Přístupnostní navigace
E-application
Search Search Close
Bachelor's Thesis
Author of thesis: Bc. Ľuboš Hájek
Acad. year: 2025/2026
Supervisor: Ing. Martin Beran
Reviewer: Ing. David Svída, Ph.D.
This bachelor's thesis deals with the design and optimisation of an exhaust manifold for the naturally aspirated spark-ignition engine Nissan SR20DE, intended primarily for hobby motorsport applications. The theoretical part analyses the principles of pressure wave propagation in the exhaust tract and their utilisation to increase the volumetric efficiency of the engine through the scavenging effect. A reference 1D engine model was built in the Lotus Engine Simulation software environment and validated against the real factory power curve. On this basis, two exhaust manifold design concepts – a 4-1 and a 4-2-1 configuration – were proposed, iteratively optimised and mutually compared. Simulation results demonstrated that both proposed concepts clearly outperform the factory exhaust system as well as a commercially available aftermarket alternative. The 4-2-1 configuration with primary pipes of 493 mm length and 41 mm inner diameter and secondary pipes of 993 mm length and 54 mm inner diameter was identified as the optimum solution, achieving a peak power output of 132.70 kW, representing an increase of nearly 9 kW over the factory state.
exhaust manifold, spark-ignition engine, Nissan SR20DE, Lotus Engine Simulation, 1D simulation, pressure waves, scavenging effect, motorsport
Date of defence
10.06.2026
Result of the defence
Defended (thesis was successfully defended)
Grading
C
Process of defence
Student seznámil zkušební komisi s průběhem a výsledky své závěrečné práce. Následně zodpověděl otázky oponenta: 1. Jak student získal průběh výkonu a momentu uvedených v grafu 2? 2. Odpovídají hodnoty reálného předstihu zážehu hodnotám v matematickém modelu? 3. Na základě jakého předpokladu se student domníval, že ponecháním předdefinovaných parametrů (například modely v kapitole 5, povrchy hlavy v kapitole 6.1 atd.) simulačního modelu, mu vyjdou reálné parametry motoru Nissan SR20DE? Dále odpovídal na otázky členů komise: 1. Z jakého důvodu jste si zvolil použitý software? (zodpovězeno) 2. Jak byste stanovil průtokové součinitele hlavou motoru? (zodpovězeno) 3. Jak jste řešil stanovení parametrů, jejichž exaktní hodnoty nebyly dostupné? (zodpovězeno) 4. Jak jste stanovil zráty motoru? (částečně zodpovězeno) 5. Proč jste v modelu neuvažoval katalyzátor a tlumič výfuku? (zodpovězeno)
Language of thesis
Czech
Faculty
Fakulta strojního inženýrství
Department
Institute of Automotive Engineering
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 reportIng. Martin Beran
Grade proposed by supervisor: B
Reviewer’s reportIng. David Svída, Ph.D.
Grade proposed by reviewer: C
Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová