Componente electronice ale unui automobil

Capitolul 1

Componente electrice si electronice într-un automobil

1.1 Automobilul

Un automobil modern, dintr--clasa medie, cuprinde circa 60-70 de motoare si un numar asemanator de senzori si sisteme senzoriale (fig.1.). Un exemplu elocvent îl constituie diferentele majore dintre „broscuta” de mare succes a firmei Volkswagen, din anii 1960: 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.

Fig. 1. Componente electrice si electronice într-un automobil.

Cresterea ponderii componentelor electrice si electronice în constructia automobilului a facilitat introducerea unor sisteme noi, permitând cresterea performantelor si simplificarea componentelor mecanice. Un exemplu este prezentat în( fig.2 .), respectiv un ventil cu actionare electromagnetica (Electromagnetic Valve Train –

EVT) – un rezonator resort/masa, care înlocuieste clasicul ax cu came destinat actionarii ventilelor în sincronism cu miscarea arborelui motor, si asigura sistemului de management al motorului posibilitatea comenzii libere a ventilelor, în functie de algoritmul de optimizare impus. Principalele efecte: îmbunatatirea raportului moment

motor/turatia motorului, reducerea cu pâna la 20% a consumului de carburant, reducerea volumului gazelor de esapament.

Fig.2. Ventil cu actionare electromagnetica

-alta tendinta importanta în constructia autovehiculelor consta în îmbunatatirea permanenta a performantelor sistemelor existente. În (fig .3.) , este prezentat un sistem de injectie cu actuator piezoelectric.

Fig.3. Sistem de injectie cu actuator piezoelectric.

Utilizeaza tehnologia HDI (High Diesel Injection), în care -pompa alimenteaza cu motorina -rampa comuna, numita „common rail”, la presiuni de pâna la 1500 bari. Distributia carburantului din aceasta rampa se realizeaza cu actuatori piezoelectrici. Actuatorii piezoelectrici sunt utilizati în 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 în domeniul nanometrilor etc. Vor fi tratati detaliat în capitolul 5. Foarte multe eforturi ale proiectantilor si constructorilor de vehicule sunt dirijate în scopul cresterii sigurantei si confortului pasagerilor si implica subsisteme mecatronice sofisticate.

Sistemele de securitate pot fi active sau pasive si au câteva roluri foarte importante: evitarea eficienta a coliziunilor; minimizarea efectelor coliziunilor si evitarea traumatismelor, atât pentru pasagerii vehiculului, cât si pentru pietonii implicati în accident.

Sistemele de siguranta active servesc la prevenirea coliziunilor si la minimizarea efectelor acestora. Cele mai importante sunt [Continental]:

- Sistemul electronic de frânare (Electronic Brake System), care include:

-ABS (Anti-locking Brake System) –are rolul de a controla presiunea de frânare, pentru evitarea blocarii rotilor. Proceseaza informatiile de la senzorii care masoara viteza rotilor si controleaza motorul pompei hidraulice si valvele care distribuie fluidul la frâne.

-Brake Assist – interpreteaza informatiile de la senzorii specifici si corecteaza manevrele de frânare ale conducatorului auto.

- Sistemul electronic de stabilitate (ESP – Electronic Stability Program), care evalueaza în permanenta datele masurate de un mare numar de senzori si compara actiunile soferului cu comportarea vehiculului la momentul respectiv. Daca intervine -situatie de instabilitate, cum ar fi cea determinata de -virare brusca, sistemul reactioneaza în fractiuni de secunda, prin intermediul electronicii motorului si a sistemului electronic de frânare si ajuta la stabilizarea vehiculului.

Sistemul ESP include mai multe subsisteme complexe:

-ABS (Anti-locking Brake System);

-EBD (Electronic Force Brake Distribution);

-TCS (Traction Control System);

-AYC (Active Yaw Control).