Automotive Engineering Commons^™

Improvement Of Emissions Of Internal Combustion Engines Using Reduction In Weight, Javier Alanis

Natural Sciences Student Research Presentations

This slide presentation for the Natural Sciences Poster Session at Parkland College identifies the health hazards associated with combustion engine emissions and summarizes a study conducted to determine if an engine with reduced weight would also reduce emissions.

Vehicle-To-Barrier Communication During Real-World Vehicle Crash Tests, Samil Temel, Mehmet C. Vuran, Mohammad M.R. Lunar, Zhongyuan Zhao, Abdul Salam, Ronald K. Faller, Cody S. Stolle

School of Computing: Faculty Publications

Vehicle-to-barrier (V2B) communication is expected to facilitate wireless interactions between vehicles and roadside barriers in next-generation intelligent transportation systems. V2B systems will help mitigate single-vehicle, run-off-road crashes, which account for more than 50% of roadside crash fatalities. In this work, the characteristics of the wireless channel prior to and during a crash are analyzed using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) techniques, which has been used in existing vehicular communication systems. More specifically, the performance of OFDM-based V2B links are measured in real-world crash tests for the first time. Three crash tests conducted at the Midwest Roadside Safety Facility, Lincoln, Nebraska, …

Asme Rc Baja Challenge: Suspension And Steering, Hunter W. Jacobson

All Undergraduate Projects

The American Society of Mechanical Engineers (ASME) usually hosts an RC Baja challenge each year, testing a RC car in three events: slalom, acceleration and Baja. Although ASME will not be holding an event this year, CWU will be holding a similar event with three RC Baja car teams from CWU. The RC car that is tested in these events is designed and manufactured typically in teams of two. The RC car that each team submits must be able to complete these events while also remaining competitive. One part of great importance for the RC car is the suspension and …

Static Optimization Of Fuel Cell Plug-In Hybrid Electric Vehicle, Sunday Julius Balogun

Graduate Research Theses & Dissertations

This thesis focuses on the static optimization of a fuel cell plug-in hybrid electric vehicle. The vehicle is been powered by three (3) sources of electrical energy. These sources of electrical energy are: fuel cell, supercapacitor, and lithium-ion battery.

The main target of this thesis is to make good the performance of a fuel cell plug-in hybrid electric vehicle. This will be achieved by applying static optimization method on the dynamic equations of a moving hybrid vehicle.

The optimization model of this plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) was formulated bases on multiple objectives. The objective parameters are: cost, volume, and …

Design And Development Of An Emergency System For Children In A Hot Car At Risk Of Heatstroke, Nathan Kisha

Research Opportunities for Engineering Undergraduates (ROEU) Program 2017-18

Since 1998, an average of 37 children have died every year due to heat-related deaths after being stuck in a vehicle, making it the leading cause of non-crash-related fatalities among children. This creates an opportunity to create a system which will be able to detect this danger and do something in order to prevent it. There are 4 main objectives for the system to be able to accomplish: 1) determine if the temperature in the car poses a risk, 2) use an alarm to provide a warning and wake up a sleeping child, 3) determine if someone is in the …

Manufacturing A Composite Wheel Prototype Using 3d Printed Molds, Steven Thuening

All Graduate Theses, Dissertations, and Other Capstone Projects

Throughout the evolution of high performance racing, a large emphasis has been on reducing the weight of the vehicle in order to improve its performance. Over the years, new designs and materials have been introduced reducing weight in a variety of different locations. Comparing weight reduced in different areas has shown that some areas are more valuable to reduce than others are. Perhaps one of the most beneficial locations are the wheels. This is because the mass of the wheel is considered unsprung and rotational. Because of this, large improvements towards the reduction of wheel mass have been developed in …

Performance And Emissions Of Spark Ignited Fuels, Kerry L. Lippold

Natural Sciences Student Research Presentations

This slide presentation from the Natural Sciences Poster Session at Parkland college defines how combustion engines work and summarizes a study conducted to identify efficient and emission reducing fuel.

