Аннотация 2
Введение 5
1 Состояние вопроса 6
1.1 Описание международного проекта Formula Student 6
1.2 Система впуска в автомобиле 8
2 Требования регламента «Formula Student Rules 2023» к впускной системе
болида класса Formula Student 15
2.1 Регламент «Formula Student Rules 2023» 15
3. Разработка впускной системы болида 22
3.1 Исходные данные для расчета впускной системы 22
3.2 Разработка 3D модели
3.3 Анализ геометрии впускной системы - симуляция потоков воздуха 39
4. Валидация результатов симуляции на динамометрическом стенде 45
4.1 подготовка динамометрического стенда 45
4.2 Настройка электронного блока управления 46
5 Разработка технологической карты сборочного процесса ресивера, основные
неисправности 54
6 Безопасность и экологичность технического объекта 61
Заключение 67
Список используемой литературы и используемых источников 68
Приложение А Вводные данные в программе Engine Analyzer Pro 71
Приложение Б Вводные данные для симуляции потоков воздуха во впускной системе в программе Solid Works Flow Simulation 74
Проект Formula Student - это основанный Обществом Автомобильных Инженеров (SAE) международный образовательный проект, преследуя цель - образования профессиональных инженеров. Общество студентов одного учебного заведения, участвующие в проекте, должны спроектировать и построить за год гоночных болид класса Formula Student в рамках регламента соревнований. Полученные теоретические знания в стенах учебных заведений, применяют на практике для разработки гоночного болида.
Целью данной работы является разработка впускной системы двигателя внутреннего сгорания болида класса Formula Student, согласно основному регламенту международных соревнований Formula Student, а также оптимизации настройки электронного блока управления двигателя.
В связи с этим был определен ряд задач:
1. Описать проект Formula Student.
2. Провести анализ существующих типов впускных систем.
3. Определить исходные данные для впускной системы двигателя болида, провести симуляцию и спроектировать впускную систему болида.
4. Провести валидацию готовой впускной системы болида на динамометрическом стенде.
Во время написания выпускной квалификационной работы были проанализированы существующие конструкции впускных систем различных автомобилей и болидов Formula Student, а также описаны основные методы улучшения внешний скоростных характеристик двигателя в рамках регламента проекта.
Результатом работы является разработанная впускная система спортивного болида класса Formula Student, также инструкционно-технологическая карта по сборке впускной системы болида.
Проект «Formula Student» позволяет студентам применять не только теоретических знаний, полученных в стенах высших учебных заведений, а также пополнять теорий из различных сфер профессий и применить полученные знания на практике во время разработки деталей и узлов для гоночного болида класса Formula Student.
В рамках данной работы было рассмотрено принцип работы впускных систем в автомобилестроении, а также проектировка впускной системы для гоночного болида класса для двигателя от мотоцикла KTM 450 EXC-F.
В ходе выполнения работы был поставлен и выполнены ряд задач:
- Описан международный проект Formula Student.
- Рассмотрены существующие впускные системы и принцип их работы в двигателях внутреннего сгорания, а также достоинства и недостатки различных типов впускных систем. Проанализированы различные конфигурации впускных систем гоночных болидов класса Formula Student, были выбраны и описаны самые распространенные варианты систем, применяемых в соревнованиях Formula Student. Рассмотрены их достоинства и отрицательные черты в таких конструкциях.
- Для проектирования впускной системы болида класса Formula Student были проанализированы исходные данные двигателя KTM 450 EXC-F. Определены при помощи симуляции работы двигателя его потенциал. Определено геометрические параметры впускной системы и граничные условия для симуляции потоков воздуха внутри впускной системы. Определены теоретические данные в симуляции потоков воздуха.
- Проведенная валидация готовой впускной системы на динамометрическом стенде показала малый процент погрешности от внешних скоростных характеристик двигателя в симуляции работы двигателя.
