Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Determination of mechanical loads in a four-cylinder motorcycle engine based on the Honda CBR 600 F4i motorcycle engine

Hubert Skorulski

Abstract

The aim of the thesis is to analyze the construction of internal combustion piston engines used in motorcycles and to analyze the stresses acting on the crank-and-piston system during engine working. The analysis has been developed based on the real engine used to drive the Honda CBR 600 F4i motorcycle. The first chapters present the history of the motorcycle from its very beginning to the present day. It includes the first prototypes, the first serial production, the development of motorcycles during the First World War, the importance of motorcycles in the post-war period and modern motorcycles. The third chapter presents issues related to the development of power units used to drive motorcycles. It covers self-ignition and spark ignition engines, two-stroke and four-stroke engines. It applies mainly to disadvantages related to the construction of the internal combustion engine and the way in which they are solved by the designers. There are also discussed issues related to variable camshaft phases, influencing the characteristics of power and torque. The fourth chapter presents issues related to the mechanics of crank-and-piston system. The elements of the system and the materials from which they can be made are described. The chapter also discusses schematics of forces and relations that allow to determine the movement of the piston in the cylinder and the mass forces in the system. The gas force generated by the combustion process was also determined and analysed by using the RK Diesel program. All calculations were based on the parameters of a four-stroke spark-ignition engine used to drive the Honda CBR 600 F4i motorcycle. The determined forces were used to perform analyses using the finite element method in Ansys Workbench. The piston was loaded with pressure resulting from the analysis of the combustion process carried out in the RK Diesel program. The pressure load on the piston allowed to determine the maximum stresses occurring in such elements as: piston, piston pin and connecting rod. The summary contains conclusions resulting from the analysis of the finite element method of the crank-and-piston system, aimed at achieving the goal of the thesis.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Hubert Skorulski (FACME) Hubert Skorulski,, Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Title in Polish
Wyznaczanie obciążeń mechanicznych w czterocylindrowym silniku do napędu motocykla na przykładzie silnika motocykla Honda CBR 600 F4i
Supervisor
Ewa Fudalej-Kostrzewa (FACME/IV) Ewa Fudalej-Kostrzewa,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Piotr Orliński (FACME/IV) Piotr Orliński,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Certifying unit
Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Affiliation unit
Institute of Automotive Engineering (FACME/IV)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
19-11-2019
Issue date (year)
2019
Internal identifier
SIMR; D-2252
Reviewers
Maciej Tułodziecki (FACME/IV) Maciej Tułodziecki,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME) Ewa Fudalej-Kostrzewa (FACME/IV) Ewa Fudalej-Kostrzewa,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Keywords in Polish
Silnik spalinowy Układ korbowo-tłokowy Motocykl Naprężenia Metoda elementów skończonych
Keywords in English
Internal combusion engineCrank-and-piston systemMotorcycleStressesFinite element method
Abstract in Polish
Celem pracy dyplomowej jest przeanalizowanie konstrukcji tłokowych silników spalinowych zastosowanych w motocyklach oraz analiza naprężeń działających na układ korbowo-tłokowy podczas pracy silnika. Analiza została opracowana na podstawie rzeczywistego silnika służącego do napędu motocykla Honda CBR 600 F4i. W pierwszych rozdziałach przedstawiona została historia motocykla od początku jego powstania do czasów współczesnych. Obejmuje zagadnienia dotyczące pierwszych prototypów, pierwszej produkcji seryjnej, rozwoju motocykli w trakcie pierwszej wojny światowej, znaczenia motocykli w czasach powojennych, a także współczesnego motocyklizmu. W trzecim rozdziale przedstawione są zagadnienia związane z rozwojem jednostek napędowych stosowanych do napędu motocykli. Obejmuje silniki o zapłonie samoczynnym i iskrowym, dwu- i czterosuwowe. Dotyczy przede wszystkim wad wynikających z konstrukcji silnika spalinowego i sposobu ich rozwiązania przez konstruktorów. Poruszone są również zagadnienia związane ze zmiennymi fazami rozrządu, wpływającymi na charakterystykę mocy i momentu obrotowego. W czwartym rozdziale zostały przedstawione zagadnienia związane z mechaniką układu korbowo-tłokowego. Opisane zostały elementy układu oraz materiały, z których mogą być wykonane. Omówione w rozdziale są również schematy sił i zależności pozwalające na wyznaczenie ruchu tłoka w cylindrze oraz sił bezwładności w układzie. Wyznaczona oraz przeanalizowana również została za pomocą programu RK Diesel, siła gazowa pochodząca z procesu spalania. Wszystkie obliczenia zostały przeprowadzone w oparciu o parametry czterosuwowego silnika spalinowego o zapłonie iskrowym, służącego do napędu motocykla Honda CBR 600 F4i. Wyznaczone siły posłużyły do przeprowadzenia analiz metodą elementów skończonych w programie Ansys Workbench. Tłok został obciążony ciśnieniem wynikającym z analizy procesu spalania przeprowadzonej w programie RK Diesel. Obciążenie tłoka ciśnieniem pozwoliło wyznaczyć maksymalne naprężenia występujące w takich elementach jak: tłok, sworzeń tłokowy oraz korbowód. W podsumowaniu zostały zawarte wnioski wynikające z analizy metodą elementów skończonych układu korbowo-tłokowego, mającą na celu realizację celu pracy dyplomowej.
File
  • File: 1
    Praca_inzynierska__bez_rysunkow_i_tabel_Hubert_Skorulski_267625.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 35460

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTa52463e2d10e47d5b4783d13cc34d729/
URN
urn:pw-repo:WUTa52463e2d10e47d5b4783d13cc34d729

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page