Bachelor's Thesis

Conceptual design of a universal car lift

Final Thesis 2.46 MB Appendix 2.82 MB

Author of thesis: Jiří Vodička

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Lukáš Zeizinger, Ph.D.

Reviewer: Ing. Michael Böhm, Ph.D.

Abstract:

This bachelor’s thesis deals with the conceptual design of a hydraulic jack for passenger cars.
The design focuses on achieving a low overall height, sufficient stroke length, and safe load
transfer when lifting a vehicle. The introductory section describes the basic principles of
hydraulic jacks, their structural layout, and the functions of their main components. It also
evaluates selected parameters of passenger cars operated in the Czech Republic, particularly
ground clearance, dimensional characteristics, weight, and center of gravity. These data serve
as input values for the kinematic and force analysis of the proposed mechanism. The design
solution utilizes a hydraulic cylinder in combination with a lever mechanism that allows
switching between low and high lift modes. The bachelor’s thesis includes the design of the
main structural components, strength calculations for selected components, a buckling
stability check of the piston, and a numerical strength analysis of the arm. The result is
a conceptual design of a hydraulic jack intended for a wide range of passenger cars, which
meets the requirements for functionality, load-bearing capacity, and operational safety.

Keywords:

hydraulic jack, car lifting, lever mechanism, conceptual design, hydraulic cylinder, short
stroke, long stroke, kinematic analysis, force analysis, strength analysis

Date of defence

11.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student prezentoval svou závěrečnou práci a odpověděl na otázky vedoucího i oponenta. Dále odpovídal na dotazy členů zkušební komise a to následovně: Nosnost zvedáku a úvaha těžiště auta. - Odpověděl Určení polohy a rozsahu napěťových extrémů. Jsou dosažené napětí skutečné? - Odpověděl Je bezpečnostní koeficient 1,34 skutečně dostatečný? - Odpověděl

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Engineering (B-STR-P)

Specialization

Machine and Equipment Construction (SSZ)

Composition of Committee

doc. Ing. Miroslav Škopán, CSc. (předseda)
Ing. Lukáš Zeizinger, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Hloska, Ph.D. (člen)
Ing. David Hloušek, Ph.D. (člen)
prof. Štefan Čorňák, Dr. (místopředseda)

Supervisor’s report
Ing. Lukáš Zeizinger, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se zabývá koncepčním návrhem univerzálního hydraulického zvedáku pro osobní automobily. Řešené téma je konstrukčně zajímavé, protože kombinuje požadavky na nízkou konstrukční výšku, dostatečný rozsah zdvihu, stabilitu, únosnost a bezpečnost při manipulaci s vozidlem. Pozitivně hodnotím zejména vlastní konstrukční přístup studenta, návrh pákového mechanismu s hydraulickou panenkou a možnost přestavení mezi režimem nízkého a vysokého zdvihu. Práce obsahuje rešeršní část, kinematický a silový rozbor, návrh vybraných komponent, pevnostní výpočty a numerickou analýzu ramene v prostředí Ansys.

Za silnou stránku práce lze považovat propojení analytických výpočtů, CAD modelu a numerického ověření do jednoho konstrukčního návrhu. Student prokázal schopnost samostatně vytvořit funkční koncepci zařízení, pracovat s dostupnými komponenty a provést základní technické posouzení hlavních částí. Přínosná je rovněž snaha o zohlednění parametrů reálných osobních automobilů, zejména hmotnosti, světlé výšky a přibližné polohy těžiště. Práce je logicky členěná, graficky přehledná a má odpovídající rozsah pro bakalářskou práci.

Dílčí výhrady lze směřovat především k malým návrhovým rezervám u bezpečnostně významných částí jako jsou čepy pístu. Podrobněji mohly být řešeny také stabilita celého zvedáku, šroubové a svarové spoje. Tyto nedostatky však vzhledem ke koncepčnímu charakteru bakalářské práce nepovažuji za zásadní překážku. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení B – velmi dobře.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací C
Samostatnost studenta při zpracování tématu B

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Michael Böhm, Ph.D.

Bakalářská práce pana Jiřího Vodičky se zabývá koncepčním návrhem univerzálního hydraulického zvedáku pro automobily.

Práce je zpracována v nadstandardním rozsahu a je členěna logicky. Obsahuje rešeršní část věnovanou hydraulickým zvedákům a jejich komponentám, dále část věnovanou parametrům osobních vozidel, kinematickému a silovému rozboru, návrhu konstrukčních komponent, pevnostním výpočtům a numerické pevnostní analýze ramene v programu Ansys.

Kladně hodnotím snahu autora navrhnout vlastní koncepční řešení zvedáku se dvěma provozními režimy, tedy režimem nízkého a vysokého zdvihu. Autor se snaží vycházet z parametrů běžně provozovaných automobilů v České republice a na základě těchto údajů stanovuje vstupní hodnoty pro návrh mechanismu.

Za zásadní nedostatek považuji nedostatečné prokázání bezpečnosti navrženého zařízení. Zvolená hydraulická panenka má velmi malou rezervu vůči vypočtené síle a u čepu pístu je vypočtena bezpečnost na střih pouze přibližně 1,10, což je pro zařízení určené ke zvedání automobilu velmi nízká hodnota. K tomuto bude se váže otázka oponenta.

Problematická je také skutečnost, že autor navrhuje úpravu komerční hydraulické panenky, konkrétně nahrazení původního pístu plným pístem s otvorem pro čep. Tato úprava je konstrukčně zásadní, ale není dostatečně posouzena z hlediska vlivu na funkci hydraulického válce.

Numerická analýza ramene ukazuje vysoké napětí v oblasti drážek pro vedení čepu pístu. Autor tento problém řeší použitím vysokopevnostní oceli S890QL, avšak je poměrně zmatečné, že autor uvádí volbu materiálu, až jako následek simulace, nějaký materiál už však do simulace musel vstupovat. Je zde tedy logický nesoulad, případně špatná textová provázanost.

Části týkající se podvozkové částí jsou velmi stroze okomentovány a obecné posouzení, že například "držák musí mít dostatečnou tloušťku" je nedostačující.

Z formálního hlediska je práce zpracována poměrně přehledně. Grafická úroveň je dobrá a práce obsahuje řadu vlastních obrázků, schémat a výstupů z modelování. Práce s literaturou je rozsáhlá, avšak značnou část zdrojů tvoří webové stránky, e-shopy, blogové články a obecné informační zdroje. Použití generativní AI je transparentně uvedeno a nepovažuji jej za důvod ke snížení hodnocení.

Celkově lze konstatovat, že práce formálně splňuje body zadání a obsahuje vlastní konstrukční návrh. Odborně však návrh není dostatečně dotažený a bezpečnostní posouzení je neúplné.

Na základě výše uvedeným připomínek práci doporučuji k obhajobě s celkovým hodnocením C / dobře.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii D
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací C
Topics for thesis defence:
  1. Jaký návrhový součinitel bezpečnosti by měl být podle Vás použit u zařízení určeného ke zvedání automobilu a jak by jeho zavedení ovlivnilo návrh čepu pístu? Myslíte, že Vámi vypočtená hodnota je adekvátní?
  2. Jakým způsobem byste ověřil stabilitu zvedáku jako celku při zvedání vozidla na nerovném nebo mírně šikmém podkladu?

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová