Buick Stage 2 V6 Carbon / Aramid inlaatspruitstuk

Het doel van dit project was onderdeel van een bachelorthesis om een inlaatspruitstuk voor een op ethanol aangedreven racemotor te ontwerpen en te produceren. Dit omvatte een combinatie van 3D-printen en vezelversterkte composietmaterialen. Vanwege het beoogde gebruik van het voertuig was het doel om de volumetrische efficiëntie van de motor te maximaliseren door de theorie van het inlaatspruitstukontwerp te bestuderen en stroommetingen te gebruiken om het eindproduct te voltooien.

Het voertuig dat in dit project werd gebruikt, was een Buick Regal Turbo-T uit 1987. De originele 3.8-liter V6-turbomotor werd vervangen door een aftermarket-motor gebaseerd op de Buick Motorsport Stage 2 V6 Nascar-motor. Voor een zeer speciale racemotor als deze is het gebruikelijk dat de benodigde aftermarket-onderdelen niet altijd beschikbaar zijn. Vanwege dit probleem moeten de componenten voor een soortgelijk project meestal worden gefabriceerd.

Veel van de materialen zijn afkomstig van Easy Composites, waaronder het belangrijkste carbon twill 210g weefsel en ook 300g aramide weefsel. Dit hele project was 100% op maat gemaakt, omdat het inlaatspruitstuk ontworpen moest worden om te passen op de nieuwe oude Kinsler Magnesium primaire pijpen uit de jaren 80, die ontworpen zijn voor Buick GTP 4.5L IMSA racemotoren.

Alle 3D-modellering is uitgevoerd met behulp van het Catia V5 CAD-pakket. Het ontwerp is ook FEM-getest om de materiaaldikte te bepalen voor de grote onondersteunde inlaatplenumdeksels. De uiteindelijke resultaten toonden aan dat de inlaat met het huidige ontwerp gemakkelijk 10 Bar overdruk aankan. De auto zal slechts rond de 1.5 Bar max. turbodruk draaien, dus het zou ruim sterk genoeg moeten zijn.

CFD-modellering werd uitgevoerd met Ansys Fluent voordat iets werd geproduceerd, zodat het ontwerp zo veel mogelijk kon worden verbeterd. Het grootste probleem bij turbomotoren is een ongelijkmatige luchtstroom naar de verschillende cilinders. Het inlaatspruitstuk is zo ontworpen dat de luchtmassa die de motor instroomt, botst met de bovenklep van het inlaatspruitstuk voordat deze de cilinders binnengaat. Door de inlaatluchtstroom zo turbulent mogelijk te maken, wordt op basis van de simulaties de best mogelijke gelijkmatige luchtvolumestroom tussen de verschillende cilinders bereikt.

Het eindresultaat van deze bachelorthesis was een lichtgewicht en duurzame dubbele plenum inlaatconstructie met verstelbare totale lengte. Het aanpassen van de totale lengte van het inlaatspruitstuk door de inlaatkelken te wijzigen, zal de motorkoppelkarakteristieken zodanig aanpassen dat ze beter passen bij specifieke circuits. Het is eenvoudig mogelijk om meer inlaatkelken te produceren, indien nodig om die eigenschappen te verfijnen. De afwerking van de uiteindelijke inlaatspruitstukconstructie zal worden uitgevoerd nadat het nieuwe motorblok en de cilinderkoppen zijn bewerkt om correct op elkaar aan te sluiten.