se distr ibuie gr atuit ca supli m en t al r evistei au totestvol. 6, nr. 4 / 2012

SIAR eSte AfIlIAt lA

InteRnAtIonAlfedeRAtIon ofAutomotIveenGIneeRInGSocIetIeS

euRopeAnAutomobIleenGIneeRScoopeRAtIon

IngineriaAutomobilului Societatea Inginerilorde Automobile

din Romnia

RegistrulAutoRomn

BREMSENHANDBUCHManual pentru sisteme de frnareEditor: Breuer, Bert / Bill, Karlheinz H.Autori: Breuer /Bill, Karlheinz H Bazele teoretice, componente, sisteme, dinamicDin seria :ATZ/MTZ - Manuale de specialitateediia 2012. 687 Spagini cu 611 figuri i. 53 tabele. ISBN: 978-3-8348-1796-9

Singurul manual pe piaa mondial care red stadiul tehnic de dezvoltare actual al tuturor sistemelor de frnare. Nu este de depit n ceea ce privete bazele teoretice i variantele constructive ale sistemelor de frnare prezentate folosite n construcia automobilelor de astzi. Tehnica de frnare a vehiculelor cu trac-iune electric i hibrid este integrat. Preul manualului este de 69,95.

CARBURANI I LUBRIFIANI PENTRU AUTOVEHICULEAutor: Dr. ing. Marian Gheorghior Renault Technologie Roumanie, Centrul de ncercri de la TituEditura TIPARG 2012 ISBN 978-735-642-0

Lucrarea este structurat n 13 capitole, cu-prinde 276 pagini, nsoite de 202 figuri, 84 tabele care sintetizeaz multitudinea de date oferite cititorului, o bibliografie exhaustiv cu 160 referine bibliografice i un glosar.Ea prezent mai pe larg sau mai restrns, n funcie de importana i ponderea n exploa-tarea i fabricaia automobilelor: carburanii (benzinele, motorinele, carburanii gazoi, carburanii speciali, biocarburanii), i lubrifi-anii (lichizi - uleiurile de motoare, uleiurile de transmisii, fluidele lubrifiante speciale, unsori-le, materialele speciale de lubrifiere) punnd accent pe cerinele specifice exploatrii auto-mobilelor.Pentru c la automobilele moderne, carburan-ii i lubrifianii au devenit componente la fel de importante ca piesele de mare precizie lu-crarea este util n primul rnd studenilor au-tomobiliti i poate oferi informaii interesan-te inginerilor i tehnicienilor care lucreaz n domeniul proiectrii, fabricaiei i ntreinerii automobilelor, dar i utilizatorilor obinuii.

3Ingineria Automobilului

Economia mondial este dominat, n continuare, tot mai puternic, de automobil. 80 de milioane de vehi-cule produse n 2011, 14 milioane vndute n Statele Unite n acest an, pn acum (13 milioane n China i 12 milioane n Europa Occidental). Aceast orientare a economiei are implicaii complexe, de la structura social pn la formaia profesional. Exemplul Germaniei,

campion mondial al exporturilor de automobile (ca valoare), este edificator: 747.000 de persoane lucreaz n industria automobilistic (un loc de munc n aceast industrie genereaz 6 pn la 10 locuri de munc n industriile adiacente i servicii), peste jumtate din volumul de export este asigurat de automobile, 40% din fondurile economiei germane alocate cercetrii i dezvoltrii sunt canalizate spre industria de automobile. Acest ultim aspect are o relevan deosebit: n topul productorilor mondiali de automobile 2011, n milioane de automobile conduce China (18,4), urmat de SUA (8,7), Japonia (8,4), Germania (6,3) fiind pe locul 4; pe companii conduce (2010) Toyota (8,55), urmat de GM (8,47) i VW (7,31). Viitorul indus-triilor de automobile, care implic viitorii ingineri cu atribute profesionale distincte, depinde ns n mod determinant de orientarea tehnic, econo-mic, ecologic i social a produselor procesele de creaie i generare a acestora cer ns nivel tiinific i mult creativitate. Pe baza unui criteriu care evalueaz puterea de inovaie lund n considerare invenii, inova-ii, noutatea sau ingeniozitatea soluiilor, tehnologii noi CAM (Center of Automotive Management) Bergisch-Gladbach, Germania, a stabilit ur-mtorul clasament 2011/2012: grupul VW (index 120), urmat de BMW (118), Daimler (110), Ford (80) i mai departe de Toyota, GM i Hyundai. Deosebit de interesant apare polarizarea inovaiilor n industria automobi-listic n ultimii ani: pe locul nti se situeaz aspectele ecologice, urmate de cele economice, de cele legate de confort i de siguran.Din perspectiva tehnic, cele mai multe inovaii din ultimii 5 ani sunt de-dicate sistemelor de propulsie, ponderea acestora ajungnd n 2010-2011 la 40% din total.

n cadrul sistemelor de propulsie, majoritatea inovaiilor se axeaz pe siste-mele hibride, chiar dac ponderea sistemelor electrice a crescut simitor n ultimii doi ani.O dezvoltare durabil a industriei globalizate de automobile reclam n primul rnd specialiti. Articolul profesorului Fieldhouse din acest numr al revistei face un apel concludent n acest sens. Marea Britanie are nevo-ie, spre exemplu, de peste 100.000 de ingineri pentru a-i menine poziia actual.Cum i n ce formm i specializm inginerii?n ce poate fi dedus, din direciile de inovaii prezentate.Cum? Scenariile sunt multiple: bachelor, master, diplom, doctorat, forma-ie dual n universitate i industrie. Toate aceste scenarii, probate n diverse ri constructoare de automobile, pot fi viabile, n msura n care absol-ventul devine omul potrivit la locul potrivit. Independent de scenariul de formaie, o condiie de baz se impune: specialitii se formeaz acolo unde exist cercetare i dezvoltare, adic n universiti i coli care au contracte cu industria, sau proiecte comune cu aceasta, care sunt finanate de stat n acest sens interviul cu profesorul Schneburg de la VDI-FVT din acest nu-mr constituie un exemplu. O a doua condiie important pentru formaia de specialiti deriv din globalizarea industriei de automobile: schimbul de studeni ntre universiti din diferite ri, pe de o parte n cadrul cursurilor cu credite, mai eficient ns n stagii de diplom i doctorat exemplul dr. Screanu, care semneaz o lucrare tiinific n acest numr este conclu-dent.Romnia deine ntre rile constructoare de automobile un apreciabil loc 27, cu 335.232 de vehicule produse n 2011. Numrul este una, valoarea determinat de puterea de inovaie este alta. Avem nevoie de ingineri buni, formai n focul cercetrii, pe domenii de viitor, cu capacitate de lucru n teme interdisciplinare, n echipe globale.

Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E. h. Dr. h.c. Cornel StanSAE Fellow

Sumar Ingineria Automobilului Nr. 25 (vol. 6, nr. 4)

Viitorii ingineri de automobile romnetiNext Generation of Romanian Automotive Engineers

5 Interviu cu domnul Prof. Univ. Dr. Ionel Didea, Rector al Universitii din Piteti6 Educaia Global a Inginerilor de Automobile va ndeplini Cererile Industriei Globale (Partea I)11 AMI 2012 Sisteme inovative de propulsie13 Interviu cu Prof. Dr. Ing. Rodolfo Scheneburg, Preedintele VDI-GFVT14 Includerea incertitudinilor n analiza la impact prin cuplajul dintre analiza dinamic tranzitorie cu elemente finite

i conceptul fuzzy - Partea 2: Aplicaie17 Studiul experimental al dinamicii autovehiculelor folosind analiza tensorial21 Cercetri privind utilizarea succesiv a agregatelor de tip Comprex i turbosuflant, la supraalimentarea unui motor cu aprindere prin comprimare23 Simpozionul EV&HEV 2012- Mobilitate Electric i Hibrid25 Cercetarea universitar26 Realizarea machetei unui vehicul off-road n miniatur

4Ingineria Automobilului

RegIstRul Auto Romn

Director generalGeorge-Adrian DINC

Director tehnicFlavius CMPEANU

Auto test

Redactor efLorena BUHNICI

RedactoriRadu BUHNI

Emilia PETRE

Contact:Calea Griviei 391 A,

sector 1, cod potal 010719, Bucureti, Romnia

Tel/Fax: 021/202.70.17E-mail: autotest@rarom.ro

www.rarom.ro

sIAR

ContactFacultatea de TransporturiUniversitatea Politehnica

BucuretiSplaiul Independenei 313

Sala JC 005, Cod potal 060032, sector 6, Bucureti, Romnia

Tel/Fax: 021/316.96.08E-mail: siar@siar.ro

www.ingineria-automobilului.rowww.siar.ro

TIPAR

ARt gRouP Int sRl

Str. Vulturilor 12-14, sector 3, Bucureti

Reproducerea integral sau parial a textelor i imaginilor se

face numai cu acordulRevistei Auto Test,

a Registrului Auto Romn.

soCIetY oF AutomotIVe engIneeRs oF RomAnIAPresident: Conf. Dr. Ing. Adrian Clenci, Universitatea din Piteti

Honorary President: Prof. Dr. Ing. eugen negru, Universitatea Politehnica din BucuretiVice-president: Prof. Cristian Andreescu, Universitatea Politehnica din Bucureti

Vice-president: Prof. Anghel Chiru, Universitatea Transilvania din BraovVice-president: Prof. Ioan tabacu, Universitatea din Piteti

General Secretary: Dr. Cornel Armand Vladu

Redactor ef: Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E. h. Dr. h.c. Cornel stan Redactor ef executiv: Prof. mircea oPReAn Universitatea Politehnica Bucureti

Redactori-efi adjunci Prof. gheorghe-Alexandru RADu Universitatea Transilvania Braov Prof. Dr. Ing. Ion CoPAe Academia Tehnic Militar, Bucureti Conf. tefan tABACu Universitatea din Piteti

Redactori Conf. Adrian sACHelARIe Universitatea Gh. Asachi Iai Conf. Dr. Ing. Ilie DumItRu Universitatea din Craiova Lector Cristian ColDeA Universitatea Cluj-Napoca Lector Dr. Ing. marius Bu Universitatea Politehnica Bucureti Dr. Ing. gheorghe DRAgomIR Universitatea din Oradea

secretar de redacie: Dr. ing. Cornel Armand VlADu Secretar general SIARFotomontaj copert: Edit Press Image srl

ColegIul De ReDACIe

sCIentIFIC AnD ADVIsoRY eDItoRIAl BoARDProf. Dennis Assanis

University of Michigan,Michigan,

United States of America

Prof. Rodica A. BrnescuUniversity of IIlinois at Chicago

College of Engineering, United States of America

Prof. nicolae BurneteTechnical University of Cluj-Napoca, Romania

Prof . giovanni CipollaPolitecnico di Torino, Italy

Dr. Felice e. CorcioneEngines Institute,

Naples, Italy

Prof. georges DescombesConservatoire National

des Arts et Metiers de Paris,France

Prof. Cedomir DubokaUniversity of Belgrade

Serbia

Prof. Pedro estebanInstitute for Applied

Automotive ResearchTarragona, Spain

Prof. Radu gaiginschiTechnical University

Gh. Asachiof Iai, Romania

Prof. Berthold grnwaldTechnical University

of Darmstadt, Germany

Eng. eduard golovatai-schmidtSchaeffler AG & Co. KGHerzogenaurach, Germany

Prof. Peter KucharUniversity for Applied Sciences,Konstanz, Germany

Prof. mircea opreanUniversity Politehnica of Bucharest,Romania Prof. nicolae V. orlandeaRetired Professor, University of MichiganAnn Arbor, M.I., USA

Prof. Victor otUniversitatea din Craiova, Romnia

Prof. Pierre PodevinConservatoire Nationaldes Arts et Metiers de Paris, France

Prof. Andreas seeligerInstitute of Mining and Metallurgical Machine, Engineering,Aachen, Germany

Prof. ulrich spicherKalrsuhe University, Karlsruhe, Germany

Prof. Cornel stanWest Saxon University of Zwickau, Germany

Prof. Dinu tarazaWayne State University, United States of America

Serie nou a Revistei Inginerilor de Automobile din Romnia (RIA), 1992-2000Cod ISSN 1842 - 4074

5Ingineria Automobilului

Interviu cu domnul Prof. Univ. Dr. Ionel Didea, Rector al Universitii din Piteti

cu ocazia aniversrii a 50 ani de nvmnt superior la Piteti

Ingineria Automobilului: Stimate dom-nule Rector, n acest moment aniversar, spunei-ne cteva cuvinte despre istoria Universitii din Piteti.Ionel Didea: n urm cu o jumtate de se-col (1962), a luat fiin prima instituie de nvmnt superior argeean, Institutul Pedagogic Piteti, care, la vremea aceea, deinea trei faculti: Filologie, Matematic i tiinele Naturii.Dezvoltarea industriei constructoare de ma-ini la nivel regional (aici, fac trimitere, n special, la uzina Dacia) a impus apariia, n anul 1969, a Institutului de subingineri din Piteti, subordonat Institutului Politehnic Bucureti. Cele dou structuri (Institutul Pedagogic i Institutul de Subingineri) fuzi-oneaz n 1974 sub denumirea de Institutul de nvmnt superior Piteti, care, n 1991, a devenit universitatea din Piteti.A mai preciza faptul c n 1972, la Piteti se nfiineaz Catedra Automobile, cea de-a 3-a din ar, din cunotin-ele mele (dup Braov i Bucureti). Aceasta a evoluat continuu, anul trecut schimbndu-i denumirea n Departamentul Autovehicule i transporturi.I.A.: Aadar, se poate spune c nvmntul superior tehnic n dome-niul Ingineriei Automobilului este o tradiie la Universitatea din Piteti? Care ar putea fi aportul Universitii din Piteti n domeniul mobilitii durabile/sustenabile?I.D.: Desigur, exist o tradiie frumoas la universitatea noastr, n do-meniul Ingineriei Automobilului. n cadrul universitii noastre, n acest domeniu, a zice c nvmntul se mpletete foarte frumos cu cerceta-rea tiinific.La Universitatea din Piteti, ncercm s asumm cu tot sufletul faptul c un nvmnt superior de calitate nu se poate imagina fr o activitate de cercetare tiinific corespunztoare..., iar ca sa va rspund la ultima parte a ntrebrii dumneavoastr, enumr cteva din preocuprile majore ale colegilor mei din domeniul Ingineriei Automobilului, care au ca scop mi-nimizarea impactului automobilului asupra mediului: vehiculul electric/vehiculul electric hibrid (n laboratoarele noastre exist un prototip func-ional realizat pe platforma Dacia Duster; de asemenea, avem i un kart electric cu care s-a concurat n cadrul Challenge Kart Low Cost 2012 dar i un vehicul solar), ameliorarea performanelor energetice ale motoarelor termice (exist, n laboratoarele noastre, motoare prototip originale, cu distribuie variabil, n stare de funcionare), folosirea biocarburanilor...n final, a aduga faptul c mobilitatea rutier este motorul dezvoltrii economice; automobilul este expresia libertii de micare. Ni-l dorim cu

toii, nu-i aa? Pe de alt parte, este bine cu-noscut influena transportului rutier asupra mediului, ceea ce justific preocuprile cole-gilor mei, menionate mai sus.I.A.: Credei c cercetarea tiinific univer-sitar n domeniul ingineriei are nevoie de o ancorare n lumea real, industrial?I.D.: Desigur. cercetarea fundamental pre-merge cercetarea aplicativ, iar aceasta din urm trebuie s fie, din ce n ce mai mult, in-tegrat n proiectele industriale. Consider c i tezele de doctorat trebuie s fie, din ce n ce mai mult, realizate ca urmare a necesitilor partenerilor industriali. Aadar, bineneles c este nevoie de aceast ancorare n lumea industrial...Din pcate, a zice c n ultima perioad, n ara noastr, cercetarea tiinific universita-r s-a integrat destul de puin n proiectele industriale. Totui, n domeniul ingineriei de automobile, lucrurile ar putea sta mai

bine, innd cont c n Romnia, Dacia-Renault funcioneaz foarte bine de foarte mult vreme. Noi, Universitatea din Piteti, credem c avem un foarte bun contact cu Grupul Renault Romania i nu putem dect s spe-rm ntr-o intensificare a relaiilor, cu efecte benefice, pe termen mediu-lung, pentru noi toi.Cercetarea tiinific este, dup cum tim cu toii, principalul mecanism generator de cunoatere n societate, iar universitatea este locul prin care se transmite cunoaterea. Rolul unei universiti ntr-o societate este foarte important. Ea este cea care face educaie, ea este cea care creeaz viitorul unei societi i de aceea, ea trebuie ancorat n proiectele socie-tii. Desigur, aceasta nu poate s se ntmple unilateral. Ancorarea despre care vorbii dumneavoastr este o consecin fireasc a dialogului dintre universitate i societate.I.A.: n ncheiere, stimate domnule Rector, spunei-ne, pe scurt, ce sen-timente v-au ncercat la momentul aniversrii a 50 ani de nvmnt superior la Piteti?I.D.: Simt c tradiia de 50 ani a universitii noastre ne onoreaz pe noi, cei care suntem, azi, profesorii universitii, dar ne i oblig, n egal msur... Avem obligaia de a continua dezvoltarea Universitii din Piteti, iar n con-textul actual, foarte concurenial, este nevoie de o abordare dinamic...Dincolo de cuvinte, sunt oameni, dincolo de oameni, rmn faptele, re-alizrile lor, iar eu nu pot dect s sper c atunci cnd va veni momentul bilanului, vom fi mulumii: ceea ce am primit, am dus mai departe.I.A.: V mulumim, stimate domnule Rector, pentru c ai avut ama-bilitatea de a acorda revistei Ingineria Automobilului acest interesant interviu.

6Ingineria Automobilului

ABstRACtThe purpose of this paper to present an educational vision that involves increased collaboration between industry and academia in the training of automo-tive engineers to meet the global demands of a global industry. It will outline the increasing need for ear-lier specialisation in the educational programme towards the development of automotive specific courses to suit industry specific needs, internation-ally recognized educational standards to meet the needs of the automotive industry, validation and accreditation of courses, approved centres of excel-lence, automotive academies with facilities equiva-lent to industrial standards, worldwide collabora-tion in the internship of students, inter-university collaboration, joint responsibilities to provide train-ing facilities for teaching and research, scholarship schemes and inter-country educational & industrial exchanges. In general, the possible globalization of the education process for automotive engineers.

RezumAtScopul acestei lucrri este de a expune o viziu-ne care implic o colaborare mai puternic ntre industrie i lumea academic n vederea pregti-rii inginerilor de automobile pentru a satisface cererile industriei globale. Lucrarea va evidenia nevoia din ce n ce mai mare de specializare timpurie n cadrul programelor educaionale, n vederea dezvoltrii cursurilor specifice pri-vind automobilul, pentru a le modela conform cerinelor specifice industriei. Vor fi prezentate standarde educaionale recunoscute internaio-nal pentru ndeplinirea necesitilor industriei de automobile, informaii despre validarea i

acreditarea cursurilor, despre centre de excelen- aprobate, universiti de inginerie auto care dispun de faciliti echivalente standardelor in-dustriale, colaborarea internaional n ceea ce privete programele de practic ale studenilor, colaborri ntre universiti, responsabiliti co-mune pentru a oferi faciliti de pregtire att n domeniul educaiei ct i al cercetrii, programe de burse i schimburi educaionale i la nivelul industriei ntre state. n general, posibilitatea globalizrii procesului educaional pentru ingi-nerii de automobile.IntRoDuCeReCele mai multe state n curs de dezvoltare de-clar c exist o lips de ingineri care s sati-sfac preteniile de ordin tehnic ale industriei. Competenele tiinifice, tehnologice, de ingi-nerie i matematic (subiectele STEM) sunt de puine ori formate cu rigurozitate de la o vrst fraged i atunci cnd sunt introduse, metodolo-gia de predare tinde s fie defectuoas i neinte-

resant - de multe ori fiind predat de cineva cu puin experien real n aceste domenii. Cnd trebuie s se confrunte cu aceast introducere lipsit de inspiraie pe aceste teme, chiar i cel mai entuziast dintre indivizi se orienteaz ctre cariere care s le ofere mai multe oportuniti fi-nanciare. Situaia trebuie analizat de guvernele care investesc n instituii educaionale specia-lizate, create strategic i susinute pentru a re-zolva solicitrile locale i naionale. Pe msur ce industriile se schimb, sunt adoptate rapid diferite teme educaionale i astfel este susi-nut echilibrul dintre cerere i ofert. Aceast abordare de predare concentrat se adreseaz majoritii deficienelor percepute n decalajul educaional odat cu nceperea studiilor univer-sitare. Tocmai aceast abordare permite statelor s supravieuiasc i s-i dezvolte propriile in-dustrii - dar numai n cadrul propriilor frontiere. Aceasta este o abordare egoist a guvernelor, dar necesar pentru a oferi specialiti competeni,

Educaia global a inginerilor de automobile va ndeplini Cererile Industriei Globale.

Poate aceasta deveni o realitate? (Partea I)The Global Education of Automotive Engineers to Satisfy

the Demands of a Global Industry. Can this ever become a reality? (Part I)

Fig.1. Producia global de vehicule din 1997 pn n 2011 (sursa Arhivele oICA [1])

John D. FieldhouseProfesorUniversity of Bradford, UK

7Ingineria Automobilului

care s ndeplineasc cerinele existente ale in-dustriei locale i pentru a atrage diferite investi-ii suplimentare de la organizaiile strine.Chiar i la acest nivel de baz rareori o industrie este interesat de educarea celor mai valoroase bunuri pe care le deine - inginerii profesioniti percepnd-o ca o responsabilitate a guver-nului. Companiile prefer s ofere training-uri interne specializate pentru noii angajai, pen-tru a ndeplini obligaiile imediate, dar nu mai mult de att. Pur i simplu nu exist nevoia de a trece dincolo de acest stadiu i a supra-edu-ca inginerul - dac vor face acest lucru exist posibilitatea ca acesta s plece din companie pentru un post mai bine pltit. Dar o astfel de abordare nu permite dezvoltarea produselor, de aceea compania caut s recruteze din alt parte, depinznd de o alt companie sau de o alt ar, care s ofere resursele necesare. Se ajunge la un impas atunci cnd companiile asigur numai ceea ce este suficient n training, care la rn-dul su vizeaz ceea ce este specific respectivei companii. Companiile se plng de standarde, de competentele si cunotinele inginerilor n mo-mentul angajrii, dar, cu toate acestea, industria nu se implica deloc sau se implica prea puin n procesul educaional al inginerilor profesioniti.nc nu exist o comunicare real ntre industrie, guvern i instituiile educaionale. Fac excepie programele generale de educaie (n special programele care s-au desfurat pe o perioad ndelungat), care sunt rareori adaptate pen-tru a reflecta cerinele moderne. Educaia ar trebui s fie flexibil i s aib capacitatea de a rspunde cerinelor pieei n schimbare rapid. Programele ar trebui s fie create astfel nct stu-dentul s poat intra ntr-un mediu care poate fi complet diferit fa de cel existent n momentul n care a nceput studiile n industria de au-tomobile se produc multe schimbri, chiar pe parcursul perioadei de desfurare a unui curs.

