Výpočtové modelování dynamiky rotoru turbodmychadla s uložením na vzduchových ložiscích

František Kocman

​

Zahájení studia: 1. 9. 2022

​

Plánovaný konec studia: 31. 8. 2026

Předběžné téma disertační práce

Výpočtové modelování dynamiky rotoru turbodmychadla s uložením na vzduchových ložiscích

Téma

• Cíle práce
• Rešerše problematiky vzduchových ložisek
• Vytvoření metodiky návrhu vzduchových ložisek
• Tvorba softwaru pro jejich návrh

​

• Motivace
• Snížení ztrát uložení rotoru turbodmychadla
• Zjednodušení mazacího systému

​

Zdroje:

[1] Air Bearings for High-Power Turbomachinery. In: New Way Air Bearings - Frictionless Motion™ [online]. [cit. 2023-06-28]. Dostupné z: https://www.newwayairbearings.com/technology/technical-resources/new-way-techincal-reports/technical-report-6-air-bearings-for-high-power-turbomachinery/.

[2] LEHN, Andreas. Air foil thrust bearings: A thermo-elasto-hydrodynamic analysis. 2017. PhD Thesis. Technische Universitat Darmstadt.

​

[1]

[2]

3

http://http://automotiveengineering.online/

Vědecké otázky a pracovní hypotézy své disertační práce

• Vědecká otázka č.1
• Lze u hmotných rotorů zajistit dostatečnou únosnost a stabilitu prostřednictvím aerodynamických/aerostatických ložisek
• Vědecká otázka č.2
• Lze provádět optimalizace celé soustavy, tj. rotoru s ložisky

4

http://http://automotiveengineering.online/

Jaký bude přínos tzv. bílé místo DP

Přínos práce

• Metodika pro návrh uložení rotorů na vzduchových ložiscích se zajištěním vysoké únosnosti, nízkého opotřebení a vysoké stability
• Aplikace na rotory elektrických kompresorů nebo hybridních turbodmychadel pro palivové články (FCEV)
• Spolupráce s PBS Turbo a MAN Energy Solutions

​

5

http://http://automotiveengineering.online/

Aktualizovaný plán studia

Časový plán studia

• Všechny zkoušky byly úspěšně složeny 6.2.2024
• Pojednání ke Státní doktorské zkoušce bude odevzdáno do srpna 2024
• Zahraniční stáž prozatím není plánována
• Odeslání článku do redakce bude v průběhu června 2024
• Disertační práce bude odevzdána v zimním semestru roku 2026

​

​

​

​

​

7

http://http://automotiveengineering.online/

Publikace

Seznam publikací

Vydané publikace

• NOVOTNÝ, P.; KUDLÁČEK, P.; VACULA, J.; KOCMAN, F. Innovative approach to reduce friction losses in turbocharger journal bearings. Scientific Proceeding KOKA 2023. 70. Brno: Brno University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, 2023. s. 20-20. ISBN: 978-80-214-6164-2.
• KUDLÁČEK, P.; NOVOTNÝ, P.; VACULA, J.; KOCMAN, F. Investigating the Effect of Rotor Design Changes on Mechanical Losses Due to Rotor-Fluid Interaction. Journal of Mechanical Engineering - Strojnícky časopis, 2022, roč. 72, č. 03, s. 71-80. ISSN: 2450-5471.

Plán

• Konference – KOKA 2024
• Konference – Sustainable Mobility and Transportation Symposium 2024
• Podání publikace – „On the effectiveness of optimization algorithms for hydrodynamic lubrication problems“

​

​

​

​

​

​

9

http://http://automotiveengineering.online/

Zapojení do projektů a výuky

Seznam projektů

Aktuální zapojení

• Národní plán obnovy pro oblast vysokých škol, NPO_VUT_MSMT-16609/2022
• Úsporná ložiska pro vysokorychlostní turbodmychadla TK04020289
• NCK BOVENAC - FACME TN02000054

​

​

11

http://http://automotiveengineering.online/

Zapojení do výuky

• Zapojení do výuky předmětů
• Vibrace a hluk vozidel – výuka ve cvičení
• Multifyzikální simulace v automobilovém průmyslu – příprava podkladů
• Simulace v automobilovém průmyslu – příprava podkladů
• Zapojení do vedení závěrečných prací
• 1 bakalářské práce
• Tvorba oponentských posudků závěrečných prací
• 1 bakalářské práce
• 2 diplomové práce

12

http://http://automotiveengineering.online/

Děkuji za pozornost

Vysoké učení technické v Brně

Fakulta strojního inženýrství

Ústav automobilního a dopravního inženýrství

Technická 2

616 69 Brno

Česká republika