Vehiculul avut în vedere deține capacitatea de a parcurge un traseu impus si a se opri in momentul întâmpinării de obstacole ivite in calea sa. [308116]

[anonimizat].

Vehiculul avut în vedere deține capacitatea de a parcurge un traseu impus si a se opri in momentul întâmpinării de obstacole ivite in calea sa.

[anonimizat]: deține doua motoare electrice de curent continuu ([anonimizat], [anonimizat]); virajul se executa printr-o [anonimizat], iar puntea față este înlocuita cu o roata pivotantă.

[anonimizat] o [anonimizat], [anonimizat]. [anonimizat] 0 sau aproape inexistent.

Statia de alimentare pentru acest concept are ca scop prezentarea unei solutii ce consta in integrarea unui panou solar ce produce energie electrica in permanenta atunci cand o [anonimizat]-o baterie tip acumulator pentru a [anonimizat] o a doua varianta ce include o alimentare de la priza (220V). Ambele solutii inglobate intr-o [anonimizat].

[anonimizat] 0, centrandu-[anonimizat].

Capitolul 1. [anonimizat], alimentate de la o [anonimizat].

[anonimizat], furnizat prin acumulatori.

1.1 Istoria autovehiculelor electrice

Debutul autovehiculelor electrice a fost in anul 1828, cand Á[anonimizat] a reusit sa construiasca un motor electric pe care l-a folosit in propulsarea vehiculului creat de el. [anonimizat] 1834, [anonimizat], a inventat motorul de current continuu. Acesta creaza un vehicul propulsat de acest motor utilizand un ghidaj circular inzestrat cu conductor electrici de alimentare pentru deplasare.

Urmatorul pas important in dezvoltarea conceptului de autovehicul electric il fac olandezii Sibrandus Stratingh și Christopher Becker in anul 1835, cand realizeaza o macheta functionala a [anonimizat].

La 3 [anonimizat] o locomotiva electric ce era capabila sa atinga o viteza de 6 km/h. [anonimizat]-a dedicate o buna parte din viata sa studiului vehiculelor eletrice si-a terminat proiectul sau in anul 1899, reusind sa construiasca un autovehicul electric de forma aerodinamica asemanatoare unui obuz cu care a atins viteza de 100km/h.

Autovehiculele electrice au inceput sa devina populare datorita zgomotului redus si emisiilor inexistente decat al atovehiculelor echipate cu motor termic. Dupa imbunatatirile aduse bateriilor, masinile electrice au inceput sa infloreasca, insa acestea erau doar in Europa.

Doi constructori diferiti de automobile A. L. Ryker si William Morrison in 1891 a adus automobilul electric in centrul atentiei in America. Prima aplicatie comerciala a unei masini a fost in 1897 cand Electric Carriage & Wagon Company din Philadelphia a u construit taxiuri pentru parcul auto al New York-ului.

Pana in anul 1899, automobilele electrice au detinut recordul la viteza. La trecerea in secolul XX erau produse de Anthony Electric, Baker Motor Vehicle, Detroit Electric, Woods Motor Vehicle si altii care la un moment dat vor scoate de pe piata autovehiculele cu combustie interna. Trenurile electrice erau folosite pentru transportul carbunelui din mine deoarece nu consumau pretiosul oxigen. Elevetia ducea lipsa de resurse de carbune ceea ce i-a fortat sa electrifice reteaua de linii ferate foarte rapid.

Fig. 1.1. Camille Jenatzy în automobilul său electric, La Jamais Contente, 1899 [1]

Fig. 1.2. Mașină electrică germană din 1904 [2]

In anul 1916 , Woods a inventat prima masina hibrida, combinand motorul electric cu cel cu combustie interna. Inceputul secolului XX a fost apogeul automobilului electric american. Multe fabrici au contribuit la caderea automobilului electric, dar lovitura finala se pare ca au dat-o producatorii automobilelor cu combustie interna prin Henry Ford. Automobilul electric a fost declarat mort pana in 1960.

Vehiculele electrice au domnit pana in anul 1935. Anii urmatori, pana in 1960 au reprezentat ani morti pentru dezvoltarea vehiculelor electrice si folosirea lor ca transport personal, din cauza descoperii titeiului din Texas care a dus la reducerea preturilor benzinei.

Compania de Camioane Battronic a fost formata la inceputul anilor 60 de catre Atelierul Boyertown Auto Body impreuna cu Smith Delivery Vehicles, Ltd din Andglia si Divizia Exide a Companiei de baterii electrice. Aceasta a realizat primul camion electric, livrandu-l catre Compania Potomac Edison in anul 1964. Performantele camionului se regaseau in viteza de 25mph, distanta de parcurgere de 62 mile si sarcina de numai 1134 kg.

Aceasta companie a lucrat cu General Electric 10 ani, producand 175 de autoutilitare pentru uz in industria utilitara si pentru a demonstra capacitatile vehiculelor electrice propulsate pe baterii. In aceeasi perioada, Battronic a mai dezvoltat si produs si autobuze, in jur de 20 la numar.

Liderii in productia autovehiculelor electrice in perioada anilor 1970-1975 erau companiile Sebring-Vanguard care au produs peste 2000 de masini de oras ce aveau o viteza maxima de 44mph, viteza de croaziera fiind de 38mph si o distanta de parcurgere aproximativa de 50-60 mile, urmata de Elcar Corporation, companie ce a produs autovehiculul “Eclar”, care era capabil de o viteza maxima de 45mph, o distanta de parcurgere de pana la 60 mile si costa intre 4000$ si 4500$.

Statele Unite au prezentat un interes in dezvoltarea autovehiculelor electrice odata cu actiunile legislative si de reglementare pe plan mondial din anul 1990 cu privire la curatarea aerului, regulamentul din 1992, al SUA, privind energia si reglementarile emise de California AIR Resources Board. Pe langa acestea, cerintele si regulile privind reducerea consumului de benzina a catorva state au stat la baza autovehiculelor cu nivel de emisii zero.

Transformarile electrice ale autovehiculelor propulsate cu un motor termic sunt acum posibile, la fel ca si autovehiculele electrice proiectate de la 0 pot ajunge la viteze foarte mari si parcurgere de la 50 la 150 mile, intre incarcari.

Un exemplu real il reprezinta camionetele Chevrolet S-10, ce erau propulsate de doua motoare pe current alternative si baterii plumb-acid. Distanta de parcurgere era de circa 60 mile si putea fi reincarcata in mai putin de 7 ore. Un alt exemplu de autovehicul electric prevazut cu 4 locuri, propulsat de un motor pe current alternative si bterii plumb-acid, este sedanul Geo Metro.Distanta de parcurgere era de 50 mile si putea fi reincarcata in mai putin de 8 ore. Un prim autovehicul din anii 1990, a fost utilitara Ford Ecostar cu un motor pe current alternative si baterii cu sulf si sodiu, care avea viteza maxima de 70mph si o distanta de parcurgere intre 80 si 100 mile. Tot Ford a oferit si variant electrica a camionetei Ford Ranger ce a avea o distanta de parcurgere de aproape 60 mile si baterii plumb-acid, ajungand la viteza maxima de 70 mph, acceleratia de la 0 la 50 mph fiind de 12 secunde, iar sarcina de 317kg.

General Motors a proiectat si dezvoltat o masina electrica de la 0 in loc sa modifice un autovehicul existent. Acest autovehicul numit EV1, era o masina sport, de doua locuri, propulsata de un motor de curent alternative cu racier pe lichid si baterii plumb-acid. EV1 avea viteza maxima de 80mph, distanta de parcurgere de 80 mile si acceleratia de la 0 la 50 mph in mai putin de 7 secunde.

Alte autovehicule electrice ce erau disponibile in 1998 includeau si utilitara Toyota RAV4 Sport, Honda EV Plus si dubita Chrysler APIC. Aceste trei autovehicule erau echipate cu baterii hybrid nichel-metal. Nissan a construit un numar limitat de Altra EV in flota Californiei de-a lungul anului 1998, fiind echipata cu baterie litiu-ion. In plus, atat Ford cat si General Motors, de-a lungul anului 1998, au facut Rangerul, EV1 si camioneta S-10 disponibile cu baterii hybrid nichel-metal.

Inceputul erei autovehiculului de serie in totalitate cu alimentare electrica il reprezinta anul 2008, fiind anul in care s-au lansat pe piata diverse concepte de acumultatori cu un randament relativ ridicat si un pret accesibil.

1.2 Partile componente ale unui autovehicul electric

Modul de concepere al unui autovehicul electric este similar cu cel al unui autovehicul cu motor termic, fiind diferentiat doar prin inlocuirea unor componente cu rol de propulsie, sasiul, caroseria si restul elementelor constructive ramanand neschimbate.

Principalele diferente constau in inlocuirea motorului termic cu un motor electric, iar in locul unui rezervor de carburant, autovehiculele electrice dispun de o baterie reîncărcabilă. Aceasta se încarcă la un punct de alimentare, stochează energia necesară motorului electric și pune în mișcare roțile in momentul utilizarii. Din aceste considerente, automobilul electric nu necesită ambreiaj, cutie de viteză sau țeavă de eșapament.

In figura 1.3. prezentata mai jos, sunt enumerate principalele elemente ce alcatuiesc un autovehicul electric.

Fig. 1.3. Schema de principiu a componentelor unui autovehicul electric []

Unitatea de comanda si control cunoscuta in industria auto sub numele de Power Electronics Controller reprezinta “creierul” automobilului, ce contine electronica de putere si software-ul de control. Acest modul compact gestioneaza si monitorizeaza absolut tot comportamentul autovehiculului, fiind capabil de a stabili domeniul de functionare al autovehiculului controland viteza motorului electric in regim de tractiune, cuplul produs de acesta, generatorul in regimul de franare, in functie de comanzile conducatorului autovehiculului, dar si alte informatii precum starea de incarcare a bateriei si alte informatii ce sunt ulterior transmise conducatorului.

Sistemul de raciere este de asemenea present in acest concept de autovehicul avand scopul de a menține un regim de temperatură potrivit unei bune funcționări a motorului, in general fiind utilizata metoda de racire cu aer, insa, nici cea cu apa nu este exclusa, depinzand efectiv de la producator la producator.

O alta componenta importanta este DC\DC converterul ce are functia de a convertii tensiunea inalta de curent continuu de la pachetul de baterii conectate in serie la o tensiune joasa necesară pentru a rula accesoriile autovehiculului și a reîncărca bateria auxiliară.

