Master's Thesis

Evaluation of Tire Dynamic Quantities from Real-Vehicle Measurements

Final Thesis 9.17 MB

Author of thesis: Bc. Lukáš Omasta

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Tomáš Straka

Reviewer: doc. Ing. Petr Porteš, Ph.D.

Abstract:

The diploma thesis deals with the development of a methodology for determining tyre parameters from measurements performed on a real vehicle and with the analysis of their influence on vehicle driving dynamics quantities. The theoretical part summarizes the basic mechanical and chemical construction of tyres, differences between bias-ply and radial construction, tread pattern types, and the principles of tyre-road interaction. Furthermore, the thesis describes the fundamental quantities of tyre dynamics, especially longitudinal and lateral load transfer, longitudinal and lateral tyre dynamics, and forces generated within the contact patch.
The thesis also focuses on laboratory and experimental tyre testing methods and the definition of selected measurable tyre parameters. The practical part is focused on the measurement of rolling resistance, friction coefficient, and cornering stiffness. The measured results are subsequently analyzed and compared with an ideal mathematical model based on the principles of Pacejka’s Magic Formula model.
The result of the thesis is a comprehensive overview of tyre construction and dynamic behaviour together with an evaluation of the main parameters influencing tyre-road interaction.

Keywords:

Tyre, vehicle dynamics, rolling resistance, longitudinal slip, lateral force, cornering stiffness, contact patch, Magic Formula, Pacejka model, tyre measurement.

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentoval zkušební komisi svou závěrečnou práci a zodpověděl otázky oponenta. Otázky oponenta: 1) Jaké veličiny byly snímány během jízdních testů vozidla? Hodnocení: Zodpovězeno. 2) Napište správně vztah (5), popište jednotlivé veličiny a uveďte, co vztah vyjadřuje. Hodnocení: Zodpovězeno. 3) Vysvětlete, jak souvisí deformace běhounu pneumatiky v kontaktu s vozovkou se vznikem boční síly. Hodnocení: Zodpovězeno. Následně odpovídal na otázky členů zkušební komise: 1) Jaká je závislost boční tuhosti na zatížení kola? Hodnocení: Zodpovězeno. 2) Co značí součinitel smykového tření větší než 1? Hodnocení: Částečně zodpovězeno. 3) Jaký je rozdíl mezi adhezí a hysterezí? Hodnocení: Zodpovězeno.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Automotive and Material Handling Engineering (N-ADI-P)

Composition of Committee

doc. Ing. Petr Porteš, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. František Bauer, CSc. (místopředseda)
RNDr. Dr. Jiří Kalčík (člen)
Ing. Zdeněk Novosad (člen)
Ing. František Zapletal, Dr. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Tomáš Straka

Diplomová práce pana Omasty se zabývá vyhodnocením veličin jízdní dynamiky pneumatik z měření provedeného na reálném vozidle. Cílem práce bylo zpracovat přehled současného stavu poznání v oblasti konstrukce pneumatik, veličin jízdní dynamiky a testování pneumatik, definovat parametry vhodné k určení na základě měření na reálném vozidle a následně realizovat měření a vyhodnotit zvolené parametry.

Při řešení diplomové práce postupoval student samostatně a aktivně se podílel na realizaci experimentálních měření. Z naměřených dat vybral vhodné parametry pro jejich identifikaci a následně je adekvátním způsobem vyhodnotil. Při zpracování dat prokázal vysokou míru vlastní iniciativy. Kladně lze také hodnotit automatizaci zpracování dat v prostředí MATLAB, která umožňovala rychlou implementaci úprav a efektivní zapracování připomínek vedoucího práce.

Práce je opřena o dostatečné množství relevantních odborných publikací. V textu se vyskytují pouze drobné grafické, stylistické a formální nedostatky (například nekonzistentnost názvosloví veličin jízdní dynamiky), které však nesnižují celkovou úroveň práce.

Stanovené cíle diplomové práce byly splněny. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji celkové hodnocení za A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
doc. Ing. Petr Porteš, Ph.D.

Tématem diplomové práce Bc. Lukáše Omasty bylo vyhodnocení veličin jízdní dynamiky pneumatik z měření na reálném vozidle. Konkrétně měl za cíl na základě popisu aktuálního stavu poznání (pneumatik, jízdní dynamiky a testování) definovat parametry pneumatik vhodných k měření na reálném vozidle, a ty vyhodnotit na základě měřených dat z realizovaných měření.

Tomu odpovídá i obsah diplomové práce. Zhruba polovina textu je věnována aktuálnímu popisu stavu poznání v oblasti konstrukce pneumatik, související dynamice vozidel a měření charakteristik pneumatik. Druhá polovina je věnována měření pneumatik na jedoucím reálném vozidle: konfiguraci zkoušek, měření a vyhodnocení skluzové a směrové tuhosti pneumatik i (špičkového) součinitele tření v podélném a bočním směru.

V rešeršní části se autor opíral o zhruba 60 relevantních odborných zdrojů a obsahově rešerše odpovídá záměrům diplomové práce.

Část zabývající se měřením a jeho vyhodnocením obsahuje popis jednotlivých jízdních zkoušek, roztřídění dat a vyhodnocení vybraných parametrů na základě statistického zpracování. Diplomant zpracovával velký objem dat. Data byla získána měřením z jízdních zkoušek, u kterých bylo vzhledem k vyhodnocovaným parametrům obtížné zajistit stoprocentně neměnné podmínky a způsob realizace. Zejména se jedná o zkoušky, ze kterých byly vyhodnocovány součinitele tření.

Vzhledem k výše zmíněnému představovalo vyhodnocení dat náročný úkol, se kterým se diplomant úspěšně vypořádal. Rovněž oceňuji, že autor doplnil výsledky o vyhodnocení parametrů závislostí normalizované skluzové a směrové tuhosti na zatížení pneumatiky a použil pro to odpovídající rovnice z matematického modelu pneumatiky.

Připomínky:

- Duplicitní popis veličin ke vztahu (2) na str. 24.

- Vztah (5) na str. 25 není celkový boční přenos zatížení na nápravě, ale jen geometrický přenos. hrc je pak výška středu klopení nad vozovkou.

- Ke vztahu (10) je potřeba doplnit, že se jedná o volně valící se kolo.

- Je přesnější používat termín (podélná) skluzová tuhost než podélná tuhost pneumatiky (str.29, 31, 46, …) a směrová nebo boční skluzová tuhost než boční tuhost (str. 37). Podélná nebo boční tuhost se používá v souvislosti s podélnou nebo boční deformací pneumatiky.

- V textu není dodrženo jednotné označení veličin (např. koeficient příčné tuhosti pneumatiky (str. 25), boční tuhost (str. 37), boční koeficient (str. 63) nebo úhel směrové úchylky, skluzový úhel (str. 41).

- Vztah (13) uvádí, že se popisuje zablokované kolo, pak je vhodnější označit μ jako skluzový součinitel tření místo součinitel tření. Vzhledem k dalšímu textu je potřeba rozlišovat mezi maximálním (špičkovým) součinitelem tření a skluzovým součinitelem tření.

- Podobně je lepší v rovnicích (15) a (22) označit μp jako maximální součinitel tření (jak je uvedeno v seznamu symbolů) a dodržovat jednotné pojmenování (např. globální součinitel tření, str. 47, 48).

- Odkazy na literaturu v textu: je lépe použít Jazar [29] než Jazar … a na konci věty [29]. Např. na str. 34, ale i jinde i u jiných autorů.

- V případě literatury [55] je vhodnější odkaz na originální publikaci než sekundární citaci.

- Obr. 41 – pravděpodobně nesprávné označení stran v nadpisech grafů.

Shrnutí:

Výše uvedené připomínky se týkají zejména formální stránky práce, především terminologie. Nedostatky se projevovaly především v oblasti překladu odborných pojmů do českého jazyka a jejich konzistentního používání v celém textu. Tyto nepřesnosti lze pravděpodobně přičíst rozdílné terminologii používané v různých publikačních zdrojích, které student využil při zpracování literární rešerše.

Po věcné stránce v práci neshledávám žádné podstatné nedostatky nebo chyby.

Závěrem lze konstatovat, že student splnil všechny požadavky zadání. 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 A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Jaké veličiny byly snímány během jízdních testů vozidla?
  2. Napište správně vztah (5), popište jednotlivé veličiny a uveďte, co vztah vyjadřuje.
  3. Vysvětlete, jak souvisí deformace běhounu pneumatiky v kontaktu s vozovkou se vznikem boční síly.

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová