Diplomová práce pana Bc. Jonáše Kožucha se zabývá tvorbou simulačního modelu nákladního automobilu se spalovacím motorem využívajícím vodík jako palivo. Práce má výpočtový a simulační charakter a jejím hlavním cílem bylo vytvoření modelu vodíkového spalovacího motoru a následně modelu celého nákladního vozidla v prostředí GT-SUITE pro simulace jízdních cyklů.

Práce je zpracována v rozsahu 94 stran a je rozdělena na rešeršní a praktickou část. Rešeršní část se věnuje vodíku jako palivu, jeho výrobě, skladování, vlastnostem hoření, možnostem využití ve spalovacích motorech, emisím oxidů dusíku a současným vodíkovým motorům pro nákladní vozidla. Tuto část hodnotím jako rozsáhlou a věcnou, i když místy až příliš širokou.

Hlavní přínos práce spočívá ve vytvoření 1D simulačního modelu vodíkového spalovacího motoru. Jako referenční pohonná jednotka byl zvolen motor MAN H45, který představuje jednu z aktuálních technologií v oblasti vodíkových spalovacích motorů pro těžká nákladní vozidla. Vzhledem k omezené dostupnosti detailních konstrukčních dat musel student řadu parametrů modelu odhadnout, ladit nebo optimalizovat.

Pozitivně hodnotím zejména skutečnost, že se studentovi podařilo dosáhnout velmi dobré shody vnější otáčkové charakteristiky s referenčním motorem. Odchylka průběhu točivého momentu byla ve většině otáčkových bodů udržena do 5 %, s výjimkou nejnižších otáček.

Student správně diskutuje, že vodíkový motor může při vhodném nastavení dosahovat účinnosti srovnatelné se vznětovými motory. Zároveň upozorňuje na limitní oblasti modelu, zejména na výskyt vyšších špiček maximálního tlaku v některých pracovních bodech.

V další části byl vytvořen model celého nákladního automobilu pro simulace jízdních cyklů. Významným omezením je však skutečnost, že výsledné hodnoty spotřeby jsou výrazně vyšší než údaje výrobce. Tento výsledek ukazuje, že vozidlový model by pro přesnější predikci spotřeby vyžadoval další kalibraci, zejména v oblasti řízení, převodového ústrojí, odporových sil, přechodových stavů a účinnostních map motoru.

Mezi hlavní nedostatky práce tedy řadím především omezenou dostupnost vstupních parametrů referenčního motoru, nutnost odhadu a optimalizace řady hodnot, absenci experimentální validace modelu a nepřesnou predikci spotřeby v jízdních cyklech. Tyto nedostatky však nepovažuji za zásadní nesplnění zadání, protože student dané limity v práci popisuje a výsledky interpretuje přiměřeně.

Student při zpracování práce prokázal schopnost samostatně řešit náročnou simulační úlohu, pracovat s prostředím GT-SUITE, interpretovat výsledky a kriticky diskutovat limity vytvořeného modelu. Cíle práce byly splněny v plném rozsahu. Přes uvedené nedostatky hodnotím práci jako velmi dobrou a doporučuji ji k obhajobě s celkovým hodnocením A / výborně.

Diplomová práce Bc. Jonáše Kožucha s názvem „Model nákladního automobilu spalujícího vodík“ se zabývá aktuální problematikou využití vodíku jako paliva pro spalovací motor těžkého nákladního vozidla. Práce je výpočtového a simulačního charakteru a jejím hlavním cílem bylo vytvořit v prostředí GT-Suite model vodíkového spalovacího motoru a následně jej využít v modelu nákladního automobilu pro simulaci jízdních cyklů.

Rešeršní část poměrně široce popisuje vodík jako palivo, jeho výrobu a skladování, vlastnosti spalování, použití ve spalovacích motorech a problematiku emisí NOx. Rešerše je rozsáhlá a opírá se o relevantní zdroje, místy je však příliš obecná. Část věnovaná výrobě a skladování vodíku je vzhledem k hlavnímu simulačnímu cíli práce poměrně široká, zatímco hlubší kritické porovnání konstrukčních a regulačních přístupů u těžkých vodíkových motorů mohlo být podrobnější.

Za hlavní přínos práce lze považovat sestavení simulačního modelu vodíkového motoru v prostředí GT-Suite a jeho propojení s modelem nákladního vozidla. Autor zvolil jako referenční jednotku motor MAN H45 a snažil se model naladit tak, aby se přiblížil dostupné vnější charakteristice motoru. Vzhledem k omezenému množství veřejně dostupných parametrů bylo nutné řadu vstupních údajů odhadovat, převzít z ukázkových modelů GT-Suite nebo je ladit optimalizačně. Tento postup je pochopitelný, zároveň však omezuje věrohodnost výsledků.

Zásadním problémem je nedostatek informací a dat o provozu motoru v částečném zatížení a v přechodových režimech. Student se s tímto omezením vyrovnal nejlépe, jak dostupná data umožňovala. V případě získání kvalitnějších validačních dat by bylo možné jeho postup dále využít a model zpřesnit.

Problematickou oblastí je vyhodnocení klepání, maximálních tlaků a teplot. Práce uvádí hodnoty knock indexu odpovídající klepání, ale současně konstatuje, že bez reálných dat nelze rozhodnout, zda by k tomuto jevu docházelo i ve skutečném motoru. Maximální tlaky ve válci výrazně převyšují uváděné hodnoty referenčního vodíkového motoru. Předpoklad, že konstrukce vycházející ze vznětového motoru by tyto tlaky mohla snést, by vyžadoval hlubší mechanické a konstrukční posouzení. Testované vstřikování vody navíc riziko klepání zcela neodstranilo.

Hlavní slabinou práce je vozidlová část modelu. Model dokázal sledovat rychlostní profily vybraných cyklů, avšak vypočtená spotřeba vodíku je velmi vysoká a výrazně neodpovídá hodnotám uváděným výrobcem. Například u cyklu CHTC-HT je uvedena spotřeba 56,3 kg/100 km, což by při kapacitě nádrže 56 kg znamenalo dojezd pouze mírně přes 100 km. Autor tento rozpor konstatuje, ale příčiny nejsou analyzovány dostatečně do hloubky. Není zřejmé, zda problém vzniká v motorové mapě, převodu spotřeby, hmotnosti a odporových parametrech vozidla, strategii převodovky, nastavení řidiče, aerodynamickém nebo valivém odporu, numerickém řešení nebo metodice převodu dat z detailního motorového modelu do vozidlového modelu.

WLTP je cyklus určený pro lehká vozidla a jeho použití pro těžký tahač má pouze orientační význam. Přestože autor následně využívá i cykly vhodnější pro těžká vozidla, v práci chybí jasnější vazba na evropskou metodiku hodnocení těžkých nákladních vozidel, zejména na VECTO a nařízení Komise (EU) 2017/2400, případně na jiné vhodné homologační nebo certifikační postupy. Práce měla více rozlišit mezi cykly pro ověření funkčnosti modelu, emisními cykly motoru a metodami pro hodnocení spotřeby a CO2 u těžkých vozidel.

Formální úroveň práce je celkově přijatelná. Text je přehledně členěný a graficky zpracovaný na dobré úrovni. Vyskytují se však dílčí jazykové, stylistické a formální nedostatky, například překlepy, nejednotné názvy podkapitol a nepřesnosti v seznamu zkratek. U části zdrojů je uvedeno „Autor nenalezený“ nebo „Nenalezený vydavatel“, což u diplomové práce nepůsobí profesionálně. Podle ISO 690 je v takovém případě vhodnější autora vynechat a začít záznam názvem nebo institucí. Pozitivně hodnotím transparentní uvedení využití nástrojů generativní umělé inteligence.

Cíle práce lze považovat za splněné. Autor vytvořil model motoru, model vozidla a provedl simulace jízdních cyklů. Vypovídací hodnota výsledků je však významně omezena především nereálnými hodnotami spotřeby vozidla a nedostatečnou validací dílčích částí modelu. Práce má přesto praktický význam jako první koncepční model a jako základ pro další zpřesňování. Práci doporučuji k obhajobě. Topics for thesis defence:

1. V motorovém modelu se objevují vysoké hodnoty maximálního tlaku a současně nenulový knock index. Jaké konstrukční nebo regulační opatření byste zvolil pro omezení klepání a maximálních tlaků při zachování požadovaného točivého momentu?
2. Ve vozidlové části práce vychází spotřeba vodíku v jízdních cyklech několikanásobně vyšší než údaj výrobce. Které tři parametry modelu považujete za nejpravděpodobnější příčinu tohoto rozdílu a jak byste model systematicky kalibroval?
3. Jaký zkušební nebo výpočtový postup by byl podle vás vhodnější než WLTP pro posuzování spotřeby a emisí těžkého nákladního vozidla. Šlo by využít VECTO, tedy výpočtový nástroj, homologační kalkulačku. Co říká nařízení Komise (EU) 2017/2400 ?