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Automaker

Development & Test

Gasolina, Diesel e sistemas de Injeção

alternativos

Ano 1 Nº 3

Diagnóstico à distância

Diagnosticar veículos interativamente no mundo todo

Automotive Testing | Vehicle & Powertrain Simulation | Controls & Calibration | Environment & Emissions


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©2013 MTS Systems Corporation. MTS is a registered trademark of MTS Systems Corporation in the united States. This mark may be protected in other countries. rTM no. 211177.

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Automaker Development & Test Editorial William Fone Diretor editorial wf@automaker.tv Alessandro Bassinelli Colaborador Marcos Cardoso Lima Costa Colaborador Dr. Gotthard Rainer Presidente Técnico Tom Stephenson Vendas de Publicidade

tom.stephenson@automaker.tv

conteÚDO Grupo BMW

Especialistas do Grupo BMW estão desenvolvendo sistemas inteligentes de assistência ao motorista e de gerenciamento de tráfego para uma maior segurança, conforto e eficiência as cidades do amanhã.

Ipetronik

Tecnologias móveis de medição suportam os testes embarcados em veículos elétricos e híbridos com alta tensão

IIHS

Enviar artigo wf@automaker.tv

Trabalho rápido: Sistema melhor de frenagem automática ajuda mais modelos a ganhar as melhores notas com relação à prevenção de colisão frontal

Assinar a Revista www.automaker.com.br

Sine on Random

Grupo

Automakermedia www.automaker.tv Thomas Fone CEO Mauricio de Araujo Almeida Diretor Doris Fone Diretor Financeiro

Apoio

Contato AEA Suelen Assoni 11 5908-4043 relacionamento@aea.org.br AEA - Associação Brasileira de Engenharia Automotiva Rua Salvador Correia, 80 Aclimação - São Paulo - SP CEP: 04109-070 www.aea.org.br

O que são os testes “Sine on Random” e quando devo usar esta metodologia de ensaio no lugar de, ou adicionalmente ao, tanto “Sine” quanto “Random”?

Ford

Tecnologia Avançada de Direção que tornará os veículos mais fáceis demanobrar e mais divertidos de conduzir

08 12 18 24 26

DIESEL E SISTEMAS 34 BOSCH GASOLINA, DE INJEÇÃO ALTERNATIVOS


22 28 44 54

Volvo Car

Pesquisas sobre sensoreamento a fim de criar carros que venham a conhecer os seus motoristas

FEV Brasil Testes e métodos de calibração Avançados para trens de força modernos

VECTOR Diagnosticar veículos interativamente no mundo todo

EXPOSITORES

62

SIMEA 2014

22º simpósio internacional de engenharia automotiva

A&D Technology

Sistema de gerenciamento de laboratório com aplicação de processos lean, inciativas Six Sigma e padronização para unidades de teste.

CD-Adapco

Simulação ajuda empresas automotivas do Brasil a atingir metas

Universidade Federal de Santa Maria

Projeto de motores na Universidade

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Especialistas do Grupo BMW estão desenvolvendo s gerenciamento de tráfego para uma maior segura

A

urbanização crescente significa que os modais de tráfego das cidades estão atingindo seus limites de capacidade cada vez mais rápido. Dirigir em áreas urbanas significa ter que lidar com situações complexas de trânsito envolvendo muitos tipos de usuários diferentes nas estradas, e há um risco crescente de congestionamento e acidentes em nossas cidades. Sistemas de tráfego precisam ser capazes de lidar com a pressão, no entanto, se o futuro da mobilidade irrestrita é para ser preservado.

Especialistas do Grupo BMW, juntamente com outros fabricantes, estão envolvidos na iniciativa de pesquisa intitulada UR: BAN (sigla em alemão que significa Espaço Urbano: sistemas de assistência orientados ao usuário e gerenciamento de rede) e estão trabalhando no desenvolvimento do sistema cooperativo e inteligente de assistência ao motorista, bem como em sistemas de gerenciamento de tráfego. “Isso nos permitirá aumentar ainda mais a segurança, eficiência e conforto em áreas urbanas de forma significativa”, explica o Dr. Christoph Grote, diretor da BMW Forschung und Technik GmbH. Um dos principais pontos de foco é os seres humanos e os muitos diferentes papéis que eles desempenham no sistema de tráfego - sejam como motorista, motociclista, ciclista, pedestre ou planejador de tráfego. Para isso, a iniciativa da pesquisa reuniu 31 parceiros da indústria automotiva e seus fornecedores, as áreas de eletrônica e software, bem como institutos de pesquisa e cidades. Iniciando em 2012, planejado para durar até 2016 e financiado pelo Ministério Federal Alemão para Assuntos de Economia e Energia (BMWi), a iniciativa compreende três projetos distintos: “Assistência Cognitiva”, “Sistema de Tráfego em Rede” e “Fatores Humanos no Trânsito”.

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sistemas inteligentes de assistência ao motorista e de ança, conforto e eficiência nas cidades do amanhã.

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Mais segurança Cognitiva”

com

“Assistência

Os sistemas atuais de assistência ao motorista são projetados em primeiro lugar e acima de tudo para tornar a direção nas estradas mais segura e confortável. Há um novo conjunto de desafios a serem enfrentados no trânsito das cidades, onde os motoristas também tem que tomar cuidado extra com ciclistas e pedestres. Os métodos para a detecção de situações e perigos e para auxiliar a frenagem e as reações de direção que já funcionam com sucesso nas estradas precisam ser adaptados de acordo. Como parte do sub-projeto “Proteção dos Usuários Vulneráveis das Estradas”, a BMW Forschung und Technik GmbH está desenvolvendo um sistema de assistência ao motorista para ajudar a proteger os pedestres: o sistema analisa a situação e o comportamento do pedestre para avaliar se existe um risco de colisão com o veículo. Acidentes com pedestres podem ser evitados através de frenagem, acionamento de direção ou uma combinação dos dois. Em um veículo de pesquisa BMW Série 5 já é possível reconhecer características detalhadas de um pedestre – p.ex., a cabeça e parte superior do corpo - e classificar a direção em que o pedestre está se movendo. Se os sistemas de assistência ao motorista que efetivamente previnem acidentes devem supostamente trabalhar em um ambiente urbano, eles precisam de uma “imagem” confiável e completa de seu entorno e também devem ser capazes de interpretar corretamente as situações complexas que envolvem muitos protagonistas diferentes e condições de contorno. A BMW Forschung und Technik GmbH está, portanto, trabalhando no desenvolvimento de algoritmos de avaliação poderosos para a fusão de dados e avaliação de situações de um sub-projeto interdisciplinar designado “Medição e Modelagem do Meio Ambiente”. No evento intermediário, a detecção de objeto foi demonstrada juntamente com espaço livre ou detecção de objeto genérico usando grades. O objetivo é desenvolver um sistema de modelagem ambiente de 360° para cenários urbanos a serem utilizados por vários sistemas de assistência ao motorista.

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Condução ecológica com um “Sistema de Tráfego em Rede” O tráfego urbano atual tem um potencial relativamente alto de melhorar ainda mais a sua eficiência e assim, reduzir as emissões de CO2. No sub-projeto”Vias Urbanas”, a BMW AG juntou forças com outros parceiros de projeto para desenvolver um Assistente Verde de Coordenação e Desaceleração. Isso torna possível o uso de informações preditivas sobre os tempos de comutação de sinais de trânsito e o conhecimento da situação do tráfego local logo a frente nos cruzamentos para o aumento da eficiência do tráfego, bem como a redução de consumo de combustível e emissões de ruído nos cruzamentos controlados por semáforos. Consequentemente, o direcionamento do fluxo de tráfego dessa maneira também abre a possibilidade de tirar o máximo de aproveitamento dos diferentes sistemas de direção dos carros atuais, tais como sistemas elétricos e híbridos. O Assistente Verde de Coordenação e Desaceleração foi implementado em um BMW X5 e num veículo de teste da série BMW 4. O projeto mostra, assim, como as comunicações podem ser direcionadas a partir da infra-estrutura de tráfego para os veículos através dos centros de controle de tráfego e dos Mobility Data Marketplace (MDM). Os primeiros testes de campo devem começar este ano nas instalações de teste em Düsseldorf e Kassel. Os resultados serão incorporados diretamente em uma análise de impacto para confirmar o ganho em eficiência.


Os resultados provisórios foram apresentados no evento UR:BAN realizado no Centro Aeroespacial Alemão (DLR) em Braunschweig.

Condução preventiva e confortável com os “Fatores Humanos no Trânsito” O projeto “Fatores Humanos no Trânsito” é a criação de novos conceitos inovadores de exibição e controle para permitir que os veículos se transformem em “ajudantes ativos” em caso de perigo. No sub-projeto “Controlabilidade”, a BMW AG e a BMW Forschung und Technik GmbH se uniram com parceiros de ensino superior e institutos de pesquisa para elaborar uma base padronizada e metódica que ajudará de uma forma eficiente e válida a verificar a controlabilidade de funções e conceitos de HMI, com o foco em situações onde o tempo é um fator crítico. O sub-projeto “Previsão de Comportamento e Detecção de Intenção”, por sua vez, centra-se no desenvolvimento de métodos para detectar as intenções do motorista, o mais cedo possível, a fim de alinhar as sugestões do sistema de assistência com o que o motorista pretende fazer.

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Tecnologias móveis de medição suportam os testes embarcados em veículos elétricos e híbridos com alta tensão Novas tecnologias, novos requisitos de segurança

A

tendência da indústria global com relação às novas unidades de veículos elétricos e híbridos de alto desempenho criou um novo conjunto de requisitos de teste para os fabricantes e entidades de manutenção. Novos sistemas clamam para o uso de acumuladores embarcados de energia elétrica e unidades de acionamento com requisitos de energia à bateria que sejam capazes de suportar até 1000 volts, dependendo do tamanho e tipo do veículo. Tais sistemas de alta tensão são comumente conhecidos por seu uso estacionário dentro de aplicações de geração e distribuição de energia. No entanto, estes sistemas ainda não estão suficientemente adaptados para as aplicações embarcadas em veículos, embora não deixem de ser cada vez mais populares entre os fabricantes de veículos elétricos e híbridos. É importante entender que se as unidades de veículos elétricos

e híbridos fossem construídas da mesma maneira que os sistemas embarcados tradicionais 12 -, 24 ou 42-Volts (nominal), o resultado seriam requisitos excessivamente elevados no que diz respeito aos aspectos de energia, e assim, altos custos para o usuário final, afetando em última análise a capacidade de um fabricante de introduzir um novo veículo a um custo competitivo para o mercado. Dado que a energia elétrica é um subproduto da corrente e tensão, a tensão do sistema embarcado em um veículo elétrico ou híbrido deve ser aumentada consideravelmente para manter as correntes dentro dos limites “razoáveis”. Entre seus benefícios, o aumento nos valores de tensão embarcada pode diminuir a necessidade de secções nos cabos, otimizando a eficiência do sistema. Para garantir o melhor desempenho de um veículo elétrico ou híbrido, vários especialistas técnicos devem realizar inúmeros testes durante o processo de desenvolvimento do produto.

Sistemas móveis de aquisição de dados adequados são instrumentos vitais para assegurar a capacidade do sistema, a funcionalidade e a eficiência. Além disso, a incorporação adequada dessa tecnologia como uma fonte de energia embarcada viável dentro de um veículo elétrico ou híbrido requer um compromisso absoluto com rigorosos testes de segurança e a compatibilidade para suportar hardware e acessórios a fim de mitigar os riscos. Este artigo fornece uma visão geral de um sistema típico de alta tensão embarcado, ao discutir parâmetros comuns de teste de veículos elétricos e híbridos, com uma explicação detalhada de questões importantes de segurança e precauções recomendadas associadas ao uso desta tecnologia. Uma visão geral das tecnologias de medição IPETRONIK mais comumente especificados para estes tipos de aplicações serão usados para ilustrar o todo.

Entendendo um sistema embarcado típico de alta tensão Um sistema embarcado típico de alta tensão pode ser organizado em duas áreas principais: a rede de corrente contínua (tensão DC) do próprio dispositivo de armazenamento de energia; e a rede de corrente alternada trifásica da unidade regulada-RPM, (corrente alternada, 3 ~ AC). A imagem 2, à direita, fornece um diagrama em blocos típico de circuitos contínuos e alternados, que podem ser encontradas dentro destes sistemas. Por favor, note que todas as precauções universais de segurança, assim como aquelas específicas para áreas de tensão AC ou DC, devem ser seguidas em todos os momentos. Imagem 2. Diagrama em blocos de circuitos embarcados contínuos e alternados.

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Parâmetros de Medição Comuns O balanceamento de carga das unidades é um parâmetro chave na medição de sistemas para veículos elétricos e híbridos. Em particular, os estudos sobre o comportamento de carga e descarga e de eficiência dos dispositivos de armazenamento de energia embarcados, baterias de alta tensão e sistemas de refrigeração da bateria (tanto para células individuais quanto para sistemas mais genéricos)

são pontos importantes a serem considerados durante o projeto. O desempenho do motor, do gerador, o comportamento do conversor da carga e a eficiência dos componentes também podem ser testados. De modo geral, os testes de unidade são normalmente efetuados pelo fabricante numa bancada de teste mesmo. Por conseguinte, o objetivo principal do ensaio é detectar as tensões e correntes

dentro da escala de corrente contínua, e se necessário, de corrente alternada. A aquisição de dados de tensão dentro desse tipo de ambiente de teste é realizada diretamente no ponto de medição de contato mais adequado. A aquisição de dados atuais do sistema pode ser facilitada através de um resistor shunt para dividir a corrente do condutor principal, ou por meio de um alicate de corrente amperimétrico.

Requisitos Rigorosos de Instrumentação em Estrada Testes de veículos elétricos e híbridos em estrada podem demandar quantidades consideravelmente maiores de aquisição de dados e requisitos de fiação do que as normalmente encontradas dentro de aplicações estacionárias. Requisitos de aplicações embarcadas podem representar desafios adicionais por várias razões. Em primeiro lugar, os dados coletados durante um teste de estrada típico, ou a bordo do veículo em um ambiente típico de pista de teste requerem instrumentação de alto nível para que se obtenham dados confiáveis após terem sido submetidos a choque e vibração mais elevados do que o usual. Estas variáveis colocam maiores exigências mecânicas, ou de “desgaste”, mediante sistemas de aquisição de dados e seus componentes de apoio.

Em segundo lugar, ambientes de teste a bordo de um veículo tendem a ter um espaço mais confinado no que se refere a garantir um local apropriado para a fiação e para a instalação dos dispositivos de aquisição de dados. Estas limitações de espaço, combinadas com o risco adicional do atrito de vibração, podem atrapalhar as pessoas envolvidas nas medições se os equipamentos não forem instalados corretamente. Fiações também podem ser danificadas ou cortadas durante o teste ao entrarem em contato com partes afiadas do veículo. Os cabos também podem ser inadvertidamente esmagados ou arrancados durante o teste, afetando a integridade da medição e comprometendo a segurança. Finalmente, o risco de danos aos componentes montados

após o teste é consideravelmente maior nas aplicações embarcadas, porque eles simplesmente não foram projetados com cabos de bitolas grossas o suficiente ou com proteção mecânica adicional (por exemplo, tubo de proteção para os cabos ou fios à prova de esmagamento). Se o dano a um sistema embarcado de alta tensão não for detectado a tempo, pode resultar em conseqüências indesejáveis, que vão desde a perda da funcionalidade do sistema até danos pessoais graves. Assim, as maiores demandas de testes em veículo apelam para o uso de um sistema de aquisição de dados altamente resistente, e especialmente, um que possa ser facilmente instalado com cabos em áreas de díficil acesso no veículo.

Considerações Adicionais de Segurança Humana Os requisitos de alta tensão para veículos elétricos com sistemas embarcados, em combinação com o seu uso móvel, exigem uma atenção maior à segurança humana. Os engenheiros de teste, técnicos e pessoal de manutenção que estão envolvidos devem estar cientes dos riscos consideravelmente mais altos de perigo associados aos testes com essas correntes elétricas, particularmente, os erros acidentais que podem resultar em correntes que fluem acidentalmente através do corpo humano, causando ferimentos graves ou mortes.

A corrente contínua encontrada dentro dos componentes de um veículo elétrico é exteriorizada em níveis muito mais elevados do que a corrente alternada típica. A exposição humana prolongada a esta corrente pode causar danos térmicos ao corpo, incluindo queimaduras e alterações em tecidos celulares. Além disso, o efeito do arco voltaico ao interromper circuitos de corrente contínua com alta indutância requer uma atenção especial, pois a manipulação indevida de corrente alternada pode causar convulsões (causadas ao ficar

segurando a fonte de corrente), arritmias cardíacas e respiratórias ou parada cardíaca. Isto é devido à sobreposição de sinais elétricos no sistema nervoso central humano para aqueles que ficam dentro do sistema de acionamento elétrico sob teste, com consequências potencialmente negativas encontradas mesmo em correntes de cerca de 20 a 50 mA. Como uma precaução de segurança adicional, é altamente recomendado como a melhor prática que os testes nestes sistemas sejam realizados exclusivamente por especialistas

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com extensa formação na especialidade de “eletricistas de alta tensão.” Somente os profissionais de teste que estão totalmente informados sobre os riscos associados à manipulação destes sistemas elétricos podem avaliar adequadamente e, assim, assegurar a proteção contra os potenciais riscos elétricos. Além disso, as seguintes diretrizes regulatórias são recomendadas pela VDE - Associação Européia para Elétrica, Eletrônica e Tecnologias de Informação para a segurança adicional de especialistas de medição que trabalham com veículos elétricos e híbridos: Desconexão

Desconexão em aberto da bateria de alta tensão (imagem 3)

Proteção contra conexão

Remoção do link fusível

Verificação da Desconexão

Garantir um detector de tensão apropriado, pré-verificação

Aterramento e curto-circuito (incluindo em sistemas multi-embarcados)

Verificação do uso de um conjunto de cabos adequado

Cobertura de partes vivas adjacentes (incluindo em sistemas multi-embarcados)

Uso sugerido de um tapete de borracha apropriado ou similar para propósitos de aterramento

A IEC 61010-1 também estabelece normas sobre o tipo de instrumentação necessária para este tipo de teste. No mercado norte-americano existem as especificações de segurança adicionais, conforme estabelecido pelo orgão administrativo que cuida da segurança de trafego nacional (NHTSA), incluindo testes realizados para a FMVSS 305: A norma de veículos elétricos deve ser seguida a risco, bem como critérios de desempenho estabelecidos pela SAE J1798, Práticas Recomendadas para Avaliação de Desempenho de Módulos de Bateria para Veículos Elétricos, além das diretrizes rigorosas “Underwriters Laboratory (UL)” e outras normas. Como um novo mercado dentro do segmento de transporte global, vários novos padrões de testes de veículos elétricos e híbridos ainda estão em desenvolvimento atualmente, com revisões em curso e novos lançamentos programados para este ano. Imagem 3.

Compreendendo os riscos para garantir a segurança

Um sistema típico de alta tensão embarcado é projetado de forma semelhante a uma rede de TI. Em outras palavras, o sistema embarcado não tem uma baixa ligação ôhmica com as peças condutoras, tal como uma carroceria de veículo ou um chassis. Para evitar os riscos e danos associados com a descarga eletrostática indesejada, existe uma alta resistência entre os pinos e a massa do veículo por meio de um elemento RC. A segurança dessa conexão deve ser sempre verificada antes do trabalho no veículo. A Figura 4 mostra um diagrama esquemático que descreve a relação típica utilizada pelo circuito de corrente contínua de uma bateria de alta tensão. Após a revisão do esquemático, várias conclusões podem ser tiradas. Em primeiro lugar, um erro de isolamento

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simples no sistema (ligação única para a massa do veículo) não é um perigo potencial, desde que não ocorram outros erros de isolamento ao mesmo tempo. Assim, para garantir a segurança, o primeiro erro de isolamento deve ser detectado e corrigido imediatamente. A melhor prática da indústria sugerida para reduzir os riscos associados com erros de isolamento é garantir o bom controle

Figura 4. Circuito de corrente contínua de uma bateria de alta tensão.

de isolamento de ambos os condutores de alta tensão contra a massa do veículo. Assim que o isolamento fica abaixo do valor mínimo, o sistema precisa ser verificado e reparado imediatamente. Um desligamento imediato, no entanto, ainda não é necessário. No que se refere a um sistema elétrico embarcado de alta tensão, a massa do veículo está em meia tensão do sistema, ou normalmente, 500V e 250V. Isto significa que todos os dispositivos de medição a bordo, incluindo os sistemas de aquisição de dados, absolutamente requerem isolamento galvânico separado para evitar possíveis erros e riscos de danos pessoais.


