ingineria_26

8/12/2019 Ingineria_26

1/28

SE DISTRIBUIE GRATUIT CA SUPLI MENT AL REVISTEI AUTOTEST

Vol. 7, nr. 1 / 2013

SIAR ESTE AFILIAT LA

INTERNATIONALFEDERATION OF

AUTOMOTIVEENGINEERINGSOCIETIES

EUROPEANAUTOMOBILEENGINEERSCOOPERATION

IngineriaAutomobilului SocietateaInginerilorde Automobile

din Romnia

RegistrulAutoRomn

Soluie integrat de msurare pe calea de rularepentru optimizarea funcionrii autovehiculelor

Editorial Prof. Dr. Ing. habil. Dr. h.c. Cornel Stan

Interviu cu Dl. Werner MOSER,

Managing Director Aliate Group AVL Graz Austria

Stadiul Actual i Perspectivele Autovehiculelor Electrice

cu Celule de Combustie i a Infrastructurii de Distribuie

a Hidrogenului n Europa Prof. dr. ing. Eden Mamut,

Educnd inginerii de automobile

prof. John D. Fieldhouse, Marea Britanie

Studiul deplasrii autovehiculului

folosind algoritmul dinamicii inverse Prof. Ioan Copae


2/28

ROAD VEHICLE DYNAMICS

ROAD VEHICLE DYNAMICS: PROBLEMS AND SOLUTIONS

Dinamicile Vehiculelor Rutiere

Dinamicile Vehiculelor Rutiere: Probleme i soluii

R. Dukkipati, J. Pang, M. Qatu, G. Sheng, Z. Shuguang

Setul de cri Road Vehicle Dynamics este format dintr-unvolum dedicat teoriei dinamicii vehiculelor rutiere i unuldedicat rezolvrii problemelor matematice pe acest su-

biect. Autorii acestor dou cri sunt proiectani, cercet-tori, evaluatori i studeni cercettori.

Volumul de teorie prezint dinamica vehiculelor rutierei modul n care legile fizicii i factorul uman influeneazfactori precum stabilitatea, frnarea i accelerarea. Se anali-zeaz dinamica vehiculelor folosind principiile i considerconstrucia vehiculului att din perspectiva proprietilor

fizice ale acestuia, ct i din perspectiva funcionalitilorCapitolele destinate maniabilitii, frnrii i acceler-rii consider comenzile date de ofer drept modaliti decomunicare ntre acesta i vehicul. Se acord un interesdeosebit siguranei datorit importanei acesteia pentrupotenialii cumprtori, avnd un capitol ntreg dedicatreconstruciei accidentelor. Capitolul 1 este o prezentaregeneral a dinamicii. Al doilea capitol se concentreaz peanaliza sistemelor dinamice, tratnd subiecte ca dinamicamodelelor sistemelor dinamice, clasificarea datelor detetr-ministice, sistemele dinamice liniare sau sistemele supuse

la vibraii. Capitolul 3 prezint forele care acioneaz asu-pra vehiculelor, n special asupra roilor i forelor i mo-mentelor aerodinamice. Capitolul 4 prezint subiectul di-namicii n rulare, cu tematici precum vibraiile, modelarea,scaunele, confortul sau modelarea pasagerilor. Al cincileacapitol se concentreaz pe dinamica la rsturnare, inclusivmodelarea i testarea. Capitolele 6 i 7 prezint propriet-ile de manevrare i frnare, cu modelarea micrii tranzi-torii i a transferului termic..Capitolul 8 discut despre accelerare i diferitele moduride traciune, inclusiv controlul traciunii. Capitolul 9 pre-

zint o perspectiv de sintez asupra dinamicii vehiculelorcu o tratare unitar. Capitolul 10 trateaz varietatea meto-dologiilor i simulrilor destinate reconstruciei acciden-telor

Volumul de probleme de dinamic este un suplimentpentru cel de teorie. Acesta cuprinde probleme i soluii,mprite ntr-un mod egal cu volumul de teorie. Aplicaiiale conceptelor sunt prezentate sub forma exerciiilor ma-tematice, reprezentnd un suport deosebit de importantpentru un curs de dinamic.


3/28

3

Ingineria Automobilului

7 miliardede pmneni, 1 miliard deauomobile, urbanizare de pese 70%n rile indusriale, numeroase mega-meropole n ari n curs de dezvolare:Guangzhou/China (25 mil. locuiori),Sao Paolo/Brazilia (21 mil.), Delhi/India (24 mil.). Energia i emisiiledevin probleme eseniale penru mo-

biliae cu a mai mul cu c penru 2050 se esimeaz ocreere a populaiei la 9,6 de miliarde de locuiori i dublarea consumului de energie. Elecrificarea ese inens discua-a ca soluie de viior: baerii, pile de combusibil cu hidro-gen obinu prin elecroliz pe baz de energie oovolaic.Acualmene energia elecric ese obinua n SUA, China,usia, India n proporie de pese 80% din hidrocarburi (cr-bune i gaz mean) cu emisiile corespunzoare de bioxid decarbon. O conversie de 80% sau mai mul pe baze oovola-ice, eoliene i hidraulice ese deocamda un scenariu ideal.

Pe de al pare, o baerie modern LiIon de 100 kg poaesoca doar echivalenul de energie al unui liru de moori-n, o apropiere semnificaiv a densiilor energeice n celedou cazuri rmne penru momen ca un al scenariu ideal.n ceea ce privee hidrogenul, acesa ese obinu n prezenn proporie de pese 90% din gaz mean.uleaz auomobilele lumii nr-o reea convergen spre undrum r ieire sau, mai bine spus, r pompe de energie?Mai mule conribuii din aces numr al revisei descriu va-riane viabile, prin care se poae evia un drum r ieire.

Auomobilului i ade bine cu drumul i dinr-o al per-speciv: un drum ascinan cu auomobilul, prin cmpuride floarea soarelui, cele mai rumoase saii oovolaice cre-ae de naur. Nu la el de rumoase, dar mai eficiene n ceeace privee oosineza sun resia de zahr, secla sau rapia.Brazilia dezvol, ncepnd din 1975, programul ProAlcool,desina nlocuirii repae a carburanilor osili. ezulaeleacuale sun un bun exemplu de urma : Pe 2% din erenul

arabil, la pese 2000 de kilomeri la sud de pdurile ropicale,ese culiva resia de zahr, din care 55% ese olosi pen-ru a obine eanol. Acesa consiuie combusibilul princi-pal penru 12 milioane de auovehicule flex uel (2012) carepo unciona cu amesecuri variabile (0%-100%) de eanoli benzin, preul de producie al eanolului fiind de 22 ceniUSD/liru. Principalii producori de auomobile flex uelpenru piaa brazilian sun VW, Ford, enaul, oyoa,Honda, Nissan, Chevrole.Energie inepuizabil, cu emisie de bioxid de carbon recicla-

bil, din uzinele chimice ale naurii.S mergem mai depare pe aceas auosrad a soarelui:orezul penru hran, plan care rmne penru combusi-bil, unul din numeroasele exemple posibile, prin culivareai exploaarea meodic a planelor adecvae ca sisem ruc-ulpina puem rezolva mai mule probleme dec cea a mo-biliii.

Prof.Dr.-Ing.habil. Prof.E.h.Dr.h.c. Cornel Stan

Sumar Ingineria Automobilului Nr. 26 (vol. 7, nr. 1)

AUTOSTRADA SOARELUI

THE SUNNY HIGHWAY

3 Auosrada Soarelui

4 Inerviu cu Dl. Werner Moser

Direcor n grupul afilia AVL / Graz Ausria

6 Soluie inegra de msurare pe calea de rulare

penru opimizarea uncionrii auovehiculelor

10 Sadiul Acual i Perspecivele Auovehiculelor Elecrice

cu Celule de Combusie i a Inrasrucurii

de Disribuie Hidrogenului n Europa

13 Scena educaional global

17 Sudiul deplasrii auovehiculului

olosind algorimul dinamicii inverse

21 Analiza modal a unui roor de supraalimenaor Comprex

24 Cercearea universiar

25 elizri sudenei


4/28

4


EGISTUL AUTOOMN

Director General

George-Adrian DINCDirector Tehnic

Flavius CMPEANU

AUTO TEST

edactor efLorena BUHNICI

edactoriadu BUHNI

Emilia PEE

Contact:Calea Griviei 391 A,

secor 1, cod poal 010719,Bucurei, omnia

el/Fax: 021/202.70.17E-mail: [email protected]

www.rarom.ro

SIA

Contact

Faculaea de ransporuriUniversiaea PoliehnicaBucurei

Splaiul Independenei 313Sala JC 005, Cod poal 060032,

secor 6, Bucurei, omniael/Fax: 021/316.96.08

E-mail: [email protected]

www.siar.ro

IPA

AT GOUP INT SL

Sr. Vulurilor 12-14, secor 3, Bucurei

Reproducerea inegral sauparial a exelor i imaginilor se

ace numai cu acordulRevisei Auo es,

a Regisrului Auo Romn.

SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEES OF OMANIAPresiden: Con. Dr. Ing.Adrian Clenci, Universiaea din Piei

HonoraryPresiden: Pro. Dr. Ing. Eugen Negru, Universiaea Poliehnica din BucureiVice-presiden: Pro. Cristian Andreescu,Universiaea Poliehnica din Bucurei

Vice-presiden: Pro.Anghel Chiru, Universiaea ransilvania din Braov

Vice-presiden: Pro. Ioan Tabacu, Universiaea din PieiPublishing Direcor o SIA: Dr. Cornel Armand Vladu

edactor ef: Pro. Dr.-Ing. habil. Pro. E. h. Dr. h.c. Cornel Stanedactor ef executiv: Pro.Mircea OPEAN Universiaea Poliehnica Bucurei

edactori-efi adjunci Pro. Gheorghe-Alexandru RDU Universiaea ransilvania Braov Pro. Dr. Ing.Ion COPAE Academia ehnic Miliar, Bucurei Con. tefan TABACU Universiaea din Piei

edactori Con.Adrian SACHELAIE Universiaea Gh. Asachi Iai Con. Dr. Ing. Ilie DUMITU Universiaea din Craiova

Lecor Cristian COLDEA Universiaea Cluj-Napoca Lecor Dr. Ing.Marius BU Universiaea Poliehnica Bucurei Dr. Ing. Gheorghe DRGOMI Universiaea din Oradea

Secretar de redacie: Dr. ing. Cornel Armand VLADUDirecor publicaii SIAFoomonaj coper: Edi Press Image srl

COLEGIUL DE EDACIE

SCIENTIFIC AND ADVISOY EDITOIAL BOADPro.Dennis Assanis

Universiy o Michigan,Michigan,

Unied Saes o America

Pro. odica A. BrnescuUniversiy o IIlinois a Chicago

College o Engineering, Unied Saes o America

Pro. Nicolae Burneteechnical Universiy o Cluj-Napoca, omania

Pro . Giovanni CipollaPoliecnico di orino, Ialy

Dr. Felice E. CorcioneEngines Insiue,

Naples, Ialy

Pro. Georges DescombesConservaoire Naional

des Ars e Meiers de Paris,France

Pro. Cedomir DubokaUniversiy o Belgrade

Serbia

Pro. Pedro EstebanInsiue or Applied

Auomoive esearcharragona, Spain

Pro. adu Gaiginschiechnical Universiy

Gh. Asachio Iai, omania

Pro. Berthold Grnwaldechnical Universiy

o Darmsad, Germany

Eng. Eduard Golovatai-SchmidtSchaeffler AG & Co. KGHerzogenaurach, Germany

Pro. Peter KucharUniversiy or Applied Sciences,Konsanz, Germany

Pro.Mircea OpreanUniversiy Poliehnica o Buchares,omania

Pro. Nicolae V. Orlandeaeired Proessor,Universiy o Michigan

Ann Arbor, M.I., USA

Pro.Victor OtUniversiaea din Craiova, omnia

Pro. Pierre PodevinConservaoire Naionaldes Ars e Meiers de Paris, France

Pro.Andreas SeeligerInsiue o Mining and MeallurgicalMachine, Engineering,

Aachen, Germany

Pro. Ulrich SpicherKalrsuhe Universiy, Karlsruhe,Germany

Pro. Cornel StanWes Saxon Universiy oZwickau, Germany

Pro. Dinu TarazaWayne Sae Universiy,Unied Saes o America

Serie nou a evisei Inginerilor de Auomobile din omnia (IA), 1992-2000

Cod ISSN 1842 - 4074


5/28

5


Interviu cu Dl. Werner MoserDirector grup liale AVL GmbH Graz Austria

Interview with Mr. Werner MoserManaging Director Afliate Group AVL Graz Austria

Ingineria Automobilului: Stimate

domnule Director, cum se prezint

AVL astzi, ntr-o industrie globa-

lizat a autovehiculelor?

M.W.: AVL ese n prezen unul

dinre cei mai mari pareneri privaii independeni din lume n dome-niul ingineriei, avnd ca obiec deaciviae oae cele cinci elemeneale sisemelor de propulsie - moo-

rul cu ardere inern, moorul elec-ric, baeriile, ransmisia i reglajul

nregului sisem. AVL ese oodai urnizor de meodic de dezvola-re (unele dinre cele mai moderneinsrumene de simulare, precum iehnic de msurare i esare pen-ru dezvolarea sisemelor de pro-pulsie). Clienii nori aciveaz suborma unor concerne globale, de aceea AVL s-a dezvola ca o companie

global.I.A .: Cum a ajuns AVL List in Romnia?

M.W.:AVL Lis are deja de oare mul imp o bun colaborare cu uni-versiile i companiile din omnia. Foografiile cu pro. Hans Lis de laconerinele din omnia din anii 70 sau mrurie n aces sens. Primulpas n vederea deschiderii unei filiale n omnia l-am eecua n anul2007, simulan cu decizia enaul de deschidere a unui cenru de cerce-

are la iu.n acea perioad AVL primise o comand la Paris penru execuarea pla-nurilor penru cenrul de esare din iu, comand cu care ne mndrimi n prezen. ns, din cauza crizei economice din 2008/2009, cenrul deesare planifica deja n dealiu nu a puu fi realiza dec parial.

I.A .: Cum a decurs construcia?

M.W.:Foare uil penru mine, ca responsabil penru Europa Cenral ide Es n acea perioad, a os conacul cu dl. Consanin Sroe, vicepre-

edine Auomobile Dacia S.A. i ACAOM. Domnul Sroe ne-a ajuas sabilim conace cu universiile din omnia i cu insiuiile rele-vane.Ineresul inerilor ingineri penru AVL a os mbucuror de mare. i ni-velul a os neobinui de bun, dei doarea universiilor n acea perioadnu era ocmai de op. Asel, am reui s recrum oare repede o micechip i civa ingineri.

I.A .: Cum a evoluat afacerea AVL din Romnia i colaborarea n ultimii

ani?

M.W.:A evolua poziiv. Universiile din omnia au depus oae eor-urile i au cu o posibilul penru a gsi ondurile necesare moderniz-rii dorilor laboraoarelor de dezvolare a sisemelor de propulsie. AVL

s-a implica oare mul n aces pro-iec. Sunem ineresai, pe ermenlung, de universiile ehnice binedoae, deoarece AVL se bazeaz peingineri specializai i moivai. La

universiile ehnice din Braov iCluj au os insalae sanduri de es-are i cerceare de ulim generaiecu aplicaie penru cercearea un-damenal n domeniul mooarelor

cu combusie inern.Am reui chiar s insalm ceva

sanduri de esare i la uzina Forddin Craiova. Prezena noasr oarepuernic a os exrem de impor-an, mai ales la Ford n Dunon /Marea Brianie.

I.A .: Cum estimai c va fi viitorul

i care sunt provocrile?

M.W.: Exis o nevoie imperaiv de a implemena siseme de propulsie cu

o reducere semnificaiv a nivelului de emisii, mai ales cu al celor de CO2.Aces obieciv se poae realiza doar cu ajuorul unor siseme de propulsie

mai complexe din punc de vedere ehnic. Vom avea o varieae mai marede carburani i ehnologii. n aces sens, sisemul de propulsie rebuiemeninu la preuri accesibile, iar impii de dezvolare rebuie redui.AVL oer o plaorm deschis penru dezvolarea sisemelor de propul-sie care s acilieze aingerea acesor obiecive. Asel, producorii de

echipamene originale au posibiliaea de a uiliza insrumenele i rezul-aele n mod consan, de la simularea n birou i pn la es drive-ul peerenul de esare.Ca urmare a dezvolrii masive la nivel mondial a compeenelor noasrei a capaciii noasre relevane, dispunem n prezen de doarea i pre-girea necesar n domeniul mooarelor elecrice, al elecronicii de pu-ere, al managemenului energiei. La sediul nosru cenral se dezvol nprezen un nou sand de esare penru siseme de ransmisie. n oamna

anului 2012 s-a inaugura un cenru de dezvolare a baeriilor.Succesul major al acesei ci pe care am decis s mergem reprezin penrunoi o confirmare c sunem pe drumul cel bun.I.A .: Ce nsemntate au aceste progrese tehnologice pentru Romnia?

M.W.: Spre deosebire de domeniul convenional al ehnologiei mooa-relor cu ardere inern, domeniul elecrificrii renului de drum, exismuliple oporunii dac vor dobndi cunoinele de specialiae n ni-

ele de pia ehnologic. Am nregisra, spre exemplu, o cerere crescude specialii n domeniul elecronicii de puere, o componen imporan- penru auovehicule elecrice.

I.A .: V mulumim, stimate domnule Director, pentru interviul deosebit

de interesant pe care l-ai acordat revistei Ingineria Automobilului.


6/28

6


DISPOZITIVUL DE TESTAE

INTEGRT N VEHICUL

FACTOCHEIE AL SUCCESULUI

Inegrarea dierielor meode de explorare iuilizarea a noi insrumene de msurare sunacori-cheie n perecionarea vehiculelor.n aces scop AVL a concepu o nou genera-

ie de siseme care permi msurarea i analizaparamerilor de desurare n impul condu-cerii vehiculului pe drum. Echipamenul mobilolosi de sisemul M.O.V.E. olosee aceleaiprincipii de msurare ca i sandurile de esa-

re. Asel, uilizaorul are posibiliaea s m-

soare emisiile de gaze de eapamen, consumulde combusibil i paramerii de combusie cucea mai mare acuraee posibil, direc n vehi-cul. Pe de o pare, aceas acuraee a daelorpermie obinerea rezulaelor mai rapid, prinmsurarea n ineriorul vehiculului i, pe de alpare, permie verificarea rezulaelor simulrii.

Aceas nou meodologie reprezin o combi-naie de rezulae obinue din medii viruale ireale. Lumea virual a simulrii se bazeaz peo abordare de modele fizice penru componen-ele vehiculului i ia n considerare condiiile

Soluie integrat de msurare mobiln timpul deplasrii autovehiculului

Integrated Mobile Measuring Solution

for Vehicle Development

Felix Pfister Dr. echnProduc Manager Conrol and Simulaion

Martin zehorska Dipl. Ing (FH)Produc Manager In-Vehicle measuremen

Marco SchgglIng.Business developmen Manager In-Vehiclemeasuremen

oland Wanker Dr. echnSkill eam Leader In-Vehicle measuremen

Hans Wurzenberger Dr. echnManager Muliphysical Sysem Simulaion

Advanced Simulaion echnologies


7/28

7


Fig.1. Testare efectuat de AVL n timp real.

limi, cum ar fi cele ambienale i compora-menul conducorului auo. Aricolul descrieposibilii noi de combinare a daelor de es-are n ineriorul vehiculului cu cele obinueprin simulare.COMPONENTELE METODOLOGIEI

n aces nou ip de abordare, componenele de

baz sun AVL M.O.V.E i AVL InMoion uninsrumen de analiza baza pe simulare. AVL

InMoion a os crea n cooperare cu IPG.Acese componene vor fi descrise n capiolulurmor.Testarea n timp real

Sisemul AVL M.O.V.E oer o soluie comple

inegra de msurare mobil a uuror parame-rilor relevani ai moorului i vehiculului, ac-cenul principal punndu-se pe emisiile de gazede eapamen, consumul de combusibil i pa-ramerii de combusie. oae dispoziivele suninegrae nr-o uniae cenral care nregisrea-z daele i, n acelai imp, verifica dispoziivele.Aces nivel ridica de inegrare i disponibiliae

a uuror paramerilor msurai nr-un singur fi-ier simplifica n mod semnificaiv manipulareasisemului, prelucrarea daelor, precum i schim-bul de inormaii cu ale medii de esare.Sisemul AVL M.O.V.E. se coneceaz oaresimplu la sisemul de dae din vehicul. Acesapoae unciona ca o surs de dae penru NC

de la IAS sau poae inegra inormaiile primiede la sisemul de dae al vehiculului.Programul de pos procesare permie evaluareadaelor esului n combinaie cu imagini v ideo ihri Google cu scopul de a demonsra influena

siuaiilor ivie n impul conducerii propriu-zi-se i a acorilor de mediu asupra rezulaelor.Simularea n timp real

Penru a realiza o simulare c mai realis esenecesar s fie deermina comporamenul con-ducorului auo, raseul i condiiile ambienalen combinaie cu modelul real de vehicul (care

include moorul, grupul moo-propulsor, sise-mul de evacuare a gazelor de eapamen) . AVL

InMoion oer o plaorm de simulare cores-punzoare care uilizeaz modele fizice pen-ru componenele individuale ale vehiculului.Uilizarea de modele fizice ese o condiie pre-alabil a posibiliii de a exrapola condiiile de

operare n aara ariei paramerizae, necesar nprocesul de desurare a esrii. Modelele sundescrise n capiolul urmor.Traseul, condiiile de mediu

i dinamica evenimentelor

Geomeria raseului ar fi incomple r o de-scriere adecva a condiiilor de mediu i a dina-micii evenimenelor. Acesea po fi configurae

direc n AVL InMoion sau imporae auomadin daele de msurare ale AVL M.O.V.E, uilizaca sisem de reerin. Aceas uncionaliaepermie explorarea nominal, cele mai bune icele mai proase siuaii din azele de simulare.Conductorul auto

Comporamenul conducorului auo ese cel

puin la el de imporan penru rezulaul uneisimulri ca i raseul real i condiiile ambiena-le. n AVL Moion conducorul auo ese repre-zena de poziiile pedalelor de acceleraie, deambreiaj i de reapa de viez. AVL InMoion

conine o biblioec comple de uncii penrua descrie comporamenul conducorului auouman c mai real posibil, de la un sil de con-ducere deensiv la unul sporiv, chiar n impulurmririi condiiilor de rafic. Ese n curs decerceare obinerea unui insrumen penru ge-nerarea auoma a unui ip de conducor auo

- pe baza valorilor de msurare.Vehiculul

AVL InMoion analizeaz vehiculul ca pe unsisem mulicorp. n cazul de aa AVL CUISE un program de simulare penru siseme de ve-hicule i analiza ransmisiei ese olosi penrucrearea unui model dealia al ansamblului mo-

or. Cu oae c sisemul de propulsie ese celmai imporan componen al vehiculului, analizarebuie exins i cre componenele adiionale(asiu, suspensie i cauciucuri). Acese compo-nene influeneaz puernic dinamica vehiculu-lui longiudinal i ransversal i de aceea aceseineraciuni sun eseniale n simulare.Mai mule dealii reerioare la conducorul

auo i modelul de vehicul po fi gsie n manu-alele AVL InMoion [1] i AVL Cruise [2].

Motorul

Modelul de moor uilizeaz componene pre-definie. Aces lucru permie proiecarea uuroripurilor de mooare penru ipuri dierie decombusibil, variane EG i concepe de si-

mulare. Componenele de baz (filru, radiaor,conduce, urune) sun simulae nr-o manierermodinamic corec, olosind valori mediiipoeice. Penru aniciparea evacurii noxelordin procesul de combusie, un model dealia al


8/28

8


cilindrului de ardere are o imporan maxim.Folosirea de dae de programare suroga nu eseposibil deoarece nu se poae garana o exrapo-lare. Din aces moiv modelul fizic al unghiuluide manivela ese olosi la ardere i ormarea denoxe, n principal de oxizi nirici.Sistemul de evacuare a gazelor de eapament

Modelarea componenelor sisemului de eva-cuare a gazelor de eapamen se bazeaz pe o

abordare ranziorie 1 D. Aces lucru permievizualizarea caracerisicilor eseniale ale caa-lizaorilor n condiii de pierdere a presiunii,

comporamen ermal i conversia emisiilor o-xice. Sun disponibile componene pre-definiepenru caalizaoare (WC, DOC, SC ) ifilre de paricule (cu sau r sra proecor).

Parametrizarea modelului

Modelele de vehicul, sisemele moo propul-soare i sisemele de evacuare a gazelor de ea-

pamen implica o paramerizare i validare de-aliae. Aces proces ese srucura n mai mule

eape. nr-o prim eap valorile msurorilorsun olosie penru paramerizarea compo-nenelor unui singur model de sine sor, de

exemplu dae obinue de la un sand de esarepenru paramerizarea unui model de moor,emperaura de opire a converorului caaliza-orului i dae reerioare la coeficienul de alu-necare penru paramerizarea modelului de ca-

uciucuri. Apoi componenele acesui model de

sine sor sun combinae nr-un model devehicul inegra. Urmeaz ca aces model brus fie mbuni olosind daele obinue de lasandul de probe. Aceas manevr are avanajulc, dup excluderea unor acori necunoscui,cum ar fi mediul ambian, raseul i silul deconducere, se poae ace o verificare caliaiv i

caniaiv a caliii modelului simula n com-paraie cu daele reproduse. Dealiile modelarii,paramerizrii i validrii sun descrise n SAE2011 01 1438 [3].UTILIZAEA PRCTIC

Prezenarea eapelor individuale ale acesei me-odologii se bazeaz pe o serie de ese eecuae

n iverside, Caliornia.nregistrarea datelor oferite de msurtorile

efectuate n timp real

Componenele AVL M.O.V.E. au os monaenr-un auourism VW Jeta (1,6 l DCI cuDPF, r SC). Sisemul include dispoziivepenru emisiile de gaze i de paricule, consumulde combusibil, condiiile de mediu i poziia

GPS. n plus, un al se de valori se nregisreazdin magisrala CAN a auovehiculului.

Acelai raseu a os parcurs de 10 conducoriauo dierii n dierie momene ale zilei. Aceslucru nree ideea c influena condiiilor demediu (emperaura, rafic, semaoare), a con-ducorului auo i a srii auovehiculului (r-

cirea moorului i sisemul de evacuare a gazelorde eapamen) asupra nregisrrilor ese reflec-a n rezulaele eselor.Figurile 2, 2a i 2b prezin raseul i o compa-raie a urmelor ranziorii de NOx penru douese. Ese eviden c influena conducoruluiauo i a mediului (semaoare, rafic) nu permio comparaie direc a daelor. Cu oae acesea,

o analiz saisic permie idenificarea unormanevre criice care conduc la producerea unorniveluri mai ridicae de emisii sau de consum decarburan. abelul 1 prezin rezulaele valori-lor gazelor de evacuare relaiv la media celor 10ese. Duraele cloriilor sun afiae n primacoloan.

Emisiile de dioxid de carbon sun dispersaeaproximaiv 30% n jurul valorii medii. Acesap ese n concordan cu experien de zi cu zireerioare la reducerea consumului de combus-ibil prinr-un sil aen de conducere a vehiculu-

Fig.2. Traseu n L os Angeles/iverside, California; reprezentare n Google Maps

Fig.2a. Valorile de msurare pentru poziia pedalei, viteza motorului i emisia de NO/NO2; ve-hicul rece, conducere defensiv (Testul 2 din Tabelul 1). Not: Concentraiile de NO/NO2 sunt

normalizate (ppm), raportul dintre NO/NO2 este afiat corect.


9/28

9


lui. Monoxidul de carbon i hidro carbonul sun

dispersae pe o arie larg n impul esrii. Acesenomen poae fi aribui pauzelor mai lungi sau

mai scure dinre ese. Sisemul de evacuare sercee rapid, dup aproximaiv o or emisiileaing un nivel apropia de cel de la pornirea larece. n general emisiile de CO i HC sun oaresczue dup ce caalizaorul a ains emperau-ra minim (noaa minim). Dispersia emisii-lor de NO i NO2 n jurul valorilor medii eseinfluiena n principal de conducorul auo.

Comporamenul agresiv n conducere rezulaimedia n nivele crescue ale CO2 i NO.

Se poae observa c raporul dinre NO i NO2variaz n mod semnificaiv. La unele ese emi-siile de NO2 sun chiar mai crescue dec celede NO. Moivele care sau la baza acesor rezul-ae nu sun evidene pe baza daelor disponibi-

le. Ar fi nevoie de o esare mai dealia cu sen-zori suplimenari aplicai la sisemul de evacuarea noxelor.COMPAREA DATELO

I DISCUII EFEITOAE

LA EZULTATE

O comparaie dealia a daelor de esare a ve-hiculului cu cele rezulae n urma simulrii se

ace n esul 2, penru care condiiile erau apro-piae de cele de pornire la rece. S-a nregisrao concordan a uuror paramerilor relevani,NOx [g/km] a avu o precizie de msurare


10/28

10


INTODUCEE

nr-un recen sudiu de pia derula la nivel global[1] sun prezenae evoluiile endinelor n ceea ce

privee indusria consrucoare de auovehiculeruiere. Asel, aa cum era de aepa, siuaia ac-

ual coninu s se caracerizeze prinr-un declinal cererii de auovehicule pe cele mai compeiivepiee n conexul recesiunii la nivel global, al cos-urilor ridicae ale combusibililor i resriciilor decirculaie din zonele urbane i orienarea indusri-ei de auovehicule cre pieele din China, India,Brazilia, usia i ale zone cu economii n creere.Dac perspecivele pe ermen scur i mediu nu

sun nc oare clare penru jucorii globali dinsecorul auo din cauza inceriudinilor n ceea ce

privee evoluia crizei economice, se consa cde la an la an apare o consolidare a ceriudinii nceea ce privee dezvolarea elecromobiliii i a

noilor abordri din domeniul ransporului urbanpe orizonul anului 2025.Descuarea pieelor din China i Asia de Sud-Esconduc la convergena opiniilor n rndul specia-liilor c n 2025 China va fi piaa cea mai mare

penru vnzrile i exporurile de auovehicule.La nivel european saisicile cu privire la siu-

aia din domeniul ransporurilor evideniazo dependen n proporie de 94% de iei, dincare 84,3% ese impora i accenueaz lipsa desecuriae i rezilien a economiilor din spaiulUniunii Europene [2]. Facura imporurilor deiei n Uniunea European se cireaz la 1 miliardde euro/zi (n 2011), care conduce la un defici de2,5 % din PIB. Din acese moive sraegia Uniunii

Europene penru domeniul ransporurilor, lansan 2011, propune ca in penru 2050 o reducere

cu 60% a emisiilor de gaze cu eec de ser [3].ehnologiile energeice pe baz de hidrogen iaplicaiile acesora n domeniul ransporurilor

au o lung isorie, dar srpungerile ehnologicerealizae n ulimele decenii au permis dezvolareade soluii a penru auourisme c i penru au-obuze i consiuie o alernaiv credibil penrudezvolarea secorului auo n viior.

Aciviile din domeniul dezvolrii i promovriicelulelor de combusie au condus la srucurarea

plaormei europene penru celule de combusiei hidrogen, care grupeaz cele mai imporane n-reprinderi i insiue de cerceare n eorul de acoagula resursele i eorurile penru dezvolarea ipromovarea acesor ehnologii i realizarea de pro-duse compeiive pe pieele inernaionale.CELULE DE COMBUSTIE PENTU

APLICAII DE TRNSPOT

Baeriile de celule de combusie reprezin compo-nena cenral, sraegic a sisemelor de propulsie

Stadiul Actual i Perspectivele Autovehiculelor Electricecu Celule de Combustie i a Infrastructurii de Distribuie

a Hidrogenului n EuropaThe Current Status and Perspectives of Fuel Cell Electric Vehicles

and Hydrogen Infrastructure in Europe

Prof. dr. ing. Eden MamutUniversitatea Ovidius din ConstanaMembru al Comieului iinific alPlaormei Europene de Celule deCombusie si Hidrogen FCH - JU

Fig. 1. Analiza comparativ a diferitelor soluii de propulsie


11/28

11


cu celule de combusie. Exis o larg varieae de

ipuri de celule de combusie demonsrae i chiardisponibile comercial, pund unciona cu dieriicombusibili ncepnd de la eanol, meanol, gaznaural, uree, amoniac, hidrogen i chiar hidrogensulura.

Domeniul de emperauri la care opereaz acesesiseme de conversie elecrochimic ncepe de la

emperauri joase, 60 80oC, pn la 700 800oC. n urma cercerilor asidue eecuae n ulimii10 ani, celulele de combusie cu membran schim-boare de prooni alimenae cu hidrogen s-audovedi a fi cele mai porivie penru aplicaii ndomeniul ransporurilor.AUTOVEHICULE ELECTICE CU

CELULE DE COMBUSTIE

Problema uilizrii celulelor de combusie pen-ru asigurarea energiei elecrice necesare penru

propulsia auovehiculului reprezin o problem

complex care adreseaz a aspece de eficienenergeic, securiae a pasagerilor, socarea hidro-genului i uilizarea raional a spaiului disponibil.nFigura1ese prezena n mod sineic o analizasupra ipurilor de auovehicule i a condiiilor de

operare a acesora penru care celulele de combus-ie reprezin cea mai adecva soluie de propul-

sie. Asel, se consa c aplicaiile din domeniulransporului urban cu sarcini ransporae, ridicaei opriri dese, precum i aplicaiile de ranspor dinzona auourismelor, dar n special n zona rans-porului inerurban consiuie domenii de aplicaien care celulele de combusie se vor dezvola i ex-inde daori caracerisicilor acesora.Soluiile de propulsie consacrae olosind ulimele

generaii de celule de combusie sun prezenaen Figura 2. Ese imporan de remarca apul c

sisemele de propulsie cu siseme de combusie aubeneficia de realizrile i evoluiile nregisrae ncazul auovehiculelor elecrice cu baerii, dar par-iculariile acesora conduc la redefinirea nre-gului auovehicul ajungndu-se la un concep cu

ideniae apare.

n consecin, configuraia de reerin a unui auo-vehicul cu celule de combusie alimena cu hidro-gen rebuie s asigure auonomia unui auourismpe o disan de 400 de km i a unui auobuz pe odisan de 250 de km. Punnd problema n acesel, principala limiare ehnologic cons n asi-gurarea rezervei de combusibil penru disanele

menionae. Asel, sisemele de socare penruauovehicule ncep s se generalizeze pe ehnolo-gia de hidrogen comprima la presiunea de 700 debari, n cazul auourismelor, i 350 de bari n cazulauobuzelor. Modelele de auovehicule reprezena-

ive penru sadiul acual se afl n abelul 1.n vederea asigurrii auonomiei compeiive pen-

ru auovehiculele cu celule de combusie au osobinue realizri remarcabile n ceea ce priveesocarea hidrogenului la bord i asigurarea uneirealimenri complee nr-un inerval de 3-5 mi-nue. Asel, noile generaii de rezervoare penrusocarea hidrogenului sun realizae din maerialeuoare, muli-sraificae, asigurnd condiiile desecuriae i siguran n operare.

nFigura 3se reprezin configuraia unui rezervorpenru socarea de hidrogen la 70 Mpa avnd masa

Fig. 2. Modele de celule de combustie de ultim generaie

Tabelul 1. Performanele actuale ale autovehiculelor cu celule de combustie

Mercedes-Benz B Classip celul de combusie: PEM, 80 kW

Moor elecric de anrenare: 70 kW coninuu/100 kW puere maximCuplu maxim: 320 Nm

Combusibil: H2(70 MPa)

Auonomie: 400 kmVieza maxim: 170 km/h

Baerie: Li-ion

Daimler Citaro Busip celul de combusie: PEM, 120 kW (con.)

