Analiza wpływu rodzaju układu napędowego i parametrów ruchu

Poznań, 20 maja 2016 r.
dr hab. inż. Jacek Pielecha, prof. PP
Instytut Silników Spalinowych i Transportu
Wydział Maszyn Roboczych i Transportu
Politechnika Poznańska
RECENZJA
rozprawy doktorskiej mgr. inż. Łukasza Rymaniaka
pt. „Analiza wpływu rodzaju układu napędowego i parametrów
ruchu autobusów miejskich na ekologiczne wskaźniki pracy”
(promotor: prof. dr hab. inż. Jerzy Merkisz)
Podstawa opracowania:
Zlecenie Dziekana Wydziału Maszyn Roboczych i Transportu
Politechniki Poznańskiej
Nr DR-63/494/02/2016
z dnia 4.05.2016 r.
1. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA TEMATU PRACY
Miejski publiczny transport zbiorowy odgrywa pod wieloma względami ważną rolę dla
miast oraz ich mieszkańców. Zapewnia oszczędniejsze korzystanie z zasobów naturalnych i
jest mniej szkodliwy dla środowiska niż samochodowy transport indywidualny. Transport
publiczny jest zatem głównym filarem mobilności miejskiej w przyszłości. Jest to jednak
możliwe tylko wtedy, jeżeli pojazdy miejskiego transportu publicznego są niskoemisyjne. Już
dzisiaj duża część taboru miejskiego publicznego transportu zbiorowego to pojazdy pod
wieloma względami ekologiczne. Transport samochodowy jest odpowiedzialny za około 54%
emisji tlenków azotu oraz 10% emisji cząstek stałych. Zmniejszenie tych dwóch składników
spalin oraz dwutlenku węgla (zużycia paliwa) jest obecnie kluczowym zagadnieniem rozwoju
napędu autobusów miejskich.
Polski rynek autobusów miejskich w liczbie około 12 000 szt. jest dość stabilny od
kilku lat (pojazdy do 10 lat stanowią 50% populacji). Jednakże należy wspomnieć, że coraz
częściej następuje wymiana starego taboru autobusowego na rozwiązania nowoczesne
(hybrydowe i elektryczne), co ma związek z unijnym planem dekarbonizacji transportu.
Zakłada on, że do roku 2030 emisja dwutlenku węgla w transporcie zmniejszy się o ponad 9%
(a do roku 2050 o ponad połowę). Należy wspomnieć, że tylko w 2015 roku firma Solaris
1
sprzedała 1300 autobusów niskopodłogowych o różnych rodzajach napędów (w tym na rynki
zagraniczne trafiło aż 946 sztuk). Intensywne prace są prowadzone również we wdrażaniu do
produkcji autobusów hybrydowych i elektrycznych (zasilanych np. ogniwami paliwowymi).
Niewątpliwym osiągnięciem jest fakt, że Solaris Urbino electric 12 otrzymał w Hiszpanii
zaszczytny tytuł autobusu roku 2016.
Na świecie, a także w Polsce, obserwuje się działania prawne, naukowe i techniczne
związane ze zmniejszeniem negatywnego oddziaływania omawianych środków transportu na
środowisko naturalne człowieka. W dziedzinie tej odnotowane są pozytywne skutki tych
działań, m.in. wprowadzanie kolejnych uregulowań prawnych, mających przyczynić do
ochrony naszego środowiska. Działania takie obserwuje się również w odniesieniu do
środków transportu masowego – autobusów miejskich, a szczególnie do stosowanych w nich
układów napędowych. W efekcie takich działań opracowywane są ekologiczne konstrukcje
napędów autobusów miejskich, a także ciągłe ich udoskonalanie pod względem zmniejszonej
emisji spalin. Jednym z takich opracowań jest niniejsza dysertacja zawierająca merytoryczny
opis porównawczy rodzaju napędów autobusów w powiązaniu z ich właściwościami
ekologicznymi.
Doktorant, mgr inż. Łukasz Rymaniak, podjął w pracy właśnie taki temat, stawiając
sobie za cel określenie wpływu zastosowanych układów napędowych i parametrów ruchu
autobusów miejskich na emisję związków szkodliwych oraz wskazanie różnic między
procedurami homologacyjnymi a rzeczywistą eksploatacją. Zagadnienie takie nie było
szeroko podejmowane w badaniach innych Autorów (jedynie było zasygnalizowane, np. w
pracy habilitacyjnej dr M. Bajerleina oraz w pracach doktorskich P. Michalaka i M.
Dobrzyńskiego), a zagadnienia pomiarów emisji zanieczyszczeń nie uwzględniały dogłębnej
analizy porównawczej udziału czasu pracy autobusów i ich napędów w różnych warunkach
jazdy.
2. CHARAKTERYSTYKA ROZPRAWY
Rozprawa liczy 137 stron tekstu (z pojedynczym odstępem między wierszami)
obejmującego 9 rozdziałów, wykaz symboli oraz spis literatury zawierający 101 pozycji.
Należy zaznaczyć, że większość pozycji jest aktualna, z czego pięć publikacji jest
współautorstwa Doktoranta. Przeglądając jednocześnie bazę publikacji pracowników
Politechniki Poznańskiej można doszukać się prawie 30 publikacji Doktoranta w omawianym
zakresie, które mogłyby być doskonałym poparciem opisywanych w pracy kwestii.
2
We wstępie i ogólnej charakterystyce rozprawy (rozdział 1) Doktorant wprowadza w
jej obszar tematyczny, opisując procesy wymuszające potrzebę rozwoju badań cech
ekologicznych autobusów miejskich i dokonuje sformułowania ogólnego zakresu dysertacji.
Przedstawia również charakterystykę wybranych autobusów miejskich, na podstawie której
stwierdza,
że
wykorzystanie
w
autobusach
nowoczesnych
silników
spalinowych,
spełniających najbardziej surowe normy, nie oznacza że pojazdy pracujące na liniach
miejskich będą charakteryzowały się bardzo małą emisją zanieczyszczeń. Wpływ na emisję
spalin mają głównie specyficzne warunki użytkowania tych jednostek spalinowych,
wymuszone eksploatacją w ruchu miejskim, gdzie emisja rzeczywista może być znacząco
inna niż w warunkach testów homologacyjnych. I według Recenzenta ta idea stanowiła
motywację Doktoranta do podjęcia wszystkich działań zawartych w opiniowanej pracy.
W rozdziale drugim Doktorant przedstawił cel rozprawy, formułując tezy pracy oraz
zakres jej realizacji. Głównym celem pracy było – szczegółowo już przywoływane –
określenie wpływu zastosowanych układów napędowych i parametrów ruchu autobusów
miejskich na emisję związków szkodliwych oraz wskazanie różnic między procedurami
homologacyjnymi a rzeczywistą eksploatacją. Autor rozprawy pisze, że „zasadniczą
problematykę niniejszej rozprawy stanowi emisja zanieczyszczeń w rzeczywistych
warunkach eksploatacji [autobusów] wraz z poznaniem parametrów pracy ich układów
napędowych”. Jednak, czytając dalsze rozdziały pracy, Autor powinien przeredagować ten
tekst, gdyż najpierw szczegółowo omawiane są parametry pracy poszczególnych zespołów
napędowych rozpatrywanych autobusów (rozdz. 5 i 6 – łącznie 45 stron), a dopiero w drugiej
części pracy (rozdz. 7 i 8 – 28 stron) rozpatrywana jest emisja zanieczyszczeń.
Osiągnięcie przytoczonego celu rozprawy, w opinii Autora, będzie poparte
potwierdzeniem następujących tez pracy:
Teza I: Na podstawie badań emisji gazów wylotowych autobusów miejskich w
rzeczywistych warunkach eksploatacji, możliwe jest wskazanie najkorzystniejszego
rozwiązania układu napędowego w aspekcie oddziaływania na środowisko przy
wykorzystaniu ekologicznych wskaźników pracy.
Teza II: Dynamiczne hamowniane testy homologacyjne obowiązujące dla grupy
pojazdów ciężkich w normach Euro V i Euro VI, mogą być mało przydatne przy
prawidłowej ocenie emisji zanieczyszczeń, ze względu na specyficzny charakter
eksploatacji autobusów miejskich.
