تاریخچه
شاید بتوان اولین ایدهٔ مکتوب در مورد وسیلهٔ نقلیه‌ای را که بدون نیروی انسان یا حیوانات قادر به حرکت باشد، در ایلیاد اثر هومر یافت. در قسمتی از رمان، هفاستوس (خدای آتش و فلزکاری) یک سه‌چرخهٔ متحرک می‌سازد و از آن برای جابجایی استفاده می‌کند. ∗ اما در عالم واقع، این وسیله برای اولین بار در سال ۱۶۷۸ توسط پدر فردیناند فربیست مبلغ مسیحی بلژیکی در چین طراحی و ساخته شد که توسط
بخار کار می‌کرد. این خودرو اولیه ۶۵ سانتی متر طول داشت و به عنوان وسیله سرگرمی برای امپراطور چین ساخته شده بود. اولین اتومبیل واقعی با نیروی بخار که برای جابجائی انسان و بار بکار گرفته شد در سال ۱۷۶۷ توسط نیکلاس جوزف کان فرانسوی طراحی و ساخته شد. خودرو کان می‌توانست ۴ تن بار به همراه ۲ خدمه را با سرعت ۷/۸ کیلومتر بر ساعت به حرکت در آورد. اولین تصادف خودروئی جهان نیز با این خودرو در سال ۱۷۷۱ اتفاق افتاد.
موتور احتراقی در سال ۱۸۶۰ میلادی به‌وسیلهٔ یک بلژیکی به نام اتین لونوار اختراع شد. پس از آن، روند تکامل صنعت خودروسازی تداوم یافت و در بین سالهای ۱۸۶۰ تا ۱۹۷۰ میلادی در اروپا اختراعات مختلفی به وسیله چند تن از مهندسان انجام گرفت.
نخستین خودرو با موتور برون سوز یک موتور کوچک بود که بر روی یک گاری کوچک نصب شد. این خودرو را زیگفرد مارکوس در سال ۱۸۷۴ میلادی در شهر وین ساخت. موتور این وسیله نقلیه، موتور بخاری یا موتور برون سوز نام گرفت. اما به‌تدریج موتورهای برونسوز تبدیل به موتورهای درونسوز گردیدند. در موتورهای درونسوز، مخلوط هوا و گاز در داخل سیلندر به وسیله جرقه محترق می‌گردد. اولین نمونه موتور احتراق داخلی را یک مهندس آلمانی به نام نیکلاس اتو ساخت. موتورهای امروزی، در حقیقت نمونه تکامل یافته این موتور محسوب می‌شوند.
اختراع خودرو به کارل بنز نسبت داده می‌شود. او در سال ۱۸۸۵ موفق به ساخت اولین خودرو با موتور احتراقی گردید. در سال ۱۸۸۸ برتا بنر همسر کارل بنز اولین سفر خودروئی را با خودرو سه چرخ ساخت بنز انجام داد. در این سفر او فاصله ۱۰۶ کیلومتری مانهایم تا فورتزهایم را برای بر گرداندن فرزندانش ریچارد و یوگن بصورت رفت و طی کرد. او دلیل این سفر را دیدار مادرش در فورتزهایم ذکر کرد ولی در حقیقت هدف او از این سفر نشان دادن قابلیتهای خودرو بود.
درعین حال، برخی به اشتباه، هنری فورد را به عنوان مخترع خودرو می‌دانند. این اشتباه به این خاطر رخ می‌دهد که هنری فورد، در واقع، ایدهٔ تولید اتومبیل ارزان قیمت را تحقق بخشید و استفاده از خودرو را در مقیاس گسترده و توسط مردم عادی امکان‌پذیر نمود. هنری فورد در سال ۱۸۹۱ یک موتور کوچک گازوئیلی طراحی کرد و سه سال بعد، یک ماشین گازوئیلی ساخت که به نام کالسکه بدون اسب شناخته می‌شود. ۵ سال بعد، هنری فورد طراحی ماشین‌های موسوم به مدل A و مدل T را آغاز کرد. او سرانجام توانست خط تولید و مونتاژ این اتومبیل‌ها را توسعه دهد تا تولید ماشین‌ها سریع‌تر و اقتصادی‌تر شود. مدل T اتومبیلی بود که در همه جای اروپا به‌راحتی استفاده می‌شد و موتورش آنقدر قوی بودکه در زمین‌های ناهموار به راحتی حرکت می‌کرد. این اتومبیل، به سادگی تعمیر می‌شد و حتی یک کشاورز با کمی دقت می‌توانست قطعات معیوب آن را عوض کند. قیمت این اتومبیل در آن زمان، ۸۵۰ دلار بود. این قیمت اگرچه نسبت به درآمد مردمان عادی، قیمت بالایی محسوب می‌شد، ولی نسبت به اتومبیل‌های زمان خودش بسیار ارزان بود.
چندی از مقاطع بسیار مهم و تحولات اساسی در تاریخچه خودرو:
سال ۱۷۶۷ میلادی: ساخت اولین وسیله نقلیه خودروئی قابل استفاده توسط کان
سال ۱۸۷۶ میلادی: ساخت موتور چهارزمانه توسط اتو و لانگن
سال ۱۸۸۳ میلادی: ساخت موتور کاربوراتوردار با دور زیاد توسط دیملر
سال ۱۸۸۴میلادی: ساخت اولین موتور سیکلت با قدرت ۲/۱ اسب بخار توسط دیلمر
سال ۱۸۸۵ میلادی:ساخت اتومبیل سه چرخه با دستگاه اشتعال برقی توسط بنز
سال ۱۸۹۳ میلادی: ساخت کاربراتورردولف دیزل
سال ۱۹۰۰ میلادی: طراحی ساختمان کلی اتومبیل به نحوی که امروزه هم رایج است
سال ۱۹۲۴ میلادی: ساخت یک خودرو با استفاده از موتور دیزل توسط کارخانه بنز
سال ۱۹۵۷ میلادی: ساخت موتور وانکل
ساختمان خودروها
هر خودرو را می‌توان به هفت بخش کلی تقسیم کرد که عبارت‌اند از:
مولد قدرت(موتور): در این واحد که انرژی شیمیایی بنزین به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شود حرارت ناشی از سوختن هیدروکربورها با بالاتر از ۷۰۰درجهٔ سانتیگراد می‌رسدکه به علت بازده مفید سیستم از هر ۴ قسمت حرارت تولید شده۱ قسمت به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شدو بقیه به صورت هوای گرم یا دودهای حاصل از احتراق از موتور خارج می‌شود
در یک موتور در حدود ۱۲۰ تا ۱۵۰ قطعهٔ متحرک وجود دارد که همه نیاز به روغن کاری دارند با توجه به درست کار کردن سیستم روغنکاری و لی باز هم عمر مفید یک خودرو ۸ سال کار و یا پیمودن۱۵۰۰۰۰کیلومترمسافت است.در حقیقت، عملکرد موتور چهار مرحله است که به اختصار به توضیح آنها می‌پردازیم.
1. در مرحله اول، سوپاپ ورود هوا باز شده و با حرکت رو به پایین پیستون، مخلوط هوا و سوخت وارد سیلندر می‌شود.
2. در این مرحله، سوپاپ‌ها بسته شده و با حرکت رو به بالای پیستون، مخلوط هوا و سوخت به شدت فشرده می‌شود.
3. وقتی که پیستون به بالاترین سطح خود رسید، با جرقه زدن شمع، احتراق انجام می‌شود و نیروی حاصل از احتراق، پیستون را با فشار بسیار بالا به پایین هدایت می‌کند.
4. در مرحله آخر نیز سوپاپ خروجی باز شده و با حرکت رو به بالای پیستون، تمامی گازهای حاصل از احتراق، از سیلندر خارج می‌شوند. این چرخه چهار مرحله‌ای، به سرعت در موتور تکرار شده و موتور روشن می‌شود. گفتنی است، در خودروها، برای افزایش توان خروجی، از موتورهای 4، 6، 8، و یا 12 سیلندر استفاده می‌شود. در این فیلم کوتاه شما میتوانید بهخوبی با مطالب بالا آشنا شوید.
سیستم انتقال قدرت:این مجموعه وظیفه دارد قدرت تولیدی موتور را به چرخها انتقال دهد که شامل جعبه دنده یا مبدل گشتاور و سرعت، وکلاچ می‌باشد.
گروه فنر بندی و تعلیق:در اتومبیل‌های جدید دستگاه فنر بندی در هر دقیقه بیش از ۱۰۰۰تا ۱۲۰۰بار نوسان می‌کند تا اتاق و شاسی، سرنشینان را در معرض ضربه‌های ناشی از ناهواری‌ها ی جاده قرار ندهد
گروه چرخ بندی ترمزها:به طور متوسط در هر ۹۰۰۰۰کیلو متر مسافت پیموده شده یا هر شش سال کار خودرو هر چرخ حدود ۹۵ میلیون بار چرخش می‌کند
گروه بدنه و شاسی:بدنهٔ خودرهای جدید طوری ساخته می‌شود که بتواند تمامی قطعات را نگهداری کند در هر بدنهٔ خودرو حدود ۴۰متر مربع ورق فولادی به کار می‌رود که ضخامت آن۴/۰ تا ۲/۱می باشد
گروه هدایت و فرمان:نیروی متوسطی که لازم است تا بتوا خودرو را در یک پیچ معمولی هدایت کرد بین ۵ تا ۱۰ کیلوگرم می‌باشد ولی سیستم‌های جدید فرمان ای نیرو را به حدود ۳۰گرم کاهش داده‌است
گروه مدارات الکتریکی:از باتریهای ۲۴،۱۲،۶ ولتی برای راه اندازی و روشن کردن موتور استفاده می‌شود سیستم جرقه زنی را تا ۳۰۰۰۰ولت افزایش داده برای جرقه زنی موتور اماده می‌کند در این گروه همچنین چراغهای روشنایی و علایم وبرف پاکن‌ها و بخاری و دیگر وسایل الکتریکی نصب شده‌است
طرز کار خودرو
خودروهای امروزی جهت تولید قدرت از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌کنند. این خودروها همگی دارای موتورهای درونسوز هستند که با سو زاندن بنزین، گازوئیل و یا گاز طبیعی انرژی ذخیره شده در این سوختها را به شکل انرژی جنبشی قابل استفاده در می‌آورند. (این کار در موتور خودرو انجام می‌شود).
توان تولید شده در موتور خودرو به واسطه سیستم انتقال نیرو از موتور خودرو به چرخهای آن منتقل می‌شود. در واقع چرخهای خودرو عامل ارتباط خودرو با زمین و به وجود آورنده حرکت خودرو است. آنگاه حرکت تولید شده به وسیله انسان، یا برای جابجایی و یا برای کشیدن وسیله دیگری مورد استفاده قرار می‌گیرد.
خودروی پرنده
خودروی برقی را یک شرکت فرانسوی طراحی نموده است.این خودرو پرنده که پگاس نام دارد می تواند تا ارتفاع 3 هزار متری سطح زمین پرواز کند. ارتش فرانسه از تولید این خودرو استقبال کرده و برای تولید هر دستگاه 60 هزار یورو سرمایه گذاری می کند. این خودرو توسط شرکت ویلون ساخته می شود و برای به پرواز درآمدن و به زمین نشستن به یکصد متر باند نیاز دارد و می تواند با سرعتی معادل 80 کیلومتر در ساعت در آسمان به حرکت درآید.همچنین در سطح زمین می تواند با سرعتی معادل یکصد کیلومتر در ساعت حرکت کند و میزان ذخیره سوخت آن برای پرواز به مدت 3 ساعت کافی است. طراح این خودرو که از سال 2008 بر روی این طرح کار می کند هدف از ساخت آن را تغییر کاربری سریع برای حرکت در زمین و آسمان اعلام کرده است، زیرا این خودرو به خاطر سبکی قادر است در اندک زمان ممکن از حرکت در آسمان به حرکت در سطح زمین و بالعکس مبادرت کند.ابراز امیدواری کرد که پس از پشت سر گذاردن مراحل آزمایشی، این خودرو در مرحله تولید انبوه با قیمتی معادل صد هزار یورو وارد بازار شود.
خودروی برقی
خودرو برقی به خودروی می‌گویند که از باتری جهت نیروی محرکه به‌جای موتور درونسوز استفاده می‌کند.
اولین خودروهای برقی در قرن نوزدهم ظاهر شدند. تولید اینگونه خودروها با تولید انبوه اتومبیل احتراقی دچار افت شدید گردید. اما برخی خودروهای برقی همانند تسلا رودستر (یک خودروی لوکس برقی) و جنرال موتورز ای‌وی-۱ موفقیت آمیز بوده‌اند.
برخی نمونه خودروی برقی
خودروی تماماً الکتریکی Tesla Model S، سریع‌ترین خودروی سدانی است که تاکنون در آمریکا ساخته شده. جالب است بدانید که 0 تا 100 این خودرو چیزی درحدود 3.9 ثانیه است. قدرت موتور این خودرو 416 اسب بخار معادل یک Audi R8 تولید شرکت تیونیگ "منصوری" است. در Tesla Model S که از بدنه‌ای آلومینیومی ساخته شده است، یک موتور الکتریکی 16,000 دوربردقیقه با گشتاور 600 نیوتن-متر به‌کار رفته است. این موتور توسط تعداد بسیار زیادی از پکیج‌های باتری متشکل از 7,000 سلول لیتیم ـ یون که در کف خودرو جاسازی شده‌اند، به چرخش درمی‌آید و نکته قابل‌توجه همین باتریها هستند که وزنی در حدود 455 کیلوگرم دارند. باتریها در هر شکل و اندازه‌ای می‌توانند باشند. شارژ باتریهای این خودرو از طریق شارژرهای 110 ولت یا 220 ولت خانگی به راحتی امکان‌پذیر است.
REVA
خودروی REVAi که در بریتانیا به نام G-Wiz شناخته می‌شود یک خودروی کوچک الکتریکی است که به وسیله تولیدکننده هندی به نام REVA Electric و از سال ۲۰۰۱ تولید می‌گردد. شرکت REVA تا سال ۲۰۱۱ بیش از ۴۰۰۰ دستگاه از این نوع خودرو را در ۲۶ کشور جهان به فروش رسانده‌است. در بسیاری از کشورها REVAi استانداردهای کافی جهت به رسمیت شناخته شدن به عنوان یک خودروی کامل را بدست نیاورده به نحوی که در سایر کلاسها نظیر خودروی شبه برقی در آمریکا و چهارچرخه موتوری در اروپا طبقه‌بندی شده‌است. این خودرو در ابتدا تحت نام REVA شناخته می‌شد که بعداً با تغییرات و بهینه سازی‌های انجام شده بر روی آن تحت نام REVAi و با قابلیتهای بهتر عرضه گردید. رویهمرفته مدل قدیمی و جدید آن لقب پرفروشترین خودروی برقی جهان را تا اواخر سال ۲۰۰۹ به خود اختصاص داده‌است.
طراحی
REVAi یک خودروی هاچ بک ۳ در و کوچک است که دارای ابعاد 2.6m طول، 1.3mعرض و 1.5m ارتفاع می‌باشد. این خودرو قابلیت حمل ۲ بزرگسال در جلو و ۲ کودک را در صندلیهای عقب دارا بوده و صندلیهای عقب می‌توانند به منظور ایجاد فضا برای حمل بار بیشتر کاملاً خوابانده شوند. حداکثر وزن مسافر و بار این خودرو به صورت توام ۲۷۰ کیلوگرم می‌باشد. REVAi به منظور سفرهای درون شهری و به ویژه تردد بین منزل و محل کار خصوصاً در ترافیکهای سنگین طراحی شده و در اروپا این خودرو تحت عنوان چهارچرخه سنگین (Category L7) طبقه بندی شده‌است. این خودرو دارای اجازه صادرات به آمریکا است به شرطی که دارای محدودکننده سرعت به کمتر از ۲۵ مایل در ساعت بوده و به منظور رفت‌وآمدهای کوتاه (Neighborhood Electric Vehicle) از آن استفاده گردد.
مدل‌ها
REVA
مدل اولیه این خودرو که از سالهای ۲۰۰۱ تا ۲۰۰۷ تولید می‌شد REVA نام گرفت (در بریتانیا G-Wiz). نیروی محرکه این خودرو از طریق یک موتور 4.8 Kw (4.6 hp) تامین می‌گردد که توسط یک کنترلر DC با جریان خروجی 400A کنترل شده و حداکثر توان آن به 13.1kw (17.6hp) بالغ می‌گردد. این توان از طریق ۸ عدد باتری 6V-200Ah که به صورت سری و دارای ولتاژ نهایی 48V هستند بدست آمده و در زیر صندلی جلوی خودرو تعبیه شده‌اند. این مدل به دلیل عدم وجود شاسی قدرتمند قادر به گذراندن تستهای استاندارد تصادف با سرعت 40 km/h (25mph) نبود.
REVAi
در ژانویه سال ۲۰۰۸ یک مدل جدید از این خودرو به نام REVAi به بازار معرفی شد که دارای یک سیستم درایو AC است و باعث می‌شود سرعت آن به حداکثر 80km/h (50mph) افزایش یابد. این درایو ۳۵۰ آمپری یک موتور AC سه فاز با توان حداکثر 13Kw (17 hp) که نیروی محرکه خودرو است را کنترل می‌نماید. همانند مدل REVA توان الکتریکی این خودرو نیز از طریق ۶ عدد باتری 6V-200Ah که در زیر صندلیهای جلو تعبیه شده‌اند بدست می‌آید. این خودرو دارای یک سوئیچ تقویتی (boost) می‌باشد که با فعال شدن آن ۴۰% گشتاور اضافی جهت شتابگیری بهتر و توانائی بالا رفتن از مسیرهای کوهستانی به آن افزوده شده و حدکثر سرعت آن را نیز به 80km/h می‌رساند. وزن این خودرو 665kg بوده که 270kg از آن مربوط به باتریهاست. مسافت نرمال پیموده شده توسط REVAi با یک بار شارژ حدود 80km است که البته درصورت رانندگی سریع یا استفاده از بخاری و کولر خودرو این مسافت کاهش خواهد یافت. جهت تصحیح مشکلات ایمنی مدل قبلی با همکاری شرکت لوتوس، ویژگیهای ایمنی متعدد و جدیدی به این خودرو افزوده شده‌است که از جمله ترمزهای دیسکی در جلو و شاسی تقویت شده را می‌توان نام برد که به خوبی تستهای تصادف در سرعت 40km/h را بوسیله موسسه استاندارد ARIA در کشور هند گذرانده‌است.
REVA L-ion
در ژانویه سال ۲۰۰۹ مدل جدیدی به بازار ارائه شد که REVA L-ion نام گرفت. این مدل از نظر ظاهر مشابه مدل REVAi است ولی باتریهای آن از نوع Li-ion (Lithium-ion) بوده که علاوه بر کاهش وزن خودرو به 565kg، کاهش زمان شارژ به ۶ ساعت و افزایش مسافت طی شده بعد از یک شارژ کامل تا 120km را نیز به همراه داشته‌است. همچنین عملکرد این باتریها کمتر تحت تاثیر تغییرات دما قراردارد. علاوه بر تغییر در باتریها، REVA L-ion دارای یک پانل خورشیدی جهت شارژ باتریها به وسیله انرژی خورشیدی برروی سقف آن است. همچنین افزون بر باتری شارژر نصب شده برروی خودرو، یک ایستگاه شارژ باتری ۳فاز که نیازمند اتصال برق ۳فاز است نیز آماده ارائه می‌باشد که در عرض ۱ ساعت قادر به شارژ ۹۰ درصد ضرفیت باتریهای خودرو خواهد بود.
