HÁJEK, L. Konstrukční návrh polohovatelného upevnění výměníku pro aplikace na motorové zkušebně [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2025.

Posudek vedoucího

Beran, Martin

Pan Lukáš Hájek se ve své konstrukčně zaměřené práci věnuje návrhu výměníku a jeho upevnění, pro specifické potřeby využití chlazení stlačeného vzduchu do motoru při měřeních na motorové zkušebně. V úvodních kapitolách se v rámci rešerše, která je zpracována přehledně a logicky zaměřuje na zadanou problematiku, tedy oblast zkoušení spalovacích motorů a dále na potřeby chlazení stlačeného vzduchu. Přestože v rámci této rešerše správně a kriticky zhodnotil jednotlivé typy možných výměníků, část rozboru mohla být také věnována specifikaci požadavků na konstrukční návrh systému chlazení v kontextu celé motorové zkušebny a přípojných bodů konkrétních testovaných motorů. I přes to, že se studentem uvedený návrhový výpočet rozměrů výměníku jeví jako hodně zjednodušený a z práce není zřejmé celá řada kroků v jeho postupu (například kde se vzal výsledek výpočtu plochy průřezu kanálu ekvivalentního hydraulického průměru, vysvětlení proč vycházel pro výpočet součinitele přestupu tepla dle Kumara atd.) je pro zadanou aplikaci výsledný typ výměníku zvolen vhodně. V konstrukční části práce student prokázal dobré schopnosti modelovat součásti ve 3D sestavě a v jednotlivých konstrukčních řešeních projevil jistou technickou kreativitu. Nicméně jeho první navržená varianta (nůžkový zvedák) je pro zadanou aplikaci nevhodná o její funkčnosti by se dalo polemizovat. Ostatní dále navržené varianty upevnění vynikají chytrým řešením ve smyslu jednoduchosti, nicméně návrh by bylo vhodné dále rozpracovat. Není nikde uvedeno jakým způsobem se bude připojovat na motor, jak se bude s výměníkem manipulovat (např. madlo nebo vozíkový hák), případně zamyšlení jaká bude aretace proti pohybu nebo převrácení. Byť nebylo primárním cílem zadání pevnostní ověření, bylo by vhodné se v rámci práce zaměřit na kritická místa respektive ověřit vhodnost navrženého dimenzování klíčových komponent. Student při zpracování této bakalářské práce využíval konzultací a na připomínky vedoucího reagoval ve většině správně, i tak se přes některá upozornění nevyhnul celé řadě nedostatků. Z práce je zřejmé, že se student v zadané problematice orientuje. Zadání bylo splněno a práci doporučuji k obhajobě.

Posudek oponenta

Ramík, Pavel

Náplní bakalářské práce studenta Lukáše Hájka byl návrh vhodného výměníku pro chlazení stlačeného vzduchu nasávaného spalovacím motorem a zejména návrh jeho upevnění pro použití na zkušebně spalovacích motorů. Práce vychází z účelné rešerše dané problematiky. Na jejím základě je z možných řešení vhodně zvolen deskový chladič voda-vzduch, který je i častým řešením v praxi. Provedený návrh vede vzhledem k výchozím parametrům na poměrně značně dimenzovaný výměník, u kterého lze předpokládat, že jeho chladící účinek bude při zkoušení většiny motorů omezen a regulován průtokem chladicí vody. V této části práce však není jasné, zda je plánováno výměník vyrábět či koupit výměník vhodných parametrů. Že se jedná o nakupovaný výměník Hexonic LE400 je možné se dozvědět až z Přílohy 2 nebo v závěru práce. Před návrhem upevnění ani nikde také není uvedeno, jaký je způsob upevnění výměníku (patrně díry pro šrouby) a příslušné připojovací rozměry, z čehož je nutné vycházet. Z navržených způsobů upevnění je možno brát jako vhodnější zvolené upevnění pomocí pohybových šroubů v kapitole 6.2 oproti nůžkovému zvedáku. Upevnění v rámové konstrukci z hliníkových profilů (kapitola 6.3) bylo z důvodu chybějícího výškového nastavení zamítnuto. Pokud by však výměník nebyl připevněn ke spodnímu rámu ale (přes jednoduchou pomocnou konstrukci) posuvně k svislým profilům rámu s aretací v drážkách profilů, umožňovala by tato rámová konstrukce i výškové nastavení a mohla by být ještě vhodnější variantou. K navrženým konstrukcím mám některé výhrady, např. - v drážce u nůžkového zvedáku (Obr. 6.3 – doporučuji zobrazit) student navrhuje broušení, případně tepelnou úpravu (tvrzení) či dokonce povlakování povrchu (teflon nebo diamond-like carbon), což je drahé a zcela zbytečné. Vedení není potřeba vyrábět jako přesné nebo s nízkým třením, jedná se jen o svěrný spoj, který zajistí zvedák ve zvolené poloze. Naopak zde chybí podložka pod matici, bez které se v praxi při utahování matice v drážce pohne ze zvolené polohy. - u konstrukce s posuvovými šrouby student navrhuje axiální pojištění ložiska „přivařením horní části ložiska k desce v otvoru s vůlí“ (viz Obr. 6.6). I kdyby to umožňovala svařitelnost materiálu ložiska, došlo by svařováním k jeho znehodnocení a ke ztrátě vystředění v otvoru v desce. Přivařit se musí pouzdro ložiska, nikoliv ložisko samotné. Předpokládám, že zde jde pouze o použití nevhodné formulace a nikoliv o reálný návrh. - v praxi by bylo vhodné upevnění konstrukce přitažením do drážky (nebo drážek) v základové desce nesoucí spalovací motor s dynamometrem. Student se o něm zmiňuje, ale v návrhu toto upevnění není. To by řešilo úvahy o stabilitě konstrukce (a poloze těžiště). Část návrhu výměníku je podložena termodynamickými výpočty, konstrukční část práce se však neopírá o výpočty týkající se vyráběných či nakupovaných dílů (únosnost posuvových šroubů, aretačních šroubů, únosnost ložisek, volba hliníkových profilů na základě předpokládaného zatížení atd.), proto se k tomu váže jedna z otázek níže. Výkresy v přílohách obsahují jen základní rozměry zvoleného výměníku (patrně převzaté od dodavatele) nebo jen vnější rozměry navržené konstrukce. Předpokládám, že potřebné rozměry je plánováno převzít z CAD návrhu konstrukce. Práce je uspořádána logicky a přehledně s odkazy na použité informační zdroje a s pouze malým množstvím pravopisných chyb. I přes srozumitelnost textu student v některých částech používá některé technicky ne zcela vhodné formulace, plynoucí většinou z překladu z cizojazyčného zdroje, např. „ Je důležité podotknout, že aby byly výsledky testů relativní k očekávaným požadavkům, je nutné provádět testy za zkušebních podmínek co nejpodobnějším těm skutečným“ (str. 14) - popis Obr. 2.1 zní "Vliv tlaku na hustotě při konstantní teplotě 20 °C" (jedná se správně o závislost hustoty na tlaku) atd. Se skutečnostmi uvedenými v závěru práce lze v zásadě souhlasit. Přes výše uvedené připomínky je možno konstatovat, že cíle práce dané zadáním byly studentem v práci splněny. Bakalářskou práci doporučuji k obhajobě.

eVSKP id 165875