Licență Grozăvescu Claudiu Eugen 20191 [621952]

UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMIȘOARA
FACULTATEA DE MECANICĂ
DEPARTAMENTUL MAȘINI MECANICE, UTILAJE ȘI
TRANSPORTURI
SPECIALIZAREA AUTOVEHICULE RUTIERE

LUCRARE DE LICENȚĂ

Coordonator proiect:
ș.l. dr. ing. Stoica Virgil
Absolvent: [anonimizat]
2019

UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMIȘOARA
FACULTATEA DE MECANICĂ
DEPARTAMENTUL MAȘINI MECANICE, UTILAJE ȘI
TRANSPORTURI
SPECIALIZAREA AUTOVEHICULE RUTIERE

CUTIE DE VITEZE SECVENȚIALĂ

Coordonator proiect:
ș.l. dr. ing. Stoica Virgil
Absolvent: [anonimizat]
2019

LUCRARE DE LICENȚĂ

3

Cuprins
1. CUTIA DE VITEZE ……………………………………………………………………………….. 4
1. 1 Principiul de funcționare ………………………………………………………………………… 5
1. 2 Clasificare …………………………………………………………………………………………….. 5
1. 3 Transmisia secvențială ………………………………………………………………………….. 6
2 STANDUL EXPERIMENTAL …………………………………………………………………… 6
2. 1 Prezentarea standului experimental ………………………………………………… 7
2. 2 Calcul de verificare al tijelor filetate ……………………………………………….. 11
2. 3 Descrierea părților de control ………………………………………………………. . 20
2.3.1 Cilindrii pneumatici ………………………………………………………………. 20
2.3.2 Electrovalvele de gaz: ………………………………………………………….. 25
2. 4 Descrierea părții de comandă ………………………………………………………. 27
2.4.1 ARDUINO ……………………………………………………………………….. 36
2.4.2 Program stand experimental ……………………………………………… 38
3 Date experimentale ……………………………………………………………………………… 45
4 Concluzii ……………………………………………………………………………………………. 49
5 Bibliografie …………………………………………………………………………………………. 50

LUCRARE DE LICENȚĂ

4
1 CUTIA DE VITEZE
În mod general, o transmisie este o interfață între mașina motoare și mașina d e
lucru, transferând energia în spațiu și transformând -o în timp cu pierderi minime de
energie. Din punct de veder al tipurilor de transmisii acestea se pot clasifica astfel:
 Transmisii mecanice;
 Transmisii hidraulice;
 Transmisii pneumatice;
 Transmisii electrice;
 Transmisii magnetice;
 Transmisii hibride.

Transmisiile mecanice sunt părți componente ale sistemelor mecanice mobile,
dispuse între mașina motoare și cea de lucru, având rolul de a îndeplinii parametrii
cinematici, dinamici și energetici ai acestora(viteză unghiulară, turație, putere, moment,
etc.). La rândul lor, transmisiile mecanice se pot clasifica în funcție de principiu l de
funcționare(prin angrenare sau prin frecare) sau după variația raportului de
transmitere(cu raport de transmitere constant sau variabil).
Cutia de viteze face parte din familia transmisiilor mecanice cu raport de
transmitere variabil. Indiferent de numărul treptelor de viteze pe care le poate av ea,
aceasta este formată din două mari părți componente: mecanismul redu ctor sau cutia
propriu- zisă și partea de fixare și comandă a treptelor.

Figura 1.1 cutie de viteze cu doi arbori [1]

LUCRARE DE LICENȚĂ

5

În principal cutia de viteze trebuie să aibă și să îndeplinească următoarele funcții
și condiții:
 Modificarea forței de tracțiune funcție de variația rezistenței
la înaintare;
 Deplasarea in spate a autovehiculului fără a inversa sensul
de rotație al motorului;
 Staționarea pe loc a autovehiculului cu motorul pornit;
 Asig urarea unor performanțe dinamice ridicate;
 Siguranță în funcționare;
 Rezistență mare la uzură;
 Construcție simplă și mentenanță ușoară.

Principiul de funcționare
Pentru automobilele cu soluția totul față(motorul dispus pe puntea față a
autovehiculului și tracțiune față) cutia de viteză este compusă din doi arbori: un ul de
intrare(principal) și un arbore de ieșire. Arborele primar este conectat la arborele cotit al
motorului cu ardere internă prin intermediul unui cuplaj intermitent denumit ambreiaj ce
permite cuplarea si decuplarea arborilor în timpul mersului. Arborele secundar al cutiei
este cuplat la diferențialul amplasat pe puntea față.

Figura 1.2 schemă cinematică cutie viteze 5+1 [2]

LUCRARE DE LICENȚĂ

6
În timpul mersului autovehiculul trebuie să satisfacă anumite performanțe
dinamice: deplasarea cu viteză mare la turații cât mai reduse pentru a reduce timpul de
deplasare și consumul de combustibil. Această nevoie dinamică este satisfăcută parțial
sau total cu ajutorul cutie de viteze care are un raport de transmitere pe fiecare treaptă
de viteză în parte. La demararea de pe loc cutia trebuie sa satisfacă un raport d e
transmitere mai mar e pentru a pune în mișcare ansamblul autovehiculului, față de
celelalte trepte când autovehiculul se află deja in mișcare.
Clasificare
Din punct de vedere constructiv, cutiile de viteze se pot clasifica în:
 Cutii de viteze manuale;
 Cutii de viteze automat e.
La rândul lor transmisiile automate se clasifică în mai multe subcategorii:
 Secvențială;
 Cu dublu ambreiaj;
 CVT(continuous variable transmission);
 Hydra-Matic;

Transmisia secvențială
Cutiile de viteze secvențiale fac parte din familia cutiilor automate dar cu o
particularitate aparte: existența levierului pentru schimbarea treptelor de viteză sau, o
tehnologie mai modernă, existența padelelor în spatele volanului.
Acest tip de cutie a aparut undeva în jurul anilor 1970 din nevoia de modernizare
și de confort a condusului. Inginerii au vrut să scurteze cât mai mult timpul pierdut la
schimbarea vitezelor de la o cutie manuală și au venit cu o soluție în care șoferul să nu
mai fie nevoit să apese ambreiajul. Pedala de ambreiaj a fost înlocuită cu u n actuat or
mecanic,electric sau hidraulic. Acest actuator prezintă o furcă cu același rol ca al
pedalei de ambreiaj, dar fără ca șoferul să poată interveni în vreun fel.
Primele modele de transmisii secvențiale au funcționat prin comandă electro nică
pentru cuplare a și decuplarea ambreiajului și direct pentru schimbarea treptelor.

LUCRARE DE LICENȚĂ

7

Figura 1.3 transmisie secvențială [3]
Cele mai moderne soluții de astfel de cutii de viteze permit schimbarea vitezelor
într-o fracțiune de secundă cu ajutor ul electronicii. Pentru a trece într-un raport superior,
se dă un impuls asupra levierului de selectare spre înainte, iar pentru a trece într-un
raport inferior, se dă un impuls asupra levierului de selectare spre înapoi fără a elibera
neapărat piciorul de pe pedala de accelerație.
Două împingeri succesive sp re înainte permit urcarea a două trepte odată (cu
excepția cazului de subturație), iar două împingeri succesive spre înapoi permit
coborârea a două trepte odată (excepție în caz de s upraturație)

LUCRARE DE LICENȚĂ

8
2 STANDUL EXPERIMENTAL
Scopul lucrării de față este de a încearca construi rea unei transmisii
automate de tip secvențial, dintr -o cutie de viteze manuală folosind elemente de
comandă electrice și pneumatice precum și elemente de control programate și
monitorizate în arduino ce are la bază limbajul C++ .

