Ottomoottorin imusarjan suunnittelu ja valmistus
Abdelwahed, Karim (2020)
Abdelwahed, Karim
2020
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020120325948
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020120325948
Tiivistelmä
Tämän insinöörityön tarkoituksena oli suunnitella ja valmistaa kokoonpanoon ja käyttötarkoitukseen sopiva ottomoottorin imusarja osittain käänteissuunnitteluperiaatteella. Tavoitteena työssä oli perehtyä imusarjan toimintaperiaatteisiin sekä valmistaa mahdollisimman toimiva lopputuote kokoonpanon kannalta.
Imusarjan mitoitus arvioitiin alustavasti laskennalla, minkä lisäksi komponentin rakenteelliset geometriat suunniteltiin käyttäen apuna tietokoneavusteisia laskentaohjelmia. Monimutkaisista komponentin mitoituksesta, rakenteesta ja valmistusmenetelmistä johtuen päädyttiin komponentin mallin muuttaminen kokoonpanoksi, jossa voidaan hienosäätää imusarjan sisäisiä geometrioita ja tehollisia mittasuureita sen toiminnan optimoimiseksi.
Työssä käytettiin alkuperäisen ja valmistettavan tuotteen vertailuun virtaussimulaatioita, jossa alkuperäisen tuotteen mitat ja rakenteen geometriat saatiin tarkasti 3D-skannaamalla. Uuden ja alkuperäisen mallin virtauksia voidaan myös verrata käyttäen virtauspenkkiä, jossa saadaan mahdollisesti hieman konkreettisempaa dataa niiden eroista.
Valmistettavan imusarjan ja alkuperäisen ominaisuudet eivät kuitenkaan ole suoraan vertailukelpoisia mittaamalla suurinta moottorin tuottamaa tehoa ja vääntömomenttia dynamometrissä, koska ne on molemmat suunniteltu erilaisia applikaatioita varten.
Havainnollisempaa sekä realistisempaa dataa olisi saatu käyttämällä moottorin simulointiohjelmaa, jossa voitaisiin ottaa huomioon imusarjassa vallitsevat erilaiset muuttujat, kuten esimerkiksi painepulssit ja niiden aiheuttamat resonoinnit.
Imusarjan mitoitus arvioitiin alustavasti laskennalla, minkä lisäksi komponentin rakenteelliset geometriat suunniteltiin käyttäen apuna tietokoneavusteisia laskentaohjelmia. Monimutkaisista komponentin mitoituksesta, rakenteesta ja valmistusmenetelmistä johtuen päädyttiin komponentin mallin muuttaminen kokoonpanoksi, jossa voidaan hienosäätää imusarjan sisäisiä geometrioita ja tehollisia mittasuureita sen toiminnan optimoimiseksi.
Työssä käytettiin alkuperäisen ja valmistettavan tuotteen vertailuun virtaussimulaatioita, jossa alkuperäisen tuotteen mitat ja rakenteen geometriat saatiin tarkasti 3D-skannaamalla. Uuden ja alkuperäisen mallin virtauksia voidaan myös verrata käyttäen virtauspenkkiä, jossa saadaan mahdollisesti hieman konkreettisempaa dataa niiden eroista.
Valmistettavan imusarjan ja alkuperäisen ominaisuudet eivät kuitenkaan ole suoraan vertailukelpoisia mittaamalla suurinta moottorin tuottamaa tehoa ja vääntömomenttia dynamometrissä, koska ne on molemmat suunniteltu erilaisia applikaatioita varten.
Havainnollisempaa sekä realistisempaa dataa olisi saatu käyttämällä moottorin simulointiohjelmaa, jossa voitaisiin ottaa huomioon imusarjassa vallitsevat erilaiset muuttujat, kuten esimerkiksi painepulssit ja niiden aiheuttamat resonoinnit.