Bateria auxiliară furnizează electricitate pentru a porni autovehiculul înainte ca bateria de tracțiune să fie cuplată și, de asemenea, să alimenteze accesoriile autovehiculului.

Folosind curentul din pachetul de baterii, motorul electric acționează roțile vehiculului. Unele vehicule utilizează generatoare de motor care efectuează atât funcțiile de antrenare, cât și regenerare.

Portul de încărcare permite vehiculului să se conecteze la o sursă externă de alimentare pentru a încărca pachetul de baterii.

1.3 Sursa de alimentare a autovehiculului electric. Generalitati.

Bateria unui autovehicul electric este o metoda de stocare a energiei electrice, utilizata de catre motorul electric, pentru a pune in functiune intreg ansamblul.

Bateriile vehiculelor electrice sunt diferite de cele uzuale pentru iluminat și pornire (aprindere) ale autovehiculelor prin aceea că dezvoltă o putere mai ridicată pe durate relativ lungi. Ele pot de asemenea, în comparație cu bateriile de start să suporte o descărcare de energie de până la 80% fără a suferi sticăciuni funcționale.

Un autovehicul electric de clasă medie necesita pentru o autonomie de 300 km o sursă cu densitatea de energie 220 Wh/kg și densitate de putere 150-170 W/kg.

1.3.1 Sursa de alimentare prin acumulatorul „clasic”

Bateria de acumulatoare este o sursă de curent electric continuu reîncărcabilă formată din elemente care înmagazinează energia electrică pe care o stochează folosind principii chimice.

Funcționarea sa se bazează pe apariția unei tensiuni electromotoare creată pe baze chimice, obținută prin asocierea în combinații electrod-electrolit a unor materiale diferite din punct de vedere electrochimic.

Bateria de acumulatoare poate fi acidă sau alcalină (la motociclete). Ea se leagă electric în paralel cu alternatorul.

Cele mai utilizate baterii sunt de tipul Li-ion ce contin cellule dispuse in straturi conectate in serie. In general masa bateriei reprezinta aproximativ 30% din masa totala a autovehiculului si durata de viata este estimate la aproximativ 7 ani sau 160000 de km parcursi.

Fig. 1.4. Baterii de acumulatoare conectate in parallel implementare pe un autovehicul electric

1.3.2 Pile de combustie

Autovehiculele cu pile de combustie sunt un tip de autovehicule electrice care utilizează pile de combustie pentru a alimenta cu energie un motor electric intern. Pilele de combustie produc curent electric, de regulă folosing oxigenul din aer și hidrogen dintr-un rezervor amplasat în automobil.

Pila de combustie este un sistem electrochimic care convertește energia chimică în energie electrică. Combustibilul (sursa de energie) este situat la anod, iar la catod se află oxidantul.

Spre deosebire de baterie, care este un sistem închis, pila consumă combustibilul de la anod prin oxidare electrochimică generând curent electric continuu de joasă tensiune.

Pentru a asigura desfășurarea acestui proces, este indispensabilă realizarea unui element conținând un anod, un catod și un electrolit care poate fi alimentat direct cu un combustibil, și cu aer. Oxigenul necesar arderii combustibilului este ionizat la catod. Ionii migrează apoi în electrolit pentru a ajunge la anod unde se produce oxidarea combustibilului.

Procesele cinetice ireversibile asociate unei pile de combustie constau într-o serie de reacții de oxido-reducere. Un combustibil A (hidrogen) este transportat la anodul poros unde este absorbit pe suprafața acestuia, apoi disociat în ioni și electroni într-un proces de oxidare. După aceea, are loc migrarea electronilor de la anod și eliberarea gazulul ionic la suprafața anodului. În electrolit se asigură transportul ionilor combustibilului A de la anod la catod. La catod, se întâlnesc ionii (veniți prin electrolit), electronii (veniți prin circuitul electric exterior) și oxidantul B. Are loc reacția de reducere, rezultând un produs de reacție care trebuie eliminat. Pila de combustie se compune deci, din trei elemente: electrolit, electrozi și reactanți.

În timpul funcționării, electrozii nu suferă nicio modificare structurală, ei servind doar ca suport pentru reacție. La anod are loc oxidarea catalitică a hidrogenului atomic, iar la catod reducerea catalitică a oxigenului atomic. Fenomenul de oxidare și reducere catalitică are loc în regim trifazic (gaz—lichid—solid) la suprafața catalizatorului conform reacției globale: H2 + 1/2 O2 → H2O

Fig. 1.5. Schema simplificată a unei pile de combustie pe bază de hydrogen [5]

Hidrogenul in combinatie cu oxigenul formeaza apa. Acesta este cel mai raspandit element din univers, fiind un gaz incolor, indolor, insipid, de 14 ori mai usor decat aerul.

Echivalentul energiei unui kilogram de hidrogen se gaseste in aproximativ 4 litrii de benzina.

1.3.3 Supercondensatorul

Supercondensatorul este un tip de condensator electric cu capacitate mult mai mare ca a unui condensator electric obișnuit si este folosit ca acumulator.

Condensatorul este în principiu cel mai bun concept pentru inlocuirea acumulatorul „clasic”, bazat pe litiu-ion, deoarece nu există reacții chimice, timpul de reîncărcare este foarte scurt, iar randamentul este de 100%.

Cu o densitate de 340 Wh/kg (condensatorii normali au o densitate în jur de 5 Wh/kg, are o masă de 152 kg, un volum de 33 litri, capacitate de 31 Farad, tensiune 3500 V și un preț de aproximativ 3200 $. Reîncărcarea cu 52 kW/h ar fi posibilă în circa 6 minute.

Primul automobil care a integrat aceasta tehnologie este CityZENN, care atinge o viteză de 125 km/h, iar distanța de deplasare cu o singură încărcare este de 400 km.

Acest autovehicul electric are costurile de întreținere aproximate cu 90% mai reduse, comparativ cu un vehicul obișnuit, conform declarațiilor firmei producătoare Zenn Motors.

Fig. 1.6. Autovehicul electric produs de Zenn Motors

1.4 Sistem de extindere a autonomiei unui autovehicul electric

Sistemul gandit pentru extinderea autonomiei unui autovehicul electric este gandit sub forma unui generator electric, ce recupereaza o parte din energie in timpul decelerarii sau franarii, pe care o inmagazineaza cu destinatia reutilizarii acesteia.

Realizarea recuperarii energiei electrice se face prin inversarea polaritatii motorului electric si implicit functionarea acestuia in regim de generator.

Furnizorul de componente și sisteme pentru industria automobilelor KSPG Automotive (fosta companie Kolbenschmidt Pierburg) a dezvoltat un sistem de extindere a autonomiei unui automobil electric utilizând un generator electric de 30 (2 x 15) kW.

Motorul termic ce antrenează generatorul are doi cilindri în V, 800 cm3 și este alimentat cu benzină. Arborele cotit este montat vertical în blocul motor și antrenează două generatoare electrice prin intermediul unui angrenaj cu roți dințate. Curentul electric produs de cele două generatoare este utilizat pentru alimentarea motorului unui automobil electric.

Fig. 1.7. Generator termic-electric pentru extinderea autonomiei unui automobil cu propulsie electrică

Cei doi cilindri ai motorului termic sunt pozitionati în V, la un unghi de 90°, cu două supape pe cilindru. Injecția de benzină este indirectă, în poarta supapei, motorul fiind aliniat normelor de poluare Euro 6 în ceea ce privește emisiile.

Fig. 1.8. Generator electric (range extender) KSPG Automotive

1.5 Incarcarea autovehiculului electric

Modul de incarcare al bateriei de acumulatoare al unui autovehicul electric este relativ simplu. Fiecare autovehicul electric este prevazut cu un conector special tip mufa mama in care se conecteaza un conector tip mufa tata.

Fig. 1.9. Exemplu de conectori utilizati pentru incarcarea autovehiculelor electrice

Bateria unei mașini electrice se poate încărca folosind electricitatea de la un punct de încărcare dedicat sau de la o priza caznica, diferentele resimtindu-se in viteza de încărcare.

Fig. 1.10. Exemplu de statie de incarcare publica

Mai mult curent electric scade timpul de încărcare. Cantitatea de current este limitată de încărcătorul de la bordul autovehiculului. O priză de gospodărie normală este între 1,5 kW (în SUA, Canada, Japonia, și în alte țări  cu aprovizionare de  110 V) până la 3 kW (în țările cu aprovizionare de 220V).

În ciuda acestor limitări de putere, conectarea la priza, chiar și la cea mai slabă priză de casă prevede mai mult de 15 de kilowați -oră de energie peste noapte, suficientă pentru a propulsa cele mai multe mașini electrice mai mult de 70 km.

Fig. 1.11. Exemplu de incarcare de la priza

1.6 Concluzii

Se poate afirma că autovehiculul electric este cu siguranță autovehiculul viitorului deoarece nu poluează nici fonic, cât nici mediul înconjurător, dar, deocamdata acesta nu reprezintă o investiție bună datorită costului de producție foarte mare și a autonomiei scăzute în comparație cu automobilul dotat cu un motor termic.

1.6.1 Avantaje

Avantajele majore ale automobilului electric sunt consolidate de consumul redus si poluare aproape de zero în afara producției, fapt foarte important și benefic pentru marile aglomerări urbane, noxele eliminate de acestea în timpul deplasării fiind nule.

Un alt avantaj se regaseste in modalitatea relativ simpla de incarcare, chiar si de la o priza simpla, deci realimentarea autovehiculului (cu energie electrica) este foarte facila pentru utilizator.

Riscului de incendiu/explozie in caz de accident, datorita lipsei de combustibili fosili care sunt foarte inflamabili este e redus.

Eficiența/randamentul foarte mare, accelerare instantă, zgomot foarte redus, întretinere ușoară prin eliminarea unei mari părți a motorului clasic otto, deci, implicit, eliminarea unor revizii periodice de natura consumabila cum ar fi sistemul de ungere sau filtre si democratizarea transportului prin lărgirea bazei de producție a sursei energetice până la consumator.

Posibilitatea de actionare individuala a rotilor (eventual, prin inglobarea motoarelor de tractiune in roti, realizand asanumitele motoroti); aceasta conduce la simplificarea sistemelor de transmisie, cea mai importanta fiind eliminarea diferentialului mecanic.

Fig. 1.12. Roti cu motoare electrice de propulsive integrate

Prin intermediul sistemelor de franare antiblocante, prin utilizarea franarii electrice, daca franrea este recuperative, se face si o importanta economie de energie.

1.6.2 Dezavantaje

Dezavantajele majore sunt resimtite in costul ridicat comparativ cu un autovehicul cu motor termic pe benzina sau motorina, timpul de încărcare al acumulatorului relativ mare, chiar si pana la 12 ore in cazul incarcarii de la o priza obisnuita.

Autonomia redusă de la o singura incarcare a bateriilor este mai scazuta decat in cazul unui plin de benzina/motorina, motiv pentru care autovehiculele electrice trebuie incarcate destul de des, fiind mai potrivite pentru distante scurte, in special in interiorul oraselor. .

Acumulatorii își reduc capacitatea până la 50% și chiar mai mult la temperaturi sub 10° C și peste peste 40° C și tind sa se supraîncălzească și chiar să explodeze în unele condiții. De asemenea pot apărea diverse probleme legate de pornire în situații de temperatură foarte scăzută.

Faptul ca autovehiculele electrice sunt silentioase, mai ales la viteze mici, poate reprezenta o problema pentru pietonii idn orase si pentru persoanele cu probleme de vedere, pentru ca nu se aud, iar riscul de accidente poate creste.

Autovehiculele electrice sustin cresterea productiei de curent electric, cee ace pentru unele state dezvoltate genereaza eforturi pentru a produce energie electrica din surse verzi, regenerabile (apa, vant, soare etc.) acestea nu pot inlocui sistemele clasice de producer a curentului electric si anume termocentralele. Termocentralele reprezinta in present un consummator foarte important de resurse natural neregenerabile (carbuni, petrol, gaze natural), care sunt arse. Arderea polueaza atmosfera, termocentralele fiind printer cele mai importante surse de gaze cu effect de sera, in special CO2. Deci, autovehiculele electrice, desi nu polueaza prin teava de esapament, care, de fapt nici nu exista, polueaza prin faptul ca necesita curent electric pentru a functiona, iar producerea curentului electric este cea care polueaza.

Utilizarea autovehiculelor la nivel ridicat presupune mobilizarea autoritatilor pentru realizarea si dezvoltarea unei infrastructure de statii de incarcare.

Capitolul 2. CONCEPTUL AUTOVEHICULULUI ELECTRIC. STATIE DE ALIMENTARE

2.1 Conceptul autovehiculului electric

Autovehiculul electric creat este format din mai multe componente de natura mecanica ce formeaza caroseria, sasiul, rotie, suporti interiori, incluzand de asemenea si componente de natura electronica, cu rol de comanda si control.

In figura 2.1 se regasesc cateva vederi izometrice ale conceptului, atat in stare de vizibilitate completa, cat si cu o aplicare de transparenta de 75% asupra caroseriilor exterioare, pentru a facilita o vizualizare spre componentele interioare.

Forma autovehiculului electric este calculata luand in considerare minimul necesar de spatiu intre componentele interioare, fara a exista coliziuni sau spatii goale fara un rol functional, astfel obtinadu-se un produs compact. Un alt motiv care a influentat forma este faptul ca anumite componente au fost fizic realizate din plastic cu ajutorul unei imprimante 3D, iar acest fapt a determinat o adaptare la fezabilitate.

Fig. 2.1. Vederi izometrice ale conceputlui de autovehicul electric autonom

2.1.1 Generalități privind ansamblul machetei autovehiculului electric

Modelul construit, prin proiectarea integrala a tuturor componentelor, se regaseste in figuriile 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7 sub forma unor vederi plane (2D), din toate cele 6 pozitii.

Fig. 2.2. Vedere din spate

Fig. 2.3. Vedere laterala Fig. 2.4. Vedere frontala Fig. 2.5. Vedere laterala Fig. 2.6. Vedere de jos (din dreapta) (de sus) (din stanga)

Fig. 2.7. Vedere din fata

Ansamblul are dimensunile de gabarit de 174 x 118 x 60.25 [mm] (lungime, latime, inaltime) si o masa totala de 359 grame.

2.1.2 Vedere explodata a componentelor

Componentele ce alcatuiesc totul unitar, sunt enumerate in figura 2.8, sub forma unei vederi explodate in directia asmblarii acestuia.

Fig. 2.8. Vedere explodata a componentelor

2.1.3 Descrierea individuala a componentelor

Primele componente proiectate sunt piesele electronice, care in urma achizitionarii au fost masurate cu cu un sublet de precizie 0.02 mm, iar in urma masuratorilor s-a efectuat modelarea 3D a acestora. Printre ele se enumara motoarele electrice, placa de circuit programabila, placa de circuit pe care se monteaza senzorii, senzorul ultrasonic de distanta, senzorii inflarosu urmand proiectarea rotii pivotante si a acumulatorului.

Dupa ce aceste piese au fost modelate 3D, s-a realizat asamblarea minim posibila in acel moment, urmand stadiul de incepere a proiectarii caroseriei, care a fost gandita in functie de elementele enumerate mai sus, avand ca scop prioritizarea realizarii unui autovehicul autonom si compact.

Piesele care intra in componenta autovehiculului autonom sunt urmatoarele:

a) Caroseria superioara;

Cea mai complexa piesa din punctul de vedere al geometriei, carcasa superioara, prezentata in imaginile 2.9 si 2.10 are o greutate de 99.8 grame si dimensiunile de gabarit de 174 x 118 x 43.6 [mm] (lungime, latime, inaltime). Rolul functional pe care il detine aceasta componenta rezida in faptul ca incarcaseaza toate componentele. In partea din fata, in exterior, este montat senzorul ultrasonic de distanta, fiind creat un loc special pentru el si cablaj, iar restul pieselor sunt inglobate in partea interioara, care este goala.

Concretizarea acestei componente, a fost realizata prin intermediul printarii 3D.

Fig. 2.9. Caroserie superioara – Vedere izometrica (de sus)

Fig. 2.10. Caroserie superioara – Vedere izometrica (de jos)

b) Bateria (sursa de alimentare);

Bateria autovehiculului proiecat (Fig. 2.11.) este de tip acumulator si detine o serie de caracteristici, rolul sau fiind unul fundamental in ceea ce priveste buna desfasurarea a traseului avut in vedere.

Printr-o raportare la aceasta componenta, se pot preciza urmatoarele caracteristici:

capacitate de stocare 3000 mAh;

tensiune de incarcare 5V, curent 1A;

tensiune de iesire 5V, curent 1A;

masa 63,5 [g];

dimensiuni de gabarit 106.2 x 36.1 x 11.2 [mm] (lungime, latime, inaltime);

culoare alb.

Fig. 2.11. Baterie reincarcabila – Vedere izometrica

c) Capac baterie;

Cea de-a doua piesa proiectata este capacul bateriei (Fig. 2.12 si Fig. 2.13.), masa acestuia fiind de 21 [g] si dimensiunile de gabarit de 100.5 x 66.5 x 8 [mm] (lungime, latime, inaltime). Aceasta componenta este situata in interiorul machetei, pozitionata pe plafonul interior al caroseriei superioare, avand rolul de a fixa acumulatorul in pozitie, placa de circuit cu senzorii inflarosu si caroseria inferioara. Acest capac, sub forma unei placi, este prins cu ajutorul a 4 suruburi M3x10 mm in caroseria superioara, deci implicit s-a realizat cu 4 gauri de trecere.

Fig. 2.12. Vedere izometrica – de jos Fig. 2.13. Vedere izometrica – de sus

d) Roata pivotanta;

Sistemul de directie rezida in utilizarea unei roti pivotante (Fig. 2.14, Fig. 2.15, Fig. 2.16, Fig. 2.17, Fig. 2.18 ), amplasata simetric fata de rotile spate.

.

Fig. 2.14. Roata pivotanta – vedere izometrica fata Fig. 2.15. Roata pivotanta – vedere izometrica spate

Fig. 2.16. Vedere din fata Fig. 2.17. Vedere laterala Fig. 2.18. Vedere din spate

Ansamblul rotii pivotante are o masa de 40.2 [g] si este format din 6 elemente constructive (Fig. 2.19.) dupa cum urmeaza:

placa de fixare 44×33.5×6.1 [mm] (lungime, latime, inaltime);

bile 11 x Ø3.5 (numar, diametru);

suport roata 27.75 x 22 x 20 [mm] (lungime, latime, inaltime);

roata 14.5 x Ø 25 [mm] (latime, diametru);

tija fixare roata 21.5 x Ø 1.4 [mm] (latime, diametru);

tija fixare placa de fixare 7 x Ø 3 [mm] (inaltime, diametru);

Fig. 2.19. Sectiune longitudinala prin tija placii de fixare – componentele rotii pivotante

Fig. 2.20. Sectiune longitudinala 2 Fig. 2.21. Sectiune transversala prin tija rotii

e) Placa electronica programabila;

Pentru controlarea si stabilirea parametrilor de lucru, s-au folosit doua placi electronice de circuit printat, prima fiind placa electronica programabila (Fig. 2.22 si Fig. 2.23). Aceasta placa, prezinta mai multe gauri (Fig. 2.24), reprezentand diferite intrari/iesiri, in care s-au conectat senzorii inflarosii (intrarile analogice 2 si 4), motoarele (prezinta cate doua intrari analogice pentru fiecare in parte) alimentarea de pe placa de circuit electronic detinatoare de senzori si motoare electrice si o mufa micro-USB pentru incarcarea softului conceput prin conectarea la laptop, PC, tableta etc.

Dimensiunile placii sunt reduse 51 x 32.5 x 1.6 [mm] (lungime, latine, grosime), iar masa de asemenea este foarte mica, de doar 6 [g].

Fig. 2.22. Vedere izometrica – fata Fig. 2.23. Vedere izometrica – spate

In figura 2.24 s-au indicat zonele si rolul pe care il au intrarile si iesirile de pe placa electronica programabila produsa de Cumble.

Fig. 2.24. Rolul gaurilor aflate pe placa electronica programabila

f) Placa electronica conectare senzori inflarosu si motoare electrice;

Cea de-a doua placa electronica folosita (Fig. 2.25 si Fig. 2.26), pe langa faptul ca are rolul de suport mecanic in contribuirea sa in asamblare, conecteaza toate elementele de natura electronica.

