Tvorba simulačního 1D modelu závodního motocyklu v prostředí GT-Suite na základě experimentálních dat a za pomocí metod reverse engineering

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá měřením parametrů závodního motocyklu a následnou tvorbou 1D simulačního modelu jeho motoru. V úvodu je v krátkosti představen sériový motocykl Norton ES2, z nějž přímo vychází stejnojmenný závodní motocykl vlastní stavby s přídomkem TSP. Jsou porovnány parametry a vlastnosti sériového a závodního stroje, zejména jejich pohonných jednotek. Dále je dopodrobna rozebrána konstrukce motoru motocyklu TSP. Hlavní kapitola se následně zabývá sběrem dat a měřením parametrů motoru motocyklu pro účely tvorby simulačního motoru v prostředí GT-Suite, za použití metod reverzního inženýrství, jako například měření zdvihu ventilů nebo 3D skenování. Kromě toho zahrnuje ale také praktický experiment měření výstupních dat motoru, a to jeho vnější charakteristiky, součinitele přebytku vzduchu a teplot výfukových plynů uskutečněný na válcovém dynamometru v laboratoři. Ve druhé hlavní kapitole jsou poté získaná data zpracována do ucelené podoby a využita pro tvorbu modelu iteračním způsobem, který co nejvěrohodněji simuluje daný motor. Vytvořený model je nakonec využit pro optimalizaci časování ventilů motoru.This diploma thesis focuses on the measurement of parameters of a racing motorcycle and the subsequent development of a 1D simulation model of its engine. The introduction briefly presents the production motorcycle Norton ES2, from which the custom-built racing motorcycle, designated TSP, is directly derived. The parameters and characteristics of the production and racing versions are compared, with particular attention to their power units. The construction of the TSP motorcycle engine is then analyzed in detail. The main chapter deals with data acquisition and the measurement of engine parameters for the purpose of creating a simulation model in the GT-Suite environment, using reverse engineering methods such as valve lift measurement and 3D scanning. In addition, it includes a practical experiment focused on measuring engine output data—namely, the engine’s total power output, air-fuel equivalence ratio (lambda), and exhaust gas temperatures—carried out on a chassis dynamometer in a laboratory environment. In the second main chapter, the obtained data are processed into a comprehensive form and used to iteratively build a simulation model that accurately reflects the real engine’s behavior. Finally, the developed model is employed to optimize the valve timing of the engine.