A fost sugerat faptul c studenii strini se mpo-trivesc stagiilor de practic din vest, deoarece, n felul acesta, vor rmne n urm n cursa tehno-logic n extindere.Extrapolnd aceast situaie curent la nivelul unei industrii globale precum industria de au-tomobile, problemele devin exponenial mai complexe.Termenul de influen global poate fi aplicat numai ctorva industrii. Dintre acestea, indus-tria de automobile ar trebui s fie foarte pe la nceputul listei, dac nu chiar prima de pe list. Sunt puine state care nu sunt legate/ influen-ate de industrie ntr-un fel sau altul de aceea influena global este att de cuprinztoare. n ciuda impactului pe care l are asupra econo-miei statelor, formarea direct a inginerilor de automobile nc urmeaz calea tradiional a educaiei n domeniul ingineriei mecanice, cu aroma ingineriei de automobile inserat n anumite discipline. Aceast perspectiv nu poa-te fi satisfctoare, n condiiile in care inginerii seniori trebuie s cltoreasc n lume pentru a discuta probleme ce transcend diferenele culturale, afaceri locale cu scopuri i obiective diferite, de la tehnologia de ultim generaie pn la tehnologia optim i de la inginerie la probleme financiare. Fabricantul vede Lumea ca potenial furnizor i, prin urmare, o asemenea achiziie devine o activitate semnificativ n pro-ducia mainilor; cteva organizaii consider aceast activitate ca un pas decisiv n activitatea de management. n plus, accentul este pus acum pe folosirea tehnologiei moderne, mai mult de-ct pe celelalte discipline de inginerie. Aceasta presupune faciliti de testare, pachete de calcul i aplicaii materiale, care reprezint partea prin-cipal a activitilor. Aceste activiti avansate sunt cele care le impun instituiilor educaionale s le fac loc n programe, dac vor s in pasul cu preteniile din ce n ce mai mari ale sisteme-

lor de nvmnt i de pregtire profesional a absolvenilor din domeniul ingineriei de auto-mobile.sCenA gloBAlDup recesiunea din 2008/9, fabricarea globa-l a vehiculelor a atins punctul maxim n 2011 cu cifre ce trec de 100 de milioane de uniti pe an acestea nu includ piaa vehiculelor pe dou roi. Producia general de maini este n jurul a 60 de milioane aa cum arat figura1.Conform documentelor Organizaiei Interna-ionale a Constructorilor de Automobile (Organisation Internationale des Constructeurs dAutomobiles - OICA) sunt aizeci i cinci (65) de state din lume implicate n fabricarea auto-mobilelor, distribuirea acestora pe state fiind aa cum arat Figura 2.Creterea n anumite state se produce ntr-un ritm rapid iar n anumite cazuri, creterea poa-te fi excedentar pentru lanul de aprovizionare depind n mod special resursele de ingineri profesioniti experimentai. Figura 3. Arat pro-ducia de maini a celor mai buni 5 productori din ultimii 6 ani. Statele cu o cretere a produc-iei apar n general n stnga China, India, Brazilia i Coreea de Sud. Germania pare s fie relativ stabil n ansamblu, n timp ce Japonia i Statele Unite (n dreapta) au experimentat un declin n producie.Evoluiile individuale sunt artate n Figura 4. Nu este posibil ca o astfel de cretere s poat fi susinut prin resursele interne de ingineri; n consecin, aceti ingineri au fost importai de la fotii productori de top aflai n vrful clasamentului. Aceast tendin de a importa din Statele Unite i din Europa a fost preluat de rile n curs de dezvoltare i nc de la ncepu-tul lui decembrie 2005, Wall Street Journal [2] a publicat un articol cu titlul - Asia cumpr ingi-neri din Statele Unite Fabricanii auto umbl prin Detroit n cutare de talent pentru a umple golurile de acas. Acesta descrie cum fabricanii de automobile din Asia cutau ingineri i stu-deni proaspt absolveni ai colilor de inginerie care le puteau satisface exigenele. n plus arti-colul informeaz despre deschiderea unui cen-tru de inginerie de ultim generaie n valoare de 68 milioane de dolari un nou centru R&D (cercetare i dezvoltare) deinut de Compania Hyundai Motors. O astfel de investiie fcut de Hyundai i interesul manifestat i de ali produ-ctori precum Toyota, Nissan i Kia, au demon-strat nevoia de tineri ingineri cu viziune, cu apti-tudini i competene specifice. Pentru a susine cu date concrete aceast afirmaie referitoare la

Fig.2. Cele 65 de state implicate n Construcia de Vehicule

8Ingineria Automobilului

lipsa de ingineri cu experien de nivel mondi-al, a fost artat faptul c 40% din 20.000 de in-gineri angajai de Toyota n Japonia erau fie ingi-neri cu contract, fie ingineri invitai, provenii de la furnizori. Aceste cifre reprezint nu numai un indicator al lipsei de ingineri auto calificai din trecut dar i faptul c o colaborare este de dorit drept urmare, Toyota a preluat locul nti n topul fabricanilor de automobile din lume, dar, aa cum arat Figura 4, a pierduta aceast poziie n faa Chinei la mijlocul anului 2008.n acelai timp JD Power indica o potenial dezvoltare n Asia i achiziiona Automotive Resources Asia (ARA) n septembrie 2006, ur-mat de ntrirea Echipei de Management Asia-Pacific. n acel moment, Jamey Power, Vice-Preedinte Executiv al International Operations, a spus: Asia - i China n mod special - vor re-prezenta factorul esenial n creterea industriei

mondiale de automobile n urmtoarea decad [3] - se pare c avea dreptate.Planul de Dezvoltare a Industriei de Automobile propus de guvernul indian [4] a indicat c in-dustria nu numai c va trebui s gndeasc n termeni la scar mare, dar trebuie de asemenea:

(i) S investeasc n tehnologia R&D(ii)S i continue angajamentul pentru dezvol-tarea aptitudinilor i educaiei(iii)S aib drept punct de referin pe cei mai buni din industrie.(iv)S preia cele mai bune practici de fabricare i tehnici de producie(v)S livreze la standardele de calitate acceptate global.

Punctul (ii) este un obiectiv important i este recomandarea prevzut n Strategia Naional

de Fabricare, dar n afar de aceast afirmaie, raportul nu identific cum va fi ndeplinit an-gajamentul. Totui raportul continu, spunnd c: Investiiile n R&D pentru dezvoltarea teh-nologiei vor deveni unul dintre cele mai impor-tante aspecte ale consolidrii n viitor a acestei industrii.ntr-adevr industria de automobile este ino-vatoare iar rapoartele OICA afirm c au fost investite aproximativ 85 de miliarde de euro n cercetare, dezvoltare i producie n ultimii ani. n continuare se afirm c industria de auto-mobile joac un rol cheie n nivelul tehnologiei altor industrii i al societii. Se noteaz c in-dustria este unul dintre cei mai mari investitori n cercetare i dezvoltare, cu mai muli fabricani aflai pe primele locuri in Top 10. Fabricanii de automobile i utilizatorii acestora sunt printre cei mai mari contribuabili la veniturile guver-namentale din lume, pltind peste 430 de mili-arde de euro (sum calculat doar pentru 26 de state). Cu toate acestea, se discut foarte puin despre educaie. ntr-adevr, OICA, vocea care discut despre problemele automobilului n forumurile mondiale are numai 4 comitete Comunicare, Prezentare, Statistic i Comitetul Tehnic. Educaia nu apare printre acestea.Prin aceste comitete industria dorete armoni-zarea, dar apoi vine cu o clarificare pentru acest termen armonizarea nu nseamn ntotdeau-na s ai cerine identice, deoarece exigenele sta-telor variaz de cele mai multe ori ci nseamn c trebuie cel puin s eliminm diferenele inu-tile i s facem ca reglementrile s fie similare. n acest fel, acolo unde este posibil i practic, poate fi stabilit o singur specificaie de vehicul pentru a satisface toate cerinele. Din pcate, meniunile fac referire la detaliile tehnice - edu-caia, din nou, nu apare.Scopul acestei lucrri este de a evidenia astfel de probleme educaionale, iar obiectivul specific este ncercarea de a ne ndrepta ctre standarde educaionale recunoscute internaional pentru inginerii de automobile.PRezentARe geneRAl A CeRIneloRIngineria automobilului este o disciplin care supravieuiete prin munca de echip lipsit de constrngeri. Pentru a funciona n mod adec-vat, echipa beneficiaz dac fiecare membru are o oarecare nelegere a capacitilor, necesiti-lor i presiunilor celorlali membri ai echipei. Fr o astfel de baz, membrii echipei vor avea dificulti n interacionare i, drept urmare, n contribuia lor. Figura 5 dezvluie cteva repere

Fig.3. Producia de automobile pentru primii 5 productori din ultimii 6 ani. (sursa Arhivele oICA [1])

Fig.4. tendinele rii n ultimii 6 ani.

9Ingineria Automobilului

de baz privind aptitudinile, caracteristicile i atributele ideale ale unui inginer de automobile modern.n general, exist o exigen primar potrivit c-reia inginerii trebuie s dein aptitudini nume-rice i tiinifice. In general, acestea sunt cerin-ele pentru toi inginerii. n ingineria auto sunt necesare ns i alte atribute interioare eseniale pentru aceast profesie.n mod normal, aceste sunt aptitudini precum: calitatea de lider, negocierea, contientizarea schimbrilor i diversitatea cultural, auto mo-tivarea i cutarea de cunotine, un sim al afa-cerilor bine dezvoltat, prezentarea, hotrrea i rezolvarea problemelor, etc. Lista este fr final i nici o calitate nu poate fi privit ca fiind mai important dect cealalt totul depinde de proiectul aflat n desfurare. Avnd n vedere cele afirmate, atunci cine este responsabil pen-tru ngrijirea i lefuirea acestor caliti, univer-sitile, individul sau industria? Se sugereaz c este vorba un parteneriat tripartit i toi sunt responsabili n egal msur. Cteva dintre cerinele enumerate pot fi nde-plinite i n urma procesului de predare, de obi-cei n cazul tiinelor, dar cunotinele n sine nu sunt suficiente. Alte abiliti pot fi formate prin participarea prin joac negocierea, comuni-carea i abilitile de prezentare. Dar cum poi cultiva independena, auto-motivarea, nvarea individual, contiina social i diversitatea cultural? Exist o necesitate critic a potenia-lului inginer, care nu poate fi obinut doar prin predare i simulare aceasta vine din experien-. S-a spus c cel mai mare dar pe care l poi face unui copil este entuziasmul. Acest dar al entuziasmului poate fi satisfcut prin predare in-spiraional de ctre inginerii cu experien din industrie, care pot cu adevrat s demonstreze realitatea n sala de curs, s motiveze i s inspire studenii. Industria poate aduce o contribuie prin furnizarea de date tehnice de ultim or, mprumuturi pentru studii i pregtire vocaio-nal dar de departe cea mai bun contribuie ar fi s se demonstreze studenilor c ceea ce fac ei este apreciat de industrie lor trebuie s li se permit s premieze cursurile bune cu o insign de aprobare. Dar cine va decide asta? Reprezentanii lor pe scena mondial, OICA sau SAE. Nu depete acest proiect inventivita-tea unei astfel de industrii globale? o AnAlogIe A PRoCesuluI eDuCAIonAlntreaga activitate poate fi comparat cu funcio-narea corpului uman, aa cum indic Figura 6.

Inginerul aduce cu sine personalitatea (caris-ma), entuziasmul i dorina de a nva inginerie i, n mod special, ingineria automobilului dar poate aduce puine lucruri n afar de asta. ntr-un sens biologic inginerii pot fi considerai ca fi-ind sngele procesului de producie de automo-bile. Inginerii transport informaia i asemenea sngelui, sunt mai bine pregtii s rezolve o problem recurent prin expunerea timpurie la probleme similare experiena. ntr-adevr multe vaccinuri includ o doz sczut de virui pentru a permite sngelui s dezvolte anticorpi,

oferindu-i astfel experien.universitile aduc experien educaional re-levant, faciliti, cunotine i un obiectiv. ntr-un sens biologic acestea sunt inima i plmnii, asigurnd cunotinele (oxigenul) i pom-pnd sngele n sistem.Industria este corpul ntregii activiti. Este ceea ce determin locul unde trebuie s ajung sngele i ce nutrieni (abiliti) s aib snge-le. Destinaia este determinat de necesitile organismului i, dac este necesar o activitate anume (digestia), atunci acea zon (stomacul)

Solide

PrezentareAdaptabilitate

SocialTermo

ndeplinireatermenelor limit

Lucru n echipIndependenContientizare

InovaieAfacere

ConducereProgramareTestare

ComunicareManagementulPersonaluluiNegociere

FinaneSoftware

LimbajMatematic

ManagementulProiectuluiAutomatizare

ProducieMateriale

DinamiciConstrucieDesign

tiinAerodinamic

Fig.5. Aptitudini, caracteristici i atribute necesare inginerului modern de automobile.

