Diseño y fabricación de un Airbox para un motor de combustión KTM 690 según normativa de la Formula Student

La participació dels equips universitaris a la Formula Student és una oportunitat única i molt enriquidora per a l'alumnat. És una experiència en la qual es presenten una enorme quantitat de reptes tècnics i logístics que difícilment algun dels seus participants s'hagi pogut trobar anteriorment. L'equip Dynamics UPC Manresa, per exemple, va realitzar millores en el seu monoplaça en la temporada 2019/2020. Una de les millores consisteix en la substitució del motor tetracilíndric de CBR 600RR, utilitzat en les 4 temporades anteriors, per un motor KTM 690 monocilíndric. Dit motor té com a avantatges principals que el seu pes és més reduït que l'anterior i, a més, el seu rang de funcionament és més apropiat per a aquesta competició. El fet d'haver canviat el motor, requereix redissenyar tots els sistemes auxiliars, entre ells el sistema d'alimentació d'aire que és cap a on ens porta aquest treball de recerca. El disseny de el sistema d'alimentació d'aire part de diversos conceptes obtinguts per l'experiència de les anteriors competicions i pels consells d'altres equips i jutges de l'esdeveniment. Es reuneix de tota la informació necessària i es calculen els paràmetres de disseny base per al model. A mesura que avança el disseny, també es realitzen nombroses simulacions CFD per determinar que la direcció en què es dirigeix el disseny és correcta. D'aquesta manera, es poden solucionar possibles errors de disseny en una fase molt inicial de disseny. Un cop decidida la geometria de el model, es realitza una anàlisi per a la seva viabilitat de fabricació. Per fer això, es divideix tot el conjunt en diferents parts, tenint en compte com serà la seva futura unió i quins elements hi intervindran. Aquest model no pretén ser un disseny 100% optimitzat, sinó el primer concepte de disseny base fiable per a futures evolucions, garantint el bon rendiment de el motor des d'un inici. En futures temporades, a partir d'aquest model, es podran realitzar estudis físics a temps real en bancs de prova i pot adquirir més dades per a possibles millores.La participación de los equipos universitarios en la Formula Student es una oportunidad única y muy enriquecedora para el alumnado. Es una experiencia en la que se presentan una enorme cantidad de retos técnicos y logísticos que difícilmente alguno de sus participantes se haya podido encontrar anteriormente. El equipo Dynamics UPC Manresa, por ejemplo, realizó mejoras en su monoplaza en la temporada 2019/2020. Una de las mejoras consiste en la sustitución del motor tetracilíndrico de CBR 600rr, utilizado en las 4 temporadas anteriores, por un motor KTM 690 monocilíndrico. Dicho motor tiene como ventajas principales que su peso es más reducido que el anterior y, además, su rango de funcionamiento es más apropiado para esta competición. El hecho de haber cambiado el motor, requiere rediseñar todos los sistemas auxiliares, entre ellos el sistema de alimentación de aire que es hacia donde nos lleva este trabajo de investigación. El diseño del sistema de alimentación de aire parte de varios conceptos obtenidos por la experiencia de las anteriores competiciones y por los consejos de otros equipos y jueces del evento. Se reúne de toda la información necesaria y se calculan los parámetros de diseño base para el modelo. A medida que avanza el diseño, también se realizan numerosas simulaciones CFD para determinar que la dirección en la que se dirige el diseño es correcta. De esta forma, se pueden solventar posibles errores de diseño en una fase muy inicial de diseño. Una vez decidida la geometría del modelo, se realiza un análisis para su viabilidad de fabricación. Para hacer esto, se divide todo el conjunto en diferentes partes, teniendo en cuenta cómo será su futura unión y qué elementos intervendrán en ella. Este modelo no pretende ser un diseño 100% optimizado, sino el primer concepto de diseño base fiable para futuras evoluciones, garantizando el buen rendimiento del motor desde un inicio. En futuras temporadas, a partir de este modelo, se podrán realizar estudios físicos a tiempo real en bancos de prueba pudiendo adquirir más datos para posibles mejorasThe participation of university teams in the Formula Student is a unique and very enriching opportunity for students. It is an experience in which there are a huge number of technical and logistical challenges that hardly any of its participants could have found before. The Dynamics UPC Manresa team, for example, made improvements to its car in the 2019/2020 season. One of the improvements is the replacement of the CBR 600rr four-cylinder engine, used in the previous 4 seasons, with a single-cylinder KTM 690 engine. The main advantages of this engine are that its weight is lower than the previous one and, in addition, its operating range is more appropriate for this competition. The fact of having changed the engine requires redesigning all the auxiliary systems, including the air supply system, which is where this research work leads us. The design of the air supply system is based on several concepts obtained from the experience of previous competitions and from the advice from other teams and judges of the event. All necessary information is gathered and the base design parameters for the model are calculated. As the design progresses, numerous CFD simulations are also performed to determine if the direction the design is going on is correct. In this way, possible design errors can be solved in a very early design phase. Once the geometry of the model has been decided, an analysis is made for its manufacturing feasibility. To do this, the whole set is divided into different parts, taking into account how their future union will be and what elements will intervene in it. This model is not intended to be a 100% optimized design, but the first reliable base design concept for future evolutions, guaranteeing good engine performance from the start. In future seasons, from this model, physics studies can be carried out in real time in test benches, being able to acquire more data for possible improvements