Blog notice

El CIM UPC col·labora en la producció del nou sistema d’admissió de Dynamics UPC Manresa

Per tercer any consecutiu, el CIM UPC ha ofert la possibilitat de patrocini a projectes de competició universitària de la Universitat Politècnica de Catalunya en l’àmbit de la mobilitat sostenible (automòbils i motocicletes de tracció elèctrica) reconeixent l'excel·lència en enginyeria a través de les competicions on els membres de l'equip dissenyen, construeixen i desenvolupen un vehicle. En la convocatòria d’enguany, Dynamics UPC Manresa ha presentat un projecte guanyador d’un patrocini valorat en 1.000€, que té la voluntat d'animar i donar valor els esforços que s'estan fent per a la millora de l'enginyeria i la fabricació digital.

 

En aquest sentit, hem col·laborat en la producció amb la tecnologia de fabricació additiva anomenada  Sinteritzat Selectiu Làser (SLS), que mitjançant el material Poliamida PA12, ha permès una producció ràpida i flexible del nou sistema d’admissió pel monoplaça de Dynamics UPC Manresa. El grup d’estudiants de la UPC Manresa ja fa 5 anys que es va endinsar en el projecte Formula Student, que té l’objectiu de generar un vincle de cooperació entre els equips, les universitats i el món empresarial, servint alhora d’aparador pels estudiants de cara a les grans empreses automobilístiques d’àmbit internacional. Els participants posen a prova les seves capacitats enfrontant-se en proves on no només es valora la rapidesa, sinó també la capacitat per resoldre els problemes d’enginyeria i gestió del projecte que planteja la concepció i construcció d’un cotxe de competició.

 

El nou sistema d’admissió recull un conjunt de peces que canalitza l’aire i la benzina des d’un punt del vehicle fins a l’interior del motor. En els Formula Student, el sistema d’admissió ha d’estar dissenyat per tal que compleixi amb la normativa i, alhora, permeti maximitzar la potència i parell extrets del motor. Aquest, està format per 4 components principals:

  • Vàlvula de papallona electrònica [1]: disc cilíndric que regula el pas dels gasos a l’interior del motor mitjançant una rotació sobre si mateixa.
  • Restrictor [2]: peça d’admissió que limita el flux d’aire entrant al motor, de 20 mm de diàmetre interior màxim per motors de benzina sense plom.
  • Plenum [3]: peça que hi ha entre el Restrictor i el col·lector d’admissió, dissenyada per poder emmagatzemar una quantitat concreta d’aire, per així maximitzar el flux que entra al motor per poder utilitzar, sobretot, a règims d’altes revolucions.
  • Col·lector d’admissió o Runner [4]: tram final del sistema d’admissió que canalitza l’aire i la benzina a l’interior del motor. Dins del mateix col·lector se situa l’injector en la part final per a què l’spray de benzina entri de manera homogènia a la cambra de combustió, juntament amb l’aire.

 

El Restrictor és imprescindible per complir amb un dels punts més importants de la normativa. El seu diàmetre és la meitat que el de l’obertura per l’entrada d’aire del motor, fent que el motor perdi potència respecte a la configuració original, ja que el cabal màssic d’aire es veu afectat, sobretot a altes revolucions, quan les velocitats s’aproximen al número de Mach. És per aquesta raó que cal dissenyar el sistema d’admissió amb una geometria que minimitzi les pèrdues causades pel Restrictor, que tingui capacitat “d’emmagatzematge” per a rangs de revolució elevats, permeti accelerar ràpidament l’aire i no tingui masses despreniments de capa per tal de mantenir el règim laminar.

El Plenum té la funció d’emmagatzemar l’aire a utilitzar en règims d’altes revolucions del motor. El seu disseny té una geometria de reforç externa amb un patró hexagonal, també conegut com a honeycomb, per tal de fer més rígid el Plenum i resisteixi les baixes pressions que es donen en el seu interior, evitant així la flexibilitat de la peça. També s’ha tingut en compte l’entrada al col·lector d’admissió (runner), dissenyada amb un velocity stack perquè l’aire agafi la major velocitat possible i entri amb el menor flux turbulent possible. 

 

El col·lector d’admissió (runner) està dissenyat tenint en compte diferents paràmetres. El primer és el diàmetre intern, que és de 50mm i ve determinat per l’entrada d’aire del bloc motor, on originalment va la papallona electrònica, i el segon la longitud, que permet aprofitar el fenomen de la ressonància a altes revolucions. Però també s’ha treballat la seva curvatura, ja que com menys pronunciada sigui, més es mantindrà el flux laminar i la posició del conjunt respecte el bloc motor i tot el conjunt del vehicle. La proximitat del sistema d’escapament és un altre dels punts clau. Tot i que els conjunts estan aïllats tèrmicament, s’ha dissenyat  permetent la major separació possible entre els dos conjunts.

 

Gràcies al patrocini ofert pel CIM UPC, l’equip Dynamics UPC Manresa ha pogut fer ús de l’equip de Sinteritzat Selectiu Làser Ricoh AM S5500p, únic a Espanya, i que donat el seu gran volum de construcció, va poder fer totes les peces en una sola construcció.  Aquest equipament normalment s’utilitza per a oferir serveis tecnològics a empreses punteres de diferents sectors, ja sigui del món de l’automoció, fabricants de béns d’equip, enginyeries, estudis de disseny o despatxos d’arquitectura.

 

Segons afirma Roger Uceda, Director d’Operacions del CIM UPC, “estem orgullosos de poder aportar el nostre granet de sorra per ajudar a que l’equip Dynamics UPC Manresa pugui assolir els objectius marcats abans de començar el projecte d’enguany. Però més enllà dels resultats, quedarà el procés d’aprenentatge que sense cap mena de dubte serà l’actiu més important per tots els membres de l’equip”.