Keskmootoriga ralliauto Tauria väljalaskesüsteemi projekteerimine

Antud lõputöö ülesandeks oli projekteerida väljalaskesüsteem keskmootoriga ralliautole Tauria, mis vastaks eelnevalt sätestatud nõutele. Projekteerimisel lähtuti põhilistest väljalaskesüsteemile esitatud nõuetest ning kitsendustest, milleks olid: väljalaskesüsteemi müratase ei tohi ületada 100 dB, mootori väljundkarakteristikute säilitamine/ tõstmine ning optimaalne ruumikasutus süsteemi projekteerimisel. Esimene etapp hõlmas endas informatsiooni kogumist, mille alla kuulus nii väljalaskesüsteemi projekteerimise teoreetiliste alustega tutvumine kui ka toruraami ning mootori erinevate komponentide reaalne mõõtmestamine. Mõõtmestamiste eesmärgiks oli kindlaks määrata algandmed mootori simulatsiooni edukaks läbiviimiseks ning määratleda referentspunktid väljalaskesüsteemi CAD projekti teostamiseks. Teine etapp koosnes mootori simulatsiooni läbiviimisest “Lotus engine simulation” tarkvaras. Simulatsioonis võrreldi erinevate parameetritega väljalaskesüsteeme, et leida optimaalseim lahendus süsteemi projekteerimiseks. Eesmärgiks oli saavutada maksimaalsed mootori väljundkarakteristikud pigem madalas ning keskmises pöördevahemikus. Virtuaalse mootori tulemuste analüüsimisel kõrvutati andmed ka teoreetiliste arvutustega, et kontrollida, kas arvutustulemuste ja simulatsiooni andmed on vastavuses. Viimases etapis koostati väljalaskesüsteemist graafiline mudel, mille põhjal loodi süsteemist vajalikud töö- ning koostejoonised. Käsitleti ka väljalaskesüsteemi tootmistehnoloogiat, et selgitada välja, milliseid tehnoloogilisi lahendusi ning tootmisvõimalusi oleks otstarbekaim süsteemi valmistamisel kasutada. Väljalaskesüsteemi projekteerimise tulemused olid eesmärgipärased – projekteeritud süsteemi simuleeritud väljundkarakteristikud olid algsega võrreldes märgatavalt paranenud. Siiski peaks parimate tulemuste saavutamiseks tegelema rohkem erinevate lahenduste testimisega kas dünostendis või ringrajal, antud meetod on küll kulukas, kuid lõpptulemus on parim.

The subject of current thesis is “Exhaust system design for mid-engine race car Tauria”. The purpose of the thesis was to design an exhaust system for mid-engine race car Tauria that would meet following main requirements: according to 1980’s Group-B regulations the noise level of the exhaust system could not exceed 100 dB, maintaining/ raising the engine performance on low and medium loads and also optimal use of available space. The first part of the thesis concentrated on gathering information. Information gathering included finding literature and material, which describe the basics of designing the exhaust system. The other part of information gathering included real measurements to aid in the process of creating a virtual engine 1D model and also included specifying tubular frame reference points for computer-aided design software. The second part of the thesis concentrated mainly on creating a virtual engine 1D model in “Lotus engine simulation” software. The purpose of the engine simulation was to compare different exhaust system configurations to find an optimal solution for exhaust system design. The main intention was to move the torque curve peak to the low/medium crankshaft revolution range. Simulation results were also compared with the theoretical calculations to determine the accuracy of the calculations. The last part of the thesis concentrated on computer-aided designing. A 3-dimensional CAD model was created and based on the model were created production drawings. This part of thesis also covered the production engineering part of the exhaust system to find out which manufacturing technologies would be most efficient and reasonably priced. In conclusion the outcome of the thesis turned out to be as expected. There was quite remarkable raise in performance, which means that the parametric changes that were made in simulation software were appropriate. Therefore the purpose of the thesis was accomplished successfully. Although if maximum power characteristics are desired then the main part of designing should be dyno- or race track testing.