Stand experimental pentru determinarea comportamentului termodinamic al unui m.a.s. pe injecție folosind combustibili alternativi [309805]

UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMIȘOARA

FACULTATEA DE MECANICĂ

DEPARTAMENTUL M.M.U.T.

SPECIALIZAREA: Autovehicule Rutiere

LUCRARE DE LICENTA

Stand experimental pentru determinarea comportamentului termodinamic al unui m.a.s. pe injecție folosind combustibili alternativi

Coordonator științific : Absolvent :

Ș.l. Univ. Dr. Ing. [anonimizat]

„Știința este o magie care funcționează”

Kurt Vonnegut

Universitatea POLITEHNICA Timișoara

Facultatea de Mecanică

Departament MMUT

Specializare Autovehicule Rutiere

PLAN TEMATIC

Pentru lucrarea de licență: Stand experimental pentru determinarea comportamentului termodinamic al unui m.a.s. pe injecție folosind combustibili alternativi

Numele și prenumele absolvent: [anonimizat]: [anonimizat]

A. Proiectul trebuie să conțină:

1. Partea scrisă (Memoriul de prezentare):

[anonimizat],

[anonimizat],

Bibliografie,

Declarația de autenticitate a lucrării de finalizare a studiilor.

2. Partea grafică:

Grafice, [anonimizat],

Prezentarea grafica în PowerPoint după model agreat UPT.

B. Data preluării temei: 6.02.2019

C. Locul de desfășurare a programului de documentare/practică: Birou cadru didactic

D. [anonimizat]: Sl. Univ. dr. ing. Nicolae Lontiș

de la unitate de documentare: Universitatea Politehnică Timișoara

E. Data pentru predarea proiectului:

Nota propusă: Îndrumatorul de proiect:

………………….. …………………….

……………….. ……………………..

TIMIȘOARA

2019

CUPRINS

GENERALITĂȚI PRIVIND CERCETAREA ȘTIINȚIFICĂ

. Istoric

Leonardo da Vinci afirma că este imperios necesar să studiezi întâi știința și să continui apoi cu practica născută din această știință.

Cercetarea științifică are rolul de a oferi concepte și metode cu aplicabilitate în zilele noastre.

Descoperirea științifică îndeplinșste următoarele calități si condiții:

prezintă un adevăr științific;

ia naștere din dorință și curiozitate și se impune ca o realitate;

este verificată de mai mulți cercetători prin metode diferite care conduc la același rezultat și este acceptată de aceștia;

este general valabilă și reproductivă.

Orice idee se clădește pe cunoaștere și experiență dobândită în timp.

[anonimizat], fizică, chimie.

Cercetarea experimentală presupune aplicarea cunoștințelor teoretice și transpunerea lor în practică.

Trebuie să existe o interdependență între cercetarea teoretică și cea experimentală.

[anonimizat], pe de o [anonimizat].

Actualmente o altă ramură a [anonimizat], urmărind determinarea pe baze experimentală a coeficienților din aceste modele. [anonimizat]. [anonimizat] zeci, sute, sau chiar mii de cercetători. În prezent, se considera că cercetarea științifică este motorul dezvoltării economiei în ansamblu și baza progresului științific.

Cercetarea pentru descoperirea de remedii împotriva cancerului, smart grides sau rețelele inteligente de electricitate ale viitorului completează domeniile tradiționale puternice deja precum: construcția de mașini, ingineria mecanică tehnologia mediului, materiale inovative sau prelucrarea metalelor, domenii ce se dovedesc a fi ofertante de tehnologie orientată la export.

Cele 47 centre de competență ale inițiativei de promovare COMET (Competence Centers for Excellent Technologies) promovează cooperarea între industrie și știință în ceea ce privesc tehnologiile de vârf.

Studiul sistemelor complexe urmărești stabilirea conexiunilor dintre parametrii ce intervin în sistem. Exista două aspecte esențiale:

– imposibilitatea studierii fenomenului în totalitate cu toți factorii și interacțiunile dintre ei;

– existenta unei variabilități naturale a proceselor ca o caracteristică fundamentală a realității.

Având în vedere aceste considerații, la studierea unui fenomen, inevitabil va trebui să ignoram unele efecte. Experimentul implică deci o fragmentare a realității, o limitare a acestuia în spațiu și timp. Dacă ne referim la cercetarea din domeniul autovehiculelor rutiere, atunci studierea unui proces tehnologic implică:

– stabilirea modului de desfășurare a procesului;

– realizarea experimentărilor după planul realizat anterior;

– deducerea modelului matematic al procesului;

– verificarea (validarea) modelului matematic găsit.

Modelul matematic se obține din rezultatele experimentale prin implicarea statisticii matematice.

Figura 1.1 Sistemul tehnologic [1].

Matematic modelul se poate exprima ca o funcție, care în cazul nostru are forma : yi = fj (x1, x2, …, xn1). Parametrii yi se numesc funcții de ieșire din sistem, iar parametrii xi parametrii de intrare sau variabilele sistemului. Într-un experiment alegerea parametrilor variabili de intrare este esențială. De alegerea corectă a acestora, depinde gradul de acuratețe al rezultatelor experimentării. În cercetarea experimentală se ține seama și de experiența anterioară. Într-o primă fază a cercetării se au în vedere un număr cât mai mare de factori urmându-se a se elimina apoi cei cu influență semnificativă asupra derulării fenomenului studiat [1].

1.2. Mărimi măsurabile și metode de măsurare

Mărimea măsurabilă este proprietatea unei mărimi de a fi exprimată numeric și pentru care s-au utilizat mai multe metode de determinare a valorii numerice. Se compară cele două mărimi iar una este aleasă ca unitate de referință .

Formula este: X = Nx * Xu ( X – mărimea măsurată; Nx – valoarea numerică a mărimii măsurate; Xu – unitatea de măsură)

Măsura prin definiție semnifică determinarea cu instrumente sau aparate de măsură, etaloane, valoarea unei mărimi.

Metoda de măsurare reprezintă totalitatea operațiilor care se execută cu anumite mijloace / aparataje tehnice în anumite condiții tehnico-organizatorice.

Clasificarea aparatelor de măsură și control, după anumite criterii :

–        metoda de măsurare

–        natura mărimii de ieșire

–        mărimea măsurată

–        limitele si intervalele de măsurare

–        principiul de funcționare

–        precizia de măsurare

–        sensibilitatea.

După metoda de măsurare se pot deosebi aparate cu afișare directă și aparate comparatoare.

Pe aparatele cu afișare directă se poate citi nemijlocit valoarea mărimii de măsurat, fără raportare la mărimi de referință, pe când la aparatele comparatoare se determină valoarea mărimii de masurat prin comparație cu mărimi de referință.

Succesiunea operațiilor prin care se realizează procesul de măsurare se numește lanț de măsurare.

Condiția fundamentală a unui aparat de măsură este ca energia preluată din sistem în vederea formarii semnalului metrologic să fie cât mai mică, neglijabilă în raport cu energia sistemului.

Mărimile măsurate se clasifică după:

– modul de obținere a semnalului metrologic (active și pasive). Mărimile active asigură prin natura lor energia necesară formării semnalului metrologic ca și temperatura, presiunea. Mărimile pasive necesită o energie suplimentară pentru că ele nu se manifestă decât în prezența unor mărimi active, spre exemplu masa unui corp se manifesta în existenta unui câmp gravitațional.

– din punct de vedere al variației în timp avem: mărimi constante și variabile. Cele variabile pot fi staționare sau nestaționare. Cele staționare sunt periodice și neperiodic

Metode de măsurare:

Clasificare în funcție de:

Obținerea semnalului metrologic :

metode directe – valoarea mărimii măsurate se compară cu mărimea unității de măsură fără a se realiza calcule matematice.

metode indirecte – se pretează la mărimile care nu pot fi măsurate direct, și se determină prin calcule . Dacă se urmărește măsurarea unei mărimi X atunci se caută o funcție Y=f(X), unde Y poate fi măsurată cu mijloace economice. Cunoscând mărimea Y și funcția de legătură, se determină prin calcule valoarea X, X=f’(Y);

metode combinate – după cum spune și numele este o îmbinare a metodei directe cu cea indirectă.

Forma de exprimare a mărimii măsurate:

măsurări de tip analogic – presupun existența unor funcții de legătură continue dintre mărimea de intrare și cea de ieșire. Relația de legătură implică o etalonare suplimentară prin care să putem obține și valoarea numerică a mărimii măsurate. Un exemplu tipic este deviația unui ac indicator în fata unei scări gradate. Acest tip de măsurări este cel mai folosit în cercetările experimentale. Analogia poate fi directă sau una matematică;

măsurari de tip numeric – reprezintă situația opusă celei analogice în care semnalul metrologic transmis are o variație discretă în limitele măsurării. Exemplu este contorul electric care are o variație de tip discretă. În prezent măsurările de tip numeric au căpătat o dezvoltare a capacitații foarte mari odată cu posibilitatea înregistrării pe sistemele de calculator a valorii mărimii măsurate.

Tehnica de măsură :

măsurarea prin deviație – pretinde deplasarea unui sistem al aparatului de măsură dintr-o poziție de echilibru proprie absenței mărimii măsurate într-o altă poziție de echilibru proprie mărimii măsurate. Aceasta noua poziție de echilibru se atinge prin efectul antagonist creat în aparatul de măsura.

Diferența între cele 2 poziții de echilibru ne vor da direct sau indirect valoarea mărimii măsurate.

măsurarea prin comparație – se bazează pe realizarea unui aparat de măsură a unui efect antagonist egal cu cel produs de mărimea de măsurat astfel că deviația totală este 0. În acest caz precizia de măsurare poate fi foarte mare deoarece aparatul indicator lucrând in jurul poziției de 0 poate fi realizat cu precizie ridicată.

măsurarea prin numărare – constă în stabilirea mărimii prin numărarea ei, iar în funcție de originea sistemului de referință prin metoda absolută sau relativă:

Figura 1.2. Funcționarea generală a aparatelor și sistemelor de măsurare [1].

De la fenomenul fizic analizat și până la simțurile noastre, semnalul metrologic suferă o serie de transformări succesive care să-l facă perceptibil de simțurile umane. Elementul central în lanțul de măsurare este captorul, care trebuie sa fie sensibil la mărimea fizica măsurată. În cazul în care semnalul rezultat este foarte slab pentru prelucrarea ulterioara a acestuia este necesar o amplificare a semnalului. Generatorul este obligatoriu în cazul măsurării mărimilor pasive. Cele mai folosite generatoare emit semnale: de nivel constant – unde sunt sinusoidale sau tunuri de impulsuri.

Mărimea fizică acționează asupra acestui semnal astfel:

– modifică nivelul semnalului în cazul semnalului de nivel constant.

– modifică amplitudinea, frecvența sau diferența de fază în cazul

semnalului sinusoidal;

– modifică amplitudinea, frecvența sau poziția în cazul semnalului sub

formă de trenuri impulsuri.

Elementele de tratare a semnalului urmăresc aducerea acestuia la o formă care să permită introducerea acesteia în instrumentul indicator. Aici are loc amplificarea, deparazitarea, sumarea, multiplicarea, integrarea, diferențierea semnalului emis de captor.

Elementele de transmitere a semnalului au scopul de a transmite semnalul în zone accesibile observatorului. Elementele de prezentare pot fi: un ac indicator, un număr. Elementele înregistratoare sunt elemente auxiliare. Ele sunt utile în cazul semnalelor de tip variabil.

STAND EXPERIMENTAL

2.1. Prezentare generală a standului cu motor cu aprindere prin scânteie

Instalația concepută aplică principiul de transformare a combustibilului (energie primară) în energie electrică. Energia primară este energia introdusă de combustibilul ce alimentează motorul, iar energia electrică este produsă la o tensiune cuprinsă între 215 – 230 V la 50 Hz și o putere de până la 5,5 kWh. Combustibili folosiți la prezenta lucrare de licență sunt benzina, amestec părți volumice 50 % benină –etanol și etanol în proporție de 100%.

Figura 2.1 Schema standului experimental cu m.a.s [2].

Principalele componente ale instalației sunt:

– motorul otto care, în baza energiei chimice a combustibilului, prin ardere, generează energie mecanică, și care este conectat direct, fără reductor de turație, sistemul de generare a energiei electrice – generatorul.

– generatorul propriu-zis, care transformă energia mecanică în energie electrică,

– diverși consumatori (becuri, reșou) de încărcare al grupului generator, care simulează sarcina electrică de 1kW.

De menționat este și sistemul de achiziție de date, care monitorizează parametrii termodinamici ai instalației continuu pe perioada experimentelor.

2.2. Componentele principale ale standului experimental

Grupul generator reprezintă principala componentă a standului experimental. Grupul este produs de către Honda. Modelul generatorului este tip BCS 6000 GE Plus.

Grupul este formată din:

2.2.1 Motorul Otto și generatorul electric

Motorul otto fabricat în anul 2007 este de tip monocilindric, cu injecție, aprindere cu efect hall și răcire cu aer. Pornirea se face exclusiv manual, asemănător cazului motocositoarelor sau motofierăstraielor.

Figura 2.2. Grupul generator vedere lateral stânga:

1-motor, 2-generator, 3-rezervor [2].

Pornirea grupului este manuală fiind realizată de către un mecanism cu melc, pe care este înfășurată o sfoară. Întregul mecanism este asamblat direct pe arborele cotit al motorului, fiind necesară o forță pentru a putea învârti întregul ansamblu.

Caracteristica de turație

Caracteristica de turație definește variația momentului motorului (Me) și respectiv a consumului de combustibil (Ch – orar, ce – specific) în funcție de turația acestuia (n). În literatura de specialitate, consumul specific se definește ca raportul dintre consumul orar și puterea efectivă:

c = [g/kWh] [3].

unde:

C este consumul orar determinat pe stand, în g/h,

– puterea efectivă a motorului, în kW.