Characterization Of Rotary Bell Atomizers Through Image Analysis Techniques, Jacob E. Wilson

Theses and Dissertations--Mechanical and Aerospace Engineering

Three methods were developed to better understand and characterize the near-field dynamic processes of rotary bell atomization. The methods were developed with the goal of possible integration into industry to identify equipment changes through changes in the primary atomization of the bell. The first technique utilized high-speed imaging to capture qualitative ligament breakup and, in combination with a developed image processing technique and PIV software, was able to gain statistical size and velocity information about both ligaments and droplets in the image data. A second technique, using an Nd:YAG laser with an optical filter, was used to capture size statistics …

The Effect Of Task Load, Automation Reliability, And Environment Complexity On Uav Supervisory Control Performance, Sarah M. Sherwood

Doctoral Dissertations and Master's Theses

Over the last decade, military unmanned aerial vehicles (UAVs) have experienced exponential growth and now comprise over 40% of military aircraft. However, since most military UAVs require multiple operators (usually an air vehicle operator, payload operator, and mission commander), the proliferation of UAVs has created a manpower burden within the U.S. military. Fortunately, simultaneous advances in UAV automation have enabled a switch from direct control to supervisory control; future UAV operators will no longer directly control a single UAV subsystem but, rather, will control multiple advanced, highly autonomous UAVs. However, research is needed to better understand operator performance in a …

Spray And Combustion Studies Of High Reactivity Gasoline In Comparison To Diesel Under Advanced Compression Ignition Engine Conditions, Meng Tang

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Gasoline compression ignition (GCI) technology has demonstrated great potentials in improving fuel economy and reducing engine-out NO_x and particulate matter emissions. Development and application of the GCI technology on multi-cylinder engines require both fundamental understandings of the gasoline spray combustion characteristics and accurate numerical tools. Due to the large differences in the thermo-physical and the chemical properties between gasoline and diesel range fuels, differences in the spray combustion characteristics between gasoline and diesel is expected. Reports on the gasoline spray combustion characteristics under conditions relevant to medium to heavy-duty engines are scarce and this dissertation aims to fill in …

Cold Start Analysis And Modeling Of A Direct-Injection Gasoline Engine, Yash Borghate

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

In this thesis, two different works related to cold start of a direct-injection (DI) gasoline engine are shown. First, effect of split injection is studied on engine exhaust temperature and hydrocarbon emissions for cold start conditions. Instead of single injection, two injections are done, one injection during the intake stroke and one injection during the compression stroke. Split injection is known to reduce jet wall wetting, thus reducing the hydrocarbon emissions from engine itself. Further, split injection reduces engine cycle-by-cycle variability with respect to the single injection case. Correlations between start of injection for the injection in the intake stroke …

Effects Of Air-Fuel Ratio And Operating Conditions On Particle Emissions From A Small Diesel Engine, Odinmma John-Paul Ofili

Master’s Theses

Automotive engineers typically increase the air-fuel ratio (AFR) of an engine to control the amount of smoke emitted, but it not quite known how this process affects particulate number (PN). In the work presented, AFR was independently varied to study its effects on PN. It was found that increasing the AFR reduced the concentrations of larger particles from 10⁸ #/cm³ to 10⁶ #/cm³ which is an effect observable as a reduction in smoke. However, the same increases in AFR only resulted in an energy specific PN change from 10¹⁵ #/kWh to 10¹⁴ #/kWh. The …

The Interaction Of Ignition And In-Cylinder Flow On Flame Kernel Development And Its Impacts On Combustion In An Optically Accessible Direct Injection Engine, Yanyu Wang

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

A significant challenge facing spark-ignited (SI) engines to achieve higher efficiency via highly diluted combustion is the quickly increased combustion instability as the dilution level increases. The flow motion variation has been identified as a dominant factor that introduces combustion variability at highly diluted conditions. However, the detailed mechanism of how the variation in flow motion impacts the flame kernel development and introduces combustion instability is only partially understood. This research investigated the impacts of the in-cylinder flow on variability of the ignition and early flame kernel development in a single cylinder direct-injection spark-ignition (DI-SI) optically accessible engine and accessory …

Control Oriented Modeling Of An Automotive Drivetrain For Anti-Jerk Control, Gurijala Venkat Prithvi Reddy

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Drivability is an important metric during the development of an automobile. Calibration engineers spend a significant amount of time trying to improve the drivability of vehicles for various driving conditions. With an increase in the available computational power in an automobile, novel model-based methods are being implemented for further improving the drivability, while reducing calibration time and effort. Phenomenon known as clunk and shuffle, which are caused due to backlash and compliance in the driveline, are a major cause of issues related to drivability and noise, vibration and harshness (NVH) during tip-in and tip-out scenarios.

This thesis focuses on developing …

Continuously Variable Transmission Design, Nicholas Wurst

Williams Honors College, Honors Research Projects

Continuously variable transmissions (CVT's) have been an alternative to traditional transmissions for internal combustion gas or diesel engines. They allow for an infinite number of gear ratios for better fuel economy and performance. One drawback to the CVT is that the belt between the two pulleys often wears or fails prematurely causing the entire CVT to need to be replaced. An alternative method for creating infinite gear ratios within a certain range without the need for a belt is the main objective of this project. The goal of the alternative design is to provide a concept that proves a CVT …

Investigation Of Combustion Characteristics Of A Heavy-Duty Diesel Engine Retrofitted To Natural Gas Spark Ignition Operation, Jinlong Liu

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

The conversion of existing diesel engines to natural-gas spark ignition operation by adding a gas injector in the intake manifold for fuel delivery and replacing the diesel fuel injector with a spark plug to initiate and control the combustion process can reduce U.S. dependence on petroleum imports and curtail engine-out emissions. As the conventional diesel combustion chamber (i.e., flat head and bowl-in-piston) creates high turbulence, the engine can operate leaner, which would increase its efficiency and reduce emissions. However, natural gas combustion in such retrofitted engines presents differences compared to that in conventional spark ignited engines. Subsequently, the main goal …

การออกแบบและพัฒนาเกราะป้องกันกระสุนสำหรับเสื้อเกราะกันกระสุนโดยใช้แผ่นโลหะ วัสดุผสมเส้นใยคาร์บอน และฟิล์มเอ็กซเรย์ที่ใช้แล้ว, อัฐวุฒิ ผลาสินธุ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้เป็นการออกแบบและผลิตแผ่นเกราะกันกระสุนสำหรับเสื้อเกราะกันกระสุนที่ผลิตจากวัสดุผสมโดยทำมาจากแผ่นเหล็กกล้าไร้สนิม (Stainless steel) แผ่นเส้นใยคาร์บอน (Carbon Fiber) และแผ่นฟิล์มเอ็กซเรย์ที่ใช้แล้ว (X-ray Film) โดยวัสดุทั้ง 3 ชนิดยึดประสานกันด้วยกาวอีพอกซีเรซิน (Epoxy Resin) ทำการทดสอบยิงตามมาตรฐาน NIJ0101.04 ระดับ 2A ในงานวิจัยนี้ได้มีการศึกษาอิทธิพลการจัดเรียงของชั้นวัสดุ น้ำหนัก ศึกษาผลของความหนาของจำนวนชั้นของแผ่นฟิล์มเอ็กซเรย์และแผ่นเส้นใยคาร์บอนที่มีผลต่อการป้องกันการทะลุทะลวงของกระสุน วิเคราะห์ขนาดของความเสียหาย ความกว้างและความลึกของแผ่นเกราะอันเนื่องมาจากแรงปะทะของกระสุน การแตกหักบนเกราะกันกระสุนโดยเปรียบเทียบจากการทดสอบด้วยกระสุนจริงและวิธีทางไฟไนต์เอลิเมนต์ (Finite Element Method) ซึ่งจากผลการทดสอบแผ่นเกราะสามารถป้องกันกระสุนปืนขนาด 9 mm FMJ RN ที่ความเร็ว 341 m/s โดยมีน้ำหนักรวมของเกราะคือ 2 kg สามารถหยุดกระสุนที่ปะทะเข้ามาด้วยความเร็วสูงและทำลายหัวกระสุนให้แตกสลายได้ที่แผ่นแรกโดยไม่เกิดความเสียหายไปยังที่วัสดุแผ่นหลัง เมื่อพิจารณาค่า Back Face Signature (BFS) ซึ่งเป็นระยะยุบตัวของวัสดุแผ่นหลังเปรียบเทียบตามมาตรฐาน NIJ0101.04 ระดับ 2A สำหรับการทำเสื้อเกราะกันกระสุนพบว่ามีค่าประมาณ 8.2 mm ซึ่งอยู่ในระดับมาตรฐาน (ระยะยุบตัวต้องไม่เกิน 44 mm) โดยชิ้นงานของแผ่นเกราะที่ดีที่สุดคือชิ้นงานที่ใช้แผ่นเหล็กกล้าไร้สนิมจำนวน 1 แผ่น แผ่นเส้นใยคาร์บอนจำนวน 10 แผ่น และแผ่นฟิล์มเอ็กซเรย์จำนวน 20 แผ่น และเมื่อทำการวัดขนาดความเสียหายที่เกิดขึ้นโดยทำการวัดขนาดความกว้างหลุมปะทะ ในการทดสอบจริงและในการจำลองด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ ซึ่งถือว่ามีความใกล้เคียงกันมากในเชิงปริมาณ เมื่อทำการวัดขนาด รอยยุบตัวของแผ่นเกราะด้านหน้า และเมื่อทำการวัดระยะยุบตัวของวัสดุแผ่นหลังของแผ่นเกราะ พบว่ามีความคลาดเคลื่อนเพียง 3%

ผลกระทบแรงระเบิดต่อปริมาณเหล็กปลอก ขนาดหน้าตัดและรูปร่างของเสาคอนกรีตทั่วไป, กษิดิ์เดช โกศลศานต์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ความไม่สงบในชายแดนภาคใต้ของประเทศไทย เกิดขึ้นตั้งแต่ปี 2491 เหตุการณ์ความไม่สงบเริ่มรุนแรงขึ้นเป็นระยะ และเริ่มบานปลายหลังปี 2547 ผู้ก่อความไม่สงบใช้อาวุธปืน และวัตถุระเบิดทำการก่อการร้ายในรูปแบบต่างๆ อาทิเช่น ทำลายอาคาร บ้านเรือน และโรงเรียน เป็นต้น ซี่งเหตุการณ์ความไม่สงบนี้ส่งผลกระทบต่อประชาชน เป็นจำนวนมาก รวมทั้งยังส่งผลกระทบต่อเศรษฐกิจของประเทศไทยอีกด้วย ดังนั้นงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพิจารณาและวิเคราะห์ความสามารถในการรับแรงระเบิด ของเสาคอนกรีตเสริมเหล็ก ซึ่งเสาคอนกรีตเสริมเหล็กนี้ มีปริมาณเหล็กปลอก ขนาดหน้าตัดเสา และรูปร่างเสาที่แตกต่างกัน ในการวิจัยใช้ระเบิด Trinitrotoluene (TNT) ปริมาณ 2 ปอนด์ เป็นอุปกรณ์หลักในการทดสอบเสา โดยมีระยะห่างจากเสาถึงจุดศูนย์กลางระเบิด 500 mm ในการทดสอบนี้มีการตรวจวัด การโก่งตัวของเสาและความดันของระเบิดที่กระทำต่อเสา จากนั้นนำเสาที่ได้ทำการทดสอบระเบิดแล้วไปทดสอบหากำลังต้านแรงอัดของเสาเปรียบเทียบกับเสาที่ไม่ได้ทดสอบระเบิดด้วย ผลสรุปแสดงให้เห็นว่าเสาคอนกรีตเสริมเหล็กมีความสามารถในการรับแรงระเบิดได้ เมื่อเพิ่มปริมาณเหล็กปลอก ขนาดหน้าตัดเสา และมีรูปร่างเสาอย่างเหมาะสม

การเพิ่มความสามารถในการติดตามบุคคลของระบบกล้องวงจรปิดด้วยระบบกล้องเคลื่อนที่ได้, ณัชพณ สันตยากร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในงานวิจัยนี้มีเป้าหมายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของระบบการติดตามในระบบกล้องวงจรปิดโดยการพัฒนาระบบเพื่อติดตามเป้าหมายเมื่อเดินผ่านขอบเขตการมองเห็น (FOV) ของกล้องวงจรปิดที่ติดตั้งอยู่กับที่ไปแล้ว และรวมเข้ากับข้อมูลการติดตาม จากนั้นจะทำการคำนวณตำแหน่ง และตรวจจับเป้าหมาย ถ้าความคลุมเครือของเป้าหมายมากเกินกว่าที่ได้กำหนดไว้ ระบบจะสั่งให้กล้องเคลื่อนที่ได้ไปยังพื้นที่ที่มีความเป็นไปได้มากที่สุดเพื่อหาเป้าหมายนั้นอีกครั้ง งานวิจัยนี้เสนอระบบติดตามโดยการใช้ Monte Carlo Localization (MCL) เป็นหลักในการติดตาม ในการทดสอบได้จัดทำโปรแกรมเพื่อตรวจจับ และติดตามวัตถุโดยการใช้ระบบของกล้อง ผลถูกทดลองในการจำลองที่ใช้ 5000 อนุภาคเพื่อติดตามเป้าหมายในพื้นที่ เมื่อการกระจายของอนุภาคมากกว่าค่าที่กำหนดไว้ ระบบจะส่งกล้องที่สามารถเคลื่อนที่ได้ไปยังตำแหน่งค่าเฉลี่ยของกลุ่มการกระจายของอนุภาค ผลเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่ากล้องเคลื่อนที่ได้สามารถไปยังพื้นที่ที่เหมาะสมที่จะติดเป้าหมาย

การรู้จำใบหน้าแบบมีสิ่งบดบังโดยใช้โครงข่ายประสาทเทียมแบบสังวัฒนาการ และการสร้างคืนภาพด้วย 2dpca และ 2dlda, สิทธิพันธุ์ สระภักดิ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

แม้ว่าระบบจดจำใบหน้าส่วนใหญ่ต้องการส่วนประกอบของใบหน้าทั้งหมดเพื่อผลลัพธ์ที่แม่นยำ แต่ในโลกแห่งความเป็นจริงหลายคนรวมถึงผู้ก่อการร้ายมักอำพรางตัวเองจากกล้องวงจรปิดด้วยการสวมแว่นกันแดดหรือผ้าพันคอหรือหลีกเลี่ยงมุมกล้อง ทำให้การจดจำใบหน้ามีความท้าทายมากขึ้น ในวิทยานิพนธ์นี้ใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบสองมิติ (2DPCA) และการวิเคราะห์แบ่งแยกเชิงเส้นสองมิติ (2DLDA) ประยุกต์กับการรวบรวมข้อมูลภาพแบบโครงข่ายประสาทแบบสังวัฒนาการ (Convolutional Neural Network) โดยใช้แบบจำลองของ Alexnet เมื่อใช้ฐานข้อมูล AR กับ 227 มิติเวกเตอร์เฉพาะ (Eigenvector) สำหรับ 2DPCA และ 2DLDA ให้ความแม่นยำร้อยละ 53.06 และ 49.71 ตามลำดับ อย่างไรก็ตามเมื่อใช้เวกเตอร์เฉพาะสำหรับสร้างภาพใหม่ความแม่นยำจะเพิ่มขึ้นเป็นร้อยละ 81.55 และ 80.56 ตามลำดับ เมื่อใช้ฐานข้อมูล GTAV กับ 227 มิติเวกเตอร์เฉพาะ สำหรับ 2DPCA และ 2DLDA ให้ความแม่นยำร้อยละ 86.36 และ 78.54 ตามลำดับ อย่างไรก็ตามเมื่อใช้เวกเตอร์เฉพาะสำหรับสร้างภาพใหม่ความแม่นยำจะเพิ่มขึ้นเป็นร้อยละ 96.46 และ 91.92 ตามลำดับ