Moor elecric de anrenare: 2 x 80 kWCombusibil: H2 35 kg (35 MPa)

Auonomie: 250 kmBaerie: 250 kW

Consum mediu: 10-14 kg/100 km


12/28

12


de 8 kg i asigurnd o auonomie de 480 km [6].INFRSTUCTUR DE DISTIBUIE A

HIDOGENULUI

Inroducerea auovehiculelor cu celule de com-busie a os rna de lipsa inrasrucurii penru

saiile de alimenare. n prezen exis 200 desaii acive de alimenare cu hidrogen pe planmondial, din care 120 se afl n rile din UniuneaEuropean, iar ale 100 de saii se afl n dierieaze de finalizare. n condiiile n care marile cor-poraii incluznd Daimler, oyoa, GM, Hyundaii Nissan pregesc primele produse disponibilecomercial pe orizonul 2014/2015 i iniierea

unei mase criice de auovehicule n 2017, nu-meroase ri au anuna programe de dezvolare

a reelelor de disribuie. Aluri de Germania,Japonia, Coreea de Sud, SUA, rile Scandinave,Marea Brianie i Ialia n ulimul imp au inra ncurs China i India.n Figura 4se prezin spre exemplificare planul

guvernului ederal din Germania penru dezvol-

area reelei de saii de alimenare cu hidrogen,punnd un accen pe regiunile meropoliane ipenru realizarea de coridoare care s asigure co-

nexiunea dinre acese regiuni. ecen, UniuneaEuropean, a prezena o serie de propuneri [3]

penru exinderea reelelor de alimenare penrucombusibili alernaivi. Propunerile Comisieivizeaz ncurajarea dezvolrii de inrasrucurn rile n care exis preocupri n direcia inro-ducerii auovehiculelor cu celule de combusie,asel nc s fie asigurae reele de alimenare cudisana maxim dinre saii de 300 de km care spermi circulaia auovehiculelor alimenae cu

hidrogen la scara Uniunii Europene pn la daade 31 decembrie 2020. Cosurile esimae penru

dezvolarea acesei inrasrucuri se cireaz la123 de milioane euro. Prin acese iniiaive se ur-mree dezvolarea de msuri complemenare cuplanurile i realizrile exisene n prezen n di-recia inrasrucurii necesare penru mobiliaea

pe baz de hidrogen i celule de combusie.

CONCLUZII

ehnologiile de propulsie a auovehiculelor ruie-re cu celule de combusie alimenae cu hidrogenau o isorie desul de lung. Probabil c ciiorii iaduc amine de realizarea unui vehicul cu celule

de combusie chiar i n ara noasr n anii 70 de

cre un coleciv de cerceori de la Cluj Napoca.ns realizrile a n plan iinific c i ehnolo-gic din ulimele decenii au permis dezvolarea unorsoluii sabile, robuse care respec oae condiiilede siguran n uncionare i securiae impuse sis-emelor componene ale auovehiculelor ruiere.Dac n recu se vorbea despre posibiliaea inro-

ducerii pe pia a acesor soluii pe orizonuri de10-20 de ani, n prezen vorbim despre acordurii aliane care au ca in prezena acesor vehicu-le pe srzi i n parcurile dealerilor ncepnd cu2014/2015.

Fig.3. ezervor pentru stocarea hidrogenului la bordul autovehiculelor rutiere [4]

BIBLIOGRFIE

[1] KPMGs Global Auomoive Execuive Survey

2013,Managing a muli-dimensional business model

[2] htp://ec.europa.eu/energy/publicaions/doc/

2012_energy_figures.pd

[3] European Commission, Alernaive uels:

Challenges and Key Figures, Brussels, 24 January

2013.

[4] Quanum echnologies Inc.

[5] . Helmol, U. Elberle, Fuel Cells Vehicles: Saus

2007.J. o Power Sources, 165(2007), 833/843.

[6] U. Elberle, B. Muerler, . Helmo, Fuel Cells

Elecric Vehicles and Hydrogen Inasrucure: Saus

2012. Energy & Env. Sci, 7/2012, 5(10):8790-8798

Fig.4. Planul german de extindere a reelelor de distribuie a staiilor de hidrogen


13/28

13


Educaia global a inginerilor de automobile va ndepliniCererile Industriei Globale.

Poate aceasta deveni o realitate? (Partea II)

The Global Education of Automotive Engineers to Satisfy

the Demands of a Global Industry.

Can this ever become a reality? (Part II)

Universiile joac un rol semnificaiv ncerceare i dezvolare i permi ingineri-

ei auovehiculelor s se plaseze la vrulehnologiei. n unele cazuri acese acivii conducla urnizarea de ingineri specialii nal calificaipe care indusria i olosee penru a coninuaprocesele de dezvolare. Asemenea operaiune deconecare i de compleare reciproc nu se observla nivel universiar (dei insiuiile se reer la acesenomen ca underpinning) i asel indusria de

auovehicule accep produsul universiar cuacele cunoine pe care le au penru a complea

procesele finale de pregire prin programe iner-ne de pregire. Acel saus quo nu ar rebui sfie accepa i insiuiile educaionale ar rebui srspund n concordan. Se pare c exis un de-calaj nre mediul universiar i cel posuniversiar,

lucru observa a de universii c i de indus-rie. Cnd legura ese bun sisemul ese invidiai denumi nexusul predrii/cercerii. SUA sereer la aceasa denumind-o sisemul european.nr-un mod mai general aces lucru a os exprimade Michael M. Crow [5], spunnd despre nv-mnul american c:

Universitatea modern estemediul ideal pentru crearea itransferul de cunotine care

propulseaz competitivitateanaional ntr-o er global ncontinu cretere. Forma sa cea

mai eficient este adaptareaamerican a sistemului european,

n care predarea, nvarea icercetarea sunt integrate ntr-o

singur instituie.

El coninu s sublinieze invesiiile n educaiedin India, China, unele dinre acesea realizaechiar de privai. Aceia sun n curs de a consruio universiae penru 100000 de sudeni. n con-ras cu aceasa, el susine c sisemul universiar

american a ncea s mai creasc i a eua nadaparea la schimbrile demografice care apar

ca rezula al mobiliii sociale i al imigrrii. nconinuare acesa susine c:

succesul nvmntuluisuperior trebuie msurat prin mai

multe dect doar prin inovaii.Performana sa pe termen

lung depinde de abilitatea sade a furniza nvarea ctre o

arie larg de ceteni, pentru a

avansa cunoaterea naional nmatematici i tiine i pentru a crea

o for de munc adaptabil i deasemenea pentru a crea o afinitate

naional pentru descoperire,antreprenoriat i proces creativ.Acesta concluzioneaz spunnd

c Acest lucru va necesita cafactorii de decizie politic, liderii

n afaceri i universitile s serededice pentru crearea unor

medii cuprinztoare de nvare idescoperire; crearea de noi modelei metode pentru nvare, apoi sacioneze pentru a le implementa.

Este important s le punem nfunciune acum.

Dei Crow a vorbi despre nvmn n general,acese gnduri sun din ce n ce mai relevane pen-ru indusria de auovehicule. rebuie recunoscuapul c pregirea inginerilor auo desinai sprea saisace necesiile indusriei cere o colaborare

mbuni nre indusrie i mediul academic i acilii porivie.Facorii de decizie poliic i liderii indusriei re-buie s colaboreze cu mediul academic penru adecide ipul de educaie pe care l doresc penru

inginerii lor. Dac nu ac aces lucru, aceia vorprimi ceea ce proesorii cred c ar rebui s pri-

measc i aces lucru poae fi semnificaiv die-ri. nrebarea ar fi de ce percepiile educaionaledier de nevoile indusriei? spunsul ese csisemele educaionale au un plan dieri aceseasun de asemenea o aacere i ele ormeaz/iniia-z cursuri penru a arage sudenii,bazndu-se pecrieriul moda lunii. Insiuiile de nvmnncearc s ajung la 2 obiecive s urnizeze o

experien de nva penru oa viaa, mpreu-n cu o calificare cu un anumi grad de speciali-

zare, r a fi prea concenra un lucru desulde greu de echilibra. Ese eviden c mpreuncu arena ehnologic n coninu expansiune nune vom mai permie luxul diversiii i cursurilededicae sun acum o necesiae dac ne dorim s

psrm rimul i aceasa ar nsemna ncepereaunei asemenea specializri mai devreme dec senmpl aszi.spunsurile sisemelor noasre educaionale lacererile locale i naionale conduc la o diversi-ae de sandarde i srucuri care sun dificil deransera pese granie. Penru a reduce acesenomen Europa ruleaz un sisem penru san-

dardizare, cunoscu ca Noua Arie European Denvmn Superior sau Acordul Bologna (sauProcesul). ezulaele acesuia sun prezenae naricolul din Silvia Springs iniula U. o Europe[6]. Calea nu ese uoar din momen ce fiecarear i doree meninerea sisemelor proprii i nunele cazuri modificrile au dus la neplceri su-

denilor. evenind, o mare imporan ese acor-da mai degrab consideraiilor financiare deccreerii sandardelor sau saisacerii cererilor eh-nologiei aflae n creere sau cererilor de angaja-re. n general se pare c exis un nivel redus de

John D. FieldhouseProesorUniversity of Bradford, UK


14/28

14


conienizare muliculural sau de globalizare.Un al aricol al lui Varan Gregorian iniulaAmerica, Sill on op (n. rad. America, ncn vr)[7] se reer la capaciaea Chinei de aurniza un numr nelimia de ingineri dar i ex-

prim reinerea n ceea ce privee capaciaea sa

de a-i angaja. Aceas perspeciv ese refleca in ale ri unde exis un nivel de invesiii semni-ficaiv n sisemele educaionale Arabia Saudifiind un exemplu ipic. Aici s-au cu invesiiin exces n valoare de 60 de miliarde de dolari nsisemul educaional dar capaciaea de angajarea absolvenilor rmne o problem. Gregorian

prezin dificulaea Americii de a arage sudenide caliae din aara granielor din cauza econo-miei exerne aflae n curs de exindere i aselAmerica rebuie s se bazeze pe sudenii din in-erior, ceea ce ese o siuaie sranie i deranjan,

dac nu chiar o problem. Aricolele susin c in-ginerii devin din ce n ce mai rari i de asemenea

inginerii americani sun arai de oporunii depese ocean (afirmaie valida de [2]).n plus a de predarea adecva exis o nevoiepenru sudeni de a acumula experien n siu-aiile reale din indusrie.Aceast nevoie nu poa-te fi administrat corect dac profesorii au ei

nii carene n experiena practic. O aselde siuaie ese meniona de Duncan Hewit n

lucrarea sa Hands-on Sudy [8] n care exem-plific problemele Chinei. Un consulan n pu-

bliciae din Shanghai a os nevoi s imporecandidai din ves penru c absolvenii chinezide la cursurile vocaionale pur i simplu nu erausuficien de buni, dei aceia recuser prin anide experien de lucru. Problema era c nivelul

iniial de pregire a acesora era slab penru cproesorii nii nu aveau experien pracic nindusrie ei erau sngele care nu prsise nici-oda zona inimii. Aceasa a condus la compeen-e undamenale inadecvae i la o inabiliae dea lega eoria de pracic. n general, absolveniirebuiau reeducai. Hewit a spus c aceasa sedaoreaz invesiiilor care sun direcionae mai

mul cre programele academice dec creprogramele vocaionale. Ese ineresan de men-iona apul c Beijing rspunde prin angajarea a2 miliarde pe 100 noi colegii vocaionale i 1000de licee. n ale zone ale Chinei insiuiile localencep s oere pregirela comand o refleca-re asupra necesiii unei pregiri ndrumae de

un specialis.Aszi exis o nevoie crescoare, chiar mai muldec vreoda, penru conribuii ale indusrieidesinae dezvolrii unor cursuri specifice dindomeniul auovehiculelor. Pregirea inginerilor

