Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Recenzja rozprawy habilitacyjnej Rektora PWSZ w Nowym Sączu

1,133 views

Published on

Słaba rozprawa habilitacyjna rektora PWSZ w Nowym Sączu. Kolorowe obszary i napisy nie są dodane przez publikującego ten materiał.

Published in: Government & Nonprofit
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Recenzja rozprawy habilitacyjnej Rektora PWSZ w Nowym Sączu

  1. 1. Prof. dr hab. inż. Jerzy Merkisz Politechnika Poznańska Instytut Silników Spalinowych i Transportu Poznań, 18.03.2014 r. O P I N I A o rozprawie habilitacyjnej pt.: „Zastosowanie systemu zapłonowego iskrowego i samoczynnego w silniku spalinowym”, oraz o całokształcie dorobku naukowo-badawczego i dydaktycznego dr. inż. Mariusza Cygnara podstawa opracowania: pismo Dziekana Wydziału Budowy maszyn i Lotnictwa Politechniki Rzeszowskiej, z dnia 03.01.2014, RM/531-06-02/2013/14, wraz z egzemplarzem rozprawy habilitacyjnej i kompletem dokumentów 1. OCENA ROZPRAWY HABILITACYJNEJ 1.1. Ocena wyboru tematu i zasadnicze zalety pracy Konieczność obniżania zużycia paliwa (emisji CO2) i ciągłe zaostrzanie norm dotyczących emisji substancji toksycznych zmusza konstruktorów i producentów do opracowania nowych konstrukcji, technologii i produkcji spalinowych zespołów napędowych. Tematyka pracy obejmuje zagadnienia związane z procesem spalania. Autor przedstawia nowatorską koncepcję silnika, który zależnie od warunków takich jak temperatura, prędkość obrotowa i ciśnienie może pracować jako silnik o zapłonie iskrowym (ZI) lub samoczynnym (ZS), z możliwością płynnego przełączania trybów pracy. Poszukiwanie nowych systemów spalania i doskonalenie istniejących jest bez wątpienia aktualnym i ważnym zadaniem, któremu przypisać należy duże znaczenie praktyczne. Dlatego wybór tematu rozprawy oceniam jednoznacznie pozytywnie. Głównym celem naukowym pracy jest według słów Autora „ wykazanie zwiększenia sprawności ogólnej w zaprojektowanym silniku spalinowym o dwóch systemach zapłonowych: iskrowym i samoczynnym. Cel pracy jest więc niewątpliwie ambitny. Autor przedstawia koncepcję silnika badawczego, który wyposażony jest w układ wtrysku dawki głównej do kanałów dolotowych typu MPI i dodatkowy układ wtrysku dawki zapłonowej bezpośrednio do cylindra. Jako paliwo zasadnicze wykorzystywana jest konwencjonalna benzyna, która zapala się w cylindrze dzięki przeskokowi iskry elektrycznej na elektrodach świecy, lub – przy większym obciążeniu – dzięki samozapłonowi wtryśniętej bezpośrednio do cylindra dodatkowej dawki benzyny zmodyfikowanej chemicznie. Przeprowadzone zostały symulacje numeryczne procesu spalania oraz badania odpowiednio przygotowanego silnika, które wskazują, że cel którym jest ograniczenie zużycia paliwa został osiągnięty. Z przyjemnością chcę podkreślić że podjęte zagadnienia zawarte w pracy habilitacyjnej są na poziomie światowym, ponieważ recenzujący znalazł w SAE Automotive
  2. 2. 2 Engineering International (October 1, 2013) informację pt. „Chrysler sees the ICE future”. Firma Chrysler przystępuje obecnie do podjęcia badań przyszłościowych o tej tematyce, którą dr inż. Mariusz Cygnar zaprezentował w pracy habilitacyjnej. 1.2. Analiza treści rozprawy Rozdz. 1 - Wprowadzenie Posłużył Autorowi do przedstawienia wybranych nowatorskich systemów spalania, stosowanych w silnikach tłokowych i odrzutowych lotniczych. Przegląd literaturowy bez wątpienia jest właściwym punktem wyjścia dla prezentacji idei rozprawy, jednak obejmujący zaledwie trzy strony tekstu rozdział pozostawia w tym zakresie pewien niedosyt. Autor dokonał bezpośredniego porównania własnej koncepcji silnika z silnikami prototypowymi zaprezentowanymi przez dużych europejskich producentów samochodów – firmę Mercedes Benz i Volkswagen. W porównaniu tym wskazuje, że Jego „model spalania” jest korzystniejszy od przytoczonego, podobnego rozwiązania zastosowanego przez firmę Mercedes Benz, między innymi dlatego, że silnik DiesOtto pracuje jedynie w zakresie prędkości obrotowej od 1000 do 3000 obr/min. To porównanie jest niepotrzebne, bo celem producenta budującego prototypowy samochód demonstracyjny jest między innymi podkreślenie innowacyjności i kompetencji w projektowaniu nowoczesnych samochodów, a celem pracy naukowej jest przede wszystkim poznanie i zrozumienie zachodzących w silniku zjawisk. Dalej Autor opisuje model procesu spalania zastosowany w swoim silniku, między innymi podając, że dawka zapłonowa wynosi około 5% ładunku zasadniczego. W rozdziale 5 pokazane zostały wyniki badań, z których wynika, że dawka zapłonowa była w rzeczywistości równa od około 6,5% do około 50% (str 92, u góry; str.94 rys. 5.3; str. 96, rys. 5.6). Wskazany brak precyzji jest niepotrzebną wadą tej pracy naukowej. Rozdz. 