Cómo diseñar desde cero el colector de escape para un motor de un solo cilindro para la competencia FSAE

Answer 1

Gracias por A2A.

¿Estás diseñando el motor también? ¿O está tratando de adaptar un motor estándar para su vehículo?

Si está diseñando el motor, primero deberá calcular las presiones de retroceso objetivo, las temperaturas de trabajo, el tamaño de la válvula de escape y optimizar la acústica del flujo de escape, preferiblemente utilizando la dinámica de fluidos computacional (CFD). Estos le proporcionarán restricciones y objetivos de diseño básicos. Posteriormente, tendrá que ajustar el diseño para satisfacer los requisitos de su motor y minimizar la restricción del flujo de escape.

Si está comprando el motor y, por alguna razón, no puede usar el múltiple estándar, primero recomendaría buscar un motor diferente. Diseñar solo un colector de escape puede ser bastante difícil para un diseño de motor que no posee o al que no tiene acceso.

Si, por alguna razón, está atascado con un motor determinado pero simplemente no puede usar su escape, tendrá que hacer algunas pruebas serias en el banco de pruebas del motor para comenzar. Tendrá que medir las contrapresiones con el colector existente para varios puntos de velocidad-carga. También necesitaría temperaturas de trabajo en el escape. Si es posible, también debe medir las velocidades de flujo. Ahora estos serían sus objetivos y limitaciones de diseño.

Espero que no entres en el tercer escenario. Todo lo mejor.

Answer 2

¿Es el KTM? Hoy en día, muchos equipos usan el KTM 390. Y algunos afortunados pueden conseguir el KTM 510.

Estos motores tienen un ancho muy corto en comparación con los motores de 4 cilindros. Entonces, el marco detrás del aro principal es generalmente compacto y, por lo tanto, el enrutamiento del escape es la prioridad. Aquí hay una pequeña lista de cómo se puede seguir adelante con el diseño del múltiple de escape:

1. Diseñe el empaque del múltiple teniendo en cuenta todas las especificaciones y espacios libres (distancia del cortafuegos, tanque de combustible, electricidad, salida del múltiple, etc.). Intente mantener la primera curva lo más lejos posible de la salida de escape del motor o tendrá un problema de contrapresión masiva.
2. Prueba de sonido : la prueba de sonido es una prueba crítica para pasar el escrutinio en el evento. Por lo tanto, elija un silenciador que ayude a mantener un equilibrio entre la contrapresión, el flujo de escape y la reducción del ruido. Las simulaciones en Ricardo ayudarán a calcular la longitud y el sonido óptimos del escape, pero aún se requerirá la puesta a punto final del motor después de una prueba de sonido físico.
3. Selección de material: por lo general, el acero inoxidable debería hacerlo, pero haga un análisis térmico y, en consecuencia, elija el diámetro, el grosor y el material de su colector de escape.
4. Montajes: asegúrese de que esté montado de manera flexible en su chasis para permitir la expansión y contracción del metal
5. Rigidez del resorte de escape: si el escape está conectado al motor a través de resortes, asegúrese de que tengan la rigidez correcta (apunte a la rigidez de los “Ricitos de Oro”).

PD: El viaje de FSAE es la mejor parte, trabaja duro e intenta experimentar y aprender tanto como puedas. ¡Todo lo mejor!