Opis merytoryczny projektu pt. “Budowa i badanie

Opis merytoryczny projektu pt. “Budowa i badanie układu turbodoładowania silnika spalinowego bolidu Formuły Student zasilanego bioetanolem (E85).” W związku z chęcią rozwoju i promowania ekologicznej motoryzacji, zespół WUT Racing na zawodach w roku 2016 postanowiła użyć ekologicznego paliwa jakim jest bioetanol (E85). Naszą ambicją jest udowodnienie, że paliwa odnawialne pozwalają na uzyskanie znacznie wyższej mocy silnika spalinowego przy jednoczesnej znikomej szkodliwości dla środowiska naturalnego. W celu uzyskania najlepszych osiągów jednostki zasilanej bioetanolem, należy zwiększyć ciśnienie sprężania w komorze spalania, co w praktyce osiąga się poprzez zastosowanie turbodoładowania. Zastosowanie bioetanolu jako paliwa, daje możliwość doładowania silnika dużo wyższym ciśnieniem w porównaniu do silnika zasilanego benzyną, co przekłada się na większą moc. Rysunek 1. Pełne złożenie silnika wraz z układem turbodoładowania. Celem projektu jest zbudowanie i zbadanie układu turbodoładowania do samochodu wyścigowego zasilanego bioetanolem (E85) startującego w zawodach ​
Formula Student rozgrywanych w Anglii (na legendarnym torze Formuly 1 Silverstone), w Czechach oraz na Węgrzech. Układ turbodoładowania w pojeździe wyczynowym ma za zadanie poprawić parametry silnika oraz zmniejszyć negatywny wpływ regulaminowej zwężki w układzie dolotowym na osiągi auta. Dzięki temu możliwe będzie uzyskanie zauważalnie lepszych wyników w konkurencjach dynamicznych (test przyśpieszenia, wyścig wytrzymałościowy oraz sprint) a także w konkurencjach statycznych podczas których cała konstrukcja zostanie wysoko oceniona z uwagi na wysublimowany układ napędowy pojazdu. Układ turbodoładowania jest już praktycznie w całości zaprojektowany. Składa się na niego: zwężka, turbosprężarka, kolektor wydechowy i dolotowy, przepustnica i intercooler. Etap projektowy dobiega końca, tak więc zespół przystąpi kolejno do zakupów, w których zostaną zamówione części na podstawie rysunków wykonawczych stworzonych w programach CAD. Poniżej przedstawiono rzuty złożenia silnika. Rysunek 2. Rzuty złożenia silnika z układem turbodoładowania. Przeprowadzono dokładne symulacje układu silnika wolnossącego, które pozwoliły na dobór turbosprężarki do naszego pojazdu. Obliczenia zostały sprawdzone i docenione przez firmę produkującą turbosprężarki w Stanach Zjednoczonych. Firma Honeywell zgodziła się przesłać turbosprężarkę Garrett MGT1238 nieodpłatnie. Poniżej przedstawiono wyniki obliczeń na mapie osiągów kompresora turbosprężarki. Poziome kolorowe linie są to punkty operacyjne pracy silnika przy różnych mocach docelowych. Zauważyć możemy, że wszystkie punkty leżą w obrębach wysp o najwyższych sprawnościach (69­71%). Symulacje zostały wykonane w programie AVL Boost, który umożliwia bardzo dokładne zamodelowanie pracy silnika. Otrzymane parametry pracy pozwoliły dobrać odpowiednią turbosprężarkę oraz przewidzieć efekty jej zastosowania. Poniżej zaprezentowano model silnika użyty w symulacjach. Rysunek 3. Mapa osiągów kompresora turbosprężarki MGT1238 oraz model silnika stworzony w programie AVL Boost. Zespół WUT Racing wprowadzi innowację wśród polskich drużyn Formuły Student, stosując pierwszy w Polsce układ silnika zasilanego biopaliwem. Ponadto, wyniki badań przeprowadzonych w ramach projektu wykorzystywane są w pracy magisterskiej oraz 3 pracach przejściowych członków koła. Należy zaznaczyć, że wyniki pomiarów wykonanych na hamowni, wspomagane przez analizy z użyciem narzędzia AVL BOOST oraz testy bolidu na rzeczywistym torze wyścigowym będą stanowić znakomity materiał do napisania artykułu naukowego, który będzie dotyczył zastosowania biopaliw w samochodach wyścigowych. Rysunek 4. Turbosprężarka Garrett MGT1238 ufundowana przez firmę Honeywell. Jednym z celów projektu jest szerzenie wiedzy z zakresu układu napędowego stosowanego w pojazdach wyścigowych zarówno wśród członków zespołu, jak i sympatyków koła i fanów motoryzacji. W związku z tym na profilu Facebook koła WUT Racing Team umieszczane będą krótkie artykuły popularnonaukowe wyjaśniające zasadę działania elementów układu napędowego stosowanych w sportach motorowych na przykładzie bolidu WUT2. ​
Rysunek 5. Złożenie bolidu WUT2​
.