În figura 2.3. se prezintă caracteristica de turație pwentru motorul Honda GX 390. La turația de 3600 rot/min motorul dezvoltă o putere maximă de 8.4 kW. Din caracteristica exterioară se observă că motorul dezvoltă 7,8 kW, la turația de 3000 rot/min. Surplusul de putere peste 5.5 kW este folosit doar în cazuri speciale, atunci când generatorul este suprasolicitat.

Figura 2.3. Caracteristica de turație [2]:

Net Power – puterea efectivă, Net Torque- momentul motor

Aspecte legate de funcționarea și de întreținerea grupului

Pentru a nu i se periclita durata de viață și totodată, cunoscând faptul că se folosește combustibil alternativ, motorul a fost special pregătit și încercat, conform specificațiilor impuse de producător.

Astfel primele ore de funcționare ale motorului sunt vitale. Perioada este numită rodaj. Producătorul recomandă ca, în primele ore de funcționare, motorul sa nu fie încărcat peste 15 % din puterea nominală (adică 1 kW). Motorul s-a „rodat” pe perioada celor 20 de ore la sarcina electrică de 2 %. După acest regim, lubrifiantul a fost înlocuit, punându-se alt filtrul de ulei in locul celui vechi. Doar după aceste pregătiri s-au creat premise favorabile și motorul a putut parcurge fără probleme toate testele cu combustibilul clasic și alternativ conform planului de încercări, fără probleme.

Cea de-a doua componentă principală a grupului electrogen este generatorul de curent electric, BCS 6000 GE. Caracteristici tehnice, sunt indicate, după cum urmează:

Putere activă de 5 kVA, la 3000 rot/min 220V și 50 Hz;

Putere activă de 6 kVA, la 3000 rot/min 400V și 50 Hz;

Clasa de izolare H;

Curentul de scurt circuit 4 A;

Protecție tip IP 23.

La toate mașinile electrice standard deci și generatorul utilizat sunt prevăzute o ranforsare, făcând posibilă obținerea curentului monofazic, la 50 % din putere.

2.2.2 Senzorii pentru măsurarea temperaturii

Pentru măsurarea temperaturii uleiului și fluidului de răcire s-au folosit termocuple calibrate tip K. Termocuplul (figura 2.4) se compune din doua fire de metale diferite, numite termoelectrozi, concatenate (sudate) la un capăt (1). Capătul sudat (comun) se numește sudură „caldă” sau joncțiune. Celelalte capete (2 și 3), numite capete libere ale termocuplului, sau sudura „rece” se leagă prin conductoarele de legătură la instrumentul electric (mV), ce măsoară forța termoelectromotoare generală și proporțională cu diferența de temperatură dintre cele două suduri. Fenomenul se numește efectul Seebeck, după numele celui care l-a descoperit. Temperatura sudurilor reci trebuie menținută la o valoare constantă, de preferat 0 °C. În caz contrar, măsurările sunt puternic distorsionate.

Figura 2.4. Schema senzorului de temperatură – termocuplu [4].

Termocuplele se execută din diferite metale sau aliaje. Valoarea tensiunii termoelectromotoare a diferitelor termocupluri depinde atât de materialul din care sunt executați electrozii, cât și de temperatura sudurilor calde și reci. Relația dintre temperatură și forța termoelectromotoare se exprimă printr-o ecuație de gradul al doilea de forma:

E=a+bt+ct2            [mV] [3]

unde:

E este forța termoelectromotoare generată, exprimată în mV,

t – temperatura sudurii calde, exprimată în °C,

a, b și c, trei constantele ale căror valori și unități de măsură se determină prin măsurarea tensiunii termoelectromotoare la temperaturile fixe cunoscute.

Valoarea constantelor a, b si c depinde numai de materialul electrozilor din care este executată termocuplul.

Curbele care reprezintă dependența dintre temperatură și tensiunea termoelectromotoare se numesc curbe de etalonare (2.5). Fiecare tip de termocuplu are o curbă reprezentativă proprie. Pentru a ușura utilizarea acestor curbe ce au valabilitate internațională, valorile corespunzătoare se tabelează sau se ridică sub formă de diagrame.

Figura 2.5. Curbele de etalonare a termocuplelor [4].

Pentru electrozi se utilizează în special metale și aliaje, care, în afară de faptul că satisfac condițiile impuse prin esență principiului termoelectric, dezvoltă, tensiuni termoelectromotoare relativ mari. Se pot utiliza metale sau aliaje care îndeplinesc următoarele condiții:

au o compoziție omogenă și constantă;

dezvoltă o tensiune termoelectromotoare stabilă și constantă, chiar la diferențe mici de temperaturi;

prezintă o curba liniară a tensiunii termoelectromotoare în funcție de temperatură

posedă o bună conductivitate electrică;

nu prezintă variații semnificative ale proprietăților electrice în urma oxidării;

sunt accesibile ca raport preț calitate;

sunt sensibile, și își mențin proprietățile în timp.

Cu cât precizia de măsurare a termocuplurilor crește, cu atât prețul de achiziție crește. Alegerea termocuplurilor pentru standul experimental s-a făcut în funcție de valoarea temperaturilor uleiului respectiv a aerului de răcire. Valoarea cea mai ridicată a temperaturilor msurabile pe standul experimental este în zona lubrefiantului max 105 °C. Aerul de răcire are temperatura de până la 100 °C. Aerul derăcire este un parametru termodinamic de care trebuie să se țină cont, deoarece motorul are sistem de răcire cu aer forțat. Această temperatură trebuie monitorizată pentru a analiza în timp util eventualele anomalii ce se pot instala în motor pe durata măsurătorilor.

Pentru a măsura temperatura în punctele critice ale instalației s-au ales cele mai adecvate termocuple de tip Cromel Alumel (tip K). Astfel s-au ales termocuple model K. Numărul necesar al termocuplurilor pentru monitorizarea simultană a temperaturilor reprezentative din standul de probă, în vederea calculării eficienței acesteia și determinării altor caracteristici, este de două.

Ambele termocuple sunt simple și prezintă un singur element sensibil. Termocuplul care măsoară temperatura aerului de (figura 2.6) are un sistem de ecranare pe toată lungimea de 2000 mm (Lc) prelungitoare a termoelectrozilor. Ecranarea reduce foarte mult perturbațiile provenite din mediul înconjurător sau din proces. Diametrul elementului sensibil de Øg = 8 mm și lungimea de Lg = 100 mm permite măsurarea temperaturilor aerului de răcire.

Figura 2.6. Termocuplul pentru măsurarea temperaturii aerului de răcire: Lc- lungimea sudurii reci, Lg- lungimea prelungirii, termoelectrozilor, Øg- diametrul elementului sensibil [4].

Figura 2.7 Termocuplu pentru măsurarea temperaturii uleiului

Spre deosebire de termocuplul ce măsoară temperatura aerului de răcire, termocuplu pentru înregistrarea temperaturii uleiului este constructiv mai simplu (figura 2.7). Ecranarea împotriva perturbațiilor este activă pe toată lungimea prelungirii termoelectrozilor.

2.2.3. Convertorul analogic digital SELECT PID 500

Figura 2.8. Convertorul analogic digital SELECT PID 500 [5].

Pentru vizualizarea temperaturilor în timp real pe durata încercărilor, cei doi senzori de temperatură – termocuplele au fost conectate la convertorul analogic digital. Convertorul analogic digital este un dispozitiv care funcționează în regim de amplificare a unui semnal analogic măsurat în mV. Totodată acesta filtrează și sabilizează semnaul de la senzorul de temperatură, astfel valorile afișate ale acestuia putând fii vizualizate sub formă digitală. De asemnea dispozitivul permite trasnferarea valorii semnalului la o altă scară calibrată sistemului de achiziție de date. În cazul de față măsuratorile s-au realizat foar citind de valorile de pe ecran întru-un fișier excel pentru ca ulterior valorile să fie prelucrate.

2.2.4. Voltmetru digital SELECT MV507

Figura 2.9 Voltmertu digital SELECT MV507 [6]

Voltmetru digital este folosit lanțul de măsurători pentru a determina puterea consumată de către reostatul de încărcare electrică. Acesta măsoară tensiunea la bornele generatorului de curent electric. În circuit, înseriat este conectat un ampermetru care măsoară curentul absorbit de către reostatul de încărcare electric. Produsul dintre curentul absorbit de către reostat și tensinea măsurată de către voltmetru reprezintă puterea exprimată în Watt la bornele generatorului. Având în vedere că generatorul de curent electric este conectat direct la arborele cotit al motorului fără cuplaj reductor, putem spune că puterea măsurată la bornele generatorului este puterea dezvoltată de către m.a.s.

2.2.5. Placa de dezvoltare Arduino UNO R3

Figura 2.10 Arduino UNO R3 [7]

Arduino UNO este un microcontroler bazată pe microcontrolerul Microchip ATmega328P dezvoltat de Arduino.cc. Placa este echipată cu seturi de intrări și ieșiri digitale și analogice (I / O) care pot fi compatibile cu diferite placi de expansiune și alte circuite. Placa are 14 pini digitali, 6 pini analogici și poate fi programat cu IDE Arduino (software gratuit pentru implementarea, compilarea și încărcarea programului în microcontroler) prin intermediul unui cablu USB de tip B.

Poate fi alimentat de la un cablu USB sau de la o baterie externă de 9 volți, deși acceptă tensiuni cuprinse între 7 și 20 de volți. Este, de asemenea, similar cu Arduino Nano și Leonardo. Proiectul de referință hardware este distribuit sub licență Creative Commons Attribution Share-Alike 2.5 și este disponibil pe site-ul Web Arduino.

În urma calităților pe care le are acest microcontroler am decis pentru al folosi.

2.2.6. Placa de comanda electroventile benzina – gaz

Figura 2.11 Placa de comanda electroventile benzina – gaz [8]

La construcția ei am folosit o placă PBC pe care am montat următoarele piese:

Condensatori de 4700 µF 35V și 100nF

Un condensator este un dispozitiv electric pasiv ce înmagazinează energie sub forma unui câmp electric între două armături încărcate cu o sarcină electrică egală, dar de semn opus. Acesta mai este cunoscut și sub denumirea de capacitor.

Figura 2.11 Condensator 4700 µF 35V [9]

Rezistențe

O rezistență are proprietatea de a se opune trecerii curentului electric. Ele se diferențiaza prin combinația de culori . Pentru a afla valoarea unei rezistențe se poate utiliza un multimetrul, tabele de culori sau aplicatii pentru telefon ce conțin codul culorilor.

Figura 2.12 Rezistență electrică [10]

Tranzistori

Un transzistor este un semiconductor care ajuta la amplificarea de putere.

Figura 2.13 Tranzistor IRF 3205 MOS-FET [11]

Potențiometru

Aparat compus din rezistențe suprapuse pentru măsurarea diferențelor de potențial și a tensiunii electromotoare. Este un instrument folosit pentru variația potențialului electric într-un circuit.

Figura 2.14 Potențiometru [12]

Diodă 1N4007

O diodă este o componentă electronica cu două terminale ce permite trecerea curentului într-o direcție fără a opune rezistență, iar în cealaltă direcție opune o rezistență mare, acest lucru se realizeaza datorita cristalului semiconductor care are o joncțiune p-n ce este conectată la cele 2 terminale.

Figura 2.15 Diodă 1N4007 [13]

Optocuplor PC817

Optocuplor sau optoizolator este o componentă care transferă un semnal electric între două circuite izolate prin utilizarea luminii. Aceasta componentă are proprietatea de a împiedica tensiunile înalte să afecteze sistemul care primește semnalul.

Figura 2.15 Optocuplor PC817 [14]

Pentru a înțelege mai bine circuitele electrice de pe placă în continuare am atașat o schemă electrică.

Figura 2.12 Schema electrică a plăcii de comanda electroventile benzina – gaz [9]

În figură este prezentată schema electrică a blocului amplificator de putere, cu ajutorul căruia se comandă deschiderea electroventilelor pentru alimentarea cu benzină și gaz a motorului termic. Înainte de a proiecta schema electrică, s-a măsurat cu ohmmetrul rezistența bobinei electroventilelor și după ce au fost alimentate cu tensiunea continuă nominală de 12V s-a măsurat și curentul consumat de acestea. Rezultatele au fost următoarele:

Electroventil benzină:

rezistența bobinei – 14 ohmi,

curent consumat – 0,8A.

Electroventil gaz:

rezistența bobinei – 3,4 ohmi,

curent consumat – 3,8A.

Ținând cont de valorile determinate mai sus, s-a ajuns la concluzia că pentru comanda celor două electroventile de gaz sunt necesare doua canale de amplificare separate, la care se mai adaugă încă un canal pentru comanda electroventilului de benzină. Deasemenea, din considerente de siguranță s-a dorit ca platforma de procesare ARDUINO UNO să fie complet separată din punct de vedere galvanic de partea de comandă de putere, ceea ce a făcut necesară utilizarea unor optocuploare. Prin intermediul conectorului CN1 cu trei contacte, semnalul de comandă de la platforma de procesare ARDUINO UNO este aplicat simultan celor trei canale din blocul amplificator de putere.

În cele ce urmează, se va explica funcționarea canalului de amplificare pentru comanda alimentării cu benzină a motorului termic. La alimentarea blocului amplificator de putere cu tensiunea de 12V, rezistența R3 polarizează baza tranzistorului bipolar T1, astfel încât între baza și emitorul acestuia este o cădere de tensiune de 0,6V. În acest caz tranzistorul T1 va intra în conducție, ceea ce va duce la blocarea tranzistorului T2, electroventilul de benzină nefiind alimentat cu tensiune.

Dacă se aplică un impuls dreptunghiular cu amplitudinea de 5V de la ieșirea platformei de procesare ARDUINO UNO la borna de comandă a alimentării cu benzină a conectorului CN1, dioda electroluminiscentă din optocuplorul IC1 este alimentată prin intermediul rezistenței R1, care limitează curentul consumat la valoarea de 8mA, iar fototranzistorul din optocuplor intră în stare de saturație, ceea ce va duce la blocarea tranzistorului T1. În acest caz, rezistența R4 va polariza poarta tranzistorului de putere MOS-FET T2, iar electroventilul de benzină va fi alimentat cu tensiunea de comandă prin intermediul conectorului CN2. Ținând cont că sarcina tranzistorului T2 este bobina electroventilului care are un puternic caracter inductiv, dioda D2 realizează protecția montajului la apariția tensiunii de autoinducție. Dioda electroluminiscentă D1 va fi alimentată cu tensiune la fiecare deschidere a electroventilului de benzină, în acest mod indicând alimentarea cu benzină a motorului termic. Rezistența R5 limitează curentul ce trece prin LED la valoarea de 10mA. Siguranța fuzibilă S1 asigură protecția la scurtcircuit a canalului ce comandă electroventilul de benzină. Condensatorul C1 elimină posibilitatea ca funcționarea canalului de amplificare să fie perturbată de semnale parazite transmise pe bara de alimentare.

Comanda celor două canale de amplificare pentru electroventilele de gaz este făcută simultan, diodele electroluminiscente din optocuploarele IC2 și IC3 fiind înseriate împreună cu rezistența R2 care limitează curentul la valoarea de 8mA. Funcționarea celor două canale de amplificare pentru comanda deschiderii electroventilelor de gaz care sunt alimentate cu tensiune prin intermediul conectoarelor CN3 și CN4, este identică cu cea a canalului de comandă a electroventilului de benzină. Diodele electroluminiscente D3 și D5 vor fi alimentate cu tensiune la fiecare deschidere a electroventilelor de gaz, în acest mod indicând alimentarea cu gaz a motorului termic. Condensatorul C4 asigură filtrarea suplimentară a tensiunii de alimentare a întregului bloc amplificator de putere și ținând cont că are o capacitate mare, este și un rezervor local de energie care face să fie limitate vârfurile de curent prin conductoarele de conexiune cu sursa de alimentare.

Mod de instalare si instructiuni de folosire al aparatelor de masura:

INSTRUCTIUNI DE INSTALARE

1.Pentru a preveni riscurile șocurilor electrice și supraalimentarea pstrati-l oprit în timpul montării.
2.Asigurativa că conexiunile sunt corecte
3.Pentru a reduce interferențele electromagnetice folosiți cablaje adecvate corect izolate, tăiate egal și conexiuni scurte.
4.Indepartati legăturile de orice alta sursă de curent.
5.Cablurile folosite pentru conexiunile de curent trebuie sa în secțiune 0,5mm până la 2,5mm (20 la 14AWG; 75"C(min)).Cablurile sa conducă curent de 6A.
6.Inainte de inceperea folosirii dispozitivului asigurați-vă de absenta oricărei surse de tensiune in apropierea aparatului
7.Acest echipament fiind asamblat că panou de comanda asigurați-vă că partea de legături nu rămâne accesibilă după instalare.
8.Conductorii nu trebuie sa fie in contact cu circuitul intern al aparatului altfel acesta se poate arde sau poate provoca șocuri electrice alergătorului
9.Butonul de oprire trebuie instalat intre sursă de curent și instalația aparaturii pentru a ușura pornirea si oprirea funcționării.Oricum acest buton trebuie montat într-o poziție ușor de accesat.

10.Echipamentul nu trebuie sa fie montat în condiții precare sau in alte condiții decât cele specificate în manual

INSTALATIA MECANICA

Pregatiti cutia pentru dispozitiv cu dimensiunile prevazute .

Pozitionati dispozitivul in decupaj si fixatil cu ajutorul clemelor laterale.

MASURI DE SIGURANTA

1. Toate instrucțiunile,simbolurile și prescurtărilor precizate în manual sau pe echipament trebuie respectate cu strictete pentru siguranța folosirii de către personalul operator.

2. Daca echipamentul nu este folosit după instructiunile producătorului pot apărea defecțiuni la echipament

3. Nu folosiți echipamentul daca are defecțiuni din fabrica

4. Asigurați-vă că echipamentul este folosit la tensiunea potrivita

MENTENANTA

1.Echipamentul trebuie curățat regulat pentru a evita blocajele părților ventilate
2.Curatati echipamentul cu șervețele curate și uscate

ATENTIE

1.Cititi cu atenție instrucțiunile înainte de instalarea și folosirea lor.
2.Pericol de șocuri electrice.
3.Echipamentul odată instalat nu trebuie sa fie montat in apropierea altor surse sub tensiune,vapori de apa,uleiuri,sau altor produse specificate de producator.

Capitolul 3: Sisteme și programe de achiziție date

3.1. Sistemul de achiziție de date

Sistemul de achiziție de date are drept scop achiziționarea și sistematizarea datelor experimentale cu referire la presiunea din interiorul cilindrului. El a fost special conceput și realizat pentru a cerceta influența combustibililor alternativi asupra parametrilor termodinamici al unui m.a.s. încătcat la sarcini parțiale.

Sistemul de achiziție de date e compune din:

– Senzor de presiune în cilindru AVL ZF43 (figura 2.10 a) și amplificatorul AVL FI Piezo 2P2E/F/G/H (figura 2.10 b) ;

– placa de achiziție de date NI–PCI 6220 cu conexiune CB – 68 LP,

– programul de achiziție de date Labview 2015 SP.

3.2. Senzorul de presiune AVL ZF43 și amplificatorul AVL FI Piezo 2P2E/F/G/H

Figura 2.11. Senzor presiune AVL ZF43 [8]

Senzorul de presiune este de tip pezo și inglobat în bujia motorului. Acest tip de senzor nu este cu răcire cu apă, este răcit cu ajutorul sistemului de răcire al m.a.s.-ului din care face parte. Avantajul acestui tip de senzor este facilitatea de montaj și nu necesită adaptări speciale. Senzorul este conectat la amplificatorul AVL FI Piezo 2P2E/F/G/H (figura 2.11, pentru a liniariza informația

primită de la acesta în timpul măsurătorilor. Amplificatorul de semnal are funcție de a transmite valorile măsurate de senzor sub formă de tensiune mV la un dispozitiv de înregistrare date.

Figura 2.12. Amplificatorul AVL FI Piezo 2P2E/F/G/H [8].

3.3. Placa de achiziție de date

La sistemul de achiziție de date, pentru înregistrarea valorilor în timp real s-a folosit o placa de achiziție NI-PCI 6220 (figura 2.12) produsă de National Instrumets Corporation, [8].

Figura 2.13 Placa de achiziție NI – PCI 6220 [9].

Factorul principal în alegerea dispozitivului de monitorizare și achiziționare de date este natura semnalului transmis de către senzorii standului experimental. Concret, senzorul de presiune în cilindru este piezoelectric. Amplificatorul detectează și filtrează semnalul primit de la senzor, rezeultatul fiiind un semnal uniformizat exprimat în V, pe care placa de achiziție de date poate sa-l citească și înregistra.

Placa de achiziție de date este parte componentă a unui system desktop – PC, ce are system de operare Windows 7 Enterprise cu licență academică. Clasa de produs al plăcii de achiziție este M cu următoarele caracteristici:

a) 16 canale analogice de intrare (tensiune maximă 12 V)

b) rezoluția canalelor analogice 16 bit,

c) capacitate maxima de citire de 250000 citiri pe secundă.

Aceste caracteristici oferă produsului un raport cost/calitate competitiv [8]. Cel mai important factor ce definește calitatea unei achiziții de date este capacitatea dispozitivului de a înregistra cât mai multe citiri într-un interval cât mai scurt de timp. Modelul de placă de achiziție folosit pentru a citi valori ale unui proces are o capacitate maximă de 250000 citiri pe secundă. Această valoare se repartizează pe fiecare canal analogic sau digital, care se folosește în momentul achiziției. Concret, placa de achiziție va citi câte un semnal electric, în volți, de la 1 canal, unde sunt transmise valorile de la senzorul de presiune valorificându-se astfel capacitatea maximă de 250000 citiri pe secundă, pentru fiecare canal în parte. Aplicația astfel concepută și realizată este ideală pentru achiziția de date de la senzorul de presiune din cilindru, adică susține corespunzător scopul cercetării.

Figura 2.14. Lanțul de măsurători al senzorului de presiune.

Figura 2.13 prezintă schematic traseul semnalului parcurs de la amplificatorul de semnal AVL FI Piezo, în format analogic până la placa de achiziție. Semnalul ajunge în cutia de interconexiuni a plăcii, denumită în continuare bloc de interconexiuni.

Figura 2.15. Blocul de interconexiuni

Blocul de interconexiuni a fost ales în concordanță cu placa de achiziție pe de-o parte și pe de altă parte, trebuie să corespundă și cu mediul în care funcționează. S-a achiziționat modelul de bloc de interconexiuni CB-68 LP. Este ecranat și astfel se reduc perturbațiile induse din mediu. Pentru ca semnalul adus în blocul de interconexiuni să ajungă în final, la placa de achiziție se folosește un cablu special, care trebuie achiziționat, împreună cu blocul de interconexiuni. De asmenea transferul semnalului de la senzorul AVL FI Piezo s-a realizat cu ajutorul unui cablu coaxial special conceput pentru canale analogice de măsutări tip BNC.

3.4. Programul de achiziție de date

Programul de achiziție de date, conceput în legătură cu placa de achiziție NI – PCI 6220, a fost proiectat și realizat în mediul de programare Labview versiunea 2015 Service Pack 1 (figura 2.15), concepută de către National Instruments. Spre deosebire de alte medii de programare, acesta nu are linii de comandă, folosește o interfață grafică, în care în funcție de scopul urmărit, se alege un instrument virtual (VI instrument) corespunzător.

Figura 2.16. Mediul de programare Labview 2015

Programul efectiv are o construcție simplă (figura 2.16). De la instrumetul vitual DAQ Assistant semnaul brut este apreciat cu factorul de calibrare, care a fost obținut de către producător pentru tipul de senzor de măsurare a presiunii în cilindru ales. Valoarea factorului de calibrare este de 19,9954 bar/V. In instrumetul virtual se poate coordona și placa de achiziție. Acesta permite ajustare modului de citire a a valorilor de la un senzor. Cu alte cuvinte operartorul intervine la fracvența de citire a valorilor în lanțul de măsurători. Pentru carcetarea experimentala s-a ales ca și mod de citrire a rezultatelor următorul parametraj:

citirea valorilor se va realiza pe un număr N de valori;

numărul de valori N = 1000;

frecvența de citire 1000 s/s.

Figura 2.16. Programul de achiziție de date.

Astfel, semnalul corectat cu factorul de calibrare se afișează întru-un grafic, care poate fi consultat de căte operator pe toată durata măsurătorilor. În acesta se observă valorile în timp real a măsurătorilor (figura 2.17). Semnaul apoi este înregistrat într-un fișier de tip Microsoft Excel, care este gestionat de către instrumentul virual Write To Measurement File

.

Figura 2.17. Vizualizarea datelor în timp real

3.5. Sistemul de măsurare a noxelor

Instalația experimentală folosită la prezenta cercetare este CAP3200 (figura 2.18). Instalația este realizată de către CAPELEC. Instalația CAP3200 este compusă din analizorul de emisii CAP3201, opacimetru și cărucior special constuit pentru această stație; figura 1, prezintă stația CAP3200 și elementele principale.

Figura 2.18. Stația de măsurare a noxelor CAP 3200 [10].

Ambele componente principale ale stației de lucru sune echipate cu elemente auxiliare:

Analizorul de emisii CAP3201: – Sondă de prelevare;

– Tub de evacuare;

– Filtre;

– Sondă de măsurare a temperaturii a

uleiului;

– Senzori de măsurare a turației

motorului.

Opacimetru: – Sondă de prelevare;

– Suport;

– Sursă de curent și cablu de date;

– Senzor de măsurare a turației motorului.

În figura 2.19 sunt prezentate elementele auxiliare ale componentelor principale a stației de încercare.

1.

2.

3.

I.

4.

5.

Figura 2.19. Elemente auxiliare ale stației de încercare

I – celulă de măsurare a opacității; 1 – sondă de temperatură; 2 – senzor de măsurarea turației piezoelectric; 3 – senzor de măsurare a turației cu inducție; 4 – senzor de măsurare a turației la brichetă; 5 – senzor de măsurare a turației conectat la baterie

Analizorul de emisii este un modul destinat organismelor de testare și încercare certificate dar și ateleierelor de reglare ale motoarelor cu ardere internă. În cazul motoarelor cu aprindere prin scânteie, acesta permite măsurarea concentrațiilor de monoxid de carbon (CO), dioxid de carbon (CO2), hidrocarburi (HC), în echivalent hexan(C6H14), oxizii de azot (NOx) și a concentraților de oxigen (O2) în gazele de ardere produse acesta cu și fără catalizator.

Pe lăngă coponentele chimice prezentate mai sus, stația mai poate determina în orice moment:

– Calcularea valorii CO-corectate;

– Calcularea valorii Lambda;

– Masurarea turației motorului;

– Măsurarea temperaturii uleilui.

Determinarea concentrațiilor a emisiilor poluante de CO, CO2, HC și NOx se realizează prin folosirea radiației infra-roșii nedifuze NDIR, spre deosebire de măsurarea concentrației de O2 care se realizează cu ajutorul efectului peltier (electrochiomic). Precizia de măsurare a concetrațiilor emisiiolor poluante și a parametrilor auxiliari sunt prezentate în tabelul 2.1.