Aceasta se conecteaza la baterie, prin intermediul unei mufe micro-USB (Fig. 2.27.) distribuind astfel energia electrica catre toti consumatorii. De asemenea, este prevazuta cu un buton cu doua pozitii respectiv oprit/pornit (Fig. 2.29.) ce asigura punerea in functiune sau oprirea machetei.

Senzorii inflarosu (Fig. 2.28.) sunt in numar de 2 si sunt cositoriti direct pe placa, fiind coordonati de placa electronica programabila printr-o conexiune cu distantieri hexagonali si prindere cu surub, evitand astfel folosirea cablajului.

Acelasi mod de bransare s-a utilizat si la motoarele electrice astfel obtinandu-se o asamblare deomontabila si usor de realizat.

Fig. 2.25. Vedere izometrica – de sus Fig. 2.26. Vedere izometrica – de jos

Fig. 2.27. Senzor inflarosu Fig. 2.28. Mufa micro-USB Fig. 2.29. Buton pornit/oprit

Placa electronica prezinta mai multe gauri de trecere (Fig. 2.30.) destinate fixarii cu surub in ansamblu, marcate cu , gauri pentru fixare cu surub a motoarelor electrice marcate cu , gauri de realizeaza conexiunea cu placa electronica programabila, marcate cu , dar si gauri ce pot fi folosite pentru montarea unor senzori suplimentari fata de cei folositi, dispuse pe margini.

Fig. 2.30. Functionalitatea gaurilor de trecere din placa electronica

g) Senzor ultrasonic de distanta HC-SR04;

Pentru oprirea la intalnirea obstacolelor de pe traseu si implicit evitarea unei coliziuni, s-a folosit un senzor ultrasonic de distanta model HC-SR04 (Fig. 2.31. si Fig. 2.32), capabil sa masoare distante intre 2 si 400 cm. Utilizarea acestuia a fost determinata de catre precizia ridicata de masurare, de doar 3 mm.

Fig. 2.31. Vedere izometrica – din fata Fig. 2.32. Vedere izometrica – din spate

Caracteristici generale:

tensiune de operare: DC 5V;

curent de functionare: 15mA;

frecventa de lucru: 40 Hz;

unghi de masurare: 15 °;

dimensiuni de gabarit de 45 x 20 x 18 [mm] (lungime, latime, grosime);

masa: 8.5 [g].

Senzorul include un transmitaror ultrasonic, un receptor si un circuit de comanda. Pentru punerea in circuit, sunt utilizati cei 4 pini respectiv: VCC (se conecteaza la +5V), TRIG (se conecteaza la un pin digital – transmitere semnal), ECHO (se conecteaza la un pin digital – primire semnal) si GND (se conecteaza la – ).

Principiul de functionare al senzorului ultrasonic de distanta HC-SR04 se regaseste in figura 2.33. Transmitarorul este cel care emite un semnal sub forma de unda sonica, care, la intalnirea unui obstacol se reflecta, intorcandu-se catre receptor. Astfel, distanta este calculata in functie de viteza si timpul necesar parcurgerii undei sonice de la emitator la receptor.

Fig. 2.33. Principiul de functionare al senzorului ultrasonic de distanta HC-SR04

h) Motor electric;

Propulsia autovehiculului autonom propus este compusa din doua motoare electrice de curent continuu (Fig. 2.35.). Fiecare roata spate este antrenata de un asemenea motor electric, ce este prevazut cu un reductor montat pe axa motorului si are urmatoarele caracteristici:

tensiune: 6V;

curent: 0.15A;

reductor: 1:100;

stift: 9 x Ø 3 [mm] (lungime, diametru);

viteza de rotatie:: 160 RPM;

Stiftul cilindric antrenat de motorul electric, pe care se monteaza roata, prezinta un decupaj emisferic (Fig. 2.34.), pe toata lungimea acestuia, ce are rolul de a efectua un cuplaj direct cu roata, care este prevazuta cu o gaura de asamblare identica cu forma axei motorului. In acest mod, vibratiile mecanice sunt eliminate, in cazul unei forte mari aplicate instant la roata, aceasta se roteste cu tot cu ax si posibilitatea de alunecare a axului motorului in roata este eliminata.

Fig. 2.34. Vedere izometrica 1 Fig. 2.35. Vedere izometrica 2

i) Brida fixare motor electric;

Pentru o protectie motorului electric impotriva eventulelor vibratii mecanice aparute in timpul functionarii, s-a folosit un element de plastic (Fig. 2.36., Fig. 2.37, Fig. 2.38. si Fig. 2.39.), in forma “U” cu doua “urechi” ce prezinta doua gauri hexagonale formand locasul piulitei.

Prinderea s-a facut cu doua suruburi M2 x 4 [mm] ce trec prin placa de circuit electronic si se infileteaza in piulitele aflate in locurile special create pentru acestea, formand astfel strangerea si implicit o conexiune demontabila, tinand in pozitie motorul.

Acest prosces, s-a aplicat la ambele motoare electrice, piesele fiind simetrice.

Fig. 2.36. Vedere izometrica – de sus Fig. 2.37. Vedere izometrica – de jos

Fig. 2.38. Vedere plana (2D) – de sus Fig. 2.39 Sectiune longitudinala prin centrul locasului piulitei

j) Roata spate;

Rotile reprezinta unul dintre cele mai importante aspecte in proiectarea si utilizarea unui autovehicul. Acestea, pe langa rolul sigurantei ce il poarta, mai au si un rol in ceea ce priveste functionarea corecta a autovehiculului, oferind o aerodinamicitate si aderenta buna.

S-a efectuat simularea efectului unei anvelope montata pe janta (Fig. 2.40. si Fig. 2.41.), astfel proiectandu-se rota formata din doua elemente separate respectiv janta si anvelopa. Anvelopa utilizata, este fabricata din cauciuc si nu dispune de camera de aer in interior, fiind una plina. Masa rotii este de 9.2 [g].

Fig. 2.40. Vedere izometrica – din fata Fig. 2.41. Vedere izometrica – din spate (interior)

k) Caroserie inferioara;

Caroseria inferioara (Fig. 2.42. si Fig. 2.43.), s-a proiectat prin utilizarea conturului inferior al caroseriei superioare, ce a determinat in procesul de asamblare o continuitate a liniilor autovehiculului, mentinand forma compacta.

S-au realizat doua decupaje alocate senzorilor inflarosu, un decupaj pentru accesul la butonul de pornire/oprire, gauri de trecere pentru suruburile de fixare dar si zone interioare adancite, pentru a se obtine o suprafata de contact cu componentele cu care se asambleaza, respectiv placa de circuit electronic pe care se monteaza senzorii si motoarele cu care intra in contact direct.

Aceasta componenta este tip placa, cu o grosime de 3 mm si greutate de 25 [g], fiind obtinuta fizic prin tehnologia de printate 3D.

Fig. 2.42. Vedere izometrica – de jos Fig. 2.43. Vedere izometrica – din spate (interior)

l) Distantieri metalici hexagonali;

Distantierii metalici hexagonali (Fig. 2.44, Fig. 2.45 si Fig. 2.46) s-au utilizat pentru generarea conexiunii atat mecanice cat si de conductibilitate electrica intre cele doua placi electronice.

Prin implementarea lor, s-a inlocuit atat o buna parte de cablaj, cat si alte elemente de natura mecanica ce ar fi fost necesare pentru fixarea placilor electronice.

Fig. 2.44. Vedere plana (2D) – de sus

Fig. 2.45. Vedere plana (2D) – lateral Fig. 2.46. Vedere izometrica

Centrul distantierilor este prevazut cu o gaura filetata strapunsa M2. Numarul de distantieri metalici hexagonali utilizati este de 6.

m) Fire de conexiune;

Firele pentru conexiunea electrica, s-au utilizat impreuna cu crimparea unor papuci electrici, prevazuri cu gaura de trecere. Toate firele folosite, au acelasi procedeu de asamblare si anume fixarea cu surub-piulita.

Fig. 2.47. Vedere izometrica – Fig. 2.48. Vedere izometrica – Fig. 2.49. Vedere izometrica conectori papuc electric (din fata) papuc electric (din spate)

Fig. 2.50. Fir + papuci electrici – conexiune placa electronica programabila cu senzori inflarosu

Fig. 2.51. Fire + papuci electrici + conectori – conexiune placa electronica programabila cu pini senzor ultrasonic de distanta

n) Suruburi.

Una dintre modalitatile de a crea o imbinare intre doua sau mai multe componente, este cea cu surub. In ansamblu, s-au utilizat 2 tipuri de suruburi respectiv: M3 si M2.

Suruburile M3 s-au folosit la prinderile in bosajele de plastic ale pieselor printate 3D si au urmatoarele caracteristici:

lungime: 10 [mm];

diametrul capului: 6.5 [mm];

forma capului: plus;

material: otel;

culoare: gri.

Fig. 2.52. Vedere plana – sus Fig. 2.53. Vedere plana – lateral Fig. 2.54. Vedere plana – jos

Fig. 2.55. Surub M3 pentru plastic – vedere izometrica

Suruburile M2 s-au folosit la fixarea papucilor electrici pe placa de circuit electronic programabila, la prinderea bridelor motoarelor electrice, dar si la prinderea distantierilor metalici hexagonali si prezinta urmatoarea serie de caracteristici:

lungime: 5 [mm];

diametrul capului: 4.3 [mm];

forma capului: plus;

material: otel;

culoare: gri.

Fig. 2.56. Vedere plana – sus Fig. 2.57. Vedere plana – lateral Fig. 2.58. Vedere plana – jos

Fig. 2.59. Surub M2 – vedere izometrica

2.1.4 Asamblarea componentelor. Impartirea pe subansamble si detalierea modului de asamblare

Modul de asamblare al machetei propuse, s-a realizat prin gruparea pieselor in doua subansamble mari, care, in urma montarii impreuna si prin adaugarea altor piese separat, formeaza produsul final.

Primul subansamblu, s-a format din partea electronica si rotile spate. Modul de formare al acestuia este prezentat in ordinea succesiva a operatiilor de asamblare.

Primul pas in obtinerea subansamblului 1, s-a constituit prin montarea pe placa de circuit electronica a senzorilor inflarosu, a butonului pornit/oprit si a mufei micro-USB, prin procesul tehnologic de cositorire (Fig. 2.60. si Fig. 2.61.).

Fig. 2.60. Cositorirea mufei micro-USB si a butonului pornit/oprit a Fig. 2.61. Cositorirea senzorilor inflarosu

Al doilea pas a inclus pozitionarea si cositorirea motoarelor electrice pe placa de circuit electronica si fixarea acestora cu bridele de plastic (Fig. 2.62. si Fig. 2.63.).

Fig. 2.62. Pozitionarea motoarelor electrice Fig. 2.63. Fixarea motoarelor electrice cu bride

In pasul numarul 3, s-a efectuat prinderea cu surub a distantierilor hexagonali din partea inferioara, peste care s-a adaugat placa electronica programabila si cablajul aferent, fiind conectate cu ajutorul suruburilor M2 infiletate in distantierii hexagonali.

In locurile unde nu exista distantieri hexagonali, s-a utilizat piulita M2.

Fig. 2.64. Fixarea distantierilor hexagonali Fig. 2.65. Pozitionarea placii electronice programabile

Fig. 2.66. Pozitionarea papucilor electrici aferenti firelor Fig. 2.67. Fixarea cu surub si surub – piulita

Ultimul pas in finalizarea primului subansamblu, l-a constituit asamblarea rotilor pe axa motoarelor electrice. Inainte de asamblarea acestora, s-a efectuat montarea anvelopei pe janta.

Fig. 2.68. Janta Fig. 2.69. Anvelopa (plina) Fig. 2.70. Roata completa

Fig. 2.71. Subansamblul nr.1 complet – Fig. 2.72. Subansamblul nr.1 complet – vedere superioara vedere inferioara

Cel de-al doilea subansamblu s-a realizat prin punerea impreuna a caroseriei superioare, a bateriei si a capacului bateriei.

Prima etapa in realizarea acestui subansamblu a fost pozitionarea caroseriei superioare in pozitie inversa functionarii (rotita la 180°), iar in slotul dreptunghiular special creat centrat pe mijlocul caroseriei, se plaseaza bateria (Fig. 2.72 si Fig. 2.73).

Fig. 2.72. Caroserie superioara Fig. 2.73. Bateria (sursa de alimenta

In etapa a doua, s-a atasat capacul bateriei, direct peste acumulator, centrat cu ajutorul celor doua elemente de ghidare intre bosajele caroseriei superioare, astfel obtinandu-se o coincidenta intre cele 4 gauri de trecere ale capacului bateriei si cele 4 gauri ale bosajelor caroseriei superioare, in vederea fixarii cu surub.

In cea de-a treia etapa s-au insurubat cele 4 suruburi M3x10 pentru plastic.

Fig. 2.74. Caroserie superioara + baterie Fig. 2.75. Capac baterie

Fig. 2.77. Suruburi M3x10 pentru plastic

Fig. 2.76. Caroserie superioara + baterie + capac baterie

Fig. 2.78. Subansamblul 2 – complet Fig. 2.79. Subansamblul 2 – complet (vedere de jos)

Odata ce subansamblul 1 si subansamblul 2 au fost asamblate, s-a efectuat asamblarea intre ele. Subansamblul 1 (Fig. X) s-a pozitionat peste subansamblul 2 (Fig. Y) aflat in aceeasi pozitie de montaj (rotit la 180° fata de pozitia de functionare).

Ultima piesa ce inchide posibilitatea de patrundere in spre interiorul machetei, caroseria inferioara (Fig. X), s-a pozitionat peste noul subansamblu creat (Fig. Y), prezentand de asemenea elemente de centrare pentru o asezare corecta si precisa, dupa care, 5 suruburi M3 x 10 fixeaza toate componentele prin metoda numita “sandwisch”.

Dintre cele 5 suruburi, 2 sunt infiletate in bosajele caroseriei superioare, iar 3 sunt infiletate in bosajul comun al capacului bateriei, fiind proiectate in acelasi plan, pentru o asezare perpendiculara plana.

Fig. 2.80. Subansamblul 2 Fig. 2.81. Subansamblul 1

Fig. 2.82. Subansamblul 2 + subansamblul 1 Fig. 2.83. Caroserie inferioara

Fig. 2.84. Subansamblul 2 + subansamblul 1 Fig. 2.85. Suruburi M3x10 pentru plastic + caroserie inferioara

Fig. 2.86. Subansamblul 3

Ultimele doua elemente constructive ale ansamblului ce au urmat a fi montate dupa obtinerea subansamblului 3 sunt roata pivotanta si senzorul ultrasonic de distanta.

Pentru montarea rotii pivotante s-au folosit 2 suruburi pentru plastic M3x10 [mm] infiletate in bosajele aflate in interiorul caroseriei superioare si doua suruburi M2x5 [mm] cu piulita, montate in gaurile de trecere ale caroseriei superioare. Primul pas in asamblarea rotii l-a constituit pozitionarea pe suprafata plana inferioara a caroseriei superioare insurubandu-se cele doua suruburi pentru plastic, iar apoi urmand fixarea cu celelalte doua suruburi introduse din sens opus, si prinse cu piulita. Intre placa de fixare a rotii pivotante si piulita s-a introdus o saiba cu grosimea de 0.5 [mm] pentru a oferii o strangere mai buna.

Fig. 2.87. Zona asamblarii Fig. 2.88. Pozitionarea Fig. 2.89. Fixarea cu suruburi

Fig. 2.90. Zona asamblarii Fig. 2.91. Pozitionarea

Senzorul ultrasonic de distanta, s-a montat in partea din fata a caroseriei superioare, in slotul proiectat pentru acesta, faca necesitatea utilizarii de surub sau a altor mijloace conventionale de fixare. Inainte de punerea in pozitie de lucru, s-au conectat cele 4 fire cu conectori patrati pe cei 4 pini patrati cu latura de 0.64 mm ai senzorului, fire ce sunt scoase in exteriorul caroseriei prin orificiul creat in caroseria superioara. Odata asamblat, firele au fost impinse in caroseria superioara si astfel au devenit invizibile din mediul exterior.

Fig. 2.92. Zona asamblarii – vedere izometrica Fig. 2.93. Zona asamblarii – vedere din fata

Fig. 2.94. Senzor ultrasonic asamblat Fig. 2.95. Senzor ultrasonic si roata pivotanta – asamblate

In figurile 2.96., 2.97., 2.98., 2.99.,2.100. si 2.101. s-au realizat sectiuni transversale plane prin centrul suruburilor de fixare.

Fig. 2.96. Surub – piulita – Fig. 2.97. Suruburi pentru plastic – Fig. 2.98. Suruburi pentru plastic – roara pivotanta roata pivotanta asamblare „sandwisch”

Fig. 2.99. Suruburi pt. plastic – Fig. 2.100. Suruburi pt. plastic – Fig. 2.101. Surub pt. plastic – asamblare „sandwisch” asamblare „sandwisch” asamblare „sandwisch”

In Fig. 2.102. si Fig. 2.103. s-au realizat sectiuni longitudinale prin centrul axei de simetrie.

Fig. 2.102. Sectiune longitudinala plana

Fig. 2.103. Sectiune longitudinala plana izometrica

In Fig. 2.104. s-a realizat o sectiune in planul xy de constructie al machetei, realizata sub nivelul placii de prindere al rotii pivotante.

Fig. 2.104. Sectiune in planul xy

2.1.5 Metoda de proiectare. Programul software utilizat

Proiectarea 3D a ansamblului realizat s-a efectuat in programul software CATIA V5 R19.

Fig. 2.105. Pictograma programului de proiectare

CATIA este un program software de proiectare, conceput in limbajul de programare C++ de catre compania franceza Dassault Systemes.

In prezent, CATIA este liderul mondial pentru excelenta sa in proiectarea 3D. De asemenea, programul poate fi folosit pentru simulari si analiza, fiind utilizat in randul marilor companii in special in industria aerospatiala unde a si debutat, in industria de autovehicule unde este din ce in ce mai cautat si impus catre companiile colaboratoare, industria navala, dar si industria bunurilor de consum is masinilor industriale.

Motivul pentru care CATIA a devenit dorit ca sistem primar de proiectare 3D pentru multe companii si implicit ingineri la nivel mondial, este ca detine foarte multe module de lucru. Dintre aceasta multitudine de module, in proiectarea autovehiculului autonom creat s-au folosit urmatoarele:

Modulul „Mechanical Design”:

Part Design;

Modulul Part Design este modulul de baza al programului, in care se pot genera schite care ulterior prin aplicarea diferitelor operatii sa devina solid. Acest modul, in combinatie cu altele sau singur, a fost utilizat in aproape toate piesele proiectate.

Assembly Design;

Modulul Assembly Design a fost folosit in scopul asamblarii componentelor, fiind capabil sa realizeze diferite tipuri de constrangeri intre piese (contact, distanta, unghiulare, fixe etc.), dar si crearea anumitor scene cum ar fi vederi explodate (fie atat manual cat si automate) si modalitatea de manipulare.

Sheet Metal Design;

Modulul Sheet Metal Design a fost utilizat in obtinerea pieselor componente ale rotii pivotante, fiind un modul special destinat modelarii pieselor din tabla prin diverse procese tehnologice (ambutisare, stantare, debitare, perforare,indoire etc.).

Drafting.

Modulul Drafting s-a folosit la realizarea desenelor de executie.

Modulul „Shape”:

Generative Shape Design.

Modulul Generative Shape Design este unul dintre cele mai complexe module de lucru. In acesta se pot genera suprafete avansate, cu forme estetice, incluzand curbe de inalta performanta, rezultatul fiind vizibil in calitatea formelor obtinute. Suprafetele fie inchise, fie deschise, se pot transforma in solid, cu ajutorul modulului Part Design. Suprafetele se pot folosi si pentru a taia piesa dupa forma acesteia, in locurile dorite. Acest modul s-a utilizat in aproape toate piesele proiectate.

Intreg ansamblul a fost conceput parametrizat, prin utilizarea publicatiilor elementelor de structura comuna intre componente sau in cadrul aceleiasi piese, printre care se enumera: plane de contact, pozitiile gaurilor pentru suruburi, linii, suprafete, schite, sisteme de coordonate si altele.

In momentul in care o schita, un punct, o linite, o suprafata, un sistem de coordonate sau un plan publicat au fost copiate si lipite special cu link in cadrul aceluiasi asamblu, dar in alta piesa, acestea si-au pastrat pozitia si forma, iar in momentul aplicarii unei modificari asupra parametrilor initiali ai elementului copiat, modificarile se efectueaza in mod automat in toate piesele unde au fost copiate.

Prin utilizarea publicatiilor, s-a obtinut un rezultat rapid la anumite modificari, facandu-se doar intr-un singur loc, deci, nefiind nevoie de a interveni asupra fiecarui detaliu in parte. Un alt aspect important constituind un avantaj al utilizarii publicatiilor este precizia si eliminarea posibilitatii de ivire a unei greseli de proiectare.

Ca si tehnica de proiectare au fost utilizate operatiile boleene (Assemble, Add, Remove, Intersect, Union Trim) (Fig. 2.106.).

Fig. 2.106. Operatii Boleene in CATIA V5

Utilizarea corecta a operatiilor boleene este foarte benefica in primul rand pentru ca faciliteaza posibilitatile de revenire la o configuratie anterioara, prin dezactivarea operatiei, fara a afecta restul structurii piesei in cauza.

Principiul de baza al folosirii operatiilor boleene se bazeaza pe crearea unor bodyuri (corpuri) separate in structura piesei, care apoi sunt prelucrate cu una dintre operatii, in vederea obtinerii unui singur corp comun.

Cele mai utilizate operatii boleene au fost add, remove si union trim. Operatia de add consta in adaugarea corpului creat in structura piesei, opreratia de remove consta in scoaterea corpului creat din structura piesei, iar operatia de union trim consta in adaugarea corpului creat in structura piesei cu posibilitatea de selectie a fetelor ce nu se doresc a fi adaugate.

Organizarea arborelui s-a facut prin gruparea elementelor de referinta, comasate in Geometrical Seturi (seturi geometrice) redenumite in functie de continut. Redenumirea fiecarui element de referinta in parte si gruparea in seturi geometrice ajuta la o buna desfasurare a lucrului, prin reperarea rapida in arbore.

De asemenea, fiecare piesa ce a fost folosita de mai multe ori in ansamblu a fost copiata special cu link (Copy -> Paste Special – As Result With Link) (Fig. 2.107.). In Fig. 2.108. se pot observa toate cele 3 optiuni disponibile pentru motoda de copiat speciala si anume: As specified in Part document care copiaza elementul dorit pastrand istoricul operatiilor, As Result With Link care copiaza elementul dorit fara istoricul operatiilor, acesta fiind disponibil doar in locul initial al crearii elementului de unde poate fi si modificat si As Result care copiaza sub forma de element mort, fara istorie, deci, fara posibilitatea de modificare.

Fig. 2.107. Accesarea copierii speciala cu link Fig. 2.108. Optiuni de copiere

In Fig. 2.109. se regaseste oraganizarea seturilor geometrice a arborelui uneia dintre componente si anume caroseria superioara, iar in Fig. 2.110. se pot observa publicatiile facute in scopul utilizarii in alta piesa.

Fig. 2.109. Organizarea seturilor geometrice in arbore Fig. 2.110. Exemple de publicatii

Pentru cresterea rezistentei mecanice a pieselor din plastic proiectate si obtinute fizic prin procesul tehnologic de printare 3D, s-au creat ranforsari longitudinale si transversale, pe toate piesele.

Grosimea de baza a peretilor pieselor a fost selectata la dimensiunea de 3 [mm], iar grosimea ranforsarilor la 2 [mm]. Aceste ranforsari au fost create si pentru a elimina posibilitatea curbarii materialului plastic prin aparitia unor deformari la racire.

In figurile 2.111., 2.112., 2.113. si 2.114 se pot observa ranforsarile create la caroseria superioara, fiind prezente pe interiorul plafonului atat in directie longitudinala cat si transversala. Pe colturile relativ inalte si la bosajele pentru fixarea suruburilor au fost de asemenea folosite.

Fig. 2.111. Vedere plana de jos asupra ranforsarilor Fig. 2.112. Ranforsari pe interiorul plafonului

Fig. 2.113. Ranforsari pe colturi Fig. 2.114. Ranforsari la bosajele suruburilor

O alta modalitate de crestere a rezistentei mecanice este prin utilizarea razelor de racordare pe muchiile dintre suprafete, ceea se s-a si aplicat.

Pe plafonul caroseriei superioare a fost scris „PESCARU ALIN” prin scoatere de material a unei schite inchise (Fig. 2.115.).

Fig. 2.115. Scrierea numelui pe caroseria superioare

In figurile 2.116., 2.117. si 2.118. se pot remarca ranforsarile create pentru rigidizarea capacului bateriei. La aceasta piesa, s-au proiectat ranforsari de jur imprejur al conturului placii, incluzand zonele de prindere a celor 4 suruburi, zona considerata de risc major al rezistentei in momentul strangerii suruburilor. De asemenea, s-au realizat ranforsari si asupra bosajului incastrator al celor 3 suruburi de fixare in ansamblu.

Fig. 2.116. Vedere plana de jos asupra ranforsarilor

Fig. 2.117. Ranforsari de jur imprejur a conturului piesei Fig. 2.118. Ranforsari ale bosajului suruburilor

Ansamblul este proiectat cu o asamblate integrala de tip demontabil.

2.1.6 Tehnologia de fabricatie al pieselor de plastic

Piesele de plastic proiectate s-au realizate fizic cu ajutorul unor imprimante 3D.

Procesul tehnologic de printare tridimensionala sau 3D consta intr-un proces prin care un model digital realizat intr-un program de proiectare, este transformat intr-un obiect real, coordonandu-se printr-o serie de setari necesare in functie de rolul functional si estetic al pieselor, oferind forma modelului digital.

Principiul de functionare al unei imprimante 3D consta in adaugarea de material strat cu strat. Materialul se regaseste in general sub forma de filament, in general circular, fiind depus in stare topita.

Pentru ca masina sa reuseasca sa creeze un model inchegat, aceasta trebuie mai intai sa incalzeasca firul de plastic pana la 200 de grade celsius. Aceasta actiune are loc in capul de printare vopsit in culoarea bronzului.

Capul poate avea diferite dimensiuni si este incalzit cu ajutorul blocului de incalzire in care este fixat. Blocul de incalzire face legatura dintre canalul conducator al firului si duza de printare.

Filamentul de plastic este impins in duza de printare pentru a putea incepe printarea. In timpul functionarii, se executa miscari de retractie si impingere pentru a evita printarea in locuri nefavorabile.

Pentru realizarea pieselor s-au folosit 3 imprimante diferite cu dimensiunile maxime de printare de 20 x 20 x 20 [mm] (lungime, latime, inaltime):

Tevo Tarantula modificata (Fig. 2.119.);

Tevo Tarantula standard (Fig. 2.120.);

Antet A8 cu cadru de aluminiu si extruder bowden e3D Clone (Fig. 2.121.);

La aceste imprimante, capul de printare este coordonat de 3 motoare electrice, amplasate pe 3 directii perpendiculare X, Y, Z care genereaza o miscare longitudinala si transversala ce sunt mentinute odata cu miscarea cresterii in inaltime a straturilor depuse.

Una dintre miscari, cea longitudinala, este efectuta chiar de masa de printare pe care este construita piesa, miscandu-se fata-spate, iar pe celelalte doua directii, miscarea se realizeaza direct din capul de printare, cu ajutorul unor tije trase de curele ce prezinta dinti.

Fig. 2.119. Tevo Tarantula modificata

Fig. 2.120. Tevo tarantula standard Fig. 2.121. Anet A8 cu caroseria superioara pe masa de printare

Componentele obtinute prin acest proces tehnologic sunt: carcasa superioara, capacul bateriei si carcasa inferioara.

Carcasa superioara s-a pozitionat pe masa de printare cu suprafata plana a plafonului aflate in contact direct Fig. 2.122.

Fig. 2.122. Pozitionarea caroseriei superioare pe masa de printare

Aceasta piesa a necesitat generara unor suporti de sustinere (Fig. 2.123. si Fig. 2.124) pentru suprafetele aflate in aer.

Fig. 2.123. Generarea suportilor de sustinere Fig. 2.124. Sectiune in planul XY prin suportii de sustinere generati

Parametrii de printare ai caroseriei superioare sunt:

Material: PLA standard (culoare: portocaliu);

Densitatea de material: 1.25 [g]/[cm];

Lungimea firului: 60325 [mm];

Diametrul firului: 1.75 [mm];

Grosimea stratului depus: 0.28 [mm];

Densitatea materialului din piesa: 20%;

Tipul formei liniilor: Infill honeycomb (forma de hexagon);

Tipul suportilor generati: Simplify Acordeon (forma de acordeon).

Greutate cu suportii generati automat: 110 [g];

Greutate fara suportii generati automat: 99.8 [g];

Viteza medie de printare: 65 [mm]/[s];

Timpul estimat de printare: 9 ore si 12 minute;

Timpul real de printare: 11 ore si 44 minute.

Imprimanta folosita pentru generarea acestei piese a fost Antet A8. In figurile 2.125., 2.126. si 2.127 se afla piesa obtinuta in urma printarii, dupa inlaturarea suportilor de sustinere.

Fig. 2.125. Caroserie superioara – vedere izometrica

Fig. 2.126. Caroserie inferioara – vedere de sus Fig. 2.127. Caroserie inferioara – vedere de jos

Suportii generati figurile 2.128 si 2.129 s-au eliminat prin rupere cu ajutorul mainii libere, iar in locurile greu accesibile s-a folosit un cleste si un cutter ultrasonic. Cutterul ultrasonic s-a utilizat pentru a nu exista bavura in urma taierii si pentru mobilitatea sporita a lamei acestuia.

Fig. 2.128. Suporti de sustinere aripa spate Fig. 2.129. Suporti de sustinere placa roata pivotanta

Caroseria inferioara a fost pozitionata direct pe masa de printare, fara a fi necesar sa se genereze de suporti de sustinere (Fig. 2.130).

Fig. 2.130. Pozitionarea caroseriei inferioare pe masa de printare

Parametrii de printare ai caroseriei inferioare sunt:

Material: PLA standard (culoare: portocaliu);

Densitatea de material: 1.25 [g]/[cm];

Lungimea firului: 5954 [mm];

Total linii: 13533;

Diametrul firului: 1.75 [mm];

Grosimea stratului depus: 0.2 [mm]; primul strat 0.3

Densitatea materialului din piesa: 20%;

Tipul formei liniilor: Infill honeycomb (forma de hexagon);

Masa: 25 [g];

Viteza medie de printare: 60 [mm]/[s];

Timpul estimat de printare: 2 ore si 17 minute;

Timpul real de printare: 4 ore si 31 minute.

Pentru generarea acestei piese s-a folosit imprimanta Tevo Tarantula standard.

