“有气”才“有力” 3D打印助力汽车发动机进气系统

　　【中国智能制造网 技术前沿】都市中许多爱车一族喜欢给爱车提升动力，感受更强的“推背感”。相信对此，改装车工作坊中的高手们定能想出N种有趣的方法，不过在所有的方法中，有一种既简单又成本相对较低，就是改进汽车发动机的进气系统，而这是可以通过3D打印实现的。
　　
　　为什么改进进气系统就可以提升汽车的动力呢？我们可以想象一下身边是不是有一些声音很有穿透力的朋友，他们的肺活量往往很大，在演讲时甚至可以不需要话筒。而汽车发动机也是一样的，要想获得动力的提升，它们也需要进入更多的空气。单位时间内进入到发动机中的空气量越多，燃油就会燃烧的更充分，发动机就能产生更大的能量。所以进气量的增加可以提高发动机的性能，而从冷空气进气口到发动机进气歧管的几乎所有进气系统的优化都可以通过3D打印完成。
　　
　　冷空气进气管
　　
　　国外一位设计师Moody为了让自己的一辆老款马自达汽车获得更强的动力，他对这辆车的冷空气进气管进行了优化。优化后的冷进气管设计文件是开源的，同款车辆的车主可以免费下载，并将进气管3D打印出来，给自己的汽车换上。
　　
　　优化的目标是在有限的进气管长度之内，让发动机吸入更冷、更密集的空气，将更多的氧气带入燃烧室。为了尽实现进气口形状的平滑过渡，以及尽量保证管道各个位置拥有一致的横截面，Moody花费了9个月的时间对冷空气进气管进行了十几次的设计迭代。设计成熟的冷空气进气管，设计师采用了ABS塑料作为3D打印材料，并通过“丙酮蒸气浴”和XTC-3D涂层对打印后的零件表面进行光滑处理。这个ABS材质的冷空气进气管壁厚约3mm。　　由于ABS属于热塑性塑料，并不适合长期作为进气管零件使用，所以设计师将尝试使用碳纤维材料打印进气管。碳纤维具有良好的隔热性，可保证吸入的冷空气不受发动机热量干扰。从而避免吸入的空气温度升高导致的进气密度减小以及含氧量降低。如果这些因素存在将会影响发动机的动力。
　　
　　进气歧管
　　
　　有了好的头段管路，接下来的进气管路也要匹配才能有更好的效果。在这里我们所说的“下一个管路”是指进气歧管。进气歧管位于节气门和发动机之间，空气到这里之后开始分离，被引入到各个气缸。福特汽车将3D打印的进气歧管安装在了赛车上，包括那辆赢得了24小时Daytona汽车耐力赛的赛车。
　　
　　福特利用3D打印技术加速对赛车进气歧管的改进和调试，进气歧管的CAD模型在福特快速原型实验室，接受分析后便通过3D打印机进行制作，一周后样品即可用于测功机试验和赛道性能检测。经过优化设计的3D打印进气歧管更轻并拥有更好的进气性能，在测试中大大性能超出了福特赛车工程师的预期。3D打印歧管不仅仅是一个原型，还和碳纤进气歧管集气室搭配并被直接安装在了赛车当中，为赛车获得了超强的动力。
　　
　　以上内容只是借助3D打印提升汽车动力的其中一种方式。而正如我们在开篇时说的，汽车改装高手们还有很多种方法。是安装空气套件？还是在涡轮增压上面做文章？或是换个酷一点的排气系统？其中是不是还有3D打印发挥的空间？高手们看你的喽~~