Fig.6. educarea inginerilor de automobile reprezentat de circulaia sngelui in organism.

CreierulConducerea firmei

CorpulIndustria Poate funciona doar dac primete snge. Are randament sczut dac sngele nu este foarte bun

membreCompaniile subsidiare, dar care au nevoie de acelai snge

Inima i plmniiElementul academic

colegiile i universitile care lanseaz inginerii

sngeleInginerul transport

informaia i experiena de-a lungul ntregului

organism

10

Ingineria Automobilului

trebuie alimentat cu o cantitate mai mare de snge. ntr-un mediu industrial zonele sunt nu numai locurile de munc din cadrul unei organi-zaii, ci i posibilele sarcini pe care le au n diver-se state n cadrul aceleiai companii subsidiare (membrele). Dac inginerul (sngele) este fo-lositor ntr-o companie global (i subsidiarele au aceleai cerine) este important ca acesta s fie de aceeai calitate, altfel va fi refuzat ca fiind incompatibil. Continund cu aceast analogie, dac inginerul este considerat purttorul de in-formaie i experien atunci, pentru ca munca depus s fie la cel mai nalt nivel, inima i orga-nismul trebuie s lucreze n armonie.Acest parteneriat ntre industrie i lumea acade-mic este important n educaia inginerului de automobile modern corpul trebuie s i spun inimii ce dorete. Dar creierul? Numii-l Biroul Central. i el are nevoie de snge s funcioneze. Nu este prea nelept s credem c inginerul va sta n Biroul Central prea mult timp n acest caz nu mai putem vorbi despre analogie. Similar, dac sngele nu mai circul i rmne doar n zona inimii, i pierde calitile, nu mai poate menine un corp sntos i obtureaz vasele de snge, blocnd ntregul proces.VIzIuneAsistemele educaionale generale actualePentru a fi credibile pe plan naional i internai-onal, cursurile de inginerie mecanic trebuie s fie aprobate de o instituie profesional abilitat, aceste proces fiind numit acreditare. Procesul este extrem de minuios, presupunnd ntruni-

rea unei comisii, format din reprezentani ai instituiilor i ai mediului universitar, care exa-mineaz coninutul, facilitile, resursele i con-troleaz calitatea cursurilor. Pe lng documen-taia referitoare la curs, profesorii i echipa de management a cursurilor trebuie s se implice pentru a-i extinde obiectivele i aplicabilitatea rezultatelor obinute n urma cursurilor. Aceste este un proces bine pus la punct i cuprins ntr-un document general denumit: Baze educai-onale i criterii pentru acreditarea programelor de studiu, un document publicat de Institutul de Inginerie Mecanic din Marea Britanie, care prevede normele de baz privind structura pro-gramelor de studiu de licen. Acestea trebuie respectate dac se dorete ca absolvenii s aib un statut profesional. Este rar ca o industrie s fie implicat, dei unele instituii au reprezen-tani ai industriei de profil n Consiliul General, care pot oferi un punct de vedere. Fondurile guvernamentale sunt oferite de o instituie edu-caional care stipuleaz coninutul cursurilor i standardele ce ar trebui meninute. Nu exist o implicare efectiv a industriei n acest pro-ces. Reprezentarea implicrii generale apare n Figura 7.

Temele de fond i de criteriile de referin sunt n mod normal: Meninerea standardelor de dezvoltare profe-sional n domeniul ingineriei ncurajarea folosirii unei mai mari diversiti

de metode de nvare i predare

Promovarea unei activiti progresive de nv-are pe tot parcursul vieii Dezvoltarea i ntrirea accentului pus pe com-petenele generale ale inginerilor profesioniti i acreditarea pe baza rezultatelor obinute, deriva-te din standardele generale.Termenul general se refer la educaia genera-l a inginerului.Trebuie pus urmtoarea ntrebare:Pot instituiile educaionale actuale i siste-mul actual de operare s satisfac necesitile unei industrii globale n contextul extinderii rapide a tehnologiei?Este de asemenea stipulat faptul c toate progra-mele acreditate trebuie s produc absolveni care: Sunt motivai s practice ingineria

Sunt entuziati, coereni i receptivi

Sunt recunoscui la nivel internaional ca fiind

ingineri absolveni competeni Sunt contieni de constrngerile i obligaiile

financiare, morale, legale, economice, culturale i fa de mediu Sunt la curent cu practicile manageriale actu-ale Sunt pregtii i se angajeaz s nvee pe tot

parcursul vieii.

Partea II a articolului va fi publicat n urmtorul numr al revistei Ingineria Automobilului

Fig.7. Procesul educaional de Implicare

BIBlIogRAFIe[1] OICA Statistics Committee, World ranking 2011.[2] Wall Street Journal December 2005, Corporate News Noirhiko Shirouzu[3] JD Power & Associates website: Turning infor-mation into action. J.D. Power and Associates Ac-quires Automotive Resources Asia: Expands Pres-ence in Rapidly Growing China Market Contact John Tews[4] Draft Automotive Mission Plan 2006-2016, Sec-tion 4.9 Prescriptions for industry in the National Manufacturing Strategy. Page 24. http://www.dhi.nic.in/draft_automotive_mission_plan.pdf .[5] Newsweek 20 August 2007 Global Education article Innovation isnt Enough by Michael M Crow Page 49. [6] Newsweek 20 August 2007 U. of Europe by Silvia Spring.[7] Newsweek 20 August 2007 America, Still on Top by Vartan Gregorian. [8] Newsweek 20 August 2007 Hands-on Study Duncan Hewitt.[9] Final Automotive Mission Plan 2006-2016 Ministry of Heavy Industry and Public Enterprises Government of India. Website Reference http://www.siamindia.com/upload/AMP.pdf[10] Tackling Technical Skills Shortage Alfred Weber, Mann+Hummel, FISITA Global Viewpoint (2011).

oare ne permitem cu adevrat diversitatea?

specializarea general sau de formarenvarea permanent

mediul Academicstudenii

Necesare dac studenii vor s se nscrie pentru un statut profesional

Instituiiprofesionale

organismul de furnizarea a fondurilor pentru educaie de-termin regulamentele sau $

Cercetare

uestandardizareoamenii politici Necesiti specifice

Industria

trainingspecializat

tehnologieRezultatstudent cu o baz larg

11

Ingineria Automobilului

Cu 21 de ani n urm, Uniunea Constructorilor Internaionali de Automobile (VDIK) mpreun cu Societatea Trgul de la Leipzig au lansat expoziia AUTO MOBIL INTERNAIONAL (AMI).AMI s-a dezvoltat n aceast perioad ca expoziie pen-tru public, orientndu-i centrul de greutate pe propulsia alternativ i pe mobilitatea viitorului. Au fost concepu-te programe multiple n scopul implicrii active a vizita-torilor pn la testare fcnd din vizita la trg un

eveniment deosebit pentru ntreaga familie.Prescurtarea AMI reprezint nsa i motto-ul Congresului Internaional Auto-Propulsie, Mobilitate, Inovaii Ce ne va propulsa n viitor?, care a avut loc, pentru a treia oar, n anul 2012.

Dup ce periodicitatea trgului automobilistic AMI s-a schimbat, acesta avnd loc o dat la doi ani, Congresul AMI 2012 Leipzig a fost devansat

din aprilie n iunie. Cu peste 286.000 de vizitatori din 35 de ri, precum i cu peste 80 de premiere mondiale, europene i germane, trgul AMI s-a consacrat ca manifestare internaional. Din 1991 pn n prezent rezonanta naional i internaional a trgului AMI a crescut simitor.n anul 2012 ponderea vizitatorilor strini a cres-cut cu pn la 13 procente. Numai din statele ve-cine, Polonia i Cehia, au fost prezeni 29.000 de pasionai ai automobilului.AMI a devenit o platform important pentru contacte comerciale, ndeosebi spre Europa de est i sud-est. i pe plan naional AMI se bucur de o rezonant crescnd, 54 de procente dintre toi participanii venind de la peste 100 de km, iar fie-care al cincilea vizitator de la peste 300 km.Cadrul amplu de manifestri din cadrul amplului trg a entuziasmat vizitatorii, animndu-i la par-ticiparea activ. Testrile oferite, cu circa 250 de vehicule, dintre care 50 de automobile electrice au fost n anul 2012 magnetul absolut pentru public. n total s-au efectuat 17.000 de testri, dintre care 4.000 cu vehicule electrice n reeaua foarte mo-dern de strzi urbane, regionale i de autostrzi din jurul Trgului.Forma cea mai profesionalizat de testare consta n tradiional proba de economie de combustibil, care n anul 2012 a fost efectuat conform stan-dardului UE. Participanii au fost ndrumai de instructori calificai, pentru a-i nsui tehnici de conducere prin care s poat optimiza consumul de combustibil al automobilelor moderne testate. Testrile cu vehicule de teren au fost deosebit de cutate de public. Pe parcursul curselor pe circui-tul off-road celor 19.000 de probanzi le-au fost de-monstrate n mod practic posibilitile de control a vehiculelor de teren moderne.O component deosebit din cadrul manifestri-lor oferite de AMI publicului de specialitate este format de congresele organizate pe diferite teme legate de automobil. Al treilea Congres Internaional AMI Auto-Propulsie, Mobilitate, Inovaii ce ne va pro-pulsa n viitor? a constituit n acest context un centru de greutate al trgului AMI. Sub conducerea tiinific a Profesorului Dr. Ing. Cornel Stan de la Centrul de Cercetri i Transfer

