Teză de abilitare – Rezumat Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi

Edward RAKOSI Iaşi - 2016 1

R E Z U M A T

Teza de abilitare intitulată “Studii şi cercetări privind optimizarea sistemelor de propulsie convenţionale cu motoare cu ardere internă şi transmisie mecanică” prezintă principalele rezultate științifice obținute în activitatea de cercetare desfășurată după susținerea tezei de doctorat. Lucrarea reflectă evoluţia preocupărilor ştiinţifice şi profesionale, precum și direcțiile principale de dezvoltare, în contextul global al realizărilor științifice semnificative și de actualitate din domeniul ingineriei mecanice, oferind o imagine de ansamblu asupra evoluției carierei academice a candidatului, a principalelor sale rezultate științifice dobândite după obținerea titlului de doctor şi descrie o perspectivă asupra activității viitoare.

Capitolul I al tezei de abilitare prezintă evoluţia carierei ştiinţifice a candidatului, care debutează cu activităţi specifice de cercetare – dezvoltare desfăşurate în cadrul unor importante centre de profil, fapt care a asigurat rigurozitatea viitoarei pregătiri ştiinţifice.

Pe parcursul activităţii depuse în această direcţie se menţionează participarea la realizarea a circa 30 proiecte şi contracte de cercetare ştiinţifică, dintre care o bună parte au fost câştigate prin competiţii desfăşurate la nivel naţional şi internaţional, o altă parte fiind reprezentată de contractele cu mediul economic, finalizate prin rezultate aplicabile în industria de profil. Un număr de 9 proiecte şi contracte câştigate prin competiţii directe s-au derulat după obţinerea titlului ştiinţific de doctor.

Multe dintre aceste lucrări au abordat teme cu implicaţii asupra îmbunătăţirii parametrilor energetici ai motoarelor utilizate în ţara noastră în domeniul propulsiei rutiere, avându-se în vedere totodată şi aspectele de modernizare a lor.

Pe de altă parte un număr de proiecte de cercetare – dezvoltare, pe bază de contracte tip grant, CEEX, au fost obţinute atât în calitate de director de proiect sau responsabil partener, cât şi de membru în colectivele de cercetare. În cadrul acestor lucrări, domeniile de cercetare abordate au vizat:

• optimizarea funcţionării motorului cu aprindere prin scânteie prin stratificarea

amestecului,

• utilizarea unor compuşi organici oxigenaţi şi a celor de tip biodiesel pentru

alimentarea motoarelor cu aprindere prin comprimare,

• cercetări privind utilizarea inteligenţei artificiale pentru controlul, comanda şi

optimizarea regimurilor de funcţionare ale vehiculelor hibride,

• posibilităţile şi limitele ecologizării transportului urban prin utilizarea combustibililor

proveniţi din uleiuri vegetale.

Teză de abilitare – Rezumat Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi

Edward RAKOSI Iaşi - 2016 2

Experienţa acumulată prin derularea acestor lucrări în domeniul cercetării ştiinţifice, în perioada amintită a permis definirea unor domenii de competenţă.

Capitolul II din structura tezei de abilitare tratează principalele rezultate originale obţinute în cercetarea ştiinţifică. Valorificând pe plan ştiinţific rezultatele cercetărilor efectuate la proiectele, programele şi temele abordate, au fost realizate şi publicate ca prim autor sau coautor, după obţinerea titlului de doctor, 9 cărţi de specialitate apărute în edituri recunoscute CNCSIS. La 4 dintre aceste cărţi de specialitate care au în acelaşi timp şi caracter monografic candidatul este autor principal. În calitate de coautor au fost realizate două tratate

extinse, însumând peste 1700 de pagini, ambele fiind publicate în edituri centrale, de asemenea, după obţinerea titlului de doctor. Referitor la unele dintre aceste cărţi de specialitate publicate în calitate de prim autor, pe lângă sintetizarea unei experienţe destul de vaste în domeniu, s-a încercat completarea subiectelor tratate până în prezent în literatura de specialitate.

Pe de altă parte, autorul a elaborat şi publicat ca unic/prim autor sau coautor alte 132

de lucrări ştiinţifice de specialitate. Din totalul articolelor un număr de 57 sunt publicate în reviste şi volume indexate în baze de date internaţionale recunoscute precum: ISI - Web of

Science, SAE Global Mobility Database, CAB International, Engineering Village-

COMPENDEX, Scopus, Springer, Elsevier. Toate aceste articole sunt realizate după obţinerea titlului de doctor.

În acelaşi timp candidatul a realizat un număr de 4 brevete de invenţie, în calitate de prim autor sau de coautor, din care unul este obţinut în Statele Unite ale Americii. Ultimele două, considerate de către autor ca fiind şi cele mai relevante, sunt publicate după obţinerea titlului de doctor. Majoritatea lucrărilor sunt axate pe domeniile de competenţă şi abordează tematicile şi domeniile de cercetare din sfera preocupărilor ştiinţifice definite anterior.

Principalele contribuţii ştiinţifice ale autorului după obţinerea titlului de doctor se cuantifică în studii, cercetări şi lucrări care se regăsesc în cărţi de specialitate şi monografii, articole şi brevete, fiind prezentate şi evaluate în cuprinsul capitolului. Lucrările selectate pot fi considerate reprezentative din punct de vedere al temelor abordate în cadrul activităţii de cercetare şi al modului de finalizare şi de valorificare a rezultatelor cercetării. În acest context au fost selectate câteva dintre lucrările realizate, considerate reprezentative pentru activitatea desfăşurată după obţinerea titlului de doctor, până în prezent. Autoevaluarea contribuţiilor ştiinţifice semnificative s-a făcut în raport cu domeniile de competenţă în care autorul a avut

selectiv şi susţinut preocupări şi rezultate în ultimii ani şi anume:

- injecţia directă de benzină la motoarele cu aprindere prin scânteie;

- construcţia şi optimizarea sistemelor de propulsie pentru autovehicule;

- surse de combustibili neconvenţionali destinate motoarelor pentru autovehicule.

Teză de abilitare – Rezumat Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi

Edward RAKOSI Iaşi - 2016 3

Capitolul III descrie evoluţia carierei academice şi profesionale precum şi rezultatele pe plan didactic. Din acest punct de vedere cele mai semnificative rezultate se concretizează în dezvoltarea şi actualizarea bibliografiei disponibile studenţilor Facultăţii de Mecanică din Iaşi prin realizarea în calitate de autor şi coautor a unor manuale şi cursuri de specialitate pentru disciplinele cuprinse în structura posturilor ocupate succesiv. Ca urmare, candidatul a reuşit ca, împreună cu un colectiv de autori implicat în mod deosebit în activitatea didactică, să elaboreze, coordonând în multe cazuri, 7 manuale suport curs şi îndrumare de

specialitate publicate în principal în editura universităţii, dar şi în alte edituri recunoscute

CNCSIS.

Pe de altă parte rezultate semnificative din acest punct de vedere se concretizează şi în laboratoarele didactice dezvoltate de autor.

Capitolul IV sintetizează studiile şi cercetările autorului privind optimizarea sistemelor de propulsie convenţionale cu motoare cu ardere internă şi transmisie mecanică. Prin prisma tendinţei globale de ameliorare a perfomanţelor sistemelor de propulsie moderne, aceste studii au stat la baza dezvoltării carierei de cercetător a autorului.

Studiile şi cercetările efectuate de autor în vederea optimizării parametrilor funcţionali ai motoarelor cu ardere internă din sistemele de propulsie, prin utilizarea injecţiei directe de benzină au avut în vedere o abordare unitară a problematicii. În acest sens, se tratează atât procedeul în sine de injecţie directă a benzinei, cât şi aplicaţii care vizează procedee mai speciale de ardere, cum este arderea amestecurilor sărace.

În concordanţă cu realizările existente, studiul a fost fixat asupra unei formule de motor

cu aprindere prin scânteie care s-a alimentat prin injecţia directă a benzinei pe baza unui echipament propriu, ulterior dezvoltându-se un procedeu de aprindere prin jet de flacără.

S-a urmărit utilizarea deplină a posibilităţilor pe care le poate oferi soluţia energetică propusă, prin adoptarea unui raport volumetric superior celui la limita de detonaţie, impus de arhitectura camerei de ardere şi de cifra octanică, aceasta tendinţă de supracomprimare înaltă constituind un procedeu modern, dar puţin folosit încă în construcţia de motoare. Pentru cea mai bună dintre soluţiile propuse şi studiate de autor motorul dezvoltă la regimul nominal o putere cu cca. 18% mai mare decât în cazul soluţiei iniţiale, în condiţiile în care cuplul motor maxim creşte cu peste 14% , cu o reducere a consumului specific efectiv minim de 2,7%, în timp ce pentru regimul de mers în gol diminuările sunt în medie de 5,6 %.

Prin adaptarea soluţiei de stratificare a amestecului s-a reuşit conservarea performanţelor energetice ale motorului şi în cazul alimentării cu combustibil neconvenţional, de tipul alcoolului metilic.

În continuare, studiile dezvoltate de autor au avut în vedere ameliorarea randamentului motorului cu aprindere prin scânteie, prin asigurarea unui volum cvasiconstant pe durata procesului de ardere prin variaţia secvenţială a raportului de comprimare. Această soluţie de motor a fost denumită VSCR (Variable Sequential Compression Ration).

Teză de abilitare – Rezumat Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi

Edward RAKOSI Iaşi - 2016 4

O altă direcţie de abordare, în ideea optimizării motoarelor din sistemele de propulsie, a avut în vedere îmbunătăţirea randamentului mecanic prin ameliorarea condiţiilor de ungere la nivelul segmenţilor de comprimare precum şi în mecanismul de distribuţie a gazelor, cu precădere la contactul camă – tachet. În acest sens, autorul, împreună cu colectivul de cercetare, a abordat la nivelul segmentului problematica optimizării arhitecturii profilului transversal şi a fost dezvoltată o soluţie originală pentru reducerea uzurii şi frecărilor la nivelul contactului camă – tachet denumită LUJET (Lubrication Jet)

Ca o firească continuare a studiilor privind sistemele de propulsie, considerându-se că propulsia convenţională a automobilului este departe totuşi de situaţia ideală, autorul, în cadrul colectivului de cercetare coordonat, a studiat şi a propus introducerea unor noi criterii de optimizare. Aceste criterii suplimentare urmăresc asigurarea unei funcţionări stabile şi economice a automobilului într-un domeniu cât mai larg de regimuri. S-a dezvoltat un model matematic au ajutorul căruia s-a realizat o simulare complexă a comportării sistemului de propulsie prin inserarea unor subrutine în cadrul pachetului de programe MATLAB. Pornind de la rezultatele obţinute în urma simulării, cu ajutorul mediului de proiectare CATIA s-a realizat o modelare a fenomenelor dinamice din sistemele de propulsie.

Capacitatea de a coordona echipe de cercetare, de a organiza şi gestiona activităţi didactice este relevată în Capitolul V al tezei. Această capacitate s-a cuantificat în conducerea, în calitate de director şi de responsabil a unor proiecte de cercetare – dezvoltare, pe bază de contracte cu finanţare CNCSIS, programe de excelenţă CEEX, sau Programe FP7, obţinute prin competiţie în ultimii ani. Pe de altă parte, poziţia şi statutul obţinute de autor pe plan ştiinţific, ca urmare a rezultatelor obţinute împreună cu echipele coordonate au atras participarea sa în calitate de membru în colectivele de redacţie sau comitetele ştiinţifice ale unor reviste şi manifestărilor ştiinţifice, de recenzor la articole ştiinţifice şi la cărţi şi tratate

de specialitate, sau de organizator de manifestări ştiinţifice. Recunoaşterea acestor capacităţi este confirmată în special prin numeroasele citări ale unor lucrări de specialitate în publicaţii consacrate, cu factor de impact. Trebuie menţionat că toate aceste activităţi, exemplificate în teză au implicat, printre altele, necesitatea unei poziţii de coordonator, constituind, în acelaşi timp, din acest punct de vedere o excelentă oportunitate de perfecţionare a autorului în această direcţie. O altă latură a recunoaşterii locale şi naţionale a experienţei de cercetător şi de coordonator o reprezintă, pe de o parte participarea autorului ca membru, la Universitatea Tehnică “Gheorghe Asachi” din Iaşi, într-un număr de peste 20 de comisii de examene, referate şi proiecte, vizând stagii de doctorat şi pe de altă parte numirea, în calitate de referent

în comisii naţionale de analiză şi de susţinere a unui număr de 11 teze de doctorat.

Capitolul VI grupează principalele direcţii viitoare ale cercetării şi ale evoluţiei profesionale. Acest capitol al tezei este dedicat, în principal stabilirii viitoarelor direcţii abordabile, din punct de vedere al cercetării ştiinţifice, punctul de plecare constituindu-l preocupările şi realizările autorului de-a lungul întregii cariere desfăşurate în centre de cercetare – dezvoltare, dar mai ales în învăţământul superior, în cadrul Universităţii Tehnice

„Gheorghe Asachi” din Iaşi. Prin prisma acestei experienţe acumulate se apreciază că unul dintre aspectele de bază ale carierei de cercetător este urmărirea unor obiective clare, logice,

Teză de abilitare – Rezumat Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi

Edward RAKOSI Iaşi - 2016 5

fixate pe termen mediu şi lung pentru a se putea asigura o continuitate a rezultatelor ştiinţifice. Aceste obiective urmărite, situate în sfera activităţilor de cercetare curente şi viitoare sunt ierarhizate şi analizate de autor, astfel:

• extinderea domeniului de competenţe al echipei de cercetare prin efortul propriu de autoperfecţionare şi prin cooptarea unor noi membri;

• consolidarea carierei de cercetător prin creşterea vizibilităţii naţionale şi internaţionale a rezultatelor obţinute;

• realizarea unor noi proiecte de cercetare ştiinţifică.

Cerinţele unei cercetări ştiinţifice moderne, prin complexitatea problematicilor studiate, aproape întotdeauna pluridisciplinare, impun o lărgire permanentă a ariei de competenţe a echipelor de cercetare. În această privinţă autorul îşi propune lărgirea colectivului de cercetare, în special prin tineri doctoranzi, dar şi prin atragerea unor tineri cercetători din alte domenii ştiinţifice. Creşterea vizibilităţii rezultatelor obţinute constituie un alt obiectiv permanent ce vizează pe termen mediu şi lung consolidarea carierei de cercetător prin continuarea publicării rezultatelor obţinute în urma viitoarelor studii şi cercetări, în reviste de specialitate recunoscute internaţional şi prezentarea acestor rezultate în cadrul unor conferinţe ştiinţifice cu vizibilitate crescută în mediile academice şi de cercetare. Unul dintre aspectele urmărite în viitorul apropiat este creşterea ponderii lucrărilor publicate în reviste indexate în baze de date cum ar fi: Journal of Automobile Engineering, Transactions of the

ASAE, SAE Technical Paper Series, Lubrication Science, Environmental Engineering and

Management Journal, Fuel, Energy and Fuels, etc. Pe de altă parte se va urmări diseminarea rezultatelor obţinute în urma viitoarelor cercetări ştiinţifice propuse, prin organizarea de conferinţe ştiinţifice, cea mai reprezentativă din acest punct de vedere fiind conferinţa bianuală, desfăşurată la Facultatea de Mecanică din Iaşi, “International Conference Advanced

Concepts in Mechanical Engineering”- ACME, în a cărei organizare şi comitet ştiinţific candidatul este implicat. Propunerea, realizarea şi derularea până la final, însoţită de valorificarea prin aplicarea rezultatelor unor noi proiecte de cercetare ştiinţifică care să contribuie la dezvoltarea cunoaşterii în domeniu, reprezintă poate unul dintre cele mai importante obiective propuse.

Analizând rezultatele obţinute şi tendinţele actuale de dezvoltare a cunoaşterii în domeniu, au fost identificate şi definite o serie de direcţii şi obiective prioritare ale viitoarelor cercetări propuse spre abordare şi care, în acelaşi timp, se pot cristaliza în posibile teme ale unor teze de doctorat.

În contextul tendinţei de direcţionare a cercetărilor ce vizează sistemele de propulsie şi având în vedere preocupările şi realizările autorului în această direcţie, prezentate în teză, se are în vedere într-un viitor apropiat căutarea şi dezvoltarea unor noi metode de studiu şi de

analiză a interdependenţei funcţionale a elementelor componente ale acestora. Considerând studiul realizat ca o primă variantă de ameliorare a condiţiilor funcţionale obţinute pe baza

simulărilor efectuate, se propune efectuarea de noi studii în vederea perfecţionării prin

Teză de abilitare – Rezumat Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi

Edward RAKOSI Iaşi - 2016 6

introducerea şi a altor elemente de natură să amelioreze, printr-un comportament stabil şi economic într-un domeniu cât mai extins, comportarea sistemului de propulsie al automobilelor.

La nivelul motoarelor cu aprindere prin scânteie din componenţa sistemelor de propulsie se propune studierea şi dezvoltarea unor noi formule energetice, prin intermediul cărora, alimentarea prin injecţie directă de benzină să confere motorului o mai bună adaptabilitate la cerinţele automobilului.

Referitor la planul de evoluţie şi de dezvoltare în domeniul didactic, obiectivul principal este îmbunătăţirea activităţilor şi tehnicilor de predare prin actualizarea continuă a informaţiilor oferite la curs şi prin perfecţionarea metodelor şi a stilului de predare a disciplinelor susţinute. În această idee, pentru creşterea calităţii actului didactic se are în vedere, printre altele, realizarea unor suporturi de prezentare video precum şi actualizarea celor existente, utilizarea acestora dovedindu-se a fi deosebit de eficientă atât la orele de curs cât şi la orele de laborator şi de proiect.

Acest obiectiv este completat de efortul permanent al candidatului privind extinderea şi modernizarea bazei materiale a laboratoarelor didactice şi de cercetare în corelaţie cu necesităţile disciplinelor de specialitate şi tendinţa de creştere a nivelului ştiinţific.

Un alt obiectiv permanent este publicarea în format tipărit sau în format electronic a unor cursuri, manuale şi îndrumare de lucrări practice menite să acopere discipline relativ recent introduse la nivelul programelor de studii de licenţă şi de master. În mod firesc, autorul îşi propune ca aceste materiale să reflecte şi o parte a rezultatelor viitoarelor cercetări în domeniu, prezentate mai sus.