Master's Thesis

Effect of tyre hardness on driving dynamics of passenger vehicles

Final Thesis 3 MB Appendix 2 MB

Author of thesis: Bc. Jiří Gorčík

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. et Ing. Bc. Martin Bilík, Ph.D.

Reviewer: Ing. David Jelínek

Abstract:

This master’s thesis deals with the effect of tyre hardness on the driving dynamics of passenger vehicles. The theoretical part summarizes tyre construction, rubber material composition, viscoelastic behaviour, Shore A hardness measurement and changes in tyre properties caused by ageing and temperature. The practical part focuses on measuring the hardness of selected tyres and verifying its influence on vehicle braking performance. Driving tests were carried out using two sets of tyres with different hardness values during braking with the ABS system active and inactive. The results showed that, when braking with ABS, the differences between the tested tyres were small, whereas without active ABS the influence of hardness became more significant. The softer tyre set achieved a shorter average braking distance and higher deceleration than the harder set. The thesis confirms that tyre hardness is one of the factors affecting vehicle driving dynamics.

Keywords:

Tyre hardness, Shore A, driving dynamics, braking distance, tyre ageing

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných členů komise: 1. Jak by se dalo na uvedený výzkum navázat? 2. Jaké staří pneumatik považujete za nevhodné pro provoz? 3. Proč je průběh měření opačný při malých rychlostech? Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm A

Topics for thesis defence

  1. Popište fyzikální podstatu a limity současného přenosu podélných a příčných sil v kontaktní stopě pneumatiky s vozovkou.
  2. Jakou jízdní zkouškou by bylo možné změřit/vyhodnotit přenos podélných a příčných sil?

Language of thesis

Czech

Faculty

Ústav soudního inženýrství

Department

Department of Expertise in Mechanical Engineering, Analysis of Traffic Accidents and Vehicle Assessment

Study programme

Expert Engineering in Traffic (NMSP-EID)

Composition of Committee

doc. Ing. Bc. Marek Semela, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Robert Kledus, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Albert Bradáč, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Maxera, Ph.D. (člen)
Ing. et Ing. Bc. Martin Bilík, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Vintr, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. et Ing. Bc. Martin Bilík, Ph.D.

Jiří Gorčík prokázal schopnost samostatně řešit zadaný problém, navrhovat a realizovat experimentální měření a následně formulovat odborně podložené závěry, které lze považovat za dále využitelné v praxi. Předloženou diplomovou práci doporučuji k obhajobě s hodnocením A – výborně.
Evaluation criteria Verbal classification Grade
Splnění cíle a rozsahu zadání Jiří Gorčík splnil všechny cíle stanovené v zadání diplomové práce. Byla provedena rešerše problematiky, měření tvrdosti rozsáhlého souboru pneumatik i experimentální ověření vlivu rozdílné tvrdosti na brzdné vlastnosti vozidla. A
Úroveň zpracování teoretické části tj. poznatky získané studiem Teoretická část předožené práce je zpracována systematicky a poskytuje ucelený přehled problematiky konstrukce pneumatik, vlastností pryžových směsí, jejich stárnutí a předpokládaného vlivu na jízdní dynamiku vozidel. Diplomant prokázal schopnost samostatně pracovat s odbornou literaturou a jednotlivé poznatky vhodně vztahovat k řešenému tématu. A
Úroveň zpracování analytické části tj. zpracování podkladů a vstupních dat, použité metody Analytická část je založena na vlastním experimentálním měření a obsahuje jak měření tvrdosti pneumatik, tak i jízdní zkoušky za definovaných podmínek. Použité metody jsou vhodně zvoleny, řádně zdůvodněny a umožňují dosažení stanovených cílů práce. A
Odborná úroveň diplomové práce Práce je zpracována na velmi dobré odborné úrovni a propojuje poznatky z oblasti konstrukce pneumatik a jízdní dynamiky vozidel. Diplomant prokázal schopnost samostatně řešit technický problém a kriticky vyhodnocovat získané výsledky. A
Přínos pro praktické i teoretické využití Výsledky práce mají přímý přínos pro znaleckou a technickou praxi, zejména při posuzování technického stavu pneumatik a jejich vlivu na brzdné vlastnosti vozidel. Uvedené poznatky o souvislosti mezi tvrdostí pneumatik a jízdní dynamikou mohou být podkladem pro další výzkum. A
Práce s literaturou (citace), přehled literatury dle normy ČSN ISO 690 a 690-2 Pro vypracování bylo použioto domácích i zahraničních odborných zdrojů včetně vědeckých článků, technických norem a odborných publikací. Citace jsou v textu uváděny konzistentně a seznam použité literatury odpovídá požadavkům příslušných citačních norem. A
Formální uspořádání a úprava (text, grafy, tabulky) a odborná jazyková úroveň Práce je po formální stránce zpracována velmi pečlivě. Text je přehledný, vhodně doplněný obrázky, grafy a tabulkami, které podporují interpretaci výsledků, přičemž jazyková a stylistická úroveň odpovídá požadavkům kladeným na diplomovou práci. A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. David Jelínek

Předložená diplomová práce po odborné, metodické i formální stránce dosahuje vysoké úrovně. Autor splnil všechny stanovené cíle práce, prokázal schopnost samostatně řešit zadaný problém a vhodně využít poznatky získané studiem odborné literatury i vlastním experimentálním výzkumem. Výsledky práce jsou přínosné jak z teoretického, tak z praktického hlediska. Uvedené dílčí připomínky představují pouze drobné nedostatky, které nesnižují celkově velmi vysokou kvalitu práce. Diplomovou práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji jako výbornou.
Evaluation criteria Verbal classification Grade
Úplnost vypracování Ačkoliv rozsah zadání diplomové práce lze označit za "náročný", student všechny části zadání splnil. Dokonce uvedl výsledky měření i nad rámec zadání ve formě doplňkového a orientačního měření, včetně jeho vyhodnocení. Kritérium úplnosti zpracování tak lze hodnotit jako výborné. A
Zvolený přístup k řešení cíle diplomové práce Student zvolil vhodný přístup pro řešení cílů diplomové práce. Jak měření stavu pneumatik, tak měření jízdní dynamiky bylo v textu práce podrobně popsáno. Pro měření jízdní dynamiky mohla sice být využita více než jen jedna metoda spočívající v měření brzdného zpomalení v přímém směru, ale s ohledem na rozsah práce lze i tento přístup označit za dostatečný. Zvolený přístup tak lze hodnotit jako výborný. A
Úroveň zpracování diplomové práce tj. originalita řešení, způsob zpracování podkladů, vstupních dat, použité metody Student zpracoval rozsáhlou a kvalitní rešerši vycházející z aktuálních zahraničních odborných zdrojů, čímž prokázal dobrou orientaci v řešené problematice. Praktická část je zpracována systematicky a přehledně, přičemž použité metody jsou vhodně zvolené a jejich aplikace je dostatečně popsána. Z hlediska originality se práce opírá převážně o konvenční a běžně používané metodické postupy, které však autor využívá korektně a účelně. Úroveň zpracování tak lze hodnotit jako velmi dobré. B
Obtížnost a správnost řešení Obtížnost diplomové práce lze spatřovat především v rozsáhlém zadání, kdy student kromě provedení a vyhodnocení jízdních zkoušek měl za úkol stanovení přehledu stavu pneumatik v závislost na jejich stáří. Navíc student zmapoval další vlivy na stav pneumatik, zejména pak teplotu pneumatik při měření tvrdosti. Popsané výstupy z naměřených dat jsou správně interpretovány a korespondují se zjištěním uvedeným ve světové literatuře. Obtížnost a správnost řešení tak lze hodnotit jako výborné. A
Přínos pro praktické i teoretické využití Zjištění provedená studentem v rámci vypracování své diplomové práce lze v praxi velmi dobře využít jak pro zvýšení bezpečnosti silničního provozu, tak i pro znaleckou činnost. Současně přehled závislostí stavu pneumatik na okolní podmínky a jejich stáří lze využít pro materiálové inženýrství. Přínos práce tak lze hodnotit jako výborný. A
Odborná jazyková úroveň Odborná jazyková úroveň práce je na dobré úrovni. Autor používá odbornou terminologii převážně správně a text působí odborně i srozumitelně. V některých částech se však objevují dílčí pojmové nepřesnosti či nejednotnosti v terminologii, například při rozlišování pojmů úhel skluzu a směrová úchylka nebo adheze a tření. Tyto nedostatky jsou však častým problémem způsobeným odlišnou terminologií využívanou v odborné literatuře a výrazněji nesnižují celkově dobrou odbornou jazykovou úroveň práce. Odbornou jazykovou úroveň tak lze hodnotit jako velmi dobrou. B
Písemná a grafická úprava tj. text, grafy, tabulky Text diplomové práce je dobře strukturovaný, přehledný a logicky uspořádaný. Grafy, obrázky a tabulky jsou správně popsány a je na ně v textu vhodně odkazováno. Vytknout lze místy se opakující fráze, zejména v kap. 5.2, které snižují koncentraci čtenáře na podstatné výstupy. Písemnou a grafickou úpravu tak lze hodnotit jako velmi dobrou. B
Topics for thesis defence:
  1. Jakou jízdní zkouškou by bylo možné změřit/vyhodnotit přenos podélných a příčných sil?
  2. Popište fyzikální podstatu a limity současného přenosu podélných a příčných sil v kontaktní stopě pneumatiky s vozovkou.

Grade proposed by reviewer: A

File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 224,58 kB

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová