Кіріспе
Инженерлік пән
Автомобильдік инженерлік, аэроғарыш инженерлігі және теңіздік архитектурамен қатар, көлік құралы инженерлігінің бір саласы болып табылады. Онда мотоциклдер, автомобильдер және жүк көліктері мен олардың тиісті инженерлік жүйелерін жобалауға, өндіріске және пайдалануға қатысты механикалық, электрлік, электрондық, бағдарламалық қамтамасыз ету және қауіпсіздік инженерлігінің элементтері кіріктірілген. Сондай-ақ, көлік құралдарын өзгерту де осы саланың құрамына кіреді. Автомобильдердің толық құрамының жасалуымен және жинақталуымен айналысатын өндіріс саласы да осыған жатады. Автомобильдік инженерлік – зерттеулерге негізделген сала және математикалық модельдер мен формулаларды тікелей қолдануды қамтиды. Автомобильдік инженерлік мамандығын оқыту көлік құралдарын немесе олардың бөліктерін тұжырымдама кезеңінен бастап өндіріс кезеңіне дейін жобалау, әзірлеу, жасау және сынауды қамтиды. Өндіріс, әзірлеу және дайындау – бұл саладағы үш маңызды функция.
Даму инженері
Өндіріс инженері толық автомобильдің (автобус, жеңіл автомобиль, жүк көлігі, микроавтобус, кроссовер, мотоцикл және т.б.) инженерлік сипаттамаларын автомобиль өндіруші, мемлекеттік талаптар және өнімді сатып алушының тілегіне сәйкес жеткізуді үйлестіруге жауапты. Жүйелік инженер сияқты, әзірлеу инженері де толық автомобильдегі барлық жүйелердің өзара әрекеттесуімен айналысады. Автомобильде жоспарланғандай жұмыс істеуі тиіс көптеген компоненттер мен жүйелер бар, бірақ олардың барлығы автомобильмен үйлесімді жұмыс істеуі қажет. Мысалы, тежегіш жүйенің басты міндеті – автомобильге тежеу мүмкіндігін беру. Одан бөлек, ол мынадай деңгейде болуы керек: педальдің сезімі (жұмсақ, қатты), тежегіш жүйенің шуы (сыңғырлау, діріл және т.б.), сондай-ақ ABS (апаттық тежеуге қарсы жүйемен) өзара әрекеттесу. Әзірлеу инженерінің жұмысының тағы бір қыры – автомобильдің барлық сипаттамаларын белгілі бір қанағаттанарлық деңгейде жеткізу үшін қажетті келісімдерді табу процесі. Мұның мысалы – қозғалтқыштың қуаты мен отын экономиясы арасындағы тепе-теңдік. Кейбір клиенттер қозғалтқынынан максималды қуат күтеді, бірақ автомобильтің отын экономиясы да қанағаттанарлық деңгейде болуы керек. Қозғалтқыш тұрғысынан алғанда, бұл талаптар бір-біріне қайшы келеді. Қозғалтқыштың қуаты максималды көлемді (үлкен, қуатты) талап етеді, ал отын экономиясы – кішкентай көлемді (мысалы, 1.4 л-ге қарсы 5.4 л). Дегенмен, қозғалтқыштың көлемі ғана отын экономиясына және автомобильдің жұмысына әсер ететін фактор емес. Мұнда басқа да мәндер маңызды. Келісімді талап ететін басқа да сипаттамалар: автомобильдің салмағы, аэродинамикалық қарсылық, беріліс қорабы, газ шығарындыларын бақылау құрылғылары, басқару, жолға ұстау, жүрудің ыңғайлылығы және дөңгелектер. Әзірлеу инженері автомобильдік деңгейде сынақтарды, растауды және сертификаттауды ұйымдастыруға да жауапты. Компоненттер мен жүйелерді өнім инженері жеке-жеке жобалайды және сынақтан өткізеді. Соңғы бағалау жүйелердің өзара әрекеттесуін бағалау үшін автомобиль деңгейінде жүргізіледі. Мысалы, аудио жүйе (радио) автомобиль деңгейінде бағалануы керек. Басқа электрондық компоненттермен өзара әрекеттесу кедергі тудыруы мүмкін. Жүйенің жылуды таратуы және басқару элементтерінің орналасуы эргономикалық тұрғыдан бағалануы керек. Барлық орындықтарда дыбыс сапасы қанағаттанарлық деңгейде болуы тиіс.
Another aspect of the development engineer's job is a trade off process required to deliver all of the automobile attributes at a certain acceptable level. An example of this is the trade off between engine performance and fuel economy. While some customers are looking for maximum power from their engine, the automobile is still required to deliver an acceptable level of fuel economy. From the engine's perspective, these are opposing requirements. Engine performance is looking for maximum displacement (bigger, more power), while fuel economy is looking for a smaller displacement engine (ex: 1.4 L vs. 5.4 L). The engine size however, is not the only contributing factor to fuel economy and automobile performance. Different values come into play. Other attributes that involve trade offs include: automobile weight, aerodynamic drag, transmission gearing, emission control devices, handling/roadholding, ride quality, and tires. The development engineer is also responsible for organizing automobile level testing, validation, and certification. Components and systems are designed and tested individually by the Product Engineer. The final evaluation is to be conducted at the automobile level to evaluate system to system interactions. As an example, the audio system (radio) needs to be evaluated at the automobile level. Interaction with other electronic components can cause interference. Heat dissipation of the system and ergonomic placement of the controls need to be evaluated. Sound quality in all seating positions needs to be provided at acceptable levels.
Қазіргі заманғы автомобиль өнімдерінің инженериясы
Зерттеулер көрсеткендей, қазіргі көлік құралының құндылығының маңызды бөлігі интеллектуалды жүйелерден тұрады және олар автомобиль саласындағы қазіргі инновациялардың басым бөлігін құрайды. Мұны жеңілдету үшін, заманауи автомобиль құрылысы процесі мехатрониканы кеңінен пайдалануға бейімделуі керек. Интеллектуалды жүйелердің конфигурациясы мен өнімділігін оңтайландыру, жүйелік интеграция, басқару, компоненттер, кіші жүйелер және жүйе деңгейіндегі тестілеу, конструкциялық, діріл-дыбыстық және кинематикалық жобалаумен қатар, стандартты көлік құралын жасау процесінің негізгі бөлігі болуы тиіс. Бұл көлік құралын әзірлеу процесінің көбінесе жоғары дәрежеде модельдеуге негіделгенін білдіреді.
V-қадам
Интеллектуалды жүйелерді енгізу кезінде туындайтын күрделі физикалық процестер мен басқару жүйелерін дамытумен тиімді айналысудың бір жолы – жүйелерді дамытуға V-моделін қабылдау. Бұл модель автокөлік өнеркәсібінде жиырма жылдан бері кеңінен қолданылып келеді. Осы V-модельде жүйе деңгейіндегі талаптар V-тәрізді схема бойынша жүйе бөлімдері арқылы компоненттерді жобалауға дейін таратылады, ал жүйе өнімділігі интеграцияның жоғары деңгейінде тексеріледі. Мехатроникалық жүйелерді жасау екі өзара байланысты "V циклдерін" қолдануды қажет етеді: біреуі – көп физикалық жүйелерді жасау (мысалы, электрмен жұмыс істейтін рульдік жүйенің механикалық және электрлік компоненттері, соның ішінде сенсорлар мен атқарушы механизмдер); екіншісі – басқаруды жасау, басқару логикасын, бағдарламалық қамтамасыз етуді және басқару аппараттық құралдарын мен кіріктірілген бағдарламалық қамтамасыз етуді іске асыру.