Tabel 2.1. Precizia parametrilor măsurați

În cazul motoarelor cu aprindere prin scânteie (m.a.s.), stația de lucru poate să realizeze măsurători ale concetraților de emisii directe sau teste oficiale . Testele oficiale se rezumă la 4 categorii de vehicule. Din punct de vedere al modului încercării gradului de poluare, aceste categorii de vehicule, sunt reglementate prin standardul NF R 10-025.

1. Vehicule intrate în folosință înainte de 01.10.1986:

– se măsoară doar CO-corectat la turația de mers în gol (ralanti);

– valoarea maximă admisibila este de 4,50 % vol.

2. Vehicule intrate în folosință între 02.10.1986 – 31.12.1992 și vehicule utilitare intrate în folosință între 02.10.1986 – 30.09.1994:

– se măsoară doar CO-corectat la turația de mers în gol (ralanti);

– valoarea maximă admisibilă este de 3.5 % vol.

3. Vehicule intrate în folosință după 01.01.1993 și vehicule utilitare intrate în folosință după 01.10.1994 până 01.07.2002

– aceste vehicule sunt necesare a fi echipate cu catalizatoare. Măsurători ale parametrului CO și λ sunt realizate la o turație constantă cuprinsă între valorile de 2500 – 3000 rot/min și ralanti;

– valorile admisibile pentru CO de 0,30 % vol, iar pentru λ valorile admisibile sunt 0,97 – 1,03;

– valorile admisibile pentru CO la turația de mers în gol este de 0,5 % vol.

4. Vehicule intrate în folosință după 01.07.2002 echipate cu catalizator

Ca și observații pentru vehiculele intrate în folosință inainte de 01.10.1986 se va realiza o singură măsurătoare a concentrației de CO-corectat la turația de mers în gol, valoarea maximă admisibilă fiind de 4,5 % vol. Dacă această valoare este mai mare de 4,5 % vol. dar nu depășește valoare de 9,0 % vol, trebuie realizat o încercare de etanșeitate a sistemului de evacuare al noxelor al vehiculului încercat dar și al sistemului de prelevare de probe al stației de lucru. Dacă se descoperă netanșeități la sistemul de evacuare al noxelor al vehiculului, acesta se declară neconform, în caz contrar rezultatele se vor tipării cu ajutorul imprimantei incorporate. În cazul vehiculelor intrate în folosință înainte de 01.01.1993, se va executa o singură măsurătoare a parametrului CO-corectat la turația de mers în gol, valoarea maixmă admisibilă pentru acest parametru fiind de 3,5 % vol. Dacă acesta este mai mare de 3,5 % vol și mai mică de 9,0 % vol se va face testul de etanșeitate al sistemului de evacuare al noxelor ca și în cazul anterior.

O încercare aparte se face atunci când vehiculul ce urmează a fi testat a fost pus în folosință după 01.01.1993. Prin normative legislative, vehiculul trebuie echipat cu convertor catalitic. Acesta prin urmare, se va încerca concentrația emisiei de CO, în ralanti accelerat și ralanti, de asemenea se va lua în considerare și coeficientul excesului de aer. Limitele admisibile pentru aceste 2 componente sunt în cazul ralanti-ului accelerat de 0,30 % vol., iar λ cuprins între 0,97 – 1,03. Pentru regimul de ralanti (mers în gol) valoarea maximă admisibilă pentru concentrația de CO este de 0,50 % vol.. Încercare se realizează după un ghid oferit de stație în momentul selectării tipului de vehicul. Acesta este în conformitate cu standardul NF R10-018. Ghidul este prezentat în tabelul 2.2

Tabelul 2.2 Ghid încercare vehicul dotat cu catalizator.

Vehiculele puse în folosință înainte de 01.07.2012, încercarea gradului de poluare se va realiza în baza ghidului prezentat în tabelul 2. Cu precizarea că, valorile maxime admisibile ale concentrației de CO pentru regimul de ralanti accelerat este de 0,20 % vol. și λ este cuprins între 0,93 – 1,03. Pentru încercarea de mers în gol limita admisibilă pentru concentrația de CO este de 0,30 % Vol.

Capitolul 4: Stabilirea parametrilor de lucru și realizarea măsurătorilor

Planul de masuratori ales pentru prezenta cercetare s-a concentrat pe determinarea parametrilor termondinamici ai unui M.A.S. și alimentatie cu carburator . Evidentierea parametrilor termodinamici de catre standul experimental s-a realizat folosind amestec de benzină CO100 si bioetanol – 99.99% puritate în cantități egale.

Măsuratorile efective s-au derulat dupa urmatorul plan:

– alimentarea M.A.S.-ului cu Benzină :

Măsurarea temperaturii lubrefiantului din minut in minut;

Măsurarea presiunii din cilindru (diagrama indicată ), la sarcina partiala

Măsurarea compusilor poluanti : CO , CO2 , HC , Nox , λ ; pentru cele 3 situatii (pentru o sarcina partiala) odată la 1 minute.

-alimentarea M.A.S.-ului cu 50% benzina CO100 și 50% bioetanol 99.99% puritate :

Măsurarea temperaturii lubrefiantului din minut in minut;

Măsurarea temperaturii aerului de racire din minut in minut;

Măsurarea presiunii din cilindru (diagrama indicată ),în situatia cu sarcina partiala;

Măsurarea compusilor poluanti : CO , CO2 , HC , Nox , λ ; pentru situatia cu sarcină parțială odată la 1 minut.

3.1. Rezultatele măsuratorilor la alimentarea M.A.S.-ului cu amestec 50% benzină – 50% bioetanol

Figura.3.2. Evoluția CO2 , CO , O2 în functie de timp

Evoluția emisiilor de CO2, CO și O2 exrpimate în % volumic raportate în timp sunt indicate în figura 3.2.

Figura.3.3. –Evoluția NOx și HC în functie de timp

Figura 3.3 indică evoluția emisiilor de NOx și HC exprimate în părți pe milion pe durata de funcționare a stendului experimental. Se observă că la încărcare maximă emisia de HC începe să scadă, în timp ce emisia de NOx a rămas în medie constantă.

Figura.3.4. λ in functie de timp

Coeficientul excesului de aer de asemnea s-a măsurat pe durată de funcționare a standului experimental (figura 3.4). Pentru sarcina neutră respectiv prima treaptă de încărcare valoarea lui λ în medie a fost de 0.92. Pentru treapta a doua de încărcare valoarea acestuia a crescut peste 1.1, ulterior stabilizându-se în jurul valorii de 1.

Figura 3.6. Diagrama indicata in timpul funcționarii cu sarcină partiala

Figura 3.6 prezintă diagrama indicată a m.a.s.-ului din standul experimental, măsurată succesiv de către sistemul de achiziție de date.

3.2. Rezultatele masuratorilor la alimentarea M.A.S.-ului cu bioetanol

Figura 3.8. Evoluția temperaturilor pentru lubrefiant și aer în functie de timp

Evoluția temperaturilor din figura 3.8, comparativ cu figura 3.1 indică pentru combustibilul alternativ o valoarea mai mică. Aceasta este pusă pe seama combustibilului, și puterii calorice a acestuia. Valorile emisiiolo poluante nu au putut fi prezentate pentru acerastă situație deoarece analizorul de gaze de ardere a suferit o defecțiune în timpul măsurătorilor.

Figura 3.9. Diagrama indicată în timpul functionarii fara sarcina

Figura 3.10. Diagrama indicata in timpul functionarii cu sarcina partiala I

Figura 3.11. -diagrama indicata in timpul functionarii cu sarcina partiala II

Diferențe comparative între figurile 3.5 – 3.7 și 3.9 – 3.11 pot fii observate, valori ale vîrfurilor de preseiune mai mici sunt în cazul combustibilului alternativ. Acestea sunt puse pe seama puterii calorice a combustibilului, fapt demonstrat și de valorile temperaturilor lubrefiantului și aerului de răcire.

4. CONCLUZII

În urma măsuratorilor efectuate pe standul experimental cu cele două tipuri de combustibili benzină și respeciv bioetanol se obțin urmatoarele rezultate:

Temperatura uleiului în timpul functionarii motorului cu benzină creste mult mai repede față de temperatura uleiului în timpul funcționarii motorului cu bioetanol care are tendința de a ceste constant pana ajunge la temperatura optima de funcționare (aproximativ 90̊);

După cum se observă din grafice, în timpul funcționarii motorului pe benzină temperatura aerului tinde să crească rapid spre deosebire de situația bioetanolului, creșerea acesteia fiind mai liniară pe aceeași durată de funcționare;

Diagrama indicată este mai mică în cazul folosirii ca și combustibil primar bioetanolul pentru aceleași situații de încărcare;

Standul experimental poate să prezinte studenților valori ale parametrilor termodinamici cheie:

Temperatura aerului de răcire și a lubrefiantului;

Valori ale emisiilor de : CO, CO2, O2, NOx, HC și λ;

Valorea tensiunii și curentului la bornele generatorului;

Diagrama indicată în timp real pe durata de funcționare a standului experimenal.

Anexe

// Include Libraries
#include "Arduino.h"
#include "HallA1302.h"
#include "LED.h"
#include "Potentiometer.h"

// Pin Definitions
#define HALLA_PIN_VOUT A3
#define LEDB_PIN_VIN 5
#define POTENTIOMETER_5V_PIN_SIG A1

// Global variables and defines

// object initialization
HallA1302 hallA(HALLA_PIN_VOUT);
LED ledB(LEDB_PIN_VIN);
Potentiometer potentiometer_5v(POTENTIOMETER_5V_PIN_SIG);

// define vars for testing menu
const int timeout = 50000;       //define timeout of 10 sec
char menuOption = 0;
long time0;

const int max_delay_value = 3; // 5 seconds max when potentiometer value is 10 K
const int max_potentiometer_resistance = 10000;  //maximum resistance of potentiometer, 10K
int delay_value = 0;

const int program_turnoff_timeout = 50000; // turnoff timeout of 10 sec

// Setup the essentials for your circuit to work. It runs first every time your circuit is powered with electricity.
void setup()
{
    // Setup Serial which is useful for debugging
    // Use the Serial Monitor to view printed messages
    Serial.begin(9600);
    while (!Serial) ; // wait for serial port to connect. Needed for native USB
    Serial.println("start");
    
    //Calibrate sensor
    hallA.calibrate();
//    menuOption = menu();
    
}

// Main logic of your circuit. It defines the interaction between the components you selected. After setup, it runs over and over again, in an eternal loop.
void loop()
{
    int potentiometer_5vVal = potentiometer_5v.read();
    int hallAVal = hallA.getMeasurment();
    int current = millis();
    if (hallAVal !=0 || program_turnoff_timeout)
    {
     // if(menuOption == '1')
     {
      // A1302 Linear Hall Effect Sensor – Test Code
      //Get Measurment from hall sensor. Depending on the magnet pole polarity the sensor will return positive or negative values.
      hallAVal = hallA.getMeasurment();
      if (hallAVal < -3)
      {
      delay_value = potentiometer_5vVal * max_delay_value / max_potentiometer_resistance;
        digitalWrite(5, HIGH); // sets the digital pin 5 on
        delay(22+delay_value);            // waits for a second delay(delay_value)
        digitalWrite(5, LOW);  // sets the digital pin 5 off
        delay(22+delay_value);            // waits for a second delay(delay_value)
  
      }
      Serial.print(F("Hall: ")); Serial.println(hallAVal);
      Serial.print("\t");
      Serial.print(F("Val: ")); Serial.println(potentiometer_5vVal);
        }
    
      if (millis() – time0 > timeout)
      {
     }
    }
    }

5. BIBLIOGRAFIE

[1]. Ionel OLARU – Bazele cercetării experimentale – suport de curs online

Cursuri

[2]. Iacobescu Mihai Florin – CERCETĂRI TEORETICE ȘI EXPERIMENTALE

PRIVIND COGENERAREA CU MOTOR CU APRINDERE PRIN SCÂNTEIE,

FUNCȚIONÂND CU GPL, Teză de doctorat, ISBN: 978-606-554-350-8, 2012.

[3]. Ioana IONEL, Francisc POPESCU, Nicolae LONTIȘ, ș.a., Resurse de energie

nepoluantă – teme experimentale, ISBN 978-973-625-947-0, Editura Politehnica

2009

[4].http://selecinstruments.blogspot.com/2017/04/selec-instruments-authorised- dealer-in_367.html

[5]. http://www.selectautomation.net/selec-mv507-economical-voltmeter.php

[6]. Documentație tehnică AVL

[7]. https://www.ncix.com/detail/national-insrument-ni-pci-6220-16-e8-56497.htm

[8]. http://www.autotech.ro/wp/capelec-3200go/

UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMIȘOARA

COLECTIVUL AUTOVENICULE RUTIERE

Examen de diplomă și de licență Referent 1.

An______ Specializarea

Sesiunea septembrie 2018 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 AUTOVEHICULE RUTIERE Sesiunea septembrie 2018

Media anuală Nota conducatorului

REFERAT

ASUPRA PROIECTULUI DE DIPLOMĂ

ABSOLVENT ______________________ conducĂtor ________________________

Tema lucrării de diplomă ____________________________________________

________________________________________________________________________________

Date generale

Structura proiectului

 obișnuită  de cercetare  de execuție

 bun  foarte bun  cu elemente de originalitate

 cu erori de calcul  cu erori de algoritm

3. 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

4. APRECIEREA PARȚILOR POZITIVE ȘI NEGATIVE

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 de Mecanică

_______________________ ______________________________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

_______________________ ___________________________