قیمت
بیش از ۴۰۰۰ دستگاه از مدلهای مختلف REVA تا اواسط مارس ۲۰۱۱ فروخته شده که کشورهای واردکننده این خودرو عبارتند از: اتریش، برزیل، شیلی، کلمبیا، کاستاریکا، قبرس، فرانسه، آلمان، یونان، مجارستان، ایسلند، هند، ایرلند، نروژ، ژاپن، مالتا، موناکو، نپال، جزایر نورفولک، پرو، فیلیپین، پرتغال، اسپانیا، سریلانکا و بریتانیا. قیمت این خودرو، هم اکنون در بریتانیا تقریباً ۹۹۹۵ یورو برای مدل استاندارد (مدل G-Wiz) است. این خودرو از پرداخت شارژ مربوط به نقاط پرترافیک لندن معاف است چرا که به عنوان خودروی الکتریکی طبقه‌بندی شده‌است. این خودرو همچنین در کشورهای اروپایی دیگر نظیر اسپانیا و نروژ نیز فروخته شده‌است. در کاستاریکا، REVAi در مارس ۲۰۰۹ وارد شد و به قیمت ۱۳۰۰۰ دلار آمریکا فروخته شد. در بازار شیلی این خودرو ۱۲۰۰۰ دلار آمریکا قیمت گذاری شده‌است. در جمهوری ایرلند خودروی REVAi به قیمت ۱۱۵۰۰ یورو قیمت گذاری شده و مدل بهتر آن با نام REVA L-ion به قیمت ۱۷۵۰۰ یورو به فروش می‌رسد. همچنین در هندوستان REVA به مبلغ ۳۵۰،۰۰۰ روپیه به فروش رسیده و هزینه شارژ آن 0.8 cent/Km برآورد می‌گردد که باید در کنار قیمت 1.3 USD/Liter برای بنزین در هند مورد توجه قرار گیرد.
ملاحظات ایمنی
REVA از اکثر مقررات ایمنی تصادفات در اروپا به دلیل وزن کم و طبقه‌بندی شدن در ردیف چهارچرخه‌های سنگین به جای خودرو معاف شده‌است. دپارتمان حمل و نقل بریتانیا پس از آزمون تصادم، یک دستگاه خودروی REVA مدل G-Wiz (که اکنون از رده تولید خارج است) با مانع غیر قابل انعطاف در ۲۴ آوریل ۲۰۰۷، ملاحظات جدی ایمنی را در این خودرو مشخص نمود. مشابه همین تست، یک آزمایش دیگر نیز که به وسیله مجله Top Gear و بر اساس مقررات تست تصادفات NCAP اروپا انجام پذیرفت، مشخص کرد که سرنشینان این خودرو در تصادفات با سرعت 64 Km/h متحمل صدمات جدی و بعضاً بسیار جدی خواهند شد. در نتیجه آزمونهای یاد شده، مدلهای REVAi و REVA L-ion شامل ویژگیهای متعدد ایمنی نظیر ترمزهای دیسکی جلو و شاسی تقویت شده و با طراحی مجدد هستند که آزمون تصادفات آن توسط ARAI در هند موفقیت‌آمیز بوده‌است. فیلم آزمون تصادف از جلوی مدل جدید با سرعت 40 Km/h هم اکنون به صورت آنلاین در دسترس قراردارد. کمپانی تولید REVA (RECC) در سال ۲۰۰۸ مدعی شد که این خودرو دارای رکورد ایمنی عالی است به نحوی که در مجموع ۸۰ میلیون کیلومتر کاربرد این خودرو در سراسر جهان، حتی یک مورد فوت یا وارد آمدن صدمه جدی به سرنشینان رخ نداده‌است.
ریزترین خودروی برقی جهان
خودروهای برقی متعددی طی سالهای گذشته تولید شده‌اند که از ابعاد کوچکی برخوردار بوده‌اند، با این همه تمامی این خودروهای کوچک در مقایسه با خودروی برقی که دانشمندان سوئیسی ابداع کرده‌اند بسیار غول پیکر به شمار می‌روند. به گزارش خبرگزاری مهر، گروه سوئیسی «امپتا» طی همکاری با دانشمندان هلندی دانشگاه گرونینگن یکی از بی نظیرترین خوردوهای برقی جهان را ساخته‌اند که ابعاد آن 4x2 نانومتر است.
این نانوخودرو که از یک تک مولکول ساخته شده دارای چهار چرخ است که عملکرد هر یک از چرخها مشابه چرخی با موتور مجزا است. این خودرو می‌تواند در مسیری مستقیم بر روی سطحی مسی حرکت کند و به جای حمل باتری برق مورد نیاز خود را از سر «میکروسکوپ پویشی تونلی» که بالای آن قرار خواهد گرفت، تامین کند.
این نانوخودرو برای هر نیم دوری که چرخهایش خواهند زد به ۵۰۰ میلی ولت انرژی نیاز خواهد داشت. زمانی که خودرو وارد یک دست انداز می‌شود، الکترونها از میان مولکول نفوذ کرده و منجر به تغییرات ساختاری برگشت پذیری در هریک از موتورها یا چرخها می‌شوند. این تغییرات باعث می‌شوند هر چهار چرخ به صورت همزمان به جلو حرکت کنند.
بر اساس گزارش گیزمگ، اجرایی کردن این کار برای هماهنگ سازی حرکت همزمان چرخها در عمل بسیار دشوار است با این همه در نهایت پس از ۱۰ تحریک الکتریکی، نانوخودرو توانست ۶ نانومتر به جلو حرکت کند.
کاربرد خودرو
کاربرد خودروها در زندگی امروزه بشر بسیار متنوع و بسیار گسترده‌است بطوری که اگر خودروها را از زندگی روزمره حذف کنیم شاید تمدن بشری دیگر به شکل کنونی وجود نداشته باشد. عمده فعالیت خودروها در زمینه‌های زیر است:
ترابری:
واژه ترابری خود گویای فعالیت انجام شده توسط خودروها است. چرا که قسمت اعظم مواد و اشیاء انسان‌ها نیز خود بخش وسیعی از حمل و نقل را شامل می‌شود.
تولید توان کششی:
کاربرد دیگر خودروها در تولید توان کششی است که در بخش‌هایی مثل کشاورزی و یا صنعت و یا خدمات مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کاربرد می‌تواند در قالب یک تراکتور کشاورزی یا یک لیفت‌تراک و یدک‌کش و یا یک ماشین راهسازی جلوه گر شود.
خودروی اسپورت
خودروی اسپرت اصطلاحی است که به خودروهای پر سرعت، کم ساخت و گاهی روباز گفته می‌شود.
بررسی
خودروهای اسپرت می‌توانند مجلل یا غیر مجلل باشند اما رانندگی و عملکرد مکانیکی در آنها مورد نیاز است.بسیاری از رانندگان به نام و برند خودرو و سابقه و شهرت آن در مسابقات به عنوان معیار کیفیت خودروی اسپرت توجه می‌کنند (مانند خودروهای پورشه، لوتوس و فراری)؛ اما برندهایی نیز مانند لامبورگینی موجودند که خودروهای مسابقه‌ای نمی‌سازند اما بصورت انبوهی میان دوست‌داران خودروهای اسپرت طرفدار دارند.
خودروی اسپرت در مقابل خودروهای ورزشی
برخی خودروها ممکن است ورزشی باشند اما به گروه خودروهای اسپرت تعلق نداشته باشند؛ بطوریکه بسیاری از خودروهای اسپرت کامپکت، سدان اسپرت، عضلانی، هات هاچبک و غیره، با اینکه ویژگیهای مشترکی با خودروهای اسپرت دارند، خودروی اسپرت بحساب نمی‌آیند.آنان بیشتر بخاطر جا باز کردن در بازار فروش به نام خودروهای اسپرت در می‌آیند.
شاید بتوان اولین ایدهٔ مکتوب در مورد وسیلهٔ نقلیه‌ای را که بدون نیروی انسان یا حیوانات قادر به حرکت باشد، در ایلیاد اثر هومر یافت. در قسمتی از رمان، هفاستوس (خدای آتش و فلزکاری) یک سه‌چرخهٔ متحرک می‌سازد و از آن برای جابجایی استفاده می‌کند. ∗ اما در عالم واقع، این وسیله برای اولین بار در سال ۱۶۷۸ توسط پدر فردیناند فربیست مبلغ مسیحی بلژیکی در چین طراحی و ساخته شد که توسط
بخار کار می‌کرد. این خودرو اولیه ۶۵ سانتی متر طول داشت و به عنوان وسیله سرگرمی برای امپراطور چین ساخته شده بود. اولین اتومبیل واقعی با نیروی بخار که برای جابجائی انسان و بار بکار گرفته شد در سال ۱۷۶۷ توسط نیکلاس جوزف کان فرانسوی طراحی و ساخته شد. خودرو کان می‌توانست ۴ تن بار به همراه ۲ خدمه را با سرعت ۷/۸ کیلومتر بر ساعت به حرکت در آورد. اولین تصادف خودروئی جهان نیز با این خودرو در سال ۱۷۷۱ اتفاق افتاد.
موتور احتراقی در سال ۱۸۶۰ میلادی به‌وسیلهٔ یک بلژیکی به نام اتین لونوار اختراع شد. پس از آن، روند تکامل صنعت خودروسازی تداوم یافت و در بین سالهای ۱۸۶۰ تا ۱۹۷۰ میلادی در اروپا اختراعات مختلفی به وسیله چند تن از مهندسان انجام گرفت.
نخستین خودرو با موتور برون سوز یک موتور کوچک بود که بر روی یک گاری کوچک نصب شد. این خودرو را زیگفرد مارکوس در سال ۱۸۷۴ میلادی در شهر وین ساخت. موتور این وسیله نقلیه، موتور بخاری یا موتور برون سوز نام گرفت. اما به‌تدریج موتورهای برونسوز تبدیل به موتورهای درونسوز گردیدند. در موتورهای درونسوز، مخلوط هوا و گاز در داخل سیلندر به وسیله جرقه محترق می‌گردد. اولین نمونه موتور احتراق داخلی را یک مهندس آلمانی به نام نیکلاس اتو ساخت. موتورهای امروزی، در حقیقت نمونه تکامل یافته این موتور محسوب می‌شوند.
اختراع خودرو به کارل بنز نسبت داده می‌شود. او در سال ۱۸۸۵ موفق به ساخت اولین خودرو با موتور احتراقی گردید. در سال ۱۸۸۸ برتا بنر همسر کارل بنز اولین سفر خودروئی را با خودرو سه چرخ ساخت بنز انجام داد. در این سفر او فاصله ۱۰۶ کیلومتری مانهایم تا فورتزهایم را برای بر گرداندن فرزندانش ریچارد و یوگن بصورت رفت و طی کرد. او دلیل این سفر را دیدار مادرش در فورتزهایم ذکر کرد ولی در حقیقت هدف او از این سفر نشان دادن قابلیتهای خودرو بود.
درعین حال، برخی به اشتباه، هنری فورد را به عنوان مخترع خودرو می‌دانند. این اشتباه به این خاطر رخ می‌دهد که هنری فورد، در واقع، ایدهٔ تولید اتومبیل ارزان قیمت را تحقق بخشید و استفاده از خودرو را در مقیاس گسترده و توسط مردم عادی امکان‌پذیر نمود. هنری فورد در سال ۱۸۹۱ یک موتور کوچک گازوئیلی طراحی کرد و سه سال بعد، یک ماشین گازوئیلی ساخت که به نام کالسکه بدون اسب شناخته می‌شود. ۵ سال بعد، هنری فورد طراحی ماشین‌های موسوم به مدل A و مدل T را آغاز کرد. او سرانجام توانست خط تولید و مونتاژ این اتومبیل‌ها را توسعه دهد تا تولید ماشین‌ها سریع‌تر و اقتصادی‌تر شود. مدل T اتومبیلی بود که در همه جای اروپا به‌راحتی استفاده می‌شد و موتورش آنقدر قوی بودکه در زمین‌های ناهموار به راحتی حرکت می‌کرد. این اتومبیل، به سادگی تعمیر می‌شد و حتی یک کشاورز با کمی دقت می‌توانست قطعات معیوب آن را عوض کند. قیمت این اتومبیل در آن زمان، ۸۵۰ دلار بود. این قیمت اگرچه نسبت به درآمد مردمان عادی، قیمت بالایی محسوب می‌شد، ولی نسبت به اتومبیل‌های زمان خودش بسیار ارزان بود.
چندی از مقاطع بسیار مهم و تحولات اساسی در تاریخچه خودرو:
سال ۱۷۶۷ میلادی: ساخت اولین وسیله نقلیه خودروئی قابل استفاده توسط کان
سال ۱۸۷۶ میلادی: ساخت موتور چهارزمانه توسط اتو و لانگن
سال ۱۸۸۳ میلادی: ساخت موتور کاربوراتوردار با دور زیاد توسط دیملر
سال ۱۸۸۴میلادی: ساخت اولین موتور سیکلت با قدرت ۲/۱ اسب بخار توسط دیلمر
سال ۱۸۸۵ میلادی:ساخت اتومبیل سه چرخه با دستگاه اشتعال برقی توسط بنز
سال ۱۸۹۳ میلادی: ساخت کاربراتورردولف دیزل
سال ۱۹۰۰ میلادی: طراحی ساختمان کلی اتومبیل به نحوی که امروزه هم رایج است
سال ۱۹۲۴ میلادی: ساخت یک خودرو با استفاده از موتور دیزل توسط کارخانه بنز
سال ۱۹۵۷ میلادی: ساخت موتور وانکل
ساختمان خودروها
هر خودرو را می‌توان به هفت بخش کلی تقسیم کرد که عبارت‌اند از:
مولد قدرت(موتور): در این واحد که انرژی شیمیایی بنزین به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شود حرارت ناشی از سوختن هیدروکربورها با بالاتر از ۷۰۰درجهٔ سانتیگراد می‌رسدکه به علت بازده مفید سیستم از هر ۴ قسمت حرارت تولید شده۱ قسمت به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شدو بقیه به صورت هوای گرم یا دودهای حاصل از احتراق از موتور خارج می‌شود
در یک موتور در حدود ۱۲۰ تا ۱۵۰ قطعهٔ متحرک وجود دارد که همه نیاز به روغن کاری دارند با توجه به درست کار کردن سیستم روغنکاری و لی باز هم عمر مفید یک خودرو ۸ سال کار و یا پیمودن۱۵۰۰۰۰کیلومترمسافت است.در حقیقت، عملکرد موتور چهار مرحله است که به اختصار به توضیح آنها می‌پردازیم.
1. در مرحله اول، سوپاپ ورود هوا باز شده و با حرکت رو به پایین پیستون، مخلوط هوا و سوخت وارد سیلندر می‌شود.
2. در این مرحله، سوپاپ‌ها بسته شده و با حرکت رو به بالای پیستون، مخلوط هوا و سوخت به شدت فشرده می‌شود.
3. وقتی که پیستون به بالاترین سطح خود رسید، با جرقه زدن شمع، احتراق انجام می‌شود و نیروی حاصل از احتراق، پیستون را با فشار بسیار بالا به پایین هدایت می‌کند.
4. در مرحله آخر نیز سوپاپ خروجی باز شده و با حرکت رو به بالای پیستون، تمامی گازهای حاصل از احتراق، از سیلندر خارج می‌شوند. این چرخه چهار مرحله‌ای، به سرعت در موتور تکرار شده و موتور روشن می‌شود. گفتنی است، در خودروها، برای افزایش توان خروجی، از موتورهای 4، 6، 8، و یا 12 سیلندر استفاده می‌شود. در این فیلم کوتاه شما میتوانید بهخوبی با مطالب بالا آشنا شوید.
سیستم انتقال قدرت:این مجموعه وظیفه دارد قدرت تولیدی موتور را به چرخها انتقال دهد که شامل جعبه دنده یا مبدل گشتاور و سرعت، وکلاچ می‌باشد.
گروه فنر بندی و تعلیق:در اتومبیل‌های جدید دستگاه فنر بندی در هر دقیقه بیش از ۱۰۰۰تا ۱۲۰۰بار نوسان می‌کند تا اتاق و شاسی، سرنشینان را در معرض ضربه‌های ناشی از ناهواری‌ها ی جاده قرار ندهد
گروه چرخ بندی ترمزها:به طور متوسط در هر ۹۰۰۰۰کیلو متر مسافت پیموده شده یا هر شش سال کار خودرو هر چرخ حدود ۹۵ میلیون بار چرخش می‌کند
گروه بدنه و شاسی:بدنهٔ خودرهای جدید طوری ساخته می‌شود که بتواند تمامی قطعات را نگهداری کند در هر بدنهٔ خودرو حدود ۴۰متر مربع ورق فولادی به کار می‌رود که ضخامت آن۴/۰ تا ۲/۱می باشد
گروه هدایت و فرمان:نیروی متوسطی که لازم است تا بتوا خودرو را در یک پیچ معمولی هدایت کرد بین ۵ تا ۱۰ کیلوگرم می‌باشد ولی سیستم‌های جدید فرمان ای نیرو را به حدود ۳۰گرم کاهش داده‌است
گروه مدارات الکتریکی:از باتریهای ۲۴،۱۲،۶ ولتی برای راه اندازی و روشن کردن موتور استفاده می‌شود سیستم جرقه زنی را تا ۳۰۰۰۰ولت افزایش داده برای جرقه زنی موتور اماده می‌کند در این گروه همچنین چراغهای روشنایی و علایم وبرف پاکن‌ها و بخاری و دیگر وسایل الکتریکی نصب شده‌است
طرز کار خودرو
خودروهای امروزی جهت تولید قدرت از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌کنند. این خودروها همگی دارای موتورهای درونسوز هستند که با سو زاندن بنزین، گازوئیل و یا گاز طبیعی انرژی ذخیره شده در این سوختها را به شکل انرژی جنبشی قابل استفاده در می‌آورند. (این کار در موتور خودرو انجام می‌شود).
توان تولید شده در موتور خودرو به واسطه سیستم انتقال نیرو از موتور خودرو به چرخهای آن منتقل می‌شود. در واقع چرخهای خودرو عامل ارتباط خودرو با زمین و به وجود آورنده حرکت خودرو است. آنگاه حرکت تولید شده به وسیله انسان، یا برای جابجایی و یا برای کشیدن وسیله دیگری مورد استفاده قرار می‌گیرد.
خودروی پرنده
خودروی برقی را یک شرکت فرانسوی طراحی نموده است.این خودرو پرنده که پگاس نام دارد می تواند تا ارتفاع 3 هزار متری سطح زمین پرواز کند. ارتش فرانسه از تولید این خودرو استقبال کرده و برای تولید هر دستگاه 60 هزار یورو سرمایه گذاری می کند. این خودرو توسط شرکت ویلون ساخته می شود و برای به پرواز درآمدن و به زمین نشستن به یکصد متر باند نیاز دارد و می تواند با سرعتی معادل 80 کیلومتر در ساعت در آسمان به حرکت درآید.همچنین در سطح زمین می تواند با سرعتی معادل یکصد کیلومتر در ساعت حرکت کند و میزان ذخیره سوخت آن برای پرواز به مدت 3 ساعت کافی است. طراح این خودرو که از سال 2008 بر روی این طرح کار می کند هدف از ساخت آن را تغییر کاربری سریع برای حرکت در زمین و آسمان اعلام کرده است، زیرا این خودرو به خاطر سبکی قادر است در اندک زمان ممکن از حرکت در آسمان به حرکت در سطح زمین و بالعکس مبادرت کند.ابراز امیدواری کرد که پس از پشت سر گذاردن مراحل آزمایشی، این خودرو در مرحله تولید انبوه با قیمتی معادل صد هزار یورو وارد بازار شود.
خودروی برقی
خودرو برقی به خودروی می‌گویند که از باتری جهت نیروی محرکه به‌جای موتور درونسوز استفاده می‌کند.
اولین خودروهای برقی در قرن نوزدهم ظاهر شدند. تولید اینگونه خودروها با تولید انبوه اتومبیل احتراقی دچار افت شدید گردید. اما برخی خودروهای برقی همانند تسلا رودستر (یک خودروی لوکس برقی) و جنرال موتورز ای‌وی-۱ موفقیت آمیز بوده‌اند.
برخی نمونه خودروی برقی
خودروی تماماً الکتریکی Tesla Model S، سریع‌ترین خودروی سدانی است که تاکنون در آمریکا ساخته شده. جالب است بدانید که 0 تا 100 این خودرو چیزی درحدود 3.9 ثانیه است. قدرت موتور این خودرو 416 اسب بخار معادل یک Audi R8 تولید شرکت تیونیگ "منصوری" است. در Tesla Model S که از بدنه‌ای آلومینیومی ساخته شده است، یک موتور الکتریکی 16,000 دوربردقیقه با گشتاور 600 نیوتن-متر به‌کار رفته است. این موتور توسط تعداد بسیار زیادی از پکیج‌های باتری متشکل از 7,000 سلول لیتیم ـ یون که در کف خودرو جاسازی شده‌اند، به چرخش درمی‌آید و نکته قابل‌توجه همین باتریها هستند که وزنی در حدود 455 کیلوگرم دارند. باتریها در هر شکل و اندازه‌ای می‌توانند باشند. شارژ باتریهای این خودرو از طریق شارژرهای 110 ولت یا 220 ولت خانگی به راحتی امکان‌پذیر است.
REVA
خودروی REVAi که در بریتانیا به نام G-Wiz شناخته می‌شود یک خودروی کوچک الکتریکی است که به وسیله تولیدکننده هندی به نام REVA Electric و از سال ۲۰۰۱ تولید می‌گردد. شرکت REVA تا سال ۲۰۱۱ بیش از ۴۰۰۰ دستگاه از این نوع خودرو را در ۲۶ کشور جهان به فروش رسانده‌است. در بسیاری از کشورها REVAi استانداردهای کافی جهت به رسمیت شناخته شدن به عنوان یک خودروی کامل را بدست نیاورده به نحوی که در سایر کلاسها نظیر خودروی شبه برقی در آمریکا و چهارچرخه موتوری در اروپا طبقه‌بندی شده‌است. این خودرو در ابتدا تحت نام REVA شناخته می‌شد که بعداً با تغییرات و بهینه سازی‌های انجام شده بر روی آن تحت نام REVAi و با قابلیتهای بهتر عرضه گردید. رویهمرفته مدل قدیمی و جدید آن لقب پرفروشترین خودروی برقی جهان را تا اواخر سال ۲۰۰۹ به خود اختصاص داده‌است.
طراحی
REVAi یک خودروی هاچ بک ۳ در و کوچک است که دارای ابعاد 2.6m طول، 1.3mعرض و 1.5m ارتفاع می‌باشد. این خودرو قابلیت حمل ۲ بزرگسال در جلو و ۲ کودک را در صندلیهای عقب دارا بوده و صندلیهای عقب می‌توانند به منظور ایجاد فضا برای حمل بار بیشتر کاملاً خوابانده شوند. حداکثر وزن مسافر و بار این خودرو به صورت توام ۲۷۰ کیلوگرم می‌باشد. REVAi به منظور سفرهای درون شهری و به ویژه تردد بین منزل و محل کار خصوصاً در ترافیکهای سنگین طراحی شده و در اروپا این خودرو تحت عنوان چهارچرخه سنگین (Category L7) طبقه بندی شده‌است. این خودرو دارای اجازه صادرات به آمریکا است به شرطی که دارای محدودکننده سرعت به کمتر از ۲۵ مایل در ساعت بوده و به منظور رفت‌وآمدهای کوتاه (Neighborhood Electric Vehicle) از آن استفاده گردد.
مدل‌ها
REVA
مدل اولیه این خودرو که از سالهای ۲۰۰۱ تا ۲۰۰۷ تولید می‌شد REVA نام گرفت (در بریتانیا G-Wiz). نیروی محرکه این خودرو از طریق یک موتور 4.8 Kw (4.6 hp) تامین می‌گردد که توسط یک کنترلر DC با جریان خروجی 400A کنترل شده و حداکثر توان آن به 13.1kw (17.6hp) بالغ می‌گردد. این توان از طریق ۸ عدد باتری 6V-200Ah که به صورت سری و دارای ولتاژ نهایی 48V هستند بدست آمده و در زیر صندلی جلوی خودرو تعبیه شده‌اند. این مدل به دلیل عدم وجود شاسی قدرتمند قادر به گذراندن تستهای استاندارد تصادف با سرعت 40 km/h (25mph) نبود.
REVAi
در ژانویه سال ۲۰۰۸ یک مدل جدید از این خودرو به نام REVAi به بازار معرفی شد که دارای یک سیستم درایو AC است و باعث می‌شود سرعت آن به حداکثر 80km/h (50mph) افزایش یابد. این درایو ۳۵۰ آمپری یک موتور AC سه فاز با توان حداکثر 13Kw (17 hp) که نیروی محرکه خودرو است را کنترل می‌نماید. همانند مدل REVA توان الکتریکی این خودرو نیز از طریق ۶ عدد باتری 6V-200Ah که در زیر صندلیهای جلو تعبیه شده‌اند بدست می‌آید. این خودرو دارای یک سوئیچ تقویتی (boost) می‌باشد که با فعال شدن آن ۴۰% گشتاور اضافی جهت شتابگیری بهتر و توانائی بالا رفتن از مسیرهای کوهستانی به آن افزوده شده و حدکثر سرعت آن را نیز به 80km/h می‌رساند. وزن این خودرو 665kg بوده که 270kg از آن مربوط به باتریهاست. مسافت نرمال پیموده شده توسط REVAi با یک بار شارژ حدود 80km است که البته درصورت رانندگی سریع یا استفاده از بخاری و کولر خودرو این مسافت کاهش خواهد یافت. جهت تصحیح مشکلات ایمنی مدل قبلی با همکاری شرکت لوتوس، ویژگیهای ایمنی متعدد و جدیدی به این خودرو افزوده شده‌است که از جمله ترمزهای دیسکی در جلو و شاسی تقویت شده را می‌توان نام برد که به خوبی تستهای تصادف در سرعت 40km/h را بوسیله موسسه استاندارد ARIA در کشور هند گذرانده‌است.
REVA L-ion
در ژانویه سال ۲۰۰۹ مدل جدیدی به بازار ارائه شد که REVA L-ion نام گرفت. این مدل از نظر ظاهر مشابه مدل REVAi است ولی باتریهای آن از نوع Li-ion (Lithium-ion) بوده که علاوه بر کاهش وزن خودرو به 565kg، کاهش زمان شارژ به ۶ ساعت و افزایش مسافت طی شده بعد از یک شارژ کامل تا 120km را نیز به همراه داشته‌است. همچنین عملکرد این باتریها کمتر تحت تاثیر تغییرات دما قراردارد. علاوه بر تغییر در باتریها، REVA L-ion دارای یک پانل خورشیدی جهت شارژ باتریها به وسیله انرژی خورشیدی برروی سقف آن است. همچنین افزون بر باتری شارژر نصب شده برروی خودرو، یک ایستگاه شارژ باتری ۳فاز که نیازمند اتصال برق ۳فاز است نیز آماده ارائه می‌باشد که در عرض ۱ ساعت قادر به شارژ ۹۰ درصد ضرفیت باتریهای خودرو خواهد بود.
قیمت
بیش از ۴۰۰۰ دستگاه از مدلهای مختلف REVA تا اواسط مارس ۲۰۱۱ فروخته شده که کشورهای واردکننده این خودرو عبارتند از: اتریش، برزیل، شیلی، کلمبیا، کاستاریکا، قبرس، فرانسه، آلمان، یونان، مجارستان، ایسلند، هند، ایرلند، نروژ، ژاپن، مالتا، موناکو، نپال، جزایر نورفولک، پرو، فیلیپین، پرتغال، اسپانیا، سریلانکا و بریتانیا. قیمت این خودرو، هم اکنون در بریتانیا تقریباً ۹۹۹۵ یورو برای مدل استاندارد (مدل G-Wiz) است. این خودرو از پرداخت شارژ مربوط به نقاط پرترافیک لندن معاف است چرا که به عنوان خودروی الکتریکی طبقه‌بندی شده‌است. این خودرو همچنین در کشورهای اروپایی دیگر نظیر اسپانیا و نروژ نیز فروخته شده‌است. در کاستاریکا، REVAi در مارس ۲۰۰۹ وارد شد و به قیمت ۱۳۰۰۰ دلار آمریکا فروخته شد. در بازار شیلی این خودرو ۱۲۰۰۰ دلار آمریکا قیمت گذاری شده‌است. در جمهوری ایرلند خودروی REVAi به قیمت ۱۱۵۰۰ یورو قیمت گذاری شده و مدل بهتر آن با نام REVA L-ion به قیمت ۱۷۵۰۰ یورو به فروش می‌رسد. همچنین در هندوستان REVA به مبلغ ۳۵۰،۰۰۰ روپیه به فروش رسیده و هزینه شارژ آن 0.8 cent/Km برآورد می‌گردد که باید در کنار قیمت 1.3 USD/Liter برای بنزین در هند مورد توجه قرار گیرد.