Aquisição de Dados - Dicas de instalação Para garantir a segurança e o desempenho dos sistemas embarcados de aquisição de dados dentro dos circuitos de alta tensão dos veículos híbridos e elétricos, devem ser montados cabos de medição adequados e também mantidos de uma forma segura. Cabos e fixações comuns não são suficientes para este tipo de teste. Todos os cabos condutores de alta tensão IPETRONIK são isolados duplamente com um núcleo de isolamento branco sob o fino isolamento externo preto ou vermelho. Portanto, mesmo os danos leves podem ser facilmente detectados antes de um potencial risco de segurança ocorrer (Imagem 5) e o cabo correspondente pode ser trocado imediatamente. Uma medida de proteção adicional é a utilização de um “pré-escalador” juntamente com o cabo de alta tensão. Este acessório é posicionado diretamente no ponto de contato de medição e é normalmente integrado no plug terminal ou em um invólucro separado, tal como o limitador de corrente de alta tensão (Imagem 6). O limitador mantém a corrente do sistema num valor máximo de 2 mA, um nível considerado muito inferior aos limites ditos como prejudiciais ao corpo humano. O uso do limitador de corrente evita um potencial curto-circuito do sistema ou condições de arco que poderiam surgir de um erro no sistema de medição subsequente.

Imagem 5.

Imagem 6.

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Hardware IPETRONIK atende às exigências de segurança Devido às normas de segurança rigorosas, tais como aquelas estabelecidas pela IEC 61010-1, categorias I a IV, instrumentos de teste e medição podem ser especificados para suportar os testes de unidades de veículos elétricos e híbridos de alta tensão. O divisor Iso de alta tensão IPETRONIK certificado pelo TÜV, bem como o sistema de aquisição de dados Iso de alta tensão de quatro canais, são autorizados para aplicações conforme estabelecido na categoria I, para até 1000 VDC,

e categoria II para até 600 VAC . Portanto, eles podem ser usados para atender todos os requisitos de aquisição de dados de voltagem na faixa de alta tensão DC até 1000V. Observe também que quando a medição for feita com alicate amperimétrico que este, bem como o sistema de medição subsequente (por exemplo, o multímetro) deve corresponder à categoria de medição adequada. O Iso divisor de alta tensão pode ser usado para aplicar com segurança

um alicate amperimétrico em sistemas de alta tensão, para o uso com qualquer sistema de medição IPETRONIK ou aplicações estabelecidos nas categorias IEC I e II. Outra alternativa é a utilização do sistema iso de alta tensão de aquisição de dados, que pode ser usado como um sistema compacto de quatro canais com saída direta CAN. Este hardware permite o balanço de potências seguro e eficaz na área de corrente contínua.

Imagem 7. High Voltage Iso Divider

Imagem 8. High Voltage Iso DAQ

Imagem 9. WT 3000

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Circuito Conversor para Aquisições de Dados Como mencionado anteriormente, as aquisições de dados AC no circuito entre o conversor de freqüência e o drive (motor / gerador) são requisitadas com menos frequência, pois pontos de dados-chave são geralmente detectados em cela de teste. Ensaios do lado AC requerem o uso de dispositivos de medição que correspondem no mínimo com a categoria IEC III, uma vez que devem estar aptos ao manuseio com segurança de surtos de tensões de até 6000 V com uma tensão nominal de 600

V CA. Um exemplo de um sistema adequado é o analisador de precisão de potência Yokogawa WT 3000M. O sistema oferece uma detecção rápida e precisa do balanceamento completo de potência nas três fases da rede AC com uma precisão básica de ± 0,02% - também com os sinais PWM comuns de 10 - 20 kHz de motores elétricos e híbridos. O software de aquisição de dados IPETRONIK IPEmotion™ oferece um plug-in de hardware Yokogawa para analisadores de potência da série WT que configura

e aquisita confortavelmente os dados, com a habilidade de calcular os balanços de energia e potência on-line em formato de tempo real. Todas as configurações de escalonamento de sinal e taxa de aquisição de dados são definidos dentro da interface de usuário do software. Os dados adquiridos podem ser avaliados com a função de análise IPEmotion™ ou diretamente convertidos em formatos de dados comuns e guardados para análises posteriores online.

tecnologia de medição modular IPETRONIK oferece um meio de aquisição de dados embarcados rápido, preciso e seguro dentro dos sistemas elétricos de alta tensão, com hardware que atende aos padrões regulatórios globais. A equipe da IPETRONIK é bem versada em novas exigências para testes de veículos elétricos e híbridos e está disponível para ajudar o cliente a escolher as técnicas mais adequadas, bem como hardware, software aplicável, cabos e acessórios para equipar veículos

novos ou testar os seus respectivos componentes. Cada membro da equipe de suporte técnico da IPETRONIK também concluiu com êxito a formação de “Eletricista de alta tensão para células a combustível e veículos híbridos”, com um compromisso contínuo de permanecer na vanguarda da evolução das normas internacionais de segurança. Para mais informações sobre a gama de produtos IPETRONIK, por favor visite www.ipetronik.com .

Conclusão Os testes embarcados nos sistemas de alta tensão de veículos elétricos e híbridos criam um número crescente de novas e mais rigorosas exigências regulatórias de segurança. Os erros cometidos durante este tipo de teste podem ter consequências graves, incluindo danos pessoais. Para evitar riscos potenciais e reduzir o tempo de parada, todas as operações devem ser planejadas e executadas com total consideração de todos os aspectos de segurança necessários. A

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Trabalho rápido: Sistema melhor de frenagem automática ajuda mais modelos a ganhar as melhores notas com relação à prevenção de colisão frontal

A

A menos de um ano no novo programa de avaliações IIHS para prevenção do impacto frontal, os fabricantes de automóveis estão fazendo progressos na adoção de sistemas com capacidade de frenagem automática mais benéficos e estão oferecendo estes opcionais em uma ampla variedade de modelos. Vinte e um dos 24 carros e SUV’s, todos modelos de 2014, ganharam uma classificação avançada ou superior na última rodada de avaliações IIHS.

“Já estamos vendo melhorias nas montadoras desde os nossos lançamentos iniciais em setembro do ano passado”, diz David Zuby, vice-presidente executivo e chefe de pesquisa da IIHS. “BMW e Lexus, por exemplo, adicionaram mais capacidade de frenagem para os seus sistemas, o que rendeu classificações mais elevadas.” Famílias de carros de grande porte e carros luxuosos de grande porte compõem a maior parte do grupo de teste. A IIHS também testou quatro carros de luxo/semi-luxo de médio porte, três SUV’s de luxo de médio porte e uma SUV de médio porte. Quatro veículos ganharam pontuação máxima quando equipados com certos opcionais. Eles são o luxuoso de grande porte BMW série 5, o luxuoso de médio-porte BMW X5, o luxuoso de grande porte Hyundai Genesis 2015 e o luxuoso de grande porte Mercedes-Benz E-Class. Ao todo, oito modelos ganharam a classificação máxima, 13 ganharam nível avançado, e três ganharam uma classificação básica. Além de marcas de luxo já conhecidas, os consumidores vão encontrar marcas de identificação entre os veículos classificados mais recentemente, incluindo Buick, Chevrolet, Dodge e Toyota. Os sistemas de alerta de colisão frontal que atendem os critérios de desempenho estabelecidos pelo “National Highway Traffic Safety Administration” e sistemas de frenagem automática que proporcionam apenas um

O Instituto classifica os veículos como básico, avançado ou superior com relação a prevenção de impacto frontal, dependendo se eles oferecem o sistema de frenagem automática e, em caso afirmativo, como ele é eficaz em testes em 12 e 25 mph.

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mínimo de redução de velocidade nos testes IIHS ganham uma avaliação básica. Os veículos que combinam o aviso com reduções de velocidade moderadas ganham uma classificação avançada. É possível se qualificar para uma classificação avançada com um sistema de frenagem automática que não avisa o motorista antes de tomar uma ação. Modelos que oferecem um sinal de advertência e proporcionam grandes reduções de velocidade nos testes IIHS ganham uma classificação superior. Alguns modelos têm várias classificações porque eles estão disponíveis com diferentes versões do sistema de prevenção de colisões frontais e seu desempenho no teste varia. No grupo atual, este é o caso com o BMW série 3, série 5 e X5. O sistema de classificação é baseado na pesquisa HLDI a qual mostra que o aviso de colisão frontal e sistemas automáticos de frenagem ajudam os motoristas a evitarem colisões de frente nas traseiras. “Nós sabemos que essa tecnologia está ajudando os motoristas a evitarem colisões”, diz Zuby. “A vantagem do sistema de frenagem automática é que mesmo em casos onde um acidente não possa ser totalmente evitado, o sistema irá reduzir a velocidade. Reduzir a velocidade reduz a quantidade de danos que ocorre tanto no veículo que causou a batida quanto no veículo atingido, e reduz o número de lesões nas pessoas destes carros.” Os sistemas de prevenção de colisão frontal usam vários tipos de sensores, tais como câmeras, radar ou laser para detectar quando um veículo está ficando perto demais de um outro na sua frente. A maioria dos sistemas emite um sinal de advertência e dá uma pré-carga nos freios para maximizar os seus efeitos se o motorista responder freiando. Muitos sistemas freiam o veículo de forma autônoma se o motorista não reagir. Em alguns casos, a frenagem automática é ativada sem nenhum aviso. A BMW oferece um sistema de prevenção de colisão frontal melhorado nos seus modelos 2014 que garante as mais altas notas para o X5, série 5 e série 3. O X5 e o série 5 ganharam avaliações superiores quando equipados com um sistema que usa tanto uma câmera quanto um radar. Quando o X5, o série 5 e o série 3 estão equipados com um sistema de prevenção de colisão opcional só de câmera, eles são classificados como avançados para prevenção de impacto frontal. O cupê de luxo série 2 também ganha uma classificação avançada. O BMW série 5 conseguiu atingir a meta de frenagem em um teste IIHS. O carro ganha uma classificação superior quando equipado com uma câmera opcional e um sistema de radar. Em comparação, o modelo 2013 série 3 foi avaliado como básico. Os sistemas dos modelos anteriores conseguiram freiar por causa de um carro parado na sua frente somente se os sensores primeiro detectarem o movimento deste carro antes que ele tenha parado. O mesmo sistema ainda está disponível em alguns modelos 2014, e estes carros continuam a ganhar uma classificação básica. A Lexus aprimorou seus sistemas baseados em radar para fornecer mais capacidade de frenagem, conquistando uma classificação avançada com o luxuoso de grande porte GS e com o luxuoso/semi-luxuoso de médio porte IS. Da mesma forma, a Toyota fez alterações nos sistemas do SUV de médio porte Highlander e no carro de pequeno porte Prius para conseguir uma classificação avançada nos resultados publicados anteriormente. O Toyota Avalon é avaliado como básico porque o sistema de frenagem para carros de grande porte proporcionou frenagem mínima nos testes IIHS.

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O Buick Regal, o Cadillac CTS, o Cadillac XTS e o Chevrolet Impala ganharam a classificação superior mais alta quando equipados com o sistema de alerta de colisões frontal e frenagem automática da GM. O Buick LaCrosse 2014 ganha uma classificação avançada quando equipado com o mesmo sistema. Todos estes carros também estão disponíveis somente com sistema de alerta, o qual ganha uma classificação básica. Os carros se unem aos com classificação superior Cadillac ATS e SRX, que foram incluídos na primeira rodada de testes em 2013 (ver “As primeiras avaliações de prevenção de colisões sob novo programa de teste: 7 veículos de médio porte ganham nota máxima”, 27 de setembro de 2013).

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O lote inicial de classificações de prevenção de colisão frontal do Instituto cobriu 74 carros de médio porte e SUV’s. Resultados de mais uma dúzia de modelos se seguiram no último inverno, com quatro ganhando classificações superiores, seis ganhando avançado e dois ganhando básico. Além do Instituto, o Programa Europeu de Avaliação de Carros Novos também avalia sistemas de prevenção de colisão frontal e publicou até agora classificações de nove modelos vendidos na Europa. A maioria dos sistemas de prevenção de colisão frontal tem que ser comprados como parte de um pacote opcional, mas os consumidores vão perceber que a disponibilidade está aumentando, especialmente para sistemas de frenagem automática. Mais de 20 por cento dos modelos 2014 de veículos na base de dados de funções do HLDI oferecem um sistema de prevenção de colisão frontal com funções de frenagem automática, o dobro do que estava disponível em 2012. O alerta de colisão frontal é oferecido como opcional para quase 40 por cento dos modelos 2014. “Escolher pelos vários nomes comerciais e pelas funções disponíveis pode ser confuso, mesmo se você está olhando para modelos do mesmo fabricante. Antes de comprar, os consumidores devem consultar as classificações IIHS para descobrir se o modelo específico que eles estão considerando vem com um sistema de prevenção de colisão frontal bem avaliado “, Zuby aconselha. Além das classificações para sistemas de prevenção de impacto frontal, os consumidores podem consultar o banco de dados do HLDI para verificar a disponibilidade dos vários recursos de prevenção de colisões. A Acura, a Mercedes-Benz e a Volvo vendem os sistemas como equipamento de série em alguns modelos. Um sistema de frenagem automática classificado como avançado é padrão de série no Volvo S60, S80 e XC60. O sistema de aviso de colisão frontal avaliado como básico é padrão de série no Acura RLX e ZDX, além do Mercedes-Benz CLA, E-Class e M-Class. O Instituto vai exigir uma classificação avançada ou superior para sistemas de prevenção de colisão frontal como um dos critérios necessários para ganhar o prêmio 2015 TOP SAFETY PICK+. Para o ciclo atual do prêmio 2014, os modelos podem se qualificar com uma classificação básica. Os veículos também devem ganhar boas classificações em ultrapassagem frontal moderada, lateral, força do teto e testes dos apoios de cabeça, além de uma classificação boa ou aceitável no teste de colisão frontal com pequena ultrapassagem.

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A Volvo Cars realiza pesquisas sobre sensoreamento a fim de criar carros que venham a conhecer os seus motoristas

A

través de sistemas capazes de reconhecer e distinguir se um motorista está cansado ou desatento, o carro do futuro pode se tornar ainda mais seguro. Exemplos disso incluem a tecnologia que detecta os olhos fechados ou o que o motorista está olhando.

“Isso permitirá que o motorista possa confiar um pouco mais no seu carro, e saber que ele irá ajudá-lo quando necessário”, explica Per Landfors, engenheiro da Volvo Cars e líder do projeto para as funções de apoio ao motorista.

Ao colocar um sensor no painel de instrumentos para monitorar aspectos como a direção em que o motorista está olhando, o quão aberto os seus olhos estão, bem como a posição da sua cabeça e o ângulo, é possível desenvolver sistemas de segurança precisos que detectam o estado do motorista e são capaz de ajustar o veículo de acordo. Isto também significa que o carro vai garantir que ele não se desvie para fora da pista ou chegue muito perto do carro da frente quando o motorista não está prestando atenção, bem como ser capaz de acordar um motorista que está caindo no sono. “Uma vez que o carro é capaz de detectar se um motorista não está prestando atenção, os sistemas de segurança podem ser adaptados de uma forma mais eficaz em tempo real. Por exemplo, os sistemas de suporte do carro podem ser ativados algumas frações de tempo mais tarde se o motorista está focado, ou mais cedo se a atenção do condutor está direcionada para outro lugar,” Per Landfors explica. Alguns dos sistemas atuais que podem ser incluídos são o “Assistente para Manter na Pista”, o “Aviso de Colisão com Freio Automático Completo” e o “Cruise Control Adaptativo com Assistinte de Enfileiramento”.

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A tecnologia se baseia num sensor montado sobre o painel em frente ao motorista. Pequenos LED’s iluminam o motorista com uma luz infravermelha, que é então monitorada pelo sensor. A luz infravermelha tem um comprimento de onda levemente fora do que o olho humano pode enxergar, o que significa que a pessoa ao volante não percebe nada. Sensores do motorista também estão abrindo outras possibilidades. Ao monitorar os movimentos dos olhos, o carro seria capaz de ajustar a iluminação interior e exterior a fim de seguir a direção em que o motorista está olhando. O carro também seria capaz de ajustar as configurações de assentos, por exemplo, simplesmente por reconhecer a pessoa que está sentada atrás do volante. “Isto pode ser feito pela medição do sensor entre diferentes pontos na face para identificar o motorista, por exemplo. Ao mesmo tempo, no entanto, é essencial lembrar que o carro não salva nenhuma foto e não tem nenhuma função de vigilância do condutor, “Per Landfors esclarece. A tecnologia já está instalada em veículos de teste. A Volvo Cars também está realizando pesquisas em conjunto com parceiros, incluindo a Chalmers University of Technology e a Volvo AB para identificar métodos eficazes de detecção de cansaço e desatenção. A análise do estado do motorista, conhecida como “Estimativa do Estado do Motorista”, onde os sensores do motorista desempenham um papel importante, é um campo que pode ser a chave para carros de auto-direção no futuro. O carro terá que ser capaz de determinar por si só se o condutor é capaz de tomar o controle quando as condições para a condução autônoma não estão mais presentes. Um sensor de motorista poderia ser bastante útil neste processo. Esta tecnologia é uma das muitas iniciativas que trazem Volvo Cars mais perto de sua meta para 2020 - de que ninguém deve ser morto ou gravemente ferido em um novo Volvo.

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Sine on Random O que são os testes “Sine on Random” e quando devo usar esta metodologia de ensaio no lugar de, ou adicionalmente ao, tanto “Sine” quanto “Random”?

Você pode ter se perguntado isto no passado. As respostas são bastante simples.

“S

ine on Random” é uma forma comum de um modo de teste misto. “Sine on Random” é um modo de ensaio no qual as vibrações senoidais e randômicas são criadas simultaneamente para simular as fontes de ruído onde ambos os modos estão presentes no serviço padrão do dispositivo sob teste.

No mundo real as vibrações senoidais e aleatórias frequentemente existem e ocorrem simultaneamente. Em um teste “Sine on Random” a energia subjacente está sendo gerada de forma aleatória, mas há certas vibrações senoidais presentes que excedem os níveis g vistos no perfil aleatório, a tal ponto que eles precisam para fazer parte do perfil de teste para fornecer uma representação mais precisa do ambiente de serviço.

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Em certas circunstâncias, a vibração senoidal é mínima e é menos importante para o teste como um todo. Em outros casos, a vibração senoidal que afeta o aparelho que você estará testando tem um impacto sobre o fundo subjacente randômico, e deve ser reconhecida como uma parte importante do procedimento de teste. Os tons senoidais que são sobrepostos no perfil aleatório em um teste “Sine on Random” podem ser com frequência fixa ou por varredura, dependendo da experiência em serviço mais comum. Se forem usados tons por varredura, eles frequentemente são de varredura de frequências estreitas com aproximadamente +/5% da frequência central. Todas as aeronaves, sejam de asa fixa, rotor ou foguete de propulsão, têm uma energia aleatória de base inerente quando em serviço. Além disso, há também um elemento senoidal presente que não pode ser ignorado quando se testa. A vibração senoidal normalmente vem do motor com turbina ou das pás do rotor e está presente em várias frequências. A maior parte dos componentes em uma aeronave vão se beneficiar deste modo de teste misto. Instrumentos, conectores, baterias e outros componentes comuns de aeronaves estão sujeitos a ambos, vibrações senoidais e randômicas simultaneamente, e estão sujeitos às falhas consequentes dessas vibrações. Por esta razão, o “Sine on Random” é o melhor ambiente testar componentes em muitas aplicações aeroespaciais. Uma aplicação comum e extremamente severa dos testes “Sine on Random” é o teste de tiros com arma de fogo em helicóptero. O helicóptero por si só é sujeito a uma vibração aleatória comum, mas quando uma arma de fogo é introduzida, uma vibração senoidal g muito alta e perceptível é infundida no ambiente. Dispositivos que só foram testados usando um ou outro método podem à primeira vista parecer serem capazes de resistir a este novo ambiente criado pelos tiros a partir de um helicóptero. Uma vez que o teste “Sine on Random” representa melhor as condições do mundo real, este seria sempre o procedimento de teste preferido. Como você estabelece o perfil correto para rodar no seu agitador? Há dois métodos comuns a serem considerados durante a criação do seu perfil de teste. O primeiro é para executar os requisitos conforme definidos nas especificações MIL-STD810G. As normas MIL são aplicáveis e fáceis de serem utilizadas se o dispositivo em teste é tem finalidade de aplicação civil ou militar. Além disso, muitos dos artigos de teste são os mesmos, ou semelhantes, se utilizados num ambiente civil ou militar. O segundo método comum para determinar o seu perfil “Sine on Random” é gravar os dados de campo, e usando uma variedade de ferramentas de análise é possível estabelecer as características dos testes necessárias para criar um perfil de teste aplicável. Este segundo método é mais complexo e a análise requer uma quantidade substancial de ferramentas e habilidades.

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A Ford lançará a Tecnologia Avançada de Direção que tornará os veículos mais fáceis demanobrar e mais divertidos de conduzir

A

Ford está trazendo para o mercado uma nova geração de tecnologia de direção que irá ajudar a tornar os veículos mais fáceis de manobrar em baixas velocidades e em espaços apertados. Em velocidades mais altas, a nova tecnologia vai ajudar a tornar o veículo mais ágil e divertido de conduzir. “Em primeiro lugar, todos os produtos da Ford Motor Company têm para oferecer uma grande experiência de condução”, disse Raj Nair, vicepresidente do grupo Ford, Desenvolvimento de Produto Global. “Esta nova tecnologia de direção pode tornar qualquer veículo mais fácil de manobrar e mais divertido de conduzir.” A direção adaptive muda a relação entre as ações do motorista no volante - o número de voltas - e quanto as rodas dianteiras viram. Em veículos tradicionais, esta relação de extersamento é fixa. Com a nova direção adaptativa da Ford, a relação de extersamento muda continuamente com a velocidade do veículo, otimizando a resposta da direção em todas as condições.

Direção Adaptativa da Ford uma nova geração de tecnologia de direção. (estará disponível dentro de 12 meses). Nova tecnologia melhora a sensação de direção em todas as velocidades. Instalado inteiramente dentro do volante, a mais nova tecnologia de direção da Ford é uma solução inteligente que irá beneficiar os motoristas em todas as condições de direção.

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Em velocidades mais baixas, como quando entrando em um espaço de estacionamento ou manobrando em locais apertados, o novo sistema torna o veículo mais ágil e mais fácil de virar, pois ele disponibiliza mais extersamento na roda dianteira. Cada manobra em baixa velocidade requer menos movimento do volante. Em velocidades de estrada, o sistema otimiza ainda mais a resposta da direção, permitindo que o veículo possa reagir de forma mais suave e precisa às demandas do motorista. A direção adaptativa pode ajudar o motorista a se sentir mais confortável e pode fazer qualquer viagem mais agradável. O sistema da Ford usa um atuador controlado com precisão colocado dentro do volante, e não requer nenhuma mudança no sistema de direção tradicional do veículo. O atuador - um sistema de motor e transmissão elétrica - pode, essencialmente, adicionar ou subtrair força de movimento às demandas originais do motorista no volante. A direção adaptativa estará disponível em alguns veículos a partir do próximo ano. O sistema foi desenvolvido para ser produzido pela Ford em colaboração com a Takata.

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TESTES E MÉTODOS DE CALIBRAÇÃO AVANÇADOS PARA TRENS DE FORÇA MODERNOS PAPER

Oliver Rütten, Rainer Thiele FEV Brasil

NOVOS DESAFIOS PARA O CONTROLE DE MOTOR

A

indústria automobilística brasileira tem visto um aumento impressionantemente forte no número de veículos novos em segmentos de veículos pesados/semipesados e no de carros de passeio. Novas exigências de legislação surgiram tais como a obrigatoriedade de sistemas ABS e airbags, regulagem do consumo de combustível da frota e limites de emissões mais rigorosos, bem como as restrições impostas pela legislação OBD. Junto com isso, as demandas dos clientes brasileiros estão se tornando mais rigorosas no que se refere a um melhor desempenho, conforto e dirigibilidade, bem como nível de segurança. Maior força motriz para o futuro será uma necessidade para a redução de CO2 a fim de reduzir os gases de efeito estufa. Abordagens técnicas de powertrain têm que incluir novos recursos avançados a fim de dar as respostas apropriadas. O percentual de veículos com transmissão automática vai aumentar no futuro. A nova tecnologia de injeção direta com turbo está introduzida e, em geral, os trens de força mostram um alto grau de novos componentes controláveis, o que resulta em uma maior complexidade e variabilidade para o controle. A massa do veículo e a potência de propulsão instalada têm aumentado nos últimos anos e vai continuar a crescer no futuro. Por conseguinte, o ponto de operação do motor foi movido para um ponto onde a distribuição de carga é inferior na média. A fim de atingir uma meta de consumo de combustível mais rigorosa, os engenheiros de powertrain avaliaram a eficiência em cargas parciais como decisiva. As tecnologias desenvolvidas para a produção tentaram reduzir as perdas do motor, quando este é conduzido em cargas parciais. Por conseguinte, as soluções para motores de ignição eram mistura pobre ou altos gases residuais ou fechamento precoce da admissão para evitar perdas de bombeamento e aumentar a eficiência de combustão em cargas menores. As últimas tendências em projetos de desenvolvimento de motores a combustão interna ainda apontam para exigências de eficiência em cargas parciais. No entanto, transmissões modernas e um layout de veículo que leve em consideração o ruído de vibração permitem rotações mais baixas de motor e pode, até certo ponto, aumentar a média estatística de carga do motor. A redução do tamanho do motor tendendo para um elemento com menor número de cilindros é a perspectiva geral atual, não só na gasolina, mas também no projeto de motores diesel. A abordagem de redução de tamanho também muda os pontos de operação em cargas mais elevadas. A maneira de perceber isso é um melhor desempenho em plena carga por meio de uma nova tecnologia de motores turbinados com taxa de compressão relativamente alta, o que é factível devido às novas técnicas de injeção direta que reduzem o knock. O torque em baixas rotações é aumentado de várias formas. Uma medida muito eficaz é o scavenging (limpeza) da câmara de combustão com ar. A árvore

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de manivelas variável na admissão e escape é necessária para produzir grandes períodos de sobreposição de abertura das válvulas de admissão e escape. Devido ao fato de que o layout do powertrain agora foi projetado de uma forma em que o motor é calibrado para operar na região de máxima eficiência, as atividades atuais de desenvolvimento tentam incluir a carga ótima de máxima eficiência do motor e as regiões de rotação de operação para melhoramento das estratégias. Nesta faixa as perdas de aceleração do motor são mínimas e a fase/rotação de combustão também está mais próxima do processo termodinâmico ideal desejado com liberação de calor no ponto morto superior. O principal fator de influência remanescente é a taxa de compressão que permite um aumento da eficiência pela seguinte equação:

A taxa de compressão variável é uma tecnologia para trabalhar no principal parâmetro de influência. A Fig. 1 mostra uma solução com uma biela variável que é controlada por meio da pressão de óleo. A biela é estendida ou comprimida e permite uma troca entre um menor e um maior valor da taxa de compressão. A redução do consumo de combustível de aprox. 5% foi demonstrada nos ciclos de emissão FTP e NEDC. O desafio para o desenvolvimento da unidade de controle e a busca de parâmetros nos mapas de controle do motor será aumentado pelas novas soluções tecnológicas. Cada novo passo de variabilidade no controle do motor leva a um aumento exponencial nas medições necessárias e no conjunto de dados de calibração da ECU: Um motor naturalmente aspirado com sistema clássico de injeção PFI com tempo de camshaft fixo demandou um mapa básico com pontos de operação de, por exemplo, 12 x 10 = 120 pontos, assumindo 12 coordenadas de rotação e 10 coordenadas de carga. Supondo que você varia somente o parâmetro ajustável, o avanço de ignição, em 5 passos você resulta em 600 pontos de medição, fácil de ser feito em um banco de ensaios de motor dentro de alguns dias. No caso de haver não somente o avanço de ignição como parâmetro ajustável, o esforço aumenta: por exemplo, um motor com turbo, injeção direta e comando de válvulas variável tem como parâmetros ajustáveis adicionais: Número de injeções (muitas vezes até 3) Tempo de injeção de cada um destes injetores A pressão de injeção Temporização do cam de admissão Temporização do cam de exaustão Variabilidade no sistema de admissão Em um plano de medição fatorial completo com 5 níveis, isso resulta em 120 * 57 = 9 milhões e 375.000 pontos. Figura 1: biela com taxa de compressão variável

A capacidade do flex fuel brasileiro (assumindo também 5 níveis, ou seja 5 quantidades de etanol) vai dar um grau a mais e resultar em 46 milhões e 875.000 pontos!

O mesmo se aplica à complexidade da calibração no veículo. A fim de atender novos desafios, o trabalho com desenvolvimento de ECU’s não é viável sem métodos inteligentes e mais eficientes. A FEV desenvolveu uma série de ferramentas de apoio à calibração usando a plataforma uniforme TopExpert com uma interface gráfica projetada para fácil manuseio.

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ABORDAGENS SOBRE METODOLOGIAS DE CALIBRAÇÃO O mapeamento automático do motor em cela de teste exige um controle sofisticado e métodos de levantamento de dados bastante apurados. Diferentes sistemas estão disponíveis no mercado e servem como controladores ou gerenciadores de celas de teste. Estes sistemas estão em comunicação com os sistemas de monitoramento da combustão ou com os sistemas de indicação, com os analisadores de emissões e sistemas operacionais da cela de teste, bem como com a unidade de controle do motor, fazendo uma varredura automática e um mapeamento completo do motor, que pode reduzir o número de pontos de medição por meio de algoritmos de pré-seleção inteligentes que são executados automaticamente. O DOE (Design of Experiment), um método de planejamento de teste com base em modelos de regressão e envolvendo análise estatística é outra forma de reduzir a carga de medições de forma significativa. O sucesso no modelamento depende muito da experiência do grupo de calibração e o planejamento incorreto pode levar a uma regressão de modelagem errada ou deficiente. A melhor abordagem prática é uma combinação de ambos por meio da ferramenta TopExpert Procal para uma metodologia com foco estatístico (ver fig. 2): Em uma abordagem múltipla por modelo executada na cela de teste automaticamente o erro pode ser minimizado. A ideia é fazer a regressão do modelo somente dentro de um subespaço do espaço multidimensional total. Este subespaço deve ter uma propriedade funcional conhecida que pode ser descrita pela abordagem polinomial. Fatores não controlados que influenciam no resultado podem ser analisados para melhorar a precisão do modelo. Para dar um exemplo simples: A calibração base de um motor a gasolina tenta definir o torque e a carga de ar necessário em função da pressão do ar de entrada, do avanço de ignição e da rotação do motor. Um mapeamento de motor a gasolina pode ser limitado a áreas de operação ao redor de determinados valores de rotação, mas eventualmente estende-se por uma faixa de carga maior. Ao se dividir o modelo geral em tais submodelos usa-se a experiência do engenheiro: a carga de ar tem uma dependência quase linear da pressão de admissão, é independente do avanço de ignição e o torque interno é linear para a carga de ar, tendo uma função exponencial que depende do avanço de ignição. Diferentes ondas de admissão e escape dinâmicas dependentes da rotação levarão a um comportamento não linear e desconhecido aumentando o erro no modelo de regressão.

340 320

Figura 2: Múltiplos modelos em DOE (Design-of-Experiments)

25:75

50:50

75:25

THC [ppm]

THC [ppm]

THC [ppm] 1200

SOI 1 [°CA BTDC]

300

1300

280

1400

260

1500

240

1600

220

1700

200 180

SOI 1 [°CA BTDC]

340

standard deviation IMEP [bar]

standard deviation IMEP [bar]

standard deviation IMEP [bar]

320

0.025

300

0.05

280

0.1

260

0.15

240

0.2

220

0.25 0.3

200 180

50

40

30

20

EOI 2 [°CA before ignition]

10

0

50

40

30

20

EOI 2 [°CA before ignition]

10

0

50

40

30

0

EOI 2 [°CA before ignition]

Figura 3: Análise de regressão no ponto de operação de aquecimento do catalisador a 1250rpm, 2.5 bar BMEP, 30°C de temperatura no líquido de arrefecimento.

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A metodologia descrita também pode ser utilizada de forma eficaz na otimização de emissões. Estratégias de múltiplas injeções com um motor de injeção direta são especialmente úteis após a partida a frio e durante o aquecimento do catalisador. O período de aquecimento do catalisador é caracterizado por uma operação visando o fornecimento da entalpia máxima de escape com as menores emissões de hidrocarbonetos. A Fig. 3 mostra a variação numa rotação do motor definida para operação com etanol E100 no mercado brasileiro. A quantidade de combustível das injeções e o tempo de injeção foram variados para encontrar os parâmetros ideais.


A figura mostra a emissão de hidrocarbonetos e o desvio padrão da combustão. Os parâmetros “final de injeção 2” e “início de injeção 1” são mostrados como um extrato do modelo de regressão total. Tal como esperado, o início da primeira injeção teve pouca influência até que não foi atingindo 320° CA antes do PMS a fim de evitar a colisão do spray de combustível com a superfície do pistão. O fim da segunda injeção teve um segundo ponto ótimo de funcionamento para grandes quantidades de combustível no segundo pulso e término da injeção muito tardio perto da ignição. Em um nível comparável de temperatura de exaustão, a perda de combustível por diluição de óleo foi mínima para a segunda injeção mais tardia. Portanto, a decisão foi para esta estratégia. Também após o aquecimento do catalisador, tanto as emissões quanto a qualidade da dirigibilidade dependem das propriedades de combustão. Para um motor a gasolina, a mistura durante a operação de aquecimento deve ser mantida em uma faixa ideal tão estreita quanto possível, mas evitando a falha de ignição e minimizando NOx. O calibrador experiente irá por em prática os seus conhecimentos e tentar calibrar uma mistura de ar combustível próxima à relação estequiométrica no lado rico, aumentando este enriquecimento para valores de lambda muito baixos em temperaturas extremamente frias. A unidade de controle mede ou simula uma temperatura característica para o filme da parede da câmara de combustão e para os efeitos de atraso de ignição, normalmente fora da temperatura do líquido de arrefecimento no bloco do motor. O TopExpert fornece uma variedade de ferramentas para apoiar esta calibração diretamente no veículo: O TopExpert-Warm-up-Analysis pode simular a função de correção de injeção e assim simular offline num computador desktop uma relação de ar combustível melhorada fora da nova abordagem de calibração. O cálculo usa uma dependência linearizada de alimentação de combustível e de desvio de lambda em torno do setpoint e evita sistemas de modelagem complexos que consomem muito tempo. A interface gráfica do usuário permite que o engenheiro faça a otimização mais facilmente. O TopExpert-Speed-Analyser servirá como orientação ao motorista e permite a execução de test drives na estrada. A ferramenta pode ser utilizada como add-on em qualquer interface de calibração do veículo ou até mesmo utilizar entradas diretas de sinal de velocidade do veículo. A ferramenta foi desenvolvida em colaboração com os engenheiros de calibração. O laptop do calibrador serve como guia ao motorista para rodar o perfil de velocidade padrão ou qualquer outro programável. Ela fornece ao calibrador faixas de tolerância e estatísticas de erro de direção. Juntamente com a pré-calibração baseada na experiência, ela permite fazer uma boa parte do trabalho simplesmente no dinamômetro de chassis ou na estrada. O TopExpert-Dwell-Time-Analyzer fornece histogramas e mapas com distribuição de perfis para avaliar a qualidade da área de atuação do mapa analisado no veículo. O Top-Expert-Maximum-CM dá a oportunidade de usar o desvio de lambda medido e preencher os mapas de calibração automaticamente.

Figura 4: Analisador de dirigibilidade TopExpert

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A impressão subjetiva do motorista é sempre um passo final no desenvolvimento de um veículo e o primeiro passo para um potencial comprador de um carro. Mas a avaliação subjetiva não garante um processo de desenvolvimento bem sucedido e eficiente. Por isso, a FEV desenvolveu uma série de ferramentas de análise no TopExpert para obter um melhor desempenho, avaliação de dirigibilidade e critérios mais objetivos. O TopExpert-Shift-Analyzer pode avaliar a mudança de marchas nas transmissões automáticas, utilizando diferentes critérios de arrancada e atraso de torque. O TopExpert-Driveability-Analyzer pode avaliar acelerações e desacelerações, bem como a resposta do veículo em diferentes inclinações. O sistema funciona como um add-on para as interfaces de calibração e requer apenas uma medição de aceleração no assento do motorista. A ferramenta detecta automaticamente situações de direção características e dá uma avaliação objetiva, ver figura 4. Outra ferramenta de software com hardware específico baseada no TopExpert é o sistema de gravação de alta resolução ECU sinal I/O, que é usado para iniciar e parar a análise de sinais e a calibração, bem como todas as outras avaliações de sinais baseados no ângulo do eixo de manivelas nos motores de injeção direta, tais como o tempo de injeção. O dispositivo fornece uma análise baseada no tempo e no ângulo do eixo de manivelas de todos os sinais, ver figura 5. Os sinais de fase da árvore de cames (camshaft) e de rotação do eixo de manivelas (crankshaft) são usados como base para o cálculo e também podem ficar visíveis na página de análises. A ferramenta tem uma interface gráfica com o usuário para entrada de informações de parametrização do motor, tais como, por exemplo, entrada/duração de temporização das válvulas de abertura e fechamento de admissão e exaustão. A ferramenta é muito útil em situações em que as interfaces de calibração típicas não dão uma visão direta sobre a precisão dos sinais. Exemplos de aplicações são injeção e análise de padrões de ignição durante a partida a frio e otimização de start-stop. Além disso, o processo de sincronização pode ser avaliado em alta resolução.

Figura 5: Aparelho para Análise de Sinais de Alta Precisão

Figura 5: Unidade de controle para manipulação de sensores e atuadores da FEV

A calibração do sistema OBD para projetos compatíveis com a legislação da Europa e Estados Unidos tem consumindo muitas vezes a maior parte dos recursos do calibrador. As exigências da legislação OBD também estão sendo apertadas no Brasil com a nova regulamentação PROCONVE6. Os requisitos são agora mais amplos em comparação com o início da legislação OBD. Só para dar exemplos de tendências globais: a legislação dos EUA incluiu um diagnóstico mais abrangente de falha de componentes. Um componente genérico não pertencente ao sistema de pós-tratamento, mas definido como um sistema onde um defeito poderia interferir nas emissões tem que ser monitorado. A legislação europeia e a americana obrigam o fabricante a monitorar a atividade da função de monitoramento. Um número estatístico mínimo de chamadas de sucesso de funções de diagnóstico de OBD por viagem tem que ser executadas, armazenadas na unidade de controle e documentadas para a autoridade, também conhecido como monitoramento baseado em ranqueamento. O TopExpert tem ferramentas para calibração automática de todas as principais funções de diagnóstico. Uma unidade de controle de fácil manipulação também está disponível para simular uma grande variedade de erros de sinal em todos os tipos atuais de sensores ou atuadores, ver figura 5. Uma interface Matlab-Simulink permite uma manipulação de funções de transferência de sinais específica por projeto. A principal intenção do OBD é o diagnóstico do catalisador ou do sistema completo em si. O procedimento de diagnóstico baseado na degradação da capacidade de armazenamento de oxigênio é utilizado de forma eficiente por um longo período de tempo. A capacidade de armazenamento de oxigénio é monitorada com dois sensores lambda, um antes e outro após o catalisador. O sensor lambda antes do catalisador reagirá atrasado ou com uma característica amortecida. O atraso ou efeito de amortecimento está correlacionado com a armazenagem de oxigênio e, por conseguinte, com o estado de envelhecimento do catalisador. Sensores lambda envelhecidos

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ou envenenados também podem fornecer um sinal atrasado. Por isso, a legislação brasileira também exige um diagnóstico do sensor lambda após o catalisador. O TopExpert fornece uma simulação de diagnóstico de falha (DFS) que está conectada ao loop de fiação da sonda lambda e é capaz de perturbar o sinal do sensor lambda a fim de simular a falha. Diferentes padrões de mau funcionamento, tais como atraso, sinal lento ou tensão de offset podem ser definidos, ver fig. 6. O ajuste de parâmetros é feito facilmente através de uma interface gráfica de usuário. O dispositivo DFS pode ser usado para todos os tipos de sensores lambda atuais, como o tipo binário ou outros com faixa de valores de operação maior.

Figura 6: Simulação de Diagnóstico de Falha (DFS) para simulação de falha no sensor lambda O próximo passo para a calibração automatizada de parâmetros de ECU é o uso de bancadas de teste hardware -inthe- loop (HiL), veja a figura 7. A ECU pode ser conectada por meio do respectivo chicote a um ambiente de simulação. Um computador está basicamente simulando as reações do motor e do veículo para os sinais Figura 7: Bancada Hardware-in-the-Loop para a calibração de entrada da ECU real e lendo os sinais de da unidade de controle em um ambiente simulado saída correspondentes desta mesma ECU para retroalimentação do modelo. A maior quantidade de calibração refere-se a verificação de sinais de entrada e saída, verificação de sinais do sistema OBD, bem como calibração de monitor de plausibilidade. Também é feita efetivamente a calibração de rotina de sincronização e de máquina de estado, bem como qualquer calibração CAN ou de controle de interface. A princípio, a complexidade dos modelos utilizados no computador HiL não é limitada. A FEV não tem disponíveis apenas os modelos de maior valor agregado, mas também um grande número de modelos em tempo real que descrevem o processo de combustão do motor. O teste de software também é feito de forma eficaz através de scripts automatizados e casos de teste específicos da função.

CONCLUSÃO

As novas gerações de motores turbinados de injeção direta a gasolina, tais como os motores a diesel modernos, também têm visto um aumento exponencial no número de parâmetros de mapa base. Isto é devido ao fato de que uma nova variabilidade aumentou a quantidade de parâmetros. Os testes e programação dos parâmetros da ECU e mapas aumentou não apenas para os testes base, mas também para a otimização de emissões e calibração de dirigibilidade. Novos métodos e ferramentas têm que ser utilizados a fim de manter o cronograma de desenvolvimento. A abordagem ideal é uma metodologia balanceada, com simulação em áreas de mapas de motor com características mais lineares e de reação do sistema bem conhecida, combinadas com a experiência e compreensão do calibrador. O toolbox TopExpert da FEV fornece uma série de ferramentas de calibração para desktop. O Procal é uma ferramenta dedicada de DOE (Design-ofExperiment) otimizada para fins de calibração estacionária de motor. Ferramentas de dirigibilidade dão uma avaliação objetiva das manobras de direção. Com medição de alta resolução, a dinâmica na partida do motor e na parada pode ser analisada. O marcador de velocidade do veículo pode servir como orientação para o motorista. Ferramentas de OBD simulam o mal funcionamento de qualquer componente, sensor ou atuador. Uma unidade de controle de OBD flexível adicional foi desenvolvida com interfaces para o sistema de calibração e para um ambiente de prototipagem rápida. O dispositivo permite qualquer tipo de alteração do caminho de transferência do componente investigado e evita a necessidade de componentes específicos envelhecidos ou quebrados. O box “Diagnostic Failure Simulation” é um dispositivo específico para a manipulação do sensor lambda permitindo um número razoável de diferentes padrões de mau funcionamento. Outra etapa posterior da ferramenta avançada de calibração é a bancada de testes Hardware-in-the-Loop. Processamento de sinais de entrada e saída, funções de OBD, bem como rotinas de sincronização e máquinas de estado já estão calibradas aqui. A pesquisa atual tenta mover mais trabalho de calibração do veículo para o HiL usando modelos em tempo real simulando o processo de combustão.

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BOSCH GASOLINA, DIESEL E SISTEMAS DE INJEÇÃO ALTERNATIVOS

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s sistemas de injeção de combustível de pórtico da Bosch são rentáveis e com potencial para uma situação futura de mercado. Nos últimos dois anos, cerca de 60 por cento de todos os veículos novos fabricados globalmente foram montados com o sistema de injeção de gasolina por pórtico (PFI Bosch). A Bosch é o maior fabricante de injetores do mundo, fornecendo seus sistemas para cerca de 70 montadoras de automóveis em todo o planeta. Enquanto no ano de 2012 pelo menos quatro de cada cinco veículos a diesel vendidos no mundo foram equipados com um sistema common-rail, a Bosch é líder de mercado para esta tecnologia: em 2012, mais de oito milhões de sistemas foram entregues, e em 2015 este número chegará a 12 milhões - um aumento de 50 por cento. Outras alternativas têm reinvidicado fatias de mercado e a Bosch está na vanguarda aqui também. Nos últimos 10 anos o mercado tem visto um crescimento anual de 25 por cento no uso de gás natural, o qual é uma alternativa de baixo custo para reduzir as emissões de CO2. A tecnologia de gás natural comprimido Bosch (CNG) pode ser encontrada em carros de passeio produzidos em série feitos pelo Grupo Volkswagen, GM, Tata, Fiat e Opel. O principal mercado para os veículos movidos a etanol é o Brasil. Aproximadamente 87 por cento de todos os veículos recém-registrados no Brasil em 2012 são movidos a álcool. Em 2013, o décimo milionésimo veículo flex fuel foi fabricado no Brasil. A razão para isso é que o governo brasileiro promove fortemente este combustível alternativo. Outros combustíveis, por exemplo, devem sempre conter um mínimo de 25 por cento de etanol. Outros mercados importantes para veículos flex fuel são os EUA e a Suécia.

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Sistemas de injeção Diesel O aumento da pressão para 2500 bar, válvulas solenóides modulares, e a tecnologia piezo

Os injetores piezo - pioneiros de alta pressão: O sistema common-rail CRS3-25 apresenta o primeiro injetor piezo da Bosch para veículos de passageiros a operar com 2500 bar. Com a sua pressão de injeção aumentada, esses novos modelos piezo da Bosch estão na vanguarda tecnológica. Ao aperfeiçoar a injeção, o combustível é atomizado de uma forma mais refinada e pode ser queimado melhor. Além disso, a tecnologia avançada dos injetores piezo permite a múltipla injeção de até dez ciclos. Isso é importante, porque tornará possível cumprir os limites de futuras emissões aumentando ainda mais o desempenho do motor.

Injetores de válvula solenóide:

Junto com os sistemas piezo, os injetores de válvula solenóide também estão sendo continuamente aperfeiçoados. Um exemplo disto é o novo Bosch CRI2-20, que proporciona uma pressão de injeção de 2000 bar. Todos os injetores de válvula solenóide Bosch foram concebidos seguindo um princípio modular, o que permite às montadoras utilizar diferentes gerações de modelo no mesmo motor básico.

A melhoria contínua:

Um aumento adicional da pressão também é possível nos injetores de válvula solenóide. Válvulas com balanceamento de pressão tornam isso possível, de tal forma que um acumulador de alta pressão integrado no injetor impede as flutuações de pressão no sistema. Desta forma o combustível pode ser injetado de uma forma mais eficiente, resultando em emissões de poluentes menores e num sistema mais silencioso. Da mesma forma que os injetores piezo, os injetores de válvula solenóide tornam possível a injeção múltipla de combustível. Isto ajuda a reduzir o consumo de combustível, reduzindo assim os níveis de CO2, poluentes e ruídos emitidos pelo motor.

Como os injetores piezo funcionam

O efeito piezoelétrico permite a transformação de carga mecânica num sinal elétrico, e vice-versa. Quando uma corrente elétrica é aplicada numa cerâmica piezoelétrica, o seu comprimento muda de forma instantaneamente. Esta mudança no comprimento pode ser usada para gerar força mecânica. Um injetor piezo utiliza este efeito para ativar a abertura de uma válvula de injeção e o seu respectivo mecanismo de fechamento. Em 2005, a Bosch e a Siemens VDO foram premiadas conjuntamente com o Prêmio Alemão do Futuro por trazer a tecnologia piezo para a produção em série.

Milestones

A produção em série dos sistemas common-rail em veículos de passageiros começou em 1997. O sistema foi instalado pela primeira vez no Mercedes-Benz C 220 CDI e no Alfa Romeo 156 JTD. Naquela época, o sistema entregava uma pressão de injeção de até 1350 bar. Além disso, a tecnologia diesel também comemorou um sucesso considerável no automobilismo. Desde 2006, veículos a diesel ganharam todas as corridas de 24 horas de Le Mans. Todos os carros vencedores tiveram desde então a tecnologia de corrida especialmente desenvolvida pela Bosch a bordo.

Legislação de emissões

Os sistemas de injeção Bosch desempenham um papel importante em garantir que os veículos a diesel em todo o mundo sejam capazes de cumprir com as normas de emissões atuais e futuras. Aumentando ainda mais a pressão e melhorando o sistema de injeção, as montadoras poderão sincronizar perfeitamente o funcionamento do motor com o sistema de tratamento dos gases de escape.

A qualidade dos combustíveis

Um desafio para os sistemas de injeção é a qualidade inconsistente dos combustíveis em todo o mundo. Por exemplo, com certa frequência as propriedades lubrificantes do diesel variam consideravelmente entre as regiões. Com isto em mente, a Bosch desenvolveu seus injetores commonrail para serem fundamentalmente adequados ao uso em todo o mundo.

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Sistemas de injeção de gasolina Como o mercado de injeção direta está se desenvolvendo, e por que a injeção de combustível de pórtico ainda tem um futuro. No sistema de injeção de gasolina PFI (port-fuel injection), a mistura de ar-combustível é criada do lado de fora da câmara de combustão, no colector de admissão. O injetor injeta o combustível antes da válvula de admissão. Durante a fase de admissão, a mistura de ar-combustível é aspirada através da válvula de entrada que está aberta para a câmara de combustão. As válvulas de injeção são selecionadas de tal forma que as necessidades de combustível do motor são cobertas em todos os ciclos/tempos - também em plena carga e em altas rotações. No entanto, mesmo quando em marcha lenta, pequenos volumes de combustível podem ser medidos com precisão e injetados. “All-rounder”: Uma variante especial da válvula de injeção Bosch EV14 também equipa o modelo mais recente Bugatti Veyron. Este exemplo mostra que a injeção de combustível por pórtico (PFI) também é adequada para veículos extremamente potentes, e até mesmo para carros super esportivos. As nove variantes da válvula de injeção Bosch EV14 significam que ela pode ser usada em uma variedade enorme de aplicações. Algumas delas também equipam segmentos e mercados de veículos sensíveis a preço, e até mesmo equipamentos pessoais da linha aquática. Em mercados como o Brasil, a China, e os países asiáticos, a injeção de combustível por pórtico (PFI) ainda está em ascensão, como o número de veículos mostra. A Bosch já está se posicionando nestes mercados, e vai começar a fabricação de válvulas de injeção em Jacarta em 2014, por exemplo.

Desde 1967, quando a maioria dos veículos ainda eram produzidos com carburadores, foram produzidos mais de 1,3 bilhão de injetores. A Bosch pode olhar para trás nos 45 anos de experiência com a fabricação de injetores de combustível por pórtico (PFI) e lembrar que forneceu sua primeira válvula em 1967, quando a maioria dos veículos ainda eram equipados com carburadores. Desde então, ela produziu mais de 1,3 bilhão de injetores. É uma tecnologia madura, e mesmo em trens de força elétricos/eletrônicos a injeção de combustível por pórtico ainda vai desempenhar um papel importante. Isso acontece porque ela é mais barata do que a injeção direta e eventuais déficits de eficiência serão compensados pelos componentes elétricos/eletrônicos. A injeção de combustível por pórtico é também a base para trens de força com combustíveis alternativos, como os sistemas Bosch GNV ou flex fuel - em outras palavras, os componentes das motorizações a etanol que são vendidos principalmente na América do Sul.

Injeção de combustível por pórtico (PFI) avançada - Uma abordagem de sistemas econômicos

A Bosch desenvolveu quatro abordagens individuais para melhorar a injeção de combustíveis por pórtico em gasolina. Estas abordagens de sistemas de baixo custo podem reduzir o consumo de combustível em até 12 por cento. Além disso, a injeção de combustível por pórtico avançada (PFI avançado) pode melhorar o torque e o desempenho do motor. Logo, usando este sistema os motoristas podem reduzir os custos de combustível, enquanto experimentam ao mesmo tempo um maior prazer de direção.

1. “Scavenging”: Nesta abordagem, uma velocidade dos gases de escape maior em baixa rotação do motor antecipa o ponto de operação do turbocompressor. Isto significa que o turbocompressor pode responder mais rápido, pois há um fluxo suficiente dos gases de escape. Desta maneira, o atraso do turbo (frequentemente citado) pode ser evitado. Isto acontece porque o “scavenging” melhora a entrada de ar fresco, e um maior volume de gases de escape quentes são fornecidos para a turbina do turbocompressor. Quando combinados com a diminuição de tamanho e com o efeito do turbocompressor, o “scavenging” pode trazer uma economia de combustível de cerca de 10 por cento. 2. Injeção com válvula aberta: Nesta abordagem, o combustível é injetado no fluxo de ar fresco no coletor de admissão durante o ciclo de indução. Como resultado, o combustível é vaporizado na câmara de combustão, reduzindo a temperatura naquele local. A injeção de válvula aberta possibilita então a maior taxa de compressão possível. O consumo de combustível pode ser reduzido em 2 por cento desta maneira. 3. Pressão do combustível: Ao ligar o motor, a pressão do combustível é aumentada para permitir a criação de uma mistura mais homogênea. Durante a partida a frio, por exemplo, a pressão do sistema aumenta para 6 bar. Isso melhora a atomização, e significa que menos combustível é depositado na parede do colector de admissão. Desta forma, o sistema PFI avançado da Bosch reduz as emissões de hidrocarbonetos em cerca de 20 por cento. 4. Injeção dupla: Nesta abordagem final, cada duto de admissão está equipado com duas válvulas

de injeção. Injeção dupla significa que o combustível é atomizado ainda mais finamente. Isto permite que a mistura de ar-combustível seja injetada de uma forma muito mais eficiente e flexível. A injeção dupla também ajuda a reduzir a quantidade de fluido depositado como um filme sobre as paredes do colector de admissão. Além disso, o “scavenging” só é possível no sistema PFI se houver injeção dupla.

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Mercado em crescimento Em 2002, apenas 2 por cento dos veículos foram equipados com os sistemas de injeção direta a gasolina. Uma década mais tarde esse número era de 22 por cento. Em 2012, a Bosch forneceu mais de 5 milhões de sistemas de injeção direta a gasolina. Em 2015, esse número será de mais de 9 milhões. Neste segmento, a Bosch está crescendo 50 por cento ao ano, e atualmente, gera vendas de 1,3 bilhões de euros. Este negócio vai continuar a crescer no futuro. Especialmente nos EUA, esta tecnologia é muito procurada. Os motores com injeção direta a gasolina preparam a mistura de ar-combustível diretamente na câmara de combustão. Tudo o que flui através da válvula de admissão aberta no duto de admissão é ar puro. As válvulas de injeção de alta pressão injetam o combustível diretamente na câmara de combustão. Isso resfria a câmara de combustão, fazendo a compressão básica mais elevada e reduzindo a propensão ao “knock” (explosão). O consumo menor e as baixas emissões da injeção direta de gasolina são devidas à medição precisa, à preparação, e à distribuição de ar e de combustível para cada ciclo de combustão individual. A injeção direta de gasolina é um dos componentes chave para o cumprimento de normas de emissões futuras. Injetores modernos desempenham um papel essencial na otimização do funcionamento interno dos motores, e portanto, na redução das emissões de poluentes. No futuro, o aumento da pressão de injeção para mais de 200 bar pode trazer mais avanços. O injetor Bosch HDEV5 já trabalha com uma pressão de injeção de cerca de 200 bar. Em combinação com a diminuição de tamanho e com os efeitos do turbocompressor, a injeção direta de gasolina reduz o consumo, e assim, as emissões de CO2 em até 15 por cento. Em combinação com a diminuição de tamanho do motor, com a utilização do turbo, e com o “scavenging”, a injeção direta de gasolina oferece uma melhoria impressionante na resposta, bem como melhora no desempenho de direção. Isto porque o torque é aumentado em até 50 por cento. A Bosch é considerada a pioneira na injeção direta de gasolina. A Bosch lançou esta tecnologia em 1951, inicialmente para o motor de dois tempos do carro compacto Gutbrod Superior. Três anos depois, a injeção direta de gasolina estreou no motor de quatro tempos do lendário “Gullwing” Mercedes-Benz 300 SL. Em 2011, a válvula de injeção de número 25 milhões e a bomba de alta pressão de número 50 milhões saíram das linhas de produção da rede de produção global da Bosch. Em 2012, a Bosch comemorou mais duas etapas de produção: 50 milhões de injetores e 10 milhões de bombas de alta pressão.

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De motorizações GNV para o sistema Flexstart para etanol Nos carros equipados com os sistemas Bosch GNV, o comportamento de direção é o mesmo independentemente se o carro está funcionando com GNV ou com gasolina. O sistema também pode iniciar no modo GNV quando está frio, o que significa que os clientes podem praticamente sempre conduzir com o gás natural que é mais barato. Outros sistemas têm que usar a gasolina cara para se aquecer na fase inicial. Para veículos comerciais, a Bosch oferece um sistema de duplo combustível de gás natural e diesel. Este sistema é compatível com o CNG (gás natural comprimido) e LNG (gás natural liquefeito), e permite que até 90 por cento de diesel seja substituído por gás natural. Aqui, o sistema de injeção diesel funciona como uma espécie de vela de ignição. Como o sistema diesel inflama o gás ao sofrer altas pressões, não há necessidade de qualquer sistema de ignição adicional. Em comparação com os motores que funcionam exclusivamente em diesel, os motores de duplo combustível com sistema de gás natural e diesel emitem de 15 a 20 por cento menos CO2, bem como menos material particulado. Ao mesmo tempo, o gás natural é mais barato do que o diesel. Isso torna a variante diesel & gás natural especialmente atraente para os clientes com frotas de caminhões pesados. Os veículos equipados com sistemas Bosch bi-combustível também podem funcionar exclusivamente em diesel e são, portanto, também adequados para áreas com infra-estrutura de gás natural limitada. “Os sistemas de gás natural já têm um potencial de redução de CO2 a um baixo custo adicional. Tecnologicamente, esta é uma área em que os componentes da Bosch lideram o caminho. No entanto, os veículos movidos a gás natural só se tornarão mais populares no mercado se a infra-estrutura for expandida de forma significativa.” (Dr. Volkmar Denner, presidente do conselho de administração da Robert Bosch GmbH, responsável pela pesquisa e desenvolvimento).

Flex Fuel O mercado principal para os veículos movidos a etanol é o Brasil. O sistema Bosch Flexstart torna possível a partida a frio com o etanol puro (E100), mesmo em temperaturas abaixo de 15 graus Celsius. Ao contrário dos sistemas convencionais de combustível flex, o sistema Bosch não requer qualquer gasolina adicional a fim de pré-aquecer o etanol. Esta tarefa é assumida por velas integradas no rail de combustível. Elas aquecem o etanol antes da injeção, tornando possível a partida a frio. Comparado com os sistemas convencionais de etanol, a tecnologia Flexstart ajuda a evitar até 40 por cento das emissões associadas com o partida do motor. Isto porque este componente Bosch utiliza velas de ignição para pré-aquecer o combustível etanol antes de ser injetado. O pre-aquecimento faz a mistura etanol-ar mais combustível, evitando emissões de onde eles são mais prováveis de ocorrer: na fase de partida a frio. O etanol combustível coloca desafios consideráveis para os sistemistas, uma vez que o líquido pode danificar os peças instaladas. Por esta razão, uma liga especial é necessária para proteger os componentes, tais como bombas, rails, injetores, e até mesmo velas de ignição. A calibração da unidade de controle é consideravelmente mais complexa do que com outros métodos de combustão, o que requer cerca de 50 por cento mais esforço. No entanto, para o bem-estar do planeta este esforço será bastante compensatório, pois as motorizações com etanol oferecem os maiores potenciais de redução de CO2 a partir da perspectiva roda-roda, ou seja, um cálculo que considera o caminho percorrido pelo combustível desde a produção até a combustão. Neste contexto, a Bosch considera a produção de etanol a partir de resíduos orgânicos como especialmente sustentável.

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Um sistema de gerenciamento de laboratório aplica processos lean, Seis Sigma iniciativas e comunização para instalações de teste

P

ara se manterem competitivas no mercado global, as empresas automotivas focam na velocidade de chegada ao mercado, reduzindo os custos e melhorando a qualidade. Tudo isso tem um impacto claro, mensurável em seus resultados finais. Para atingir esses objetivos, a indústria conta com algumas ferramentas muito utilizadas: as iniciativas lean, six sigma e, mais recentemente, a padronização. Originalmente usado para melhorar a produção, essas ferramentas estão sendo aplicadas em quase todos os processos dentro das empresas, eliminando o desperdício e os defeitos, minimizando custos. No entanto, os direcionadores de negócios externos atuais estão ameaçando esses objetivos de negócio em uma perspectiva de testes. O aumento da demanda no mercado e requisitos regulamentares determinam que a indústria automotiva não só melhora a eficiência do motor de combustão interna, e o torna compatível com uma ampla gama de combustíveis alternativos, como também força a indústria a olhar para outras fontes de energia. Vários tipos de baterias e desenhos da bateria estão em produção, enquanto outros estão sendo desenvolvidos. Existe um grande número de aplicações da bateria, de veículos totalmente elétricos a plug-in e híbridos leves. Esta ampla gama de fontes de energia e integração de trem de força aumenta muito os tipos de testes e a quantidade de testes que a indústria automotiva como um todo precisa apoiar Com a pesquisa que está sendo feita, também há potencial para uma tecnologia disruptiva, o que complica ainda mais a cena de testes automotivos. Um software de gerenciamento de laboratórios automotivos foi desenvolvido para atender às necessidades de um ambiente de teste cada vez mais complexo, apoiando processo lean, six sigma e padronização. Um sistema de gerenciamento de laboratório é um conjunto de software usado para gerenciar uma coleção de células de teste a partir de uma localização central, e automatizar processos de teste sempre que possível. O coração do sistema envolve a colocação de todas as células de teste individuais em uma rede, e estabelece uma interface comum para qualquer sistema de teste na rede, independentemente do tipo ou fabricante. Uma vez que este elemento crucial está instalado corretamente, os operadores podem comunicar-se com qualquer uma das células de teste a partir de uma localização remota, através de uma interface web. Testes, processamento de dados e geração de relatório são automatizados, com histórico de dados e relatórios armazenados no servidor central.

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Um exame mais aprofundado de um sistema de gerenciamento de laboratório revela como o sistema implementa processos lean, Six Sigma e padronização numa instalação de teste. Por exemplo, um laboratório sem um sistema de gerenciamento segue um processo semelhante às etapas mostradas no diagrama Swim Lane na Figura 1. Neste pior cenário, cada célula de teste é ocupada por um operador. O operador executa o teste no sistema local. Ele transfere os dados para um computador onde ele pode processar os dados e criar os gráficos e tabelas solicitadas. Estes são muitas vezes feitos em planilhas, onde as informações sobre o teste e sobre a unidade de teste devem ser inseridas manualmente. O operador de teste então tem que enviar o relatório para o engenheiro, que analisa os dados para decidir se o teste precisa ser executado novamente, ou se a configuração de teste pode ser desmontada para se preparar para o próximo teste. Durante todo esse tempo a célula de teste fica ociosa. A Figura 2 mostra o mesmo processo, identificando os ‘resíduos’ assim como definido as iniciativas lean tradicionais. O potencial de defeitos também é identificado a partir de uma perspectiva de Six Sigma.

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Claramente, há uma oportunidade significativa no laboratório não gerenciado para eliminar o desperdício, minimizar o potencial para defeitos e aplicar padronização ao processo. Mesmo se um laboratório vê apenas alguns destes, ou minimiza com sucesso a duração do tempo gasto por cada passo de desperdício, ainda há uma oportunidade de usar um sistema de laboratório controlado para eliminar totalmente o desperdício. A Figura 3 mostra o mesmo processo de ensaio realizado por um sistema de gerenciamento de laboratório totalmente funcional. Neste caso, todas as etapas repetitivas são automatizados, e um operador único pode gerenciar múltiplas células de teste de uma única e comum interface. A Figura 4 mostra novamente o processo de gestão, com destaque nas melhorias do processo e nos resíduos que são eliminados, ou reduzidos ao mínimo. De uma perspectiva de iniciativa lean, um sistema de gerenciamento de laboratório torna-se um trunfo essencial para o negócio. Além disso, este suporta o mantra de Seis Sigma, através da minimização do potencial para defeitos no processo. Enquanto comunização é considerado como padronização de projetos, para que menos peças são comprados em volumes mais altos, uma grande instalação de ensaio pode vê-lo como comunização de dados e de interfaces de usuários. Grandes instalações de teste muitas vezes têm uma ampla gama de equipamentos fornecidos por fornecedores diferentes, cada um com sua própria interface de usuário, uma serie de nomes de parâmetros, formatos de arquivos e unidades. Um sistema de gerenciamento de laboratório pode operar todos os diferentes interfaces com uma única interface comum, minimizando a formação necessária, e optimizar o número de células de teste que um operador será capaz de controlar. Além disso, um sistema de gerenciamento de laboratório de qualidade pode ler automaticamente os dados variados, e relatar para um padrão definido, assegurando os nomes dos parâmetros, unidades e formatos de arquivos ficam comuns em todo a instalação, independentemente do tipo de equipamento, o vendedor, ou o local da célula de teste. Isso também é compatível com o alvo de Seis Sigma de eliminação de defeitos, automatizando uma tarefa que está susceptível a falhas humanas.

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Instalações dos teste automotivos terão um aumento no número e tipos de testes enquanto a indústria se concentra em oferecer trem de força mais eficientes. Isto pode ser visto como contrário aos objetivos comerciais de melhorar a velocidade para o mercado, reduzindo custos e melhorando a qualidade. No entanto, a aplicação adequada de um sistema de gerenciamento de laboratório suporta melhorias contínuas de processos lean, iniciativas Seis Sigma, e comunização, ajudando a atingir os objetivos de negócio, apesar do aumento da complexidade do cenário de testes.


Diagnóstico à distância

Diagnosticar veículos interativamente no mundo todo O diagnóstico veicular é uma ferramenta importante para encontrar e corrigir falhas de componentes individuais dos veículos de uma forma rápida e eficiente. Em casos raros, entretanto, a origem da falha não pode ser encontrada no local sem o suporte de um especialista. Esta pessoa pode agora – mesmo não estando presente – acessar o veículo de uma forma direta e interativa por meio do diagnóstico à distância, obter um panorama da situação e identificar a origem do problema de forma sistemática.

S

uécia, -20 °C, neve. Um piloto de provas roda um percurso de testes sobre um lago congelado e recoberto de neve. Durante uma manobra de frenagem numa curva ele percebe um comportamento estranho do veículo. A princípio, ele supõe que a origem do problema esteja no âmbito do sistema de freios. Depois de outras tentativas, fica claro rapidamente para este piloto experiente: O comportamento surge somente sob condições muitos específicas. Apesar do piloto de testes conhecer muito bem o veículo, uma verificação minuciosa do sistema pelo desenvolvedor é necessária. Somente ele tem o conhecimento global necessário para encontrar a origem deste comportamento de forma rápida e precisa. Todavia, raramente este engenheiro se encontra no local, e consequentemente não pode ler dados importantes do veículo e/ou acionar atuadores para finalidades de teste com auxílio do diagnóstico veicular. Com o diagnóstico à distância, o especialista pode acessar o veículo diretamente sem ter que viajar rapidamente para a Suécia, apesar da grande distância.

Aplicações

Mas não é somente durante os testes que o acesso rápido e simples ao veículo e seus componentes por um especialista à distância é útil. Também durante o posterior comissionamento, fabricantes ou fornecedores podem diagnosticar seus sistemas por meio do diagnóstico à distância. E, mesmo na oficina, sempre surgem novas situações em que a consulta à opinião do especialista é imprescindível: Num caso específico quando há um problema imprevisto e complexo, o diagnóstico à distância torna possível um conserto rápido e de boa relação custo-benefício.

Diagnóstico com diferentes enfoques

Um diagnóstico veicular eficiente é um fator importante para se obter alta satisfação do cliente com relação à duração, custos e ao sucesso dos consertos. Ele é uma ferramenta imprescindível que se torna indispensável durante todo o ciclo de vida útil de um veículo – do desenvolvimento à produção, até o atendimento ao cliente. Nas diferentes fases da vida útil do veículo surgem necessidades bastante diferentes, todas a serem consideradas no desenvolvimento do diagnóstico. Durante o desenvolvimento ela auxilia no projeto do sistema de controle e depuração de falhas de projeto. Na produção, o diagnóstico é empregado no teste “OK/Não OK”. Durante o atendimento ao cliente, a busca orientada auxilia, mesmo sem conhecimento muito especializado, a encontrar as falhas e, posteriormente, a verificar de forma simples o sucesso de um conserto. Como consequência de exigências muito diferenciadas, os equipamentos de diagnóstico diferenciam-se significativamente – em relação aos conceitos de operação, ao grau de detalhamento e às possibilidades de intervenção. Correspondentemente, um equipamento de oficina disponibiliza somente parte do diagnóstico implementado no aparelho de comando, outras partes ficam reservadas para o desenvolvimento ou para a produção. Se, entretanto, surgir um problema imprevisto em campo, justamente as informações ou funções específicas de desenvolvimento são úteis para os especialistas.

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Segurança de dados A distribuição geral de todos os dados de diagnóstico para o técnico de atendimento ao cliente, porém, também não é uma solução, pois, assim, seriam possíveis intervenções indesejáveis e muito abrangentes no sistema, que deveriam estar reservadas, de fato, a somente um grupo seleto de especialistas. Por conta disso, entre outros fatores, os dados e funções por completo são confidenciais e acessíveis apenas a poucos usuários. Assim, é mais difícil para terceiros não autorizados chegar a conclusões sobre a implementação das funções ou manipulá-las com auxílio de um equipamento que é usado para atendimento ao cliente. Neste equipamento que é usado para atendimento ao cliente, portanto, são disponibilizadas exatamente as funções de diagnóstico que são necessárias para aplicações em oficina – assim, a operação permanece o mais simples possível e uma operação errada não intencional é excluída.

Diagnóstico interativo à distância No diagnóstico interativo à distância, a dificuldade da separação geográfica entre especialista e veículo é contornada: O especialista acessa o veículo como se estivesse no local, aplicando seu conhecimento específico. O técnico da oficina pode executar ações de suporte – como, por exemplo, o acionamento do pedal de freio, enquanto o especialista lê valores de medição e observa com precisão o comportamento dos respectivos componentes do veículo. Se as condições permitirem, até mesmo um acesso à direção é possível à distância. Ele confirma as primeiras suspeitas que poderiam explicar o comportamento observado por outras ações ou as exclui e pode, assim, investigar a origem de um problema eficientemente. Para o nosso piloto de testes mencionado no início, isto significa que nem o especialista precisa viajar rapidamente para a Suécia, nem é necessário que sejam enviados a ele dados de diagnóstico do desenvolvimento, com os quais ele então - sob orientação do especialista - tentaria encontrar o problema por si só. A reprodução do problema depois da volta da Suécia é desnecessária quando um exame é possível diretamente no local da ocorrência. Isto é especialmente importante quando as respectivas condições ambientais têm influência no comportamento observado. Com o diagnóstico à distância, contudo, o especialista pode, antes de tudo, reagir imediatamente aos resultados das medições, realizar outras medições, alterar parâmetros e acionar atuadores. Esta possibilidade de acesso interativo também representa a diferença essencial entre o diagnóstico à distância e uma abordagem de testador que faz apenas simples medições num sistema embarcado.


Diagnóstico à distância com alto desempenho e alta segurança de dados

Figura 1: Equipamento de diagnóstico Indigo: Armazenador de falhas e registro de valores de medição A utilização do diagnóstico interativo à distância depende da capacidade de processamento de investigações diagnósticas com alta velocidade e latência reduzida. O equipamento de diagnóstico Indigo da Vector (Figura 1) dá suporte, em sua nova versão 4.0, ao diagnóstico interativo ilustrado acima. A título de comparação: Um equipamento de diagnóstico clássico é conectado diretamente ao veículo por interface de rede (Figura 2). Todos os dados de diagnóstico necessários, o conhecimento de diagnóstico necessário e o módulo precisam estar disponíveis no local.

Figura 2: Equipamento de diagnóstico clássico

Figura 3: Conceito do diagnóstico interativo à distância com Indigo

Com o emprego do diagnóstico à distância no Indigo, o equipamento de diagnóstico clássico é substituído por um ponto de acesso. Em conjunto com um servidor de comunicação na internet, ele opera como um hub de comunicação e encaminha as consultas e respostas de diagnóstico entre o veículo e o equipamento de diagnóstico (Figura 3). O equipamento de diagnóstico se encontra à distância, com o especialista. Nem os dados de diagnóstico, nem o especialista precisam ser enviados em viagem - e, ainda assim, o acesso direto ao veículo é possível. Para o emprego do diagnóstico à distância, basta baixar o ponto de acesso ao lado do veículo e convidar o especialista com um nome de usuário e uma senha para uma conferência de diagnóstico. Em especial, são desnecessárias alterações no veículo, de forma que o sistema de testes pode ser empregado imediatamente em caso de necessidade. Com a solução implantada, os dados de diagnóstico, as sequências de testes e os algoritmos de segurança são mantidos em ambiente seguro - todo o comando, toda a interpretação e avaliação ocorre no computador do especialista. Juntamente com uma conexão ponto a ponto, uma alta segurança de dados é garantida. Para poder utilizar todo o âmbito do diagnóstico, uma grande largura de banda e uma latência reduzida são garantidas por uma série de providências técnicas. Assim, é possível acessar veículos globalmente com tempos de resposta muito curtos – também na transmissão de quantidades maiores de dados.

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SIMULATING SYSTEMS

FLOW − THERMAL − STRESS − EMAG − ELECTROCHEMISTRY − CASTING − OPTIMIZATION REACTING CHEMISTRY − VIBRO-ACOUSTICS − MULTIDISCIPLINARY CO-SIMULATION

info-br@cd-adapco.com www.cd-adapco.com +55 (11) 3443 6336


Simulação ajuda empresas automotivas do Brasil a atingir metas “Os serviços de engenharia da CD-adapco contribuíram para o desenvolvimento de novas capacitações de análise e transferência de tecnologia para o nosso grupo a serem implementadas como trabalho-padrão. Em períodos de grandes volumes de solicitações de análises, os engenheiros da CD-adapco também foram excepcionais em oferecer suporte CFD no momento certo dentro e fora da instalação .” Jeff Schlautman, GM Powertrain

C

onfrontados com uma dupla ameaça de segurança energética e mudança climática, os governos internacionais incentivam continuamente as montadoras de automóveis a produzir veículos que consumam significativamente menos combustíveis de hidrocarbonetos. Em vez de punir os fabricantes de veículos ineficientes do ponto de vista dos combustíveis, o governo do Brasil decidiu iniciar um generoso programa de incentivo à inovação na tecnologia de produção de veículos. O programa chamado “INOVAR-AUTO” oferece generosos incentivos tributários para os fabricantes de automóveis que demonstrarem redução significativa no consumo de combustível para veículos fabricados entre 2013 e 2017. Os veículos que consumirem 15,46% menos combustível em comparação a 2012 terão desconto de um ponto percentual e os carros que consumirem 18,84% menos combustível terão desconto de 2 pontos percentuais no IPI. Essas metas são agressivas. Para ser possível atingi-las, as empresas precisarão investir consideravelmente no processo do projeto do automóvel para aumentar a eficiência energética, reduzir a poluição e o peso, e ao mesmo tempo reduzir o arrasto aerodinâmico do veículo como um todo. Essas metas apresentam uma série de novos desafios para as equipe de projeto de engenharia que precisarão projetar e implementar melhorias rapidamente para que seus veículos possam ter direito aos descontos e permanecer competitivos em um mercado agressivo. Atualmente, todas as maiores montadoras utilizam a simulação assistida por computador de alguma maneira. Essas simulações permitem que os engenheiros investiguem a influência das mudanças no projeto muito antes que protótipos físicos sejam construídos. Para a maioria dos fabricantes, os resultados da simulação são usados para orientar o processo do projeto tornando os testes experimentais cada vez mais uma função de verificação no final do ciclo de projeto. No Brasil, a capacidade de simulação de motores flex é particularmente importante, visto que o Brasil é um grande fornecedor de etanol como combustível. Um foco deste processo é a simulação das cargas térmicas geradas no processo de combustão. Muitas empresas utilizam o STAR-CD da CD-adapco para simular todos os modelos físicos e químicos para aperfeiçoar a injeção de combustível, a evaporação e a mistura, além das propriedades químicas detalhadas de misturas de etanol hidratado e gasolina. Embora muita atenção esteja sendo dada para obter uma boa previsão das quantidades termodinâmicas básicas pressão no cilindro, temperatura etc - e emissões de NOx e massa de fuligem, mais recentemente, o tamanho das partículas de fuligem passou a ser uma emissão regulada em alguns países, criando desafios para muitos motores a gasolina. Agora é possível criar um modelo detalhado da distribuição de tamanho das partículas de fuligem no STAR-C, e este modelo começa a ser usado para permitir entender melhor o efeito das variáveis do projeto do motor sobre esta importante emissão. Entretanto, somente melhorias no motor e na combustão não serão suficientes para atingir as metas de eficiência de combustível. Para conseguir outras melhorias, os projetistas devem se concentrar em reduzir o peso do veículo e a fricção no interior do motor. Isto coloca ênfase maior na carga térmica interna do motor, e assegurando que o líquido de arrefecimento seja direcionado para as partes críticas do motor.

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6th - 7th August 2014 Sテグ PAULO,

BRAZIL

SHERATON WTC CONFERENCE CENTER

Conheテァa os nossos engenheiros no Brasil Testing Show - Expo stand #A133

Fast-response Emissions Analyzers for Engine and After-treatment development Cycle-by-cycle measurements of: HC, NOX, CO & CO2 for gasoline, diesel and biofuels

10Hz particle size, number and mass data Cambustion products have been used for over 25 years in 30 countries worldwide, offering engine researchers and developers valuable tools to develop successive generations of engines and emissions systems. For a list of customer publications using Cambustion equipment, visit www.cambustion.com/publications


Com o uso de HPC clusters, os projetistas de motores agora podem simular todo o sistema. Com o uso do STARCCM+, também da CD-adapco, os fabricantes de motores estão simulando o funcionamento do motor no veículo sob várias condições de condução. Essas simulações incluem a criação de modelos de temperaturas dentro dos materiais de cada parte do motor, incluindo a carga térmica da câmara de combustão, o fluxo do líquido de arrefecimento e todo o trajeto até o radiador que expele o calor do líquido de arrefecimento. Esses modelos também incluem a rede de óleo, simulando a agitação do óleo no cárter de óleo, a bomba de óleo, e até mesmo a drenagem de retorno ao cárter do motor. Os engenheiros usam esse modelo para simular a injeção de óleo usado para resfriar o pistão durante o funcionamento do motor para garantir que o óleo seja levado para as superfícies críticas. O sistema de recirculação de gases de exaustão (EGR) também é modelado nessas simulações de sistema de trem de força virtual. Isso permite que os engenheiros ajudem a reduzir a queda de pressão no sistema de ventilação do cárter do motor e melhorar o desempenho, e ao mesmo tempo manter emissões melhoradas. Alguns sistemas com altas temperaturas de exaustão utilizarão resfriadores da EGR para reduzir a temperatura dos gases. Mais uma vez, os altos gradientes térmicos são modelados com o trem de força virtual. O desempenho do motor não é a única maneira de melhorar o consumo de combustível; reduzir o arrasto aerodinâmico do veículo também pode ajudar a atingir a meta. Para um sedã comum, se o arrasto for reduzido em 10%, será obtida melhora de aproximadamente 0,42 km/l de combustível. Essa melhora variará dependendo da velocidade do veículo, ou seja, em um veículo rodando a 120 km/h, a resistência do vento será muito maior em comparação a um veículo rodando a 48 km/h e obterá maior eficiência de combustível através de melhorias do arrasto aerodinâmico. A simulação virtual de um túnel de vento pode ajudar a reduzir o arrasto do veículo nos conceitos iniciais do projeto. Hoje, os projetistas de veículos estão usando projetos de experimentos para realizar estudos de otimização e determinar quais mudanças na forma aerodinâmica exercerão o maior impacto sobre o arrasto. Com o uso do HPC, os engenheiros podem realizar centenas de simulações em apenas alguns dias para obter rapidamente um mapa de desempenho das mudanças do projeto. Códigos de otimização agressivos, como o HEEDS da Red Cedar, permitem que a otimização de formas seja feita com um número menor de iterações em relação ao passado, assim reduzindo ainda mais o tempo entre inicio e término de projeto.

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A carga auxiliar mais significativa em um veículo é o ar condicionado. A energia necessária para o funcionamento do sistema de ar condicionado supera as perdas de energia , arrasto aerodinâmico e do sistema de tração. A potência drenada é equivalente à energia necessária para alimentar um típico sedã rodando a 56 km/h. A otimização pode ser realizada no compressor do veículo, nos trocadores de calor, na válvula de expansão e na célula do passageiro para produzir o sistema de ar condicionado e reduzir as perdas de energia. Com o uso da simulação virtual, os engenheiros podem modelar todo o circuito de refrigeração, incluindo a carga térmica na cabine (passageiros, aquecimento solar, transferência de calor através da carroçaria, etc.), para otimizar os requisitos de resfriamento da cabine do veículo. Isso permitirá aos engenheiros resfriar a cabine e reduzir a energia necessária para resfriar a cabine com eficiência A CD-adapco não somente fornece as ferramentas de software para engenheiros nas empresas automobilísticas, como também oferece serviços de classe mundial para dar suporte aos seus clientes, prestando assistência com simulações e até mesmo oferecendo serviços fora do local para auxiliar os clientes. Jeff Schlautman, da GM Powertain disse: “Em períodos de grandes volumes de solicitações de análises, os engenheiros da CD-adapco também foram excepcionais em oferecer suporte CFD no momento certo dentro e fora da instalação.” Atualmente, o sistema computadorizado de simulação é uma ferramenta essencial para o projeto de veículos. Novos incentivos para a redução do consumo de combustível permitem que os engenheiros criem novos produtos inovadores que ajudarão a reduzir a poluição por carbono em todo o mundo. A CD-adapco vem ajudando os clientes a usar a simulação para melhorar os projetos há mais de 20 anos e tem tido um papel fundamental para levar automação para seus clientes, assim permitindo que engenheiros lancem novos produtos no mercado com maior rapidez, com custo mais baixo e com maior eficiência do que no passado.

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SIMEA 2014

22º SIMPÓSIO INTERNACIONAL DE ENGENHARIA AUTOMOTIVA

V

inte e dois meses depois do anúncio oficial do Decreto nº 7.819, de 3 de outubro de 2012, qual é a situação do Programa de Incentivo à Inovação Tecnológica e Adensamento da Cadeia Produtiva de Veículos Automotores, o Inovar-Auto? É o que será discutido no Simpósio Internacional de Engenharia Automotiva – SIMEA 2014, em sua 22ª edição.

O SIMEA 2014 traz o macro-tema “Inovar-Auto e a evolução tecnológica do Brasil”, por meio do qual – subdividido em três painéis – debate a visão política do governo federal, da indústria e a universidade, a visão administrativa do programa e, finalmente, o Inovar-Auto na prática. O mais importante evento técnico do setor automotivo brasileiro terá ainda a apresentação de 73 trabalhos técnicos e a mostra de tecnologia, ambos em parceria da AEA com a Automaker, responsável pelo Automotive Testing Show e Expo.

Painel 1: Em 2013, o Brasil foi o 4º mais expressivo mercado interno e o 7º polo automotivo mais importante do mundo. Para consolidar e, depois, ampliar essas posições, o País recebeu o programa Inovar-Auto, em outubro de 2012. Como o Governo Federal, as montadoras e as indústrias de autopeças analisam o mais consistente programa de incentivo setorial, depois de 22 meses de sua implantação. Painel 2: A complexidade e a rigidez do programa Inovar-Auto lastreiam a assimilação plena pelo conhecimento automotivo brasileiro. Passo a passo, como as empresas da cadeia automotiva se engajam ao programa. E destrincham as exigências de investimentos locais em pesquisa e desenvolvimento, inovação e na engenharia. O lançamento da Cartilha Inovar-Auto, um exaustivo trabalho técnico coordenado pela AEA – Associação Brasileira de Engenharia Automotiva. Painel 3: Quais os resultados práticos do Inovar-Auto, depois de 22 meses de sua implantação? Motores de três cilindros são, agora, uma nova tendência? E o downsizing? A JAMA – Japan Automobile Manufactures Association participa deste painel para mostrar a experiência da indústria automobilística japonesa e como a entidade vê o Inovar-Auto. 52 | Automaker Development&Test


Pingue-Pongue

Marcus Vinicius Aguiar

Presidente da Comissão Organizadora do SIMEA 2014

Automaker – Por que a AEA escolheu novamente o tema Inovar-Auto?

Marcus Vinicius Aguiar – O Inovar-Auto, um dos programas do Brasil Maior, reveste-se como um processo de melhoria de qualidade e de consolidação do setor automotivo. Isso significa que o Inovar-Auto teve seu pontapé inicial no dia 3 de outubro de 2012, mas não tem data de encerramento. Temos ainda muito a debater, implantar, revisar, avaliar, medir resultados, de modo a proporcionar à indústria local as condições plenas de se tornar um polo produtivo competitivo de veículos automotores. Automaker – Nesse sentido, o que será debatido e como será esta edição do SIMEA? MVA – A diretoria executiva da AEA definiu como tema “Inovar-Auto e a Evolução Tecnológica do Brasil”. Pretendemos analisar os primeiros 22 meses do programa, ao convidar autoridades do Governo Federal, representantes das montadoras, das indústrias de autopeças e das universidades. Teremos uma sessão de abertura e, na sequência, três painéis específicos do Inovar-Auto, em dois dias de evento, com a participação dos principais protagonistas do programa. Automaker – E quanto à Mostra de Tecnologia e às sessões técnicas de trabalhos? MVA – A AEA deve contar com cerca de 25 empresas expositoras na Mostra de Tecnologia. E o professor Ronaldo Salvagni, responsável pela coordenação dos trabalhos técnicos, recebeu mais de 95 inscrições, das quais serão selecionados 73 estudos científicos. Aliás, esse foi um recorde de inscrições e será também de apresentações. E, em parceria com a Automotive Testing Show and Expo, teremos ainda mais 28 empresas expositoras e 18 trabalhos técnicos específicos da área de testes e validações. Automaker – Em sua avaliação, o consumidor brasileiro de veículo automotor e a sociedade brasileira já foram beneficiados com a introdução do Inovar-Auto? MVA – Nós estamos ainda no começo do programa, mas algumas montadoras já lançaram motores de 3 cilindros, outras partiram para o downsizing de motores, logo à frente teremos a introdução da tecnologia start-stop. Houve avanços nas discussões sobre motores elétricos e híbridos. Ou seja, tanto a sociedade como o consumidor brasileiros já perceberam alguma movimentação ou tendências de tecnologia. Automaker – À época do anúncio do programa, autoridades do Governo Federal afirmaram que o Inovar-Auto serviria para desenvolver conhecimento. Isso pressupõe intenso programa de inovação, de engenharia, de capacitação de fornecedores. Esse fenômeno, de fato, está ocorrendo? MVA – Está ocorrendo dentro da realidade setorial e de mercado interno. Nós não vamos reinventar a roda. Como é de conhecimento de todos, a maioria absoluta das montadoras locais tem sua origem na Europa, nos Estados Unidos, no Japão, na Coreia do Sul e na China. Precisamos sim avançar em tecnologias de emissão, de segurança, em eletroeletrônica veicular, mas sempre dentro do contexto da realidade brasileira. Neste momento, há grande movimentação por busca de soluções. Em algum momento, passaremos a comprar essas soluções, para que, em outubro de 2017, a indústria possa comprovar as tecnologias implantadas e os resultados obtidos. E com isso, beneficiar-se dos incentivos do Inovar-Auto.

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PROJETO DE MOTORES NA UNIVERSIDADE A disciplina, Projeto de Motores Térmicos, é ofertada de forma optativa aos alunos do curso de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Santa Maria. A cada semestre um grupo de estudantes, que varia de 6 a 10 alunos, deve projetar, construir e testar um protótipo de um motor de combustão interna.

O

conceito de motor a ser desenvolvido varia a cada semestre de acordo com os anseios dos alunos e as possibilidades e recursos para fabricação na universidade. A primeira turma da disciplina construiu um motor de projeto simplificado, com comando de válvulas no bloco, atuação de válvulas por varetas e transmissão por engrenagens posicionadas no bloco de carcaça aberta. Modelos mais recentes possuem comando de válvulas no cabeçote e geometrias de câmara de combustão complexa, como pent roof e bath tub, utilizadas em um conceito de motor de alta performance e em um motor de alta eficiência, respectivamente. A evolução na complexidade do projeto se dá de acordo com a maturidade técnica de cada turma, porém sempre há uma evolução de complexidade em comparação ao projeto anterior. O projeto inicia-se em uma etapa de conceptualização do motor a ser desenvolvido. Cálculos básicos de bibliografias de referência são utilizados para definir as características geométricas, como diâmetro x curso, e parâmetros limitantes, como velocidade média do pistão e carga de trabalho (pressão média efetiva), de acordo com o conceito escolhido (arquitetura do motor, curvas de potência e torque desejadas, etc.). No decorrer da disciplina os estudantes, que normalmente já estão em semestres mais avançados do curso, utilizam ferramentas avançadas de desenvolvimento de motores, amplamente empregadas na indústria.

Segundo motor desenvolvido, OHV Flat head

Softwares de simulação computacional 1D e 3D, bem como de análise estrutural por elementos finitos são utilizados para dimensionar os componentes mecânicos do motor e realimentar os cálculos preliminares.

Modelo computacional do primeiro motor no software AVL Boost

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Desenvolvimento do trem de válvulas no software VT-Design

A maioria dos componentes mecânicos são fabricados pelos próprios alunos em conjunto com os técnicos do laboratório de usinagem da universidade. Componentes que demandam muito tempo de usinagem ou possuem geometria muito complexa são, por vezes, adaptados de automóveis e motocicletas. No entanto, há sempre um esforço para o desenvolvimento próprio de componentes, visando aprimorar os conhecimentos dos estudantes. O desenho das peças do motor é realizado através de software CAD comercial. Componentes secundários, sub-sistemas e acoplamentos também são modelados para melhor visualização do motor como um todo. Com a etapa de projeto finalizada, inicia-se a fabricação. Primeiramente, estuda-se a metodologia mais adequada para a fabricação de cada componente. Cabeçote, bloco e cilindro geralmente são fundidos enquanto componentes como comando de válvulas, biela, cilindro e virabrequim são usinados a partir de tarugos (billets). A aplicação do processo conhecido como fundição por espuma perdida (lost floam) é geralmente escolhida devido às suas vantagens como melhor acabamento, maior liberdade de projeto, redução de custos operacionais e facilidades oferecidas na criação do modelo (juntamente com canais ataque e funil devazamento). O poliestireno expandido é amplamente empregado neste processo e por isso é normelmente escolhido para a fabricação do modelo de fundição do protótipo. Este processo de fundição requer um revestimento à base de resina impregnada com gesso de todo o modelo de poliestireno. Realizada a fundição, as peças passam por uma etapa de usinagem. Quase todo o processo de fabricação ocorre dentro dos laboratórios da universidade, sendo necessário um planejamento das atividades devido ao curto intervalo de tempo, de apenas cinco meses para a realização de todo o projeto e também à existência de atividades concomitantes nos laboratórios utilizados.

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No primeira metade do ano de 2013, desenvolveuse um motor monocilíndrico de 70cm3 4 válvulas, continuando um desenvolvimento conceitual da turma do semestre anterior, em 2012. A característica principal seria de um motor de alta performance, para a qual foi utilizada uma relação de diâmetro x curso super-quadrada objetivando-se, inicialmente 15kW a 18.000rpm. Limitações na frequência máxima de operação das molas de válvula acabaram por restringir a rotação máxima a 15000 rpm, redundando na redução da potência para 13kW. A geometria da câmara de combustão é do tipo pent roof, duplo comando de válvulas no cabeçote (DOHC). Neste projeto, os componentes como pistão, anéis, virabrequim, cabeçote (com aletas) e entre outros, foram fabricados e/ou usinados no próprio laboratório, tendo apenas o processo de fundição sido terceirizado. Apenas carburador, válvulas, sistema de ignição e bomba de óleo foram utilizadas de motocicletas e/ou karts. O sistema de alimentação escolhido foi o carburador pela simplicidade que representa. Na segundo metade do mesmo ano buscou-se um conceito de alta eficiência, 2 cilindros em “V”, com 600 cm³ de deslocamento volumétrico, que decidiu-se empregarem um veículo monoposto de competição estudantil que havia sido usado em competições anteriores da Formula SAE. Buscando elevado torque em baixas rotações, escolheu-se um conceito de motor sub-quadrado resultando em torque máximo à 2300 rpm e potência máxima de 27 kW à 7000 rpm. Com duas válvulas por cilindro, câmara de combustão tipo bath tub e comando de válvulas único para admissão e exaustão (SOHC), este motor visa projeto dedicado para operação com etanol, utilizando razão de compressão elevada e elevado coeficiente de swirl visando combustão robusta para operação com mistura pobre em carga parcial.. O sistema de alimentação e ignição deste motor serão eletrônicos, com calibração voltada à eficiência.

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Apesar de a disciplina de Projeto de Motores Térmicos ter um intuito apenas didático, buscase em cada novo motor a aplicação de um incremento ou diferencial de tecnologia. Dessa forma, espera-se cada vez mais o aprimoramento dos alunos e a aquisição de know-how no grupo de pesquisa que apoia o projeto, de forma a não só bem atender as atividades didáticas, bem como favorecer os trabalhos de pesquisa em motores, buscando o desenvolvimento de novas tecnologias. Diferentemente das disciplinas convencionais de projeto de engenharia, em que, na maioria das vezes não há possibilidade da construção de protótipos, os alunos que passam por esta disciplina obtêm uma visão geral de um processo de desenvolvimento de motores, desde as etapas iniciais de definições conceituais, passando pelo projeto, fabricação e teste de um protótipo real, tornando-os aptos a iniciar trabalhos mais específicos no assunto, em futuras ocupações na indústria ou academia.


TESTING SHOW FOCUS

AVL List Gmbh www.avl.com

Stand Representatives: Axel Runge Email: axel.runge@avl.com A AVL é a maior empresa independente do mundo em tecnologia de desenvolvimento, simulação e testes de trem de força (híbrido, motores de combustão, transmissão, veículos elétricos, baterias e software) para carros de passeio, caminhões e motores de grande porte. Desenvolvimento de Sistemas para Trem de Força A AVL desenvolve todos os tipos de sistemas para trem de força e é um parceiro competente para a indústria de motores e automotiva de um modo geral. Adicionalmente a AVL desenvolve e comercializa os métodos de simulação que são necessários para as atividades de desenvolvimento. Instrumentação de Motores e Teste de Sistemas Os produtos desta área de negócios compreendem todos os instrumentos, sistemas e softwares necessários para testes de trem de força e do veículo. Tecnologias de Simulação Avançada O software de simulação que foi desenvolvido foca principalmente no design e no melhoramento dos sistemas do trem de força e cobre todos os seus componentes, bem como as respectivas fases do processo de desenvolvimento.

MTS

www.mts.com

Stand Representatives: Walter Kasaishi (Engenheiro de Vendas), Sidnei Tarelow (Gerente Comercial), Daniel Barduzzi (Engenheiro de Aplicação), Ken Manke (Diretor/Presidente), Melissa Manke (Marketing), Inamara Arruda (Marketing) Email: m.manke@mtsbrasil.com.br Pioneira em tecnologia e incomparável experiência em medições. Estes conceitos permitem aos engenheiros pesquisar, desenvolver produtos e produzi-los, transformando meras idéias em resultados tangíveis. A MTS Sistemas do Brasil comprometida em fazer esta transformação de forma rápida, fácil e bem sucedida. Desde de 1996, nós temos trabalhado lado a lado com engenheiros de uma ampla gama de indústrias para resolver desafios complexos. Hoje nossas soluções de alto desempenho são implantados em todo o mundo, permitindo controle de força, movimento e feedbacks em tempo real otimizando o desempenho. Mas nossa tecnologia é apenas uma parte da história. Nossa equipe trás uma incomparável experiência e comprometimento. Com mais de 40 anos de experiência global, estamos equipados exclusivamente para ajudar nossos clientes a se adaptarem às mudanças, antecipar novas exigências e assumir as tarefas mais difíceis com rapidez e confiança. Com a MTS você terá certeza dos seus resultados.

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TESTING SHOW FOCUS

A&D Technology

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Nossas ferramentas abertas/flexíveis e de custo eficaz são projetadas para atender uma ampla variedade de aplicações, desde o teste do componente até o teste do sistema completo, desde durabilidade e desempenho até simulação de malha fechada (hardware-in-the-loop / HiL). De veículos híbridos/elétricos e bateria, pneu, motor, transmissão até sistemas de testes para utilização embarcada em veículos. Ou uma gama completa de produtos que inclui sistemas de aquisição e controle de dados, análise de combustão e dinamômetros, bem como sistemas de simulação em tempo real e ferramentas de calibração automatizadas baseados em modelo.

ACATECH

www.acatech.de

Academia Nacional Alemã de Ciência e Engenharia - Representa os interesses das comunidades cientificas e tecnologias Alemã, no pais e no exterior. Como uma academia de trabalho, Acatech apóia decisões políticas e sociais fornecendo avaliações técnicas qualificadas e recemendações sobre o futuro.

Acoustic Camera

www.acoustic-camera.com

Gfai Tech GmbH foi fundada em 2006 e é especializada no desenvolvimento, produção e distribuição mundial do Acoustic Camera. Gfai Fech GmbH é uma subsidiária 100% da “Gesellschaft für Informatik angewandte eV” (GFaI eV - Sociedade para a promoção da Ciência da Computação Aplicada), localizado no Berlin-Adlershof parque de ciência. Aqui, o Acoustic Camera nasceu e se desenvolveu no grupo “processamento de sinais” desde meados dos anos 90.

Anacom

www.anacom.com.br

A Anacom pró-ativamente ajuda instituições na área tecnológica a atingirem seus objetivos, de forma rápida e econômica. Atua em Eletrônica, Simulação, Automação e Ensino, provendo produtos de última geração, consultoria e treinamento. Podendo ainda desenvolver o produto para o cliente, caso o mesmo não tenha um departamento de engenharia.

Bimal

www.bimal.com

Sistemas de teste para Laboratorio e Produção End-of-Line. Desenvolve bancadas customizadas utilizadas na área automotiva para transmissões; Teste do Driveline; atuadores, breque, bombas, cilindros, direção hidráulica, eixo frontal, filtros, mangueiras, sensores, tubos, terminais de engate rápido, válvulas, motores e outros componentes hidráulicos. Bancadas para componentes empregados pela área Aerospaciais como trem de pouso, rotor, flaps, válvulas, lubrificação, combustível, mesa de inclinação para simulação de motores de lubrificação.

Blum-Novotest GmbH

www.blum-novotest.com

Blum-Novotest GmbH é reconhecido como um criador de soluções inovadoras e de alta qualidade no campo de medição e das tecnologias de testes. NOVOTEST’ é a divisão de engenharia de testes da Blum-NOVOTEST GmbH. A NOVOTEST desenvolve, desenha e fabrica bancadas de teste funcionais, de resistência e vida útil para as indústrias automotiva, hidráulica e aeronáutica. O escopo de fornecimento e de serviços incorpora planejamento, projeto e construção, bem como, a integração com a automação do cliente.

Brüel & Kjær

www.bksv.com.br

Desde 1942, a Brüel & Kjær é pioneira em soluções para medição em acústica e vibração. Oferecemos uma linha completa de hardwares e softwares que atendem aproximadamente todas as aplicações nestas áreas. Com 1000 funcionários distribuídos entre sua matriz na Dinamarca e mais de 90 escritórios de vendas e representação em 55 países. A Brüel & Kjær oferece suporte técnico e prestação de serviço local, além de oito centros de calibração acreditados pelo mundo. Nossa linha de produtos compreende: microfones, préamplificadores, shakers, sistemas de aquisição de dados, analisadores e softwares para análise de dados.

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TESTING SHOW FOCUS

Cambustion

www.cambustion.com

A Cambustion Engineering Services Group fornece serviços de teste e desenvolvimento de powertrain para a indústria automotiva, com foco no desenvolvimento e testes de sistemas de emissões dos veículos. Motor de alta especificação e veículos instalações de teste com instrumentação completa fornecem uma excelente plataforma para desenvolvimento rápido. Engenheiros altamente qualificados de Cambustion tem vasta experiência em uma ampla gama de emissões projetos relacionados.

CD-Adapco

www.cd-adapco.com

A CD-adapco é mundialmente a maior empresa privada desenvolvedora de Soluções de CFD, através de Softwares de Simulação, Treinamentos, Suporte e Serviços. Possui mais de 30 anos de experiência e atuação global. Suas atividades estendem-se além do Desenvolvimento de Software, abrangem uma gama de Soluções CAE: CFD, FEA, DEM, MDO, EMAG, etc. Conta com mais de 7.000 usuários e 3.000 empresas utilizando seus softwares em diversos setores e países. Apresenta crescimento orgânico de 17% ao ano, alavancado pelos seus 700 Engenheiros altamente qualificados, presentes em 30 escritórios ao redor do mundo, atuando com Desenvolvimento de Software, Treinamentos, Suporte e Serviços.

CFM Schiller

www.cfm-schiller.com

Por quase 20 anos, CFM Schiller desensolveu e fabricou componentes de ensaio e toda a mecânica para sistemas exigentes de testes estáticos e dinâmicos. Eles têm uma ampla gama de aplicações, que incluem a indústria de energia, a indústria automotiva, a indústria ferroviária e aeroespacial, e também equipamentos de laboratório para testes de componentes de madeira e concreto.

ControlTEC

www.control-tec.com

CONTROLTEC ® transforma o desenvolvimento de produtos, fornecendo soluções baseadas em dados de engenharia de sistemas, validação, redução de garantia e certificação. Somos um grupo de veteranos da indústria (e alguns jovens muito inteligentes) que acreditam que há uma melhor maneira de abordar os desafios que hoje a indústria de engenharia automotiva. Utilizando séculos de experiência em testes e controles de veículos combinados, CONTROLTEC ® combina a tecnologia da informação e engenharia, análise e desenvolvimento de software de dados para ajudar as empresas a navegar através do aumento da complexidade dos sistemas e do ambiente regulatório mudar dinamicamente.

Correlated Solutions

www.correlatedsolutions.com

Correlated Solutions oferece soluções de forma não-contato e medição de deformação de materiais e testes de produtos. Estas medições podem ser feitas em escalas de comprimento variando de micra a metros e escalas de tempo tão pequeno como nanosegundos. Nossos cientistas e engenheiros especializados em medições de deformação mais de 20 anos e são reconhecidos como líderes mundiais e os inventores do Digital Correlação de Imagem. Além de nossos poderosos sistemas correlação de imagens digitais, correlacionadas Solutions também oferece uma gama de soluções de medição para Laser Shearography e análise de vibração

Crystal Instruments

www.crystalinstruments.com

Crystal Instruments é uma fabricante líder mundial de sistemas e software para monitoramento de máquina, medição dinâmica, vibração e testes de acústica. Produtos da CI são utilizados para o diagnóstico de máquina, verificação de design, testes de produtos e para melhorar processos por fabricantes de todos os tipos de produtos eletrônicos e mecânicos.

CSM

www.csm.de/en

A CSM é uma empresa alemã com mais de 30 anos de experiência no campo de sistemas de medição e aquisição de dados. A CSM uma das principais fabricantes de módulos de medição baseados em CAN e dataloggers. Como pioneira em medições veiculares, a CSM oferece soluções sob medida para uso móvel e estático; especificamente para desenvolvimento de veículos e máquinas para construção e agrícolas. Os principais campos de aplicação são e-mobility, Powertrain, calibração de motores, ar condicionado e durabilidade.

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TESTING SHOW FOCUS

D2T

www.d2t.com

Sistema de Teste & Ferrametas Avançadas – desde sistemas de automação a completos projetos turn key. A D2T é seu parceiro especialista em Bancadas de Teste de motores, veículos pesados, baterias, motores elétricos, unidades de potência e componentes. O software Morphee Automation é um sistema único que cobre calibração e simulação em tempo real de até 10 KHz. Oferecemos equipamentos especializados em Ensaios e Simulação tais como: aplicação para validação de baterias, para simulação de carros de passageiros e aplicações para novas energias.

Data Physics

www.dataphysics.com

Data Physics products are delivered on a high performance hardware platform, designed and manufactured by Data Physics with Noise & Vibration applications in mind. The dedicated design guarantees the highest performance possible.

Dongling Technologies

www.donglingtech.com

Dongling Technologies é um dos principais fabricantes, oferecendo soluções integradas em ambiente de testes, testes de confiabilidade e testes de fadiga. Todos os produtos e serviços se enquadram às normas internacionais ISO5344, IEC e MIL-STD-810G, etc..., e são amplamente utilizados na indústria aeroespacial, de aviação, automotiva, construção de navios, armas, transporte ferroviário, eletrônica, e outras áreas civis. A empresa tem a norma de Qualidade ISO 9001 e foi premiada com os certificados CE e CSA.

dSPACE GmbH

www.dspace.com/de

Nós somos o líder na produção de ferramentas de engenharia para desenvolver e testar sistemas de controle mecatrônicos. Com um portfólio amplo e tecnologia de ponta, somos muito procurados como parceiro de desenvolvimento nas indústrias automotiva, aeroespacial e de automação industrial. No entanto, ainda temos o espírito pioneiro dos nossos primeiros dias - a vontade de inovar e ficar à frente da multidão. Para fazer com que nossos clientes ainda mais sucesso em seus próprios mercados.

DVPRO

www.dvpro.com.br

Somos especialistas em soluções de alta tecnologia para Engenharia de Televisão. Nossa equipe é capaz de entregar a melhor solução para a sua necessidade, baseando-se em nossos conhecimentos no que há de mais moderno, acessível e adequado para o mercado brasileiro.

Dytran

www.dytran.com

Desde foi fundado, Dytran ganhou uma reputação sólido na indústria para experiência comprovada na concepção e fabricação de sensores para testes dinâmicos. Hoje, Dytran está se adaptando as novas tecnologias de sensores para ampliar a linha de produtos e para melhor servir os nossos clientes em todo o espectro de medição dinâmica. Eixo único e triaxiais acelerômetros do estilo DC MEMS utilizando modernos variável-capacitância acelerômetro sensoriamento elementos, combinados com nossa experiência como líder da indústria de embalagens, estão permitindo uma onda de desenvolvimento de novos produtos. Engenheiros Dytran, trabalhando em conjunto com nossos clientes para responder aos novos desafios de sensoriamento, estão gerando soluções inovadoras e confiáveis ​​para as aplicações mais exigentes de hoje, tal como temos vindo a fazer desde 1980. Estamos ansiosos para servir você!

EMIC

www.emic.com.br

A missão da EMIC é de dispor de ampla linha de produtos para atendimento das necessidades do mercado de ensaios destrutivos para laboratórios de controle de qualidade das industrias, instituições de ensino técnico, institutos de pesquisa e laboratórios de prestação de serviços em ensaios, propiciando o desenvolvimento das ciências dos materiais, com tecnologia própria e grau de eficiência compatível aos dos países desenvolvidos, em toda a área de atuação geográfica da empresa.

GeneSys Elektronik GmbH

www.genesys-offenburg.de

A empresa fornece sistemas que combinam áreas especializadas da eletrônica, ótica, mecânica e software em uma equipe eficiente de desenvolvimento interdisciplinar. O foco da Genesys está no desenvolvimento e fabricação de sistemas de sensores inteligentes. A Genesys esta bem estabelecida nos campos de aplicação industrial de túneis, teste automotivo, monitoramento estrutural. Um típico sistema integrador Genesys pode combinar know-how intersetoriais nas áreas da GPS / Giroscópio, medição de inclinação, medições a laser e outras aplicadores.

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TESTING SHOW FOCUS

Grom

www.grom.com.br

A GROM é uma empresa de engenharia, especializada em acústica e vibração, cujo diferencial está no potencial de inovação, nos conhecimentos específicos de seu corpo técnico e no completo portfólio de produtos e serviços. A GROM representa alguns dos principais fabricantes de instrumentação para acústica, vibrações e engenharia. Possui um laboratório de calibração acreditado pela RBC/INMETRO, além de grande experiência nas áreas automotiva e da mobilidade, ambiental, higiene industrial e segurança no trabalho, controle de ruído e vibrações.

Haidar Inc.

www.haidar-inc.com

Visite-nos para conhecer os mais avaçados produtos e tecnologias na area de teste de veículos. Veja também em nosso site, nossa missão: “É Inspirar, Equipar e Capacitar nossos clientes para desenvolverem e fabricarem produtos melhores, mais seguros, e com extraordinario performance”. Nossa compania esta associada com as mais experientes empresas e inovadoras instituições de pesquisa na área de testes que nos capacita oferecer sistemas e serviços de testes nos mais variados campos.

HBM

www.hbm-br.com.br

Oferece soluções de medição para as medições elétricas de grandezas mecânicas para todos os campos da indústria, bem como pesquisa e desenvolvimento. Os componentes e sistemas são usados em campos de aplicação, como aeroespacial, automotivo, mecânica experimental, fabricação, montagem de processos e tecnologia de pesagem. O programa inclui transdutor de força, pressão, torque, deslocamento, medidores de tensão, células de carga, sistemas de medição, calibração, software para análise de dados, durabilidade e cálculo de fadiga.

HEAD acoustics

www.head-acoustics.de

Em estreita colaboração com a indústria automóvel, HEAD acoustics desenvolveu soluções de hardware e software para a medição e análise de eventos de som com base em sistemas de gravação e reprodução precisos, que se tornaram padrão da indústria de hoje. Além disso, HEAD acoustics pesquisou e desenvolveu diversas ferramentas de medição internacionalmente aprovados em outros campos de vibração e tecnologia de comunicação.

I.P.R. Systems

www.iprsystems.it

A empresa foi fundada na segunda metade da década de setenta, por um grupo de técnicos mecânicos e eletrônicos altamente qualificados, com o objectivo de realização de projectos e realização de sistemas nas áreas de automação e medição. Nos últimos anos, I.P.R. Systems tem se especializado nas áreas de teste, em ambientes industriais e automotivas.

Instron

www.instron.com.br

Estabelecida em 1946, a Instron presta serviços e fabrica instrumentos para ensaio de materiais, sistemas, e acessórios, fornecendo as mais compeensivas soluções em P&D, qualidade e testes de ciclo de vida para suas necessidades. Nossas máquinas avaliam as propriedades mecânicas de materiais e componentes usando ensaios de tração, compressão, flexão, fadiga, impacto, torção e dureza. Oferecemos uma extensa gama de serviços, incluindo calibração, treinamento, suporte técnico e assistência com gerenciamento laboratorial.

Intrepid Control Systems

www.intrepidcs.com

A Intrepid Control Systems fornece ferramentas para rede de veículos, incluindo as séries neoVI e ValueCAN para engenheiros envolvidos em eletrônica veicular. A Intrepid suporta todas as redes e protocolos mais recentes, incluindo CAN, CAN-DF, Ethernet automotiva, FlexRay, LIN, J1939, ISO 14229 e GMLAN. A Intrepid é um membro da Aliança das Ferramentas de Engenharia Automotivas (www.aeta-rice.com) e fornece uma série completa de ferramentas com RA Consultoria, CarMedialab e o que há de mais novo para desenvolvimento de produto na área de eletrônica automotiva.

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Ipetronik

www.ipetronik.com

IPETRONIK GmbH & Co. KG is one of the world‘s leading suppliers of mobile measurement technology, DAQ software, engineering services, and test bench technology in the automotive industry. IPETRONIK combines technical development, practical application and reliable data processing in an exclusive system. This is how sophisticated tasks in vehicle development and industry can be analyzed and solved with greatest precision. For 25 jears, automotive manufacturers and suppliers have trusted in IPETRONIK’s services.

KMT

www.kmt-telemetry.com

KMT-telemetria é um fornecedor líder de instrumentação e sistemas de telemetria para soluções orientadas a aplicação em pesquisa, desenvolvimento e produção nas áreas de mecânica, automobilística, construção naval, ferroviária, aeroespacial, engenharia de turbinas eólicas ou químicas, testes e monitoramento de condição. Miniaturização extrema, adaptação flexível e fácil transmissão de dados, mesmo sob as mais severas condições ambientais são as principais características dos nossos sistemas de telemetria.

Larson Davis

www.larsondavis.com

As competências essenciais de Larson Davis incluem medidores de nível de som; metros de vibração humanos; dosímetros; calibradores; sistemas de calibração audiométricos; microfones e acessórios; produtos de software; e sistemas de teste acústico. Produtos de Larson Davis são utilizadas para a calibração do audiômetro; acústica de construção, monitoramento de ruído ambiental e de ruído da comunidade; higiene industrial, conversa audição do trabalhador e medição de mão-braço, do corpo inteiro e de vibração geral.

Lynx

www.lynxtec.com.br

A Lynx é uma empresa brasileira que desenvolve, e fornece soluções para sistemas de aquisição de dados e testes para uma grande gama de aplicações: automotiva, energia (turbinas, equipamento petrolífero), testes estruturais, transportes e processos industriais. Nossos principais produtos são sistemas de aquisição de dados, dataloggers e servo-controladores para testes. Na indústria automotiva a Lynx oferece soluções para testes de powertrain, crash test, durabilidade, simulação de pista, coluna de direção, amortecedores e freios.

MAHA AiP

www.maha-aip.de

Maha-AIP (Indústria Automotiva Produtos) do sul da Alemanha, desenha e fabrica estandes de testes de veículos para os OEM’s automotivos, camada de fornecedores e laboratórios de certificação (CARB, EPA, JRC, NIER, etc.) Isto inclui estandes de teste de rolo para Emissões, Quilometragem Acumulação, NVH, EMC e testes de túnel de vento. Produtos incluem sistemas de pista plana, agitadores hidráulicos (quatro-post), agitadores eletromagnéticas, Powertrain dynos (hub mount), analisadores de emissões, automação de banco de teste, robô de dirigir, e ventiladores. Maha-AIP é representado por Prime ONE Contracting (POC-AIP) nos EUA, Canadá, México e Brasil.

Modal Shop

www.modalshop.com

O Modal Shop, uma empresa do Grupo PCB, fornece sistemas de sensores acústicos e de vibração estrutural para engenheiros em todo o mundo. Localizado em Cincinnati, mantemos laços estreitos com o Laboratório de Structural Dynamics Research de Cincinnati University, um líder reconhecido em som, vibração e pesquisa de modal análise. O Modal Shop garante o desenvolvimento de produtos de alta qualidade combinado com o suporte ao cliente incomparável do Grupo PCB.

MOOG

www.moog.com/industrial

A Moog é uma empresa que oferece soluções em sistemas hidráulicos ou elétricos para controle de posição, velocidade, pressão, força e/ou torque para sistema de teste e simulação Nossos engenheiros são altamente qualificados para desenvolver soluções otimizadas que atendam as necessidades de sua aplicação considerando todos os elementos de controle em malha fechada, com base no conhecimento e experiência acumulada pela MOOG ao redor do mundo.

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NAC

www.nacinc.com

A NAC Image Technology é a empresa mais experiente no ramo de sistemas e câmeras de alta velocidade. Desde 1958, a continua inovação tecnológica estabeleceu os padrões da indústria para desempenho e confiabilidade. A NAC é a única fabricante de sistemas de câmeras em alta velocidade que tem se dedicado a produzir sistemas integrados e completos com a maior sensibilidade a luz, melhor qualidade de imagem, menores cabeças de câmeras e pacotes de programas mais abrangentes do mercado.

brasil.ni.com

marcos.cardoso@ni.com Comprometida com Engenheiros e Cientistas Engenheiros e cientistas de hoje estão resolvendo desafios mais urgentes do mundo, tais como o desenvolvimento de melhores ferramentas de diagnóstico e de tratamento médico, encontrando alternativas de energia renovável e melhorar a estabilidade da infra-estrutura. A National Instruments prepara engenheiros e cientistas com ferramentas que aceleram a produtividade, inovação e descoberta para atender não só grandes, mas também diariamente desafios de engenharia em um mundo cada vez mais complexo. Uma abordagem de projeto gráfico de sistemas utiliza software produtivo e plataformas de hardware reconfigurável, juntamente com uma vasta comunidade de IP e aplicações, para simplificar o desenvolvimento de sistema e chegar a soluções mais rápidas.

PCB Piezotronics

www.pcb.com

PCB Piezotronics foi fundada em 1967 como fabricante de sensores piezoelétricos de quartzo, acelerômetros e associados eletrônicos para a medição da pressão dinâmica, força e vibração. A experiência única da empresa foi a incorporação de circuitos de microeletrônica condicionamento de sinal dentro destes sensores, para torná-los mais fáceis de usar e mais ambientalmente compatíveis. Estes sensores ICP® ganhou grande popularidade e se tornou a base para o sucesso da empresa.

