základy dopravní techniky a dopravní prostředky

Transkript

ZÁKLADY DOPRAVNÍ TECHNIKY
A DOPRAVNÍ PROSTŘEDKY
Miroslav Tesař
Petr Jílek
Pardubice 2012
Tyto studijní materiály vznikly za finanční podpory Evropského sociálního fondu
a rozpočtu České republiky v rámci řešení projektu OP VK CZ.1.07/2.2.00/15.0462
„Virtuální vzdělávání v dopravě“.
úvod do předmětu
Název:
Základy dopravní techniky a dopravní prostředky
Autor:
Miroslav Tesař, Petr Jílek
Vydání:
první, 2012
Počet stran:
6973
Náklad:
50
Studijní materiály pro studijní obor : všechny obory, Dopravní fakulta Jana Pernera
Jazyková korektura: nebyla provedena.
Tyto studijní materiály vznikly za finanční podpory Evropského sociálního fondu
a rozpočtu České republiky v rámci řešení projektu Operačního programu Vzdělávání
pro konkurenceschopnost.
Název: Virtuální vzdělávání v dopravě
Číslo: CZ.1.07/2.2.00/15.0462
Realizace: Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava/Univerzita Pardubice
© Miroslav Tesař, Petr Jílek
© Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Univerzita Pardubice
ISBN: 978-80-248-3281-4
VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice
2
úvod do předmětu
POKYNY KE STUDIU
Základy dopravní techniky, dopravní prostředky
Pro předmět ZDT a DP jste obdrželi studijní balík obsahující:
• integrované skriptum pro distanční studium obsahující i pokyny ke studiu,
• přístup do e-learningového portálu obsahující doplňkové animacemi vybraných částí
kapitol a doprovodné video „Osobní automobil“
Cílem předmětu
Cílem je seznámení se základními pojmy a principy v oblasti silničních vozidel.
Po prostudování modulu by měl student získat základní povědomí a znalosti o principech
konstrukčního uspořádání silničních vozidel. Měl by pochopit princip činnosti hlavních
konstrukčních skupin vozidel a poznat podstatu zákonitostí spojených s pohybem silničního
vozidla.
Pro koho je předmět určen
Modul je zařazen do bakalářského studia všech oborů studijního programu.
Skriptum se dělí na části, kapitoly, které odpovídají logickému dělení studované
látky.
3
úvod do předmětu
Při studiu každé kapitoly se můžete setkat s následujícími informačními
symboly:
Cíl: Informuje o tom, co je nejpodstatnější v dané části a co nového Vám
studium přinese.
Výklad
Následuje vlastní výklad studované látky, zavedení nových pojmů, jejich vysvětlení,
vše doprovázeno obrázky, tabulkami, řešenými příklady, odkazy na animace.
Shrnutí pojmů
Na závěr kapitoly jsou zopakovány hlavní pojmy, které si v ní máte osvojit. Pokud
některému z nich ještě nerozumíte, vraťte se k nim ještě jednou.
Otázky
Pro ověření, že jste dobře a úplně látku kapitoly zvládli, máte k dispozici několik
kontrolních otázek.
Úlohy k řešení
Bude zadána úloha k samostatnému řešení, která Vám umožní lépe pochopit podstatu
studovaného problému.
Klíč k řešení
Výsledky zadaných příkladů budou uvedeny v závěru učebnice v Klíči k řešení.
Používejte je až po vlastním vyřešení úloh, jen tak si samokontrolou ověříte, že jste obsah
kapitoly skutečně úplně zvládli.
V textu mohou být použity kromě výše uvedených ještě další symboly. Jejich
význam je ale natolik zřejmý, že není nutné je blíže vysvětlovat
Úspěšné a příjemné studium s tímto učebním textem Vám přejí autoři.