2. 1 Prezentarea standului experimental

Figura 2.1 stand experimental
Tema aleasă și propusă este una destul de complexă ce implică îmbinarea mai
multor domenii și discipline studiate: rezistența materialelor pentru a putea aleg e și
folosii materiale ce rezistă forțelor și șocurilor ce apar, acționări hidraulice și pneumatice
pentru a putea înțelege și utiliza cilindrii pneumatici ce acționează l evierul cutiei,
sisteme de comandă și control pentru a putea crea schemele logice și programul de
comandă al standului, mecanica fluidelo r, vibrații, etc.
Cadrul este confecționat din douăsprezece bare de oțel cu structura
dreptunghiulară de 4 [cm] lungime pe 2 [cm] lățime (conform Figura 2.3), îmbinate între
ele prin procedeul de sudare cu electrod în punct la o intensitate a curentului d e 80 [A],
timp de 2 secunde, pentru păstra intactă suprafața barelor folosite și pentru a ev ita
apariția găurilor ce se pot datora aplicării curentului foarte mare într -un singur punct
pentru o perioadă mai îndelungată de timp.

LUCRARE DE LICENȚĂ

9

Figura 2.2 secține bară cadru

Cadrul în sine, precum barele utilizate, are aspect dreptunghiular pentru a
îngloba și pentru a oferi spațiul necesar tuturor agregatelor folosite. Dimensiunile
cadrului ca ansamblu(conform Figura 2.4) sunt 90 [cm] înălțime x 40 [cm] lățime x 80
[cm] lungime. Aceste cote au fost alese în mod arbitrar astfel încât să confere o mai
bună manevrabilitate a pieselor anexate precum și pentru a facilita un a cces cât mai
facil utilizatorului pentru eventualele modificări ce pot inteveni pe parcurs.

LUCRARE DE LICENȚĂ

10

Figura 2.3 schiță dimensiuni cadru
În ideea evitării torsionării cadrului, dar și ca elemente de fixare și susținere a
cilindrilor pneumatici, s-a ales utilizarea unor bare tot din oțel,dar de dimensiuni mai
mici(conform Figura 2.5) , cu structură pă trat de 2 [cm] x 2 [cm]. Un ultim aspect al
cadrului ar fi roțile ce asigură transportarea dintr -o parte în alta, care au fost asamblate
cu șurub -piuliță.

Figura 2.4 secțiune bară întăritură

LUCRARE DE LICENȚĂ

11

Figura 2.5 schiță cadru finală
Unde:
1- Cadru stand experimental;
2- Cutie de viteze;
3- Bare de întăritură;
4- Bară de întăritură pentru susținerea cilindrului pneumatic orizontal;
5- Bară de întăritură pentru susținerea cilindrului pneumatic vertic al;
6- Prinderi cu șurub și piuliță a cutiei de cadru;
7- Roți pentru deplasarea și manevrarea cadrului;
8- Mânere .
Cutia de viteze pentru lucrarea de față este o transmisie manuală în 5+1 trepte
de viteză cu 2 arbori provenită de la un autovehicul marca Volkswage n tipul Golf 3
hatchback, 1.6 i, având seria CYZ12046. Alegerea a fost făcută din mai multe motive:
dimensiuni reduse ale cutiei de viteze, gabarit redus, simplitatea levierului de acționare
al treptelor de viteze, precum și datorită ușurinței de acționare a levierului.
O transmisie de genul acesta, în mod normal ar trebui să conțină între 1,8 -1,9 [l]
de ulei pentru o funcționare optimă. De regulă, pentru astfel de transmisii, se folosește
ulei de tipul G50 SAE 75W90. La momentul achiziționării, deși anul fabricației este 19 93
și nu a fost completat/schimbat uleiul cutiei, aceasta conținea 1,6 [l] de ulei. Cele
menționate anterior au constituit încă un factor decizional important pentru alegerea
acestei transmisii.

LUCRARE DE LICENȚĂ

12

Figura 2.6 cutie de viteze VW Golf3 [4]

2. 2 Calcul de verificare al tijelor filetate

Cilindrii pneumatici sunt fixați pe cadru cu ajutorul unor tije filetate cu diametrul
de 8 mm. Datorită faptului că cilindrii sunt supuși unor forțe destul de mari de împingere
sau de compresiune, aceștia trebuie să fie foarte bine fixați, iar tijele trebuie să reziste
reacțiunilor date forțele ce apar în sistem. Pentru a vedea dacă soluția de fixare a
cilindrilor este corectă, se efectuează un calcul de verificare al rezistenței tijelor la
forțele la care sunt supuse, astfel că partea practică se transpune într -un model de
problemă de rezistența materialelor având următoarele date inițiale: d tijă= 8[mm],
ltijă=270 [mm], ϭa=150[ MPa], E=2×105[MPa], F=22[ N], δ=0,1[ mm]. Cazul de față este
cazul unei bare simple, încastrată în ambele capete pe care se aplică o forță verticală.
Se trasează diagrama de eforturi tăietoare și de momente, după care se verifică dacă
tensiunea ce apare în tijă se încadrează în tensiunea materialului sau trebuie luate
măsuri de prevenție a ruperii tijelor.

LUCRARE DE LICENȚĂ

13

Figura 2.7 desen tija filetată cilindrului orizontal

Se calculează sumă de momente în punctele A și B pentru a afla valoarea
reacțiunilor din reazăme:

(∑M) A=V B390 − 𝐹310 = 0 =>𝑉𝐵=17,48[N]
Ecuația 2.1ecuația sumei de momente în punctul A
 Pe intervalul A-1 T în punctul x= V A=4,51[N].
(∑𝑀) 𝐵= V A390 − 𝐹 80= 0 =>𝑉𝐴= 4, 51[N]
Ecuația 2.2 ecuația sumei de momente în punctul B
 Pe intervalul 1-B T în punctul x=- 𝑉𝐵= − 17,48[N].

LUCRARE DE LICENȚĂ

14

Figura 2.8 diagrama forțelor tăietoare
Cu ajutorul reacțiunilor din reazăme, aflate cu Ecuația 2.1 și Ecuația 2.2, se
trasează diagrama forțelor tăietoare expusă în Figura 2.8.
În continuare se calculează pe aceleași intervale valoarea momentului
încovoietor M i pentru a se trasa diagrama de momente.
 Pe intervalul A-1 :
𝑴𝒊𝑨= 𝑽 𝑨𝐱[𝐍𝐦]
Ecuația 2.3 ecuația momentului încovoietor în punctul A
Pt. x=0 => 𝑀𝑖𝐴= 𝑉 𝐴0 = 0 [Nm]
Ecuația 2.4 valoarea momentului încovoietor în punctul A pentru x=0
Pt. x=310 [𝑚𝑚 ] => 𝑀𝑖𝐴= 𝑉 𝐴310 = 1, 398 [𝑁𝑚]
Ecuația 2.5 valoarea momentului încovoietor în punctul A pentru x=310 [mm ]

LUCRARE DE LICENȚĂ

15
 Pe intervalul 1- B:
𝑀𝑖𝐵= 𝑉 𝐵x[Nm]

Ecuația 2.6 ecuația momentului încovoietor în punctul B
Pt. x=0 => 𝑀𝑖𝐵= 𝑉 𝐵0 = 0 [Nm]
Ecuația 2.7 valoarea momentului încovoietor în punctul A pentru x=0
Pt. x=80 [𝑚𝑚 ] => 𝑀𝑖𝐵= 𝑉 𝐵80= 1, 398 [𝑁𝑚]
Ecuația 2.8 valoarea momentului încovoietor în punctul A pentru x=80 [mm ]
Pe baza valorilor obținute cu ajutorul ecuațiilor 2.4, 2.5, 2.7 și 2.8 se poate
trasa și diagra ma de moment încovoietor conform cu Figura 2.9.

