Mecatronica in tehnologia auto - generalitati

Aparut in a doua jumatate a secolului al 19-lea, automobilul a revolutionat transporturile si a concentrat cele mai semnificative eforturi stiintifice si ingineresti, pentru continua perfectionare a performantelor sale. Pana in jurul anilor 1970-1980 componentele mecanice, multe dintre ele adevarate „bijuterii” tehnice, reprezentau o pondere covarsitoare in ansamblul unui automobil, partea electrica si electronica rezumandu-se la un numar restrans de motoare (demaror, alternator, stergatoare de parbriz), senzori (pentru temperatura uleiului si antigelului, presiunea uleiului, nivelul carburantului), relee (pentru semnalizare, aprindere) si becuri .

Dezvoltarea microelectronicii, materializata in circuite integrate logice si analogice, circuite integrate de putere, procesoare numerice (microprocesoare, microcontrollere, DSP-uri), realizarea unor sisteme de actionare, conventionale si neconventionale, performante, a unor tipuri noi de senzori etc. au deschis perspective largi pentru rezolvarea unor cerinte care se impuneau tot mai acut, legate de:
- siguranta in trafic,
- economicitate,
- fiabilitate,
- confort,
- protectia mediului.

In constructia automobilelor moderne si-au castigat locul tot mai multe sisteme mecatronice (pentru managementul motorului, ABS, ESP, suspensie activa etc.), pentru ca, in final, intreg automobilul sa se transforme intr-unul dintre cele mai reprezentative sisteme mecatronice (prin interconectarea subsistemelor cu magistrale adecvate - de exemplu, CAN-Bus, sisteme de navigatie, X-by Wire, telematica etc.).

Un automobil modern, dintr-o clasa medie, cuprinde circa 60-70 de motoare si un numar asemanator de senzori si sisteme senzoriale. Un exemplu elocvent il constituie diferentele majore dintre „broscuta” de mare succes a firmei Volkswagen, din anii 1960 care era echipata cu 136 W - putere maxima consumata, 150 m de cabluri electrice si circa 80 de contacte electrice si urmasul acesteia din 2001, masina „New Beetle”, cu un consum de 2050 W, 1500 m de cabluri si 1200 contacte electrice.

Tendinta este ca automobilul sa contina cat mai multi senzori si actuatori conectati la un sistem electronic centralizat care intervine automat si efectueaza corecturile necesare pentru o functionare optima si sigura.

Cresterea ponderii componentelor electrice si electronice in constructia automobilului a facilitat introducerea unor sisteme noi, permitand cresterea performantelor si simplificarea componentelor mecanice. Un alt exemplu este un ventil cu actionare electromagnetica (Electromagnetic Valve Train - EVT) - un rezonator resort/masa, care inlocuieste clasicul ax cu came destinat actionarii ventilelor in sincronism cu miscarea arborelui motor, si asigura sistemului de management al motorului posibilitatea comenzii libere a ventilelor, in functie de algoritmul de optimizare impus. Principalele efecte: imbunatatirea raportului moment motor/turatia motorului, reducerea cu pana la 20% a consumului de carburant, reducerea volumului gazelor de esapament.

O alta tendinta importanta in constructia autovehiculelor consta in imbunatatirea permanenta a performantelor sistemelor existente. Alt exemplu un sistem de injectie cu actuator piezoelectric. Utilizeaza tehnologia HDI (High Diesel Injection), in care o pompa alimenteaza cu motorina o rampa comuna, numita „common rail”, la presiuni de pana la 1500 bari. Distributia carburantului din aceasta rampa se realizeaza cu actuatori piezoelectrici. Actuatorii piezoelectrici sunt utilizati in multe produse mecatronice, datorita unor caracteristici remarcabile, cum ar fi forte de actionare mari (de ordinul miilor de N), acceleratii de ordinul a 2000g, rezolutii in domeniul nanometrilor etc.

Foarte multe eforturi ale proiectantilor si constructorilor de vehicule sunt dirijate in scopul cresterii sigurantei si confortului pasagerilor si implica subsisteme mecatronice sofisticate.


Niciun comentariu:

Trimiteți un comentariu

Opinia ta conteaza !

Booking.com