AMI 2012 Sisteme inovative de propulsieAMI 2012 Mitmach und Erlebnismesse ist auch Plattform

fr innovative Antriebstechnologien

12

Ingineria Automobilului

Tehnologic al Universitii din Zwickau, refereni de nalt calificare din mari firme constructoare de automobile din lume au prezentat stadiul actual al dezvoltrii de sisteme de propulsie alternativ n companiile respective.Programul Congresului a avut ca obiectiv princi-pal evaluarea realist a diferitelor tehnici de pro-pulsie alternativ dintr-o perspectiv generalizat i complex. Un element determinant este n acest sens i ac-ceptarea soluiei respective de ctre client.Maturitatea tehnic a soluiilor oferite, precum i preul, n comparaie cu propulsia pe baz de motoare cu piston clasice, sunt hotrtoare pentru decizia clientului. Experii au fost unanim de acord c, datorit cre-terii continue a preului carburanilor, trebuie dez-voltate i utilizate toate variantele disponibile de tehnici de propulsie pentru a putea diminua de-pendena de petrol precum i influena traficului asupra climei, sitund astfel mobilitatea viitorului pe costuri acceptabile.Un sistem de propulsie universal nu este, dup prerea experilor prezeni la congres, de ateptat, din contra, soluii tehnice alternative vor fi deschi-se n toate planurile. Motorul termic va domina nc mult timp ca element principal al sistemelor de propulsie: alimentarea cu gaz metan sau com-bustibili regenerativi, combinarea cu propulsia electric i reducerea semnificativ a masei i vo-lumului i vor spori n continuare eficienta, pn la 30% dup cum apreciaz specialitii menionai.n anumite regiuni i domenii de aplicare se va am-plifica n viitor utilizarea vehiculelor electrice, dar i utilizarea pilelor combustibile va spori n mod considerabil.Rainer Bomba, secretar de stat n Ministerul Federal German al Transporturilor a deschis lucr-rile Congresului, prezentnd strategia Guvernului Federal n domeniul mobilitii: noile viziuni n ceea ce privete mobilitatea stau la baza actualului concept energetic general al Germaniei. Domnul Bomba i-a exprimat acordul cu prerile experilor prezeni la congres n privina deschiderii tehnice i tehnologice spre diversificarea soluiilor de pro-pulsie n viitor. n domeniul propulsiei electrice att bateriile, ct i pilele combustibile i propulsia hibrid vor fi n centrul ateniei. Motoarele ter-mice au un potenial de optimizare care este nc deosebit de mare, i care va trebui, dup prerea dumnealui, s fie exploatat la maximum. Preedintele Uniunii Constructorilor Interna-ionali de Automobile (VDIK), domnul Volker Lange, a artat n cuvntul su de salut, c pro-ductorii internaionali de autovehicule dispun

deja de un mare numr de vehicule cu propul-sie alternativ, pregtite pentru comercializare. Acestea sunt vehicule cu motoare cu gaz lichefiat, gaz metan, vehicule hibride, cu ncrcare la priz, vehicule electrice cu raz de aciune extins prin generatoare termice de energie electric la bord, precum i vehicule pur electrice. ncepnd cu anul 2015 vor intra n folosin i pilele de combustibil pentru propulsarea vehiculelor. Toate vehiculele gata de livrat pe pia au putut fi vzute la AMI 2012 i o bun parte dintre ele chiar i testate.Domnul Lange a atras atenia asupra faptului c energia utilizat pentru vehicule cu tehnologii al-ternative de propulsie va trebui s fie produs n viitor din surse regenerative. Obiectivul stabilit de Guvernul Federal German n domeniul elec-tro-mobilitii 1 milion de vehicule electrice pn n anul 2020 va putea fi atins, dup prerea Preedintelui VDIK, doar dac cheltuielile supli-mentare, cauzate n majoritate de costul bateriilor electrice, vor putea fi compensate printr-o finana-re adecvat, cel puin n faza iniial.Dup deschiderea oficial a Congresului, repre-zentai ai productorilor i importatorilor de auto-mobile din lume au prezentat poziiile companii-lor respective referitoare la dezvoltarea tehnicilor de propulsie, precum i stadiului de dezvoltare a acestora i al introducerii lor n practic.Cu acest prilej s-a subliniat nc odat c nc n anul 2012, n cadrul celor 4 Vitrine de Electromobilitate planificate de Guvernul Federal German, va fi pus la dispoziie o larg gama de vehicule cu propulsie alternativ dup cum a reieit din prezentrile fcute de reprezentanii companiilor Honda, Mitsubishi, Nissan, Opel, Renault, Toyota, Volkswagen i Volvo. n cadrul expunerilor au fost subliniate posibilit-

ile de cretere a eficienei pe care le ofer n speci-al variantele hibrid i range extender.Prezentarea diferitelor scenarii de electromobilita-te i a tehnicilor de ncrcare a bateriilor a artat c actualmente exista deja vehicule electrice fabrica-te n serie, pentru uz privat, precum i pentru uz profesional.Aspectul deosebit de important referitor la sigu-rana vehiculelor electrice a fost prezentat pe larg de ctre experii TUV Rheinland. Concluzia a fost ca vehiculele electrice nu au un potenial mai ri-dicat de pericol dect automobilele clasice, atta timp ct regulile obinuite de utilizare a echipa-mentelor electrice sunt respectate. Gama de concepte alternative de propulsie a fost completat prin prezentarea proiectelor legate de folosirea bioetanolului n Brazilia i obinerea ga-zului metan din curent electric regenerativ.

Profesorul Cornel Stan a concluzionat n cadrul expunerii finale c viitorul nu va aparine unui sis-tem unic de propulsie.Toate conceptele prezentate n cadrul congre-sului sunt adecvate pentru a asigura mobilitatea viitorului, chiar n condiiile resurselor energetice limitate i a reducerii emisiei de bioxid de carbon. Motorul clasic cu ardere intern prin scnteie sau comprimare va avea un rol nc determinant pentru propulsia viitorului.Eficiena sistemelor de propulsie va fi sporit n vi-itor prin utilizarea gazului metan, a gazului lichefi-at (propan/butan), a combustibililor regenerativi (alcool, uleiuri vegetale) i prin electrificare.Propulsia hibrid este un concept de baz pentru mobilitatea viitorului. Propulsia pur electric este o soluie utilizabil n anumite regiuni sau dome-nii. Pilele de combustibil vor fi din ce n ce mai uti-lizate pentru extinderea razei de aciune.Programul Congresului i prezentrile fcute (n majoritate n limba englez) pot fi descrcate de pe site-ul http://shop.berner.eu .Trgul AUTOMOBILUL INTERNAIONAL 2014 se va desfura n perioada 31.05 -08.06.2014, iar al 4-lea Congres Internaional AMI va avea loc pe 03 iunie 2014.

Dipl.-Ing. Bernd MayerManager, VDIKThomas Boehm

Referent de pres, VDIK

VDIK - Uniunea Constructorilor Internaionali de Automobile cu sediul n Frankfurt am Main a fost creat n 1952. VDIK reprezint interesele membri-lor n relaiile cu organele oficiale i cu presa.

13

Ingineria Automobilului

Interviu cu Prof. Dr.Ing. Rodolfo SchneburgPreedintele VDI-GFVT*

Director Mercedes Benz Cars/Development Safety, Durability, Vehicle Functions DAIMLER AG

Ingineria Automobilului: Care sunt scopurile i sarcinile VDI-GFVT n cadrul comunitii constructorilor germani de automobile? Rodolfo schneburg: Societatea pen-tru Tehnica Vehiculelor i a Circulaiei GFVT din cadrul Uniunii Inginerilor Germani (VDI) este interlocutorul VDI pentru toate problemele legate de vehicule, electronic, sisteme de transport, propulsie, managementul energiei, sigurana autovehiculelor precum i procesele de dezvoltare i producie a automobilului. n societa-tea VDI-GFVT lucreaz specialiti din toate domeniile citate mai sus. Acetia formuleaz, n calitate de consilieri po-litici, principalele teze din punctul de vedere al constructorilor de automobi-le, n dialogul cu specialitii, n dome-niile tehnologice i sociale. VDI-FVT fixeaz prin materiale referitoare la do-meniile de dezvoltare a automobilului, jaloanele pentru orientarea viitoare a mobilitii i transporturilor. I.A.:Care sunt activitile VDI-GFVT care se desfoar sau sunt programate pentru acest an? R.s.: VDI-GFVT dorete s i asume rolul de societate inginereasc de baz n domeniul automobilelor i transportului rutier, avnd un rol de-terminant n formarea opiniei publice referitoare la acest domeniu, prin expertizele specialitilor si.Dorim s dm orientrile juste opiniei publice i factorilor de rspundere din politic, prin tratarea problemelor de nalt complexitate din dome-niu. Reeaua noastr de contacte intense cu specialiti din cercetare i din industrie ofer posibilitatea unei prezentri adecvate n media, bazat pe argumente specializateUn exemplu al acestei activiti este Declaraia din Berlin referitoare la si-gurana automobilelor, elaborat de VDI-GFVT n toamna anului 2011 Scopul politic este reducerea la jumtate a numrului de persoane dece-date n accidente de circulaie n Europa pn n anul 2020, prin msuri tehnice. ntr-o form similar elaborm n prezent o declaraie de poziie referitoare la sigurana mobilitii electrice. Dorim s extindem acest mod de lucru pe alte domenii, n acelai timp vom dezvolta corespunztor me-canismele aferente pregtim de exemplu o manifestare n cadrul creia vor fi consultai experi tehnici i reprezentani din structurile politice.I.A.: Cum apreciai dezvoltarea viitoare a industriei germane de auto-mobile n contextul pieei internaionale de automobile?R.S.: Arta inginereasc german n domeniul automobilelor se afl pe o

poziie de vrf n cadrul competii-ei internaionale n domeniu acest lucru se poate deduce din faptul c concurenii notri din Europa i Asia se orienteaz dup produsele noastre. Reputaia internaional i cererea de automobile germane pe piaa interna-ional rmn n continuare la acelai nivel ridicat.Industria german se situeaz pe pri-mele locuri n clasamentul inovato-rilor n ceea ce privete sigurana au-tovehiculului, sistemele de propulsie, construcia de caroserii sau concepia autovehiculului. n viitor competitivi-tatea industriei germane de automo-bile nu va mai depinde numai de locul de vrf n ceea ce privete tehnica, ci i de resursele pentru dezvoltarea de sisteme inovative care vor trebui s fie utilizate n mod eficient, cu profit ma-xim pentru clieni.Made in Germany este un avantaj de marketing determinant pentru succesul n competiie. Chiar i n condiiile care devin din ce n ce mai

severe, necesitile clienilor trebuie s rmn prioritatea central.I.A.: Scenariul dumneavoastr referitor la automobilele viitorului i la sistemele de propulsie ale acestora?R.s.: Dup euforia iniial relativ la sistemele de propulsie alternative, n special la propulsia electric, n prezent s-a ajuns la o tratare mai rea-list. Chiar i Guvernul Federal German a ajuns la concluzia c numai o declaraie de principiu n ceea ce privete numrul de vehicule electrice nmatriculate, nu poate fi convingtoare n privina produsului n sine. Costurile vehiculelor propulsate electric, precum i compromisurile care trebuie fcute n ceea ce privete fiabilitatea i raza de aciune, sunt proble-me majore, care apeleaz i la contiina ecologic a utilizatorului. Aceste vehicule vor trebui s devin mult mai atractive ca fiabilitate i pre, nain-te de a putea fi acceptate de clieni n serii mari.Din punct de vedere pragmatic, n viitorii ani optimizarea sistemelor de propulsie convenionale i hibride va conduce la meninerea acestora ca principale sisteme de propulsie. Automobilele pur electrice vor dobndi o importan sporit, cu condiia ca dezvoltarea bateriilor i a pilelor de combustibil s realizeze salturi importante.Ingineria Automobilului: V mulumim stimate domnule Preedinte Rodolfo Schneburg pentru interviul pe care ni l-ai acordat*Societatea pentru Tehnica Vehiculelor i a Circulaiei din cadrul Uniunii Inginerilor Germani

14

Ingineria Automobilului

AbstractIn virtual prototyping, it is important to be awa-re of the key sources of uncertainty in the designed product and the impact on the product performan-ce. This paper addresses uncertainties that affect the crashworthiness performance. Uncertainties of a system can be considered by using a non-pro-babilistic approach with the fuzzy finite element method. Investigations are conducted on internal coupling of explicit finite element analysis with the fuzzy concept through transient dynamic analysis

of a simple system subjected to impact loading with uncertainties. The transient dynamic solver is based on the explicit finite element method with central difference formulation, which is coupled with the fuzzy concept. Effects of uncertainties on various analysis outputs are investigated.RezumAtn prototiparea virtual, este important de avut n vedere sursele cheie de incertitudini din produsul de proiectat i impactul acestora n performana sa. Aceast lucrare adreseaz incer-titudinile care afecteaz performana la impact. Incertitudinile unui sistem pot fi considerate folosind o abordare neprobabilistic cu meto-da elementelor finite fuzzy. Se investigheaz cuplajul intern dintre analiza cu elemente finite explicit i conceptul fuzzy prin analiza tranzi-torie dinamic a unui sistem simplu solicitat la impact, avnd incertitudini. Programul de calcul tranzitoriu dinamic este bazat pe metoda ele-mentelor finite formulat explicit cu difereniere central, fiind cuplat cu conceptul fuzzy. Se stu-diaz efectul incertitudinilor pe diferite rezulta-te ale analizei. 1. NoN-deteRmINIsmulN ANAlIzA lA ImpActStudiul influenei incertitudinilor este realizat folosind o aplicaie care const ntr-o bar fron-tal de automobil. Bara este analizat folosind un scenariu de impact la vitez sczut bazat pe testul la impact frontal AZT Allianz [1], dar cu vitez de impact redus. Modelul de bar intr n coliziune cu un perete rigid la viteza de 2,77 m/s, cu o ncrcare de 900 kg. Simplificrile aduse modelului de bar au scopul de a-l aduce ntr-o form conceptual, abordndu-l drept un

sistem mas-arc, ca n Figura 1. Discretizarea cu elemente de tip mas-arc urmrete s reprodu-c comportamentul modelului detaliat.Cu scopul de a realiza un algoritm de impact, metodologia expus n Partea 1 a acestui articol pentru analiza cu elemente finite de tip explicit este aplicat pe un model discret simplificat, supus la solicitare de impact. Mediul de progra-mare MATLAB [2] este ales pentru a programa algoritmul de analiz la impact. Modelul con-ceptual cu elemente mas-arc este prezentat n Figura 1. O pereche de arcuri cu rigiditate mare este amplasat n locul fiecrui lonjeron, n stn-ga i dreapta, aa cum este evideniat n figur cu culoarea roie.RezultAtele ANAlIzeIdeteRmINIstIceLS-DYNA [3] este programul de calcul ales pentru validarea analizei la impact a sistemului simplificat mas-arc. Rezultatele procesate cu acesta sunt luate drept referin pentru validarea algoritmului MATLAB 2D care urmeaz s fie implementat. Elastoplasticitatea arcurilor este descris folosind modelul de material *MAT_SPRING_ELASTOPLASTIC. Acesta are o dependen for-deplasare descris de o curb de tip bilinear, materialul avnd cu ntrire izo-tropic [4][5]. Curba bilinear for-deplasare utilizat pentru arcuri este reprezentat ntr-o form generic n Figura 2, unde Fy este fora de curgere, kp este modulul tangenial i ke modulul de elasticitate.Masa vehiculului i cea a barei sunt concentra-te n noduri folosind elemente de mas *ELE-MENT_MASS. Micrile laterale ale modelului sunt blocate. Pre-procesarea i post-procesarea

Includerea incertitudinilor n analiza la impactprin cuplajul dintre analiza dinamic tranzitorie

cu elemente finite i conceptul fuzzy - Partea 2: AplicaieUncertainty Assessment in Crash Analysis by Coupling Transient Dynamic

Finite Element Analysis with the Fuzzy Concept Part 2: Application

Fig.1. sistemul mas-arc discret al barei de automobil

l. FARkas2

s. doNdeRs2

d. moeNs3,4

H. VAN deR AuweraeR2

e. m. NegRu1

1 Universitatea POLITEHNICA din Bucureti, Departamentul Autovehicule RutiereSplaiul Independenei 313, sector 6, Bucureti, Romniae-mail: sarbudragos@gmail.com2 LMS International, Simulation DivisionInterleuvenlaan 68, 3001 Leuven, Belgiae-mail: laszlo.Farkas@lmsintl.com3Lessius Mechelen University College, Department of Applied EngineeringJ. De Nayerlaan 5, B-2860, Sint Katelijne Waver, Belgia4KU Leuven, Department of Mechanical Engineering, Division PMACelestijnenlaan 300B, B-3001 Leuven, Belgia

A. d. m. sRbu1,2

15

Ingineria Automobilului

sunt realizate folosind LMS Virtual.Lab [6] i LS-PrePost [7]. Analiza cu elemente finite este procesat folosind LS-DYNA [3] i rezultatele sunt prezentate n Figura 3.Aparatul matematic implementat este funda-mentat din literatura consacrat din domeniul analizei cu elemente finite de tip dinamic [8][9][10][11]. Figura 3 prezint o corelare foarte bun ntre rezultatele procesate cu LS-DYNA i cele furnizate de programul de calcul la impact 2D dezvoltat n MATLAB.cuplAjul dINtRe coNceptulFuzzy I ANAlIzA lA ImpActCuplajul programelor de calcul la impact cu conceptul fuzzy se poate realiza prin interme-diul interaciunii complete cu procesul de ana-liz. n aceast lucrare, cuplajul este realizat prin dezvoltarea de algoritmi MATLAB [2] dedicai att pentru analiza la impact, ct i pentru pro-cesarea fuzzy. O funcie de apartenen de tip triunghiular (ca n Figura 4) este aleas pentru a defini incertitu-dinile, fiecare fiind modelat ca un numr fuzzy. Valoarea nominal este poziionat la distan egal ntre valorile extreme ale intervalului. Anumii parametri de definire a materialului arcurilor sunt exprimai ca numere fuzzy cu scopul de a investiga influena incertitudinilor de material n situaia unui impact. Datele de intrare fuzzy sunt introduse ca intervale pentru incertitudine avnd o variaie de 5% pentru modulul tangenial i 10% pentru fora de cur-gere. Datele de ieire fuzzy sunt fora n funcie de timp (ca n Figura 5) i deformarea axial a barei n funcie de timp (ca n Figura 6). Datele de ieire pentru fore sunt alese de la unul din ar-curile care reprezint longeronul de automobil, aa cum s-a evideniat cu rou n Figura 1.Analiza fuzzy este realizat folosind metoda de eantionare vertex [13][14] cu procedura de defuzificare pe nivele (ilustrat n Figura 4), urmat de analiza pe intervale. Cele dou incer-titudini sunt discretizate prin trei nivele , nece-sitnd o analiz deterministic pentru valorile nominale i dou analize de tip interval. Astfel, se va realiza un total de nou evaluri ale funciei pentru a procesa ieirile fuzzy.Dei variaia incertitudinilor a fost aleas ntr-un interval mic, efectul acestora asupra forei este substanial (vezi Figura 5). Graficul fuzzy pre-zint o variaie maxim a forei de aproximativ 10000 N, care se gsete la aproximativ 0.04 s de impact. Considernd c unele materiale au o toleran pentru modulul de elasticitate rela-tiv mare din cauza tehnologiei de fabricare sau

Fig. 2. curba de variaie a forei cu deplasarea care descrie comportamentul elastoplastical arcurilor

Fig. 3. corelarea rezultatelor analizei pentru calculul cu ls-dyNA i mAtlAb

Fig. 4. discretizarea unui set fuzzy pe nivele

16

Ingineria Automobilului

compoziiei chimice, acest studiu dovedete importana considerrii incertitudinilor n ana-liza la impact. n comparaie cu variaia forei n funcie de timp, incertitudinile au o influen cresctoare asupra deformrii axiale pe msur ce timpul avanseaz (vezi Figura 6). La finalul analizei, ieirile fuzzy prezint o variaie de aproximativ 0.012 m pentru deformaie. Aceast cantitate de deformaie poate face diferena dintre, de exem-plu, nlocuirea doar a barei frontale (reparaie economic) i o reparaie scump n caz c structura de rezisten este afectat (de exemplu deformarea plastic a lonjeroanelor).2. coNcluzIISistemul mas-arc este util pentru simularea di-feritelor scenarii de impact cu un singur model simplu, mai rapid i mai ieftin dect modelul detaliat. Cuplajul analizei la impact cu concep-tul fuzzy poate furniza informaii importante, referitoare la efectul incertitudinilor importante asupra rspunsului structurii.Algoritmul 2D implementat n MATLAB este validat folosind LS-DYNA i cuplat pentru analiz fuzzy. Adugiri suplimentare vor fi in-troduse n versiunile viitoare, precum folosirea

elementelor integrate. Prin adugarea de ele-mente integrate, programul de calcul poate fi optimizat din punctul de vedere al timpului de procesare n strns legtur cu conceptul fuzzy prin recunoaterea anumitor tipare care caracte-rizeaz impactul i reciclarea de informaii, pen-tru a atinge o formulare mai eficient a analizei la impact. Cuplajul intern dintre conceptul fuzzy pentru modelarea incertitudinilor i programele de calcul comerciale urmeaz s fie investigat.Implementarea calculului incertitudinilor n modelarea cu elemente finite ctig interes pentru aplicaiile inginereti. Conceptul fuzzy pentru modelarea cu elemente finite este un instrument valoros, care furnizeaz informaii suplimentare asupra problemelor de proiectare ale automobilelor care sunt influenate puternic de incertitudini.

mulumiriAndrei Drago Mircea Srbu apreciaz finanarea doctoral obtinut prin Pro-gramul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013, contract nr. POSDRU/88/1.5/S/61178. De aseme-nea, autorii mulumesc IWT Vlaanderen

pentru sprijinul acordat proiectelor IWT-070401 Simulation-Based Development of an Innovative Bumper Beam Concept with Integrated Crashbox Functionality (I-CRASH) i SBO 060043 Fuzzy Finite Element Method. n plus, mulumim Co-misiei Europene pentru sprijinul acordat proiectului Marie Curie FP7 IAPP project 285808 INTERACTIVE (adres inter-net http://www.fp7interactive.eu/).

Fig. 5. Rezultat fuzzy pentru fora n funcie de timp

Fig. 6. Rezultat fuzzy pentru deformaie n funcie de timp

bIblIograFIe:[1] Allianz, AZT Crashreparaturtest Front

(Neuer RCAR Strukturtest), Allianz Zentrum fur

Technik GmbH, Germany (2004).

[2] MathWorks, MATLAB, www.mathworks.

com/products/matlab

[3] LSTC, LS-DYNA, www.lstc.com/prod-

ucts/ls-dyna

[4] LSTC, LS-DYNA Keyword Users Manu-

al, California, USA (2010).

[5] LSTC, LS-DYNA Theory Manual, Cali-

fornia, USA (2006).

[6] LMS International, LMS Virtual.Lab,

http://www.lmsintl.com/virtuallab

[7] LSTC, LS-PrePost, www.lstc.com/lspp

[8] O. C. Zienkiewicz, R. L. Taylor, The Finite

Element Method Fifth Edition Volume 2:

Solid Mechanics, Butterworth-Heinemann, USA

(2000).

[9] G. R. Liu, S. S. Quek, The Finite Element

Method: A Practical Course, Butterworth-Hei-

nemann (2003).

[10] M.A.Crisfield,Non-linear Finite Element

Analysis of Solids and Structures Volume 2:

Advanced Topics, John Wiley & Sons, England

(1997).

[11] D. V. Hutton, Fundamentals of finite ele-

ment analysis, McGraw-Hill, USA (2004).

[12] L. Farkas, An efficient fuzzy non-determin-

istic approach for structural finite element anal-

ysis, PhD Thesis from Katolieke Universiteit

Leuven, Leuven, Belgium (2012).

[13] T. J. Ross, Fuzzy logic with engineering

applications, 3rd edition, John Wiley and Sons,

USA (2010).

[14] L. Farkas, An efficient fuzzy non-determin-

istic approach for structural finite element anal-

ysis, PhD Thesis from Katolieke Universiteit

Leuven, Leuven, Belgium (2012).

17

Ingineria Automobilului

ABstRACtThe paper highlights the main possibilities used when studying the vehicles dynamics using ele-ments from tensor calculus, presented as a superior step of the matrix calculus. In the paper we used data collected from the onboard computer of those vehicles that have electronic control. Based on what the paper presents, we can conclude that specific el-ements of tensor calculus can be used for studying the vehicles dynamics and how their engine behave, as well as for studying their fuels saving parameters ant its dynamics.

n mod frecvent, n literatura de specialitate sunt folosite drept criterii de apreciere a dina-micitii autovehiculelor timpul de demarare, spaiul de demarare, viteza medie i acceleraia medie [1; 2; 4]. De asemenea, n literatura de specialitate drept criterii de apreciere a econo-micitii se folosesc consumul de combustibil la 100 km parcuri, consumul orar de combustibil i consumul de combustibil pe unitatea de par-curs a autovehiculului. Dac se dispune de date experimentale, atunci studiul dinamicii autovehiculului beneficiaz de valori concrete ale mrimilor funcionale; pen-tru abordarea dinamicitii i economicitii autovehiculului sau pentru studiul funcionrii motorului se folosesc vectori de valori discrete obinute la fiecare prob n parte. Spre exemplu, n fig.1 se redau valorile medii pe cele 30 probe avute la dispoziie din experimentrile autotu-rismului Logan Laureate: n fig.1a pentru viteza de deplasare V, iar n fig.1b pentru acceleraia autovehiculului a. Dup cum se constat, pentru studiul dinami-citii s-au folosit vectorii de valori ale vitezei i acceleraiei; aadar, n acest caz se apeleaz la analiza vectorial a dinamicii autovehiculului.

Aa cum se remarc din grafice, dac se vizea-z viteza medie, din fig.1a rezult c cea mai dinamic prob este L19 (cu 100,5 km/h); n schimb, dac se vizeaz acceleraia medie, cea mai dinamic prob este L26 (cu 0,59 m/s2).Aadar, dac se apeleaz la analiza vectorial, frecvent folosit, apar ambiguiti n aprecierea dinamicitii autovehiculelor i, similar, a eco-nomicitii acestora; ambiguitile menionate se accentueaz dac se vizeaz i ceilali indici de apreciere a dinamicitii (timpul de demara-re i spaiul de demarare).Urmtorul pas const n apelarea la analiza matricial, care folosete matrici de valori, de exemplu valorile vitezei medii la toate cele 30 probe experimentale. Dup cum se deduce ns din fig.1, ambiguitatea n aprecierea dinamicit-ii se pstreaz, cele dou criterii oferind o cla-sificare diferit a acesteia pentru cele 30 probe experimentale (n grafice fiind redat ordinea de micorare a dinamicitii pe probe). Ca ur-mare, pasul urmtor const n apelarea la anali-za tensorial, deci la tensori cu valorile tuturor mrimilor funcionale de la toate probele expe-rimentale avute la dispoziie. Analiza tensorial constituie o extensie a ana-lizei matriciale, care, la rndul ei, constituie o extensie a analizei vectoriale; analiza vectorial apeleaz la vectori de valori, analiza multivari-abil la matrici, iar analiza tensorial la tensori [3; 5]. Prin urmare, datele experimentale i

cele obinute prin calcul pe baza acestora pot fi analizate n trei feluri. Astfel, dac se consider doar o mrime funcional (de exemplu viteza V a autovehiculului) de la o singur prob ex-perimental (de exemplu P1), atunci exist un vector de valori, deci un tablou monodimensi-onal z (fig.2a). Dac se iau n considerare dou sau mai multe mrimi funcionale (de exemplu viteza V, acceleraia autovehiculului a, consu-mul orar de combustibil Ch etc.) de la o singur prob experimental (de exemplu P1), atunci exist o matrice de valori, deci un tablou bidi-mensional z (ca n fig.2b). n sfrit, dac se vi-zeaz mai multe mrimi funcionale de la cteva probe experimentale (de exemplu P1, P2, ..., P30), atunci se obine un tensor, n acest caz un tablou tridimensional z (fig.2c). Dup cum se tie, un tensor reprezint un tablou multidimensional de date; ordinul unui tensor este egal cu dimensiunea spaiului, n fig.2c fiind un tensor de ordinul N=3 (n spaiul tridimen-

Studiul experimental al dinamicii autovehiculelor folosind analiza tensorial

Experimental Study of Vehicle Dynamics Using Tensor Analysis

Fig.1. studiul dinamicitii: valorile medii pe probe ale vitezei i acceleraiei,autoturismul logan

Fig.2. schemele de principiu pentru aplicarea analizei vectoriale, matriciale i tensoriale

ef lucrri dr. ing. Florin oloeRIuAcademia Tehnic Militar, Bucureti, email: oloeriuflorin@yahoo.com

Prof. dr. ing. Ion CoPAeAcademia Tehnic Militar, Bucureti, email: ioncopae@hotmail.com

18

Ingineria Automobilului

sional). Un scalar (o cifr/valoare) constituie un tensor de ordinul zero (adic N=0), un vec-tor reprezint un tensor de ordinul unu (N=1), iar o matrice constituie un tensor de ordinul doi (deci N=2); aadar, analiza tensorial reprezin-t o generalizare a analizei vectoriale. n fig.2c se prezint un tensor n spaiul cu 3 dimensiuni (deci unul de ordinul N=3) n cazul consider-rii a 30 probe experimentale (notate P1, P2, ..., P30). Dup cum se constat din fig.2c, n plan frontal tensorul conine o matrice cu valorile mrimilor funcionale ale probei P1; pe rnduri sunt dispuse valorile (la un anumit moment de timp t) ale vitezei V, acceleraiei a etc. Ca i la matrici, analiza spectral se bazeaz pe decompoziia (factorizarea) unui tensor, astfel ca s se obin valorile proprii, vectorii pro-prii i valorile singulare ale acestuia [3; 5]. De asemenea, ca i la matrici, compresia datelor la tensori nseamn stabilirea valorilor singulare cele mai mari (valorilor proprii cele mai mari),

care s asigure estimarea tensorului cu precizia impus. Drept exemplu, n fig.3 i n fig.4 se prezint sta-bilirea valorilor singulare pentru un tensor

(175 3 50) Z n cazul a trei grupuri de cte 3 mrimi funcionale menionate pe grafice (fiecare cu cte 175 valori) de la toate cele 50 probe experimentale avute la dispoziie de la autoturismul Logan Laureate; se obin astfel 3 50 150 = valori singulare pentru fiecare grup, redate n fig.3a i fig.4a. n fig.3 este vizat studiul dinamicitii automobilului (prin viteza de deplasare V), iar n fig.4 studiul economicit-ii acestuia (prin consumul de combustibil la 100 km parcuri C100). Pentru a stabili aportul fiecreia din acestea, n fig.3a se redau valorile singulare relative r, adic valorile curente mprite la cea maxim. Pentru stabilirea valorilor singulare dominante (cu aportul cel mai mare n dinamica autovehi-culului), se impune o precizie, aici de 3%, aa

cum se constat i din fig.3b unde este redat un detaliu al celui din fig.3a. Graficele din fig.3 re-lev valori diferite ale valorilor singulare pentru diverse grupuri de mrimi funcionale; aadar, se confirm c diversele mrimi funcionale au contribuii diferite la dinamica autovehiculului. n plus, n fig.3 s-a trasat i orizontala unei erori impuse de 3%. Dup cum se remarc din fig.3b, dac se adopt o eroare de calcul de 3%, atunci n cazul grupului 1 de mrimi (, n, V) se pot reine doar 14 valori singulare; altfel spus, n cazul grupului 1 este suficient s se foloseasc doar cele 14 valori singulare relevante pentru dinamica vehiculului, spre exemplu la stabilirea unui model matematic al micrii. n schimb, dac se vizeaz grupul 2 de mrimi (, ti, V) i grupul 3 (pa, ti, V) de mrimi, trebuie s se rein 27 i respectiv 31 valori singulare, adic numrul valorilor singulare relevante este mai mare. Altfel spus, pentru a obine erori de cal-cul sub 3% ar trebui reinute mai multe valori singulare atunci cnd se reface seria dinamic experimental (la estimarea acesteia printr-un model matematic). Similar, din fig.4b, dac se adopt o eroare de calcul de 3%, atunci n cazul grupului 1 de m-rimi (, n, C100) se pot reine doar 14 valori sin-gulare, acelai numr din fig.3b; altfel spus, n cazul grupului 1 este suficient s se foloseasc doar 14 valori singulare relevante pentru stu-diul economicitii autovehiculului. n schimb, dac se vizeaz grupul 2 (, ti, C100) i grupul 3 de mrimi (pa, ti, C100), trebuie s se rein 33 i respectiv 39 valori singulare relevante (domi-nante).Dup cum se constat din fig.3b i fig.4b, turaia motorului constituie factorul de influen cel mai important att asupra dinamicitii, ct i asupra economicitii autovehiculului; num-rul valorilor singulare relevante fiind acelai n ambele cazuri (egal cu 14), rezult c turaia influeneaz practic n aceeai msur att dina-micitatea, ct i economicitatea autovehiculu-lui. n schimb, deoarece celelalte mrimi gene-rnd valori singulare diferite (27 i 31, respectiv 33 i 39), rezult c acestea (poziia clapetei obturatoare, durata injeciei i presiunea ae-rului admis) influeneaz dinamicitatea ntr-o msur mai mare dect economicitatea autove-hiculului. n plus, din fig.3b i fig.4b rezult c presiunea aerului admis pa are o influen mai mare dect poziia clapetei obturatoare att asupra dinamicitii, ct i asupra economicit-ii automobilului. Cele prezentate arat c turaia motorului

Fig.3. studiul dinamicitii: stabilirea valorilor singulare relevante ale unui tensor tridimensional

Fig.4. studiul economicitii: stabilirea valorilor singulare relevante ale unui tensor tridimensional

19

Ingineria Automobilului

reprezint mrimea care definete cel mai bine dinamica autovehiculului; rezult c dac se dorete stabilirea unui model matematic al di-namicii autovehiculului sau dac se studiaz influena unor factori asupra funcionrii, tu-raia motorului trebuie neaprat s fie luat n considerare. Aa cum s-a menionat, graficele din fig.3 i fig.4 se obin prin decompoziia (factorizarea) tenso-rului vizat, astfel ca s se obin valorile proprii, vectorii proprii i valorile singulare ale acestuia. Ca i la matrici, pentru un tensor de ordinul trei se obine decompoziia spectral:

(1) ( 2 ) ( )N= U U UA S

(1)unde indicele inferior marcheaz modul tenso-rului (1, 2 i respectiv 3). n expresia (1) se numete nucleu i constituie un tensor de ace-eai dimensiune cu ; tensorul este analog cu matricea care conine pe diagonala princi-pal valorile singulare ale matricii vizate pentru decompoziie. n plus, n relaia (1) matricile u(i) se numesc matrici modale (sunt aferente modului 1,2,, N al tensorului); acestea sunt ortogonale i conin vectorii principali subuni-tari ai matricilor A(n) obinute prin matricizarea tensorului A.Revenind la studiul dinamicitii autovehicu-lului, n graficele superioare din fig.5 se reiau cele din fig.1; n schimb, n fig.5c se prezint rezultatul aplicrii analizei tensoriale, utiliznd tensorul care conine ambii indici de apreciere a dinamicitii autovehiculului (viteza medie i acceleraia medie). Graficele din fig.5 conin i ordinea descresctoare a dinamicitii celor 30 probe experimentale vizate; dup cum se ob-serv, ordinea dinamicitii probelor stabilit prin analiz tensorial (deci ordinea corect) coincide cu ordinea dedus la viteza medie prin analiz vectorial.Aa cum s-a menionat, analiza tensorial are i avantajul c permite luarea n considerare n mod concomitent a mai multor mrimi funci-onale, factori de influen sau indici de apreci-ere a dinamicii autovehiculelor. Spre exemplu, n fig.6 a fost vizat nc un indice de apreciere a dinamicitii i anume spaiul de demarare Sd, n plus fa de cei doi din fig.5. Dup cum se constat din fig.5c i fig.6d, luarea n consi-derare a nc unui indice de apreciere conduce la o alt clasificare a dinamicitii probelor prin aplicarea analizei tensoriale. Se poate concluzi-ona deci c prin aplicarea analizei tensoriale i luarea n considerare a tuturor mrimilor se pot deduce concluzii corecte.n mod similar, n fig.7 se prezint rezultatul

Fig.5. studiul dinamicitii autovehiculului prin considerarea a doi indici de apreciere

Fig.6. studiul dinamicitii autovehiculului prin considerarea a trei indici de apreciere

Fig.7. studiul economicitii autovehiculului prin considerarea a doi indici de apreciere

20

Ingineria Automobilului

aplicrii analizei vectoriale (graficele superioa-re) i analizei tensoriale (fig.7c), utiliznd ten-sorul care conine ambii indici de apreciere a economicitii autovehiculului (valorile medii ale consumului de combustibil la 100 km i consumului orar de combustibil). Dup cum se remarc, de data aceasta analiza tensorial con-duce la o alt clasificare a economicitii probe-lor, care difer de clasificrile obinute din ana-liza vectorial; dup cum se observ din fig.7c, proba L24 este caracterizat de economicitatea cea mai ridicat, iar proba L19 de economicita-tea cea mai sczut. Studiul prezentat poate fi aplicat i pentru com-pararea performanelor diferitelor autovehicule, aa cum se constat i din fig.8. Graficele relev c pe ansamblul celor 50 probe experimentale dinamicitatea autoturismului Logan este supe-

rioar celei a autoturismului Tacuma cu 29,7%, evident n condiiile concrete de ncercri pen-tru fiecare din acestea. Analiza spectral prezentat anterior, bazat pe decompoziie i care apeleaz la valori singulare, a fost extins i mbuntit, obinndu-se mo-dele matematice multidimensionale (modele modale). Unul din cele mai folosite modele este denumit PARAFAC [5], descris de ecuaia:

( ) TZ E= +A B Co (2)cu A, B, C matrici modale (fig.9) i E tensorul eroare. Graficele din fig.9 aparin unui tensor (256 4 32)Z , ce conine 4 indici de aprecie-

re, fiecare cu 256 valori, numrul de factori fiind 32. Pe baza celor prezentate n lucrare, se poate concluziona c algoritmii specifici calculului tensorial pot fi folosii pentru studiul dinami-

cii autovehiculelor i funcionrii motoarelor, precum i pentru studiul dinamicitii i econo-micitii acestora, rezultatele obinute fiind mai corecte.

BIBlIogRAFIe

[1] Copae I., Lespezeanu I., Cazacu C. Dinamica au-

tovehiculelor. Ed. ERICOM,Bucureti,2006

[2] Gillespie D. T. Fundamentals of Vehicle Dynamics.

SAE Inc., S.U.A, 1992

[3] Martin Carla D. The Rank of a Tensor. James

Madison University, 2006

[4] Pere Gh., .a. Dinamica autovehiculelor. Tipogra-

fia Universitii Transilvania, Braov,1988

[5] Sharipov R. Quick Introduction to Tensor Analysis.

Bashkir State University, 2004

Fig.8. studiul comparativ al dinamicitii a dou autoturisme prin aplicarea analizei tensoriale

Fig.9. matricile modale ale modelului matematic PARAFAC pentru un tensor tridimensional

21

Ingineria Automobilului

ABstRACtTaking into account the continuous necessity of de-velopment of compression ignition engines, in order to reduce fuel consumption and pollutant emissions, in this article it proposed a new supercharging sys-tem, which by its efficiency to contribute to obtain burning processes of superior quality in the cylinder, and ultimately to improve ecologic and energy per-formance of the mentioned engines.

RezumAt innd cont de necesitatea continu a dezvolt-rii motoarelor cu aprindere prin comprimare, n vederea reducerii emisiilor poluante i a consu-mului de combustibil, n acest articol se propu-ne un nou sistem de supraalimentare care, prin eficiena sa, s contribuie la obinerea unei cali-ti superioare a procesului de ardere desfurat n cilindri i n final s contribuie la ameliorarea performanelor ecologice i energetice ale mo-toarelor amintite. IntRoDuCeReProcesul de supraalimentare reprezint, n con-tinuare, o important aplicaie la motoarele cu aprindere prin comprimare (MAC), care deine un important potenial de dezvoltare a acestor tipuri de motoare. n conformitate cu strategia mondial referitoare la diminuarea emisiilor po-luante chimice i a consumului de combustibil datorate transportului rutier, printre direciile de dezvoltare a MAC-urilor trebuie s se reg-seasc i cea a obinerii unei caliti superioare a procesului de ardere desfurat n cilindri, pe ntreaga gam de turaii i sarcini ale motorului.n prezent, o calitate nesatisfctoare a pro-cesului de ardere o ntlnim tocmai n cadrul regimurilor de funcionare caracterizate de tu-raii i sarcini reduse, preponderente n cazul utilizrii MAC-urilor n propulsia autovehicu-

lelor. Eficiena mai redus a procesului de ardere se datoreaz n principal ran-damentului sczut pe care l are agregatul de tip turbosu-flant n cadrul regimurilor amintite. [1]Funcionarea mai puin efi-cient a turbosuflantei, ce are loc n cazul turaiilor i sarcinilor reduse, se dato-reaz n principal debitului redus al gazelor arse evacua-te din cilindrii MAC-ului, ce caracterizeaz aceste re-gimuri de funcionare, fapt ce implic n mod direct un debit insuficient al aerului comprimat introdus n cilindri, i n final o ardere incomplet a com-bustibilului. [6]IDentIFICAReA uneI noI soluII De suPRAAlImentARe Un agregat de supraalimentare performant care comprim aerul proaspt la un nivel ce depinde ndeosebi de presiunea gazelor de evacuare i nu de debitul acestora, cum se ntmpl n cazul turbosuflantei, este agregatul cu unde de presiu-ne de tip Comprex. [3] Procesul de comprimare a aerului proaspt des-furat n rotorul Comprex-ului se bazeaz pe legitatea conform creia n momentul contac-tului dintre dou fluide (aer proaspt i gaze de evacuare) care au presiuni diferite, mai nti se egalizeaz presiunile, iar apoi se produce ames-tecarea propriu-zis a fluidelor. [2]Turaia la care este antrenat Comprex-ul are o importan deosebit, deoarece de valoarea acesteia depinde timpul pe care l au la dispo-ziie gazele arse s parcurg lungimea rotorului. Distana parcurs de gazele arse de-a lungul ca-nalelor din rotorul Comprex-ului, influeneaz att cantitatea de aer proaspt comprimat fur-nizat MAC-ului ct i masa de aer contaminat cu gaze de evacuare expulzat n colectorul de admisie al motorului. [4]

Dezavantajul principal al agregatului de tip Comprex, const n dificultatea acordrii acestu-ia cu MAC-ul pe ntreaga sa plaj de turaii i de sarcini; Comprex-ul este nevoit s funcioneze, adesea n domenii de turaie ale cror diferene ntre valorile turaiilor maxime i minime, pot atinge 10.000 [rot/min]. [5]innd cont c att turbosuflanta ct i Comprex-ul sunt caracterizate de performane ridicate doar n domenii restrnse de regimuri de funcionare, putem afirma c funcionarea acestora cu eficien maxim, se poate realiza dac cele dou agregate sunt utilizate n mod succesiv la supraalimentarea aceluiai MAC. Astfel, este de interes soluia supraalimentrii cu Comprex n domeniul turaiilor i sarcinilor n care funcionarea turbosuflantei este deficitar, iar din momentul n care randamentul turbosu-flantei i presiunea de supraalimentare dat de aceasta devin satisfctoare, s se comute func-ionarea de pe Comprex pe turbosuflant. Am denumit acest proces, supraalimentare de tip dual Comprex-turbosuflant.RezultAte eXPeRImentAle n vederea identificrii gradului de performan- pe care poate s-l ating un MAC supraali-mentat cu un sistem de supraalimentare dual Comprex-turbosuflant, n cadrul Laboratorului

Dr. ing. Cristian-Ioan leAHuFacultatea de Inginerie MecanicUniversitatea Transilvania din Braove-mail: leahu.cristian@unitbv.ro

Cercetri privind utilizarea succesiv a agregatelorde tip Comprex i turbosuflant, la supraalimentarea

unui motor cu aprindere prin comprimareResearch on Sequential Use of Aggregates of Type Comprex and Turbocharger for Supercharging a Compression Ignition Engine

Fig.1. motor montat pe bancul de probe, echipat cu sistemul de supraalimentare dual Comprex-turbosuflant

22

Ingineria Automobilului

de ncercri Motoare al Universitii Transilvania din Braov s-au desfurat cercetri experimen-tale [5] pe un MAC de construcie romneasc, cu injecie direct, conceput pentru echiparea autocamioanelor, care are 4 cilindri, capacita-tea cilindric de 3922 [cmc], dezvolt o putere maxim de 80 [kW] la turaia de 2600 [rpm] i este turbosupraalimentat n varianta oferit de constructor.Dup ce motorul supraalimentat cu turbosu-flant a fost investigat experimental, acestuia i s-a adaptat agregatul de tip Comprex, urmrin-du-se n principal modul n care s-au modificat performanele motorului prin supraalimentarea cu sistemul dual Comprex-turbosuflant.Practic, sistemul dual Comprex-turbosuflant (figura 1), ce echipeaz n variant modificat MAC-ul cercetat, const n supraalimentarea motorului cu ajutorul Comprex-ului (3) an-trenat mecanic de ctre arborele cotit, pn la turaia MAC-ului de 2000 [rot/min], dup care motorul va fi supraalimentat pn la tura-ia nominal, prin intermediul turbosuflantei (2). Trecerea procesului de supraalimentare de la un agregat la altul se face cu ajutorul unor electrovalve (4), poziionate n: colectorul de admisie (5), colectorul i sistemul de evacuare al motorului (6, 7), care vor controla cele dou circuite n funcie de valoarea turaiei de lucru a motorului.Drept exemple, n figura 2, se prezint evoluia debitului de aer utilizat de MAC-ul supraali-mentat att n varianta original (curba 1 linie discontinu) ct i cu sistemul dual Comprex-turbosuflant (curba 2 linie continu).Din figura 2, se observ c diferenele dintre cele dou debite ale aerului utilizat de MAC-ul supraalimentat conform variantelor menionate anterior, sunt relativ mari pe domeniul de turaii de pn la 2000 [rot/min]. Acest lucru confirm eficiena ridicat pe care o are agregatul de tip

Comprex n cadrul turaiilor i sarcinilor reduse ale MAC-urilor. Valoarea turaiei MAC-ului pn la care acesta este supraalimentat cu agregatul de tip Comprex, este impus att de turaia maxim la care poate s funcioneze Comprex-ul, ct i de valoarea temperaturii aerului comprimat. Dac MAC-ul cercetat este supraalimentat cu agregatul de tip Comprex, n domeniul turaiilor de peste 2000 [rot/min], atunci datorit valorii temperaturii aerului comprimat ce depete frecvent limita de 105-110 [oC], se impune folosirea necondii-onat a unui intercooler.O dat cu creterea turaiei Comprex-ului, pro-cesul de comprimare desfurat n rotorul aces-tuia, datorit timpului scurt avut la dispoziie, va fi incomplet, situaie ce presupune o cretere a cantitii aerului proaspt evacuat odat cu gaze-le arse. Din aceste considerente este necesar ca la turaii ridicate ale MAC-ului supraalimentat cu sistemul dual Comprex-turbosuflant, aerul proaspt s fie comprimat de ctre agregatul de tip turbosuflant. n figura 3 se prezint, pentru zona de supraa-limentare cu agregatul de tip Comprex, gradul de micorare a consumului de combustibil, de cretere a presiunii maxime din cilindri i de di-minuare a emisiei de fum. Valorile acestor para-metri, aferente zonei de supraalimentare cu tur-bosuflant a sistemului dual, sunt practic iden-tice cu cele achiziionate experimental n cadrul variantei de supraalimentare a MAC-ului oferit de constructor. Valoarea de reper, reprezentat punctat, este mrimea obinut n cadrul cerce-trii experimentale a MAC-ului supraalimentat n varianta original, numai cu turbosuflant. Dup cum era de ateptat, n urma debitului m-rit de aer comprimat furnizat MAC-ului, fapt ce se datoreaz supraalimentrii cu agregatul de tip Comprex, performanele motorului se mbun-tesc, uneori considerabil. n figura 3 se observ

faptul c, presiunea maxim din cilindri este cu pn la 30 % mai mare dect n cazul supraali-mentrii cu tur