Bachelor's Thesis

Cooling of transmissions

Final Thesis 7.71 MB

Author of thesis: Michal Blaha

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Kamil Řehák, Ph.D.

Reviewer: Ing. Aleš Prokop, Ph.D.

Abstract:

This bachelor’s thesis deals with the numerical evaluation of transmission oil flow in the
gearbox system of the Škoda Enyaq electric vehicle. Proper oil distribution inside the
gearbox housing is important not only for the lubrication of gears and bearings, but also for
heat dissipation from thermally loaded gearbox components. Insufficient oil supply to
functional areas or limited contact between the oil and the inner surface of the housing may
negatively affect the operational reliability, service life, and efficiency of the gearbox system.
The oil flow was evaluated using Particleworks software, which is based on the particle
based MPS method (Moving Particle Simulation). The simulations were carried out for
several operating conditions corresponding to different vehicle speeds and driving directions.
The evaluation focused primarily on the amount of oil delivered through lubrication channels
to the bearing regions, the wetting of the inner surface of the gearbox housing, and the
magnitude of hydrodynamic losses generated by the rotation of gears in the oil bath. The
thesis also included a sensitivity analysis of particle size, based on which the computational
resolution was selected with respect to the quality of the results and the available
computational resources. The obtained results make it possible to compare the influence of
individual operating modes on the character of oil flow, the oil supply to bearing regions, the
wetting of the gearbox housing, and the magnitude of loss torques. The conclusions of this
thesis expand the knowledge applicable to the further development and assessment of electric
vehicle transmission systems.

Keywords:

gearbox cooling, electric vehicle, transmission oil, oil flow, hydrodynamic losses, Particleworks

Date of defence

10.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student seznámil zkušební komisi s průběhem a výsledky své závěrečné práce. Následně zodpověděl otázky oponenta: 1. Z jakého důvodu jste předmětnou část závěrečné práce již na počátku zacílil na převodová ústrojí elektromobilů? 2. V práci hodnotíte průtok oleje v mazacích kanálkách. Jakým způsobem by bylo možné stanovit dostatečnou/vyhovující hodnotu tohoto parametru? 3. Prosím o zhodnocení dosažených výsledků jednotlivých simlovaných provozních stavů s ohledem na jejich pravděpodobnou četnost výskytu v reálném provozu vozidla a na vliv okolních podmínek. Který ze simulovaných stavů považujete z hlediska chlazení a mazání převodového ústrojí za nejkritičtější a proč? Dále odpovídal na otázky členů komise: 1. Jak byste dokázal ověřit správnost provedených simulací? (zodpovězeno) 2. Jaké parametry byste při validaci výpočtů u reálného převodového ústrojí sledoval? (zodpovězeno) 3. Dohledal jste nějaké články, kde byly výpočty v použitém softwaru validovány? (zodpovězeno) 4. Je minimalizace potřebného oleje správný přístup? (zodpovězeno) 5. Dalo by se na základě vašich simulací stanovit ovlivnění použitého oleje? (zodpovězeno) 6. Pro jaké zátěže jsou ve vaší práci stanoveny ztrátové výkony? (zodpovězeno) 7. Jaké režimy vyšly jako kritické? (zodpovězeno)

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Engineering (B-STR-P)

Specialization

Machine and Equipment Construction (SSZ)

Composition of Committee

doc. Ing. Zdeněk Kaplan, CSc. (předseda)
Ing. Kamil Řehák, Ph.D. (místopředseda)
Ing. David Svída, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Fojtášek, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Janoušek, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Kamil Řehák, Ph.D.

Bakalářská práce pana Blahy se zabývá chlazením převodových ústrojí se zaměřením na simulace proudění oleje v převodovém ústrojí. Student za účelem zpracování bakalářské práce využil software ParticleWorks, který si osvojil samostudiem. Student ke zpracování závěrečné práce přistupoval zodpovědně a pravidelně se účastnil konzultací, a to v celém průběhu zpracování. Na konzultace byl vždy připraven a konzultace tak mohla probíhat formou diskuse. Díky tomu bylo možné vykonat úvodní studii i přes zvýšenou vytíženost licence nutné k výpočtům. Přístup studenta se odráží i v úrovni zpracování celé práce, kdy student jednotlivé kroky, které vykonal, vhodně popisuje. Studentovi byl poskytnut model převodového ústrojí z elektromobilu, kde si osvojil potřebné postupy pro tvorbu a nastavení výpočtového modelu včetně následné analýzy výsledků. Výsledky úvodní studie vhodně zpracoval pomocí grafů a obrázků z klíčových momentů. Práce tak tvoří vhodný vhled do dané problematiky, na kterou je možné dále navázat. Cíle práce byly splněny v celém rozsahu, práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Aleš Prokop, Ph.D.

Bakalářská práce pana Blahy se zabývá problematikou chlazení převodových ústrojí a je rozdělena na část rešeršní (35 stran) a praktickou (48 stran).
V úvodních kapitolách je práce již od počátku orientována na oblast elektromobility, což však není z názvu práce ani z formulovaných cílů zcela zřejmé. Vhodnější by bylo nejprve problematiku chlazení převodových ústrojí představit obecně a následně se specializovat na převodová ústrojí elektromobilů. Kapitola věnovaná převodovým ústrojím elektromobilů představuje spíše stručný přehled základních koncepcí, avšak pro další řešení práce nepředstavuje klíčovou část. Naopak kapitoly zabývající se vznikem tepla a chladicími koncepcemi již přímo souvisejí s řešenou problematikou a vytvářejí vhodný základ pro navazující část práce.
Významnou roli při chlazení převodových ústrojí hrají použité oleje, kterým je věnována samostatná kapitola. Vzhledem k významu této problematiky bych však očekával podrobnější rozbor fyzikálních vlastností olejů a jejich vlivu na mazání, odvod tepla a ztrátové mechanismy. Velmi pozitivně naopak hodnotím kapitolu zaměřenou na experimentální přístupy, zejména z pohledu zpracování informací získaných z odborných článků.
Stěžejní kapitoly zaměřené na numerické simulace jsou zpracovány na dobré odborné úrovni a tvoří základ pro následnou analýzu převodového ústrojí. Student vhodně popisuje princip částicové metody i tvorbu výpočtového modelu. Pozitivně hodnotím také provedenou citlivostní studii zaměřenou na velikost částic a snahu o interpretaci získaných výsledků. Současně je však nutné konstatovat, že se jedná pouze o úvodní citlivostní analýzu. Pro vyvození obecněji platných závěrů by bylo vhodné provést širší soubor simulací a podrobněji analyzovat vliv dalších parametrů modelu.
Práce je zpracována přehledně, obsahuje dostatečné množství obrázků a grafů a je psána čtivou formou bez významnějších jazykových či stylistických nedostatků.
Množství a relevanci zdrojů považuji za velmi dobrou, přičemž je dostatečně popsán i způsob využití AI.
Práci doporučuji ji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. 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 B
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. V práci hodnotíte průtok oleje v mazacích kanálkách. Jakým způsobem by bylo možné stanovit dostatečnou/vyhovující hodnotu tohoto parametru?
  2. Prosím o zhodnocení dosažených výsledků jednotlivých simulovaných provozních stavů s ohledem na jejich pravděpodobnou četnost výskytu v reálném provozu vozidla a na vliv okolních podmínek. Který ze simulovaných stavů považujete z hlediska chlazení a mazání převodového ústrojí za nejkritičtější a proč?
  3. Z jakého důvodu jste předmětnou část závěrečné práce již na počátku zacílil na převodová ústrojí elektromobilů?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová