Detail předmětu

Teorie transformace energie pohonné jednotky

FSI-QTSAk. rok: 2025/2026

Předmět seznamuje studenty programu s poznatky z oblasti teorie pohonných jednotek se zaměřením zejména na termodynamiku pracovních cyklů, spalování a přenos tepla. Součástí je teorie transformace energie. V předmětu je zahrnuta všech druhů pohonů tedy využití uhlovodíkových plaiv, alternativních polaiv, vodíku, sysntetických paliv a elektřiny.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automobilního a dopravního inženýrství (ÚADI)

Vstupní znalosti

Student musí mít znalosti odpovídající předmětům teoretického základu bakalářského studia v oblasti vzdělávání strojírenství, zejména termomechaniky.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Zápočet je podmíněn aktivní účastí ve cvičeních, řádným vypracováním elaborátů a splněním podmínek případného kontrolního testu. Zkouška ověřuje znalosti získané na přednáškách i ve cvičeních, je písemná zahrnující test v e-learningu a může mít ústní část ověřující znalosti po písemné části.

Výuka ve cvičeních je povinná, kontrolu účasti provádí vyučující. Forma nahrazení výuky zameškané z vážných důvodů a ve zcela výjimečných případech je řešena individuálně s garantem předmětu.

Učební cíle

Poskytnout vědomosti pro praktickou i teoretickou, experimentální a vědeckou činnost v oblasti pohonných jednotek zejména pro motorová vozidla..


Studenti si osvojují jednotlivé pojmy z teorie pohonných jednotek, seznamují se se základními systémy pohonných jednotek, určením jejich charakteristických rozměrů a získávají znalosti o výpočtových modelech těchto systémů.

Základní literatura

CATON, J. A. An introduction to thermodynamic cycle simulations for internal combustion engines. Chichester, West Sussex: Wiley, [2015]. ISBN 978-111-9037-569. (EN)
ÇENGEL, Yunus A. a Michael A. BOLES. Thermodynamics an engineering approach. 8. New York: McGraw-Hill, 2015, 1115 s. ISBN 978-0-07-339817-4. (EN)
HIERETH, Hermann a P. H. W. PRENNINGER. Charging the internal combustion engine. New York: Springer, c2007. ISBN 978-3-211-33033-3. (EN)
INCROPERA, Frank, David DEWITT, Theodore BERGMAN a Adrienne LAVINE. Principles of heat and mass transfer. 7th ed., international student version. Singapore: John Wiley, c2013, xxiii, 1048 s. ISBN 978-0-470-64615-1. (EN)
TAYLOR, Charles Fayette. The internal-combustion engine in theory and practice. 2nd ed., rev. Cambridge, Mass.: M.I.T. Press, 1985. ISBN 978-0-262-20051-6. (EN)

Doporučená literatura

HIERETH, Hermann a P. H. W. PRENNINGER. Charging the internal combustion engine. New York: Springer, c2007. ISBN 978-3-211-33033-3. (EN)
KIRKPATRICK, Allan T. a Colin R. FERGUSON. Internal combustion engines: applied thermosciences. Third. United Kingdom: John Wiley, 2016. ISBN 978-1-118-53331-4. (EN)
MACEK, Jan. Spalovací motory. 2. vyd. V Praze: České vysoké učení technické, 2012. ISBN 978-80-01-05015-6. (CS)
STONE, Richard. Introduction to internal combustion engines. 4th ed. Basingstoke: Palgrave Macmillan, c2012. ISBN 978-0-230-57663-6. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-AAE-P magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program N-ADI-P magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D.

Osnova

  1. Historie vývoje a rozdělení pohonných jednotek. Základy termodynamiky pracovních plynových cyklů.
  2. Teorie tepelných plynových cyklů (ideální a teoretické).
  3. Cykly dvoudobých spalovacích motorů. Charakteristiky spalovacích motorů, měření a jejich využití. Přeměny energie, účinnosti pohonů. Mechanická účinnost.
  4. Paliva pro spalovací motory, spalování, termochemie. Vodík. Syntetická paliva.
  5. Indikace spalovacích motorů, měření parametrů pohonných jednotek. Typy pohonných jednotek
  6. Emise spalovacích motorů, teorie vzniku, měření, metody snižování emisí, emisní předpisy. Emise produkované automobilovou dopravou. 
  7. Přenost tepla a tepelný management. Reálné cykly spalovacích motorů. Modelování reálných cyklů spalovacích motorů.
  8. Regulace spalovacích motorů. Přeplňování spalovacích motorů.
  9. Modelování přeplňování spalovacích motorů.
  10. Výměna náplně válce. Teorie prodění plynů.
  11. Vnější a vnitřní příprava směsi zážehové motory.
  12. Vznětové motory příprava směsi.
  13. Teorie zapalování, mazání a chlazení motorů.

Laboratorní cvičení

20 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D.

Osnova

  1. Pravidla práce v laboratořích a měření spalovacích motorů. Bezpečnostní pravidla.
  2. Zkoušení spalovacích motorů.
  3. Měření na válcové zkušebně.
  4. Vnější otáčková charakteristika.
  5. Měření emisí.
  6. Indikace.
  7. Detonační spalování.
  8. Optimalizace bohatosti, předstihu zážehu.
  9. Emise měření.
  10. Mechanická a plnící účinnost.

Cvičení s počítačovou podporou

6 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D.

Osnova

  1. Základní výpočty cyklů spalovací motorů MATLAB.
  2. Seznámení s prostředím GT-SUITE a přístupem k 0D a 1D modelování
  3. Modelování reálných cyklů v prostředí GT-SUITE.