Buick Stadium 2 V6 Koolstof / Aramide inlaatplenum

Het doel van dit project maakte deel uit van een bachelorscriptie om een inlaatplenum te ontwerpen en te fabriceren voor een ethanol aangedreven racemotor. Hiervoor werd een combinatie gebruikt van 3D-printing en vezelversterkte composietmaterialen. Vanwege het beoogde gebruik van het voertuig was het de bedoeling om de volumetrische efficiëntie van de motor te maximaliseren door de theorie van het ontwerp van inlaatspruitstukken te bestuderen en stromingsmetingen te gebruiken om het eindproduct af te maken.

De auto die voor dit project is gebruikt, is 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 verkrijgbaar zijn. Vanwege dit probleem moeten de onderdelen 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 werd uitgevoerd met het CAD-pakket Catia V5. Het ontwerp werd ook FEM-getest om de materiaaldikte te bepalen voor de grote niet-ondersteunde inlaatplenumdeksels. De eindresultaten toonden aan dat de inlaat gemakkelijk 10 bar overdruk aankan met het huidige ontwerp. De auto zal slechts rond de 1,5 bar maximale boostdruk draaien, dus dat zou voldoende sterk moeten zijn.

Er werden CFD-modellen gemaakt met Ansys Fluent voordat er iets werd geproduceerd, zodat het ontwerp zo veel mogelijk kon worden verbeterd. Het grootste probleem bij turbomotoren is de ongelijkmatige luchtstroom naar de verschillende cilinders. Het inlaatspruitstuk werd zo ontworpen dat de luchtmassa die de motor binnenstroomt tegen de bovenste deksel van het inlaatspruitstuk botst voordat deze de cilinders binnenstroomt. Door de inlaatluchtstroom zo turbulent mogelijk te maken, gebaseerd op simulaties, wordt de best mogelijke gelijkmatige luchtstroom tussen de verschillende cilinders bereikt.

Het eindresultaat van deze bachelorscriptie was een lichtgewicht en duurzaam dubbel plenum inlaatspruitstuk met instelbare totale lengte. Door de totale lengte van het inlaatspruitstuk aan te passen door de inlaatmondstukken te veranderen, kunnen de koppel-eigenschappen van de motor worden aangepast om beter bij specifieke circuits te passen. Het is eenvoudig mogelijk om meer inlaatmondstukken te maken, indien nodig om die eigenschappen fijner af te stellen. De uiteindelijke afwerking van het inlaatspruitstuk wordt uitgevoerd nadat het nieuwe motorblok en de cilinderkoppen zijn bewerkt om goed op elkaar aan te sluiten.