LUCRARE DE LICENȚĂ

16

Figura 2.9 diagrama cu moment încovoietor

LUCRARE DE LICENȚĂ

17
În continuare calcululu de verificare a tijelor de susținere a cilindrului pneumatic
orizontal se verifică dacă tensiunea ce apare în acestea se încadrează în limitel e
impuse de tensiunea maximă a materialului tijei sau nu.
ϭ𝒄=𝑵
𝑨 [𝐌𝐏𝐚 ]
Ecuația 2.9 ecuația tensiunii de cur gere a tijei filetate cilindrului orizontal
𝑨 =𝝅𝒅𝟐
𝟒=𝟓𝟎,𝟐𝟔[𝐦𝐦 ]
Ecuația 2.10 valoarea ecuația ariei secțiunii tijei filetate cilindrului orizontal
𝑵 =𝑬𝑨𝜹
𝒍= 𝟐, 𝟓𝟕[𝐤𝐍]
Ecuația 2.11 valoarea eceuației efortului N
ϭ𝑐=𝑁
𝐴=51,28[MPa ]< ϭ 𝑎
Ecuația 2.12 valoarea tensiunii de curgere a tijei filetate 1
Pe același model se verifică și tija filetată de susținere a cilindrului pneumati c
vertical . Și în acest caz avem o bară simplă, încastrată în ambele capete pe care se
aplică o forță verticală. Se trasează diagrama de eforturi tăietoare și de momente , după
care se verifică dacă tensiunea ce apare în tijă se încadrează în tensiunea materialului
sau trebuie luate măsuri de prevenție a ruperii tijelor. Se au în vedere urm ătoarele date
inițiale: d tijă= 8[mm], ltijă=270 [mm], ϭa=150[ MPa], E=2×105[MPa], F=55[ N], δ=0,1[ mm].

Figura 2. 10 desen tijă filetată cilindru doi
Se calculează sumă de momente în punctele A și B pentru a afla valoarea
reacțiunilor din reazăme:
(∑M) A=V B280 − 𝐹130 = 0 =>𝑉𝐵=25,53[N]
Ecuația 2.13 ecuația sumei de momente în punctul A

LUCRARE DE LICENȚĂ

18
 Pe intervalul A-1 T în punctul x= -V A=−29,46[𝑁].
(∑𝑀) 𝐵= V A280 − 𝐹150 = 0 =>𝑉𝐴=29,46[N]
Ecuația 2.14 ecuația sumei de momente în punctul B
 Pe intervalul 1-B T în punctul x=𝑉𝐵=25,53[𝑁].

Figura 2. 11 diagrama forțelor tăietoare
Cu ajutorul reacțiunilor din reazăme, aflate cu Ecuația 2.1 și Ecuația 2.2, se
trasează diagrama forțelor tăietoare expusă în Figura 2.8.
În continuare se calculează pe aceleași intervale valoarea momentului
încovoietor M i pentru a se trasa diagrama de momente.
 Pe intervalul A-1:
𝑴𝒊𝑨= 𝑽 𝑨𝐱[𝐍𝐦]
Ecuația 2.15 ecuația momentului încovoietor în punctul A
Pt. x=0 => 𝑀𝑖𝐴= 𝑉 𝐴0 = 0 [Nm]
Ecuația 2.16 valoarea momentului încovoietor în punctul A pentru x=0
Pt. x=130 [𝑚𝑚 ] => 𝑀𝑖𝐴= 𝑉 𝐴130 = 3, 82[𝑁𝑚]
Ecuația 2.17 valoarea momentului încovoietor în punctul A pentru x= 130[mm ]

LUCRARE DE LICENȚĂ

19
 Pe intervalul 1- B:
𝑀𝑖𝐵= 𝑉 𝐵x[Nm]

Ecuația 2.18 ecuația momentului încovoietor în punctul B
Pt. x=0 => 𝑀𝑖𝐵= 𝑉 𝐵0 = 0 [Nm]
Ecuația 2.19 valoarea momentului încovoietor în punctul A pentru x=0
Pt. x=150 [𝑚𝑚 ] => 𝑀𝑖𝐵= 𝑉 𝐵150 = 3, 82[𝑁𝑚]
Ecuația 2.20 valoarea momentului încovoietor în punctul A pentru x=150 [mm ]
Pe baza valorilor obținute cu ajutorul ecuațiilor 2.16, 2.17, 2.19 și 2.20 se poate
trasa și diagrama de moment încovoietor conform cu Figura 2. 12.

Figura 2. 12 diagrama cu moment încovoietor

LUCRARE DE LICENȚĂ

20
În continuarea calcululu de verificare a tijelor de susținere a cilindrului pneumatic
orizontal se verifică dacă tensiunea ce apare în acestea se încadrează în limitel e
impuse de tensiunea maximă a materialului tijei sau nu.
ϭ𝒄=𝑵
𝑨 [𝐌𝐏𝐚 ]
Ecuația 2.21 ecuația tensiunii de cur gere a tijei filetate 1
𝑨 =𝝅𝒅𝟐
𝟒=𝟓𝟎,𝟐𝟔[𝐦𝐦 ]
Ecuația 2.22 valoarea ecuația ariei secțiunii tijei filetate 1
𝑵 =𝑬𝑨𝜹
𝒍= 𝟑, 𝟓𝟗[𝐤𝐍]
Ecuația 2.23 valoarea eceuației efortului N
ϭ𝑐=𝑁
𝐴=71,42[MPa ]< ϭ 𝑎
Ecuația 2.24 valoarea tensiunii de curgere a tijei filetate 2

LUCRARE DE LICENȚĂ

21
2. 3 Descrierea părților de c ontrol
Din categoria elementelor de control ale standului experimental al cutiei de viteze
secvențială se pot enumera: cilindrii pneumatici, electrovalvele cilindrilor pneumatic,
precum și electrovalvele specifice instalațiilor de gaz ce deschid/întrerup c ircuitul prin
care trece fluidul de lucru. Fiecare componentă de comandă enumerată mai sus are un
rol esențial în realizarea proiectului, iar prin lipsa sau defectarea vreunei componente
putem spune că standul intră în modul de avarie.
2.3.1 Cilindrii pneumatici
O componentă a părții de control este compusă din doi cilindrii pneumatici de tip
„SMC CV1BN40- 75-5-XC4 ”(conform Figura 2.7 ). Modul constructiv al acestora se
evidențiază în Anexa 2.
Caracteristici:
 Presiunea maximă P max = 10[bar];
 Temperatura T= 0- 80[ᵒC];
 Forța necesară maximă F Necmax 10[N];
 Cursa pistonului 75 [mm];
 Diametrul tijei 40 [m m];
 Filet tijă M10x1,25.

Figura 2. 13 cilindru pneumatic

LUCRARE DE LICENȚĂ

22
Fiecare literă și cifră sau grup de litere și cifre ce compun seria cilindrilor
pneumatici evidențiază parametrii structurali și parametrii de funcționare ai acestora.
Astfel din seria cilindrilor aleși aflăm următorii parametrii:
 CV1- reprezintă numarul de serie al cilindrilor pneumatici (seria numărul 1)
și faptul că schimbarea sensului este manuală;
 B- semnifică tipul de montare (montare normală) a cilindrilor;
 N- semnifică faptul că nu se folosesc lubrifianți pentru ungerea pistonului
cilindrului;
 40- reprezintă diametrul tijei pistonului;
 75- reprezintă dimensiunea maxima de deschidere;
 5- semnifică tensiunea de alimentare și tipul de curent folosit pentru
electrovalva cilindrilor pneumatici(24[ V] DC);
 XC4- reprezintă curățarea tijei pistonului.

Figura 2. 14 secțiune cilindru pneumatic [5]
Unde:
1. Tijă piston;
2. Etanșare;
3. Bucșă;
4. Capac față cilindru ;
5. Etanșare;
6. Cămașa cilindrului;
7. Etanșare;
8. Magnet;
9. Inel ghidare;
10. Piston axial;
11. Amortizor;
12. Capac spate cilindru.

LUCRARE DE LICENȚĂ

23

Figura 2. 15 schemă cinematică cilindru pneumatic [6]
Un alt element important de control îl reprezintă electrovalvele cilindrilor
pneumatici, de tipul „VF1190 ”. Acestea sunt asamblate în spatele pistonului cilindrilor
printr- un șurub, etanșarea între cilindru și electrovalvă realizându -se cu ajutorul unui O-
ring și perzintă pe suprafața exterioară două diuze de reglare a debitului de a er ce
circulă prin interiorul lor, dar și două orificii, unul deschis pe unde se monteaz ă fittig -ul
prin car e este introdus aerul și unul etanșat printr -un șurub, acestora putând să li se
schimbe locul între ele.

Figura 2. 16 electrovalvă cilindru vedere din lateral

LUCRARE DE LICENȚĂ

24

Figura 2. 17 electrovalvă cilindru veder din spate
Pe același principiu ca al cilindrilor pneumatici și în cazul electrovalvelor cifrele și
numele din componența seriei reprezintă elemente diferite:
 VF1- reprezintă numărul de serie al e lectrovalvei;
 1- reprezintă tipul de acționare(două poziții separate);
 9- reprezintă forma electrovalvei;
 0- reprezintă opțiunea de evacuare(valvă pilot cu evacuare
individuală).

Figura 2. 18 simbolizarea elementelor de comandă și distribuție
Confirm figurii 2. 12 putem spune că electrovalva „VF1190 ” este un distribuitor
4/2, adică un distribuitor al lichidului de lucru cu patru căi și două poziții . Fiecare
distribuitor, indiferent de numărul de căi sau poziții, fac parte din categoria elementelor
de reglare și control a energie energiei înmagazinate în mediul fluidului de
lucru,compunându- se din două elemente : de distribuție și de control. În cazul figurii
2.12 elementele notate cu numărul 5 reprezintă căile și pozițiile de d istribuție, iar
numerele de la 1 la 4 reprezintă elemente de comandă după cum urmează:

LUCRARE DE LICENȚĂ

25
1. Comandă indirectă pneumatică;
2. Comandă directă cu arc;
3. Comandă indirectă pneumatică;
4. Comandă directă electromagnetică.
2.3.2 Electrovalvele de gaz:

Figura 2. 19 electrovalve deschidere/întrerupere circuit aer
După mai multe încercări experimentale nereușite de a opri pistoanele cilindrilor
pneumatici într- o anumită poziție s -a observat că aceștia prin construcția lor asigură
doar două poziții maxim deschis și maxim închis atâta timp cât circulă prin ei aer. Ast fel
s-a ajuns la concluzia că ar trebui să existe pe traseu elemente care să întrerupă
alimentarea cilindrilor cu aer pentru a păstra poziția dorită de utilizator.
Soluția aleasă este utilizarea a două electrovalve cu soluția normal închisă care
să asigur e alimentarea sau întreruperea circuitului de aer cu pierderi cât mai mici pentru
a nu influența foarte mult funcționarea sistemului. Caracteristicile acestora sunt unele
minime : tensiunea de alminetare maximă U max=12[V], presiunea maximă admisă de
electrovalve 4[ bar] și o construcție simplă și compactă. Ca și mod de funcționare
elevtrovalva este normal închisă și se deschide atâta timp cât este alimentată cu curent ,
după care revine la poziția inițială.

LUCRARE DE LICENȚĂ

26

Figura 2. 20 schema de funcționare a electrovalvei

LUCRARE DE LICENȚĂ

27
2. 4 Descrierea părții de comandă

Comanda standului experimental are scopul de a induce parților de control
anumiți parametrii sau anumite stări de mișcare sau de repaus prin interm ediul un or
elemente specifice, de regulă electrice, ce au siguranță mare și manevrabilitate ușoară
pentru utilizator. Prin intermediul acestor elemente de comandă se propune atât
comanda electrovalvelor de gaz cât și a electrovalvelor și actuatorilor pneumatici pe ntru
a realiza în mod automat schimbarea treptelor de viteză de la ce m ai mică la cea mai
mare și în sens invers.
Atingerea scopului lucrării este esențială astfel că s -au folosit cunoștințele
electrice și de programare pentru a crea, pe rând, de la schem e electrice la scheme
logice și codul programului din spatele funcționării standului. Ca și elemente fizice de
comandă s-au folosit relee de tensiune(de la tensiunea de alimentare necesare
elementelor de comandă la tensiunea de 5[ V]), plăcuță Arduino pentru codul creat,
butoane cu rol de padele pentru a schimba vitezele crescător/descrescător, etc.

Figura 2. 21 schemă electrică releu
 24[V] sau 9[ V]- tensiunea de alimentare a electrovalvelor;
 µ c- microcontroler sau plăcuță Arduino;
 EV- electrovalvă ;
 B- baza tranzistorului;
 C- colectorul tranzistorului;
 E- emițător tranzistor.

LUCRARE DE LICENȚĂ

28
Pe baza figurii 2. 15 se poate explica modul în care funcționează acest releu de
tensiune. Electrovalva cilindrului pneumatic(EV 1) are nevoie de o tensiune pentru a
putea fi pusă în funcțiune de 24 [V], dar tensiunea maximă suportată de microcontroler
este 5 [ V]. Astfel de la intrarea de 24 [ V] curentul trece prin diodă ajunge în colectorul
tranzistorului, iar dacă vine semnal de la microcontroler curentul trece prin electrovalvă
astfel punând- o în funcțiune, iar în caz contrar curentul merge prin masă. O observaț ie
foarte importantă și care trebuie subliniată , fiecare element al releuului de tensiune
trebuie să fie legate la o masă comună pentru a evita scurtcircuitul .
Tranzistorul folosit este un tranzistor NPN de tipul 30N06L, a cărui bază este
legată de plăcuța Arduino prin cele două rezistențe, emițătorul este legat la m asa
comună, iar colectorul este legat de diodă. Acesta este un element foarte importan t al
releuului pentru că, pe bază experimentală, absența acestuia duce la un scurtcircuit și
de asemenea la degradarea microcontrolerului.

Figura 2. 22 tranzistor 30N06L
Un aspect important al tranzistorului este reprezentat de denumirea de NPN sau
PNP. Aceste denumiri semnifică felul în care este asigurat traseul electric prin circuit și
de asemenea modul de conectare al tranzistorului în circuit. O scurtă demonstrație a
importanței și diferenței între cele două denumiri se vor evidenția în Figura 2. 17.

LUCRARE DE LICENȚĂ

29

Figura 2. 23 tipuri de tranzistori [7]
Dioda este o componentă electronică cu două contacte având conducta nță
asimetrică, adică ea lasă curentul să treacă într -un singur sens. Mai explicit dioda are o
rezistență mică pentru a permite trecerea curentului într -o direcție și o rezistență mare
în cealaltă parte pentru a opri curentul sa treacă în sensul respectiv.
Dioda semiconductoare, cea mai des utilizată, este o bucată cristalină de
material semiconductor ce are la bază o joncțiune P -N conectată la 2 terminale
electrice: un anod și un catod.

Figura 2. 24 simbolizare diodă [8]

LUCRARE DE LICENȚĂ

30

Figura 2. 25 diodă stand experimental
Rezistorul reprezintă o piesă ce intră în componența circuitelor electrice și are
drept principal rol rezistența electrică. Cel mai important parametru pe care îl și
evidențiem este că acesta trebuie să aibă o rezistență mare în circuit pentru a a sigura
buna funcționare și acest parametru se exprimă în ohmi.
În circuit, rolul rezistorului este:
 Producerea căderii de tensiune dorite între două puncte din circuit;
 Determinarea curentului dorit printr- o piesă din circuit;
 Divizarea unei tensiuni într- un raport dat;
 Terminarea unei linii de transmisie.
Pentru releu ul nostru rezistorul folosit este de 10 [kΩ] pentru a satisface toate
nevoile electrice și pentru a fi siguri că piesele componente vor fi în siguranță.

LUCRARE DE LICENȚĂ

31

Figura 2. 26 rezistori stand experimental
Toate acestea fiind menționate s -au confecționat două astfel de relee de
tensiune unul pentru electrovalvele de gaz și unul pentru electrovalvele cilindrilor
pneumatici, deoarece electrovalvele menționate anterior au tensiuni de alim entare
diferite și intensități ale curentului din circuit diferite.

LUCRARE DE LICENȚĂ

32

Figura 2. 27 releu de tensiune electrovalve gaz

LUCRARE DE LICENȚĂ

33

Figura 2. 28 releu de tensiune electrovalve cilindrii pneumatici
Butoanele folosite pentru a comanda vitezele este un bloc de comutatoa re de
geamuri electrice de la un autovehicul marca DAEWOO tipul Cielo, an de fabricație
1999. Am ales acest bloc datorită modului de funcționare în circuit: există un fir comun
care face legatura între butoane și câte 4 ieșiri de la fiecare buton, un plus și un minus
pentru împingerea butonului și un plus și un minus pentru tragerea butonului.

Figura 2. 29 bloc comutatoare

LUCRARE DE LICENȚĂ

34

Figura 2. 30 dispunere ieșiri bloc comutatoare
În continuare pentru standul experimental vom folosi doar un singur buton pentru
a schimba treptele de viteze atât crescător cât și descrescător după modelul
autovehiculelor în circulație ce folosesc padele pentru schimbarea vitezelor. Pentru a
putea fi utilizate acestea la rândul lor trebuie conectate la microcontroler și definite în
așa fel încât împingerea butonului să reprezinte schimbarea crescătoare a trep telor de
viteză, iar tragerea butonului să reprezinte schimbarea descrescătoare. Conectarea la
microcontroler se face în felul următor: iesirea comună la pinul reprezentativ d e 5[V ] de
pe plăcuța Arduino, iar pentru buton împins/tras butoanele se conecteaz a la pinii
marcați cu D(digital). Conectarea se face co nform Figura 2.31 sau Figura 2.32.

LUCRARE DE LICENȚĂ

35

Figura 2. 31 schema de conectare în circuit a butoanelor

LUCRARE DE LICENȚĂ

36

Figura 2. 32 schema simplificată de conectare a butoanelor în circuit

2.4.1 ARDUINO
Arduino este o platformă electronică de tip open -source bazată pe hardware și
software ușor de utilizat. Pentru a putea realiza un proiect putem împărți arduino în
două componente: plăcuțe arduino drept element fizic și codul ca o a doua compon entă
ce are la bază limbajul C++.
Plăcuțele arduino pot fi de mai multe tipuri, dar cea folosită în lucrarea de fa ță va
fi de tipul arduino nano. Placa de dezvoltare Arduino NANO este echipată cu un
microcontroler ATmega328p și dispune de 14 intrări sau ieșiri digitale si 8 intrări
analogice.

LUCRARE DE LICENȚĂ

37

2.33 Placa de dezvoltare NANO V3 ATmega328p [9]
Deși există mai mult tipuri toate plăcuțele Arduino au la bază aeeași componeță
și sunt concepute pentru a executa același lucru, dar desigur există și diferențe între
ele. Microcontrolerele sunt compuse conform Figura 2.34 .

Figura 2. 34 schemă microcontroler sau plăcuță arduino [10]
Pentru a putea realiza un proiect cu ajutorul arduino trebuie avut în vedere că
există anumite scheme logice de care trebuie ținut cont denumite lanțuri de comandă și
lanțuri de control după cum urmează în Figura 2.35 și în Figura 2.36.

LUCRARE DE LICENȚĂ

38

Figura 2. 35 lanț de comandă [10]

Figura 2. 36 lanț de control [10]
2.4.2 Program stand experimental
Pentru a putea realiza codul programului pe care îl dorim trebuie să ne gandim
care este scopul nostru, ce rezultat vrem să obținem și de modul constructiv al
elementelor alese. Scopul este este de a crea dintr- o cutie de viteze manuală una
automată de tip secvențială și ne dorim să trecem prin toate treptele de viteză cu care
ne este echipată transmisia prin apasarea uni buton fie în mod crescă tor, fie în mod
descrescător.
Ținând cont de para metrii constructivi ai cilindrilor pneumatici știm că aceștia pot
atinge două poziții maxim deschis și maxim închis, dar noi avem nevoie și de poziții
intermediare diferite în funcție de fiecare cilindru. Pentru început, ca să ating em
rezultatul dori t, trebuie să gândim o schemă ce se poate aplica pentru ambele pistoane.

LUCRARE DE LICENȚĂ

39

Figura 2. 37 schemă de conectare a elementelor
Unde:
 EV1- electrovalva de gaz conectata la cilindrul 1;
 EV2- electrovalva cilindrului 1;
 EV3- electrovalva de gaz conectata la cilindrul 2;
 EV4- electrovalva cilindrului 2.

LUCRARE DE LICENȚĂ

40

Figura 2. 38 poziții necesare de la pistonul cilindrului
Unde:
 Poz0- poziția din care acționăm pistonul sau maxim închis;
 Poz1- poziția intermediară pe care o dorim;
 Poz2- poziția maxim deschis.

