Testplan Alfa Romeo 147 PRK03
School: Hogeschool Rotterdam Instituut: Engineering and Applied Sciences Opleiding: Autotechniek Locatie: RDM Campus Namen: Tim Batenburg, Maik van der Does, Koen Hoek, Richard Hooijmeijer, Dane Ladiges, Ron vander der Marel, Andy Veldhuis Klas: ATR3A Datum: 18-12-2014
Waarom vind de test plaats: De verbetering van de luchtkwaliteit levert een bijdrage aan het imago van Rotterdam en draagt bij aan de gezondheid van de stad. De gemeente van Rotterdam deed hier de volgende uitspraak over: “Een aantrekkelijke stad is een levendige, schone en gezonde stad. Verbetering van de luchtkwaliteit, en daarmee van de gezondheid van Rotterdammers en de kwaliteit van de leefomgeving, is daarbij heel belangrijk. De maatregelen zijn gericht op het steeds verder terugdringen van de blootstelling aan elementair koolstof (EC, de beste indicator voor gezondheidseffecten door luchtverontreiniging) en op het verlagen van de concentraties NO2 (wettelijke norm). Om dit te bereiken zijn (structurele) veranderingen noodzakelijk. Er zijn maatregelen die al op korte termijn effect hebben (en voorsorteren op de toekomst) en maatregelen die op lange termijn effect hebben gebaseerd op een structurele verbetering. De voorkeur ligt bij maatregelen met een generiek werkend, brongericht karakter. De belangrijkste bron binnen het stedelijk gebied is gemotoriseerd verkeer. Daarom richt de aanpak zich met name op de verduurzaming van de mobiliteit, onder meer via inzet op verschonen van verkeer en aanpassingen in de verkeerscirculatie. Een samenhangend pakket van maatregelen is nodig, gericht op een combinatie van stimuleren (van schoner), sturen (tegengaan van te vies) en faciliteren van alternatieve keuzes.” Hier wordt dus beschreven dat er minder uitstoot moet komen, en de maatregelen die de gemeente hier tegen gaat nemen. De maatregel waar wij ons op toespitsen is het tegengaan van te ‘vieze’ auto’s. Dit wil de gemeente op de volgende manier doen: - In juli 2016 instellen milieuzone minimaal Euro3 (net als in Utrecht) voor centrumgebied - In juli 2017 toegangseisen aanscherpen tot minimaal Euro41 Dit is een grote reden, waarom wij dit onderzoek uitvoeren. Voldoen voertuigen tussen 1995 en 2005 aan de emissie-eisen van euro 3, en een jaar daarna aan de emissie eisen van euro 4? We zullen onderzoek doen naar een Alfa Romeo 147, omdat dit een voertuig is, dat een goed gemiddelde geeft uit de periode van 1995 tot 2005. De uitstoot hiervan zal dus een goede maatstaaf zijn voor de uitstoot van voertuigen uit deze periode. Ook is het belangrijk of er een toename is in de uitstoot van het voertuig, vergeleken met toen die nieuw was. Is dit het geval, dan zal deze toename doorzetten in de toekomst en zullen daar ook oplossingen voor moeten worden bedacht. Komt de auto niet door de test, dan zullen er aanpassingen gedaan moeten worden aan de voertuigen, of deze voertuigen mogen in 2016 de stad niet meer in.
1
Bron: http://www.rotterdam.nl/Clusters/Stadsontwikkeling/Document%202014/Milieu010/Ontwerp%20Koersnota% 20Luchtkwaliteit%202014%2011%2027%20DEF.pdf, pagina 6, 7, 10
Wat gaan we testen: Uit een onderzoek van de gemeente Rotterdam is gebleken dat het overgrote deel van personenvoertuigen, voertuigen zijn die tussen 1995 en 2005 gemaakt zijn. Gezien de economie er nu slecht voor staat worden er minder auto’s verkocht dat voorheen. De auto’s die gemaakt zijn tussen 1995 en 2005 zijn vervuilender dan de huidige auto’s. Het gevolg hiervan is dat de binnenstad meer vervuild wordt. Om de stad schoner te maken moet er onderzoek gedaan worden naar de uitstoot van benzine auto’s binnen een bepaalde leeftijdscategorie. Dit onderzoek zal meer inzicht geven in de mate van uitstoot van de auto’s in deze categorie. Om hierachter te komen wordt er een voertuig uit 2002 getest op brandstof verbruik, vermogen en uitstoot. Deze gegevens worden vergeleken met de fabrieksgegevens van het voertuig.