2 - Założenia naukowe i teza pracy We wprowadzeniu do rozdziału Autor opisuje unikalny charakter prezentowanego w rozprawie systemu spalania. „Wyjątkowość zaproponowanego w pracy rozwiązania polega na występowaniu nowego modelu propagacji płomienia, jaki powstaje od wtryśniętej dawki zapłonowej do wcześniej przygotowanego ładunku homogenicznego…” „…małe ogniska spalania detonacyjnego (dawki zapłonowej) są powierzchniowym początkiem spalania ładunku zasadniczego.” „Samoistne zanikanie spalania detonacyjnego jest spowodowane małą ilością dawki zapłonowej i nie występują gwałtowne przyrosty ciśnienia w komorze spalania.” Kolejno następuje przedstawienie wymienionego już celu pracy i omówienie jej zakresu. Następnie Autor przedstawia tezę naukową „Silnik o zapłonie iskrowym i samoczynnym z elektronicznym systemem sterowania zmianą rodzaju zapłonu wykazuje większą sprawność ogólną i zmniejszoną emisję składników toksycznych spalin w porównaniu z konwencjonalnymi silnikami o zapłonie iskrowym i samoczynnym.” Po prezentacji tezy następuje zaskakujący akapit zatytułowany „uzasadnienie tezy naukowej”, gdzie napisano „Zastosowanie silnika o dwóch układach zapłonowych z elektronicznym systemem sterowania zmianą rodzaju zapłonu cechują zalety silnika o zapłonie iskrowym – łatwy rozruch, bardziej równomierna i cichsza praca oraz silnika o zapłonie samoczynnym – wysoka sprawność ogólna”. Uważam, że ten fragment pracy jest błędem metodologicznym. Uzasadnienie tezy jest możliwe tylko przez zaplanowanie i przeprowadzenie badań naukowych, zakończone ich analizą, a przedstawiony fragment tekstu opisuje raczej przesłanki do sformułowania tezy. Rozdz. 3 - Obiekt badań Rozdział rozpoczyna się przedstawieniem podstawowych danych technicznych seryjnie produkowanego silnika, który po odpowiednich modyfikacjach posłużył jako silnik
  3. 3. 3 badawczy. Należy z pełnym uznaniem ocenić pomysłowość i skuteczność w przystosowaniu seryjnego silnika do specyficznych badań, szczególnie zakończone sukcesem zamontowanie w głowicy silnika z techniką czterozaworową dodatkowego wtryskiwacza, pozwalającego na doprowadzenie paliwa bezpośrednio do cylindra. Jednocześnie jednak nasuwa się pytanie o celowość dokonywania takich modyfikacji, w sytuacji gdy od wielu lat produkowane są seryjnie silniki z bezpośrednim wtryskiem benzyny. Do powstania tej wątpliwości Autor mógł nie dopuścić, poprzedzając opis modyfikacji uzasadnieniem wyboru określonego typu silnika. Właściwe byłoby też precyzyjne określenie typu silnika (oznaczenia producenta), wtedy możliwe stałoby się uzupełnienie przez czytelnika mało szczegółowych informacji o silniku podanych w tym rozdziale. Przykładem może być tutaj charakterystyka ogólna, lub chociażby charakterystyka pełnej mocy silnika w oryginalnej wersji. Brakuje też informacji o fazach rozrządu ustawionych w czasie prowadzenia badań – Autor informuje czytelnika jedynie o fazach rozrządu „przy zimnym silniku” i o tym, że zastosowano mechanizm zmiany faz rozrządu. Na rysunku 3.1, na stronie 21 Autor pokazuje układ pomiarowy, obejmujący między innymi pomiar współczynnika nadmiaru powietrza, niestety wyniki tych pomiarów, które w kontekście prowadzonych badań są niezwykle cenne, nie zostały później przedstawione. Opisano układ doładowania silnika ze sprężarką mechaniczną napędzaną niezależnie, silnikiem elektrycznym, zastosowaną po to, by uzyskać samozapłon paliwa przy niskim stopniu sprężania równym 10. Niezrozumiałe jest jednak, dlaczego stosowano różne ciśnienia doładowania w przypadku gdy silnik pracował z zapłonem iskrowym (0,13 MPa) i samoczynnym (0,14 MPa), szczególnie że później, przy porównaniu i interpretacji wyników, Autor zdaje się o tej różnicy zapominać. Cały rozdział trzeci jest nieco chaotyczny, np. informację o ciśnieniu doładowania zamieszczono nie w podrozdziale dotyczącym doładowania, lecz układu zapłonowego (str.28, ostatni akapit). Należy dobitnie podkreślić, że przygotowane stanowisko silnikowe zasługuje pod względem merytorycznym na szczególne uznanie, jedynie jego opis jest niekompletny i pełen niedoskonałości. Rozdz. 4 - Badania symulacyjne silnika o zapłonie iskrowym i samoczynnym Obliczenia przeprowadzono z wykorzystaniem modelu KIVA, a ich celem było „wykazanie zmniejszenia zużycia paliwa oraz ograniczenie emisji składników toksycznych spalin podczas pracy silnika w systemie dwuzapłonowym oraz określenie wartości zmian ciśnienia i temperatury w cylindrze dla analizowanej jednostki napędowej”. Warto zauważyć, że w kolejnym rozdziale przedstawiono wyniki badań silnikowych, z których wynika, że istotnie, w trybie pracy z zapłonem samoczynnym silnik badawczy ma wyższą sprawność niż w przypadku gdy pracuje jako silnik o zapłonie iskrowym. Wątpliwości dotyczą tutaj przede wszystkim metodyki: czy symulacja ma służyć do weryfikacji wyników uzyskanych w badaniach silnikowych? Wydaje się, że cel badań symulacyjnych nie został właściwie sprecyzowany. Dużo lepiej byłoby, gdyby celem tym stała się próba poszukiwania najkorzystniejszych nastaw silnika, później wykorzystanych w badaniach na obiekcie rzeczywistym. Tak się jednak nie stało i np. na stronie 36 zamieszczono informację, że ciśnienie na dolocie wynosi 0,115 MPa, (dotyczy silnika ZI, na stronie 53 podano wartość dla ZS – taką samą) czyli jest różne od wartości przyjętych w badaniach silnikowych. Dla pełnej przejrzystości zwiększającej wiarygodność obliczeń należałoby podać w tabeli wszystkie przyjęte do obliczeń wartości. Przyjętej do symulacji temperatury powietrza doładowanego nie podano wprost, jednak na stronie 45 znajduje się informacja, że „w miejscu zakrzywienia kanału dolotowego temperatura wynosi 260 K”, to jest około -13°C. Już w kolejnym zdaniu pojawiają się informacje sprzeczne: „W cylindrze silnika oraz w układzie dolotowym panuje praktycznie równomierna temperatura w granicach
  4. 4. 4 300–360 K.” Podana wartość temperatury ładunku w cylindrze zostaje z kolei zanegowana w następnym zdaniu „W wyniku małych turbulencji oraz poprzez omywanie napływającym ładunkiem zawory dolotowe, temperatura w centralnej części cylindra osiąga 400 K.” Na podstawie tego rozdziału sformułowano ubogie – wnioski końcowe (str.89). We wniosku 2 Autor stwierdza, że maksymalna temperatura spalania w przypadku systemu ZS wynosi 2600 K i jest niższa o około 100 K w przypadku zastosowania systemu spalania z ZI. Jednak wcześniej, na stronie 84 podano, że jest odwrotnie i temperatura dla ZI wynosi 2700 K, dla ZS jest niższa o 100 K (str.85). Trudno odgadnąć, co Autor miał na myśli pisząc wniosek 3: „Kinetyczny model spalania ładunku i przebieg zmian ciśnienia w początkowej fazie charakteryzuje się dużą szybkością spalania.” Czy przebieg ciśnienia może charakteryzować się szybkością spalania? Rozdz. 5 - Badania eksperymentalne Uruchomienie silnika badawczego i uzyskanie materiału badawczego, który wnosi istotny wkład do wiedzy inżynierskiej, było zadaniem złożonym, wieloetapowym i trudnym. Dlatego chciałbym podkreślić, że wykonane badania silnikowe, których wyniki prezentowane są w omawianym rozdziale, uważam za znaczące osiągnięcie Autora. Struktura omawianego rozdziału została czytelnie podzielona na podrozdziały, ich tytuły dobrze oddają zakres badań:  Charakterystyka regulacyjna kąta wyprzedzenia wtrysku dawki zapłonowej,  Charakterystyka obciążeniowa silnika badawczego,  Charakterystyka prędkościowa silnika badawczego,  Sprawność ogólna silnika badawczego pracującego w trybie ZI,  Porównanie pracy silnika przy zmianie sposobu zapłonu z iskrowego na samoczynny,  Analiza składników spalin wylotowych. Treść rozdziału budzi także wątpliwości, które przedstawiam poniżej:  Nie przedstawiono wyników badań parametrów takich jak: temperatura otoczenia, temperatura cieczy chłodzącej silnik i powietrza doładowanego, współczynnik nadmiaru powietrza. Autor informuje wprawdzie w różnych miejscach rozprawy, że przynajmniej część z wymienionych wartości była mierzona.  Autor nie informuje o tym, jakie paliwo użyto w układzie bezpośredniego wtrysku, poprzestając na stwierdzeniu że była to zmodyfikowana benzyna.  Autor w ogóle nie rozważa problemu błędów pomiaru, niepewności pomiarowej, czy choćby tylko powtarzalności wyników badań. Szczególnie przy wyznaczaniu wartości jednostkowego zużycia paliwa należałoby pamiętać, że sumują się tutaj błędy cząstkowe wynikające z błędu pomiaru prędkości obrotowej, momentu obrotowego i zużycia paliwa. Autor jednak nie ustalił wartości tego błędu lecz podaje wartości jednostkowego zużycia paliwa z dokładnością do miejsc dziesiątych (np. str. 95).  W wielu miejscach rozdziału Autor prowadzi rozwlekłe i niepotrzebne porównania wartości sprawności ogólnej silnika, bezpośrednio po przedstawieniu tych samych rozważań dla wartości jednostkowego zużycia paliwa. Wobec przyjętego założenia, że wartość opałowa paliwa jest stała, odrębne rozważanie przebiegu wartości jednostkowego zużycia paliwa i sprawności ogólnej jest zatem niepotrzebne. Uważam, że najwłaściwsze byłoby poprzestanie na analizie wartości jednostkowego zużycia paliwa, w opracowaniach naukowych i inżynierskich zwykle podaje się minimalną, odczytaną z charakterystyki ogólnej wartość jednostkowego zużycia paliwa i nie przelicza się jej na sprawność.  Zbędne wykresy, np. na wykres 5.2 (str. 93) stanowi jedynie uzupełnienie informacji z wykresu 5.1 o przebieg jednostkowego zużycia paliwa. Nie wydaje się przy tym prawdopodobne, by uzyskana została wartość ok. 175 g/kWh, którą można odczytać z wykresu 5.2. Dużo wykresów jest niewystarczająco opisanych – np. brakuje oznaczenia
  5. 5. 5 serii danych: rys. 5.11, 5.12 (str. 101), 5.13, 5.14.  W treści rozdziału odnaleźć można błędy merytoryczne w rozumowaniu. Np. „Wtrysk dawki zapłonowej powoduje obniżenie temperatury ładunku zasadniczego znajdującego się w cylindrze silnika badawczego od zimniejszej masy napływającego paliwa.” (str. 108). Znajomość termodynamiki w zakresie wartości ciepła właściwego i ciepła parowania benzyny wystarczy, by potwierdzić powszechnie znaną prawidłowość: wtrysk paliwa do cylindra powoduje ochłodzenie ładunku przez to, że paliwo odparowuje, a nie przez to, że ma niższą niż sprężone powietrze temperaturę. Bezpośrednio po przedstawieniu tej myśli Autor dopatruje się korelacji pomiędzy temperaturą spalin i emisją tlenków azotu. W rzeczywistości na mechanizm tworzenia tlenków azotu wpływ ma maksymalna, lokalna temperatura w cylindrze, która nie jest tożsama z temperaturą spalin w kolektorze wylotowym. O tym rozróżnieniu temperatur pamiętać należy szczególnie wtedy, gdy porównuje się dwa zupełnie różne systemy spalania: ZI i ZS.  Analiza ciśnienia w cylindrze sprowadza się do przedstawienia jednego wykresu indykatorowego, dla wybranych warunków pracy silnika, który przedstawiany jest w formie wykresu rozwiniętego (rys. 5.20, str. 110), we współrzędnych p-v na stronie kolejnej, i później jeszcze raz w formie wykresu rozwiniętego na rysunku 5.26 (str. 119)– z dodaną krzywą czystego sprężania. Cykl prezentowania różnych form graficznych tego samego wykresu zamyka rys. 5.26a, przedstawione tutaj przebiegi wskazują, że ten wielokrotnie powtarzany wykres może być wynikiem bardzo uproszczonych obliczeń termodynamicznych, a nie pomiaru. Wskazują na to przebiegi ciśnienia w cylindrze silnika ZI i ZS w punkcie, gdzie przecinają się one z linią czystego sprężania.  We wnioskach (str. 121) Autor niepotrzebnie zawyża sprawność silnika ZS do „około 40%”, można bowiem stwierdzić, że najwyższa sprawność wszystkich nowoczesnych silników samochodowych równa jest „około 40%”. Dla porównania z seryjnie produkowanymi silnikami – choć podkreślam, że porównanie takie choć forsowane przez Autora wcale nie jest w pracy naukowej konieczne – należałoby zestawić wartości jednostkowego zużycia paliwa, nie sprawności. Wtedy jednak stało by się jasne, że wyznaczona dla silnika badawczego maksymalna sprawność jest mniejsza niż maksymalna sprawność obecnie produkowanych silników ZS. Podkreślam, że w mojej ocenie ten fakt w najmniejszym stopniu nie obniża oceny projektu naukowego.  Wniosek nr 3 (str.121) stoi w oczywistej sprzeczności z wynikami badań prezentowanymi na rys. 5.3 i 5.6. Rozdz. 6 - Określenie sprawności ogólnej silnika badawczego Rozdział ten powinien stanowić część rozdziału 5, który zresztą zakończony został wnioskami dotyczącymi sprawności ogólnej, tutaj te same kwestie poruszane są ponownie. Cała treść rozdziału zamyka się w rysunku 6.1 (str.123), gdzie przedstawiono pięć wartości jednostkowego zużycia paliwa silnika ZI i ZS, uzyskanych dla różnych prędkości obrotowych. Dane dotyczące silnika ZI zostały przeniesione z rysunku 5.10 (str. 100), należałoby więc oczekiwać, że analogicznie przeniesione zostaną dane uzyskane dla silnika ZS, również wcześniej już prezentowane – na rysunku 5.8 (str.98). Okazuje się jednak, że wykres jednostkowego zużycia paliwa dla silnika ZS uległ „metamorfozie”, i dla wybranych wartości prędkości obrotowej jednostkowe zużycie paliwa stało się wyraźnie mniejsze. Rozdz. 7 - Podsumowanie i wnioski końcowe Zakres wniosków jest zgodny z treścią pracy. Prezentowane we wcześniejszych rozdziałach wyniki badań, potwierdzają zmniejszenie jednostkowego zużycia paliwa w przypadku gdy silnik badawczy pracuje w trybie ZS. Nieuzasadnione jest jednak twierdzenie Autora, że „Silnik badawczy wykazuje większą sprawność ogólną oraz mniejszą emisję
  6. 6. 6 składników toksycznych spalin w całym zakresie prędkości obrotowej w porównaniu z konwencjonalnymi silnikami o zapłonie iskrowym i samoczynnym.” Wniosek ten jest zbyt śmiały, i po jego postawieniu należałoby odpowiedzieć na pytanie, dlaczego w ogóle te „konwencjonalne silniki o zapłonie iskrowym i samoczynnym” są jeszcze produkowane. W odniesieniu do zbudowanego silnika ZS, na stronie 98 Autor podaje, że „minimalna wartość jednostkowego zużycia paliwa wynosi 217,5 g/kWh, później wartość ta okazuje się być niższa i z wykresu 6.1. można odczytać, że wynosi około 214 g/kWh. Można podjąć próbę porównania z konwencjonalnymi, współcześnie produkowanymi silnikami, choć po raz kolejny podkreślam, że w aspekcie naukowej wartości pracy takie porównanie ma znaczenie drugorzędne, jeśli jednak miałoby zostać dokonane, to bez niepotzrebnych błędów merytorycznych. Pierwszym z nich – i zupełnie oczywistym – jest nieuwzględnienie w bilansie energetycznym silnika badawczego mocy potrzebnej na napęd sprężarki mechanicznej. Drugi problem jest bardziej złożony i dotyczy bardzo małej wartości średniego ciśnienia użytecznego uzyskiwanego w silniku badawczym. Na podstawie danych silnika (str. 19) i charakterystyki prędkościowej zamieszczonej na rysunku 5.7 (str. 97) można stwierdzić, że wartość średniego ciśnienia użytecznego silnika badawczego pracującego w trybie ZS była równa około 1,1 MPa. Nowoczesne silniki niedoładowane ZI cechują się nieco wyższymi wartościami średniego ciśnienia użytecznego, około 1,2 MPa, a odpowiednia wartość w przypadku silników doładowanych wynosi około 2 MPa, niezależnie od rodzaju zapłonu. Warunki pracy silnika badawczego odpowiadają więc obciążeniu częściowemu przeciętnego nowoczesnego doładowanego silnika. W tych warunkach typowa wartość jednostkowego zużycia paliwa silników ZI, z doładowaniem i wtryskiem bezpośrednim jest równa około 230…240 g/kWh, najmniejsze jednostkowe zużycie paliwa współczesnych silników ZS wynosi zwykle około 196…205 g/kWh. Nie można więc przyjąć twierdzenia Autora, że silnik badawczy cechował się większą sprawnością niż współczesne konwencjonalne silniki ZS, nawet jeśli pominie się problem nieuwzględnienia mocy na napęd sprężarki mechanicznej. Zatem Autor pochopnie postawił tezę pracy, której słuszności tezy nie można w pełni dowieść. Cel pracy podany w rozdziale 2.1. (str.16) został jednak osiągnięty: wykazano, że silnik badawczy pracujący w trybie z samozapłonem uzyskuje wyższą sprawność niż w przypadku, gdy pracuje on w trybie z zapłonem iskrowym. Wykaz literatury Wykaz literatury obejmuje formalnie 162 pozycje. Wykaz cechuje się jednak błędami polegającymi na nieuporządkowaniu alfabetycznym, w ten sposób np. pozycja [120] powtórzona jest jako pozycja [148]. Jeśli pominąć prace Autora niniejszej rozprawy, to pozostaje niewiele pozycji o charakterze naukowym, wydanych nie wcześniej niż przed 10 laty. Jest to niewłaściwe, szczególnie dlatego, że zakres prac prezentowanych w rozprawie dobrze koresponduje z aktualnymi kierunkami badań (vide pkt. 1.1 – mojej recenzji). 1.3. Podsumowanie oceny rozprawy Omawiane uwagi nie umniejszają mojej pozytywnej oceny rozprawy, przede wszystkim ze względu na to, że Autor przedstawił nowatorską koncepcję działania silnika spalinowego. W takiej pracy łatwo jest znaleźć wiele niedoskonałości, niedociągnięć, a także błędów. Mimo powyższych uwag krytycznych, niektórych dyskusyjnych, realizację postawionego zadania należy ocenić bardzo wysoko ze względu na:  prawidłowe określenie i zdefiniowanie przedmiotu badań,  sposób prezentacji wyników,  opis wykonania poszczególnych etapów pracy, dzięki czemu praca zawiera wiele elementów świadczących o nowatorskim wkładzie Autora w rozważaną dziedzinę,  wykazane przez Autora dobre rozeznanie w prezentowanych dziedzinach wiedzy,  wymierne osiągnięcia teoretyczno-aplikacyjne, pozwalające na szereg spostrzeżeń
  7. 7. 7 i wyciągnięcie interesujących wniosków. Autor w pracy podjął się bardzo trudnego zadania, które z oczywistych względów nie wyczerpuje całości zagadnień związanych z problemami dwusystemowego zapłonu (iskrowego i samoczynnego) silnika spalinowego. Liczba czynników wpływających na te zjawiska jest znaczna, co bardzo komplikuje zagadnienie. Trudne jest zdecydowane wydzielenie wpływu jednego czynnika (tzw. analiza pierwiastkowa), ponieważ należy liczyć się z interakcją innych. Należy przy tym zaznaczyć, że obecny stan wiedzy o niektórych czynnikach, a zwłaszcza ich kwantyfikacja, jest niewystarczający do pełnego ustalenia ich wpływu na parametry regulacyjne silnika spalinowego, zasilanego dwusystemowo. Wynika z tego konieczność dalszych badań, które pozwolą w sposób jednoznaczny określić rezerwy, jakie ma w kształtowaniu tych parametrów współczesna technologia. Wniosek końcowy W podsumowaniu oceny przedstawionej rozprawy należy podkreślić aktualność jej tematyki z punktu widzenia potrzeb prezentowanej dyscypliny naukowej. Rozprawa zawiera pewne elementy, które można uznać za oryginalny i znaczny wkład w rozwój dyscypliny „Budowa i Eksploatacja Maszyn”, a zwłaszcza wiedzy w specjalności „Silniki Spalinowe”. Autor podał w niej szereg wyników swoich rozważań i badań, które mogą mieć dużą wartość także dla praktyki technicznej. Uważam, że rozprawa habilitacyjna dr. inż. dr. inż. Mariusza Cygnara pt. „Zastosowanie systemu zapłonowego iskrowego i samoczynnego w silniku spalinowym” spełnia wymagania stawiane pracom promocyjnym na stopień naukowy doktora habilitowanego, zgodnie z obowiązującymi przepisami (ustawa z dnia 14.03.2003 ze zmianami z dnia 18.03.2011). 2. OCENA DOROBKU NAUKOWO-BADAWCZEGO I DYDAKTYCZNEGO 2.1. Przebieg pracy zawodowej Kandydat w 1997 roku ukończył studia magisterskie na Wydziale Mechanicznym Politechniki Krakowskiej. Po ukończeniu studiów od 1.07.1997 pracował w Fabryce Maszyn Wiertniczych i Górniczych „Glinik” w Gorlicach na stanowisku stażysty – technologa produkcji. Ze względu na rozpoczęcie studiów doktoranckich z dniem 1.10.1997 zrezygnował z tej pracy i rozpoczął prace badawcze w Instytucie Pojazdów Samochodowych i Silników Spalinowych Politechniki Krakowskiej. W grudniu 2002 roku uzyskał stopień doktora nauk technicznych nadany przez Radę Wydziału Mechanicznego Politechniki Krakowskiej. W tym samym roku został zatrudniony w Instytucie Technicznym Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej w Nowym Sączu. W latach 2003 – 2007 został powołany na funkcję Prorektora ds. studenckich, natomiast w latach 2007 – 2011 pełnił w II kadencji funkcję Prorektora ds. studenckich i kształcenia. Obecnie pracuje na stanowisku starszego wykładowcy w Zakładzie Mechatroniki. 2.2. Osiągnięcia naukowo – badawcze Głównym obszarem działalności naukowo – badawczej dr inż. Mariusza Cygnara są zagadnienia związane z konstrukcją silników spalinowych, układów zasilania i modelowaniem zjawisk gazodynamicznych w cylindrze silnika. Prowadzone badania dotyczyły problematyki silników spalinowych o bezpośrednim wtrysku benzyny spalających mieszanki uwarstwione. Habilitant koncentrował się na badaniach symulacyjnych i eksperymentalnych w kilku obszarach, mianowicie:  badania symulacyjne zjawisk gazodynamicznych w cylindrze silnika GDI przy użyciu programu KIVA, KIVA II i 3V oraz określenie podstawowych wskaźników pracy, mające decydujący wpływ na parametry termodynamiczne podczas procesu spalania
  8. 8. 8 uwarstwionego ładunku,  optymalizacja procesu wtrysku w silniku o bezpośrednim wtrysku benzyny, mające na celu zmniejszenie zużycia paliwa i zwiększenie sprawności ogólnej przy jednoczesnym obniżeniu składników toksycznych spalin w oparciu o badania stanowiskowe,  wizualizacja procesu wtrysku i spalania uwarstwionych ładunków dla różnych obciążeń i wybranych prędkości obrotowych silnika GDI. Badania prowadzone były w celu określenia i dobrania jak najkorzystniejszych parametrów procesu wtrysku oraz porównanie z symulacją komputerową wirtualnego modelu wykonanego w programie KIVA. Wynikiem prowadzonych w/w badań naukowych było opracowanie szeregu publikacji naukowych wygłaszanych na konferencjach krajowych i zagranicznych. Na podkreślenie zasługuje fakt, że większość prac badawczych Habilitant realizował przez czynne uczestnictwo w 7 projektach badawczych, finansowanych przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego oraz Unię Europejską. Charakterystyka zakresu prac badawczych stojących na wysokim poziomie teoretycznym i praktycznym, pozwala na stwierdzenie, że dr inż. Mariusz Cygnar posiada wiedzę i kwalifikację do rozwiązywania niekonwencjonalnych, złożonych problemów naukowych, które mają istotny wpływ poznawczy i utylitarny. 2.3. Dorobek publikacyjny Łączny dorobek publikacyjny wynosi 78 pozycji. Po uzyskaniu stopnia doktora nauk technicznych dr inż. Mariusz Cygnar znacząco powiększył swój dorobek i opublikował 54 publikacje (w większości z dominującym udziałem Habilitanta), mianowicie:  3 monografie jako współautor (w tym jedna w j. angielskim),  1 rozdział w monografii anglojęzycznej, wydanej przez wydawnictwo InTech jako współautor,  2 publikacje w języku angielskim w czasopiśmie wymienionym na liście JCR (lista MNiSW, jako współautor),  2 samodzielne publikacje w języku angielskim na konferencjach międzynarodowych,  46 publikacji w opracowaniu zbiorowym (w tym 45 w j. angielskim),  47 referatów związanych z obszarem zainteresowań. Zakres i poziom osiągnięć Habilitanta dowodzą, że należy On do pracowników naukowo – badawczych umiejących skutecznie współpracować z zespołami naukowymi. Osiągnięcia naukowe cechują się oryginalnością i pozwalają na stwierdzenie, że spełnia wymagania stawiane kandydatom ubiegającym się o nadanie stopnia naukowego doktora habilitowanego. 2.4. Osiągnięcia dydaktyczno – wychowawcze Dr inż. Mariusz Cygnar wykazuje się dużą aktywnością dydaktyczną pod względem prowadzonych zajęć w Państwowej Wyższej Szkole Zawodowej w Nowym Sączu. Będąc na stanowisku starszy wykładowca prowadzi wykłady, ćwiczenia, zajęcia projektowe i laboratoryjne na studiach I i II stopnia, z przedmiotów: - Teoria ruchu pojazdów, - Teoria silników spalinowych i układów zasilania, - Mechatroniczne systemy sterowania kontroli trakcją, - Mechatroniczne systemy sterowania układów napędowych, - Nowoczesne źródła napędu, - Mechanika ogólna i wytrzymałość materiałów, - Grafika inżynierska. Na uznanie zasługuje fakt wypromowania ponad 70 inżynierów, natomiast kilka prac było realizowanych z uwzględnieniem konkretnych potrzeb zakładów produkcyjnych takich jak: Newag, Fakro. Dodatkowo, Habilitant brał czynny udział w opracowywaniu autorskich
  9. 9. 9 programów nauczania w ramach kierunku Mechatronika oraz Zarządzanie i inżynieria produkcji, na studiach I i II stopnia. 2.5. Osiągnięcia organizacyjne Habilitant prowadził bardzo aktywną działalność organizacyjną na różnych płaszczyznach, która obejmuje przede wszystkim: 1) Funkcja prorektora ds. studenckich w latach 2003 – 2007, 2) Funkcja prorektora ds. studenckich i kształcenia w latach 2007 – 2011 (uczestniczył w szeregu pracach mających istotny wpływ na poprawę warunków dydaktycznych oraz jakość kształcenia w Państwowej Wyższej Szkole Zawodowej w Nowym Sączu), 3) Członek zespołu w PWSZ ds. opracowywania wniosków unijnych, pozyskanie dwóch grantów w ramach kształcenia zamawianego w roku 2008 i 2009 w ramach Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki na kierunku Mechatronika, których był kierownikiem, 4) Wielokrotnie zapraszany do wygłaszania referatów w ramach Małopolskiej Nocy Naukowców, 5) Inne istotne działania organizacyjne, które uważam za efektywne i wnoszące do dorobku organizacyjnego to: - Członek Konwentu Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej w Nowym Sączu, - Członek zespołu ds. oceny jakości prac dyplomowych na kierunku Mechatronika, - Ekspert zawodowy VCC, - Ekspert w zakresie certyfikacji kompetencji ECCC, - Członek Senatu Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej w Nowym Sączu 2003-2011, - Przewodniczący Uczelnianych komisji stypendialnych, komisji ds. dydaktycznych komisji ds. jakości kształcenia, - Redaktor wydawniczy „Kwartalnika Gorlickiego” do 2004, - udział w akcjach informacyjnych w szkołach średnich na terenie Małopolski w ramach rekrutacji na studia, - promocja Instytutu Technicznego PWSZ na różnego rodzaju sympozjach, targach, konferencjach dydaktycznych, 6) udział w organizacji różnego rodzaju konferencji:  „Inżynier Mechatroniki - napędem do rozwoju innowacyjnego przemysłu i konkurencyjnej gospodarki” – kierunek zamawiany, „Konferencja podsumowująca projekt”, Nowy Sącz 2012. Patronat: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego,  Kierunek zamawiany „Mechatronika – pilotaż” ,Konferencja podsumowująca projekt, Nowy Sącz 2011. Patronat: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego,  Posiedzenie Sekcji Mechatroniki, Mikro- i Nanotechnologii Komitetu Budowy Maszyn Polskiej Akademii Nauk, październik 2010, Nowy Sącz,  Ogólnopolskie posiedzenie Prorektorów ds. studenckich i kształcenia oraz Kierowników Działów Nauczania” maj 2006, Rytro;  Posiedzenie Sekcji Podstaw Technologii Komitetu Budowy Maszyn PAN, Maj 2003, Nowy Sącz, organizacja konferencji;  “Rozwój konstrukcji silników spalinowych i jakości paliw w aspekcie spełnienia wymagań przyszłości” – Konferencja międzynarodowa, czerwiec 2001 r. w Krakowie i Janowicach, organizacja konferencji;  „Festiwal Nauki Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej w Nowym Sączu”, kwiecień – maj, corocznie. 7) Członkostwo w stowarzyszeniach:  Polskiego Towarzystwa Naukowe Silników Spalinowych,  Sekcji Spalania Komitetu Termodynamiki i Spalania Polskiej Akademii Nauk,  Stowarzyszenia Miłośników Ziemi Gorlickiej. Podsumowując osiągnięcia organizacyjne Habilitanta stwierdzam, że Jego
  10. 10. 10 zaangażowanie potwierdza duży wkład intelektualny i dużą aktywność zawodową, nie tylko pod względem badawczym, ale również jako organizator i propagator różnych form działalności organizacyjnych związanych z rozwojem nauki. 2.6. Nagrody i wyróżnienia Dr inż. Mariusz Cygnar otrzymał szereg nagród za osiągnięcia naukowo – badawcze, dydaktyczne i organizacyjne. Habilitant otrzymał 8 razy nagrodę Rektora Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej w Nowym Sączu za pracę dydaktyczną i organizacyjną. Za prace naukowo – badawcze otrzymał dwie nagrody od Society of Collective Management of Copyrights of Creators of Scientific and Technical Works KOPIOPL w 2008 roku. 2.7. Podsumowanie oceny dorobku:  dr inż. Mariusz Cygnar zgromadził znaczący dorobek naukowy, wyraźnie wzbogacony po doktoracie, a Jego działalność naukowo-badawcza jest zdecydowanie ukierunkowana na zagadnienia silników spalinowych, co stanowi oryginalny i wartościowy przyczynek do krajowej nauki w tej dziedzinie,  prace badawcze Habilitanta wiążą się zarówno z podstawowymi zagadnieniami naukowymi, jak i praktycznymi (doświadczenie przemysłowe, badania dla przemysłu zastosowane w praktyce, dorobek konstrukcyjny i wdrożeniowy),  większość prac badawczych była prowadzona z inspiracji dr. inż. Mariusza Cygnara, względnie pod Jego kierownictwem,  Habilitant uczestniczy w organizacji badań naukowych i to również na forum międzynarodowym,  Kandydat jest doświadczonym nauczycielem akademickim z dużym dorobkiem dydaktycznym i wychowawczym. 3. KONKLUZJA Uwzględniając pozytywną ocenę całokształtu dorobku naukowo-badawczego i dydaktycznego oraz walory rozprawy habilitacyjnej stwierdzam, że dr inż. Mariusz Cygnar spełnia wymagania stawiane osobom ubiegającym się o stopień naukowy doktora habilitowanego przez ustawę z dnia 14.03.2003 r. ze zmianami z dnia 18.03.2011 r. „O stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki”. Wnioskuję zatem o dopuszczenie dr. inż. Mariusza Cygnara do kolokwium habilitacyjnego.

×