Miroslav Tesař, Petr Jílek
4
úvod do předmětu
OBSAH
1. ÚVODDOPŘEDMĚTU
1.1 Historie motorových vozidel
2. DRUHY SILNIČNÍCH VOZIDEL
2.1 Základní pojmy
2.1.1 Druhy vozidel
3. KATEGORIE VOZIDEL
4. ZÁKLADNÍ ČÁSTI MOTOROVÝÁCH VOZIDEL
5. ZÁKLADNÍ USPÚOŘÁDÁNÍ (KONCEPCE) MOTOROVÝCH VOZIDEL
5.1 Celkové uspořádání poháněcí soustavy
5.2 Rozměry a hmotnosti motorových vozidel
5.2.1 Hmotnosti vozidel
5.2.2 Rozměry vozidel
5.3 Rámy vozidel
5.4 Karosérie vozidel
6. KOLA A PNEUMATIKY
6.1 Drtuhy a konstrukce disků a ráfků kol
6.1.1 Disky kol
6.1.2 Ráfky kol
6.2 Druhy a konstrukce pneumatik
6.2.1 Rozdělení pneumatik
6.2.2 Konstrukční provedení pneumatik
6.2.3 Základní parametry pneumatik
6.2.4 Značení pneumatik
6.3 Způsoby uložení kol
7. NÁPRAVY
7.1 Rozdělení náprav
7.2 Tuhé nápravy
7.3 Nezávislé zavěšení kol
8. PÉROVÁNÍ A TLUMIČE
8.1 Význam pérování a tlumení
8.2 Druhy pružících prvků
8.2.1 Kovové pružící prvky
8.2.2 Nekovové pružící prvky
8.2.3 Moderní způsoby pérování
8.3 Druhy tlumičů pérování
9. BRZDY
9.1 Rozdělení brzdových soustav
9.2 Kapalinové brzdy
9.3 Bubnové brzdy
9.4 Kotoučové brzdy
9.5 Brzdová soustava s posilovačem
9.6 Elektronické systémy brzd
9.7 Vzduchotlaké brzdy
5
úvod do předmětu
9.8 Zpomalovací brzdy
10. ŘÍZENÍ
10.1 Základní pojmy geometrie řízení
10.2 Druhy a konstrukce řízení
10.3 Posilovače řízení
11. SPOJKY
11.1 Účel a základní druhy spojek
12. PŘEVODOVKY
13. SPOJOVACÍ A HNACÍ HŘÍDELE
14. ROZVODOVKY
6
úvod do předmětu
Předkládaný učební text slouží pouze jako vodítko k usnadnění studia. Text je určen
pro posluchače kombinované formy studia a v žádném případě nenahrazuje přednášky, kde
budou příslušná témata rozebrána do větší hloubky. Posluchači jsou povinni se seznámit
s doporučenou a s povinnou literaturou.
7
úvod do předmětu
1
ÚVOD DO PŘEDMĚTU
Předmět Základy dopravní techniky a Dopravní prostředky umožní studentům získat
přehled o problematice konstrukce silničních motorových vozidel v rozsahu potřebném pro
získání základních znalosti o principech konstrukčního uspořádání silničních vozidel. Student
by měl pochopit princip činnosti hlavních konstrukčních skupin vozidel a poznat podstatu
zákonitostí spojených s pohybem silničního vozidla.
Informace obsažené v tomto studijním materiálu jsou sestaveny tak, aby umožnily
studovat danou problematiku v logickém sledu, který odpovídá návaznosti jednotlivých
skupin a podskupin motorového vozidla, při přenosu točivého momentu motoru ke kolům
hnací nápravy.
1.1 Historie motorových vozidel
Cíl: Seznámit se stručným přehledem historie vzniku automobilu
Francouzký filosof Auguste Comté kdysi řekl:
„Nezná svůj obor, kdo nezná jeho historii“.
Když se na historii motorových vozidel, nebo automobilů, podíváme trochu v širších
souvislostech, musíme začít již od vlastního pojmu „automobil“.
Slovo automobil (zastarale kolojezd), pochází z řeckého výrazu ve významu
samostatně a z řeckého mobilis - ve významu pohyblivý.
Odtud tedy pojem automobil, často používaný ve zkráceném tvaru auto. Ve starší
češtině byl používán doslovný překlad slova automobil = samohyb.
Pojmy k zapamatování
Automobil je tedy definován jako samostatně se pohybující pozemní dopravní
prostředek, který je nezávislý na kolejích nebo trolejích a k jehož pohybu není třeba tažných
zvířat či lidské síly a je schopen se po zemi pohybovat díky svému vlastnímu pohonu.
Výklad
Této definici, která zahrnuje i motorová jednostopá vozidla (motorky, mopedy,
motorová jízdní kola), autobusy a pojízdné pracovní stroje, však odpovídá v právních
předpisech termín motorové vozidlo. Slovo automobil (auto) se používá v užším významu.
Protože prvními motorovými vozidly byla vozidla, která z dnešního pohledu patří
hlavně mezi automobily, můžeme při stručné procházce historií fenoménu 20. století,
zvanému automobil, zůstat u tohoto obecně používaného pojmu, i když se v podstatě jedná o
historii motorového vozidla jako takového.
8
úvod do předmětu
Zabývat se podrobně historií automobilů nelze, protože to je velmi rozsáhlá
problematika. Pro účel tohoto předmětu se zaměříme pouze na stručný přehled historie
automobilu ve formě hlavních historických událostí, která se dají považovat za rozhodující
při formování dalšího vývoje a rozvoje tohoto nejdynamičtěji se rozvíjejícího odvětví lidské
činnosti devatenáctého a dvacátého století.
1.1.1 Historie automobilů v datech
Pokud se chceme věnovat čistě historii automobilu, bylo by správné začít od opravdu
historicky prvního automobilu na světe, tedy něčeho co odpovídá našemu chápání
automobilu jako takového.
Jenže naskýtá se otázka zda by takovýto automobil spatřil světlo světa bez toho
hlavního co bylo je a bude hnacím motorem lidské činnosti. A tím je odvěká touha lidstva
usnadnit si svoji každodenní činnost, touha po nových poznáních a hlavně snaha využít
každého nového poznání ve svůj prospěch.