Hoe gaat de test plaats vinden. -
-
-
-
-
Als allereerste is het nodig om de auto de testruimte in te rijden. Bij de NEDC procedure legt het voertuig een afstand af van 11023 m in 1180 seconden met een gemiddelde snelheid van 33.6 km/u. De test vindt plaats bij een omgevingstemperatuur van 20 tot 30 graden Celsius. Voor de fabrikant geldt: hoe hoger de temperatuur, hoe gunstiger het verbruik. Daarom wil de fabrikant de test het liefst uitvoeren bij een ‘hogere’ temperatuur. Dit zorgt voor enige tekortkomingen want de gemiddelde temperatuur in Nederland was in 2013: 9,85 graden Celcius. De auto wordt aan het begin van de cyclus koud gestart, maar mag voor het begin van de test zes uur lang geparkeerd staan bij maximaal 30 graden Celcius. Van een koude start zoals na een gemiddelde nacht (zes graden Celcius) is dus geen sprake. Het testvoertuig is ingedeeld in gewichtsklassen die gebaseerd worden op het laagste kentekengewicht. Daardoor is het voertuig in praktijk een flink stuk zwaarder wat ook bijdraagt aan een hoger verbruik. Eenmaal volledig ingespannen op de rollenbank begint de test met een regelmatig patroon van langzame en gelijkmatige acceleraties (van 0 tot 50 km/u in 27 seconden), lage, constante snelheden en veel stationair draaien (300 seconden op een totaal van 1180 seconden). Tegen het einde van de test wordt slechts eenmaal langzaam naar 120 km/u geaccelereerd en die wordt slechts tien seconden vastgehouden.
Stadsgedeelte. Als de motor gestart is, draait deze 11 seconden stationair. (Als het voertuig een handgeschakelde versnellingsbak heeft gebeurd dat in de Neutraal met opgekomen koppeling, en 5 seconden in de eerste versnelling met de koppeling ingetrapt. Daarna wordt er 4 seconden langzaam geaccelereerd tot 15 km/u in de eerste versnelling. Deze positie 8 seconden vasthouden, daarna in 5 seconden afremmen tot een volledige stop. Daarna 21 seconden stationair laten draaien. (16 seconden in neutraal, 5 seconden in de eerste versnelling met ingetrapte koppeling. Daarna in 12 seconden accelereren tot 32 km/u (5 seconden in de eerste versnelling, 2 seconden schakeltijd en 5 seconden in de tweede versnelling), daar blijven voor 24 seconden en daarna 11 seconden afremmen tot een volledige stop (met de laatste 3 seconden de koppeling ingetrapt) Daarna weer 21 seconden stationair draaien (16 seconden in Neutraal en 6 seconden in de eerste versnelling). Daarna accelereert het voertuig in 26 seconden tot 50 km/u (5 seconden in de eerste versnelling, 9 seconden in de tweede versnelling en 8 seconden in de derde versnelling, tussen de versnellingen komt twee seconde schakeltijd per schakel moment). Daar blijft het voertuig 12 seconden, remt af in 8 seconden tot 35 km/u, blijft daar voor 13 seconden en remt af naar een volledige stop in 12 seconden (Daarin 2 seconden om terug te schakelen naar de tweede versnelling, 7 seconden in de tweede versnelling en de laatste 3 seconden met ingetrapte koppeling). Daarna nog 7 seconden stationair lopen in de Neutraal. Motor uit. Voor de volledige stadscyclus wordt dit stappenplan 4 keer herhaald, zodat dit 5 keer achter elkaar gereden wordt. Hier eindigt de stadscyclus. Afgelegde afstand: 994.03 m in 195 seconden. Na 5 keer is dit dus 3976.1 m in 780 seconden met een gemiddelde snelheid van 18.35 km/u. Buiten de stad. De stadscyclus en buiten de stad cyclus vinden direct achter elkaar plaats. Motor start. 20 seconden stationair draaien in de eerste versnelling met ingetrapte koppeling. Voertuig accelereert in 41 seconden naar 70 km/u (5 seconden is eerste versnelling, 9 seconden in de
