01: Uitlaat Tech

Uitlaatspruitstuk ontwerp van een atmosferische motor in een drag-race toepassing. (200-300 PK)

Zoals u misschien is opgevallen, word er veel tijd besteed aan het begrijpen van het waarom-deel van de techniek.

Gedurende één van deze inspanningen, het analyseren van F1 turbo uitlaatspruitstukken, zijn er een aantal punten naar boven gekomen, welke tijdens een ontwerp overwogen moeten.

Het eerste is: wat is uw doel? (met betrekking tot de toepassing van het voertuig)

Is dit circuit-racen, drag racen, sportief (street of show),  etc? Is er een specifieke PK/Nm wens?

Elk van deze doelstellingen vereist een verschillende technische benaderingen, wanneer u naar het optimale gaat. Uiteraard zijn persoonlijke wensen in termen van esthetiek ook van belang, hoewel dit misschien niet technisch optimaal is …

         Het is uw auto, uw droom.

Neem even aan dat we een drag-race auto bouwen, atmosferisch, 200-300 PK. How benaderen we dit probleem? Waar kijken we naar? 

RPM en Piek-koppel zijn twee belangrijke overwegingen hierin, omdat de auto primair gebruikt zal worden voor korte (sub 15 seconden) 402 meter runs. Dus wil je het maximale uit de motor halen, dus het hoogst mogelijke VE (Volumetrische Efficiëntie).

Hoger VE, meer verse lucht in je cilinders, mee brandstof, meer koppel.

Een manier om de VE te verhogen is middels een, zogenaamde, “tuned-length” uitlaatspruitstuk. Een dergelijk spruistuk heeft uitlaatrunners met een lengte, gebaseerd op het harmonisch effect, pulse-waves, welke teweeg gebracht worden door openen en sluiten van de, in dit geval, uitlaatklep(pen). 

In de afbeeldingen worden, zogenaamde, Schlieren foto’s weergegeven. Deze foto-serie laat een pulsewave zien die uit een pijp, in een open ruimte, komt. 

 
  
Wat niet (goed) zichtbaar is op deze foto’s is de reflectie pulse die de pijp ingaat. Deze reflecties zijn hetgeen wat belangrijk is bij tuned length uitlaatspruitstukken. Middels de lengte kan je deze namelijk dusdanig timen dat de druk net na de uitlaatklep lager is. Dit resulteert in een grotere druk verhouding over de klep, wat helpt bij de extractie van residuele gassen uit de cilinder.

Dingen om rekening mee te houden:

Tuned length runners werken voor een klein toeren-gebeid, niet over de gehele RPM-range. Daarom is het belangrijk te weten waar het piek-koppel moet komen. 

De runnerdiameter bepaald hoofdzakelijk de maximale massastroom en dus hoeveel PK er maximaal aan gassen doorheen kunnen (choke).

Meer de volgende post, waar de volgende onderwerpen aan bod zullen komen:

  • Scavenging
  • Choke
  • motor-configuraties

VPR-Engineering