In figurile 2.131 si 2.132 se afla piesa obtinuta in urma printarii.

Fig. 2.131. Caroserie inferioara – vedere de jos Fig. 2.132. Caroserie inferioara – vedere de sus

Capacul bateriei a fost de asemenea pozitionat direct pe masa de printare, fara necesitatea generarii de suporti de sustinere (Fig. 2.133 si Fig. 2.134).

Fig. 2.133. Pozitionarea pe masa de printare Fig. 2.134. Pozitionarea pe masa de printare

Parametrii de printare ai caroseriei inferioare sunt:

Material: PLA standard (culoare: gri);

Densitatea de material: 1.25 [g]/[cm];

Lungimea firului: 7195 [mm];

Total linii: 56445;

Diametrul firului: 1.75 [mm];

Grosimea stratului depus: 0.2 [mm];

Densitatea materialului din piesa: 20%;

Tipul formei liniilor: Liniar inclinat la 45 de grade;

Masa: 21 [g];

Viteza medie de printare: 50 [mm]/[s];

Timpul estimat de printare: 39 minute;

Timpul real de printare: 4 ore.

Imprimanta folosita pentru generarea acestei piese a fost Tevo Tarantula modificata.

In figurile 2.135. si 2.136. se afla piesa obtinuta in urma printarii.

Fig. 2.135. Capac baterie – vedere de jos Fig. 2.136. Capac baterie – vedere de jos

In figurile 2.137. si 2.138. se afla macheta obtinuta in stare asamblata.

Baam, aici niste poze cu masinuta asamblata si gata cu subcapitolul asta.

Fig. 2.137. Macheta asamblata vedere de jos Fig. 2.138. Macheta asamblata – vedere de sus

2.2 Statie de incarcare

In vederea alimentarii cu energie electrica a vehiculului autonom, s-a realizat o statie de incarcare pentru acesta (Fig. 2.139.).

BAM, aici pun poza cu statia de incarcare.

Fig. 2.139. Statie de incarcare

2.2.1 Schema bloc. Generalități

In Fig. 2.140. s-a realizat schema bloc electrica a statiei de incarcare.

Fig. 2.140. Schema electrica de principiu a statiei de incarcare

Legenda:

CA – curent alternativ;

CC – curent continuu;

K1 – comutator retea 220V curent alternativ;

K2 – comutator 3 pozitii;

B1 – led 220V curent alternativ;

B2 – led 12V curent continuu;

V – voltmetru 0-10V curent continuu;

C – consumator (priza autovehicul);

Statia de incarcare s-a format din doua surse de curent continuu de 5 volti:

o sursa foloseste reteaua de 220 volti curent alternativ;

o sursa foloseste energie regenerabila – razele soarelui.

2.2.2 Descrierea componentelor statiei de alimentare. Functionalitarea statiei de alimentare

Sursa de alimentare de la reteaua de 220 volti curent alternativ transforma tensiunea de 220 volti curent alternativ in tensiune de 5 volti curent continuu.

Prezenta tensiunii de 220 volti curent alternativ de la intrare este semnalizata de un led de 220 volti curent alternativ (Fig. 2.141.) de culoare rosie.

Fig. 2.141. Led 220 volti curent alternativ

Sursa care foloseste energia regenerabila cuprinde:

un panou solar;

un stabilizator de tensiune;

un acumulator.

Panoul solar (Fig. 2.141.) produce o tensiune variabila de la 0 la 15 volti curent continuu in functie de intensitatea razelor soarelui.

Aceasta tensiune s-a semnalizat cu un led de 15 volti curent continuu (Fig. 2.142.) de culoare verde.

Fig. 2.142. Led 15 volti curent continuu

Panoul solar are dimensiunile de gabarit de 350 x 215 x 13 [mm] (lungime, latime, grosime) cu zona de interceptare a razelor soarelui de 290 x 170 [mm] (lungime, latime) si a fost fixat pe plafonul statiei de incarcare cu ajutorul unor profile de aluminium prinse cu surub – piulita.

Fig. 2.141. Panou solar

Stabilizatorul de tensiune stabilizeaza tensiunea variabila de la 0 la 15 volti curent continuu la 5 volti curent continuu.

Acumulatorul s-a folosit pentru inmagazinarea tensiunii produse de panoul solar stabilizata la 5 volti curent continu. Acesta are o capacitate de stocare de 5000 mAh si este prevazut cu 4 leduri de indicare al nivelului de incarcare (25%, 50%, 75%, respectiv 100%).

Acumulatorul s-a integrat pentru a capta in permanenta energia electrica produsa in timpul zilei, deci, pentru a nu fi irosita. Aceasta energie stocata poate fi consumata din acumulator pentru alimentarea externa noaptea, cand nu exista sursa de lumina care sa actioneze asupra panoului solar, deci, cand acesta nu produce electricitate.

BAM, aici pun poza cu acumulrotul.

Fig. 2.9. Acumulator

Cele doua surse de alimentare s-au conectat printr-un comutator cu 3 pozitii: sursa 1, 0 , sursa 2.

Fig. 2.9. Comutator 3 pozitii

Pe traseul curentului electric de la priza de 220 volti curent alternativ s-a montat un comutator cu doua pozitii (pornit/oprit).

Fig. 2.9. Comutator 2 pozitii

Tensiunea statiei de incarcare este masurata in permanenta de un voltmetru digital.

Fig. 2.9. Voltmetru digital

2.2.3 Tipuri de conexiuni intre componentele electronice

Pentru conectarea componentelor electronice s-au utilizat doua tipuri de imbinari:

imbinari demontabile;

imbinari nedemontabile.

2.2.3.1 Utilizarea conexiunilor tip demontabil

Conexiunile demontabile s-au folosit in general pentru a facilita rapiditatea modul de asamblare si dezasamblare. De asemenea, utilizarea acestor tipuri de conexiuni s-a facut si pentru a putea adauga sau schimba anumite componente, prin simpla decuplare a unui cablu.

Aceste tipuri de conexiuni sunt prezente sub forma de conectori si mufe tip mama/tata.

2.2.3.2 Utilizarea conexiunilor tip nedemontabile

Conexiunile nedemontabile s-au utilizat la cositorirea firelor din circuit. Avantajul pe care il prezinta acest tip de asamblare intre componentele electronice rezida in buna conductibilitate a curentului electric.

Cositorirea este un proces tehnologic prin care doua sau mai multe fire, pini, sau urechi electrice sunt lipite intre ele. Operatia se realizeaza cu un pistol de lipit, ce incalzeste atat materialul de adaus utilizat, cat si elementele ce urmeaza a fi unite.

Pentru cositorirea firelor din montajul electronic al statiei de incarcare s-a folosit fludor sub forma de sarma, avand pe mijloc flux decapant. Fludorul este un aliaj de plumb cu staniu ce are temperatura de topire mica.

Baaam, aici pun poze cu firele cositorite.

Fig. 2.9. Exemple de fire cositorite.

In unele situatii, s-a utilizat banda izoliera peste elementele cositorite, in vederea izolarii acestora pentru a creste gradul de protectie.

Capitolul 3. CONCEPTUL DE VEHICULUL AUTONOM

3.1 Necesitatea migrarii autovehiculelor catre conducere autonoma

Din ce in ce mai multi producatori de autovehicule lucreaza la dezvoltarea manevrarii lor prin atribuirea anumitor functii pe care conducatorul ar trebuii sa le faca, catre conducerea autonoma, prin care autovehiculul este capabil sa realizeze singur anumite manevre, luand decizii singur.

Printre aceste functii se enumera majoritatea comenzilor ce pot fi preluate de autovehicul in anumite situatii: parcare asistata sau parcare automata, mentinerea unei viteze constante setata, atentionarea asupra starii de oboseala, atentionarea asupra parasirii benzii de circulatie si conducerea independenta fara necesitatea interventiei conducatorului. Acestea sunt doar cateva dintre principalele aspecte ce se pot realiza de catre un autovehicul autonom, care, atat conducatorului dar si a celorlalti participanti la trafic le fac viata mai usoara.

In momentul de fata, cea mai mare problema este reprezentata de siguranta utilizarii acestor sisteme. Un senzor defectat, la o viteza mare, poate produce urmari tragice si acest fapt nu poate fi permis de catre niciun mare producator. Cercetarea si dezvoltarea utilizarii acestor functii in regim de siguranta totala, duce la costuri foarte mari.

Este necesar ca autovehiculele sa migreze catre conducerea autonoma pentru a crea o viata mai usoara. Cum foarte multe persoane nu sunt tocmai atrase de autovehicule in special de conducerea acestora, acest fapt ar constituii un adevarat succes.

In prezenta lucrare, s-a urmarit implementarea unui astfel de sistem si anume conducerea independenta controlata de autovehicul pe un traseu impus.

3.2 Descriere programului software CRUMBLE

Programarea autovehiculului autonom s-a realizat in programul software CRUMBLE.

Acest soft a fost lansat pe piata in luna septembrie a anului 2016 si ca mod de gandire este similar cu programele software arduino sau raspberry.

Principala diferenta dintre crumble si arduino sau raspberry consta in interfata de lucru, care este mult mai prietenoasa. Scrierea codului de program este eliminata, iar formarea acestuia se realizeaza prin selectarea functiei dorite dintr-o biblioteca impartita in 6 categorii. Aceste categorii sunt: Basic (Fig. 3.1), Input/Output (Fig. 3.6.), Sparkles (Fig. 3.5.), Control (Fig. 3.2.), Variables (Fig. 3.3.) si Operators (Fig. 3.4.).

Fig. 3.1. Categoria Basic Fig. 3.2. Categoria Control Fig. 3.3. Categoria Variables

Fig. 3.4. Categoria Operators Fig. 3.5. Categoria Sparkles Fig. 3.6. Categoria Input/Output

Modul de preluare al functiilor existente in biblioteca, se face prin apasarea pe functia dorita si pozitionarea in structura programului la care se lucreaza. Dupa ce structura programului s-a realizat, se completeaza functiile introduse, prin apasarea pe spatiile completate sau semicompletate pentru a schimba campul, iar acolo unde trebuie scrise numere sau cifre, se introduc de la tastatura.

Dupa scrierea secventei de cod, acesta s-a incarcat pe placa electronica de circuit programabila prin intermediul unui cablu de date micro-USB prin intermediul apasarii butonul verde in forma de triunghi, amplasat in coltul din stanga sus al interfetei programului. De asemenea, langa acest buton, se afla inca un boton in forma de patrat rosu, ce permite simularea prin rulare in timpul conectarii a programului software creat la placa programabila crumble, oferind posibilitatea de a porni si oprii programul.

