તરાર્ધથી ખૂબ વધારો થતો રહ્યો છે. આ કારણસર ઑટોમોબાઇલ ઇજનેરી તેમજ ઑટોમોબાઇલ ઉદ્યોગનું મહત્વ સતત વધતું રહ્યું છે. મોટરવાહન-ચાલકની સલામતી વધે તેમજ આ વાહન દ્વારા હવાનું પ્રદૂષણ ઓછામાં ઓછું થાય તે બાબતો પર ખૂબ ધ્યાન આપવામાં આવે છે. ઑટોમોબાઇલ ઇજનેરી માટે આ પડકાર છે. આ ઇજનેરીમાં સૌથી વધુ સંશોધન પણ આ બે ક્ષેત્રોમાં થઈ રહ્યું છે.

ઑટોમોબાઇલ ઇજનેરી દ્વારા ઉત્પાદન કરવામાં આવતા દ્વિચક્રી તથા ચાર ચક્રી વાહન (ઑટોમોબાઇલ અથવા કાર/ગાડી, મોટરબાઇક) અન્ય પૂરક ઇજનેરી વિજ્ઞાન જેવાં  ઉત્પાદનને લગતા, ડિઝાઇનને લગતા અને યંત્ર અને તેની રચનાને લગતા વિજ્ઞાનની  મદદથી અદ્યતન અને અસરકારક ખર્ચમાં બની શકે છે.

સલામતી અંગેની ઇજનેરી – નવા મૉડલની કારને અલગ ટ્રૅક પર પૂરઝડપે દોડાવી અથડાવવાની પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. (crash test) આ ચકાસણી દરમિયાન સીટ બૅલ્ટ અને ઍરબૅગ જે વાહનચાલકની સલામતી માટે મૂકેલાં છે તેનું પણ પરીક્ષણ થાય છે અને વાહનચાલક (ડમી સ્વરૂપમાં) હોય તેની પર ઇમ્પેક્ટ(Impact)ની શું અસર થાય છે તેનું કમ્પ્યૂટર તથા crash testમાં પરીક્ષણ થાય છે.

ઈંધણની કાર્યક્ષમતા/ઉત્સર્જન – ઈંધણની કાર્યક્ષમતાનું માપ એક લિટર ઈંધણથી વાહન કેટલા કિલોમીટર ચાલ્યું તે દ્વારા થાય છે. વાહનોની સંખ્યામાં ઉત્તરોત્તર ખૂબ વધારો થઈ રહ્યો છે. હાલનાં મોટાભાગનાં વાહનો અશ્મિભૂત ઇંધન (Fossil fuel) દ્વારા ચાલતાં હોવાથી, ઉત્સર્જનમાં હાઇડ્રોકાર્બન, નાઇટ્રોજન ઑક્સાઇડ, કાર્બન મૉનોક્સાઇડ, કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ વગેરે વાયુ, વાતાવરણને પ્રદૂષિત કરે છે. આ વાયુનું ઉત્સર્જન ઓછું થાય તે માટેના કાયદાઓ અમલમાં આવ્યા છે. આથી અત્યારે ઉત્સર્જનથી થતું પ્રદૂષણ ઓછું કરવાની પ્રક્રિયા પ્રત્યે સઘળા કાર, મોટરબાઇક ઉત્પાદકો સજાગ છે.

વાહનોમાં ઇલેક્ટ્રૉનિક નિયંત્રણ : હાલમાં સલામતી અને ઈંધણની કાર્યક્ષમતાનાં કાયદાકીય ધોરણોને જાળવી રાખવા, આધુનિક કાર/ગાડીમાં ઇલેક્ટ્રૉનિક નિયંત્રણની જરૂરિયાત અને અગત્ય મહદ્અંશે વધી છે.

ગુણવત્તા સંચાલન : વિશ્વમાં 8.5થી 9.00 કરોડ વાહનોનું ઉત્પાદન થઈ રહ્યું છે. આટલી મોટી સંખ્યામાં બનતાં વાહનોની ચાલક માટે સલામતી જળવાય, ઘરાકની અપેક્ષાઓને સંતોષ આપી શકાય અને પ્રદૂષણ તેમજ ઈંધણની કાર્યક્ષમતાના નીતિનિયમોનું વાહનની સજીવતા સુધી પાલન થાય તેટલા માટે સમાન ગુણવત્તા આવશ્યક છે. આ માટે ગુણવત્તાનાં પ્રમાણોનું આયોજન કરવામાં આવ્યું છે. આ પ્રમાણને IATF એટલે કે International Automotive Task Force તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. હાલના તમામ પ્રચલિત વાહન-ઉત્પાદકો આ પ્રમાણને સ્વીકારી તે પ્રમાણે જ ગુણવત્તા જાળવે છે.

જયંતિલાલ જટાશંકર ત્રિવેદી

પ્રકાશ ભગવતી