Pentru a atinge poziția de maxim deschis trebuie alimentate în același timp
ambele elctrovalve conectate la cilindru, pentru a atinge poziția maxim închis trebuie
alimentată doar electrovalva de gaz, iar pentru a atinge poziția interme diară trebuie
conectate ambele electrovalve pentru un anumit timp după care se închid e lectrovalvele
și atingem poziția 1. Cele spuse anterior le putem traduce într- o schemă de semnale
electrice după cum urmează în Figura 2.39.

Figura 2. 39 schema semnalelor atingerii poziției 1 și 2
Unde Δt- reprezintă perioada de timp după care trebuie alimentată elec trovalva 2.

LUCRARE DE LICENȚĂ

41

Figura 2. 40 schema semnalelor atingerii poziți ei 0
Analizând toate cele expuse mai sus și ținând cont că pentru a scrie p arte de cod
pentru programul pe care urmeză să îl implementăm se vor folosi funcții, variabile și
părți de structură specifice limbajului arduino, toate acestea trebuind declarate ș i
folosite în scopul în care au fost declarate, ne putem apuca să folosim so ftware -ul
Arduino rezultând codul prezentat în ANEXA 1 . Pentru fiecare treaptă de viteză în parte
vor rezulta următoarele semnale:

Figura 2. 41 schema semnalelor aferente treptei 1

LUCRARE DE LICENȚĂ

42
În Figura 2. 41 se prezintă modul în care este conceput programul pentru a atinge
treapta 1 de viteză. Se alimentează cu aer circuitul și se deschid electrovalv ele
conectate la cilindrul vertical pentru a audce pistonul spre poziția maxim deschis. Cu o
întârziere de 0,12 [s] se deschide electrovalva de gaz conectată la cilindrul 1 pen tru a îl
aduce în poziția maxim închis, iar la final după 0,1 [s] se închid toate electrovalvele.

Figura 2. 42 schema semnalelor aferente treptei 2
În Figura 2.42 se prezintă modul în care se va atinge treapta 2 de viteză. Se
alimenteză cu aer circuitul și se deschid electrovalvele cilindrului orizontal pentru a
atinge poziția maxim deschis, după care s e închid toate electrovalvele. În acest fel
levierul cutiei de viteze ajunge în poziția de mijloc din care se pleacă pentru a sch imba
în treapta 2. Se deschid electrovalvele aferente cilindrului vertical pentru a împinge
pistonul spre poziția maxim deschis, iar după 0,1 [s] se deschid și electrovalvele
cilindrului orizontal pentru a împinge pistonul spre poziția maxim deschis. După încă 0,1
[s] se deconectează toate electrovalvele pentru a rămâne în poziția prezentată ante rior.

Figura 2. 43 schema semnalelor aferente treptei 3
În Figura 2.43 se prezintă modul în care se schimbă în treapta 3 de viteză. La fe l
ca în cazul treptei 2 levierul se aduce în poziția de neutru, prin aceeași metodă ca și în
cazul anterior , după care se alimentează electrovalva de gaz conectată la cilindrul
orizontal pentru o perioadă de 1 [s], iar în final se deconectează toate electrovalvele
pentru a rămâne în poziția curentă.

LUCRARE DE LICENȚĂ

43

Figura 2. 44 schema semnalelor aferente treptei 4
Treapta a 4- a este cea mai simplă de atins deoarece levierul se află deja în
poziția pe plan vertical. Tot ce mai trebuie făcut pentru a atinge a 4 -a treaptă de viteză,
conform figurii 2. 37, este să alimentăm doar electrovalvele cilindrului orizontal pentru a
îl împinge în poziția maxim deschis, după care închidem toate electrovalve le astfel
rămânând în poziția selectată.

LUCRARE DE LICENȚĂ

44

Figur a 2.45 schema semnalelor aferentă treptei 5
În Figura 2.45 se exprimă modul în care se introduce în a 5 -a treaptă de viteze.
La fel ca și în cazul treptei 2 și 3, în primul rând, se aduce levierul în poz iția de mijloc
atât în plan orizontal cât și în plan vertical prin aceeași metodă, d upă care se
alimentează doa r electrovalva de gaz a cilindrului vertical pentru ca pistonul să atingă
poziția maxim închis, iar după 1 [s] se deschide și electrovalva de gaz a cilind rului
orizontal pentru a atinge poziția maxim închis. În final, după 1 [s], se închid toate
electroval vele pentru a se păstra treapta de viteze selectată.

Figura 2. 46 schema semnalelor aferente treptei de mers înapoi
Treapta de mers înapoi nu este cu mult diferită față de ceea ce s -a prezentat
până acum. În primul rând, se aduce levierul în poziția de mijloc după metoda deja
cunoscută de la treptele anterioare. În al doilea rând, timp de 1 [s], se deschid doar
electrovalvele cilindrului vertical pentru a aduce pistonul în poziția maxim deschis, iar
după încă 1 [s] se deschide și electrovalva de gaz a cilindrului orizontal pentru a
împinge pistonul spre poziția maxim deschis. În final se deconectează toate
electrovalvele pentru a rămâne în treapta selectată.

LUCRARE DE LICENȚĂ

45
3 Date experimentale
În general, o transmise mecanică, pentru a obține date experimentale, se
încearcă atât pe subansamblele ei cât și ca ansamblu. Aceste încercări se fac î n
laborator deoarece, dacă ar exista încercări reale, trebuie ținut cont de mai mu lți factori
precum: influența drumului aspura autovehiculului, influența stilului de condus al
șoferului, etc.
Prin încercarea cutiei de viteze se urmăresc următoarele obiective:
 Rezistența la uzură a principalelor piese;
 Rigiditatea la to rsiune și încovoiere a arborilor;
 Rezistența la oboseală a roților dințate datorită încovoierii și presiunii de
contact;
 Calitatea și fiabilitatea etanșărilor;
 Durabilitatea rulmenților;
 Nivelul de zgomot și de vibrații produse în timpul funcționării;
 Dete rminarea randamentului și a pierderilor de putere la diferite sarcini și
turații;
 Fiabilitatea cutiei de viteze exprimată prin numărul de ore de funcționa re
până la prima defectare a unei piese component.

Standul de încercare conține aparatura necesară pentru:
 Determinarea nivelului de zgomot și vibrații;
 Măsurarea duratei desfășurării încercărilor;
 Măsurarea momentului de tprsiune la arbori;
 Măsurarea turației arborelui de intrare și a celui de la ieșire.

Încercarea transmisiei se poate face fie în flux de energie deschis, fie în flux de
energie închis.