Photron

www.photron.com

Photron é o líder mundial da fabricação de sistemas de imagens digitais de alta velocidade. Os principais clientes de pesquisa em todo o mundo tem confiança nas câmeras de alta velocidade de Photron para fornecer confiabilidade e alta performance nas aplicações de imagem as mais difíceis. A extensa gama de produtos de imagem de alta velocidade da Photron inclui gravação de imagem em megapixel resolução até 12.500 quadros por segundo (fps), quatro megapixel (2K x 2K) câmeras, resolução de alta definição 1080 para imagens de transmissão e sistemas robustos com câmara em miniatura para testes de segurança automotiva no campo.

Polytec

www.polytec.com/us

Polytec é uma corporação global com instalações na Europa, América do Norte e Ásia. Com uma reputação de produtos ópticos inovadores, excelente qualidade e suporte de classe mundial, o nosso sucesso permitiu investimento nos recursos e a flexibilidade para responder rapidamente às necessidades em constante mudança dos nossos clientes. As soluções de medição inovadoras da Polytec permitem nossos clientes para manter sua própria liderança técnica em vários domínios. Nos mercados de automóveis, armazenamento de dados e aeroespacial, para mercardos da biomédica, micro- e nano-tecnologia, Polytec continua a liderar e inspirar a confiança de nossos clientes. Além disso, a distribuição de produtos permanece como uma competência essencial da Polytec, quem representam com sucesso os fabricantes de tecnologias inovadoras.

Prime ONE Contracting

www.poc-aip.com

Prime ONE Contracting (POC) é um provedor de soluções de MAHA-AIP estandes de teste de veículo e emissões analisadores (CQB, CVS e PM), nos EUA, Canadá, México e Brasil para o setor automotivo OEM’S, camada de fornecedores e laboratórios de certificação (CARB, EPA , etc.) POC também fornece manutenção no local e suporte de calibração, acessórios de teste (estrada veículo fãs de refrigeração de velocidade, sistemas de retenção de veículos, robô de carro) e controle e atualizações mecânicas para sistemas de outros fabricantes, como os mais velhos Horiba Twin Roll, LD & DD dinamômetros de chassi série.

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Red-ant

www.red-ant.de

A Red-ant é uma empresa alemã especializada em sistemas de medição de NVH inteligentes e fáceis de usar para Powertrain. O MIG16 SFE monitora testes de durabilidade de motores e transmissões para detectar falhas precocemente. O sistema mede vibrações do corpo de prova e simultaneamente compara-os com limites pré-definidos, além de fornecer ainda um alarme de desligamento em caso de dano mecânico. O MIG16-AQS é utilizado em testes NVH objetivos de fim de linha de transmissões, motores, etc.

Roehrig

www.roehrigengineering.com

Roehrig Elétrica Rotary e Electromagnetic Linear Actuators são altamente adaptáveis​​. Não só eles são utilizados em automóveis, motocicletas e até mesmo corridas de bicicleta, eles também são usados ​​para uma ampla variedade de soluções de teste numa variedade de indústrias.

www.signalworks.com.br Signalworks atua no ramo de engenharia experimental há mais de 15 anos e nesse período se estabeleceu como uma das maiores empresas de importação e comercialização de linhas de produtos para área de teste e medição.Temos um time premium de engenheiros preparados para atender as suas necessidades com suporte de inside sales e uma equipe de técnicos treinados e especializados no exterior. Nós acreditamos em criar parcerias solidas com os nossos clientes com produtos importados de primeira linha, suporte local e engenheiros qualificados para atender o seu mercado garantindo o seu sucesso. Qual é o seu desafio? A Signalworks tem a solução.

Sound Plan

www.soundplan.eu/english

Sound Plan Braunstein + Berndt GmbH em Backnang, na Alemanha é uma empresa de engenharia com o foco principal no controle de ruído, qualidade do ar e de desenvolvimento de software. SoundPLAN International LLC em Shelton, WA, EUA atua como interface entre o escritório de desenvolvimento e mais de 30 distribuidores internacionais que ajudam distribuir e manter o software SoundPLAN numa base mundial.

Stähle

www.stahle.com

Fabricante de Robos para teste de veículos, em dinamômetro de rolo ou em campo de prova para analise de emissão, combustíveis, lubrificantes e outras aplicações. O Autopilot SAP2000 é um avançado robô de condução de veículos automotivos controlado por computador para dinamômetro de rolo simples ou duplo. Autopilot SMC2000 para condução de motocicletas controlada por computador em dinamômetro de rolo, pode ser conectado ao analisador de emissão de gases de exaustão, sistema de controle de dinamômetro e computador central remoto.

Suplitec

www.suplitec.com.br

A TDK Lambda Americas Inc, Divisao de Alta Potencia, é tradicional fornecedora de soluções em fontes de alimentação chaveadas de alta potencia. A serie Genesys possui inumeros recursos de programação/ monitoração atraves de interfaces digitais, além da programação remota analogica. A faixa de potencia vai de 750 watts a 15 kW, com tensões de até 600 VCC e correntes até 1000 A. Toda a linha possui garantia de 5 anos no Brasil, prestada por Suplitec Suprimentos Tecnicos Ltda.

Taylor Dynamometer/Dynomotive

www.taylordyno.com

A Taylor Dynamometer é um líder mundial em motores, chassis e dinamômetros de reboque com dinamômetros em todos os continentes e em mais de 60 países ao redor do mundo. A Taylor Dynamometer continua sendo o fornecedor global de dinamômetros de alta qualidade para os OEM´s, as empresas de reparo de motores e da indústria de desenvolvimento automóvel e caminhão. A Taylor Dynamometer é especializada em motores industriais e dinamômetros de chassis que vão de 5 HP (3,73 kw) para mais de 16.000 Hp (11.931 kW). A Dynomotive (uma divisão da Taylor Dynamometer) é especializada em dinamômetros de reboque que variam de 4.000 a 200 mil Newtons de força de tração.

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TESTING SHOW FOCUS

Tekscan

www.tekscan.com

Nós da Tekscan somos empenhados em entregar o mais avançado película fina de pressão tátil e sensores de força, sistemas e habilitando eletrônica do mundo. Estes sensores serão precisos, simples de usar e de baixo custo. E nós nos dedicamos a oferecer o melhor serviço possível para identificar e satisfazer as necessidades dos nossos clientes e fornecendo soluções de alta qualidade e valor.

TStech

www.ts-tech.de

TStech é especializada no fornecimento e engenharia de produtos e sistemas de controle de ruído e vibração. Nós fornecemos soluções completas que ajudam reduzir o ruído e as vibrações de máquinas, e de outras fontes e permitem que os engenheiros acústicos para desenvolver produtos mais silenciosos e melhores.

www.vector.com

mats.larsson@vector.com A Vector fornece uma plataforma de ferramentas, componentes de software e serviços para a criação de sistemas integrados profissionais e de desenvolvimento aberto para fabricantes originais de equipamentos (OEMs) e fornecedores da indústria automotiva e relacionadas. Seu portfólio abrange desde ferramentas para o projeto e testes de redes até o desenvolvimento de projetos de diagnóstico e software para ECU´s usando a plataforma AUTOSAR. Em suas soluções, a Vector suporta questões fundamentais como a segurança funcional e a mobilidade elétrica. Mais de 1.100 pessoas são empregadas em 10 países: Áustria, China, França, Alemanha (sede), Grã-Bretanha, Índia, Japão, Coreia do Sul, Suécia, EUA - e a partir do outono de 2013 no Brasil também.

Vibration Research

www.vibrationresearch.com

Vibration Research (VR) projeta e fabrica sistemas de controle de vibração para agitadores eletrodinâmicos e servo-hydraulicas. Desde 1995 Vibration Research tornou-se um pioneiro na indústria e um líder no campo de controle de vibração. Recursos de hardware avançados combinados com software facil de usar e poderoso fazer os controladores de Vibration Research a principal escolha de laboratórios de testes em todo o mundo.

Vision Research

www.visionresearch.com

Vision Research orgulha-se da alta resolução das suas imagens, o poder do seu software, a confiabilidade dos seus produtos e seu alto nível de atenção e dedicação aos seus clientes. A abordagem inovadora da empresa para eletrônica de imagem “digital” de alta-velocidade foi reconhecido pelo Escritório de Patentes dos EUA e foi concedida Patente dos EUA #5,625,412. O futuro terá mais inovação tecnologia e produtos exclusivos de Vision Research. Metas de desenvolvimento da empresa incluem produtos eletrônicos de imagem com maior resolução e taxas de quadros mais rápidos, e câmeras “mais inteligentes” com o software mais poderoso e robusto. Enquanto os produtos de hardware e software são importantes, a empresa percebe que a chave para o sucesso futuro é o mesmo agora como era em 1950 e que é ouvir e servir os seus clientes.

Weiss Technik

www.weiss.info

Weiss Umweltechnik GmbH é uma das principais fabricantes de câmaras de teste de simulação ambiental em todo o mundo. A gama de produtos inclui: sistemas de testes de temperatura e testes de clima, exposição ao tempo, choque de temperatura, walk-in/drive-in sistemas de corrosão, câmaras de triagem de estresse ambiental, câmaras de vibração e de vácuo, câmaras de simulação de altitude e de evaporação de combustível (SHED), unidades de condicionamento de combustível, câmaras de teste de airbag, testes de ar condicionado, túnel do frio-calor, unidades de teste térmico, câmaras de simulação de estrada e mais. Weiss Umwelttechnik é certificada segundo a norma DIN EN ISO 9001.

Zodiac Data Systems

www.zodiac-data-systems.com

O ZODÍAC Data Systems GmbH (ex-HEIM Systems GmbH) é uma empresa inovadora que desenvolve, fabrica e vende sistemas de gravação e aquisição de dados moveis e fixos em todo o mundo. Os nossos produtos são usados nas ​​ industrias aeronáutica, automóvel, e também em aplicações industriais em geral, para a gravação de dados fundamentais no ciclo de desenvolvimento dos produtos.

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SOF

ARB Field

CTRL Field

Data Field

CRC Field

Bit Time Segmentation ACK Field

EOF

Bitwise Bus Arbitration SYNC Edges are expected to lie within this segment

IFS

TSEG 1 Time Segment 1 serves to compensate the delay times within the network and can be lengthened for resynchronization

Bit time interval

Start of Frame SYNC

single dominant bit

TSEG 1

TSEG 2 Time Segment 2 serves as a time reserve and can be shortened for resynchronization

TSEG 2

Sampling point

Preceded by at least 11 recessive bits

Arbitration Field

RTR Remote Transmission Request: Dominant (0) = Data Frame, Recessive (1) = Remote Frame SRR Substitute RTR bit for 29 bit ID IDE Identifier Extension: Dominant (0) = 11 bit ID, Recessive (1) = 29 bit ID r1 Reserved for future use No remote frames supported in CAN FD

CAN: RTR CAN FD: r1

Standard Identifier (Std ID) 11 Bit b10 b9 b8 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0

Extended Identifier (Ext ID) 29 Bit b28 b27 b26 b25 b24 b23 b22 b21 b20 b19 b18

b17 b16 b15 b14 b13 b12 b11 b10 b9 b8 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0

SRR

CAN: RTR CAN FD: r1

IDE

Because dominant (logic "0") wins over recessive (logic "1"), low-valued identifiers always have higher priority to access the bus (details see box "Bitwise Bus Arbitration"). If Std IDs and Ext IDs are involved, the Std IDs compete with the 11 most significant bits (b28...b18) of the Ext IDs (see figure above). If all 11 bits are identical the Std ID wins because of the dominant IDE bit.

Control Field CAN Format

IDE r0, r1 EDL BRS ESI DLC

CAN FD Format b3 b2 b1 b0

r0

b3 b2 b1 b0

DLC

IDE

IDE/r1 r0

EDL

DLC

ESI

BRS

Not present for CAN FD Extended Frame Reserved for future use Extended Data Length Bit Rate Switch Error State Indicator Data Length Code

0

error active

warning interrupt

12

16

20

24

32

48

64

DLC3

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

DLC2

0

0

0

0

1

1

1

1

0/1

0

0

0

0

1

1

1

1

DLC1

0

0

1

1

0

0

1

1

0/1

0

0

1

1

0

0

1

1

DLC0

0

1

0

1

0

1

0

1

0/1

0

1

0

1

0

1

0

1

Data Length Codes in CAN and CAN FD Format

MSB 7

5

4

3

2

1

0

CRC Delimiter

CAN (0-8 bytes)

b14 b13 b12 b11 b10 b9 b8 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0

Example: CRC Field for CAN Frame

error passive

error state

passive interrupt

1

1

1

1

1

1

4

CRC Length

Data

CRC

CRC Polynom

15

x15+x14+x10+x8+x7+x4+x3+1

CAN FD (0-16 bytes)

17

x17+x16+x14+x13+x11+x6+x4+x3+x1+1

CAN FD (17-64 bytes)

21

x21+x20+x13+x11+x7+x4+x3+1

ESI

0..512

17/21

Data Phase (optional high bit rate)

Extended Data Length: Dominant (0) = CAN frame Recessive (1) = CAN FD frame Bit Rate Switch: CAN FD data phase starts immediately at sampling point of BRS: Dominant (0) = No change of bit rate for data phase Recessive (1) = Change to higher bit rate for data phase Error State Indicator: Dominant (0) = CAN FD node is error active Recessive (1) = CAN FD node is error passive

1

ACK

11

Arbitration Phase (standard bit rate)

BRS

CRC Sequence

1

MSB: Most Significant Bit LSB: Least Significant Bit EDL

Data Length

DLC

LSB 6

CRC Delimiter

Cyclic Redundancy Check Field

Identifier

CRC Delimiter

8

ESI

8

BRS

7

r0

6

EDL

5

6

5

4

3

2

1

0 RTR

7

6

5

4

3

2

1

0 RTR

recessive dominant recessive

resulting bus level

SOF 10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

dominant

recessive

0 RTR

dominant

Initialization error active

0

REC > 127 or TEC > 127 error active

error passive

warning interrupt

passive interrupt

bus off

error state bus-off interrupt

error passive

REC < 128 and TEC < 128

Restart request and 128 occurences of 11 consecutive recessive bits

TEC > 255

bus off

Main Error Counting Rules

IDE

4

7

8

128 96

CAN Flexible Rate CAN FD FD -Baud RateData Switch

r1

3

8

9

Receive Error Count (REC) 128 96

A CAN FD controller will automatically switch to the arbitration bit rate before sending an error flag.

Bit Ordering

CAN FD

CAN

2

9

SOF 10

256

A CAN controller can only send an active error flag when in error-active state (interrupting the message transfer). An error-passive CAN controller is still allowed to send messages, but must not send active error flags. In bus-off state the CAN controller must not have any influence on the bus.

SOF

CAN and CAN FD 1

SOF 10

controller 2 ID = 0x65B

Transmit Error Count (TEC)

Each CAN controller implements a receive and transmit error counter to determine how to process detected transfer errors. Counting increases or decreases according to protocol states and rules.

CAN FD Frame

Data Bytes 0

controller 1 ID = 0x653

Error Handling

A CAN FD frame consists of 2 phases: arbitration phase and data phase. The data phase can be configured to have a higher bit rate than the arbitration phase.

Data Field

The following example shows controller 1 transmitting the message with the identifier 0x653, while controller 2 loses arbitration of its message with the identifier 0x65B in bit 3. Controllers losing arbitration will wait until bus idle before re-attempting transmission.

controller 2 passes over to receive mode

The CAN FD protocol has 2 independent bit rates for the arbitration phase and the data phase. The arbitration bit rate has the same bit timing as standard CAN. The data bit rate is either the same or higher than the arbitration bit rate and has a separate configuration register set.

1

ACK Delimiter

IFS

1

> Initialize error counters to zero upon reset

> Increase TEC by 8 when detecting an error during the transfer

> Increase REC by 1 when detecting an invalid transfer

> Decrease TEC by 1 upon successful message transmission

EOF

IFS

> Increase REC by 8 if receiver is first to transmit an error flag

> Increase TEC by 8. Do not increase if TEC > 127 and the subsequent passive error flag stays recessive.

7

3

> Decrease REC by 1 upon successful message reception

> If TEC > 255, then disconnect CAN controller from the bus

Arbitration Phase (standard bit rate)

CRC Del CAN FD data phase ends immediately at sampling point of CRC Delimiter. Due to phase shift, a CAN FD controller should receive frames with a CRC Delimiter of up to 2 bits. ACK Slot A CAN FD controller should accept a 2 bit ACK Slot, in order to compensate for phase shifts between receivers.

Note: Do not increase REC being 128. Do not decrease REC or TEC being zero.

Acknowledgement Details When CAN/CAN FD nodes disagree over the message transfer, the following applies: One or more nodes acknowledge the message (vote YES) ACK Field

One or more other nodes disagree and send an error flag (vote NO) Active Error Flag

Acknowledge Field

Every CAN node that receives any error-free transfer [SOF through CRC] must send a dominant bit during the ACK Slot – regardless of whether the message was intended for that node. If no one receives the message correctly the ACK Slot stays recessive.

ACK Delimiter recessive

ACK Slot

dominant

End of Frame 1

2

3

4

5

6

7

[7]

7 recessive bits

The frame is valid for the receiver, but not for the transmitter. The transmitter repeats the transmission, that frame is received twice. A higher layer protocol has to handle this situation.

Error Passive TX-Node Suspend transmission Intermission

Error Active TX-Node Intermission Bus idle 2

3

recessive bits recessive level

SOF

1

2

3

recessive bits

1

2

3

4

5

6

recessive bits

7

Bus idle 8

SOF

recessive level

either dominant or recessive

A bit is represented either as logic "0" to be dominant or logic "1" to be recessive. When multiple transmitters send their respective states onto the bus at the same time, the dominant state must always win over the recessive state. This is the principle of the bitwise bus arbitration.

CAN FD = This information is CAN FD specific.

ACK Slot

Error Delimiter

The bit stuffing of the CRC sequence is different for CAN FD frames. A fixed stuff bit (as complement of the previous bit) is automatically inserted before the first bit of the CRC and is independent of the previous stuff bit position. A further fixed stuff bit is inserted after each fourth bit of the CRC sequence.

Notes > This scenario assumes that two or more receivers are connected to the bus and are in the error active state. > After one or more receivers indicate acknowledgement, all receivers that have declined to acknowledge will indicate their frame rejection by sending an active error flag. > All receivers that originally acknowledged the message will now detect a dominant bit in a bit position which is expected to have a recessive bit (EOF). Since this is detected as a format error, these receivers will subsequently send an active error flag. > The transmitter will likewise find the format error, send an active error flag, and will automatically re-attempt sending the same message after the idle condition is met.

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CAN and CAN FD Reference Chart

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Interframe Space

Bit Stuffing The bit stream in a frame is coded according to the Non-Return-to-Zero method. For the purpose of resynchronization the frame segments SOF through CRC sequence (not including CRC delimiter) are coded by the method of bit stuffing. Whenever a transmitter detects five consecutive bits (including stuff bits) of identical value in the bit stream to be transmitted, it automatically inserts a complementary bit in the actual transmitted bit stream. Stuff bits produce edges in the bit stream for resynchronization. In addition the stuff bit levels are checked by the receivers: valid stuff bits are discarded, invalid stuff bits lead to stuff errors.

Interframe Space

1

recessive

If a dominant level occurs in bit number: [1..6] A form error is detected by the receiver and the transmitter. The frame is discarded and an error flag is started. The transmitter repeats the transmission.

Earlier acknowledgers (YES voters) and the transmitter must disagree as well and also send an error flag (vote NO) Active Error Flag

Bus Levels

V1.0 Published by Vector Group, 2012. All rights reserved. Errors and omissions excepted. Based on the CAN Protocol Specification Version 2.0 and CAN FD Protocol Specification Version 1.0 from Robert Bosch GmbH.

Message Structure: CAN and CAN FD


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