POLÁČEK, J. Model predikce paliva v oleji [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2025.

Posudek vedoucího

Štětina, Josef

Diplomová práce studenta Jana Poláčka vznikla na základě požadavků společnosti AVL, která se rovněž aktivně podílela na jejím řešení formou odborných konzultací. Díky této spolupráci se podařilo zajistit i financování nákladných experimentů, které by jinak byly velmi obtížně realizovatelné v rámci univerzitního prostředí. Zvolené téma je vysoce aktuální – kombinuje hlediska ekonomického provozu moderních zážehových motorů s požadavky na snižování emisí a environmentální udržitelnost. Práce v rozsahu 115 stran výrazně přesahuje běžný rozsah diplomových prací. Je nutné zdůraznit, že student pracoval na novém, dosud vědecky jen okrajově zpracovaném tématu, které není pokryto standardními učebními texty ani běžně dostupnou odbornou literaturou. To kladlo vysoké nároky na jeho schopnost samostatného technického myšlení, návrhu experimentů, jejich praktické realizace a vyhodnocení. Tyto činnosti představují značnou inženýrskou výzvu, kterou student zvládl s vysokou mírou profesionality. Na druhou stranu, vzhledem k náročnosti experimentální části, nezbyl již dostatečný časový prostor pro detailnější vývoj vlastních řídicích algoritmů a numerických modelů. I přesto ale práce otevírá cestu k jejich budoucímu rozpracování a využití v praktickém řízení spalovacích motorů nové generace. Z výše uvedených důvodů považuji diplomovou práci za přínosnou, dobře zpracovanou a doporučuji ji k obhajobě

Posudek oponenta

Svída, David

Diplomová práce pana Jana Poláčka se zabývá tvorbou matematického modelu predikce množství nespáleného paliva v mazacím oleji u zážehového spalovacího motoru. Samotné téma je velmi aktuální, ale taky nemá snadné řešení. Celkově lze říct, že všechny úvodní rešeršní kapitoly jsou přehledně zpracované a to jak po obsahové, tak i grafické stránce a poskytují přehledný náhled do řešené problematiky. V kapitole 8, která se zabývá současnými používanými modely popisující ředění oleje benzínem, student podrobně popisuje patent "Modeling Oil Dilution Using A Multicomponent Model" (zdroj [51]). Z práce není jasné, proč si student vybral jako vzor tento konkrétní patent a obecně patent považuje jako zdroj věrohodných informací. Jedna věc která se v textu často opakuje je záměna hmotnosti a hmotnostního toku. Například výstupem klíčového vztahu 4 není hmotnost nespáleného paliva, ale hmotnostní tok. Stejně tak ve vztahu 3 neodpovídá jednotkově pravá a levá strana. I když je vzorec 4 převzatý z literatury [30], tak v práci chybí hlubší rozbor jeho platnosti. Pokud totiž předpokládáme, že moderní řídicí jednotka se snaží co nejrychleji po startu motoru pracovat v uzavřené lambda regulaci, tak vychází, že vzorec 4 bude při lambda regulaci nulový. Vše také komplikuje skutečnost, že je obtížné určit kolik vzduchu se skutečně účastní spalování a kolik ho profoukne ze sání do výfuku, takže je reálné, že ve válci je směs bohatší, než odpovídá z prostého měření bohatosti ve výfuku. Bohužel student k této klíčové problematice neprezentuje žádná data z měření, tj. žádný časový průběh bohatosti směsi, množství nasávaného vzduchu, paliva atd. Obrázek 40 je sice kvůli utajení bez hodnot, ale zcela určitě ukazuje průběh poměru "olej/výfuk" a ne "výfuk/olej". Na obrázku 42 je pak zobrazeno blokové schéma navrženého matematického modelu. Je škoda, že student udělal schéma jen takovým "podobným způsobem" a nepoužil zápis a simulaci v prostředí Matlab/Simulink, který má na škole k dispozici a ve kterém "se to taky skutečně dělá". Z navrženého modelu není jasné, jak algoritmus přechází z hmotnostního toku na hmotnost, ani jak je například řešena ochrana výpočtu úbytku hmotnosti jednotlivých frakcí pod nulovou hodnotu, jestli si model pamatuje výsledky z předchozího běhu/startu atd. Kapitola 10 se přehledně věnuje experimentům pro řízenou kontaminaci oleje palivem, následného odpaření a sběru vzorků pro budoucí vyhodnocení. Tvorbě modelu a vyhodnocení naměřených dat se věnuje kapitola 11.  V kapitole 11.4 je popsán doplňkový experiment pro kalibraci odpařování paliva z oleje. Myšlenka využití korekce z běžící lambda regulace je chytrá, ale samotné provedení je podle názoru oponenta chybné. Řídicí jednotka měla být adaptována na nový olej, ale tyto adaptace neměly být po přidání paliva do oleje vypnuty. Vodítkem mohlo být také to, že se motor po zahřátí a bez adaptací dostal bez korekcí na lambda rovno 1. Jak v závěru student sám uvádí, tak je pravděpodobné, že výrazné korekce v lambda regulaci byly způsobeny korekcemi na teploty médií, vstřikování paliva atd. Vypočítaný průběh množství zbytkového paliva v oleji je taky v rozporu se studentovou teorií, že se nejvíc paliva bude odpařovat od teploty oleje vyšší něž 70C. V kapitole 12 je pak provedena kalibrace matematického modelu podle výsledků z odebraných vzorků. Asi nejdůležitější výsledek je průběh "teplotní závislosti průniku jednotlivých frakcí benzinu do motorového oleje" uvedená na obrázku 62. Oponentovi je záhadou jak se pomocí výsledků z měření čtyř vzorků odebraných při koncové teplotě oleje cca 0C, 10C, 70C a 110C dá vytvořit průběh poměru "olej/výfuk" v rozsahu od cca -40C do 90C.Na jednu stranu lze ocenit studentovu upřímnost, že "ladění křivek probíhalo ručně a opakovaně", na druhou stranu je opět škoda, že se student nepokusil využít funkce, které prostředí Matlab nabízí. Práci pěkně vystihuje studentův závěr z kapitoly 11, tj. že "při vhodné úpravě parametrů lze dosáhnout velmi dobré shody mezi modelem a chováním reálného systému". I přes uvedené připomínky je práce velmi zajímavá, všechny body zadání byly splněny a práci doporučuji k obhajobě.

eVSKP id 165233