PROGRAM C.N.C.S.I.S.PLATFORME / LABORATOARE DE

FORMARE ŞI CERCETARE INTERDISCIPLINARE

Bucureşti14 Iunie 2006

Obiective

• creşterea capacităţii de integrare a universităţilor în aria europeană a educaţiei şi a cercetării;

• creşterea performanţei ştiinţifice şi compatibilizarea sistemului de învăţământ superior cu cerinţele societăţii bazate pe cunoaştere;

• asigurarea resurselor umane înalt calificate pentru educaţie şi crecetare prin organizarea sistemului de formare prin programe de master şi doctorat într-o nouă configuraţie;

• dezvoltarea capacităţii de formare şi cercetare prin programe interdisciplinare şi transdisciplinare.

Criterii

• calitatea programelor de formare şi cercetare prezentate de universitate în concordanţă cu cerinţele dezvoltării cunoaşterii în domeniile solicitate;

• calitatea resurselor umane implicate în programele de formare şi cercetare, performanţe ştiinţifice şi profesionale;

• capacitatea universităţii de a contribui prin resurse proprii la organizarea platformei şi atragerea altor resurse pentru asigurarea sustenabilităţii programului;

• calitatea planului de dezvoltare şi managementul strategic asigurat platformei;

• capacitatea universităţii de a se integra în programe internaţionale şi de a participa în reţele internaţionale de cercetare şi formare;

• capacitatea universităţii de a valorifica infrastructura prin servicii furnizate către comunitate şi atragerea de noi surse de finanţare.

Resurse umane

• cadre didactice implicate în procesul de formare şi cercetare interdisciplinară;

• studenţii din anii terminali care finalizează proiecte de licenţă sau lucrează în programe de cercetare;

• studenţii de la programe de MASTER INTERDISCIPLINAR;

• doctoranzii şi cercetătorii implicaţi în programe interdisciplinare.

Rezultate estimate

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

• dezvoltarea unor programe de cercetare interdisciplinară prin implicarea studenţilor şi cadrelor didactice tinere în procesul de formare şi cercetare în cadrul echipelor inter - şi trans - disciplinare;

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

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

TENDINŢE ÎN DEZVOLTAREA AUTOVEHICULELOR

ÎN PERIOADA 2008-2020

Factori determinanţi în evoluţia autovehiculelor

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

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

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

• Utilizarea combustibililor neconvenţionali;• Autovehicule electrice şi hibride.

Factori determinanţi în evoluţia autovehiculelor

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

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

eşapament până la 250 000 km;• Poluare fonică:

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

• Reciclarea materialelor provenite de la autovehiculele casate.

Factori determinanţi în evoluţia autovehiculelor

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

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

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

autovehiculelor (microprocesoare, reţele performante);– Protecţie la influenţele câmpurilor electromagnetice.

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

Factori determinanţi în evoluţia autovehiculelor

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

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

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

Factori determinanţi în evoluţia autovehiculelor

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

Tendinţe în evoluţia M.A.I.

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

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

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

• Autoaprinderea controlată în motoarele pe benzină (HCCI).

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

a substanţelor cauzatoare de cancer).

Tendinţe în evoluţia M.A.I.

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

Probabilitatea rezolvării problemei neutralizării emisiilor nocive în funcţiede tipul motorului este prezentată în tabel

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

2020201520102005

Tendinţe în evoluţia M.A.I.

Tendinţe în evoluţia sistemelor hibride

Atuurile sistemelor hibride de propulsie sunt:• Emisii locale zero (automobil electric, all electric range -AER);• Consum redus de combustibil/emisie redusă de CO2 datorate:• Recuperării energiei la frânare;• Funcţionare pornire / oprire;• Deplasarea regimurilor de funcţionare a motorului spre polul

economic;• Reducerea cilindreei prin asistare electrică.

Tendinţe în evoluţia sistemelor hibride

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

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

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

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

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

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

Tendinţe în evoluţia sistemelor hibride

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

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

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

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

Tendinţe în evoluţia sistemelor hibride

Tipuri de transmisii hibride

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

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

NiMH/Li-Ion40 kg

NiMH/Supercondensator

25 kg

NiMH25 kg

Pb/A25 kgBaterii

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

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

Cilindree redusăCilindree redusăConvenţionalConvenţionalMotorul cu ardere internă -MAI

Pornire/OprireRecuperare

Asistare MAIAER >1,61 km

Pornire/OprireRecuperare

Asistare MAI

Pornire/OprireRecuperare

AER <1,61 kmPornire/Oprire

Full HibridMediu - hibridHibrid - ISGISG (Integrated Starter Generator

Transmisii Hibride/funcţii

Tendinţe în evoluţia sistemelor hibride

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

Tendinţe în evoluţia sistemelor hibride

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

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

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

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

Tendinţe în ceea ce priveşte transmisiile automobilelor

Tendinţe în ceea ce priveşte utilizarea combustibililor alternativi

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

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

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

Tendinţe în realizarea stucturilor de caroserie

Utilizarea oţelurilor cu rezistenţă înaltă

Tendinţe în realizarea stucturilor de caroserie

Utilizarea aliajelor uşoare de aluminiu şi de magneziu

Tendinţe în realizarea stucturilor de caroserie

Utilizarea aliajelor uşoare de aluminiu şi de magneziu

Tendinţe în realizarea stucturilor de caroserie

Utilizarea materialelor compozite

Tendinţe în realizarea stucturilor de caroserie

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

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

Analiza comportării statice şi dinamice a caroseriilor deautovehicule cu ajutorul calculatorului

Automobilul – componentă a ITS

Sisteme de asistare a şoferului

Automobilul – componentă a ITS

Evoluţia introducerii sistemelor de asistare a şoferului

Automobilul – componentă a ITS

Sistem de alarmare automată în caz de accident

Automobilul – componentă a ITS

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

Automobilul – componentă a ITS

Echiparea unui autoturism cu ehipamente ITS

Automobilul – componentă a ITS

Tehnologii utilizabile in cazul ITS

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

AID = detectarea automata a incidentelorAVI = identificarea automata a vehiculelorDSRC = comunicatii dedicate cu raza scurta de actiuneGPS = sistem global de pozitionare

Dispozitive de evitare a coliziunilor

UTCGhidare rutieraMasurarea bretelei de accesUtilizarea informatieiRDS/TMCInternetHARVMSDistribuirea informatieiDSRCFibre opticeComunicatii mobileComunicatii stationareTransmisia de dateHarta digitalaAIDGPSFuziunea datelorPrelucrarea de dateMasurarea greutatii in miscareMonitori ai conditiilor de climaAVIDetectori de traficAchizitia de dateVehicululInfrastructuraTehnologii ITS

Tendinţe în ceea ce priveşte reciclarea autovehiculelor casate

The 2000/53/EC Directive regarding the End-of-Life Vehicles (ELV)starting from 18 sept. 2000:• Art.4 … The component parts put on the market after July 2003

must not contain lead, mercury, cadmium or hexavalent chromium otherwise than specified in Appendix II.

• Art.7 Terms. Starting with 1 January 2006, a minimum of 85% in weight of ELVs should be recovered (manufactured after 1980), including a maximum of 5% energy recovery and starting with 2015 a minimum of 95% in weight, including a maximum of 10% of energy recovery. Banning the use of hazardous substances, such as Pb, Hg, Cd, Cr6 for new vehicles as from July 2003.

Domenii de activităţi conexe autovehiculelor

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

Oportunităţi în dezvoltarea proiectului

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

• Participarea UPB la programe internaţionale de formare-cercetare;

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

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

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

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