ملاحظات ایمنی
REVA از اکثر مقررات ایمنی تصادفات در اروپا به دلیل وزن کم و طبقه‌بندی شدن در ردیف چهارچرخه‌های سنگین به جای خودرو معاف شده‌است. دپارتمان حمل و نقل بریتانیا پس از آزمون تصادم، یک دستگاه خودروی REVA مدل G-Wiz (که اکنون از رده تولید خارج است) با مانع غیر قابل انعطاف در ۲۴ آوریل ۲۰۰۷، ملاحظات جدی ایمنی را در این خودرو مشخص نمود. مشابه همین تست، یک آزمایش دیگر نیز که به وسیله مجله Top Gear و بر اساس مقررات تست تصادفات NCAP اروپا انجام پذیرفت، مشخص کرد که سرنشینان این خودرو در تصادفات با سرعت 64 Km/h متحمل صدمات جدی و بعضاً بسیار جدی خواهند شد. در نتیجه آزمونهای یاد شده، مدلهای REVAi و REVA L-ion شامل ویژگیهای متعدد ایمنی نظیر ترمزهای دیسکی جلو و شاسی تقویت شده و با طراحی مجدد هستند که آزمون تصادفات آن توسط ARAI در هند موفقیت‌آمیز بوده‌است. فیلم آزمون تصادف از جلوی مدل جدید با سرعت 40 Km/h هم اکنون به صورت آنلاین در دسترس قراردارد. کمپانی تولید REVA (RECC) در سال ۲۰۰۸ مدعی شد که این خودرو دارای رکورد ایمنی عالی است به نحوی که در مجموع ۸۰ میلیون کیلومتر کاربرد این خودرو در سراسر جهان، حتی یک مورد فوت یا وارد آمدن صدمه جدی به سرنشینان رخ نداده‌است.
ریزترین خودروی برقی جهان
خودروهای برقی متعددی طی سالهای گذشته تولید شده‌اند که از ابعاد کوچکی برخوردار بوده‌اند، با این همه تمامی این خودروهای کوچک در مقایسه با خودروی برقی که دانشمندان سوئیسی ابداع کرده‌اند بسیار غول پیکر به شمار می‌روند. به گزارش خبرگزاری مهر، گروه سوئیسی «امپتا» طی همکاری با دانشمندان هلندی دانشگاه گرونینگن یکی از بی نظیرترین خوردوهای برقی جهان را ساخته‌اند که ابعاد آن 4x2 نانومتر است.
این نانوخودرو که از یک تک مولکول ساخته شده دارای چهار چرخ است که عملکرد هر یک از چرخها مشابه چرخی با موتور مجزا است. این خودرو می‌تواند در مسیری مستقیم بر روی سطحی مسی حرکت کند و به جای حمل باتری برق مورد نیاز خود را از سر «میکروسکوپ پویشی تونلی» که بالای آن قرار خواهد گرفت، تامین کند.
این نانوخودرو برای هر نیم دوری که چرخهایش خواهند زد به ۵۰۰ میلی ولت انرژی نیاز خواهد داشت. زمانی که خودرو وارد یک دست انداز می‌شود، الکترونها از میان مولکول نفوذ کرده و منجر به تغییرات ساختاری برگشت پذیری در هریک از موتورها یا چرخها می‌شوند. این تغییرات باعث می‌شوند هر چهار چرخ به صورت همزمان به جلو حرکت کنند.
بر اساس گزارش گیزمگ، اجرایی کردن این کار برای هماهنگ سازی حرکت همزمان چرخها در عمل بسیار دشوار است با این همه در نهایت پس از ۱۰ تحریک الکتریکی، نانوخودرو توانست ۶ نانومتر به جلو حرکت کند.
کاربرد خودرو
کاربرد خودروها در زندگی امروزه بشر بسیار متنوع و بسیار گسترده‌است بطوری که اگر خودروها را از زندگی روزمره حذف کنیم شاید تمدن بشری دیگر به شکل کنونی وجود نداشته باشد. عمده فعالیت خودروها در زمینه‌های زیر است:
ترابری:
واژه ترابری خود گویای فعالیت انجام شده توسط خودروها است. چرا که قسمت اعظم مواد و اشیاء انسان‌ها نیز خود بخش وسیعی از حمل و نقل را شامل می‌شود.
تولید توان کششی:
کاربرد دیگر خودروها در تولید توان کششی است که در بخش‌هایی مثل کشاورزی و یا صنعت و یا خدمات مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کاربرد می‌تواند در قالب یک تراکتور کشاورزی یا یک لیفت‌تراک و یدک‌کش و یا یک ماشین راهسازی جلوه گر شود.
خودروی اسپورت
خودروی اسپرت اصطلاحی است که به خودروهای پر سرعت، کم ساخت و گاهی روباز گفته می‌شود.
بررسی
خودروهای اسپرت می‌توانند مجلل یا غیر مجلل باشند اما رانندگی و عملکرد مکانیکی در آنها مورد نیاز است.بسیاری از رانندگان به نام و برند خودرو و سابقه و شهرت آن در مسابقات به عنوان معیار کیفیت خودروی اسپرت توجه می‌کنند (مانند خودروهای پورشه، لوتوس و فراری)؛ اما برندهایی نیز مانند لامبورگینی موجودند که خودروهای مسابقه‌ای نمی‌سازند اما بصورت انبوهی میان دوست‌داران خودروهای اسپرت طرفدار دارند.
خودروی اسپرت در مقابل خودروهای ورزشی
برخی خودروها ممکن است ورزشی باشند اما به گروه خودروهای اسپرت تعلق نداشته باشند؛ بطوریکه بسیاری از خودروهای اسپرت کامپکت، سدان اسپرت، عضلانی، هات هاچبک و غیره، با اینکه ویژگیهای مشترکی با خودروهای اسپرت دارند، خودروی اسپرت بحساب نمی‌آیند.آنان بیشتر بخاطر جا باز کردن در بازار فروش به نام خودروهای اسپرت در می‌آیند.
8:50 pm
کارایی الگوریتم
در نظریه پیچیدگی محاسباتی، الگوریتم‌ها از حیث کارایی در استفاده از منابعی مانند زمان و فضا (حافظه) مورد بررسی قرار می‌گیرند. در این بررسی آن چه اهمیت دارد میزان زمان و فضای مورد نیاز برای حل یک مسالهٔ خاص نیست بلکه چگونگی افزایش میزان زمان و فضای مورد نیاز با بزرگ شدن ورودی الگوریتم مورد توجه است.
مثلاً فرض کنید دو الگوریتم الف و ب برای حل مسالهٔ زیر پیشنهاد شده‌اند. در این مساله نقشهٔ یک منطقه شامل شهرهای قرار گرفته در آن منطقه، جاده‌های بین آنها و طول هر جاده و نیز نام دو شهر مبدا و مقصد داده شده است. هدف پیدا کردن کوتاه‌ترین مسیر از مبدا به مقصد است.
فرض کنید به صورت تجربی مشاهده می‌کنیم که اگر تنها یک شهر به تعداد شهرهای نقشه اضافه شود الگوریتم الف به دو برابر زمان برای حل مساله نیاز دارد در حالی که زمان مورد نیاز برای الگوریتم ب وقتی دو برابر می‌شود که تعداد شهرهای نقشه دو برابر شده باشد. بدیهی است که در چنین شرایطی الگوریتم ب را کاراتر از الگوریتم الف می‌دانیم.
در نظریه پیچیدگی محاسباتی نیز همین روش را پی‌می‌گیریم ولی به جای روشهای تجربی از روشهای ریاضی استفاده می‌کنیم. به این منظور ابتدا برای ورودی مساله یک سایز تعریف می‌کنیم. این سایز می‌تواند میزان حافظهٔ مورد نیاز برای ذخیره کردن ورودی مساله باشد. سپس زمان (یا فضای) مورد نیاز برای حل مساله توسط یک الگوریتم به صورت تابعی از سایز مساله محاسبه می‌شود. به محاسبه یا تقریب زدن این چنین تابعی تحلیل الگوریتم گفته می‌شود.
اگر تابع به دست آمده به روش فوق چندجمله‌ای یا کوچک‌تر از یک چندجمله‌ای باشد الگوریتم را کارا و در غیر این صورت آن را ناکارا می‌نامیم.
مهندسی الگوریتم
مهندسی الگوریتم طراحی الگوریتم کاربردی است که کاربردهای طراحی الگوریتم نظری را در جهان واقعی دنبال می‌کند. به دنبال طراحی، تحلیل، کاربرد، اشکال‌زدایی و ارزیابی تجربی برنامه‌های رایانه‌ای برای حل مسایل الگوریتمی است. این رشته روش‌ها و ابزارهایی برای توسعه و مهندسی کدهای الگوریتمی کارا فراهم می‌آورد و هدف آن جمع‌آوری و تقویت راهکارهای نظری سنتی برای طراحی و تحلیل الگوریتم‌ها و ساختار داده‌ها است.
