[en] This project consists in 3 parts. The first one, is about the theory behind the internal combustion engines and the exhaust systems, this part is really important to understand how the exhaust system can affect the volumetric efficiency of the engine. The second one, consists on modelling the exhaust system with the LOTUS ENGINEERING SIMULATION software in order to optimise it. Finally, the system is designed with a 3D CAD software, in this case AUTODESK INVENTOR, and the most common materials used for manufacturing exhaust systems are analysed highlighting their pros and cons. Additionally, an electronic control system for managing the valves that lead the exhaust flow to the short or long tube is proposed, and there is an explanation of why it is not recommended to change the exhaust flow at a single rpm point. Before modelling the system, some calculations using Stefano Gillieri's empiric formulas are made in order to determine the general dimensions of the exhaust system. With these calculations, a first simple model is simulated with the purpose of assuring that the formulas are correct and can be applied to our model. After that, the curvature and pressure loss in the junction of the tubes is added to the system in order to see how those can affect the volumetric efficiency of the engine. Finally, after analysing the obtained results, the final model is simulated, and it consists of 2 exhaust tubes, one is shorter for high rpm ranges and the other which is longer provides a higher volumetric efficiency for lower rpm values. With one simulation for each tube, the complete characteristic curve of the engine is obtained by superposing the results of both simulations. With this analysis completed, the results show a high improvement of the volumetric efficiency through all the rpm range. An increment of approximately 5hp of maximum power output is obtained by implementing this exhaust system.

[es] Este trabajo consta de 3 partes principales. La primera parte es completamente teórica, para entender los principios básicos de funcionamiento tanto de los motores de combustión como de la teoría que hay detrás del sistema de escape y cómo puede afectar al rendimiento volumétrico del motor. En la segunda parte se modeliza el sistema y se utiliza el software LOTUS ENGINE SIMULATION para optimizar el propio sistema. Por último, en la última parte se diseña en 3D el escape mediante el software AUTODESK INVENTOR y se intenta ver qué materiales se pueden utilizar para fabricarlo y qué beneficios tiene cada uno. Además, también se propone un sistema de control fiable para dirigir el flujo de escape por la salida más adecuada y se explica porqué no es recomendable cambiar la posición las válvulas en un punto concreto de revoluciones. En la modelización del sistema se parten de unos cálculos realizados mediante las fórmulas empíricas de Stefano Gillieri para determinar las dimensiones generales que debe tener el sistema. Con estos cálculos se modeliza un primer modelo muy sencillo para determinar que los cálculos realizados son correctos. Posteriormente, se añade la curvatura de los tubos y la unión con pérdida de carga en el modelo para ver cómo afectan estos aspectos al rendimiento volumétrico del motor. Por último, después de analizar los resultados obtenidos, se modeliza el diseño final, que consta de 2 salidas de escape, una más corta por altas revoluciones y una más larga para obtener el máximo rendimiento en bajas revoluciones. De esta forma, se realiza una simulación por cada tubo y se superponen los resultados para obtener la curva característica completa, es decir, por todo el rango de revoluciones del motor. Mediante este análisis, los resultados muestran una mejora notable en el rendimiento volumétrico del motor en todo el rango de revoluciones, por tanto, incrementando la potencia máxima en aproximadamente 5CV con la inclusión de este sistema.