rebuie s saisac cererile imporane i punc-uale ale unei indusrii care cere sandarde edu-caionale recunoscue. Acrediarea unei insiuiiproesionale penru orice curs ese o necesiaepenru ca sudenul s realizeze selecia; rebuie

realizae cenre de excelen n predare i nvare

i acilii dedicae, colaborare la nivel inerna-ional n plasarea orei de munc a sudenilor,colaborare poziiv nre universii i oporuni-aea de a lua conac cu echipamenele de esarecele mai noi olosie a penru proiecare c ipenru cerceare. Indusria rebuie s-i acceperolul n procesul educaional i s oere scheme

de finanare prin burse i schimburi educaionalei indusriale nre ri. Asel de pai naine pos conduc nspre o posibil globalizare a proce-selor educaionale ale inginerului de auovehicu-le. O asel de reea de cenre dedicae va insufla

ranserul de orice ip.ecen, cazul Mann+Hummel ese ipic pen-

ru companiile care au aciona individual.Preedinele i CEO Alred Weber descrie nFisia Global Viewpoin cum rspund caren-ei de abilii. Aceia au onda propria insi-uie educaional n Shanghai n cooperare cuparu universii parenere Universiaea dinShanghai penru iin i ehnologie, Colegiulde Inginerie a Auovehiculelor la Universiaea

onghi, Colegiul Sino-German de iine Aplicaela Universiaea onghi i Universiaea din China

de Es de iin i ehnologie. Se numee coalade Inginerie Mann+Hummel i a ncepu preg-irea inginerilor din 2010. Procesul ese da deapul c Mann+Hummel urnizeaz burse la uni-versii i garaneaz programe de inernship n

bazele lor din China i Germania. Scopul ese dea achiziiona cunoine pracice n dezvolare, nexperien de lucru n srinae i de a mbun-i perspecivele de carier i sociale ale acesora.Mann+Hummel cred c aceasa asigur un an-gajamen de lung dura cre companie n plusa de saisacerea carenei de abilii.EALITATEA

Viziunea educaional recunoae imporanacrescoare da i endina cre conrolul i sise-melor de adminisrare ale vehiculelor X-by wirepe mainile produse n serie mare. Uilizarea in-egra a programelor i validarea modelrii apenru iine c i penru aaceri sun eseniale.Penru a nelege scena aacerilor prin discipline

precum markeing, vnzri, achiziii, planificare,concuren, secveniere, proiecare, susenabi-liae, ehnologie adecva, dezvolare i esaresun ceva subiece care ar rebui accepae nabordarea unui mod inegra de educare a ingi-

nerilor de auovehicule. Insiuiile educaionalerecunosc c ingineria ese o iin aplica idac ese posibil s i pregeasc cursurile caaare. Dar ese de asemenea araciv din punc devedere financiar de a crea ingineri cu experien

pracic oare redus sau chiar absen dar asa

nu poae fi produciv penru disciplin. Ingineriaauovehiculelor merge mai depare cu nevoiaconcomien de analiz i validare cercearei predare n cadrul aceleiai insiuii nexusulpredare/cerceare.Penru a ainge aces obieciv ese uor penruinsiuiile de nvmn s cear indusriei a-

cilii i finanare dar asa nu demonsreazangajamen i nici inegrare. Ese uor penruindusrie s dea asemenea finanri subsanialeaunci cnd au a de puin conrol sau inor-mare asupra modurile de uilizare. ermenul s

dea presupune un anume grad de ranser deauoriae, deci de ce nu am privi ermenul ca la

repoziionare? O asemenea perspeciv nece-si un mod de gndire specific penru ambelepri. Principiul ese ca indusria s realochezeo pare din aciliile i angajaii si din cerce-are penru insiuiile de nvmn superiorselecionae i aprobae. Aceasa va coneriindusriei acces la acilii mari penru universi-i i angajai r cosuri adiionale. Cercearea

poae fi o veriabil colaborare nre universiaei angajaii din indusrie i poae oeri suden-

ilor posibiliaea de a experimena acilii deinginerie adevrae. Avanajele nu po fi supra-exagerae exemple reale penru predare, in-dusrialii locali penru a conribui la ranserulde cunoine, cercearea propulsa de presiuni

realisice din parea indusriei, inegrarea adev-ra, mbunirea abiliilor de ambele pri,sudeni educai cele mai noi descoperiri n i-in sudeni angajabili, pregii pe scop.DISCUIE

S-a ara c cenrele de producie de maini s-auschimba n ulimii civa ani dar de asemeneas-a mai ara c problemele care au exisa acum

civa ani nc exis i nr-o anumi msur,acesa ese moivul penru care cenrele indusria-le s-au schimba. Unele ri au rspuns probleme-lor i au rezisa, unele au meniun acel sausquo dar alele s-au complcu n aceas siuaiei acum suer. Ese oare clar c indusria deauovehicule de pe nreg mapamondul are ne-

voie de ingineri de caliae. S-a mai ara c oricesprijin de pese oceane sau din ineriorul rilornu poae fi garana penru c asemenea resursesun variabile. n plus s-a ara c prin AcordulBologna exis o dorin clar de raerniae


15/28

15


academic, n Europa, de se asigura c exis oans de a ainge recunoaerea ranserului decalificri i iluri. Ese un ges nobil, dar eseclar c rdcinile isorice, dierenele de culur

i majoriaea consideraiilor financiare sau ncalea acordului comun. Aceas micare nu eseaparen alundeva i asel rile, mpreun cusponsorii privai, coninu s mearg mai depar-e cu propria inerprearea a nevoilor cele dinaara UE. De la deprare ese oarecum deran-jan modul n care cosul, cosul i iar cosul eseo em repeiiv care parcurge nreg mediul

academic mai degrab dec fixa pe scop sauadecva nevoilor sau posibiliaea de angaja-re. Ese de asemenea deranjan c indusria isocieile asociae par a fi absene de la masadiscuiilor, ori prin proprie alegere ori involun-ar, un lucru nc nedecis.Nu poae fi normal ca urnizorii de ingineri s

ac aces lucru r s discue inens i serios cuclienii acesora. Asemenea consulare se poaerealiza prin insiuiile relevane, prin procesulde validare a cursului, dar asa creaz un ingi-ner generic cu nevoie de pregire specializa

la aa locului. O asemenea abordare poae ur-niza o plaorm larg de la care un individ sepoae lansa n orice disciplin inginereasc, darn unele cazuri poae fi aa de larg nc nu are

adncimea adecva penru a saisace orice dis-ciplin nu avem elasiciae la plaorm. Eseoare sigur c indusria de auovehicule nu arpuea produce o main r discuii inensivecu proprii clieni. n mod egal, aceia nu vorcumpra socuri de maeriale r specificaiiinensive deja sabilie penru a asigura caliaeai scopul clar aunci cnd sun fixae pe main.

Ese bine neles c indusria nu ese capabil srepare carenele urnizorilor de socuri. Auncide ce accep ca cel mai imporan ingredien inginerii r sandarde riguroase presabilie?Ingineria auovehiculelor ese progresiv, ex-rem de cuprinzoare n necesii, la vrulehnologiei moderne i cea mai inensiv i

compeiiv aacere global. Dac oricare orga-nizaie de auovehicule ar inra n compeiie pepiaa global nu va mai puea accepa ingineride auovehicule sandard. La nivel universiar,inginerii desinai carierelor ca ingineri de auo-

vehicule rebuie aezai pe abilii, discipline iprobleme reale din ingineria auovehiculelor iaces lucru se poae nmpla doar dac indusriapreia responsabiliaea de a munci cu insiuiile

educaionale penru a urniza asel de ingineri.Insiuiile po fi aculi, universii, cenre deexcelen sau oricare al nume care reflec ex-celena n predarea ingineriei auovehiculelor.Aces lucru se va nmpla, rebuie s se nm-ple, dac jucorii mari de aszi vor s i creascindusria.CONCLUZIE

Carena de ingineri nu ese pus la ndoial dar numrul de ingineri de caliae ese. Nuese o opinie personal; ese un ap care eseexprima de-a lungul uuror reerinelor lisae.Se consruiesc noi universii, aszi mai muldec vreoda, dar sun susinue de proesorineadecvai i neexperimenai. ezulaul sun

inginerii absolveni care nu po fi angajai.Ingineria auovehiculelor n ves se psreaz laun nivel sabil, pe cnd n Orienul ndepraexis o creere mare, aa cum prezin daelede la OICA. Impacul poae fi suprima em-

ACIUNILE CEUTE DE LA INDUSTIA DE AUTOVEHICULE

Penru ca indusria de auovehicule s-i rezolve problema carenei de ingineri calificai i pregii, ar rebui s

asigure minimul din:

Influenarea insiuiilor de nvmn asupra oerei de cursuri i s paricipe n acrediarea unor asemeneacursuri relevane prin socieile adecvae.

S insise n aducerea unei conribuii penru dezvolarea curricular prin includerea unui program predare de

limbi srine i de culur.

S insise ca maerialele s fie predae dinr-o perspeciv global.

S susin programele de inernship prin pregiri indusriale n organizaii de pese ocean.

S conribuie financiar i generos penru a mbuni slile de curs.

Dar preerabil s:

ncurajeze colaborarea inernaional n scopul ormrii unei comisii responsabile penru supravegherea pre-

girii inginerilor de auovehicule. Aceas comisie ar rebui s aib auoriaea de a coneri anumior cursuri

ampila de aprobare de recunoaere global.

Finaneze ormarea cenrelor de excelen de auovehicule pe nreg mapamondul care s observe predarea

inegrae i aciviile de cerceare nexusul predare cerceare.

Sabileasc o reea global de insiuii dedicae educrii i pregirii proesionale a inginerilor de auovehicule.

Acese insiuii se po implica n angajri, schimb de sudeni sau colaborri de cerceare.

Oere burse penru cursurile aprobae de indusrie.

n esen, indusria de auovehicule se ocupe de pregirea propriilor ingineri.


16/28

16


porar din cauza inrasrucurii din India daraces lucru va fi depi pe msur ce piaa se vaschimba. Moivul penru schimbrile de pia

po fi cosurile orei de munc, iar asa poaefi adevra. Dar producia de auovehicule areun grad semnificaiv de auomaizare, iar abri-ca Ford din India are un nivel nal de muncmanual, proieca special penru a saisaceconribuiile la economia local [11] i condi-iile ehnologiei adecvae. Al moiv poae fi cindusria din ves nu a rspuns suficien penru a

asigura fluxul de personal, n paricular inginerii.Aadar nu a os n poziia de a asigura o dez-volare adecva penru a se porivi compeii-ei. Exis o nevoie a indusriei de auovehiculepenru a-i exercia polia de susenabiliae ide a-i genera proprii ingineri. O aacere efici-en de auovehicule cumpr o abric de oel

penru a-i asigura urnizarea de maerial decaliae (AA i Corus) dar aceeai indusriese va baza pe alii penru a-i urniza cea mai devaloare i rar resurs inginerii. Ese o siu-aie oare neplcu. Dac o abric dinr-o

pepinier dispare, pepiniera nu poae blamaurnizorul abricii c nu i-a urniza cel mai bunprodus, mai ales dac nu i-a comunica nevoile

specifice i de asemenea a primi-o pe grais.Ar fi considera chiar ciuda dac pepiniera arunciona mai depare olosind acelai urnizorr nici un comenariu.

Aceas lucrare nu ese privi ca un panaceual pregirii inginerilor de auovehicule, maidegrab un documen de discuii preliminare

care vor ncuraja indusria s refleceze asuprarolului n pregirea inginerilor acesora i sconribuie la caliaea inginerilor de auovehi-cule ca absolveni de aculae.

BIBLIOGRFIE

[1]OICA Saisics Commitee, World ranking 2011.

[2] Wall Sree Journal December 2005, Corporae

News Noirhiko Shirouzu[3] JD Power & Associaes websie: urning inor-

maion ino acion.J.D. Power and Associaes Acquires

Auomoive Resources Asia: Expands Presence in

Rapidly Growing China MarkeConac John ews

[4] Dra Auomoive Mission Plan 2006-2016,

Secion 4.9 Prescripions or indusry in he Naional

Manuacuring Sraegy.Page 24. htp://www.dhi.nic.

in/draf_auomoive_mission_plan.pd .

[5] Newsweek 20 Augus 2007 Global Educaion

aricle Innovaion isn Enough by Michael M Crow

Page 49.

[6] Newsweek 20 Augus 2007 U. o Europeby Silvia

Spring.

[7] Newsweek 20 Augus 2007 America, Sill on op

by Varan Gregorian.

[8] Newsweek 20 Augus 2007 Hands-on Sudy

Duncan Hewit.

[9] Final Auomoive Mission Plan 2006-2016

Minisry o Heavy Indusry and Public Enerprises

Governmen o India. Websie eerence htp://

www.siamindia.com/upload/AMP.pd

[10] ackling echnical Skills ShorageAlred Weber,

Mann+Hummel, FISIA Global Viewpoin (2011).

ACIUNI CEUTE DE LA MEDIUL ACADEMIC

Fr susinerea indusriei orice aciune nu va veni de la insiuii dar mai degrab de la iniiaivele creae de

indivizi sau grupuri din mediul academic. Progresul va fi aadar len i eecul oal minim. nvmnul eseo aacere care ese condus de obiecive financiare, dar cei din mediul academic sun gndiori progresivi i au

ideile i enuziasmul de a saisace o anumi cerin. Dar aceia au nevoie de susinere, ncurajare i de oporu-niaea de a consolida i realiza propriile idei. Aadar aces lucru se poae realiza doar prin iniiaive indusriale

i de guvernare i n paricular, consolidare naional naine de a deveni global.Serele naionale de aciune ar fi:

Formarea unei Asociaii Naionale a Proesorilor penru Inginerii de Auovehicule. Aceasa poae fi organi-

za prin insiuii naionale i ar servi drep regulamen penru organismele de guvernare naional ca asociaiinaionale.

Coordonarea ormrii unei Asociaii Inernaionale a Proesorilor penru Inginerii de Auovehicule. Aceasaar fi conduia academic penru organismele indusriale i inernaionale.

Cererea cre indusriile de auovehicule penru a susine insiuiile pregie s urnizeze cursuri dedicae

(nu superficiale) n ingineria auovehiculelor.

Din ineriorul insiuiilor s:

Inre n discuii cu organismele naionale educaionale i cu indusria de auovehicule cu scopul de a influena

dezvolarea cursurilor.Sabileasc grupuri de cerceare i conerine naionale i inernaionale. Acesea ulimile cu scopul de a genera

reele la nivel universiar care po fi uilizae mai depare cre indusrie.Dezvole cursuri globale relevane pe emaica auovehiculelor.

Solicie insiuiilor s susin crearea cenrelor de excelen n predarea, pregirea i cercearea ingineriei

auovehiculelor.

Fie acive, rspunzoare i pregie s ndeplineasc nevoile i iniiaivele indusriei.


17/28

17


ABSTRCT

Te paper presens he inverse dynamics algorihm,

which represens an inverse approach or vehicle

dynamics as i is reaed in he specialy lieraure.

I is being presened he main elemens reerring o

sandardized esing cycles. Te paper also presens

he sabiliy o vehicle movemen equaions erms

by applying he inverse dynamics algorihm and hecomponens o energy balance are esimaed based

on experimenal daa.

INTODUCTION

Aa cum se cunoae din lieraura de speciali-

ae, n sudiul clasic al dinamicii longiudinalea auovehiculelor, vieza de deplasare ese ne-cunoscua ce se obine din ecuaia dierenialde micare recven olosi [1; 7].Aceasa esecalea clasic, cea direc, cu vieza necunoscuaproblemei; ese aadar problema direca dina-micii auovehiculelor.n schimb, laproblema inversvieza de deplasare

se cunoae i ese fie impus din experimenri,fie cea aeren unui anumi ciclu de ncercrisandardiza; se cunoae deci i derivaa viezei(acceleraii, deceleraii). ezul c n ecuaiadierenial de micare problema se privee in-vers, prin aplicarea algorimului dinamicii inver-se [3; 5], caz n care rebuie sabilie mrimile

bilanului de pueri asel ca s se aing viezade deplasare cunoscu, deci i derivaa viezei.ALGOITMUL DINAMICII INVESE

n sudiul clasic al dinamicii longiudinale a au-ovehiculelor vieza de deplasare ese necunos-

cua, ce se obine din ecuaia dierenial nelini-ar de ordinul I [1; 7]:

2dcos sin

d

e t t

a a

a r

v g M iG f G kSv

t G r

=

(1)

n aceas expresie s-au noa: v vieza de depla-sare;g acceleraia graviaional; coeficienulmaselor n micare;M

e momenul moor eec-

iv;i raporul oal de ransmiere;

randa-

menul ransmisiei;rr raza de rulare;Ga greu-aea auovehiculului ( a aG m g= , cu mamasa vehi-

culului); coeficienul de rezisen la rulare (alerenului); unghiul de pan; k coeficienulaerodinamic;S supraaa ronal a auovehicu-lului. Adopnd mrimile cunoscue penru unanumi auovehicul (k, S, r

rec.), penru un anu-

mi drum (, ) i penru un anumi regim unci-onal (vieza iniial v

0, M

e), se deermin necu-

noscua, adic vieza de deplasare v.

n schimb, la problema inversvieza de depla-sare vse cunoae i ese fie impus din experi-

menri, fie cea aeren unui anumi ciclu dencercri[3; 5]. ezul c n ecuaia dierenia-l (1) problema se privee invers, prin aplicareaalgorimului dinamicii inverse, caz n care rebu-ie sabilie mrimile din membrul drep asel ca

s se aing vieza de deplasare cunoscu, decii derivaa viezei dv/d(acceleraii, deceleraii)din membrul sng.Deoarece n coninuare se consider deplasareape un drum orizonal (n acese condiii au oseecuae experimenrile), deci =0, din expre-sia (1) se obine, prin nmulire cu r

r:

2d 0d

a re t t a r r

G r vM i G r f kSr vg t

=

(2)

n expresia (2):r e t t

M M i= (3)consiuie momenul la roa.Avnd n vedere relaia:

30

r

t

nri

v

=

(4)

din (3) rezul:

30

r t e

r

nr MM

v

=

(5)

De asemenea, n expresia (2):d

d

a r

i

G r vM

g t

= (6)

consiuie momenul de inerie.

n plus, n expresia (2):f a r

M G r f= (7)reprezin momenul aeren rezisenei la rula-re, iar:

2

a rM kSr v= (8)

momenul aeren rezisenei aerului.ezul c expresia (2) devine:0

r i f aM M M M = (9)care consiuie ecuaia de micare cu momenedrep ermeni.Penru a calcula momenele aerene expresiei(9) se impun, ca i la problema direc, mrimilecunoscue penru un anumi auovehicul (k, S, r

r

ec.), penru un anumi drum (, ), penru unanumi regim uncional (v

0,M

e) i penru vieza

de deplasare vcunoscu, cu v[m/s]. Dup cumse consa din relaiile (5), (6) i (8), inervi-

ne i vieza de deplasare (sau derivaa aceseia);dac, de exemplu, se olosee relaia lui Khnerpenru coeficienul de rezisen la rulare (al e-renului

):

2,5

0,0125 0,0085100

t

Vf f= + =

(10)

aunci i n expresia (7) inervine vieza de de-plasare, respeciv V[km/h].n cadrul lucrrii se inroduce i noiunea decoeficien de rezisen la demarare, deci coe-ficienul de rezisen aeren ineriei

i

, sabili

din expresia (6):

d

di

vf

g t

=

(11)

Inroducerea rezisenei la demarare (numi irezisen la accelerare) jusific inclusiv valorilenegaive ale momenului pe impul schimbrii

viezelor i al decelerrilor, deoarece n aceasesiuaii roile anreneaz vehiculul i nu invers can cazul normal al raciunii.Procednd n elul meniona, rezul c rezis-ena la deplasarea pe un drum orizonal (cu

Studiul deplasrii autovehicululuifolosind algoritmul dinamicii inverse

Study of the Vehicle Movement

Using Inverse Dynamics Algorithm

e lucrri dr. ing.Florin-Constantin OLOEIU

Academia Tehnic Militar,Bucuretiemail: [email protected]

Drd. ing.George BIVOLMinisterul Aprrii Naionale,Bucuretiemail: [email protected]

Pro.dr.ing. Ion Copae

Academia Tehnic Militar,Bucuretiemail: [email protected]


18/28

18


0= ) are dou componene, una aeren ere-nului (rulrii) i ala corespunzoare ineriei. Sepoae defini asel un coeficien global de rezis-en la deplasarea pe un drum orizonal [5]:

g if f f= + (12)

n cazul general, dac deplasarea nu ese pe un

drum orizonal, aunci:

cos sing i

f f f= + + (13)

adic:

g if f= + (14)

unde

reprezin coeficienul de rezisen lanainare al cii de rulare:

cos sinf= + (15)n consecin, pe baza daelor experimenale(inclusiv ale viezei i implici ale derivaei aces-eia) se po sabili mrimile evideniae prin re-laiile prezenae; se reaminee c experimen-

rile au os eecuae pe un drum orizonal,deci 0 grade = [5].n fig.1a se prezin valorile insananee ale co-eficienului global de rezisen la deplasare

g

penru 50 probe experimenale ale auouris-

mului Logan Laureae. Corespunzor, n fig.1bsun prezenae valorile medii pe probe ale co-

eficienului global de rezisen la deplasare g.

Dup cum se remarc din fig.1a, din cele 8750valori oale, aproape 84%, majoriaea, sunpoziive i circa 16% sun negaive; ca urmare,din fig.1b se consa c oae valorile medii peprobe sun poziive. n mod eviden, inroduce-rea coeficienului de rezisen la demarare (cuvalori insananee i negaive) jusific valorile

negaive ale celui global. n fig.1 ese evideniai plaja de valori ale coeficienului de rezisen-

la rulare, penru asal n sare saiscoare(=0,0120,022) pe care s-au desura experi-menrile. De asemenea, din fig.1 se consa cvaloarea medie pe ansamblul celor 50 probe esede

gm=0,053.

n fig.2 se redau, pe lng valorile insananee alecoeficienului global de rezisen la deplasare

g

i rendurile nominale penru ii penru

g. Ca

urmare, n fig.3 se prezin rendurile menio-nae n fig.2, precum i expresiile analiice aleacesora.De asemenea, n fig.2, se prezin inervalul dencredere i elipsa de ncredere 95% penru co-

eficienul global g; n grafic se redau i valorile

penruaerene relaiei lui Khner (10). Dupcum se consa din fig.2, coeficienul global derezisen la deplasare

gi cel aeren ineriei

iau

endina de micorare oda cu creerea viezeide deplasare; n schimb, coeficienul de rezisen- la rularecree oda cu mrirea viezei V.

De asemenea, drep exemplu, n fig.3 se redau ivalorile celor rei coeficieni de rezisen la vi-eza de 70 km/h. Din fig.3 rezul urmoareleexpresii analiice penru calculul coeficienilorde rezisen:

Fig.1. Valori instantanee i valori medii pe probe pentru coeficientul de rezisten global (pentrurezistena la rulare i rezistena la accelerare)

Fig.2. Estimarea coeficientului global de rezisten la deplasare (pentru rezistena la rulare idatorit ineriei), 50 teste Logan

Fig.3. Expresiile analitice ale trendurilor pentru coeficientul global de rezisten la deplasare,corespunztor ineriei i rulrii, 50 teste Logan


19/28

19


- penru coeficienul global de rezisen la de-plasare

g:

20,000000044 0,00038 0,079

gf V V= +

(16)

- penru coeficienul de rezisen aeren iner-iei

i:

20,00000128 0,00032 0,065

if V V= +

(17)

- penru coeficienul de rezisen la rulare:

20,00000133 0,000057 0,013f V V= +

(18)

Se poae deci concluziona c ambii coeficieni,cel global

gi cel aeren ineriei

iscad oda cu

mrirea viezei. Cum coeficienul aeren rulrii

cree cu mrirea viezei, rezul c coeficien-ul global se micoreaz daori reducerii maiaccenuae a coeficienului aeren ineriei

i.

Aadar, coeficienul aeren ineriei ivariaz n

acelai mod ca i momenul de inerieJal auo-vehiculului oda cu creerea viezei; se confir-m asel c rezisena aeren ineriei ese n

legur direc cu ineria auovehiculului.Graficul din fig.4 conine valorile momenelorcomponene ale ecuaiei de micare (9) a au-ovehiculului. Pe baza acesora, se po sabili ipuerile aerene, precum i ora la roa. De

asemenea, se po deduce procenajele c dinpuerea disponibil la roa se consum penru

nvingerea rezisenei aerului, rezisenei la rula-re i ineriei.De asemenea, prezin ineres s se consae ic din energia inrodus cu combusibilul eseolosi penru deplasarea propriu-zis cu viezav. n aces sens, graficul din fig.5 conine, pen-ru 50 probe experimenale ale auourismuluiLogan, energia cineic W

cin a auomobilului

(fig.5a), deci energia real olosi penru depla-sare, precum i energia W

i inrodus oda cu

combusibilul (fig.5b). n consecin, n fig.6 seprezin valorile medii pe probe ale raporuluiRal celor dou energii, calcula cu expresia (3)din grafic.Dup cum se consa din fig.5a, energia cine-

ic a auomobilului se calculeaz cu relaia cu-noscu:

2

2

a a

cin

m vW = (19)

n plus, dup cum se observ din fig.5b, energiainrodus oda cu combusibilul se calculeaz

cu relaia:

3600

h i

i

C Q SW

v=

(20)

unde Qi reprezin puerea calorific inerioar

a combusibilului, iar Sspaiul parcurs de auo-mobil.

Dup cum se consa din fig.6, proba L46 esecea cu eficiena energeic cea mai slab, iarproba L34 cu eficiena cea mai bun. n plus, peansamblul celor 50 probe experimenale, doar17,2% din energia inrodus cu combusibilul

Fig.4. Algoritmul dinamicii inverse: valorile momentelor componente ale ecuaiei de micare avehiculului, 50 teste Logan

Fig.5. Valorile instantanee ale energiei cinetice ale vehiculului i ale energiei introduseodat cu combustibilul, 50 teste Logan

Fig.6. aportul dintre energia cinetic a vehiculului i energia introdus odat cu combustibilul,50 teste experimentale Logan


20/28

20


ese olosi penru deplasarea eeciv a auo-vehiculului, valoare ce se ncadreaz n limienormale penru un auomobil cu conrol elec-ronic.CICLUI DE NCECAE

STANDADIZATE

Aa cum s-a meniona, vieza de deplasare poaefi impus (deci cunoscu) i dac se aplic algo-

rimul dinamicii inverse pe baza unui ciclu de n-cercare sandardiza. Penru a sabili comparaivperormanele unor auovehicule (inclusiv pen-ru poluare), au os adopae diverse cicluri dencercare pe sand, unele fiind valabile penru ungrup de ri (de exemplu n Uniunea Europea-n), alele fiind valabile numai penru o anumi

ar [8]. Un ciclu de ncercare (driving cycle)ese consiui, de regul, din paru serii de daece reprezin impul [s], vieza de deplasare v[m/s], reapa de viez i variaia viezei dv/d[m/s2]. Un exemplu n aces sens ese prezena

n fig.7, unde ese reda ciclul european NEDC(New European Driving Cycle), n fig.7c fiindda i vieza de deplasare V[km/h]. n grafice-le redae se prezin i caracerisicile saisiceprincipale ale ciclului de ncercare NEDC. Ci-clurile de ncercare sun de dou ipuri: modale,care au perioade cu viez consan (fig.7) iranziorii, la care vieza variaz accenua (ciclul

SUA denumi FP75).Oda adopa ciclul de ncercare, se po sabiliperormanele aerene acesuia penru un anu-mi auovehicul, echipa cu un anumi moor;acese perormane se sabilesc prin suprapune-rea puncelor aerene ciclului de ncercare pesecaracerisica cunoscu a moorului vehiculului

viza. De asemenea, prin aplicarea algorimuluidinamicii inverse se sabilesc valorile compo-nenelor bilanului micrii (similar exempleloranerioare); n plus, se po esima valorile m-rimilor uncionale precum uraia n i sarcina

moorului ( i/sau pa, prima poziia clapeei

oburaoare, a doua presiunea aerului admis),momenul moor M

e, consumul orar de com-

busibil Chec.

Deoarece ciclurile de ncercare sun oare olo-

sie la sabilirea perormanelor auovehiculelor

elecrice hibride, n coninuare se prezin doarun exemplu n aces sens [2; 4; 6; 9]. Asel, nfig.8 se redau paru mrimi uncionale obinu-e prin aplicarea algorimului dinamicii inversen cazul adoprii ciclului European NEDC dinfig.7.n mod similar se po sabili i ale mrimi unc-

ionale i penru orice ciclu de ncercare dori;acese mrimi sun aerene moorului ermic,moorului elecric, generaorului elecric, rans-misiei ec.CONCLUZII

Aplicarea algorimului dinamicii inverse prezin- un ineres pracic deosebi, deoarece are la

baz daele experimenale obinue la ncercrisau ciclurile de ncercare sandardizae olosien oae rile producoare de auovehicule.Prin aplicarea algorimului dinamicii inverse,opusul modului de raare din lieraura clasic,se po sudia inclusiv dinamiciaea i economi-ciaea auovehiculului.

BIBLIOGRFIE

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

ovehiculelor, Ediura EICOM, 2006 Bucurei.

[2] Ehsani M.Modernelecric, hybrid elecric and uel

cell vehicles.Second ediion, CC Press, 2010

[3] Frberg A.Exended he inverse vehicle propulsion

simulaion concep o improve simulaion perormance,

Tesis, 2005, Linkping Universiy, Sweden.

[4] Oloeriu F.C., Ilina E.D. Pariculariies o hybrid

elecric vehicles dynamics, Te 3hInernaional Sym-

posium on Elecrical Engineering and Energy Con-

verers, ELS 2009, Sean cel Mare Universiy o

Suceava, 2009.

[5] Oloeriu F.C. Conribuii la sudiul dinamicii

neparamerice a auovehiculelor, ez de docora,

Academia ehnic Miliar, 2011, Bucurei.

[6] Livin Gh., Gaiginschi ., .a. Vehicule elecrice

hibride, Casa de Ediur Venus, 2006 Iai.

[7] Pere Gh., .a.Dinamica auovehiculelor, ipogra-

fia Universiii ransilvania, 1988, Braov.

[8] zirakis E. Vehicle emissions and driving cycles,

Global NES journal, vol.8, no.3, pp282-290, 2006.

[9] Wishar J. Modeling, simulaion, esing and op-

imizaion o advanced hybrid vehicle powerrains.

Tesis, 2008, Universiy o Vicoria.

Fig.7. Ciclul de ncercare NEDC: viteza vehiculului, treapta de vitez i variaia vitezei

Fig.8. Ciclul de ncercare NEDC: parametrii funcionali obinui prin aplicarea algoritmuluidinamicii inverse, autoturismul Toyota Prius


21/28

21


Cuvinte cheie: CUP, Comprex, analiz moda-l, supraalimenare, roor.ABSTRCT

Tis paper aims on comparison beween virualmodal analysis and experimenal modal analysis o

a PWS roor. A virual simulaion and an experi-

menal analysis were conduced in order o succes-

sully deermine he eigen modes o he PWS roor.

Tose fequencies are a good hing o know in case

o a new PWS developmen.

INTODUCEE

Compresorul de unde cu presiune (CUP) ese

o modaliae ehnic de a cree presiunea deadmisie a moorului. Compresorul cu unde de

presiune olosee energia gazelor de evacuarepenru a orma presiunea aerului de admisie [1,2], la el ca urbosuflana convenional. Cu oa-e acesea, principiul de uncionare ese dieri.Aa cum ese reprezena n Fig. 1, compresorul

ese alcui dinr-o serie de canale mici i ngus-e, numie celule, plasae pe un roor. oorul seroee nre dou carcase, una penru admisie iuna penru evacuare, numie parea rece respec-iv parea cald.Compresorul cu unde de presiune uncioneazpe baza apului c, dac dou fluide cu presi-uni dierie inr n conac, egalizarea presiunii

are loc mai repede dec amesecarea acesora.ranserul de energie se produce eeciv nr-osingur celul, la sri dierie.Compania Brown Boveri a lansa producereade compresoare de unde de presiune n impulanilor 7080 [3]. n acea perioad, capabili-ile mainilor de calcul i programele olosie

erau oare limiae. Un CUP se puea proiecasi mbuni doar prin urnare si esare, opera-iunile urmnd sa se repee. Aces lucru presu-punea cosuri mari pe oa perioada procesuluide dezvolare.

Compresoarele cu unde de presiune din peri-oada anilor 80 erau anrenae mecanic, de laarborele coi al moorului. Dezavanajul acesui

ip de propulsie cons n apul c CUP- ul eseopimiza numai penru un anumi regim deuncionare al moorului, de exemplu la capaci-ae maxim. La regimuri de uncionare redusesi medii, v ieza roorului nu mai ese opimiza,iar perormana moorului scade. CUP - urilemoderne beneficiaz de un moor elecric pen-ru anrenarea roorului. Aces lucru d posibili-

aea de a opimiza vieza roorului la oae regi-murile de uncionare a moorului. Sisemul deacionare elecric implic un ECU separa pen-ru a conrola vieza roorului. Principala provo-care cons n searea ECU-ului CUP- ului. Sununele recvene care ar rebui eviae n impuluncionrii CUP- ului din cauza vibraiilor de

mare recven. Acese ipuri de recvene po fidescoperie olosind analiza virual modal sauanaliza experimenal modal.Analiza modal ese procesul de deerminarea caracerisicilor dinamice inerene ale unui

sisem sub orm de recvene naurale, acoride amorizare si moduri proprii, si olosirea lorpenru a ormula un model maemaic reerior

la comporamenul dinamic [5, 6].Modurile sun olosie ca masuri simple i efici-ene penru caracerizarea vibraiei rezonane.Majoriaea srucurilor po fi cue s vibreze.Sub condiii propice, o srucur poae fi cus vibreze excesiv, susinu i cu micare oscila-orie. Vibraia rezonan e cauza de ineraciu-nea dinre proprieile ineriale i cele elasice

ale maerialului dinr-o srucur [4, 5].ANALIZA VITUAL SI DESCIEEA

EXPEIMENTAL

Aceas lucrare are ca scop descoperirea mo-durilor proprii de vibraii ale prii principaledinr-un supraalimenaor cu unde de presiune,i anume a roorului. Aceasa ese singura pies

n micare a unui supraalimenaor cu unde depresiune i impune cele mai mari probleme dinpunc de vedere al design-ului i al abricrii.Penru analiza virual s-a olosi un sof specialpenru proiecarea roorului. Ca i dimensiuni

Analiza modal a unui rotor de supraalimentator ComprexModal Analysis and Experimental Modal Analysis of a PWS Rotor

Drd. ing.ATANASIU Ctlin GeorgeUniversitatea Transilvania [email protected]

Pro. Dr. Ing.CHIU AnghelUniversitatea Transilvania [email protected]

Fig.1. Descrierea compresorului cu unde de presiune: [2]A-partea cald, B-canalele rotorului, C-antrenarea mecanic, D-partea rece

1-aer proaspt, 2-aer comprimat, 3-gaze de evacuare, 4-gaze de evacuare ieite din compresor.