tweede versnelling, 8 seconden in de derde versnelling en 13 seconden in de vierde versnelling, met bijbehorende schakeltijden van twee seconden; totaal 6 seconden). 50 seconden volhouden in de vijfde versnelling en vertraagd naar 50 km/u in 8 seconden (4 seconden in de vijfde versnelling en 4 seconden in de vierde versnelling). Deze snelheid 69 seconde vasthouden en daarna in 13 seconden accelereren naar 70 km/u. Op deze positie blijft de auto 50 seconden in de 5 versnelling en accelereert in 35 seconden naar 100 km/u en blijft daar 30 seconden (in de hoogste versnelling). Daarna trekt de auto in 20 seconden op naar 120 km/u en blijft die snelheid 10 seconden rijden. (allemaal in de hoogste versnelling). Daarna remt de auto in 34 seconden af naar een volledige stop (24 seconden in de hoogste versnelling, de laatste 10 seconden met ingetrapte koppeling). Daarna blijft de motor nog 20 seconden stationair draaien (Neutraal, opgekomen koppeling). Motor uit. Afgelegde afstand: 6956m in 400 seconden met een gemiddelde snelheid van 62.6 km/u.
Hoe gaan we de auto opspannen: De auto is voorwielaangedreven. Daarom willen we minimaal 2 spanbanden per voorwiel opspannen. Een mogelijke opstelling is hiervoor twee parallel gespannen banden die vanaf de voorste draagarmen naar voor worden getrokken. Om deze trekkracht op te vangen wordt er aan de achterkant van het voertuig eenzelfde opspanning gerealiseerd. Dit wordt gedaan met weer twee spanbanden die vanaf de achterste draagarmen worden aangetrokken. De beweging van het voertuig naar voor en achter wordt zo opgelost. Om de zijwaartse beweging op te vangen willen we vanaf de voorste draagarmen, vlak voor de achterste ophangpunten, spanbanden opspannen. Deze komen vervolgens onder een hoek van circa 30 graden tov. Loodrecht op het voertuig. Zie hieronder een grafische weergave:
Figuur 1 Afbeelding onderzijde Alfa Romeo 147 met getekende spanbanden
Superflow Autodyn 30. AutoDyn 30 Specifications
Roll Diameter 30" (76.2 cm) Peak Power 2,500 HP (1,864 kW) Max Speed 225 mph (362 km/h) Track Width 26" inside - 100" outside (66 cm - 254 cm) Dimensions 120 X 40.5 X 35 in. (305 x 103 x 89 cm) Peak Absorbed Power 1,100 (SEC) / 2,200 HP (DEC) - (820 kW / 1,641 kW) Base System Inertia 1,200 lbs. (544 kg) Axle Weight 8,000 lbs per axle (3,629 kg) Air Requirements 50 - 100 psi (345 - 690 kPa) Power Requirements 110 VAC / 15A or 250 VAC / 8A and 208-250 VAC / 20A o Bron : http://www.superflow.com/Dynamometers/Chassis/auto_dyn30.php
AutoDyn wordt gebruikt binnen de Hogeschool Rotterdam. Dit is een rollenbank die vermogen en verbruik kan meten. Er moet van te voren een gewicht van het voertuig ingesteld worden. Dit wordt gedaan zodat de rollen gedeeltelijk meerollen, het gewicht van een rol is namelijk 3630 kg. Dit is te veel voor sommige voertuigen om het zelf op gang te brengen. Ook wordt er rekening gehouden met 3 soorten rolweerstanden:
Vaste rolweerstand Lineaire rolweerstand Exponentiele rolweerstand
Vaste rolweerstand is de rolweerstand die bepaald is door de massa en de gravitatie. Lineaire rolweerstand is de rolweerstand die komt door het bewegen van de bond over een oppervlakte. Exponentiele rolweerstand ontstaat door de vervorming van de band in functie van de snelheid. In de machine moet van te voren ook een luchtweerstand worden ingevoerd die exponentieel stijgt in functie van de snelheid. Hiervoor hebben we dus een aantal gegevens nodig van het voertuig waarmee we de luchtweerstand kunnen berekenen.
Testapparatuur Testo 350 De Testo 350 van fabrikant Testo is een emissiemeetapparaat dat kan worden gebruikt voor auto’s. Het meet de uitstoot van deeltjes en gassen die via de uitlaat naar buiten stromen. Deze worden gemeten in PPM (Parts Per Million), massapercentage en/of gewicht in gram. Het 350 model heeft een kleurendisplay waarop een test kan worden ingesteld, maar ook om informatie over de staat van het systeem te verkrijgen zoals fouten, batterijduur en statistieken. Met behulp van twee pompen, zes sensoren en een voorgeprogrammeerde microcontroller worden de volgende stoffen gemeten; In PPM: CO, NOX, SO2, H2. In volumepercentage: CO, NOX, CO2, O2. In massa (mg/m3): CO, NOX, Daarnaast worden een aantal van deze stoffen doorberekend naar mg/kwh en g/GJ. Ook wordt de uitlaatgastemperatuur bij het meetpunt gemeten. Deze meetwaarden kunnen worden geexporteerd naar een Microsoft Excel bestand en vervolgens door de uitvoerende persoon worden vergeleken. Een handige functie van de Testo 350 is de mogelijkheid om deze aan een PC te koppelen. Met de Testo software kan een uitgebreide en overzichtelijke test worden opgezet. Ook tijdens de testen laat de software op realtime niveau metingen zien.
Resultaten vergelijken Om de geleverde resultaten te vergelijken met de fabrieksresultaten zullen we gebruik maken van Microsoft Excel. D.m.v. deze software willen we de data van beide tests overzetten in de computer. De software kan de gegevens met elkaar vergelijken en de afwijkingen noteren. De afwijkingen zullen we visualiseren door het gebruik van grafieken en diagrammen. Hierdoor zijn de uitkomsten snel en overzichtelijk af te lezen. De resultaten zullen handmatig in de software ingevoerd worden, hierbij willen we een zo nauwkeurig mogelijke uitkomst. Daarom hebben we gekozen om te werken met een stapgrootte van 100 toeren per minuut. Zodra alle data is ingevoerd is het mogelijk d.m.v. enkele formules beide resultaten met elkaar te vergelijken. Het rekenwerk zal automatisch verricht worden door de software waardoor de meest nauwkeurige uitkomsten gegarandeerd worden. Zodra de uitkomsten bekend zijn zullen we zelf bekijken welke diagram en/of grafiek de uitkomsten zo overzichtelijk mogelijk weergeeft. Samen met een geschreven conclusie zullen deze uitkomsten gedocumenteerd worden in Microsoft Word. Deze documentatie zal terug te vinden zijn in ons eindverslag.
Welke apparatuur gaan we gebruiken? Wat komt daaruit? Hoe vergelijken we dat met elkaar, eenheden? Ritcyclus in Excel zetten Virtual machine kan ritcyclus in???
Maik Maik Koen Tim
V V V, met excel bestand V, .csv demo bestand gevonden.
