Desafios Comuns na Engenharia de Projeto de Transporte

A eletrônica veicular é um aspecto importante da engenharia de projeto de transporte. Ônibus, caminhões, motocicletas e, claro, carros têm múltiplos componentes que interagem simultaneamente para fornecer dados e energia por todo o veículo. Veículos modernos usam dados em tempo real para operar e funcionar corretamente. Esses sistemas incluem direção, frenagem, HVAC, gerenciamento do motor e muito mais. Projetar para esses sistemas requer grande atenção aos detalhes, pois muitos desenvolvedores têm formas concorrentes de engenharia que exigem múltiplas partes para projetar e fabricar os componentes separadamente. Vamos examinar algumas das operações com as quais um engenheiro automotivo lida ao configurar e projetar a colocação eletrônica e como isso pode ser melhorado.

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Visão Geral da Eletrônica Interna e Externa

O sistema elétrico automotivo externo está geralmente relacionado a dois tipos. Existem sistemas dedicados à funcionalidade e aqueles para segurança. Sistemas de funcionalidade são aqueles que permitem que o veículo funcione corretamente durante a condução.

• Sistema de Ignição (Bobina de Ignição, Conjuntos de Bobinas, Velas de Ignição e Fios)

• Gerenciamento do Motor (Injeção de Combustível, Sistema de Arrefecimento, Controle do Acelerador, etc.)

• Eletrônica de Transmissão (Troca Automática de Marchas)

• Eletrônica do Chassis (ABS, TCS, EBD, ESP)

• Eletrônica de Assistência ao Motorista (Limpadores, Espelho Ajustável, Luzes Indicadoras)

Veículos modernos têm um sensor para tudo, desde a pressão dos pneus até a tensão da bateria. Eletrônicos internos são geralmente para conforto do passageiro, assistência à condução e entretenimento. O rádio, controles de HVAC, painel e controles do motorista estão todos incluídos nesta categoria. Se alguém já dirigiu um veículo, esses componentes são familiares. A história curta é que a era dos sistemas mecânicos está se tornando um conto de fadas distante e veículos modernos requerem grande esforço para fazer esses sistemas eletrônicos operarem corretamente. Vamos examinar alguns dos problemas que engenheiros e fabricantes enfrentam ao conectar esses dispositivos.

Espaço e Folga Limitados

Com o aumento de veículos econômicos em combustível, a necessidade de veículos leves e com alta quilometragem está em demanda. Empresas estão se tornando cada vez mais competitivas em ter veículos leves que exigem demanda mínima de combustível. Isso geralmente significa que componentes e estruturas do veículo estão se tornando mais compactos e o espaço interno de armazenamento para colocação de componentes está sendo limitado.

Sistemas eletrônicos estão sendo colocados baseados em localização padrão (luzes, limpadores) ou na disponibilidade de localização (baterias e caixas de relés). Esses sistemas são necessários para operar simultaneamente ou independentemente, e são conectados a outros através de uma fonte de energia comum. Ter fios passando por todo o veículo é comum e pode ser desafiador para engenheiros elétricos.

Em sentido prático, existem quatro tipos comuns de problemas de folga para fiação.

• Folga para Instalação

• Folga para Fiação

• Folga para Operação

• Folga para Manutenção

Vamos nos aprofundar nas folgas encontradas em veículos modernos e as perguntas que precisam ser feitas ao projetar para elas.

Folga para Instalação

Isso se resume a uma questão de espaço. Há espaço suficiente para o componente onde você quer que ele vá? Existem obstruções? Portas, capô e outros corpos móveis podem operar através de sua faixa de movimento projetada, sem interferência? Os componentes precisam ser instalados antes ou depois de outro para evitar interferência durante a instalação?

Folga para Fiação

Uma vez instalado o componente, você consegue levar a fiação associada até ele? Há espaço suficiente para os conectores de fiação? Há espaço suficiente para manutenção? Há espaço para o chicote de fios após os conectores serem instalados? Há espaço para curvas do chicote de fios?

Folga para Operação

Se o componente é um interruptor ou botão, você consegue alcançá-lo de uma posição normal de condução? Componentes adjacentes causarão interferência ao tentar operar tal componente? Pode ser operado quando o motorista está usando luvas? Operações de componentes interferem com outros?

Folga para Manutenção

Se um componente eventualmente falhar, é possível substituí-lo? Há espaço ao redor do componente para fazer ajustes? Há espaço para desconectar os conectores de fio para fins de teste?

Necessidade de Consideração de Folga

Há muito pensamento ao designar localização de conector e chicote de fios. Garantir que a colocação não interfira com outros projetos é importante, bem como a funcionalidade do dispositivo. Manutenção, serviço e interação pessoal têm seu lugar adequado na localização do componente.

Impacto Ambiental

Veículos produzem grandes quantidades de calor e podem danificar fiação e componentes se cuidado não for tomado durante o projeto de colocação. Não é novidade que um veículo deve funcionar com a ajuda do sistema de gerenciamento do motor sob o capô. Sensores para freios, suspensão e transmissão experimentam imensa quantidade de movimento que pode quebrar fiação e componentes com carga mínima. Projetar sistemas para acomodar esses cenários é crucial para manter o sistema intacto.

Geração Térmica do Motor

Calor gerado pelo motor pode derreter isolamento e conectores plásticos em segundos com contato direto. A temperatura de um motor pode facilmente exceder a temperatura de fusão de conectores plásticos. Projetar localização de componente para distância segura do motor é crucial, especialmente porque o espaço de fiação é limitado sob o capô. Localização de montagem para conectores precisa quase existir em estado semi-estático. Onde o movimento da fiação é limitado por abraçadeiras instaladas em componentes, ou locais, que experimentam transferência mínima de calor do motor.

Falha de Componente por Movimento Mecânico

"As rodas do ônibus giram e giram", essa frase não é simplesmente uma linha de uma canção infantil, mas tem verdadeiro mérito no movimento rotacional produzido pelas rodas do veículo. Sensores são posicionados próximos ou dentro da roda para determinar a velocidade rotacional que informa o motorista da velocidade do veículo. Esses pequenos dispositivos frágeis precisam ser posicionados para evitar colisão e causar danos ao sensor.

Sistemas de amortecimento costumavam ser puramente mecânicos e funcionavam sem necessidade de assistência eletrônica. Hoje, sistemas mola-amortecedor utilizam feedback dinâmico de condições da estrada que sensores veiculares monitoram e alteram amortecimento baseado em configurações pessoais e condições de condução. O sistema de amortecimento requer uma grande faixa de curso para os componentes e fiação se moverem. Comprimento adequado de fio, interferência de peça e projeto de qualidade são necessários para manter integridade do sistema e evitar componentes danificados.

Como Podemos Facilitar para Engenheiros

A Zuken está no topo do mercado automotivo quando se trata de desenvolvimento e integração de componentes veiculares, do elétrico ao engenharia mecânica. E3.series é uma plataforma de engenharia que oferece recursos que fundem as duas disciplinas em um programa comum. Integrando projeto mecânico veicular com sistemas elétricos para produzir um modelo com o melhor dos dois mundos. O processo de projeto automatizado auxilia no projeto e modelagem de melhores veículos. Projetos de design contêm dados do esquemático à criação de chicote, lista de materiais e formato de produção. Arquitetura orientada a objetos instantânea garante que todos os elementos de projeto, atributos e alterações sejam imediatamente refletidos até a produção.

E3.Cable Design e Documentação

O E3.cable é usado para projetar e documentar planos de cabos e layouts de chicotes. Condutores individuais são combinados no projeto para desenvolver novos cabos e chicotes. Blindagem e estruturas de pares torcidos podem ser adicionadas aos cabos e reportadas automaticamente no projeto esquemático.

E3.3D Routing Bridge

Para ajudar a buscar o melhor projeto, a Zuken desenvolveu links entre E3.series e todos os principais fornecedores MCAD (CAD mecânico), permitindo a criação de modelo de projeto totalmente integrado. Usando o E3.3D Routing Bridge, informações esquemáticas e de conexão do E3.series podem ser interfaciadas a todos os principais sistemas MCAD. Recursos incluindo:

• Transferir Informações de Componentes para MCAD (conectores, pinos, emendas)

• Transferir Dados de/para MCAD

• Verificar Colisão, ou detecção de interferência, no MCAD

• Verificar Raio de Curvatura do Fio

• Calcular Automaticamente Comprimento de Fios e Segmentos no MCAD

• Criação Automática de Documentação de Fabricação no E3.Formboard

Não há necessidade de mudar sua plataforma de modelagem sólida atual, pois pode ser facilmente integrada com:

• CATIA V5

• Solidworks

• PTC Creo (Pro/Engineering)

• Autodesk Inventor

• Siemens NX

• Solid Edge

• NX I-deas

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O sistema elétrico veicular precisa de profunda consideração ao projetar e desenvolver para fabricação. Dar os passos para entender adequadamente os prós e contras da colocação de dispositivos e fiação ajudará a determinar o sucesso futuro do projeto. Ter as melhores ferramentas disponíveis para seus engenheiros usarem é sempre um plus e desenvolver a melhor qualidade para consumidores é sempre o objetivo principal.

O roteamento de fiação através do seu projeto tem sido um problema? Insira um comentário sobre as dificuldades que você teve que lidar.

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