43
Platforma / laborator Ingineria Integrată a Autovehiculelor AUTO IntegrIng Bucureşti 5 octombrie 2006

Platforma / laborator Ingineria Integrată a Autovehiculelor AUTO … TIB2006... · 2021. 1. 10. · Procedee tehnologice inovative de asamblare: • sudare laser MIG (Metal Inert

  • Upload
    others

  • View
    13

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • Platforma / laborator Ingineria Integrată a Autovehiculelor

    AUTO IntegrIng

    Bucureşti5 octombrie 2006

  • Rezultate estimate ale programului C.N.C.S.I.S. Platforme / laboratoare de formare şi cercetare interdisciplinare

    • programul se va finaliza prin platforme / laboratoare de formare şi cercetare interdisciplinară competitive din punct de vedere al resurselor (resurse umane, infrastructură) cu structuri similare europene;

    • dezvoltarea unor programe de cercetare interdisciplinară prin implicarea studenţilor şi cadrelor didactice tinere în procesul de formare şi cercetare în cadrul echipelor interdisciplinare şi transdisciplinare;

    • crearea la nivel naţional în universităţile româneşti a unor structuri performante integrate în reţele europene de cercetare şi educaţie;

    • creşterea calităţii şi compatibilităţii universităţilor româneşti în contextul integrării în aria europeană a educaţiei şi cercetării.

  • Tendinţe în dezvoltarea autovehiculelorîn perioada 2008-2020

  • Factori determinanţi în evoluţia autovehiculelor

    Apropierea momentului epuizării rezervelor de petrol la un orizontde circa 50 de ani:• Creşterea preţului combustibilului / efectul de seră;• Reducerea consumului de combustibil / autovehicul;

    – M.A.I. cu amestecuri sărace şi foarte sărace;– Reducerea masei, a coeficienţilor de rezistenţă a aerului şi la

    rulare, a puterii de antrenare a instalaţiilor auxiliare etc.;– Recuperarea energiei de frânare;– Oprirea funcţionării motorului pe durata staţionării;– Pneuri „economice” f = 0,08;

    • Utilizarea combustibililor neconvenţionali;• Autovehicule electrice şi hibride.

  • Factori determinanţi în evoluţia autovehiculelor

    Creşterea gradului de poluare a mediului:• Poluare chimică prin emisiile M.A.I. (HC, CO, NOX, particule);

    – Reducerea consumului de combustibil / autovehicul;– Cerinţa de automobile “zero poluante”;– Menţinerea performanţelor sistemelor de epurare a gazelor de

    eşapament până la 250.000 km;• Poluare fonică:

    – Reducerea emisiei de zgomote şi vibraţii la surse;– Reducerea transmisibilităţii zgomotelor şi vibraţiilor;

    • Reciclarea materialelor provenite de la autovehiculele casate.

  • Factori determinanţi în evoluţia autovehiculelor

    Creşterea siguranţei de circulaţie şi la impact:• Siguranţa activă:

    – Sisteme de control al stabilităţii autovehiculului (ABS, ASR, EBD, asistare la frânarea de urgenţă, suspensii active etc.);

    – Sisteme de diagnosticare la bord (OBD);– ITS;– Dezvoltarea unor sisteme informatice performante la bordul

    autovehiculelor (microprocesoare, reţele performante);– Protecţie împotriva influenţelor câmpurilor electromagnetice.

    • Siguranţa pasivă:– Optimizarea sistemelor de reţinere;– Optimizarea structurilor de rezistenţă;– ITS – detectarea automată a evenimentelor rutiere;– Pneuri antipană.

  • Factori determinanţi în evoluţia autovehiculelor

    Creşterea fiabilităţii:• Controlul proceselor de degradare a stării tehnice (mecanica

    ruperii, tribologie etc.);• Materiale cu proprietăţi superioare;• Perfecţionarea sistemelor de mentenanţă.

    Creşterea confortului şi a plăcerii de a conduce:• Reducerea zgomotelor şi vibraţiilor;• Introducerea sistemelor INFOTAINMENT

  • Factori determinanţi în evoluţia autovehiculelor

    Utilizarea de noi materiale:• Oţeluri HSS şi UHSS;• Materiale „inteligente” pentru caroserii;• Materiale compozite;• Materiale ceramice;• Lichide reologice;• Aditivi pentru combustibili şi lubrifianţi;• Lubrifianţi sintetici.

  • Tendinţe în evoluţia M.A.I.

    Dificultăţi tehnice:• Neutralizarea emisiilor poluante la motoarele pe benzină care

    funcţionează cu amestecuri sărace (Lean Burn SI) şi la motoarele diesel;

    • Punerea la punct a motoarelor cu injecţie directă de benzină cu amestecuri stratificate (DISC);

    • Autoaprinderea controlată în motoarele pe benzină (HCCI).

    Alte dificultăţi:• Infrastructura alimentării cu hidrogen;• Toxicitatea particulelor diesel (din 2000 au fost trecute în lista OMS

    a substanţelor cauzatoare de cancer).

  • Tendinţe în evoluţia M.A.I.

    Avantaj:• Experienţă tehnologică vastă cu cele mai convenabile costuri.

    Probabilitatea de a rezolva problema neutralizării emisiilor nocive înfuncţie de tipul motorului este prezentată în tabel

    60%40%20%0HSDI80%70%40%3%GDI90%80%50%10%Lean MPI90%85%85%30%HCCI

    2020201520102005

  • Tendinţe în evoluţia M.A.I.

  • Tendinţe în evoluţia sistemelor hibride

    Atuurile sistemelor hibride de propulsie sunt:• Emisii locale zero (automobil electric, all electric range - AER);• Consum redus de combustibil / emisie redusă de CO2 datorate:

    – Recuperării energiei la frânare;– Utilizării autovehiculului în regim de pornire / oprire a M.A.I.;– Deplasării regimurilor de funcţionare a motorului spre polul economic;– Reducerii cilindreei prin asistare electrică.

  • Tendinţe în evoluţia sistemelor hibride

    Modalităţi de utilizare a energiei stocate pe automobil:2. Funcţionarea motorului cu ardere internă la regimul cel mai

    economic;3. Întreruperea funcţionării motorului termic atunci când nu este

    necesară energia furnizată de acesta (la semafor, atunci când ar trebui să funcţioneze la sarcini foarte mici sau la coborârea unor pante lungi);

    4. Stocarea şi reutilizarea energiei de frânare prin utilizarea unei maşini electrice reversibile (motor/generator).

    Tendinţe în evoluţia bateriilor:• Până în 2020 pe piaţă se vor impune baterii cu mare densitate de

    energie, cum ar fi Litiu-Ion (120-200 Wh/g) > NiMH (60-100 Wh/g) > Pb-acid (30-45 Wh/g).

  • Tendinţe în evoluţia sistemelor hibride

    Criteriile de selectare a unei transmisii hibride:• Scopul urmărit (performanţe de tracţiune, mobilitate şi

    exploatabilitate fără limite);• Cerinţele standardelor în vigoare (emisiile de noxe şi de CO2,

    reciclabilitate şi compatibilitate cu mediul);• Cerinţele pieţei (costul ciclului de viaţă şi de întreţinere,

    infrastructura disponibilă);• Percepţia utilizatorului (confort, maniabilitate/dinamicitate).

  • Tendinţe în evoluţia sistemelor hibride

    Tipuri de transmisii hibride

    2500-5000 Euro900-2200 Euro500-900 Euro200-500 EuroCosturi suplimentare

    20 – 30 %15 – 20 %6 – 10 %3 – 7 %Economie de combustibil

    (NEDC)

    NiMH/Li-Ion40 kg

    NiMH/Supercondensator

    25 kg

    NiMH25 kg

    Pb/A25 kgBaterii

    > 100 V> 42 V42 V14 VTensiune15 – 50 kW10 – 20 kW4 – 10 kW2 – 4 kWPuterea electrică

    C-ISG, Divizarea puteriiC-ISGB-ISG/C-ISGB-ISGMotorul electric

    Cilindree redusăCilindree redusăConvenţionalConvenţionalMotorul cu ardere internă - MAI

    Pornire/OprireRecuperareAsistare MAI

    AER >1,61 km

    Pornire/OprireRecuperareAsistare MAI

    Pornire/OprireRecuperare

    AER

  • Tendinţe în evoluţia sistemelor hibride

    • Bosch realizează motoare electrice pentru acţionările hibride care pot fi integrate direct în transmisie

  • Tendinţe în evoluţia sistemelor hibride

    • Opel a prezentat o variantă diesel hibrid pe modelul Astra GTC echipat cu motor diesel de 1,7 l CDTI common rail, 92 kW, turbosupraalimentat, cu filtru de particule fără întreţinere şi cu două motoare electrice cu puteri de 30 şi 40 kW

    • Se apreciază că până în 2020 peste jumătate din autovehiculele uşoare (autoturisme şi vehicule comerciale uşoare) vor suferi un anumit grad de hibridizare, inclusiv sistemul stop & go.

    • Automobilele full hybrid vor reprezenta circa 3 % din piaţă.

    • Unii experţi apreciază că soluţia hibridă constituie doar un pas intermediar între motorul cu ardere internă şi pila de combustibil cu hidrogen (hydrogen fuel cell).

  • Tendinţe în ceea ce priveşte transmisiile automobilelor

  • Tendinţe în ceea ce priveşte utilizarea combustibililor alternativi

    Combustibili alternativi:• Metanol din gaz natural sau din cărbune (puţin probabil să devină o

    alternativă până în 2020);• Etanol din biomasă, biodiesel şi alţii la fel;• Gaz natural comprimat (CNG);• Propan (LPG);• Hidrogen;• Diesel sintetic (DME).

    Automobilele cu combustibili alternativi nu vor reprezenta mai multde 1% din vehiculele vândute în 2010 şi 2-3% în 2020.

  • Tendinţe în realizarea stucturilor de caroserie

    Utilizarea oţelurilor cu rezistenţă înaltă

  • Tendinţe în realizarea stucturilor de caroserie

    Utilizarea aliajelor uşoare de aluminiu şi de magneziu

  • Tendinţe în realizarea stucturilor de caroserie

    Utilizarea aliajelor uşoare de aluminiu şi de magneziu

  • Tendinţe în realizarea stucturilor de caroserie

    Utilizarea materialelor compozite

  • Tendinţe în realizarea stucturilor de caroserie

    Procedee tehnologice inovative de asamblare:• sudare laser MIG (Metal Inert Gas);• procedeul hemming (îndoirea marginilor panoului exterior peste

    panoul interior);• utilizarea adezivilor;• utilizarea asamblărilor demontabile la structurile din aluminiu.

    Analiza comportării statice şi dinamice a caroseriilor de autovehicule cu ajutorul calculatorului

  • Automobilul – componentă a ITS

    Sisteme de asistare a şoferului

  • Automobilul – componentă a ITS

    Evoluţia introducerii sistemelor de asistare a şoferului

  • Automobilul – componentă a ITS

    Sistem de alarmare automată în caz de accident

  • Automobilul – componentă a ITS

    Sistemul avansat de anunţare a coliziunii (AACN) al firmei GM

  • Automobilul – componentă a ITS

    Dotarea unui autoturism cu echipamente ITS

  • Automobilul – componentă a ITS

    Tehnologii utilizabile in cazul ITS

    HAR = radio pentru sfaturi pe autostradăRDS/TMC = sistem de transmitere a datelor prin radio / canal pentru mesajele din traficUTC = controlul traficului urbanVMS = semnalizare variabilă a mesajelor

    AID = detectarea automată a incidentelorAVI = identificarea automată a vehiculelorDSRC = comunicaţii dedicate cu rază scurtă de acţiuneGPS = sistem global de poziţionare

    Dispozitive de evitare a coliziunilor

    UTCGhidare rutierăMăsurarea bretelei de accesUtilizarea informaţieiRDS/TMCInternetHARVMSDistribuirea informaţieiDSRCFibre opticeComunicaţii mobileComunicaţii staţionareTransmisia de dateHarta digitalăAIDGPSFuziunea datelorPrelucrarea de dateMăsurarea greutăţii în mişcareMonitori ai condiţiilor de climăAVIDetectori de traficAchiziţia de dateVehicululInfrastructuraTehnologii ITS

  • Tendinţe în ceea ce priveşte reciclarea autovehiculelor casate

    Directiva 2000/53/EC referitoare la vehiculele care îşi încheie durata de utilizare (ELV End-of-Life Vehicles) începând cu 18 sept. 2000:• Art.4 … Componentele lansate pe piaţă după iulie 2003 nu trebuie

    să conţină plumb, mercur, cadmiu sau crom hexavalent în afara celor specificate în Apendix II.

    • Art.7 Termene. Începând cu 1 ianuarie 2006, minimum 85% din greutatea vehiculelor care îşi încheie durata de utilizare ELV (fabricate după 1980) trebuie recuperată, incluzând cel mult 5% recuperare a energiei, iar începând din 2015 minimum 95% din greutatea vehiculelor, incluzând cel mult 10% recuperare a energiei. Interzicerea utilizării substanţelor periculoase, precum Pb, Hg, Cd, Cr6 pentru vehiculele noi începând din iulie 2003.

  • Domenii de activităţi conexe autovehiculelor

    • Comerţ;• Mentenanţă;• Asigurări;• Organizarea transportului de mărfuri şi călători;• Organizarea traficului rutier;• Activităţi legislative;• Construirea şi mentenanţa reţelelor rutiere.

  • Prezentarea Platformei Ingineria Integrată a Autovehiculelor

    AUTO IntegrIng

  • Oportunităţi în dezvoltarea proiectului

    • Capacitatea UPB de a dezvolta activităţi de formare-cercetare în toate domeniile ingineriei autovehiculelor la nivelurile cele mai ridicate;

    • Participarea UPB la programe internaţionale de formare-cercetare;

    • Implicarea firmei Renault-Nissan-Dacia în programele de cercetare-dezvoltare derulate în România;

    – Centrul de cercetare Renault de lângă Titu (cca. 3000 de angajaţi, majoritatea români, în următorii 3 ani);

    • Colaborarea cu producătorii români de componente auto;– Proiectul SPRINT derulat cu fonduri europene de către ACAROM în

    scopul dezvoltării activităţilor de cercetare-dezvoltare în beneficiul producătorilor de componente auto români.

  • Dimensiunea proiectului Ingineria Integrată a Autovehiculelor AUTO IntegrIng

    • Durata: 24 luni• 2006-2008

    • Valoarea solicitată de la buget pentru întregul proiect: 5.250.000 RON (1.500.000 EURO)

  • Obiectivele fundamentale ale platformei Ingineria Integrată aAutovehiculelor AUTO IntegrIng

    • Asigurarea unui cadru de formare şi cercetare care să înglobeze tehnologiile avansate din domeniile interdisciplinare şi transdisciplinare aferente ingineriei integrate a autovehiculelor rutiere, în scopul creşterii competitivităţii şi productivităţii firmelor româneşti constructoare de autovehicule şi componente;

    • Creşterea performanţei cercetării ştiinţifice prin abordarea unor teme actuale privind materialele şi tehnologiile specifice domeniului ingineriei autovehiculelor, în colaborare cu firme reprezentative în domeniu (producători de autovehicule şi componente auto), cu universităţi din ţarăşi străinătate;

    • Creşterea calităţii resurselor umane înalt calificate pentru educaţie şi cercetare, prin organizarea unor programe de master şi a unor şcoli doctorale interdisciplinare în domeniul ingineriei autovehiculelor;

    • Compatibilizarea sistemului de formare din UPB în domeniile conexe ingineriei autovehiculelor cu aria europeană a educaţiei şi cercetării, prin dezvoltarea programelor actuale de doctorat în co-tutelă, a schimburilor de cadre didactice, specialişti şi studenţi, a programelor comune de cercetare şi prin antamarea unora noi.

