طرح توجیهی تولید گیربکس خودرو

گیربکس یا جعبه دنده Gear box قسمتی از سیستم انتقال قدرت در یک خودرو است. این مجموعـه کـه متشکل از تعدادی چرخ دنده در اندازه های مختلف است در حد واسط موتـور و سیـستم، انتقـال قـدرت بـه چرخهای خودرو قرار گرفته و نقش اعمال تغییرات در سرعت و قدرت انتقالی از موتور به چرخها را برعهده دارد.

سیستم انتقال قدرت یا گیربکس در خودرو ها به دو صورت انتقال به چرخهای جلو یا عقب طراحی و اجرا مـیشـود که امروزه بخش عمده و شاید قریب به اتفاق خودروهای سواری از نوع انتقال قدرت به چرخهای جلو ( این حالت دیفرانسیل جلو نیز نامیده می شود ) و در خودروهای نیمه سنگین و سنگین انتقال قدرت به چرخهـای عقب انجام میگیرد.

در هر صورت مکانیزم و قطعات گیـربکس در دو حالـت انتقـال قـدرت انـدکی بـا هـم متفاوت است که در اینجا هدف بررسی گیربکس های خودرو سواری می باشد و لـذا مطالعـات و بررسـی هـا صرفاً در خصوص جعبه دنده هایی صورت خواهد گرفت که در مکانیزم انتقال قدرت به چرخهای جلو اتومبیل مورد استفاده قرار میگیرد.

مکانیزم کار موتورهای خودرو، به صورت احتراقی است و این امر درخودروهای سواری که از بنـزین یـا گاز به عنوان سوخت استفاده مینمایند، به صورت اجتناب ناپذیر سرعتی بین 1000 تا 10000 دور دقیقـه در موتور ایجاد میگردد، بدیهی است که انتقال این سرعت به چرخها نه تنها به دلیل بـالا بـودن سـرعت امکـان ناپذیر است.

بلکه قدرت آن نیز در سطحی نیست که بتواند یک خـودرو را از حالـت سـکون و بـه صـورت مطلوب به حرکت درآورده و به سرعت مورد نظر راننده برساند. لذا برای حل این مشکل گیـربکس هـا مـورد استفاده قرار میگیرد. یک گیربکس متشکل از تعدادی چرخ دنده است که معمولاً به شش حالت قابـل تنظـیم میباشد (پنج دنده به جلو و یک دنده به عقب) و در هر حالت دو چرخ دنده بـا یکـدیگر درگیـر مـیگـردد.

چرخ دنده اول به عنوان محرک (متصل به موتور) چرخ دنده دوم به عنوان متحرک (متصل به سیـستم انتقـال حرکت به چرخها) عمل می نماید و بدین ترتیب با انتخاب چرخ دنده های متفاوت، سرعت و قدرت متفاوت نیز از یک موتور قابل استحصال خواهد بود که این وضعیت مورد نیاز یک خودرو در حالت مختلف حرکتـی آن می باشد.

با عنایت بر مطالب ذکر شده، می توان گفت که گیـربکس هـا بـه عنـوان یکـی از مجموعـه هـای خودرو محسوب میگردند که توسط مجموعه سازان تولید و در اختیار خودروساز برای مونتاژ و تحویـل بـه بازار خودرو قرار میدهند. نکته قابل ذکر و مهم در مورد گیربکس خودروها، منحصر به فرد بودن آنها می باشـد بـه طـوری کـه هـر گیربکس تنها برای یک خودروی خاص طراحی و ساخته شده و برای خودروی دیگر بلااستفاده اسـت

کد ISIC

مطابق طبقه بندی وزارت صنایع و معادن، گیربکس (جعبه دنده خودرو) دارای کد آیسیک به شرح زیر می باشند.

نام محصول	کد آیسیک
جعبه دنده خودرو – تعویض دنده دستی	34301331
جعبه دنده خودرو – تعویض دنده اتوماتیک	34301212

شماره تعرفه گمرکی

با مراجعه به کتاب مقـررات صـادرات و واردات وزارت بازرگـانی شـماره تعرفـه 87084010 بـرای گیربکس خودروهای سواری استخراج شده است.

شرایط واردات گیربکس خودرو

با مراجعه به کتاب مقررات صادرات و واردات وزارت بازرگانی، نتیجه گیری شده اسـت کـه محـدودیت خاصی برای واردات قطعات مورد مطالعه وجود ندارد. لذا با پرداخت حقوق گمرکی که به میزان 25 درصد است ، امکان واردات وجود خواهد داشت.

همانطوریکه ذکر شد مطابق مقـررات منتـشر شـده از سـوی وزارت بازرگـانی، هیچگونـه محـدودیت قـانونی بـرای واردسازی قطعات و مجموعه های خودرو وجود ندارد، لیکن لازم است در این خصوص به مـورد بـسیار مهـم زیـر توجه شود.

الف_ بازار قطعات و مجموعه های خودرو درکشورمان بـه سـه گـروه  OEM – OES و AM تقسیم میگردد. می توان عنوان کرد که عملا” امکـان واردات و فـروش قطعـات در بـازار OEM و OES تنها برای شرکتهای خودرو ساز قابل انجام بوده ولی در بازار AM واحدهای مختلـف امکـان واردسازی و فروش قطعات منفصله خودرو را دارا هستند.

ب_ محصولات مورد مطالعه در گروه قطعات کند مصرف خودرو طبقه بندی میگردند، لـذا مـصرف آن در بازار خدمات پس از فروش بسیار پایین تر از بازار خودروسازان است بطوریکه بخش قریب به اتفاق ایـن محصولات در بازار OEM مصرف می شود و از اینرو میزان واردات نیز در سطح پائین خواهد بود.

ج_ با توجه به مطالب ذکر شده ، قابل نتیجه گیری است که علیرغم نبود محدودیت برای واردات، عمـلاً واردات این محصولات ( توسط غیر از خودرو سازان) امکانناپذیر و یا در سطح بسیار پایین اتفاق میافتد.

د_ پیشتر نیز اشاره گردید که در هر خودرو گیربکس مخصوص به آن دارای کاربرد است. از اینرو لازم است به تعداد تنوع خودروهای تولید کشور ، گیربکس مخصوص آن نیز تـامین گـردد. لـیکن بـا توجـه بـر مطالب زیر در مورد برخی خودروها ، تولید داخل گیربکس آن امکان ناپذیر است:

• بخشی از خودروهای تولید کشور در کلاس های بالاتر قرار دارند و لذا با توجه بر کیفیت، دقـت و کارائی لازم گیربکس آن خودروها ، از نظر تکنولوژیکی امکان ساخت داخل این نوع گیـربکس ها هنوز در کشور وجود ندارد.
• بخشی از خودروهای تولیدی کشور از تعداد تولید پائینی برخـوردار هـستند و لـذا تولیـد داخـل گیربکس آنان از نظر اقتصادی توجیه ناپذیر می باشد.

لذا با توجه به مطالب ذکر شده ، قابل نتیجه گیری است که برای بخـشی از خودروهـای تولیـدی کـشور ، بصورت اجتناب ناپذیر لازم است گیربکس آنان از خارج کشور وارد گردد که این امر مطابق مطالب ذکر شده قبلی ، توسط خود خودرو ساز انجام می گیرد و سایر شرکت ها ( به جز در بازار AM) نقشی در واردات آن ندارند.

بررسی و ارائه استاندارد ( ملی یا بین المللی)

محصول مورد مطالعه، گیربکس خودروهای سواری است .این مجموعـه خـود بـه عنـوان یـک محـصول واسطه در تولید یا تعمیرات خودرو ها مورد استفاده داشته و در خودروهای مختلـف از مشخـصات متفـاوتی برخوردار می باشند. از اینرو ماهیت این قطعات طوری است که نمیتوان استاندارد خاصی را برای آن تعیین کرد و لذا هیچگونه استاندارد ملی یا بین المللی برای این قطعات وجود ندارد.

ولی باید گفـت کـه تولیـد ایـن مجموعه تحت مشخصات فنی ارائه شده از طرف خودرو سازان صورت میگیرد که به نوعی نیـز مـیتـوانیم مشخصات فوق را به عنوان الزامات و استانداردهای مورد نیاز در تولید تلقی نماییم.

مشخصات فنی قطعات و مجموعه در قالب نقشه فنی، برگ آنالیز مواد اولیه مصرفی و برگ مشخصات مکانیکی و متالوژیکی از طـرف هر خودرو ساز تهیه و ارائه میگردد که رعایت تک تک آنها از طرف سازندگان امری اجتناب ناپذیر است.

همچنین لازم به ذکر است که هر شرکت خودرو ساز استاندارد و الزامات فنی مخصوص بـه خـود را دارا است که در قالب آن گیربکس مربوط به خودروی مورد نظر را طراحی می نماید . و لذا سـازندگان گیـربکس لازم است محصول تولیدی خود را به تائید خودرو ساز برسانند.

موارد مصرف و کاربرد محصولات

محصول تولیدی طرح ، گیربکس خودرو است و لذا کاملا واضح است که مـورد مـصرف و کـاربرد ایـن محصولات در خودروسازی است و براحتی می توان گفت که هر اتومبیل بدون استثناء از این مجموعـه هـا استفاده می کنند ، لیکن مشخصات فنی آنها به نسبت نوع خودروها متفاوت است.

بررسی کالاهای جایگزین

ماهیت طرح حاضر، قطعه سازی (مجموعه سازی) است و در صنعت قطعه سازی نیـز تولیـد براسـاس مستندات فنی، نقشه، روش تولید و دستورالعمل های آن صورت میگیرد و لذا خارج از فرایند فوق، نمیتـوان قطعه ای را تولید و عرضه کرد. از طرف دیگر هر قطعه در جایگاه خود دارای کاربرد است. بـه طـوری کـه در عوض یک قطعه، هیچ نوع قطعه دیگری را نمیتوان استفاده کرد.

از اینرو در مجموع میتوان گفت کـه بـرای محصولات تولیدی طرح، هیچگونه کالای جایگزین وجود ندارد. البته واردات همین قطعات یا قطعات تولیـد شده توسط دیگر واحدهای صنعتی وجود دارند که از موارد فوق نیز به عنوان محصولات رقیب می توان یـاد کرد نه محصولات جایگزین.

اهمیت استراتژیکی کالا در دنیای امروز

قطعه سازی یکی از صنایع مادر و اساسی در هر کشور به شمار می آید این قطعات خود به عنوان کـالای واسطه ای در تولید انواع خودرو یا بازار خدمات پس از فروش آن مورد استفاده دارند. از اینرو توسعه صـنعت قطعه سازی به مفهوم توسعه صنعت خودروسازی کشور است و لذا مجموعه قطعه سازی را میتوان به عنوان یکی از محورهای توسعه کشورها تلقی کرد.

در حـال حاضـر ده هـا واحـد صـنعتی مـشابه طـرح حاضـر در کشورمان مشغول قطعه سازی برای خودرو میباشند. بنـابراین در مجمـوع ملاحظـه مـیگـردد کـه گیربکس خودرو به عنوان زیرساختهای صنعت کشور به شمار میآینـد و از درجـه اهمیـت بـالایی برخـوردار می باشند.

شرایط صادرات

از نقطه نظر مقررات وزارت بازرگانی، بـرای صـادرات محـصولات تولیـدی طـرح هیچگونـه شـرایط و محدودیتی وجود ندارد. لـیکن از آنجـایی کـه ایـن محـصولات، یـک کـالای صـنعتی و مهندسـی محـسوب میگردند، از اینرو ورود به بازارهای جهانی مستلزم برخورداری تولیدکننده از شرایطی می باشد که در جـدول زیر به شرایط فوق اشاره شده است:

معرفی شرایط موردنیاز برای صادرات محصولات طرح
ردیف	شرایط لازم	شرح
1	برخورداری از مزیت رقابتی به لحاظ قیمت	یکی از معیارهای مهم در صادرات قطعـات خـودرو ، قیمـتهـای رقـابتی جهـانی میباشد که این مورد نیز به شرایط اقتصاد کـلان کـشور در مقایـسه بـا کـشورهای مقصد صادرات باز می گردد.  از جمله این شرایط میتوان به نرخ ارز، نرخ بهره، قیمت مواد اولیه، نرخ تورم و موارد مشابه اشاره کرد که با توجه به متغیر بودن عوامل فوق، لازم است توجیه پذیری اقتصادی صادرات در زمان واقعی صادرات و کشور های مقصد مورد تحلیل قرار گیرد
2	برخورداری از مزیت رقابتی به لحاظ کیفیت	قطعات خودرو ، بخصوص سیستم گیربکس از سری قطعات حساس به کیفیت میباشند. از این رو برای ورود به بازار جهانی لازم است از کیفیت رقابتی جهانی برخوردار بود.
3	برخورداری از توان فنی و مهندسی مناسب	توان مهندسی در طراحی قطعات ، انجام فرایند مهندسی معکوس ، قابلیت تولید با کیفیت مورد انتظار و رعایت کلیه الزامات مورد نیاز خریدار و … از مواردی است که برخورداری تولید کننده از توان فنی و مهندسی لازم اجتناب ناپذیر می سازد.
4	رخورداری از توان مالی مناسب	دوره وصول مطالبات در صادرات عموما بالا است از اینرو لازم است صادر کننده از توان مالی مناسب برخوردار باشد .
5	آشنایی کامل با امور تجارت جهانی	فعالیت در بازار های جهانی مستلزم آگاهی کامل صادر کننده از مقررات و الزامات تجارت جهانی می باشد.
6	برخورداری از برند معتبر در سطح جهانی	یکی از موارد بسیار مهم در تولید و صادرات گیربکس در بازارهای جهانی ،برخورداری تولید کننده از برند معتبر می باشد . در بازار امروز برندهای ZF آلمان ، MAN آلمان ، EATON آمریکا ، EURORICAMBI ITALY/ TAS  ITALY ، برندهای معتبر جهان می باشند . لذا در مورد گیربکس به نظر می رسد که تولیدکننده لازم است با یک شرکت صاحب نام جهانی مشارکت (Venture Joint ) ایجاد نماید.

بررسی سطح تکنولوژی تولید در واحدهای فعال

تکنولوژی تولید گیربکس خودرو را می توان تقریبا در مورد کلیه واحدهای فعال تولید کننده کشور یکسان بـوده و تفاوت خاصی بین تکنولوژیها وجود ندارد. لیکن آنچه که سبب تولید محصول با کیفیـت هـای مختلـف می گردد ، شامل موارد زیر می تواند عنوان گردد:

• توان مهندسی واحد تولیدی در انتخاب مواد
• دقت عمل و کیفیت ماشینکاری ها و استفاده از ماشین آلات مخصوص
• توان مهندسی در طراحی دقیق چرخ دنده ها ، محورها و کلیه قطعات متشکله گیربکس
• توان مهندسی در طراحی مونتاژ گیربکس
• اجرای دقیق سیکل عملیات حرارتی
• کسب تائیدیه فنی خودروساز اصلی ( مانند پژو فرانسه )

بنابراین در مجموع می توان گفت که توان مهندسی ، نوع ، کیفیت و دقـت ماشـین آلات مـورد اسـتفاده عامل اصلی در تولید محصولات مرغوب و انطباق آن با اسـتانداردهای مـورد نظـر خودروسـاز مـی باشـد و معمولا تولید کنندگان سعی می کنند با خرید دانش فنی از شرکت های معتبر خـارجی و یـا ایجـاد همکـاری های فنی با آنان ، از تجارب ایشان در این امر استفاده نمایند.

شرکت های ZF آلمان ،MAN آلمان ، EATON آمریکا ، EURORICAMBI ایتالیـا ، پـژو فرانـسه و KIA کره جنوبی از جمله شرکت هایی هستند که دارای همکارهای فنی و یا حتی مشارکت بـا شـرکت هـای داخلی می باشند.

روش تولید گیربکس خودرو های سواری

یک جعبه دنده خودرو ، متشکل از قطعات اصلی زیر میباشد:

• چرخ دنده ها
• بدنه گیربکس
• شفت ها
• بوش ها
• ماهک ها
• کشویی
• روغن گیربکس
• پیچ و مهره ها

روش و تکنولوژی تولید هر کدام از قطعات فوق در ادامه شرح داده شده است:

چرخ دنده ها

دقت و سرعت چرخ دنده های گیربکس معمولاً بالا است و این در حـالی اسـت کـه در خـودرو سـواری صدای درگیر شدن و گردش چرخ دنده ها نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. (ایـن صـدا بایـد در حـداقل مقدار خود باشد) لذا در تولید آن لازم است دقت لازم به عمل آید.

برای این منظور ماشـین هـای مخـصوص چرخدنده زنی در بازار وجود دارد که این ماشینها دارای ورودی بلانک چرخ دنده (میلگرد فولادی در اندازه خام چرخ دنده) بوده و خروجی آن نیز چرخ دنده تراشیده و آماده میباشد و لذا کلیه عملیات پیشانی تـراش، دنده زنی، جاخارزنی، سوراخ کاری و سایزینگ به صورت اتوماتیک انجام میگیرد.

این ماشینها دارای کنترل CNC می باشند. در پایان عملیات چرخ دنده زنی، به منظور ایجاد صافی سطح قابل قبول، چرخ دنده تولید شده بـه وسـیله ماشین مخصوص هاب و سنگ زنی می گردد. عملیات سنگ زنی کاملاً اتوماتیک است.

بدنه گیربکس

بدنه گیربکس محفظه گیربکس است که کلیه دنده ها، شفتها، ماهک و غیره را در خود جای میدهد. این محفظه در نهایت به وسیله روغن مخصوص گیربکس پر میگردد تا چرخ دندهها در روغن غوطه ور شـده و در آن کار نمایند.

جنس بدنه گیربکس خودرو آلیاژ زاماک میباشد که از طریق ریخته گری تحت فشار آلومینیوم تولیـد شده و پس از آن بدنه تولیدی ضمن تریم و ماشینکاری، سوراخکاری شده و آماده میگردد. عملیات حرارتی مختلف و سخت کاری چرخ دنده ها عملیـاتی هـستند کـه جهـت افـزایش اسـتحکام و سختی سطحی آنها مورد استفاده قرار می گیرد.

شفت ها

شفتها قطعاتی هستند که چرخ دندهها روی آن سوار شده و حرکت را به آنها منتقـل کـرده از طریـق آن حرکت به چرخ دنده یا عامل متحرک دیگر انتقال مییابد. شفتهـا معمـولاً تحـت بارهـای شـدید مکـانیکی میباشند و از اینرو برای تولید آنها ابتدا از طریق ماشـینکاری مـیگـردد، شـفت تولیـد سـپس بـرای افـزایش استحکام و سختی آن، عملیات حرارتی مناسب روی آن صورت میگیرد.

ماهکها و کشوی ها

این قطعات به منظور حرکت عرضی و انتقالی چرخ دنده و درگیر ساختن آن با چرخ دنده دیگر مورد استفاده قرار میگیرد. ماهکها و کشوئیها معمولاً شفت را حرکت انتقالی داده و در نتیجه  چرخ دنده متصل به آن نیز حرکت عرضی نموده و با چرخ دنده دیگر درگیر میگردد.

ماهکها و کشوئیها معمولاً دارای ابعاد کوچک بوده ولی لازم است بار مکانیکی بـالایی را تحمـل نمایـد. از اینرو روش تولید معمول آنها، فورج گرم است. پس از عملیات فورج ، ماشینکاری قـسمت هـای لازم قطعـه انجام میگیرد.

پیچ و مهره و روغن گیربکس

این قطعات، اقلام استاندارد و آمادی می باشند که معمولاً به صورت آماده از بـازار تهیـه شـده و در زمـان مونتاژ گیربکس مورد استفاده قرار میگیرد.

مقایسه روش تولید معمول کشورمان با دیگر کشورهای جهان

تکنولوژی و روش تولید گیربکس خودرو در سایر کشورها همان روشی است که در کشور ما انجام مـیگیـرد و تاکنون روش دیگری برای این کار در نقاط دیگر جهان معرفی نشده است. لیکن آنچه که در فرایند تولید ایـن قطعات این محصول دارای اهمیت است و حتی میتوان گفت که این عوامل کیفیت محـصول تولیـد شـده را تشکیل داده و در کشورهای صنعتی از درجه بالاتری برخوردار میباشد موارد ذیل هستند.

1. توان مهندسی واحد تولیدی در انتخاب مواد و آماده سازی آن
2. توان طراحی پایه و تفضیلی
3. توان مهندسی در اجرای فرایند مهندسی معکوس
4. توان مهندسی در انجام عملیات حرارتی
5. توان ، کیفیت و سطح تکنولوژیکی ماشین آلات مورد استفاده در تولید ، عملیات حرارتی و مونتاژ
6. دقت عمل کنترل کیفیت در جلوگیری از ورود قطعات نامرغوب به مجموعه قطعات آماده فروش
7. قابلیت رعایت کلیه استانداردها و الزامات تعیین شده خودروساز مادر

تعیین نقاط قوت و ضعف تکنولوژیهای مرسوم درفرایند تولید محصول

با توجه بر همسان بودن تکنولوژی مورد استفاده ، نقاط قوت و ضعف خاصی نیـز بـرای آن نمـی تـوان عنوان کرد و همانطوریکه ذکر گردید توان فنی و مهندسی واحد تولید کننده و همچنین دقت و کیفیت ماشین الات مورد استفاده اصلی ترین نقش را در تولید محصول مرغوب ایفاء می نماید.