Fig. 3.7. Butoane pentru incarcarea pe platofma sau testarea codului

3.3 Cod folosit în programarea autovehiculului autonom

Codul generat pentru programarea senzorilor inflarosu in vederea urmaririi unui traseu definit (linie), rezida in utilizarea a doua functii de control si a 8 functii Input/Output, dupa cum se poate observa in Fig. X.

Fig. 3.8. Cod utilizat in programarea autovehiculului autonom

3.4 Modul de functionare al vehiculului autonom creat

Functionarea autovehiculului autonom are la baza o serie de factori ce influenteaza desfasurarea modului de parcurgere a traseului impus printre care se enumera: suprafata de rulare (impuritati, denivelari, gropi, substante de natura uleioasa etc.), rotile (uzura anvelopelor, substante de natura uleioasa), vremea (rulare in conditii de ploaie/uscat) si altele.

Punerea in miscare a machetei este efectuata de cele doua motoare electrice amplasate pe puntea spate. Acestea sunt montate individual, pe fiecare roata in parte.

Deplasarea vehiculului se realizeaza prin corelarea directa dintre senzorii inflarosu, senzorul ultrasonic de distanta, motoarele electrice si partea de comanda si control crumble.

In momentul in care senzorii inflarosu primesc un semnal care atentioneaza faptul ca linia urmarita isi schimba directia, acest semnal este transmis la microprocesorul de pe placa electronica programabila, care, la randul sau, trimite un semnal catre motoarele electrice prin care se coordoneaza miscarea.

Procentajul de putere utilizat in deplasarea liniara este de 100% la ambele motoare electrice, iar la virare, se creaza un raport in functie de unghiul de virare.

Cu cat unghiul de virare este mai mic, cu atat si raportul de putere al motoarelor la roti se modifica progresiv, prin cresterea de putere la un motor si scaderea de putere la celalalt.

Situatia critica este reprezentata de virarea intr-o curba in forma „ U”, care are diametrul semicercului egala sau mai mica decat lungimea vehiculului, efectuandu-se astfel o virare prin aplicarea inversarii polaritatii motorului din partea inchisa a curbei si astfel obtinandu-se o diferenta de putere de -125%, acesta ruland la capacitatea de 25% in directie inversa, in timp ce motorul rotii de pe partea deschisa a curbei functioneaza la capacitate maxima de 100%.

La intalnirea obstacolelor, senzorul ultrasonic de distanta amplasat in partea din fata a vehiculului primeste un semnal reflectat din obstacol si il transmite la microprocesorul de pe placa electronica programabila, care, la randul sau, trimite un semnal catre motoarele electrice prin care stopeaza deplasarea, reducand puterea la 0%.

Odata ce obstacolul a fost indepartat, vehiculul isi reia deplasarea, astfel evitand posibilitatea crearii unui accident.

Capitolul 4. INCERCAREA AUTOVEHICULULUI AUTONOM

4.1 Planul de măsurători

S-au efectuat masuratori privind autonomia bateriei raportate la timp de functionare si distanta parcursa. De asemenea, s-a efectuat un studio asupra virajelor efectuate la diferite viteze de functionare cu rapoarte diferite de putere asupra motoarelor electrice de propulsie.

Fig. 4.1. Traseul propus pentru efectuarea masuratorilor si incercarilor

4.1.1 Masuratori privint autonomia bateriei

In vederea calculului autonomiei bateriei vehiculului, s-au efectuat masuratori pe un traseu inchis Fig. 4.1., cu lungimea de 4.5 metrii dintre care 3.5 metrii fiind linie dreapta ca suma a celor doua distante paralele de 1.75 metrii, iar 1 metru viraje, ca suma de 0.5 metrii a celor doua semicercuri.

Latimea benzii stabilizatoare a traseului este de 1 centimetru si are culoarea negru pentru o mai buna reflexie a undei inflarosu generate de senzorii inflarosu.

Parcurgerea completa a traseului propus pentru masuratori s-a efectuat in in X secunde, astfel s-a calculat viteza medie de rulare ca fiind:

Vmed = distanta / timp= 4 metrii / X secunde = Y km/h

Numarul de ture realizat cu bateria incarcata la capacitate maxima pana la epuizare, a fost de W ture, efectuat in T timp.

4.2 Rezultate experimentale

Planul experimental cuprinde 3 situatii de functionare al vehiculului autonom, prin aplicarea unor regimuri de turatie diferite la motoarelor electrice:

Cazul 1: motor 1 turatie de +100%, motor 2 turatie de -25%;

Cazul 2: motor 1 turatie de +75%, motor 2 si turatie de -25%;

Cazul 3: motor 1 turatie de +50%, motor 2 turatie de -50%.

4.2.1 Analiza virajelor efectuate in diferite regimuri de turatie a motoarelor electrice. Analiza unghiurilor de virare. Analiza vitezei.

Cazul 1: motor 1 turatie de +100%, motor 2 turatie de -25%

Traseul inchis cu lungimea de 4.5 metrii s-a parcurs complet in X secunde, astfel s-a calculat viteza medie de rulare ca fiind:

Vmed = distanta / timp= 4 metrii / X secunde = Y km/h

Cazul 2: motor 1 turatie de +75%, motor 2 si turatie de -25%

Cazul 3: motor 1 turatie de +50%, motor 2 turatie de -50%

Capitolul 5. CONCLUZII

Au existat in jur de 30 de incercari de printare 3D ale celor 3 piese, cu diferite setari si culori ale materialului, iar cele alese pentru a fi montate sunt cele mai calitative din punctul de vedere al rezistentei mecanice, estetic si functional, care sa indeplineasca rolul de asamblare prin respectarea tolerantelor.

In Fig. X si Fig. Y se afla o parte din incercarile de printare.

Baaaaamonos, aici ii dau cu o poza cu toate rebuturile de la printat. Amin.

BIBLIOGRAFIE

[5] https://ro.wikipedia.org/wiki/Pilă_de_combustie#/media/File:Fuel_cell.svg

http://www.istoricauto.ro/istorie-istoria-masinilor-electrice.html

http://www.e-automobile.ro/categorie-automobile/21-electrice/48-autonomie-electric.html

https://www.afdc.energy.gov/vehicles/how-do-all-electric-cars-work

http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_car, 16.11.2011

http://ro.wikipedia.org/wiki/Automobil_electric, 16.11.2011

L. Oniciu (coordonator) Conversia electrochimică a energiei Editura Științifică și Enciclopedică, București, 1977, 16.11.2011

I. Ștefănescu ș.a. Pile de combustibil – între teorie și practică, Editura Conphys, Rm. Vâlcea, 2010

Gabriel L. Pavel Modelarea pilelor de combustie de tip PEMFC 2009

D. Constantinescu, D.I. Văireanu, Tehnologia proceselor electrochimice Printech București, 2000

S. Muscalu, V. Platon, Pile de combustie, Editura Tehnică, București 1989

www.elforum.ro

www. ro.wikipedia.org [ro.wikipedia.org/wiki/Automobil_electric ]15.11.2011

www,autoforum.ro

www.mitsubishi-motors.ro[www.mitsubishi-motors.ro/modele/i-miev/introducere]

G. Murgulescu, O. M. Radovici Introducere în chimia fizică, vol IV, "Electrochimia" Editura Academiei, București, 1986, p. 54-55

www.ziare.ro [http://www.ziare.com/articole/automobil+electric]

UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMIȘOARA

COLECTIVUL _______________________________

Examen de diplomă și de licență Referent 1.

An______ Specializarea

Sesiunea iunie 2017 Referent 2.

Absolvent _______________________Conducător __________________________

Denumirea lucrării de diplomă___________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

R E F E R A T

ASUPRA PROIECTULUI DE DIPLOMĂ / DISERTAȚIE

Date generale, oportunitatea și actualitatea temei de diplomă:__________________

_____________________________________________________________________

________________________________________________________

Aprecieri asupra conținutului tehnico – științific al lucrării, nr. pagini:____________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Aprecieri asupra parții desenate __________________________________________

____________________________________________________________________

Utilizarea calculatorului, programe de calcul _______________________________

____________________________________________________________________

Contribuții originale ___________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________

Propuneri, completări, modificări, reduceri, etc.______________________________

____________________________________________________________________

Concluzii:____________________________________________________________

____________________________________________________________________

(se poate continua pe verso) Semnătura referenților,

UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMISOARA

FACULTATEA DE MECANICĂ

COLECTIVUL ______________________________ Sesiunea iunie2017

Media anuală Nota conducatorului

REFERAT

ASUPRA PROIECTULUI DE DIPLOMĂ

ABSOLVENT ______________________ CONDUCĂTOR ________________________

Tema lucrării de diplomă / disertație ____________________________________________

________________________________________________________________________________

A. Date generale

Structura proiectului

obișnuită de cercetare de execuție

2. Conținutul proiectului Nr. de pagini

bun foarte bun cu elemente de originalitate

cu erori de calcul cu erori de algoritm

Utilizarea calculatorului

Programe de biblioteca sau programe speciale de calcul sau simulare.

nr. Programe soft profesional  nr programe speciale (realizate in catedra)

nr programe realizate de candidat

APRECIEREA PARȚILOR POZITIVE ȘI NEGATIVE (se continua pe verso)

Semnatura conducătorului,

DECLARAȚIE DE AUTENTICITATE A LUCRĂRII DE FINALIZARE A STUDIILOR

Subsemnatul _________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ,

legitimat cu ________________seria ________nr. ___________________________, CNP ________________________________________________________________ autorul

lucrării ________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________ elaborată în vederea

susținerii examenului de finalizare a studiilor de ______ ______________________________________organizat de către Facultatea _______________________ ______________________________din cadrul Universității

“Politehnica” din Timișoara, sesiunea ____________________ a anului universitar __________________, luând în considerare conținutul art. 39 din RODPI – UPT, declar pe

proprie răspundere, că această lucrare este rezultatul propriei activități intelectuale, nu

conține porțiuni plagiate, iar sursele bibliografice au fost folosite cu respectarea legislației

române și a convențiilor internaționale privind drepturile de autor.

Timișoara,

Data Semnătura

_______________________ ______________________________

Declarația se completează „de mână” și se inserează în lucrarea de finalizare a studiilor, la sfârșitul acesteia, ca parte integrantă.