“有氣”才“有力”！3D打印怎樣助力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)？

都市中許多愛(ài)車一族喜歡給愛(ài)車提升動(dòng)力，感受更強(qiáng)的“推背感”。然而這一切怎樣才能實(shí)現(xiàn)呢？相信對(duì)此，改裝車工作坊中的高手們定能想出N種有趣的方法，給汽車的“外貌”和“氣質(zhì)”都來(lái)個(gè)全面升級(jí)。不過(guò)在所有的方法中，有一種既簡(jiǎn)單又成本相對(duì)較低，就是改進(jìn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)，而這是可以通過(guò)3D打印實(shí)現(xiàn)的。

為什么改進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)就可以提升汽車的動(dòng)力呢？我們可以想象一下身邊是不是有一些聲音很有穿透力的朋友，他們的肺活量往往很大，在演講時(shí)甚至可以不需要話筒。而汽車發(fā)動(dòng)機(jī)也是一樣的，要想獲得動(dòng)力的提升，它們也需要進(jìn)入更多的空氣。單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣量越多，燃油就會(huì)燃燒的更充分，發(fā)動(dòng)機(jī)就能產(chǎn)生更大的能量。所以進(jìn)氣量的增加可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，而從冷空氣進(jìn)氣口到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的幾乎所有進(jìn)氣系統(tǒng)的優(yōu)化都可以通過(guò)3D打印完成。

· 冷空氣進(jìn)氣管

國(guó)外一位設(shè)計(jì)師Moody為了讓自己的一輛老款馬自達(dá)汽車獲得更強(qiáng)的動(dòng)力，他對(duì)這輛車的冷空氣進(jìn)氣管進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化后的冷進(jìn)氣管設(shè)計(jì)文件是開(kāi)源的，同款車輛的車主可以免費(fèi)下載（http://www.alecmoody.com/cai/），并將進(jìn)氣管3D打印出來(lái)，給自己的汽車換上。

優(yōu)化的目標(biāo)是在有限的進(jìn)氣管長(zhǎng)度之內(nèi)，讓發(fā)動(dòng)機(jī)吸入更冷、更密集的空氣，將更多的氧氣帶入燃燒室。為了盡實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣口形狀的平滑過(guò)渡，以及盡量保證管道各個(gè)位置擁有一致的橫截面，Moody花費(fèi)了9個(gè)月的時(shí)間對(duì)冷空氣進(jìn)氣管進(jìn)行了十幾次的設(shè)計(jì)迭代。設(shè)計(jì)成熟的冷空氣進(jìn)氣管，設(shè)計(jì)師采用了ABS 塑料作為3D打印材料，并通過(guò)“丙酮蒸氣浴”和XTC-3D涂層對(duì)打印后的零件表面進(jìn)行光滑處理。這個(gè)ABS材質(zhì)的冷空氣進(jìn)氣管壁厚約3mm。

由于ABS屬于熱塑性塑料，并不適合長(zhǎng)期作為進(jìn)氣管零件使用，所以設(shè)計(jì)師將嘗試使用碳纖維材料打印進(jìn)氣管。碳纖維具有良好的隔熱性，可保證吸入的冷空氣不受發(fā)動(dòng)機(jī)熱量干擾。從而避免吸入的空氣溫度升高導(dǎo)致的進(jìn)氣密度減小以及含氧量降低。如果這些因素存在將會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。

· 進(jìn)氣歧管

有了好的頭段管路，接下來(lái)的進(jìn)氣管路也要匹配才能有更好的效果。在這里我們所說(shuō)的“下一個(gè)管路”是指進(jìn)氣歧管。進(jìn)氣歧管位于節(jié)氣門和發(fā)動(dòng)機(jī)之間，空氣到這里之后開(kāi)始分離，被引入到各個(gè)氣缸。福特汽車將3D打印的進(jìn)氣歧管安裝在了賽車上，包括那輛贏得了24小時(shí)Daytona汽車耐力賽冠軍的賽車。

福特利用3D打印技術(shù)加速對(duì)賽車進(jìn)氣歧管的改進(jìn)和調(diào)試，進(jìn)氣歧管的CAD模型在福特快速原型實(shí)驗(yàn)室，接受分析后便通過(guò)3D打印機(jī)進(jìn)行制作，一周后樣品即可用于測(cè)功機(jī)試驗(yàn)和賽道性能檢測(cè)。經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的3D打印進(jìn)氣歧管更輕并擁有更好的進(jìn)氣性能，在測(cè)試中大大性能超出了福特賽車工程師的預(yù)期。3D打印歧管不僅僅是一個(gè)原型，還和碳纖進(jìn)氣歧管集氣室搭配并被直接安裝在了賽車當(dāng)中，為賽車獲得了超強(qiáng)的動(dòng)力。

以上內(nèi)容只是借助3D打印提升汽車動(dòng)力的其中一種方式。而正如我們?cè)陂_(kāi)篇時(shí)說(shuō)的，汽車改裝高手們還有很多種方法。是安裝空氣套件？還是在渦輪增壓上面做文章？或是換個(gè)酷一點(diǎn)的排氣系統(tǒng)？其中是不是還有3D打印發(fā)揮的空間？ 高手們看你的嘍~~

轉(zhuǎn)自3D科學(xué)谷