Aby potwierdzić obie tezy Doktorant wykonał badania autobusów wykorzystywanych
w komunikacji miejskiej: autobus z napędem konwencjonalnym, autobus z napędem
3
hybrydowym (szeregowym) oraz autobus zasilany gazem ziemnym. Badania wykonano
dwuetapowo: w znormalizowanych testach drogowych, odnoszących się do kategorii
pojazdów rozpatrywanych w pracy oraz w rzeczywistych warunkach ruchu drogowego na
terenie Poznania (zróżnicowane trasy badawcze pod względem parametrów ruchu).
W rozdziale trzecim dysertacji kompetentnie i wyczerpująco Doktorant przedstawił
przegląd literaturowy, dotyczący zagadnień przepisów toksyczności spalin, obowiązujących
w Unii Europejskiej w stosunku do typu omawianych pojazdów. Przytoczył w nim, m.in.
procedury badawcze obowiązujące dla pojazdów klasy Euro V i Euro VI. Zastanawiające jest
jednakże niewykorzystanie tych informacji w pracy Doktoranta: przedstawiono na 15
stronach informacje o regulacjach prawnych, z których Doktorant w swojej pracy wykorzystał
zaledwie kilka stron. Uważam, że rozdział ten można skrócić do minimalnej objętości bez
uszczerbku dla wartości merytorycznej pracy.
W rozdziale czwartym przedstawiono metodykę badań. Scharakteryzowano obiekty
badań – wykorzystywane pojazdy z różnymi typami napędów, a także stosowaną najnowszą
mobilną aparaturę pomiarową (typu PEMS), wykorzystywaną do badań w testach drogowych
autobusów. Opisano tu także warunki realizacji pomiarów parametrów pracy jednostek
napędowych oraz emisji spalin – testy SORT oraz 5 tras pomiarowych, mających
odzwierciedlenie w problematyce oceny ekologicznej napędów autobusów. Autor zwraca
uwagę, że „charakterystyki odnoszące się do parametrów pracy silnika spalinowego, jak i
pojazdu, wykonywane były w przedziałach jednostronnie domkniętych, co nie było
jednoznacznie definiowane we wcześniejszych pracach dotyczących tego zagadnienia”.
Należy zwrócić uwagę, że inny typ kwalifikacji nie może być brany pod uwagę (nie można
zakwalifikować dowolnego punktu pracy silnika do dwóch przedziałów wzajemnie się
wykluczających!).
Nowością – i zarazem „wartością dodaną” Autora pracy (naukową wartością dodaną
Autora) – jest odmienny podział charakterystyki gęstości czasowej, w której wyodrębniono
postój pojazdu. Takie podejście zastosowano po raz pierwszy – i jest to wzorowy przykład,
świadczący o tym że nie należy zawsze stosować rozwiązań, które są powszechnie znane, ale
kreować takie, które są nowe i mogą stanowić znaczący wkład w rozwój danej – może bardzo
wąskiej – dziedziny nauki. Wątpliwość może budzić w tym względzie zapis matematyczny
oznaczony wzorami (4.2)–(4.7), gdyż wielkość pól pracy nie będzie jednakowa i związane z
tym prawdopodobieństwo udziału wszystkich pól nie będzie jednakowe. Autor co prawda
wspomina o tym, lecz nie uzasadnia konsekwencji swojego postępowania. Podsumowując ten
rozdział stwierdzam, że metodyka badań jest unikatowa w warunkach zarówno
4
krajowych, jak i zagranicznych i wymaga szczególnego podkreślenia, co pozwala uznać
Doktoranta za specjalistę w tej dziedzinie.
W rozdziale piątym – największym objętościowo w całej pracy, liczącym 39 stron –
przedstawiono, w pierwszym etapie, analizę parametrów ruchu autobusów i ich układów
napędowych w znormalizowanych testach drogowych, którą przeprowadzono zgodnie z
ustalonym harmonogramem. Ta część pracy polegała na porównaniu prędkości autobusów w
testach przeprowadzonych w kilkunastu próbach. Spójność uzyskanych wyników pozwoliła
Autorowi na dalszą analizę uzyskanych wyników pod kątem udziałów czasowych warunków
pracy odniesionych do autobusów z różnymi napędami, a także do samych napędów. Analizę
taką przeprowadzono w oparciu o charakterystyki dwuwymiarowe we współrzędnych
prędkość pojazdu – jego przyspieszenie oraz dla jednostek napędowych – we współrzędnych
prędkość obrotowa – obciążenie silnika. Dokładna analiza tego etapu pracy pozwala na
stwierdzenie, że nie wszystkie parametry testu zostały zachowane (np. brak zgodności
maksymalnego opóźnienia podczas realizacji testu: norma przewiduje wartość 0,8 m/s2,
natomiast w badaniach uzyskano wartości 2-krotnie większe).
W drugim etapie zaprezentowano rezultaty badań, będące wynikiem analiz parametrów
ruchu pojazdów i ich zespołów napędowych na trasach w warunkach ruchu miejskiego w
Poznaniu. Wykorzystano 10 przejazdów podzielonych na 4 trasy miejskie o długości od 5 km
do ponad 70 km. Miały one odpowiadać – w zakresie prędkości średniej – znormalizowanym
testom drogowym, przeprowadzonych w etapie poprzednim. Bardzo szczegółową analizę
różnic udziałów czasu pracy obiektów badawczych dla wszystkich badanych rodzajów
układów napędowych, Autor poparł bardzo przejrzyście wykonanymi rysunkami. Wątpliwość
budzi jednak przytaczanie wartości pracy wykonanej podczas przejazdów – nie jest ona w
dalszej części pracy ani porównywana, ani wykorzystywana do wyznaczenia innych
parametrów badanych obiektów.
W podsumowaniu tego rozdziału Autor pisze, że „testy jezdne SORT są zbyt krótkie,
aby odzwierciedlić pełne warunki eksploatacji autobusu miejskiego”. Ale z drugiej strony nie
ma żadnej innej propozycji rozwiązania tej kwestii. Jakie więc według Doktoranta powinny
być prawidłowe testy, może należałoby je zaproponować – po analizie pracy – np. podczas
publicznej obrony rozprawy. Dalej również Autor stwierdza, że „w analizie wyników badań,
w zakresie prac dotyczących momentu obrotowego, uwzględniano problem dodatkowego
obciążenia wynikającego z oporów wewnętrznych silników spalinowych”. Proszę o
komentarz, czego dotyczył problem oraz w jaki sposób go rozwiązano.
5
Kolejny rozdział – szósty – dotyczył porównania parametrów pracy silników w testach
homologacyjnych z parametrami pracy jednostek napędowych w ruchu drogowym. Po
wykonanej analizie parametrów pracy badanych jednostek napędowych autobusów w dwóch
testach homologacyjnych (ETC i WHTC), Doktorant stwierdził, że kolejne testy –
wprowadzane później – lepiej odzwierciedlają parametry pracy silników autobusów
komunikacji miejskiej. Taki efekt był do przewidzenia, gdyż kolejne testy są opracowywane
na bazie poprzednich, w związku z tym Autor potwierdził prawidłowość zmian w testach
odnoszących się do pojazdów ciężkich. Stwierdzenie, jakie Doktorant formułuje na końcu
tego rozdziału, dotyczy wciąż niezadowalającego odzwierciedlenia parametrów pracy
autobusów miejskich w teście homologacyjnym i warunkach drogowych. Niestety taki
wniosek jest oczywisty, gdyż test taki dotyczy całej gamy silników pojazdów ciężkich o
różnych zastosowaniach i nie był tworzony z myślą jedynie o autobusach miejskich. Z drugiej
strony nie przewidziano testów homologacyjnych odnoszących się jedynie do silników
autobusów komunikacji miejskiej.
W rozdziale siódmym Doktorant dokonał analizy wskaźników ekologicznych i zużycia
paliwa autobusów miejskich w rzeczywistych warunkach ruchu. I tutaj dopiero Autor
sprecyzował co rozumie pod pojęciem „wskaźniki ekologiczne”, które są zawarte w tytule
Jego pracy, wcześniej niestety nie nastąpiło całkowite wyjaśnienie tematu dysertacji (oprócz
wzmianki na s. 9). Wskaźnikami ekologicznymi były wartości emisji drogowej i jednostkowej
związków szkodliwych (CO, THC, NOx oraz PM) uzyskane podczas badań. W tym rozdziale
przytoczono ich wartości uzyskane we wszystkich prowadzonych badaniach, zarówno w
znormalizowanych testach drogowych, jak również w badaniach drogowych na liniach
miejskich.
Przeprowadzona
analiza
z
wykorzystaniem
współczynników
emisji
zanieczyszczeń potwierdziła, że rozwiązaniem najbardziej przyjaznym środowisku w
aspekcie drogowej oraz jednostkowej emisji tlenku węgla i węglowodorów – jest autobus z
szeregowym napędem hybrydowym, natomiast autobus zasilany sprężonym gazem ziemnym
najmniej emituje tlenków azotu i cząstek stałych – jednakże jest to obarczone największym
zużyciem paliwa. Może należałoby zastosować kryterium wspólnej oceny zanieczyszczeń i
zużycia paliwa, np.. z różnymi wagami tych wielkości. Takie podejście jednoznacznie
odpowiadałoby na pytanie o ekologiczny napęd do autobusów miejskich. Uwagę zwraca
jednak brak oceny emisji drogowej i jednostkowej węglowodorów niemetanowych przy
pomiarach pojazdu zasilanego gazem ziemnym. Zgodnie z informacjami zawartymi przez
Doktoranta w rozdziale trzecim (rys. 3.2 i tab. 3.1) silniki zasilane gazem ziemnym nie
powinny być oceniane na podstawie emisji jednostkowej sumy wszystkich węglowodorów
6
(THC), tylko na podstawie emisji jednostkowej węglowodorów niemetanowych (NMHC)
oraz emisji jednostkowej metanu (CH4).
Rozdział ósmy – jakkolwiek zawierający bardzo ważne informacje na temat najnowszej
metodyki pomiarów emisji zanieczyszczeń pojazdów ciężkich w warunkach ruchu drogowego
nie wnosi żadnych wartości do realizacji celu pracy (chociaż Autor pisze, że jest to cel
poznawczy). W rozdziale tym jest też pewna niekonsekwencja – norma według której
prowadzono badania odnosi się do pojazdów kategorii Euro VI (a badano pojazd Euro V).
Niekonsekwentna jest również metodyka wyznaczania wartości pracy układu napędowego.
Doktorant pisze, że praca silnika podczas badań w warunkach drogowych wynosiła 160,4
kW·h i była ona 10 razy większa niż w teście homologacyjnym (WHTC). Jednakże proszę o
wytłumaczenie rozbieżności: wyznaczona praca w cyklu homologacyjnym dotyczy tylko
silnika spalinowego, natomiast w warunkach drogowych Doktorant ocenia pracę silnika
spalinowego, ale w połączeniu w układ hybrydowy. Czy prawidłowym działaniem nie
powinno być porównanie wykonanej pracy układu hybrydowego (czyli połączenia silnika
spalinowego i elektrycznego jako całego zespołu) w teście homologacyjnym i również układu
hybrydowego podczas badań drogowych.
W podsumowaniu (rozdział 9) przedstawiono najważniejsze osiągnięcia rozprawy,
zestawiono wynikające z niej liczne wnioski i wskazano na osiągnięcie celu rozprawy.
Wnioski odnoszą się głównie do aspektów ekologicznych związanych z emisją
zanieczyszczeń z badanych pojazdów w różnych warunkach pracy, jednak część z nich ma
charakter uniwersalny i może znaleźć zastosowanie także dla innych autobusów komunikacji
miejskiej. Sformułowane wnioski mają charakter aplikacyjny i mogą być wykorzystane np.
podczas ostatecznego doboru taboru komunikacji miejskiej. Podano tu również kierunki
dalszych prac, jakie są możliwe do uzupełnienia zagadnień ujętych w rozprawie.
3. OCENA ROZPRAWY
3.1. Uwagi ogólne
Pod względem merytorycznym i metodycznym pracę oceniam pozytywnie, gdyż
odpowiada swoją treścią postawionemu celowi i jest dostosowana do obowiązujących w tym
zakresie wymogów. Układ logiczny treści rozprawy jest przejrzysty, a treści prezentowane są
ze sobą dobrze powiązane z konsekwentnie przestrzeganym układem rozpatrywanych
zagadnień.
7
Autor dokonał wyjątkowo szerokiej prezentacji wyników swych rozważań, dokładnie i
kompetentnie (a wielu fragmentach wręcz drobiazgowo) opisał przeprowadzane badania oraz
umiejętnie nadał ich wynikom charakter danych, przydatnych dla rozwoju autobusów
miejskich w aspekcie emisji zanieczyszczeń.
Wnioski z przeprowadzonych analiz i badań na obiektach rzeczywistych są
sformułowane trafnie i adekwatnie do ich zakresu i charakteru. Całość pracy cechuje staranna
jej redakcja i dobry styl pisarstwa. W zakresie omawianych zagadnień występują akcenty
praktyczne, które wynikają się z dobrego rozeznania Autora w zakresie problematyki
badawczej dotyczącej zespołów napędowych autobusów miejskich.
Najważniejsze osiągnięcia pracy to:
1. Sformułowanie ciekawego problemu oceny parametrów ruchu autobusów miejskich
wyposażonych w różne układy napędowe na ekologiczne wskaźniki ich pracy.
2. Zastosowanie oryginalnej metodyki (z autorską modyfikacją charakterystyki gęstości
czasowej) tworzenia i oceny badań autobusów miejskich do wyznaczania ich
ekologicznych wskaźników.
3. Wykorzystanie mobilnej aparatury pomiarowej do badania parametrów emisji spalin
autobusów miejskich w rzeczywistych warunkach ich użytkowania.
4. Dokonanie oryginalnej analizy emisji zanieczyszczeń w znormalizowanych testach
drogowych i wykorzystanie jej wyników do przeprowadzenia testów drogowych w
warunkach miejskich na terenie Poznania.
5. Przeprowadzenie badań wpływu rodzaju układu napędowego na wskaźniki ekologiczne
wybranych autobusów miejskich.
6. Bardzo staranne i przejrzyste wykonanie pracy. Poprawny język techniczny i
konsekwencja w stosowanej terminologii.
Budzi jednak pewien niedosyt lub zastrzeżenia kilka fragmentów rozprawy, które nie
obniżają bardzo pozytywnej oceny wszystkich aspektów pracy (wyboru tematu, uzasadnienia,
analiz, przeprowadzonych badań, wnioskowania, itp.). Zostały one przytoczone już wcześniej
podczas charakterystyki pracy, jednakże niektóre ponownie przytoczono poniżej:
1. Sformułowany temat pracy dotyczy analizy wpływu rodzaju układu napędowego
autobusów miejskich na parametry ich ruchu oraz ekologiczne wskaźniki pracy.
Natomiast kilkakrotnie w tekście (np. w streszczeniu) Autor zmienia kolejność
wykonanych badań. Praca w większej części dotyczy analizy parametrów ruchu
autobusów a w mniejszej analizy wskaźników ekologicznych.
8
2. W pracy Doktorant nie przedstawił motywacji wyboru obiektów badań. Dlaczego takie
pojazdy zostały wybrane do badań i co o tym zadecydowało; jakie były powody i
przesłanki wyboru właśnie takich autobusów (np. pojazdu z szeregowym układem
napędowym zamiast np. równoległym)?
3. Zamieszczony przegląd autobusów w rozdziale pierwszym nie ma nic wspólnego z
dalszymi wynikami badań. Autobusy te zostały wybrane – moim zdaniem – w sposób
dość dowolny, a ewentualna ich zmiana na innego typu nie miałaby wpływu na kolejne
rozdziały.
4. W rozdziale trzecim Doktorant przytacza różne rodzaje testów toksyczności spalin,
które dotyczą pojazdów ciężkich, natomiast w dalszej części pracy wykorzystuje tylko
część z nich. Bez szkody dla pracy można rozdział trzeci skrócić tylko do opisu testów,
które są wykorzystywane w dalszych analizach – w rozdziałach 7 i 8.
5. Informacje dotyczące metodyki badań oprócz podstawowej wiedzy o obiektach
badawczych powinna zawierać charakterystyki badanych układów napędowych,
zawierających przynajmniej podstawowe informacje o przebiegu momentu obrotowego
i mocy w funkcji prędkości obrotowej, czyli charakterystyki zewnętrzne napędów
wykorzystanych do badań. Można wtedy odnieść się do wykresów udziału czasu pracy
lub natężenia emisji zanieczyszczeń we współrzędnych prędkość obrotowa – obciążenie
silnika, którymi Doktorant dość skrupulatnie posługuje się w rozdziałach 4 i 5.
6. Brak analizy dokładności wyników pomiarów. Na podstawie tabeli 4.5 odnosi się
wrażenie, że testy SORT były powtarzane 3-krotnie (i tak jest to ujęte w pracy – s. 52),
natomiast trasy miejskie wykonywano tylko jeden raz albo 2- lub -krotnie. Stąd pytanie,
które wyniki zostały zaprezentowane w pracy, czy są to wartości średnie, czy też wyniki
z konkretnego przejazdu. Jaki był rozrzut wyników poszczególnych wartości
parametrów testu (średnia prędkość, przyspieszenie) i emisji spalin. Jaka była
powtarzalność wykonywanych testów oraz czy uzyskany wynik z pojedynczego
przejazdu (trasa nr 4) może być podstawą do wnioskowania o właściwościach
ekologicznych rozpatrywanego pojazdu (w tym przypadku pojazdu hybrydowego)
według najnowszych rozporządzeń prawnych. W tym miejscu należy zaznaczyć
niedostosowanie trasy przejazdu do wymagań wymienionej normy (zbyt mała prędkość
średnia podczas badań).
7. Po analizie parametrów ruchu autobusów Doktorant stwierdza, że „testy jezdne SORT
są zbyt krótkie, aby odzwierciedlić pełne warunki eksploatacji autobusu miejskiego”.
Proszę o komentarz do tego stwierdzenia – proszę podać wytyczne „prawidłowych”
9
według Pana znormalizowanych testów drogowych, aby były one adekwatne do
parametrów ruchu miejskiego. Jeżeli odniesie się je jedynie do uzyskanych wyników
porównania z tej pracy to będzie to propozycja w odniesieniu do warunków lokalnych,
które nie muszą odpowiadać warunkom w innych miastach Polski, a tym bardziej w
miastach europejskich.
8. W jaki sposób rozwiązano „problem dodatkowego obciążenia wynikającego z oporów
wewnętrznych silników spalinowych” o którym Doktorant pisze w rozdziale piątym.
9. Proszę o komentarz braku oceny emisji węglowodorów niemetanowych przy pomiarach
pojazdu zasilanego gazem ziemnym. Silniki spalinowe zasilane gazem ziemnym
powinny
być
oceniane
na
podstawie
emisji
jednostkowej
węglowodorów
niemetanowych (NMHC) oraz emisji jednostkowej metanu (CH4).
10. W jaki sposób należy porównywać wartość pracy generowanej przez silniki spalinowe
podczas testów homologacyjnych oraz pracę silników spalinowych, ale już
wykorzystanych w układach hybrydowych podczas testów drogowych autobusów.
Występuje tu pewna niezgodność ocenianych układów: samego silnika spalinowego i
układu hybrydowego.
11. Autor odnosi się do potwierdzenia tez postawionych w rozdziale drugim, jedynie w
jednym zdaniu w rozdziale siódmym (po co więc jest rozdział ósmy), pisząc, że
„przedstawione wyniki CO, THC oraz NOx potwierdzają sformułowane tezy, że
znaczący wpływ na ich wartości miały głównie właściwości zastosowanych paliw, a
także układy oczyszczania spalin”. Zgadzając się co do poprawności tego twierdzenia,
niestety nie potwierdza ono tez postawionych wcześniej. Konkretnego stwierdzenia o
potwierdzeniu tez, niestety Autor nie zamieścił w pracy, jednakże lektura rozprawy i
wnioski w niej zawarte te tezy potwierdzają.
3.2. Uwagi szczegółowe
Rozprawa jest wyjątkowo starannie opracowana pod względem redakcyjnym. Zwraca
uwagę ogólnie poprawny zapis jednostek miar (!), przedziałów i bardzo dobra czytelność
zamieszczonych (w dużej liczbie) rysunków. Terminologia stosowana w pracy jest poprawna
i konsekwentnie przestrzegana. Uwagi szczegółowe, przedyskutowano z Doktorantem,
jednakże ważniejsze wymieniono poniżej:
10
 Niepoprawne tłumaczenie skrótu PEMS (Portable Emission Measurement System),
które odnosi się do „mobilnych systemów pomiarowych”, a nie do „mobilnych emisji
spalin” (s. 7).
 Niekonsekwencja w oznaczaniu tabel: w rozdziale 3 jest to słowo „Tabela”, a w
pozostałych „Tab.”.
 Niekonsekwentne oznaczenie typu silnika o zapłonie samoczynnym: na s. 11 jest zapis
„silnik spalinowy o ZS” (m.in. na s. 39 i 93), a w innym miejscu „silnik ZS” (s. 13).
 Zamienne stosowanie opisu tekstu angielskiego: w spisie literatury Doktorant tytuły
obcojęzycznych opracowań pisze dużą literą (każdy wyraz), ale już tytuł własnej pracy
po angielsku pisze zgodnie z konwencją polską – wielką literą tylko pierwszy wyraz.
 Rysunki 5.5, 5.10 oraz 5.15 miałyby większą wartość poznawczą gdyby wykonane były
jako zależność względna Ne/Ne max = f(a), a nie Ne = f(a), gdyż silniki charakteryzowały
się różną mocą maksymalną.
4. PODSUMOWANIE
Na podstawie analizy treści stwierdzam, że oceniana praca mieści się w dyscyplinie
naukowej budowa i eksploatacja maszyn.
Temat dysertacji jest ważny z punktu widzenia ochrony środowiska naturalnego przed
szkodliwym działaniem transportu, a uzyskane wyniki mogą być w przyszłości wykorzystane
przy badaniach autobusów komunikacji miejskiej. Sposób rozwiązania tematu jest
oryginalnym rozwiązaniem Doktoranta i stanowi o niewątpliwej wartości pracy. Zadanie,
którego podjął się Autor należy do trudnych, bowiem jego realizacja wymagała zastosowania
nowoczesnych technik pomiarowych, wykonania skomplikowanych badań oraz znajomości
zagadnień związanych z pomiarami emisji zanieczyszczeń z pojazdów w różnorodnych
warunkach. Z tego powodu podjęcie się tak trudnego zadania przez Doktoranta stanowi cenną
wartość pracy.
W dysertacji Doktorant wykazał się samodzielnością w formułowaniu oryginalnych
problemów naukowych i ich rozwiązywaniu oraz umiejętnością prowadzenia unikatowych
eksperymentów badawczych. Przeprowadzone rozważania teoretyczne i uzyskane wyniki
badań są przekonujące i w pełni potwierdzają zrealizowanie zadań, które Doktorant sobie
postawił.
11
Pod względem metodologicznym praca jest prawidłowa. Autor potwierdził umiejętność
prowadzenia badań i analiz w sposób uporządkowany i metodyczny oraz stosował
prawidłowe podejście do interpretacji wyników. Na podkreślenie zasługuje również bardzo
dobry poziom redakcyjny i edytorski pracy.
Zawarte w mojej opinii uwagi krytyczne nie wpływają na ogólną pozytywną ocenę
pracy. Należy zaznaczyć równocześnie, że niektóre z uwag mają charakter dyskusyjny, czy
wyjaśniający lub stanowią alternatywne podejście do zagadnienia.
W podsumowaniu stwierdzam, że rozprawa mgra inż. Łukasza Rymaniaka pt. „Analiza
wpływu rodzaju układu napędowego i parametrów ruchu autobusów miejskich na
ekologiczne wskaźniki pracy” spełnia wymagania stawiane pracom na stopień doktora nauk
technicznych, w rozumieniu art. 13 ustawy z dnia 14 marca 2003 o stopniach naukowych i
tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki. Stawiam zatem wniosek o
dopuszczenie mgra inż. Łukasza Rymaniaka do publicznej obrony ocenianej dysertacji.
12