Conceptraport Uitlaatsysteem
Conceptraport Uitlaatsysteem In opdracht van: Alexander Beenen namens Custom Concepts 27 september 2013 Vincent ten Have, Tim Hogenbrik, Rudsly Petronielia, Karim Balaich Guus Figdor, Rudsly Petronielia P a g i n a 1 13
Voorwoord Het eerste blok van de opleiding Werktuigbouwkunde is het hoofdproject het ontwerpen van een uitlaat. Deze zes studenten zijn als groep aangewezen en in dit verband is het volgende conceptrapport gemaakt. Het bedrijf Custom Concepts heeft de Haagse Hogeschool haar leerlingen gevraagd een uitlaat te ontwerpen. Het project wordt doorlopen met de gebruikelijke fases die een project in het algemeen kent. Deze fase gaat om het formuleren van de concepten, wat u verder in dit rapport kunt vinden. P a g i n a 2 13
Inhoudsopgave Voorwoord... 2 Samenvatting... 4 1.Inleiding... 5 2.PvE... 6 3.Funtieboom en morfologiesch overzicht uitlaat... 7 4.materieaal... 9 5.Concepten... 10 6.Conclusie... 11 Literatuurlijst... 12 Bijlagen... 13 P a g i n a 3 13
Samenvatting Voor dit rapport is er begonnen met onderzoek te doen naar oplossingen voor het probleem zoals deze nu op de markt is; de opdrachtgever wil een uitlaat hebben die emotioneler geluid maar en op 90% van alle auto s past. Als eerst hebben we de problemen opgedeeld in functies. Dit zijn de functies waarvan wij denken dat dit nodig is om ons probleem op te lossen. Door te kijken naar de al bestaande oplossingen hebben wij veel inspiratie opgedaan om een oplossing te bedenken voor ons probleem. Door een grote variatie toe te voegen hoeft er geen rekening te worden gehouden met patenten. Dit komt omdat de ideeën uniek en vernieuwend zijn. Aan de hand van een morfologisch overzicht (zie bijlage) is er gekeken naar de oplossingen die er zijn. Uiteindelijk zal er met deze oplossingen een keuze worden gemaakt om het probleem op te lossen; dit gebeurt komende weken. P a g i n a 4 13
1.Inleiding Wegens nieuwe milieuwetten gaan in de toekomst V12 motoren veel minder worden gemaakt. Er worden in plaats van V12 motoren, V8 motoren met 1 of meerder turbo's gemaakt. Het probleem wat dit alleen met zich meebrengt is dat het "gevoel" van de brullende V12 verdwijnt. De V8 kan door de turbo(s) wel even hard rijden, maar het geluid is minder sportief. Aan ons is dus de opdracht om dit geluid even sportief te maken en de bestuurder van de V8 hetzelfde gevoel te laten ervaren als bij het horen van een V12 motor. Onze aanpak begon met het doornemen van bepaalde aandachtspunten. Wat voor soort gevoel ontstaat er bij het horen van een V12? Wat verstaat de opdrachtgever onder sportief geluid? Dergelijke vragen zorgde voor genoeg werk om aan de slag te gaan. Wekelijks worden de taken verdeeld. 2 mensen onderzoeken bijvoorbeeld hoe uitlaten worden gemaakt en wat hier allemaal bij komt kijken. Iemand anders zoekt uit hoe het geluid zich vormt vanuit de uitlaat. En zo wordt het onderwerp van verschillende hoeken onderzocht. Al snel kwam ons groepje tot de conclusie dat het geluid van een V8 minder sportief klinkt door een bepaalde akoestiek in de demper. Ons idee is dat onder een auto met een V8 beter spaghettiuitlaten kunt zetten. Vervolgens moeten de dempers nog in de juiste vorm worden gezet zodat de uitlaatgassen als ware in fase de uitlaat verlaten en dit zorgt ervoor dat het geluid sportiever is. Ons doel is het geluid zwaar te maken en vooral ook hard. Maar zeker niet te hard, want 85 db is de maximaal toegestane geluidswaarde. Ons plan is om eerst nog een keer af te spreken met de opdrachtgever en vragen of hij het eens is met onze ideeën. Ook willen we graag weten of hij nog aanvullingen heeft. Vervolgens willen we gaan onderzoeken wat nou de beste vorm voor de demper is om het geluid te versterken. Dit kunnen we doen met een simpele proefopstelling in het natuurkunde lokaal van de Haagse Hogeschool. Met een formule kunnen we ook uitrekenen hoeveel decibel er ontstaat aan geluid. Wanneer we de vorm weten van de demper kunnen we gaan beginnen aan het ontwerp van de uitlaten. Dit zullen we eerst in de vorm doen van een schets en vervolgens op het programma inventor het definitieve ontwerp. P a g i n a 5 13
2.PvE Pakket van eisen Hieronder vind u het schema van het pakket van eisen. Eisen zijn opgesteld en verdeeld in weegfactoren. Vanuit hier kunnen we afwegen maken oplossingen wel niet toe te passen. De weegfactor gaat van 1 tot 5, waarbij 5 het belangrijkste is en 1 het minst Nummer - eis Omschrijving Criteria Hoe testen? Weegfactor Consante Eisen 1 De uitlaatversterker moet gemaakt zijn van RVS T304 Het gebruikte materiaal is RVS T304 Specificaties bekijken 5 2 De uitlaatversterker is voor 90% van de bestaande auto s 3 Mooi geluid creëren 4 De versterker moet duurzaam zijn 5 De uitlaatversterker moet veilig zijn Hij kan makkelijk geplaatst worden tussen bestaand uitlaten Terug naar geluid van atmosferische motoren Moet lang meegaan, niet gemakkelijk doorroesten Geen scherpe randen Versterker maken in een standaard diameter, zoals deze bij de meeste auto s is Aansluiten op de auto en motor aanzetten Materiaal eigenschappen bekijken Testen door te voelen 5 3 2 2 Variabele Eisen 7 De versterker moet aan de wettelijke normen voldoen 8 Hij moet aan geluidsnormen voldoen Meten 3 P a g i n a 6 13
3.Funtieboom en morfologiesch overzicht uitlaat Morfologiesch overzicht Hieronder vind u het morfologiesch overzicht van problemen en oplossingen. Met dit overzicht kunnen oplossingen voor problemen gemakkelijk gevonden worden, wat een steunde in de rug biedt als het gaat om het formuleren van concepten. Functieboom Op de volgende bladzijde vind u de functieboom van een uitlaat in het algemeen. Er is gekeken naar welke deelfuncties er zijn, en welke functies daar weer onder vallen. Met deze functieboom hebben we een overzicht van welke functies belangrijk zijn in het ontwerpen van deze uitlaat. P a g i n a 7 13
P a g i n a 8 13
4.Materieaal Er is ook onderzoek gedaan naar het materiaal wat de werkgever wil dat we gebruiken. Om te weten wat er allemaal mogelijk is met dit materiaal is het handig om de voor en nadelen te kennen. RVS t304 RVS is een legering dat is zo is samengesteld dat het bestand is tegen corrosie. de variant RVS-t304 bestaat naast ijzer uit: 18% chroom, 8% nikkel en maximaal 1,2% koolstof. Het staal is makkelijk te her vormen, zoals plooien dieptrekken of strekken. Ook de lastbaarheid voor het staal is uitstekend. Verder is het staal ongevoelig voor tempraturen tot 400 C maar voor tempraturen onder de nul. De treksterkte van dit metaal ligt rond de 600N/mm² met een hardheid van 175 a 200 HB(Brinellhardheid). Een andere eigenschap van RVS t304 is een elasticiteitsmodulus van 195.00 MPa(Megapascal). Een nadeel is dat chloor, wat bijvoorbeeld in stadwater voorkomt. Agressief is tegen RVS. Het chloor veroorzaakt putcorrosie op het staal. Wat begint met een ondiep puntje, maar vervolgens dieper wordt door een ophoping van chloor-ionen. Lasnaden lijden hier ook door, omdat de putcorrosie meestal naast een lasnaad ontstaat Voordelen: - roest bestendig -uitstekend hervormbaar - ongevoelig voor tempraturen van onder nul tot 400 C - uitstekend te lassen Nadelen: - gevoelig voor chloor - Putcorrosie Eigenschappen: - 18% chroom en 8% nikkel - E-modulus = 195.000 MPa - mechanische treksterkte van 600 N/mm² - hardheid van 175-200 HB P a g i n a 9 13
5.Concepten In de bijlage vind u tekeningen van concepten zoals we deze bedacht hebben. Later zal er 1 concept uit gepakt worden en tot in detail uitgewerkt. Dat resulteerd in het eindrapport. P a g i n a 10 13
6. Conclusie Er zijn veel concepten mogelijk die aan de wensen en eisen van de opdrachtgever voldoen. Het is aan ons om komende week uit te zoeken welke het meest geschikt is. De functieboon en de PvE gaan hierbij een crusiale rol spelen. P a g i n a 11 13
Literatuurlijst Bronnen: 1. http://nl.wikipedia.org/wiki/roestvast_staal P a g i n a 12 13
Bijlage De benoemde concept tekeningen zijn ingeleverd bij de docent. P a g i n a 13 13