Bachelor's Thesis

Common-rail System for Passenger and Commercial Vehicles

Final Thesis 4.07 MB

Author of thesis: Andrej Černák

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Radim Dundálek, Ph.D.

Reviewer: Ing. Kamil Řehák, Ph.D.

Abstract:

This bachelor’s thesis deals with common-rail injection systems for diesel engines used in passenger and commercial vehicles. The thesis describes the main system components, the principle of fuel pressure control, and the function of high-pressure pumps, rails and injectors.
Special attention is given to the comparison of two production solutions: the piezoelectric injector system used in the BMW B57 engine and the X-Pulse system used in the Mercedes-Benz OM471 engine. The thesis evaluates their influence on the combustion process,
emissions formation and operational characteristics. Selected operational issues of common-rail systems are also analysed, especially CP4 pump failure, fuel quality and injector coking.
The practical contribution of the thesis is a design proposal of a preventive module aimed at reducing secondary contamination of the fuel system in the event of CP4 pump failure.

Keywords:

Common-rail, diesel engine, high-pressure fuel pump, CP4, injector, injection pressure, emissions, fuel quality

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: Jaký by byl nutný další postup činností za účelem aplikace Vašeho návrh do bloku vozidla? -Zodpovězeno částečně Jaký očekáváte budoucí vývoj systému common-rail s ohledem na zpřísňující se limity pro emise? -Zodpovězeno Dále odpovídal na otázky členů komise: Jak by bylo možné práci doplnit s využitím simulací? Co lze ověřit s využitím simulací/výpočtů? -Zodpovězeno částečně Důvodem řešení daného problému je konstrukční nedostatek nebo kolísaní kvality paliva? -Zodpovězeno Jsou větším problémem nečistoty nebo voda/vzduch? -Zodpovězeno Co bylo vstupem pro návrh kanálů (když se nejednalo o průtoky)? -Zodpovězeno Jak byla dimenzována sedlová část? -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. Pavel Kučera, Ph.D. (předseda)
Ing. Aleš Prokop, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Lubomír Drápal, Ph.D. (člen)
Ing. Michael Böhm, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Vacula, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Radim Dundálek, Ph.D.

Bakalářská práce Andreje Černáka je zpracována na velmi dobré odborné i formální úrovni. Student prokázal výbornou orientaci v problematice moderních systémů common‑rail a srozumitelně popsal jejich konstrukci, funkci i vliv na spalování a emise. Teoretická část je přehledná, logicky členěná a opřená o relevantní zdroje. Pozitivně hodnotím detailní rozbor čerpadla CP4, piezoelektrických vstřikovačů a systému X‑Pulse. Významným přínosem je návrhová část zaměřená na omezení sekundární kontaminace při poruše čerpadla, která je technicky promyšlená a doplněná CAD modelem. Práce je stylisticky kultivovaná a splňuje požadavky fakulty. Student pracoval samostatně a iniciativně. Celkově jde o kvalitní a přínosné zpracování.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
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 B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

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

Bakalářská práce pana Černáka se zabývá problematikou systému common-rail pro motory osobních a užitkových aplikací. Práce je zpracována na 64 stranách s využitím 80 literárních zdrojů, což považuji za adekvátní. Po úvodní kapitole je zbytečně zařazena kapitola zabývající se základním principem vznětového motoru, přičemž je zpracována jen na 6 řádcích, což nepovažuji za vhodné uvádět jako samostatnou kapitolu. Následně už jsou kapitoly vhodně rozvrženy a postupně je věnována pozornost vstřikovacím systémům vznětových motorů a následně již common-railu a to na motoru od společnosti BMW jako vybraného zástupce z kategorie osobních vozidel a na Mercedes Benz pro užitková vozidla. Obě kapitoly jsou přehledně zpracovány. Následně je přehledně popsán vliv systému common-rail na emise a spalování. Student se v rámci práce věnoval i popisu poruchy vysokotlakého čerpadla konkrétního modelu, a to včetně návrhu preventivního opatření na omezení důsledků mechanické poruchy čerpadla, což vykonal nad rámec zadání. V závěru práce je zhodnocen budoucí vývoj systému common-rail. Student se k využití AI jednoznačně vyjádřil. Cíle práce lze považovat za splněné, 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 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 A
Topics for thesis defence:
  1. Jaký by byl nutný další postup činností za účelem aplikace Vašeho návrhu bloku do vozidla?
  2. Jaký očekáváte budoucí vývoj systému common-rail s ohledem na zpřísňující se limity pro emise?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová