Přístupnostní navigace
E-application
Search Search Close
Master's Thesis
Author of thesis: Bc. Jakub Kolínek
Acad. year: 2025/2026
Supervisor: Ing. Martin Valena, Ph.D.
Reviewer: doc. Ing. Michal Hajžman, Ph.D.
This thesis deals with the development of an airless lubrication unit designed primarily for wheel flange lubrication of tram vehicles. Trams generally do not have a central compressed air distribution system, and installing a compressor solely for lubrication purposes is structurally disadvantageous in the limited space of the bogie. The airless concept, which doses lubricant electromechanically directly in the lubrication head, eliminates this dependency. The development of the unit proceeded in three phases, the first two of which involved experimental testing on functional prototypes. The first prototype (Gfunk1) verified the basic dosing principle and enabled determination of the operational working window as a function of lubricant temperature and nozzle geometry. The second prototype (Gfunk2) extended the functionality by incorporating a solenoid flow splitter, which allows independent switching between the left and right nozzle for application to the inner and outer side of the wheel flange. Experimental measurements demonstrated repeatable dosing in the range of 5 to 50 mm³ with a minimum interval of 0.15 s between applications, establishing the prerequisites for integration with intelligent control systems. In parallel, two methods of nozzle clogging detection were tested on both prototypes. Detection of piston stroke via an inductive sensor was evaluated as suitable for real-world deployment; the pressure-based method confirmed the physical principle, however the diaphragm sensors tested were not suited for operation in a railway vehicle bogie. The outcome of the design phase is a virtual model of the lubrication head Gfunk3, developed as a detailed 3D CAD model. The design is modular, features a heating system ensuring stable lubricant operating temperature, and incorporates integrated inductive feedback. The unit is ready for production upon confirmation of the mounting dimensions for a specific vehicle and allows future connection to intelligent on-board vehicle control systems.
lubrication unit, wheel flange lubrication, on-board lubrication, airless system, feedback control.
Date of defence
17.06.2026
Result of the defence
Defended (thesis was successfully defended)
Grading
A
Process of defence
Student prezentoval výsledky své závěrečné práce a zodpověděl následující otázky oponenta: Otázka č. 1: Umožňuje navržený koncept Gfunk3 měnit objem jednotlivé dávky dynamicky za jízdy pomocí elektronického řízení, nebo je tato změna možná pouze staticky, mechanickým zásahem na hlavě? Pokud platí druhá varianta, jak byste mechanismus upravil, aby byl systém schopen měnit objem dávky plně elektronicky a kontinuálně? - ZODPOVĚZENO; Otázka č. 2: Experimentální ověření funkčních vzorků Gfunk1 a Gfunk2 probíhalo na statickém testovacím zařízení. Vzhledem k tomu, že u airless jednotky chybí nosný proud stlačeného vzduchu, který by paprsek stabilizoval, jakým způsobem byste v návrhu zohlednil vliv aerodynamického odporu obtékajícího vzduchu při provozních rychlostech (např. kolem 50 km/h)? - ZODPOVĚZENO; Otázka č. 3: Vzhledem k extrémnímu dynamickému namáhání na podvozku vozidla podle normy ČSN EN 61373-2, které uzly či komponenty Vašeho finálního konstrukčního návrhu Gfunk3 hodnotíte jako nejvíce kritické z hlediska únavy materiálu nebo vibrací, a jaké konkrétní kroky budou muset následovat pro jejich úspěšnou certifikaci do reálného provozu? - ZODPOVĚZENO; doc. Koutný: Nezáleží dávkování na rychlosti pohybu vozidla? Počítal jste s tím při návrhu? - ZODPOVĚZENO; prof. Hutař: Jak to pozná, kdy to má mazat? - ZODPOVĚZENO; doc. Mazůrek: Chytá v případě tramvají okolek kola axiální síly při průjezdu obloukem? - ZODPOVĚZENO; doc. Mazůrek: Skutečně se maže vnitřní i vnější strana kola? - ZODPOVĚZENO; doc. Mazůrek: Když jste posuzoval koncepce, jeden se vyznačoval značnou jednoduchostí. Popište ho prosím podrobněji. - ZODPOVĚZENO; doc. Mazůrek: V rešerši takový koncept oporu měl? - ZODPOVĚZENO; prof. Hartl: Jaký je tam prostor pro řízení (snížení) množství dávkovaného maziva z hlediska ekologie? - ČÁSTEČNĚ ZODPOVĚZENO; doc. Koutný: Co byste na zařízení upravil z pohledu sériové/hromadné výroby? - ZODPOVĚZENO;
Language of thesis
Czech
Faculty
Fakulta strojního inženýrství
Department
Institute of Machine and Industrial Design
Study programme
Mechanical Engineering Design (N-KSI-P)
Composition of Committee
prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (předseda) doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D. (místopředseda) doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (člen) doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D. (člen) doc. Ing. Michal Hajžman, Ph.D. (člen) prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D. (člen) Ing. Jan Čermák, Ph.D., MBA (člen)
Supervisor’s reportIng. Martin Valena, Ph.D.
Grade proposed by supervisor: B
Reviewer’s reportdoc. Ing. Michal Hajžman, Ph.D.
Grade proposed by reviewer: A
Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová