Kenderaan pertama yang begerak dengan kuasa enjin telah direka oleh Nicolas-Joseph Cugnot dari Perancis pada tahun 1769. Ia adalah kenderaan beroda tiga yang digerakkan oleh kuasa stim menggunakan enjin salingan untuk memacu roda depan. Arang batu dibakar untuk menghasilkan haba yang berperanan memanaskan air di dalam dandang untuk menghasilkan wap bertekanan. Wap ini digunakan untuk menggerakkan omboh. Seterusnya,omboh akan memutarkan roda. Ini akan mendorong jentera itu bergerak ke hadapan pada kelajuan maksimum 5 km/j. Walaubagaimanapun, jentera ini menghadapi banyak masalah kerana dandang yang berat. Malah, enjim stim yang dipasang pada roda hadapan juga menyebabkan ia sukar dikendalikan.
Perkembangan seterusnya adalah pada tahun 1875, apabila Sigfried Marcus mencapai beberapa kejayaan dalam menggerakkan kenderaan empat roda di Kota Vienna, Austria. Namun demikian, kejayaan ini telah terhalang kerana bantahan polis terhadap bunyinya yang terlalu bising. Kemudian pada tahun 1884, Edward Butler, seorang jurutera Inggeris telah mereka bentuk sebuah basikal beroda tiga yang menggunakan enjin petrol.
Kejayaan yang paling penting dalam sejarah automobil adalah hasil kerja penyelidikan berasingan yang dijalankan oleh Gottfried Daimler dan Karl Benz di Jerman. Daimler telah berjaya mencipta enjin petrol berkelajuan tinggi pada tahun 1884 dan enjin tersebut telah dipasang pada sebuah basikal beroda empat pada tahun 1885. Pada tahun yang sama juga, Karl Benz telah membina model automobilnya yang pertama. Model tersebut mempunyai tiga roda dan diberi nama Patent Motorwagen. Kenderaan in berenjin petrol dengan sesaran 874 sentimeter padu (sp) dan menghasilkan kuasa 673 watt pada kelajuan enjn 400 pusingan per minit (ppm). Automobil ciptaan Daimler pula menggunakan enjin 469 sp yang menghasilkan kuasa 1100 watt dengan kelajuan enjin 700 ppm. Seterusnya, pada tahun 1889 Daimler telah memberikan lesen pengeluaran enjin ciptaannya kepada dua buah syarikat automotif Perancis, iaitu Peugeot dan Panhard-Lerassor.
Industri automobil terus berkembang maju apabila syarikat-syarikat utama mula mengeluarkan automobil dan komponennya. Misalnya, syarikat Michelin mula mengeluarkan tayar pada tahun 1894, manakala Renault mengeluarkan automobil pacuan aci yang pertama di dunia pada tahun 1898 (sebelum itu tali sawat digunakan untuk menghantar kuasa dari enjin ke roda). Syarikat Fiat pula memulakan pengeluaran automobil yang pertama di Itali pada tahun 1899.
Pengeluaran automobil secara besar besaran dipelopori oleh Henry Ford dengan mengasaskan syarikat Ford Motor ada tahun 1903. Ford telah memperkenalkan kaedah pemiawaian dalam pembuatan 'Model T' yang dilancarkan pada tahun 1908 dengan harga 850 dolar Amerika Syarikat. Sebanyak 1.5 juta buah 'Model T' yang hanya berwarna hitam telah dikeluarkan sehingga tahun 1927.
Di negara kita, projek automobil nasional telah mnjadi kenyataan dengan tertubuhnya Perusahaan Automobil Nasional Sendirian Berhad atau lebih dikenali sebagai PROTON, yang telah melancarkan model pertamanya iaitu Proton Saga pada tahun 1985 menggunakan enjin 1300 sp dan 1500 sp. Pada tahun 1997, dua buah syarikat automobil tempatan iaitu PROTON (Perusahaan Automobil Nasional) dan PERODUA (Perusahaan Automobil Kedua) telah berupaya mengeluarkan sebanyak 240 000 buah automobil setahun.
Automobil mempunyai pelbagai bentuk namun bagi tujuan ekonomi pembuatan, perbezaan bentuk dihadkan kepada panel badan yang dipasang kepada casis yang serupa. Terdapat lima jenis reka bentuk badan utama.Sedan adalah bentuk yang bercirikan empat pintu dan mempunyai but belakang yang rata dan ia paling meluas digunakan. Bentuk 'coupe' adalah berdasarkan sedan, tetapi bercirikan dua pintu dan ia amat diminati oleh golongan muda. Wagon pula adalah bentuk sedan yang dipanjangkan supaya mempunyai tingkap dan pintu ke lima di belakang. Wagon amat popular sebagai kenderaan keluarga dan bagi kegunaan perniagaan kerana keluasannya. Bentuk 'hatchback' atupun dikenali juga sebagai 'aeroback' adalah saloon yang diubah suai supaya tingkap belakang terus bersambung dan membentuk unit bersepadu dan tudung but.
Syarikat Ford Motor telah berjaya menguasai prinsip pembuatan seara besar besaran. Prinsip tersebut diasaskan daripada beberapa kemajuan dan teknologi pembuatan. Pertama, pemiawaian komponen iaitu semua komponen perlu mengikut satu ukuran tetap dan boleh dipasang pada komponen yang lain. Maksudnya, mesin yang khusus perlu digunakan untuk mengeluarkan komonen tersebut. Kedua, aliran bahan yang berterussan iaitu memerlukan peralatan pengangkutan di dalam kilang. Ketiga, pengkhususan kerja bagi seseorang pekerja iaitu melakukan kerja yang sangat khusus dan berulang-ulang. Oleh itu, mereka tidak memerlukan keahiran yang tinggi. Keempat, menghapuskan gerak kerja yang tidak diperlukan menerusi kajian kerja yang teliti. Berdasarkan kepada empat prinsip utama ini, Ford Motor telah berjaya meningkatkan kadar pengeluaran daripada sebuah enjin sehari bagi setiap orang pekerja kepada 52 buah enjin sehari bagi setiap pekerja.
Pembuatan kereta melibatkan banyak kerja pemasangan. Bahagian badan kereta diperbuat daripada kepingan keluli yang dipotong dan kemudian dibentuk menggunakan penekan hidraulik. Plat ini akan dikimpal membentuk panel dan kerangka utama yang seterusnya disambungkan menggunakan engsel bagi bahagian yang boleh dibuka. Selepas itu, badan kereta akan dicat. Enjin dan sistem transmisi yang dihasilkan daripada pelbagai proses pembuatan seperti tuangan, tempaan, dan pemesinan kemudiannya akan dipasang kepada kerangka. Ini diikuti dengan pemasangan komponen lain seperti tayar, cermin, tempat duduk,dan beratus-ratus komponen kecil. Setelah kerja-kerja pemasangan tersebut siap, kereta diuji pula daripada segi kuasa keluaran enjin, brek, lampu dan ciri-ciri lain sehinggalah ia diluluskan oleh Jabatan Kualiti dan siap untuk dijual.
Dimensi dan bentuk automobil ditentukan oleh bahagian badan yang berfungsi memperuntukkan ruang bagi penumpang, enjin dan sistem transmisi, serta ruang gerakan tayar. Bentuk badan automobil mempengaruhi penglihatan pemandu, keselesaan, ruang enjin dan juga aspek-aspek aerodinamik. Struktur badan automobil biasanya terdiri daripada casisyang diperbuat daripada kimpalan kepingan kelulidan berasaskannya panel badan akan dikimpal kepadanya. Struktur badan mestilah memberikan kekukuhan yang menghalang daripada lenturan yang berlebihan, getaran yang rendah, integriti, menyeraap tenaga yang banyak ketika berlaku perlanggaran, dan mudah diperbaiki. Bahan yang digunakan untuk badan ialah kepingan keluli berketebalan 0.6 -1.0 mm. Penggunaan keluli aloi rendah berkekuatan tinggi membolehkan panel badan yang lebih nipis dan rinagn dihasilkan. Aluminium juga digunakan untuk sesetengah komponen badan seperti penutup bahagian depan. Walau bagiamanapun, modulus keanjalan aluminium adalah kurang daripada kluli dan harganya yang lebih mahal menyebabkan ia jarang digunakan. Sesetengah panel badan diperbuat daripada plastik bertetulang fiber (FRP) yang mudah dibentuk dan diwarnakan serta lebih ringan. Penggunaan fibr karbon bagi polimer sangat sesuai untuk jumlah pengeluaran kereta yang kecil seperti kereta lumba. Badan kereta yang diperbuat daripada keluli dilindungi daripada kakisan dengan lapisan zink galvani diikuti enam lapisan cat bermula dengan lapisan asas sehingga salutan varnis.
Enjin membekalkan kuasa mekanik untuk menggerakkan kereta dan juga menjalankan fungsi sampingan seperti penyaman udara. Terdapat dua jenis enjin pembakaran dalam yang biasa digunakan,iaitu enjin petrol dan enjin diesel. Automobil elektrik menggunakan tenaga daripada bateeriataupun sel suria bagi membolehkan elektrik untuk menjalankan motor yang menggerakkan roda.
Kuasa yang dihasilkan oleh enjin akan disalurkan menerusi aci engkol dan digandingkan kepada kotak gear untuk membolehkan penyesuaian kelajuan dan kilas enjin kepada keperluan gerakan kenderaan. Kelajuan putaran enjin adalah lebih tinggi daripada kelajuan putaran roda. Kelajuan enjin diturunkan menggunakan kotak gear. Unit cekam digunakan untuk menjamin gandingan yang lancar antara enjin dengan kotak gear. Transmisi automatik membolehkan fungsi penggandingan dan transmisi dikawal sepenuhnya oleh komputer. Kuasa keluaran dari kotak gear dihantar menerusi aci pacuan yang disambungkan terus kepada roda untuk menggerakkan kenderaan. Bagi kenderaan pacuan depan,aci pacuan dipasang terus kepada roda hadapan. Kenderaan pacuan belakang pula menggunakan aci pacuan yang disambungkan kepada gear kebezaan. Ini membolehkan roda kiri dan roda kanan yang berada pada gandar yang sama berputar dengan kelajuan yang berbeza dan mengedarkan daya pacuan seragam.
Ampaian berfungsi mengurangkan gegaran dari sampai kepada penumpang dan enjin akibat jalan yang tidak rata. Ini akan memberikan keselesaan pemanduan dan ia merupakan ciri-ciri keselamatan kerana tayar dipastikan sentiasa mencengkam permukaan jalan. Keselesaan pemanduan dipengaruhi oleh gerakan badan automobil, sementara cengkaman tayar dipengaruhi oleh gerakan gandar. Sistem yang biasa digunakan untuk ampaian ialah sistem pegas-peredam.
Terdapat pelbagai jenis pegas yang boleh digunakan tetapi pegas keping dan pegas gelung adalah yang paling banyak didapati. Pegas keping terdiri daripada satu lapisan keluli atau lebih, yang memperoleh keanjalan daripada lenturannya. Pegas gelung pula terdiri daripada rod keluli yang dibengkokkan kepada bentuk heliks. Pegas gelung paling popular kerana peredam boleh dimasukkan ke dalam gelung, manakala ruang yang diperlukan adalah kecil berbanding pegas keping. Peredam berfungsi menyerap tenaga yang dihantar dan mematikan ayunan yang terjadi. Ia dibina dalam bentuk teleskop dan terdiri daripada omboh direndam di dalam minyak. Apabila berlaku pergerakan, omboh akan memaksa minyak mengalir menerusi lubang halus. Tenaga yang banyak diperlukan untuk memaksa aliran ini. Hujung bawah unit pegas dan peredam dipasang kepada lengan buai dan hujung atasnya dipasang kepada casis. Lengan buai menyambungkan hab roda dan dipangsi kepada casis.
Umumnya, sistem ampaian boleh dibahagikan kepada tiga jenis, iaitu gandar tegar yang sesuai untuk kenderaan berat, gandar separa tegar, dan ampaian bebas. Sistem ampaian yang biasa digunakan ialah ampaian bebas, maka dengan itu topang McPherson digunakan dengan meluas. Topang McPherson adalah mudah dipasang, memerlukan ruang yang sederhana, mempunyai tapak penyokong yang luas, dan tegasannya rendah kepada struktur.
Pemanduan bertujuan mengawal arah gerakan automobil dan biasanya dilakukan dengan memusingkan roda hadapan yang disokong pada gandar hadapan dalam arah ke kiri atau ke kanan. Sistem pemanduan mestilah menjamin pemanduan yang mudah dan selamat. Beberapa ciri penting ialah kesan hentakan roda stereng yang minimum , gerakan automobil bertindak balas kepada putaran kecil roda stereng, roda kembali kepada keadaan lurus apabila stereng dilepaskan, dan nisbah putaran roda stereng yang minimum. Istilah 'oversteer' digunakan untuk menerangkan gerakan automobil yang membuat bulatan kecil berbanding sudut putaran roda stereng, manakala 'understeer' merujuk kepada gerakan bulatan besar berbanding sudut putaran roda stereng. Kebanyakan automobil direka bentuk supaya mengalami sedikit 'understeer' supaya dapat kembali kepada gerakan lurus bile tersasar.
Terdapat dua jenis kotak stereng utama. Pertama ialah, jenis rak dan pinan. Pinan yang diputar oleh roda stereng akan menghasilkan gerakan alihan rak. Ini akan menggerakkan penyambungan dan menolak roda hadapan agar menoleh ke kiri atau ke kanan. Jenis kedua ialah, jenis bebola kitar dengan daya atau gear ulat dengan nat stereng dihantar menerusi sejumlah bebola kecil yang berkitar. Ini membolehkan nisbah putaran roda stereng kepada roda hadapan diubah. Bagi menggerakkan sistem pemanduan, terdapat tiga sumber kuasa gerakan, iaitu sistem insani yang digerakkan sepenuhnya oleh pemandu, sistem stereng kuasa apabila daya pemanduan ditingkatkan oleh sumber kuasa enjin, dan sistem pemanduan dibantu oleh kuasa yang menggunakan tenaga manusia dan sumber tenaga luar. Sistem berbantukan kuasa menggunakan pam yang dipacu oleh enjin untuk menggerakkan litar hidraulik bagi menjalankan silinder pemandu. Sesetengah kereta yang maju mempunyai sistem pemanduan empat roda dengan roda belakang yang boleh dibelok untuk membolehkan pemanduan yang lebih stabil dan terkawal.
Brek melibatkan kesemua komponen yang memperlahankan kereta atau memberhentikannya. Ia menghalang daripada gerakan yang tidak diingini, misalnya ketika berhenti di atas cerun. Bagi kereta berprestasi tinggi, kesemua roda akan dipasang dengan brek cakera. Jika tidak, roda hadapan dilengkapi brek dram. Automobil dimestikan mempunyai dua sistem brek yang bebas. Jika satu brek rosak, brek kedua masih boleh berfungsi. Brek meletak kereta pula digerakkan oleh sistem yang berasingan. Daya brek maksimum dihadkan oleh daya retakan tayar ke atas jalan raya. Apabila daya brek melebihi daya retakan tayar ini, tayar akan berhenti berguling dan mengalami gerakan gelangsar. Pada ketika ini, pemanduan kereta tidak lagi berkesan dan menyebabkan kerana tidak boleh dikawal dan akibatnya akan membahayakan keselamatan. Keadaan ini dikenali sebagai kunci roda. Bagi menghalang berlakunya kunci roda, sistem brek anti kunci (ABS- anti lock braking system) mula diperkenalkan. Sistem ABS
Sistem ABS menggunakan kawalan litar tertutup yang sentiasa mengesan peregrakan roda. Ia mengenakan brek apabila roda berguling dan aakn melepaskannya bila roda berhenti berguling. Keadaan ini berlaku dengan amat pantas dan menjamin kawalan kereta yang berkesan ketika brek mengejut.
Roda terdiri daripada rim dan cakera. Rim adalah bahagian yang dipasang dengan tayar, manakala cakera adalah bahagian yang menyambungkan rim kada hab roda.Saiz roda pula ditentukan oleh beban keupayaan tayar. Roda diperbuat daripada kepingan keluli yang ditempa ataupun tuangan aluminium. Selain itu, magnesium juga digunakan untuk roda tetapi ini dihadkan kepada kegunaan khusus dan pasaran aksesori selepas jualan. Roda biasanya dpasang pada kenderaan menggunakan sebanyak 3-5 cuping atau nat cuping dengan bentuk kolar khusus yang disesuaikan dengan roda. Roda pula ditutup dengan penutup keluli atau plastik untuk tujuan estetika dan ia dipasang menggunakan klip. Reka bentuk roda perlu mengambil kira kekuatan komponen yang tinggi, penyejukan haba yang dialirkan dari brek, tahan karat, pengimbangan, dan pemasangan tayar yang baik.
Tayar yang paling banyak digunakan kini ialah daripada jenis struktur 'radial-ply', iaitu menggantikan struktur lama 'bias-ply', 'Radial-ply' bermaksud bebenang yang digunakan sebagai tetulang dalam matriks getah, disusun dari satu hujung manik yang lain dengan satu keratan rentas pada jejari yang sama. Kebanyakan tayar automobil tidak menggunakan tiub. Ia digantikan dengan lapisan getah kedap udara yang tervulkan. Manik tayar tanpa tiub akan menkan rim roda dengan kuat untuk menjadikannya kedap udara. Adakalanya gelang elastomer digunakan untuk tujuan ini. ayar tanpa tiub akan mengurangkan berat dan meringkaskan kerja pemasangan. Maklumat mengenai keupayaan tayar seperti 175/70 R13, bermaksud lebar tayar 175 mm, diikuti nisbah bidang iaitu nisbah tinggi keratan rentas berbanding lebar keratan rentas dengan nisbah bidang 70 peratus, struktur radial R, dan 13 inci aialh diameter rim roda. Corak dan kedalaman bunga tayar amat mempengaruhi keselamatan dan jarak berhenti ketika membrek terutama sekali dia atas jalan yang basah.
Sistem elektrik yang membekalkan kuasa yang dijana oleh pengulang-alik bagi mengecas bateri, menggerakkan kipas penyejuk, lampu, lampu isyarat, tingkap kuasa, radio dan lain-lain. Sistem elektronik lebih berkaitan dengan kawalan seperti unit kawalan enjin (ECU), sistem brek anti kunci, dan kawalan tarikan elektronik (ATC). Kesemua ini memerlukan sistem kawalan litar tertutup yang menggunakan penderia dan pemprosesan mikro. Peningkatan dari dari segi kawalan dan pengautomatan akan menyebabkan bertambahnya penggunaan komputer dan elektronik dan automobil.
Pada masa depan, penggunaan komposit dan aluminium mungkin dapat menggantikan keluli sebagai bahan utama pembuatan kereta. Oleh itu, penggunaan komposit juga dijangka akan meningkat. Tekanan daripada aspek alam sekitar pula akan memaksa penghasilan reka bentuk enjin pembakaran dalam yang lebih cekap dan kurang mencemarkan. Namun demikian, ini tidak dapat menandingi teknologi automobil elektrik. Selain itu, teknologi bateri merupakan kunci kepada masa depan kereta elektrik. Penggunaan bahan api yang bersih seperti gas cecair petroleum atau gas asli, dijangka akan dapat mengurangkan masalah pencemaran dalam tempoh yang terdekat. Walau bagaimanapun, kaedah yang lebih canggih seperti penggunaan bahan api hidrogen yang mudah terbakar dan sangat sukar dimampatkan masih lagi di peringkat penyelidikan. Namun, automobil pada masa depan pasti menjadi lebih pintar dengan keupayaan pembuatan yang lebih baik bagi membolehkan kereta menyesuaikan kelajuan dan fungsi keperluan lalu-lintas dan persekitaran.
BIBLIOGRAFI Ulrich, A. (ed.), 1993. Bosch Automotive Handbook. Stuttgart: Robert Bosch, Gmbh . Gupta, R. B., !988. Automotive Engineering. India: Smt Sumitra Hindra.
Zaidi Mohd Ripin
No comments:
Post a Comment