22/28

22


de proiecare, a os reprodus nocmai un roorde Comprex CX-93, model mona de Mazdape modele 626 2.0D abricae nre anii 1987 i1994.Penru a finaliza simularea, un al sof specializas-a olosi penru generarea discreizrii rooru-

lui. O valoare medie a dimensiunii celulei de 2mm a os aleas n uncie de grosimea minima pereelui dinre celulele roorului. O simulareese cu a mai exac cu c valoarea celulelorese mai mic. n aces caz, valoarea de 2 mm ese

opim din punc de vedere al puerii de calcul.Cobornd dimensiunea celulei sub 2 mm, im-pul de lucru al saiei cree exponenial.Msurorile experimenale au os realizae o-losind o plac de achiziie LMS eslab, senzor

PCB cu sensibiliae 1mV/m/s2 i ciocan deimpac cu sensibiliae 2.24 mV/N. Condiiilede esare olosie au os liber-liber, lime debanda de 10240 Hz i rezoluie 10 Hz. Senzo-rul PCB a os lipi de colul de jos al roorului,iar exciaia a os indus n colul de sus (opus)al acesuia penru uncia de ranser, iar penru

inerana a os evalua rspunsul n punculmsura. n da ce repeabiliaea msurorii,reciprociaea semnalului precum i coerenaau os asigurae, modurile proprii de vibraii auos exrase din graficul de rspuns n recven

al roorului supraalimenaorului cu unde depresiune.EZULTATE

ezulaele au os exrase din sof-ul de achizi-ie a plcii LMS eslab sub orma de grafice, iar

din sof-ul de simulare au os exrase sub ormde abel. Aces roor de Comprex, nr-un moormodern se poae nvri cu pana la 50.000 ro/min. Bazndu-ne pe aces ap, doar primele 4moduri proprii au os exrase i considernd cafiind suficiene penru o comparaie exac.Cea mai uiliza meod penru analiza mo-

dal ese impacul, sau exciaia cu ciocanul deimpac. Forma undei produs de un ciocan deimpac ese un evenimen de scur dura. Ceamai imporan msurare care poae fi cu cuaces ip ese uncia rspunsului n recven.

Fig.2. Modelul CAD i discretizarea pieseiStnga: Modelul CAD al rotorului CUP, Dreapta: Discretizarea folosit pentru analiza virtual

Fig.3. Cercetarea experimentalStnga sus: ciocanul de impact;

dreapta jos: senzorul

Fig.4. spunsul n frecven a rotorului CUP


23/28

23


Msurorile au os cue prin implicarea a ap-e loviuri pe fiecare direcie. Deoarece rspun-sul sisemului ese msura cu un acceleromeruri-axial, doar semnalul corespunzor fiecreidirecii a loviurii a os considera valabil.Aces grafic prezin dou uncii imporanecare sun olosie penru achiziia daelor unc-ia rspunsului n recven (FF) i coeren.

Funcia coeren ese olosi penru verificareacaliii msurorii, n sensul c aceasa idenifi-c c din semnalul de ieire corespunde cu celde inrare.Dup cum se observ n abelul de mai sus, va-lorile recvenelor obinue din simulare sunapropiae de valorile recvenelor obinue ex-

perimenal. Aces ap indic o eroare desulde mic. oui, aceasa se poae micora i maimul prin modificarea densiii maerialului o-losi n simulare.Eroarea apru nre modelul virual i analiza

experimenal poae veni de la:Modelul CAD 3D nu corespunde n oali--

ae cu modelul real analiza;Proprieile de maerial olosie n simulare-

nu corespund n oaliae cu realiaea;Discreizarea nu se poae realiza la nivel ce--

lular (nivel ideal), ci ese limia de puerea decalcul;

n simularea virual lipsee puncul de-

sprijin (rnghia, din analiza experimenal);Agenul de lipire olosi la aplicarea senzo--

rului pe roor nu ese 100% rigid, cum ar fi re-bui s fie.CONCLUZII

Aceas lucrare prezin o comparaie din punc

de vedere al modurilor proprii de vibraii obi-nue prin analiza virual cu un sof specializa imodurile proprii de vibraii obinue pe cale ex-perimenal cu ciocanul de impac al unui roorde supraalimenaor cu unde de presiune.

ezulaele nsumae iprezenae n abelul demai sus indic apul cmodelul virual proiecaprezin acelai compor-

amen modal cu piesa re-

al, aspec care ne aju scredem c n urma oric-rei modificri aplicae mo-delului virual va rezula oanaliz oare apropia derealiae.esele eecuae n lucra-

re au os realizae cu unscop clar n mine, acelade a demonsra c proiec-area unui roor de supra-alimenaor cu unde de

presiune poae fi uneoridificil din punc de vede-

re al recvenelor proprii.oui, roorul analizanu are recvene propriicriice deoarece uraia samaxima ese n jurul va-lorii de 30.000 ro/min,

iar primele recvene criice rezulae din acesexperimen sun de aproximaiv 2800 Hz, cira

care indic o uraie de uncionare de 168.000ro/min, valoare mul prea depare de puncul

maxim de uncionare a roorului.ECUNOATEE INTENAIONALAceas lucrare ese susinu de ProgramulOperaional Secorial Dezvolarea esurselorUmane (POSDU), finana din Fondul Social

European i de cre Guvernul omn n cadrulconracului POSDU ID76945.

Tabelul 1Comparaie ntre rezultatele simulrii i rezultatele analizei experimentale

BIBLIOGRFIE[1] Gyarmahy G.: How does he Comprex pre-

ssure-wave supercharger work [C]. SAE paper

830234.1983:pp. 91105;

[2] Lei Y.; Zhou D.S.; Zhang H.G.: Invesigaion on

perormance o a compression-igniion engine wih pre-

ssure-wave supercharger. Energy Journal, 2009;

[3] Weber F.; Guzzella L.: Conrol oriened modeling

o a pressure-wave supercharger (PWS) o gasoline

engine[C]. SAE paper 2000-01-0567;

[4] Jimin H.; Zhi-Fang F.: Modal Analysis. Buter-

worh-Heinemann. England, ISBN: 0 7506 5079 6;

[5] Brian J.S.; ichardson M.H.:Experimenal modal

analysis.CSI Reliabiliy Week, Jamesown, Caliornia;

[6] Buzea D.; Iacob A.; Soimaru C.: Idenificaion o

he vibraion engine modes or elasic engine mounings.

Annals o he Oradea Universiy: Fascicle o manage-

men and echnological engineering,Volume XI, 2012.

Fig.5. spunsul n frecven al rotorului CUP


24/28

24


Cercetarea universitarUniversity Research

Generarea pe cale pneumatic a energiei hidraulicepentru propulsia autovehiculelor

Contribuii la mbuntirea siguranei pasive a autoturismelor prin utilizarea ma-selor plastice n construcia rezervoarelor de combustibil

Talon de abonamentDoresc s m abonez la revista Auto Test pe un an

(12 apariii Auto Test i 4 apariii supliment IngineriaAutomobilului)

Numele ......................................... Prenumele .........................................Societatea....................................... Funcia ..............................................Tel ................................................... Fax: ....................................................E-mail ............................................. Adresa .......................................................................................................... Cod potal. .....................................Oraul ............................................. ara ...................................................

Preul abonamentului anual pentru Romnia: 42 lei. Plata se facela Banca Romn de Dezvoltare (BRD) Sucursala Calderon, cont

RO78BRDE410SV19834754100.

Subscription FormI subscribe to the Auto Test magazine for one year

(12 issues of Auto Test and 4 issues of its supplementIngineria Automobilului)

Name ............................................ Surname .............................................Society........................................... Position ..............................................Tel .................................................. Fax: .....................................................E-mail ........................................... Adress .......................................................................................................... Postal Code. ......................................City .................................................Country...............................................

Yearly subscription price: Europe 30 Euro, Other Countries 40Euro. Payment delivered to Banca Romn de Dezvoltare (BRD)

Calderon Branch, Account RO38BRDE410SV18417414100(SWIFT BIC: BRDEROBU).

Autor: Ing. Ionu udor SOAE V., Universiaea ransilvania BraovConductortiinific:Pro. Univ. Dr. Ing. Gheorghe Alexandru RDU,Faculaea Mecanic, Universiaea ransilvania Braov

Scopul ezei de docora ese acela de a idenifica i cercea diverse soluiipenru sisemul de propulsie pneumo-hidraulic. n aces sens n eza dedocora iniula: Generarea pe cale pneumaic a energiei hidraulicepenru propulsia auovehiculelor s-a realiza un sudiu criic al sadiu-lui acual al sisemelor de propulsie hibrid-elecrice, hibrid-hidraulice

i hibrid-pneumaice, iar pe baza inormaiilor obinue s-a propus spreanaliz sisemul de propulsie pneumo-hidraulic. Asel s-a crea schema

bloc a sisemului de propulsie pneumo-hidraulic compus din: sursa pne-

umaic, converizorul pneumo-hidraulic i elemenul de execuie. Pebaza schemei prezenae au os idenificae elemenele componene dela care s-a porni n realizarea sisemelor de propulsie pneumo-hidraulice.Asel au os concepue 9 soluii ale sisemului penru care s-au consrui

i modelele fizice pe sandul experimenal. Din acese soluii au os ale-se 4 siseme ce prezin dierie paricularii uncionale i consrucivepenru care s-au realiza modelele de simulare.Cercearea experimenal a avu ca obiecive demonsrarea uncionaliiisisemelor precum i validarea modelelor de simulare muli-domeniu.

ezulaele obinue prin simulare s-au nscris nr-o marj de eroare de10%, ap ce dovedee coreciudinea i precizia cercerilor eoreice i

experimenale eecuae de auor.

Autor: ing.Ion-Adrian GLIGOConductor tiinific:Pro. Univ. Dr. Ing. Ion abacu, Universiaea dinPiei

Lucrarea dezvola de domnul ing. Ion-Adrian GLIGO, inegra per-ec n acualiaea eoriei i pracicii din domeniul auovehiculelor oer,pe lng o raare dealia a problemelor legae de sisemele moderne desocare i urnizare a combusibililor, o conribuie original iinific

i pracic n domeniul opimizrii consrucive i uncionale a rezer-voarelor de combusibil conecionae din mase plasice i, de asemenea,definirea unei meodologii de dezvolare a unui produs nou, pornind dela un model de baz i descriind procedura de realizare a produsului final,opimiza.

eza de docora a domnului ing. Ion-Adrian GLIGO, cuprinznd un

program complex de cerceare eoreic i experimenal, include conribu-ii la cercearea eoreic, la cercearea prin modelare-simulare i la cerce-

area experimenal, conribuii care au sa la baza propunerii unui sisemopimiza de nchidere a rezervoarelor de combusibil, sisem promova nconsrucia de serie mare n SUA, Canada, Japonia i China.Conacele docorandului cu mediul de cerceare-dezvolare produse dinindusria de auomobile din America de Nord, Japonia, China, Coreea de

Sud i Anglia, i-au acilia accesul la inormaii pe care, cu priceperea cer-ceorului, le-a concreiza n crierii i concepe dar i n realizarea i im-plemenarea, n producia de serie mare de auourisme, a unei aplicaiidesinae consruciei unui ansamblu uncional din auourisme, ansamblucu uncii eseniale n respecarea condiiilor de mediu i sigurana pasiv.


25/28

25


Relizri studenetiFormula student -Echipa T.U.Iasi RACING a Universitii Tehnice Gheorghe Asachi din IASI

Compeiia FOMULA SUDEN a apru nSUA n anii `80 sub edgida SAE i a cunoscu

o dezvolare consan, la ora acuala implicndpese 400 de universii din nreaga lume, fiindcel mai mare evenimen de aces el din Euro-pa. Pariciparea la aces evenimen promoveazexcelena n cariera de inginer prin dezvolareacapaciilor sudenilor de a proieca, realiza,dezvola un monopos i, nu n ulimul rnd, dea concura ca o echip. Pe de al pare parici-

parea la aces concurs a inerilor sudeni, oerposibiliaea de a pune n pracic cunoinele

acumulae n impul anilor de sudii i de a-ipereciona deprinderile pracice n condiii denal compeiiviae. Acesa i pune pe sudenia n a cu problemele cu care se vor con-runa n viaa realn proiecarea i abricarea

elemenelor de inginerie auo, realizarea

ingineria_26

Documents