الگوریتم‌ها قالبهای ساختمانی اصلی برنامه کاربردی کامپیوتر می‌باشند. با این حال، پیشرفت در سخت‌افزار کامپیوتر، غیرواقعی و غیرآرمانی‌ترشدن مدلهای کامپیوتری سنتی و تقاضای روزافزون راه‌حلهای موثر برای مشکلات دنیای واقعی، فاصله بین تئوری‌های کلاسیک الگوریتم و الگوریتم‌ها در عمل را افزایش داده است. نظم و انضباط درحال پدیدارشدن از مهندسی الگوریتم در نظر دارد این فاصله را پر کند. تئوری اجزاء مهندسی الگوریتم با استفاده از برنامه‌های واقعی و بوسیله آزمایشهای مفید و با تاکید برابر بر روی همه جنبه‌های ناشی از چرخه فرایند حل مسئله از مدل‌سازی واقعی، طراحی، تجزیه و تحلیل، پیاده‌سازی قوی و کارآمد تا آزمایشات دقیق، مورد بررسی قرار می‌دهد
الگوریتم موازی
الگوریتم‌های موازی در علوم کامپیوتر، برخلاف الگوریتم‌های متوالی سنتی، الگوریتم‌هایی هستند که در آنها، هر بار قسمتی از برنامه روی پردازنده‌ای متفاوت اجرا می‌شود و در آخر برای کسب نتیجهٔ مطلوب، نتایج کنار هم قرار می‌گیرند.
بعضی از الگوریتم‌ها را می‌توان به آسانی به چنین قسمت‌هایی تقسیم کرد. بطور مثال، عمل بررسی اعداد از یک تا صدهزار برای تشخیص اعداد اول را، می‌توان با اختصاص دادن زیر مجموعه‌ای از اعداد به هر پردازنده موجود و سپس گردآوری فهرست نتایج مطلوب، قسمت بندی کرد.
برخی از الگوریتم‌ها برای اجرای مراحل بعد، نیاز به نتایج مراحل قبل دارند. اینگونه مسائل را مسائل ذاتاً متوالی می‌گویند. روشهای عددی تکرار شونده، مانند روش نیوتون یا مسالهٔ سه تن، نمونه‌هایی از الگوریتم‌های متوالی هستند.
برخی از مسائل را خیلی دشوار می‌توان به صورت موازی در آورد حتی اگر بازگشتی باشند. یکی از این نمونه‌ها جستحوی عمقی درخت است.
الگوریتم‌های موازی ارزشمندند زیرا اجرای عملیات محاسباتی بزرگ از طریق الگوریتم‌های موازی، به دلیل کارکرد پردازنده‌های مدرن، بسیار سریع تر از اجرای آنها با الگوریتم‌های متوالی است. ساخت یک کامپیوتر با یک پردازندهٔ خیلی سریع بسیار سخت تر از ساختن یک کامپیوتر با تعداد زیادی پردازندهٔ کندتر با توان عملیاتی یکسان است.
با این حال، برای سرعت الگوریتم‌های موازی نیز محدودیت‌های خاص نظری وجود دارد. قسمتی از هر الگوریتم موازی، متوالی است، از این رو هر الگوریتم موازی یک نقطهٔ اشباع دارد. بعد از آن نقطهٔ اشباع اضافه کردن تعداد بیشتری پردازنده افزایش توان عملیاتی را در پی ندارد و تنها باعث بالا بردن هزینه و خسارات می‌شود.
هزینه و پیچیدگی الگوریتم‌های موازی بر اساس حافظه و زمانی(تعداد سیکل‌های پردازنده) که مصرف می‌کنند تخمین زده می‌شود.
الگوریتم‌های موازی باید از جهت ارتباط بین پردازنده‌های مختلف نیز بهینه شوند. الگوریتم‌های موازی از دو راه با پردازنده‌ها ارتباط برقرار می‌کنند، حافظهٔ مشترک، و رد و بدل کردن پیام.
پردازش حافظهٔ مشترک نیاز به قفل بندی اضافه برای اطلاعات دارد، از این رو هزینهٔ سیکل‌های گذرگاه و پردازنده‌های اضافی را تحمیل می‌کند و همچنین باعث غیر موازی شدن قسمت‌هایی از الگوریتم می‌شود.
پردازش از طریق انتقال پیام، از کانال‌ها و جعبه‌های پیام استفاده می‌کند اما این نوع ارتباط باعث افزایش هزینهٔ انتقال روی گذرگاه، حافظهٔ اضافی برای صف و جعبه‌های پیام و تاخیر در پیام‌ها می‌شود.
در طراحی‌های چند پردازنده‌ای از گذرگاه‌های خاصی استفاده می‌شود تا بدین گونه از هزینه‌های تعاملات کاسته شود اما این پردازنده‌است که حجم ترافیک را تعیین می‌کند.
مشکل دیگر الگوریتم‌های موازی تضمین توازن درخور آنها است. برای مثال، بررسی تمام اعداد از یک تا صدهزار برای یافتن اعداد اول را می‌توان به راحتی بین پردازنده‌ها تقسیم کرد. اما در این روش ممکن است بعضی از پردازنده‌ها مجبور شوند بیشتر از بعضی دیگر کار کنند، در این صورت پردازنده‌هایی که کارشان به پایان رسیده‌است تا پایان کار دیگر پردازنده‌ها بی کار می‌مانند.
زیر مجموعه‌ای از الگوریتم‌های موازی، الگوریتم‌های توزیعی هستند که برای استفاده در محیط‌های محاسبات خوشه‌ای و محاسبات توزیعی طراحی شده‌اند، که در این حیطه باید ملاحظاتی افزون بر الگوریتم‌های موازی «سنتی»، اعمال شود.
طراحی الگوریتم‌های موازی
طراحی الگوریتم‌ها به راحتی و به دستورات مشخص محدود نمی‌شود. هدف ارائهٔ چهارچوبی است که طی آن طراحی الگوریتم‌های موازی امکان پذیر شود. در این فرایند سعی بر ایجاد درکی شهودی است از آنچه که یک الگوریتم موازی خوب را تشکیل می‌دهد.
مشکلات موجود در طراحی الگوریتم‌های موازی
بازده
تناسب
جزء بندی محاسبات
تجزیهٔ
تکنیک‌های تجزیهٔ تابعی
موقعیت
ارتباطات همگام و غیر همگام
انباشتگی
طراحی‌های علمی
این روش طراحی را در چهار مرحله انجام می‌دهد.
جزء بندی
ارتباطات
انباشتگی
نقشه بندی
در دو مرحلهٔ اول، تمرکز ما روی تناسب و همزمانی است. در دو مرحلهٔ دیگر نیز تمرکز روی موقعیت، و دیگر مسائل مربوط به کارایی است.
جزء بندی
کارهای مربوط به محاسبات و داده‌هایی که روی آنها پردازش انجام می‌گیرد را به بخش‌های کوچک تقسیم کنید. مشکلات عملی مانند تعداد پردازنده‌ها در کامپیوتر مرکز در محاسبات نمی‌آید.
ارتباطات
ارتباطات لازم برای هماهنگ کردن اجرای امور مشخص می‌شوند. الگوریتم‌ها و ساختارهای مناسب ارتباطی نیز تعیین می‌گردند.
انباشتگی
امور و ساختارهای ارتباطی تعریف شده در دو مرحلهٔ اول یک طرح با توجه به معیارهای زیر ارزیابی می‌شوند.
نیازهای اجرایی
هزینه‌های پیاده سازی
در صورت لزوم، کارها با هم ادغام می‌شوند برای:
بهبود بخشیدن به کارآیی
کاهش هزینه‌های توسعه
نگاشت (تطابق - mapping) - جزءجزء کردن کارها و تخصیص کارها به پردازنده ها)
برای هر پردازنده یک سری کار تعریف می شود و در این نگاشت موارد زیر رعایت می شود:
افزایش بهره برداری پردازنده ها -طوری که کارها به صورت متوازن بر روی آن ها تقسیم شود
کاهش هزینه‌های ارتباطی بین پردازنده ها
نگاشت را می‌توان بصورت ثابت یا در زمان اجرا توسط الگوریتم‌های توازن بارگذاری انجام داد.
در نظریه پیچیدگی محاسباتی، الگوریتم‌ها از حیث کارایی در استفاده از منابعی مانند زمان و فضا (حافظه) مورد بررسی قرار می‌گیرند. در این بررسی آن چه اهمیت دارد میزان زمان و فضای مورد نیاز برای حل یک مسالهٔ خاص نیست بلکه چگونگی افزایش میزان زمان و فضای مورد نیاز با بزرگ شدن ورودی الگوریتم مورد توجه است.
مثلاً فرض کنید دو الگوریتم الف و ب برای حل مسالهٔ زیر پیشنهاد شده‌اند. در این مساله نقشهٔ یک منطقه شامل شهرهای قرار گرفته در آن منطقه، جاده‌های بین آنها و طول هر جاده و نیز نام دو شهر مبدا و مقصد داده شده است. هدف پیدا کردن کوتاه‌ترین مسیر از مبدا به مقصد است.
فرض کنید به صورت تجربی مشاهده می‌کنیم که اگر تنها یک شهر به تعداد شهرهای نقشه اضافه شود الگوریتم الف به دو برابر زمان برای حل مساله نیاز دارد در حالی که زمان مورد نیاز برای الگوریتم ب وقتی دو برابر می‌شود که تعداد شهرهای نقشه دو برابر شده باشد. بدیهی است که در چنین شرایطی الگوریتم ب را کاراتر از الگوریتم الف می‌دانیم.
در نظریه پیچیدگی محاسباتی نیز همین روش را پی‌می‌گیریم ولی به جای روشهای تجربی از روشهای ریاضی استفاده می‌کنیم. به این منظور ابتدا برای ورودی مساله یک سایز تعریف می‌کنیم. این سایز می‌تواند میزان حافظهٔ مورد نیاز برای ذخیره کردن ورودی مساله باشد. سپس زمان (یا فضای) مورد نیاز برای حل مساله توسط یک الگوریتم به صورت تابعی از سایز مساله محاسبه می‌شود. به محاسبه یا تقریب زدن این چنین تابعی تحلیل الگوریتم گفته می‌شود.
اگر تابع به دست آمده به روش فوق چندجمله‌ای یا کوچک‌تر از یک چندجمله‌ای باشد الگوریتم را کارا و در غیر این صورت آن را ناکارا می‌نامیم.
مهندسی الگوریتم
مهندسی الگوریتم طراحی الگوریتم کاربردی است که کاربردهای طراحی الگوریتم نظری را در جهان واقعی دنبال می‌کند. به دنبال طراحی، تحلیل، کاربرد، اشکال‌زدایی و ارزیابی تجربی برنامه‌های رایانه‌ای برای حل مسایل الگوریتمی است. این رشته روش‌ها و ابزارهایی برای توسعه و مهندسی کدهای الگوریتمی کارا فراهم می‌آورد و هدف آن جمع‌آوری و تقویت راهکارهای نظری سنتی برای طراحی و تحلیل الگوریتم‌ها و ساختار داده‌ها است.
الگوریتم‌ها قالبهای ساختمانی اصلی برنامه کاربردی کامپیوتر می‌باشند. با این حال، پیشرفت در سخت‌افزار کامپیوتر، غیرواقعی و غیرآرمانی‌ترشدن مدلهای کامپیوتری سنتی و تقاضای روزافزون راه‌حلهای موثر برای مشکلات دنیای واقعی، فاصله بین تئوری‌های کلاسیک الگوریتم و الگوریتم‌ها در عمل را افزایش داده است. نظم و انضباط درحال پدیدارشدن از مهندسی الگوریتم در نظر دارد این فاصله را پر کند. تئوری اجزاء مهندسی الگوریتم با استفاده از برنامه‌های واقعی و بوسیله آزمایشهای مفید و با تاکید برابر بر روی همه جنبه‌های ناشی از چرخه فرایند حل مسئله از مدل‌سازی واقعی، طراحی، تجزیه و تحلیل، پیاده‌سازی قوی و کارآمد تا آزمایشات دقیق، مورد بررسی قرار می‌دهد
الگوریتم موازی
الگوریتم‌های موازی در علوم کامپیوتر، برخلاف الگوریتم‌های متوالی سنتی، الگوریتم‌هایی هستند که در آنها، هر بار قسمتی از برنامه روی پردازنده‌ای متفاوت اجرا می‌شود و در آخر برای کسب نتیجهٔ مطلوب، نتایج کنار هم قرار می‌گیرند.
بعضی از الگوریتم‌ها را می‌توان به آسانی به چنین قسمت‌هایی تقسیم کرد. بطور مثال، عمل بررسی اعداد از یک تا صدهزار برای تشخیص اعداد اول را، می‌توان با اختصاص دادن زیر مجموعه‌ای از اعداد به هر پردازنده موجود و سپس گردآوری فهرست نتایج مطلوب، قسمت بندی کرد.
برخی از الگوریتم‌ها برای اجرای مراحل بعد، نیاز به نتایج مراحل قبل دارند. اینگونه مسائل را مسائل ذاتاً متوالی می‌گویند. روشهای عددی تکرار شونده، مانند روش نیوتون یا مسالهٔ سه تن، نمونه‌هایی از الگوریتم‌های متوالی هستند.
برخی از مسائل را خیلی دشوار می‌توان به صورت موازی در آورد حتی اگر بازگشتی باشند. یکی از این نمونه‌ها جستحوی عمقی درخت است.
الگوریتم‌های موازی ارزشمندند زیرا اجرای عملیات محاسباتی بزرگ از طریق الگوریتم‌های موازی، به دلیل کارکرد پردازنده‌های مدرن، بسیار سریع تر از اجرای آنها با الگوریتم‌های متوالی است. ساخت یک کامپیوتر با یک پردازندهٔ خیلی سریع بسیار سخت تر از ساختن یک کامپیوتر با تعداد زیادی پردازندهٔ کندتر با توان عملیاتی یکسان است.
با این حال، برای سرعت الگوریتم‌های موازی نیز محدودیت‌های خاص نظری وجود دارد. قسمتی از هر الگوریتم موازی، متوالی است، از این رو هر الگوریتم موازی یک نقطهٔ اشباع دارد. بعد از آن نقطهٔ اشباع اضافه کردن تعداد بیشتری پردازنده افزایش توان عملیاتی را در پی ندارد و تنها باعث بالا بردن هزینه و خسارات می‌شود.
هزینه و پیچیدگی الگوریتم‌های موازی بر اساس حافظه و زمانی(تعداد سیکل‌های پردازنده) که مصرف می‌کنند تخمین زده می‌شود.
الگوریتم‌های موازی باید از جهت ارتباط بین پردازنده‌های مختلف نیز بهینه شوند. الگوریتم‌های موازی از دو راه با پردازنده‌ها ارتباط برقرار می‌کنند، حافظهٔ مشترک، و رد و بدل کردن پیام.
پردازش حافظهٔ مشترک نیاز به قفل بندی اضافه برای اطلاعات دارد، از این رو هزینهٔ سیکل‌های گذرگاه و پردازنده‌های اضافی را تحمیل می‌کند و همچنین باعث غیر موازی شدن قسمت‌هایی از الگوریتم می‌شود.
پردازش از طریق انتقال پیام، از کانال‌ها و جعبه‌های پیام استفاده می‌کند اما این نوع ارتباط باعث افزایش هزینهٔ انتقال روی گذرگاه، حافظهٔ اضافی برای صف و جعبه‌های پیام و تاخیر در پیام‌ها می‌شود.
در طراحی‌های چند پردازنده‌ای از گذرگاه‌های خاصی استفاده می‌شود تا بدین گونه از هزینه‌های تعاملات کاسته شود اما این پردازنده‌است که حجم ترافیک را تعیین می‌کند.
مشکل دیگر الگوریتم‌های موازی تضمین توازن درخور آنها است. برای مثال، بررسی تمام اعداد از یک تا صدهزار برای یافتن اعداد اول را می‌توان به راحتی بین پردازنده‌ها تقسیم کرد. اما در این روش ممکن است بعضی از پردازنده‌ها مجبور شوند بیشتر از بعضی دیگر کار کنند، در این صورت پردازنده‌هایی که کارشان به پایان رسیده‌است تا پایان کار دیگر پردازنده‌ها بی کار می‌مانند.
زیر مجموعه‌ای از الگوریتم‌های موازی، الگوریتم‌های توزیعی هستند که برای استفاده در محیط‌های محاسبات خوشه‌ای و محاسبات توزیعی طراحی شده‌اند، که در این حیطه باید ملاحظاتی افزون بر الگوریتم‌های موازی «سنتی»، اعمال شود.
طراحی الگوریتم‌های موازی
طراحی الگوریتم‌ها به راحتی و به دستورات مشخص محدود نمی‌شود. هدف ارائهٔ چهارچوبی است که طی آن طراحی الگوریتم‌های موازی امکان پذیر شود. در این فرایند سعی بر ایجاد درکی شهودی است از آنچه که یک الگوریتم موازی خوب را تشکیل می‌دهد.
مشکلات موجود در طراحی الگوریتم‌های موازی
بازده
تناسب
جزء بندی محاسبات
تجزیهٔ
تکنیک‌های تجزیهٔ تابعی
موقعیت
ارتباطات همگام و غیر همگام
انباشتگی
طراحی‌های علمی
این روش طراحی را در چهار مرحله انجام می‌دهد.
جزء بندی
ارتباطات
انباشتگی
نقشه بندی
در دو مرحلهٔ اول، تمرکز ما روی تناسب و همزمانی است. در دو مرحلهٔ دیگر نیز تمرکز روی موقعیت، و دیگر مسائل مربوط به کارایی است.
جزء بندی
کارهای مربوط به محاسبات و داده‌هایی که روی آنها پردازش انجام می‌گیرد را به بخش‌های کوچک تقسیم کنید. مشکلات عملی مانند تعداد پردازنده‌ها در کامپیوتر مرکز در محاسبات نمی‌آید.
ارتباطات
ارتباطات لازم برای هماهنگ کردن اجرای امور مشخص می‌شوند. الگوریتم‌ها و ساختارهای مناسب ارتباطی نیز تعیین می‌گردند.
انباشتگی
امور و ساختارهای ارتباطی تعریف شده در دو مرحلهٔ اول یک طرح با توجه به معیارهای زیر ارزیابی می‌شوند.
نیازهای اجرایی
هزینه‌های پیاده سازی
در صورت لزوم، کارها با هم ادغام می‌شوند برای:
بهبود بخشیدن به کارآیی
کاهش هزینه‌های توسعه
نگاشت (تطابق - mapping) - جزءجزء کردن کارها و تخصیص کارها به پردازنده ها)
برای هر پردازنده یک سری کار تعریف می شود و در این نگاشت موارد زیر رعایت می شود:
افزایش بهره برداری پردازنده ها -طوری که کارها به صورت متوازن بر روی آن ها تقسیم شود
کاهش هزینه‌های ارتباطی بین پردازنده ها
نگاشت را می‌توان بصورت ثابت یا در زمان اجرا توسط الگوریتم‌های توازن بارگذاری انجام داد.