Konstrukce a dynamika
pohonných jednotek
Výzkum a vývoj v této oblasti zahrnuje koncepční a konstrukční návrh nových spalovacích motorů, jejich částí a sestav s využitím moderních CAD nástrojů. Při řešení problematiky napjatosti a deformace, vedení tepla, dynamiky, elektromagnetismu, elektrodynamiky, vibrací, životnosti apod. se využívají soudobé výpočtové a experimentální postupy založené na MKP a MBS.
Dynamické simulace se v závislosti na zkoumané problematice provádějí ve frekvenční nebo časové doméně, přičemž v časové doméně jsou zahrnuta modálně redukovaná tělesa, různé reologické modely nekovových materiálů, výpočtové modely ložisek několika úrovní atd. Kromě spalovacích motorů se dynamické simulace provádějí i u samostatných elektrických točivých strojů pohonných soustav dopravních prostředků, nebo jejich kombinacích se spalovacím motorem v hybridních pohonných jednotkách. Výpočtové simulace často probíhají v součinnosti s rozsáhlými experimenty.
Zkušenosti a poznatky v této oblasti jsou rovněž podpořeny dlouhodobým a úspěšným partnerstvím s výrobci pohonných jednotek, spoluprací s vývojáři softwaru pro automobilový průmysl a mezinárodní universitní spoluprací.
Největší objem výzkumu sice náleží pohonným jednotkám vozidel, ovšem pozornost je věnována i leteckým aplikacím. Cílem výzkumu a vývoje jsou moderní pohonné jednotky s vysokou účinností a životností, nízkou hmotností a nízkou úrovní hluku a vibrací. Poznatky získané výzkumem v této oblasti jsou bezprostředně využívány i ve výuce.
Kontakt
Projekty
Národní centrum kompetence inženýrství pozemních vozidel Josefa Božka
Národní centrum kompetence Josefa Božka pro pozemní dopravní prostředky
Hlavní výsledky
Nový motor pro nově industrialisované trhy
Koncept spalovacího motoru pro hybridní pohonnou jednotku
Klikový hřídel motorgenerátoru
Pístní skupina motorgenerátoru
Vyvažovací jednotka nestandardního tříválcového motoru
Klikový hřídel letadlového dvouválcového motoru
Tlumič torsních kmitů nestandardního tříválcového motoru
Témata disertačních prací
Dynamika hybridních pohonných jednotek s vypínáním válců
Klikové ústrojí s vysokou mechanickou účinností
Vybrané publikace
FRIDRICHOVÁ, Kateřina; DRÁPAL, Lubomír; RAFFAI, Peter; BÖHM, Michael. Comparative study of engine dynamics for rolling and selective cylinder deactivation. Online. Energy. 2024, vol. 303, published 15 September 2024, s. 1–12. ISSN 1873-6785. Dostupné z: https://doi.org/10.1016/j.energy.2024.131946. [cit. 2027-07-31].
FRIDRICHOVÁ, Kateřina; DRÁPAL, Lubomír; VOPAŘIL, Jan; DLUGOŠ, Jozef. Overview of the potential and limitations of cylinder deactivation. Online. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2021, vol. 146, iss. 8, s. 1–15. ISSN: 1364-0321. Dostupné z: https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.111196. [cit. 2027-07-31].
DRÁPAL, Lubomír; NOVOTNÝ, Pavel. Torsional vibration analysis of crank train with low friction losses. Online. Journal of Vibroengineering. 2017, vol. 19, iss. 8, s. 5691–5701. ISSN 1392-8716. Dostupné z: https://doi.org/10.21595/jve.2017.17876. [cit. 2027-07-31].
ŠKODA AUTO (CZ). Klikový hřídel spalovacího motoru a způsob výroby klikového hřídele. KUBÍČEK, Jiří; DRÁPAL, Lubomír; SLOVÁK, Marek; BRANKOV, Ivaylo (vynálezci). Přihl.: 12. 4. 2019. Uděl.: 23. 6. 2021. CZ 308882B6. Dostupné z: https://isdv.upv.cz/doc/FullFiles/Patents/FullDocuments/308/308882.pdf. [cit. 2027-07-31].
ŠKODA AUTO (CZ). Klikový hřídel spalovacího motoru a způsob výroby klikového hřídele. KUBÍČEK, Jiří; DRÁPAL, Lubomír; SLOVÁK, Marek; BRANKOV, Ivaylo (vynálezci). Přihl.: 12. 4. 2019. Uděl.: 23. 6. 2021. CZ 308883B6. Dostupné z: https://isdv.upv.cz/doc/FullFiles/Patents/FullDocuments/308/308883.pdf. [cit. 2027-07-31].
Partneři výzkumu
Vybrané výsledky výzkumu a vývoje
Hybridní pohonná jednotka s vypínáním válců
Rozšíření oblasti vypínání válců pomocí elektrického točivého stroje – snížení vibrací a spotřeby paliva
Selektivní a sekvenční metoda vypínání válců
Termodynamické simulace
Elektromagnetické simulace
Dynamika klikového mechanismu s řemenovým převodem a elektrickým točivým strojem
Únavová životnost
Vyhodnocení experimentů atd.
Čtyřválcový motor s vysokou mechanickou účinností
Svařovaný klikový hřídel
Koncept, konstrukce, pevnost, dynamika a životnost klik. mech.
Třecí ztráty
Hybridní uložení klikového hřídele v bloku motoru
Parametrické studie
Studie vnitřních momentů
Návrh torsního tlumiče
Vyhodnocení experimentů atd.
Tříválcový motor s novou válcovou jednotkou
Koncept, konstrukce a dynamika klikového mechanismu
Třecí ztráty
Parametrické studie, spojení motoru s dynamometrem
Studie vyvážení
Ventilový rozvod
Termodynamické simulace
Tvorba výkresové dokumentace
Vyhodnocení experimentů atd.
Dvouválcový prodlužovač dojezdu elektromobilu
Průzkum trhu
Koncept, konstrukce a dynamika prodlužovače dojezdu
Parametrická studie vyvážení
Ventilový rozvod
Termodynamické simulace
Vyhodnocení experimentů
Výkresová dokumentace
Tříválcový motor s nerovnoměrnými rozestupy zážehů
Nerovnoměrné zapalování (akustika)
Koncept, konstrukce a dynamika klikového mechanismu
Parametrická studie vyvážení
Návrh torsního tlumiče
Vyhodnocení experimentů
Invertní letadlový čtyřválec
Konstrukční a technologická modernisace motoru
Klikový mechanismus, ventilový rozvod
Konstrukce, dynamika, životnost
Termodynamické simulace
Hlava válců
Vyhodnocení experimentů
Dvoudobý letadlový motor s protiběžnými písty
Klikový mechanismus a převodové soukolí – konstrukce, dynamika, únavová životnost
Návrh a pevnostní výpočty pístních kroužků
Revise konstrukčního provedení celého motoru
Dvoudobý modelářský motor
Kategorie F3D RC leteckých modelů
Konstrukce a vyvážení klikového mechanismu
Parametrické studie
Konstrukce a dynamika žhavicí spirály
Traktorový tříválcový motor
Vyvážení klikového mechanismu (terénní podmínky provozu)
Dynamické simulace a únavová životnost klikového mechanismu
Motor závodního vodního skútru
Termodynamické simulace
Dynamika a vyvážení klikového mechanismu
Životnost klikového hřídele