  • Tipuri de activităţi ce urmează a fi desfăşurate în cadrulplatformei Ingineria Integrată a Autovehiculelor AUTO IntegrIng

    1. Formare interdisciplinară• patru mastere noi

    M1: Arhitecturi şi structuri de comandă şi control îmbarcateM2: Metode moderne de proiectare integratăM3: Siguranţă, confort şi economicitateM4: Logistică, trafic, risc în ingineria auto

    • patru şcoli doctorale cu caracter interdisciplinarD1: Modelarea, simularea şi identificarea sistemelor de acţionare hidraulică şi pneumaticăD2: Fenomene de interfaţăD3: Risc şi securitate în domeniul autovehiculelorD4: Optimizarea constructiv - funcţională a autovehiculelor

    • înfiinţarea şi întreţinerea unei platforme web în domeniul ingineriei automobilului2. Cercetare ştiinţifică• domenii fundamentale

    – construcţia şi securitatea în ingineria autovehiculelor – protecţia mediului şi economia de energie – trafic rutier, logistică şi calitate

  • Tipuri de activităţi ce urmează a fi desfăşurate în cadrulplatformei Ingineria Integrată a Autovehiculelor AUTO IntegrIng

    2. Cercetare ştiinţifică• tematici:

    1. Sisteme electrice de propulsie ale unui vehicul cu roţi motoare independente;

    2. Sisteme de control al stabilităţii autovehiculului;

    3. Sisteme inteligente de transport; 4. Transmisii şi acţionări fluidice la auto-

    vehicule; 5. Senzori şi actuatori inteligenţi; 6. Utilizarea tehnologiei RFID în industria

    autovehiculelor; 7. Sisteme de “infotainment”; 8. Dispozitive semiconductoare pe SiC şi

    diamant; 9. Comunicaţii mobile / hibride auto; 10. Sisteme de poziţionare şi navigaţie a

    vehiculelor prin GPS;11. Microcontrolere în platforme integrate, cu

    arhitecturi pe 8, 16 şi 32 bit;

    12. Modelarea şi simularea funcţionării mo-toarelor cu ardere internă pe autovehicul;

    13. Optimizarea termogazodinamică şi func-ţională a autovehiculelor;

    14. Sisteme pentru recuperarea energiei evacuate în mediul ambiant;

    15. Diminuarea poluării termice şi chimice a mediului ambiant;

    16. Texturarea suprafeţelor pentru creşterea durabilităţii componentelor auto;

    17. Termo-elasto-hidrodinamica cuplajelor cu frecare vâscoasă;

    18. Evaluarea şi caracterizarea tribologică a unor soluţii moderne de acoperiri metalice;

    19. Optimizarea traficului rutier şi sisteme inteligente de transport;

    20. Risc şi vulnerabilitate în sistemele de transport;

    21. Materiale compozite cu matrice metalică; 22. Aliaje noi ecologice utilizate în industria auto

  • Tipuri de activităţi ce urmează a fi desfăşurate în cadrulplatformei Ingineria Integrată a Autovehiculelor AUTO IntegrIng

    2. Cercetare ştiinţifică• integrarea în reţele de colaborare ştiinţifică şi universitară, naţionale şi

    internaţionale – participarea la proiecte de cercetare în cadrul unor parteneriate largi – integrarea în Baze de Cercetare cu Utilizatori Multipli – apartenenţa la Asociaţii Profesionale – participarea în programe bilaterale şi de tip Marie Curie, Socrates, Leonardo da Vinci

    destinate mobilităţii cadrelor didactice, cercetătorilor şi studenţilor – integrarea în acţiuni de tip COST, EUREKA – participarea la programe educaţionale TEMPUS, ERASMUS şi de cooperare inter-universitară

    şi cu firme din ţară şi străinătate, pentru derularea unor programe de formare profesionalăuniversitară şi post-universitară

  • Organizarea platformei Ingineria Integrată a Autovehiculelor AUTO IntegrIng

    Mecanică şi Mecatronică Mircea PASCOVICI/Andrei TUDOR

    Tribologie Integrată la Autovehicule 10.

