从方向盘和仪表板到进气口，3D打印技术已经发挥作用，为许多方程式SAE团队寻求改善他们的赛车。 在最近由Carbon发表的一个新案例研究中，我们了解到加利福尼亚州立大学萨克拉门托校区附属的学生工程组织Hornet Racing去年如何利用其3D打印和端到端数字设计功能，改造其竞赛赛车的进气歧管，改善发动机的性能。

每年为国际汽车工程师协会（SAE）比赛设计，建造，测试和比赛一辆方程式赛车，一个座位和一个开放式的设计，除了最后的决赛 大学团队之间的竞赛，挑战参与者提出创造性的解决方案，工程和设计问题。

车队使用的是一款4缸本田CBR600RR系列发动机，每个发动机都有独立的节气门体。尽管这些车身有助于最大限度地提高发动机性能，但方程式SAE设计挑战指导方针规定，必须用单一节气门代替，并配有限制发动机功率输出的直径限制器。虽然这看起来可能是违反直觉的，但这个规则是有原因的 - 挑战学生团队重新思考引擎的设计和工程。

进气歧管对于汽车的性能是至关重要的，因为它为汽缸提供了空气和燃料的混合物。在过去的几年里，“大黄蜂”赛车传统发动机一直在稳步顺畅的推进车队的问题。当油门压到地板上时，气流不畅导致非线性功率输送，从而导致延迟。其大部分组件是铝，必须焊接在一起，而碳纤维模具则用于其余部分。

传统的制造提供了一些设计上的局限性，例如发动机性能问题，如不均匀的空气分布，由于设计迭代速度慢，只能使用基本的零件几何形状。另外，由于将传统进气歧管组装在一起涉及许多复杂的步骤和小的部件，因此存在很大的误差空间。因此，车队决定检修2017年赛车的组件设计，使其更简单。

重新设计的目标包括：

减少歧管的整体重量，以促进改善处理特性

优化气流以获得更好的发动机性能

将燃油喷射器端口集成到进气流道底部，使流动湍流最小化

创建可以促进最小边界层形成的组件，实现平稳的气流

Hornet Racing的团队成员很快意识到，传统的制造方法太昂贵了，甚至可能无法完成改进，所以他们使用了Carbon专有的数字光合成（DLS）技术和RPU 70材料来克服设计挑战，完成新的进气歧管。

通过利用DLS和3D打印技术所能达到的复杂几何形状，车队能够将进气歧管设计完全重新设计成耐用部件，随时可放入发动机并优化赛车的性能。

“大黄蜂赛车的新设计的核心是一个只有7英寸长的“灯泡”，取代了两英尺长的散流器和大风量（超过半加仑容积），“Carbon解释道。 “受超音速喷气式发动机震动锥体的启发，基于形状调节进气口，团队通过在球形结构内设计钉状流动裂缝，将扩散器和增压室的功能相结合。”

这个尖峰允许气流在一个扩散器，这只是传统的长度的30％，使团队摆脱传统的充气优化。 此外，它有一个凹坑模式，类似于一个高尔夫球，它可以将空气直接送入进气道而不会损失速度。 3D打印的进气歧管制造迅速，没有工具成本或时间限制，并且可以帮助赛车的发动机转速达到14,000 RPM的原始红线：与传统进气歧管相比，性能提高了43％。

秒杀结构并不是使用Carbon的DLS技术而获得的唯一优势。通过将燃料喷射器端口整合到进气道基座中，焊接接头的数量急剧下降，这有助于最小化流动湍流并使发动机性能最大化。

定制的锥形直径进气流道管有助于气缸内更平滑的气流，这意味着更为一致的动力输送。最后，通过与Carbon合作开发更紧凑，更简单的设计，并使用RPU材料，3D打印进气歧管实现了50％的重量减轻，从而提高了赛车的操控性。

如果所有这些解释都不足以说服大黄蜂赛车从赛车的DLS技术中受益的方式多种多样，那么其表现的结果可能来自世界各地的80支大学球队，去年的HR2017赛车排在第16位总体而言，给予大黄蜂赛车队最好的CSU萨克拉门托竞争力的完成。

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