Figura 3.1 încercarea cutiei de viteze în flux deschis [11]

LUCRARE DE LICENȚĂ

46

Figura 3.2 încercarea cutiei de viteze în flux închis [11]
Pentru standul experimental construit nu se vor face astfel de încercări de oarece
altul este obiectivul. Încercăr ile necesare acestuia sunt pentru a calibra timpii de
deschidere/închidere a electrovalvelor fie ele cele de gaz fi ele cele ale cilindri lor
pneumatici și tot odată să vedem care este influența presiunii fluidului de lucru și a
pierderilor din circuit. În continuare, pentru partea de date experimentale, vom lucra c u
următorii parametrii: timpul t exprimat în secunde, presiunea p exprimată în bari, debitul
volumic q , densitatea aerului ρ și tensiunea de alimentare U.
Debitul volumic q este definit ca fiind raportul dintre viteza de curgere a fluxului
de aer în unitatea de timp sau mai poate fi definit ca fiind viteza înmulțită cu aria
secțiunii prin care curge.
𝐪 =𝐝𝐯
𝐝𝐭 𝐬𝐚𝐮 𝐪 = 𝐯 × 𝐀 [𝐦𝒔−𝟏]
Ecuația 3.1 ecuația debitului volumic [12]
Viteza de curgere a aerului prin instalație este una constantă ce tinde să meargă
spre 0 odată cu scăderea presiunii din compresor. Aria secțiunii furtunului este
constantă de la intrarea din compresor în electrovalvele de gaz și de la electrovalvele
de gaz până la îmbinarea cu furtunul pistoanelor.

𝑨 = 𝝅𝒓𝟐= 𝝅𝟏𝟐= 𝟏[ 𝐜𝐦𝟐]
Ecuația 3.2 ecuația ariei secțiunii furtunului
Se urmărește influența presiunii asupra tensiunii de alimentare a electrovalvelor
de gaz deoarece la o presiune mare și o tensiune de alimentare mică ac estea, prin
forma lor constructivă, nu mai permit fluidului de lucru să circule datorită suprapresiunii
din circuit. Astfel cu ajutorul graficului se va alege valoare optimă de alimentare a
electrovalvelor de gaz la o presiune cuprinsă între 2 și 4 [bari ].

LUCRARE DE LICENȚĂ

47

Tabel 3.1 tabel date variația tensiunii în funcție de presiune
Nr.Crt p [bar] U [V]
1. 1 6
2. 1,5 6,5
3. 2 7
4. 2,5 7,5
5. 3 8
6. 3,5 8,5
7. 4 9
8. 4,5 9,5

Figura 3.3 variația tensiunii în funcție de presiune
Un alt lucru care se dorește este să se evidențieze cum este influențat timp ul ce
se introduce în program în funcție de tensiunea de alimentare cu ajutorul gra ficului din
Figura 3.4.
024681012
0 1 2 3 4 5tensiunea U [V]
presiunea p [bar]

LUCRARE DE LICENȚĂ

48

Tabel 3.2 tabel date variație timp în funcție de tensiune
Nr.crt t[s] U[V]
1 0,1 6
2 0,2 6,5
3 0,3 7
4 0,4 7,5
5 0,5 8
6 0,6 8,5
7 0,7 9
8 0,8 9,5
9 0,9 10
10 1 10,5

Figura 3.4 variația timpului în funcție de tensiune
00.20.40.60.811.2
5 6 7 8 9 10 11timp t[s]
tensiunea U [V]

LUCRARE DE LICENȚĂ

49
4 Concluzii
În această lucrare de licență se prezintă modul în care se poate realiza un stand
experimental pentru a înțelege modul de funcționare al unei cutii de v iteze secvențiale
folosind elemente de electronică și de programare.
Efectuarea unui releu de tensiune este punctul cel mai important al acestei lucrări
deoarece fără ajutorul lui elementele nu ar putea fi controlate. Un alt rol important est e
constituit de elementele componente alese ale releuului care permit utiliza rea în
siguranță a standului și siguranța componentelor electrice agregate acestuia.
Din Figura 3.3 observăm că tensiunea de alimentare a electrovalvelor de gaz
este direct proporțională cu presiunea indusă de compresor. Cu cât crește presiunea cu
atât ne trebuie o tensiune de alimentare mai mare pentru a evita blocarea
electrovalvelor și a păstra funcționalitatea standului. De asemenea, din Figura 3.3 și
Figura 3.4 putem trage concluzia că timpul de întârziere ce trebuie ales, în programul
din Anexa 1, este și el proporțional cu presiunea de la compresor. Cu cât p resiunea
este mai mare cu atât timpul de deschidere al electrovalvelor trebuie să fie mai mare
pentru o bună funcționare a ansamblului.
Pe bază experimentală se observă că pentru o presiune cuprinsă între 2 și 4 bari
tensiunea de alimentare a electrovalvelor de gaz trebuie să fie aproximativ 9 [V] pentru
a satisface nevoile electrovalvei și a evita suprapresiunea din ea, moment î n care
închide automat circuitul.
O altă concluzie a acestei lucrări și a elementelor folosite este că pentru aproape
toate treptele de viteze, pentru schi mbatul treptelor crescător, este nevoie ca pistonul să
fie adus în poziția de mijloc după care să pornească spre treapta de viteză comunicată,
altfel această schimbare a treptelor ar fi imposibilă.
Un alt aspect foarte important și care trebuie remarcat es te introducera unui
regulator de debit care, indiferent de presiunea indicată de compresor, să scoată o
presiune constantă pentru a anula erorile ce apar și pentru a diminua sau po ate chiar
elimina pierderile de aer de-a lungul circuitului.
Deși s -a efectuat un calcul de rezistență a tijelor filetate, s -a luat în calcul
întărirea lor prin sudarea de bare de întăritură pentru a diminua cât m ai mult eforturile
datorate cilindrilor pneumatic din acestea.
Acest stand creat este o primă versiune a unei astfel de cutii secvenț iale și
bineînțeles se pot face mai multe ajustări sau modifcări care să per fecționeze standul
pe viitor.

LUCRARE DE LICENȚĂ

50

5 Bibliografie

[1] 2019. ***http://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/16-cutie-viteze-manua la-automobile.html.
[2] 2019.***http://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/16-cutie-viteze-manuala -automobile.html.
[3] 2019. ***https://www.4tuning.ro/tehnica-auto/secventiala-dublu-ambreiaj-cvt-sau-hidramata- ce-cutie-
automata- sa-aleg-39150.html.
[4] 2013. Available: https://www.4tuning.ro/help/intretinere-auto/salut- ce-ulei- se-foloseste- la-cutie-viteza-
pt-golf-3- si-ce-cantitate-64432.html.
[5] „BARTROM, ” SMC Product, [Interactiv]. Available: ***https://www.bartrom.ro/cilindri-distribuitoare-
fitingu ri-functionale/cilindri/cilindri-standard-iso15552-dubla-actiune-magnetic/c ilindru-dubla-actiune-
magnetic-seria-bdm/cilindru-dubla-actiune-magnetic-seria- bdm-bdm-32-0025.html.
[6] I. Pădurean, notițe curs Acționări Hidraulice și Pneumatice, Timișoara, 20 17.
[7] „hobbytronica, ” 2014. ***https://hobbytronica.ro/wp-content/uploads/2013/11/Structura-%C5%9Fi-
simbolizarea-unui-tranzistor-bipolar.jpg.
[8] „electrokits, ” 2018. ***http://electrokits.ro/articole-c-39/dioda-semiconductoare-p-517.html.
[9] V. Stoica, Lucrări de laborator SCCAR, Timișoara, 2019.
[10] V. Stoica, notițe curs Sisteme de Comandă și Control ale Autovehiculelor Rutiere, Timișoara, 2019.
[11] *** http://www.mec.tuiasi.ro/ro/images/manuale/Incercarea_Autovehiculelor_Rutiere.pdf. [Accesat
2019].
[12] R. Resiga, notițe curs Mecanica Fluidelor, Timișoara, 2017.
[13] „Arduino, ” 2019. ***https://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction. [Accesat 2019].
[14] A. Cioablă, notițe curs Încercarea și Omologarea Autovehiculelor, Timișoar a, 2018.

LUCRARE DE LICENȚĂ

51
ANEXA 1
String inputString1="";
String inputString2="";
boolean stringComplete=false;

boolean flag=false;
const int pinPist1=2;// declarare pin de conectare pentru pistonul 1
const int pinpist2=3;// declarare pin de conectare pentru pistonul 2
const int pinInj1=4;//declarare pin de conectare pentru electrovalva de gaz 1
const int pininj2=5;//declarare pin de conectare pentru electrovalva de gaz 2
const int pinBut1=6; //declarare pin de conectare pentru butonul apăsat în sus
const int pinBut2=7; //declarare pin de conectare pentru butonul apăsat în jos

long int t,t0=0,contor=0, contor0=1;//declararea variabilelor

void setup() {
Serial.begin(9600);
inputString1.reserve(200);
inputString2.reserve(200);
pinMode(pinPist1,OUTPUT); //setare pin piston 1 ca ieșire
pinMode(pinpist2,OUTPUT); //setare pin piston 1 ca ieșire
pinMode(pinInj1,OUTPUT); //setare pin electrovalvă 1 ca ieșire
pinMode(pininj2,OUTPUT); //setare pin electrovalvă 2 ca ieșire
pinMode(pinBut1,INPUT); //setare pin buton sus ca intrare
pinMode(pinBut2,INPUT); //setare pin buton jos ca intrare
digitalWrite(pinPist1,LOW); // inițial pistonul 1 nu e alimentat
digitalWrite(pinpist2,LOW); // inițial pistonul 2 nu e alimentat
digitalWrite(pinInj1,LOW); // inițial electrovalva de gaz 1 nu e alimentată

LUCRARE DE LICENȚĂ

52
digitalWrite(pininj2,LOW); // inițial electrovalva de gaz 2 nu e alimentată
}

void loop() { // rulează programul în bucle consecutive
t=millis();
if(digitalRead(pinBut1)==HIGH){
contor=contor+1;
Serial.println("buton1");
Serial.println(contor);
delay(200);
}
if(contor>=6){
contor=6;
}
if(digitalRead(pinBut2)==HIGH){
contor=contor -1;
Serial.println("buton2");
Serial.println(contor);
}
if(contor<=0){
contor=0;
}
if(contor!=contor0){
if(contor==0){ //neutru
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,HIGH);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
delay(1000);
digitalWrite(pinPist1,HIGH);
digitalWrite(pinInj1,HIGH);

LUCRARE DE LICENȚĂ

53
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
delay(800);
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,LOW);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
}
if(contor==1){ //treapta1
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,LOW);
digitalWrite(pinpist2,HIGH);
digitalWrite(pininj2,HIGH);
delay(120);
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,HIGH);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
}
if(contor==2){ //treapta2
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,HIGH);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
delay(1000);
digitalWrite(pinPist1,HIGH);
digitalWrite(pinInj1,HIGH);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
delay(800);
digitalWrite(pinPist1,LOW);

LUCRARE DE LICENȚĂ

54
digitalWrite(pinInj1,LOW);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
delay(100);
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,LOW);
digitalWrite(pinpist2,HIGH);
digitalWrite(pininj2,HIGH);
delay(120);
digitalWrite(pinPist1,HIGH);
digitalWrite(pinInj1,HIGH);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);

}
if(contor==3){ //treapta3
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,HIGH);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
delay(1000);
digitalWrite(pinPist1,HIGH);
digitalWrite(pinInj1,HIGH);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
delay(800);
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,LOW);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
delay(1000);

LUCRARE DE LICENȚĂ

55
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,HIGH);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
delay(1000);
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,LOW);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
}
if(contor==4){ //treapta4
digitalWrite(pinPist1,HIGH);
digitalWrite(pinInj1,HIGH);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
}
if(contor==5){ //treapta 5
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,HIGH);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
delay(1000);
digitalWrite(pinPist1,HIGH);
digitalWrite(pinInj1,HIGH);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
delay(500);
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,LOW);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);

LUCRARE DE LICENȚĂ

56
delay(300);
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,LOW);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,HIGH);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,LOW);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
}
if(contor==6){ //marsarier
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,HIGH);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
delay(1000);
digitalWrite(pinPist1,HIGH);
digitalWrite(pinInj1,HIGH);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
delay(500);
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,LOW);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);

LUCRARE DE LICENȚĂ

57
delay(1000);
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,LOW);
digitalWrite(pinpist2,HIGH);
digitalWrite(pininj2,HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,HIGH);
digitalWrite(pinpist2,HIGH);
digitalWrite(pininj2,HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(pinPist1,LOW);
digitalWrite(pinInj1,LOW);
digitalWrite(pinpist2,LOW);
digitalWrite(pininj2,LOW);
}
contor0=contor;
}
}

LUCRARE DE LICENȚĂ

58
Anexa 2

Figura 1 cilindru pneumatic model 3D

Figura 2 cilindru pneumatic 2d

LUCRARE DE LICENȚĂ

59

Figura 3 secțiune cilindru pneumatic

LUCRARE DE LICENȚĂ

60

Figura 4 piston cilindru pneumatic 3D

Figura 5 piston cilindru pneumatic 2D

LUCRARE DE LICENȚĂ

61

Figura 6 secțiune piston cilindru pneumatic

LUCRARE DE LICENȚĂ

62
Universitatea POLITEHNICA Timișoara
Facultatea de Mecanică
Departamentul Mașini Mecanice Utilaje și Transport
Specializarea Autovehicule Rutiere
PLAN TEMATIC
Pentru lucrarea de licență CUTIA DE VITEZE SECVENȚIALĂ
Numele și prenumele studentului Grozăvescu Claudiu -Eugen
A. Proiectul trebuie să conțină:
1. Partea scrisă (Memoriul de prezentare):
 Evaluarea stadiului actual al problemei pe plan national și international,
 Obiectivele proiectului,
– Crearea unei cutii de viteze automată dintr -o cutie de viteze manuală;
 Soluția propusă,
– Folosirea a doi cilindrii pneumatici pentru acționarea levierului;
– Automatizarea cutie de viteze cu ajutorul unei plăcuțe de dezvoltare NANO V3
ATmega328p ;
 Analize și strategii de dezvoltare a soluțiilor propuse,
 Elaborarea documentațiilor specifice,
 Bibliografie,
 Declarația de rezolvare integrală și personală a proiectului.
2. Partea grafică:
 Schema de organizare a locului de muncă și planșe specifice,
 Prezentarea grafica în PowerPoint după model agreat UPT
B. Data preluării temei:
C. Locul de desfășurare a programului de documentare/practică: Universitatea Politehnică Timișoara,
Facultatea de Mecanică.
D. Îndrumătorul de proiect: -cadru didactic: șl.dr.in g Stoica Virgil
 de la unitate de documentare:
E. Data pentru predarea proiectului: 10.06.2019

Nota propusă: Îndrumatorul de proiect:
………………….. …………………….
………………….. ……………………..

LUCRARE DE LICENȚĂ

63
DECLARAȚIE DE AUTENTIC ITATE 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 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
___________________ ___________________