    Stiinţa şi Ingineria Materialelor / Chimie Aplicată şi Ştiinţa Materialelor

    Iulian RIPOSAN/Ioana DEMETRESCU

    Produse Metalice de Înaltă Performanţă şi Rezistenţa lor la Agresiunea Mediului

    9.

    Transporturi / Chimie Aplicată şi Ştiinţa Materialelor

    Serban RAICU/Corneliu RADU

    Logistica Transporturilor Rutiere şi Managementul Riscurilor

    8.

    Transporturi / Ingineria şi Manage-mentul Sistemelor Tehnologice / Inginerie Aerospaţială

    Eugen NEGRUS/D. M. CONSTANTINESCU/Stelian GALETUSE

    Dinamica şi Construcţia Autovehiculelor 7.

    Ingineria şi Managementul Sistemelor Tehnologice

    Constantin ISPAS/Cristina MOHORA

    Sisteme Tehnologice Avansate 6.

    Mecanică şi Mecatronică Niculae NEGURESCU/Mircea MARINESCU

    Motoare Termice şi Transfer de Căldură la Autovehicule

    5.

    Transporturi /Automatică şi Calculatoare

    Corneliu Mihail ALEXANDRESCU/Vasile LUNGU

    Sisteme Informatice şi Telematice pentru Autovehicule

    4.

    Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei

    Corneliu BURILEANU/Ion MARGHESCU

    Arhitecturi şi Structuri Microelectronicepentru Controlul şi Securitatea Autovehiculelor

    3.

    Energetică / Transporturi

    Nicolae VASILIU/Mircea OPREAN

    Sisteme Automate Fluidice la Autovehicule 2.

    Inginerie Electrică Razvan MAGUREANU/Valentin NAVRAPESCU

    Sisteme şi Echipamente pentru Autovehicule Electrice şi Hibride

    1.

    Facultatea Responsabili Denumire laborator

  • Resurse existente şi necesare în cadrul platformeiIngineria Integrată a Autovehiculelor AUTO IntegrIng

    1. Resurse umane existente• 87 de cadre didactice

    – 61 de doctori ingineri – 22 de doctoranzi

    • 23 de studenţi • 30 de persoane cu atribuţii de întreţinere şi funcţionare a platformei 2. Dotare existentă• 28 de săli de laborator cu suprafaţă de peste 2.300 m2

    • sală de conferinţe cu 30 de locuri, dotată cu echipamente multimedia• standuri, aparate şi utilaje în valoare de peste 1.000.000 EURO• software licenţiat în valoare de peste 600.000 EURO3. Resurse necesare• standuri, aparate şi utilaje în valoare de peste 1.300.000 EURO• software licenţiat în valoare aproximativ 175.000 EURO

  • Modul de valorificare a facilităţilor oferite de platformaIngineria Integrată a Autovehiculelor AUTO IntegrIng

    1. Activităţi formative• cursuri post-universitare• cursuri de specializare pentru beneficiari din domeniul ingineriei autovehiculelor • doctorate• atragerea studenţilor străini la efectuarea de stagii în cadrul platformei2. Activităţi de cercetare• teme dezvoltate în beneficiul producătorilor români de autovehicule şi

    componente, în scopul creşterii competitivităţii şi productivităţii acestora• teme dezvoltate în beneficiul unor parteneri de elită din domeniul economic (de

    exemplu Grupul Renault-Dacia, concernul Bosch-Rexroth, Siemens, Ford Motor Company, Air Force Research Laboratory - USA, ELKEM etc.)

    • participare la competiţiile naţionale şi internaţionale de granturi de cercetare3. Colaborare cu mediul universitar din ţară şi străinătate• universităţi din Braşov, Piteşti, Cluj Napoca, Timişoara, Craiova, Iaşi, Constanţa

    etc.• universităţi din Bordeaux, Poitiers, Darmstadt, Toulouse, Delft, Wayne etc.4. Includerea în Platforma tehnologică europeană ERTRAC

  • Vă mulţumesc pentru atenţia acordată!