Nebyl tedy počátkem nebo alespoň předzvěstí začátku historie automobilů okamžik,
kdy člověk využil pro tažení nákladu sílu zvířete? A nebyl počátkem okamžik kdy pro
usnadnění přesunu nákladu člověk poprvé využil kolo? Možná bychom se takto dostali až na
počátek lidské civilizace, kdy člověk začal přemýšlet o své činnosti a začal hledat způsoby jak
si svůj nelehký pobyt na Zemi usnadnit.
Pokud tedy zůstaneme u základní definice automobilu, bude asi správné začít opravdu
tam, kdy se dá předpokládat, že světlo světa spatřilo poprvé KOLO.
Další přehled je sestaven z nejdůležitějších událostí, o kterých se dá říci, že „psala“
dějiny automobilů.
4 tisíce let před n.l. – vynález kola.
Kolo se poprvé objevilo pravděpodobně v oblasti Malé Asie. Jako značně
pravděpodobnou se jeví hypotéza, že vynález kola má přímou souvislost s vynálezem
hrnčířského kruhu (princip kola otáčejícího se na
hřídeli).
2 tisíce let před n.l. – využití kola na vozech,
zejména ve starém Egyptě, v Mezopotámii se u
bojových vozů objevilo významné zdokonalení –
paprskové kolo. Všeobecné rozšíření lehkého bojového
vozu je připisováno o 350 let později Chetitům, národu
obývajícímu území dnešního východního Turecka a
Sýrie.
Obr.1.1: Podoba prvních vozů.
Tyto dva údaje lze tedy považovat za úplně první
historické události související s věcí bez které by dnešní
automobil nebyl tím čím je, s KOLEM.
Přeskočíme nyní celé tisíciletí a začneme sledovat vznik již opravdového automobilu
v jeho pravém slova smyslu.
9
úvod do předmětu
1769 – Nicolas Joseph
Cugnot – sestrojil první samostatně
se pohybující mechanické vozidlo.
N.J. Cugnot byl francouzský
vynálezce a dělostřelecký důstojník.
Využil u svého vynálezu rozmachu
parního stroje, který pro pohon svého
„vozidla“ využil.
Prvenství tohoto
muže je však někdy zpochybňováno a
je připisováno vlámskému misionáři
v Číně, Ferdinandu Verbiestovi, který
měl údajně první automobil na světě
vyrobit okolo roku 1672.
1815 – parní vůz Josefa
Boška - první „automobil“ ve střední
Evropě.
1835 - profesor Sibrandus
Stratingh z Groningen (Holandsko),
sestrojil první elektromobil.
Obrázek 1.2 – První „samohybný stroj“
Obrázek.1.3: Parní automobil Josefa Boška.
1862 – 1866 – Nicolaus Otto, vyvinil
první čtyřdobý spalovací motor.
Obrázek 1.4 – První vznětový motor
10
úvod do předmětu
1885 – Karl Benz vyvinul a sestrojil motorovou tříkolku, která je považována za
opravdu první automobil tak jak jej dodnes chápeme.
Obrázek 1.5- Benz - první automobil 1883
Obrázek 1.6- Replika prvního automobilu
Zajímavost k tématu
29. ledna 1886 získal Karl Benz na svoji tříkolku patent.
Toto datum je považováno za zrod automobilu.
1887 – nezávisle na Benzovi, začal automobily stavět také Gottlieb Daimler.
1888 – Anglický zvěrolékař John Dunlop vynalezl pneumatiku plněnou vzduchem.
Do té doby se používaly plné gumové obruče.
1889 – ve Francii vznikla první automobilní továrna Panhard a Levassor, (dnes
výrobce vojenských automobilů Panhard).
1893 – Francie zavedla povinnou registraci automobilů pomocí očíslovaných tabulek.
1894 – Pařížský časopis Le Petit Journal uspořádal první automobilovou soutěž.
Opravdový závod se ale konal až o rok později na trati Paříž-Bordeaux.
1895 – František Křižík, první elektromobil na území dnešní ČR.
1897 – Rakušan Rudolf Diesel sestrojil první provozuschopný vznětový motor.
1897 – první automobil na území dnešní ČR Präsident v Kopřivnické továrně
11
úvod do předmětu
Obrázek 1.8 – První nákladní automobil
Obrázek 1.7 - Původní podoba automobilu
President
1898 – první nákladní automobil vyrobený v Kopřivnické továrně.
1898 – první motocykl Laurin a Klement.
1903 - Henry Ford založil svou továrnu.
1904 – Spojené státy překonaly Francii v počtu vyrobených automobilů a staly se
světovou jedničkou.
1905 – výroba aut Laurin a Klement.
1907 – zahájila činnost Pražská továrna na automobily (od 1910 Praga)
1908 – Henry Ford zahájil výrobu modelu Ford – T. Začíná éra sériové výroby. Do
roku 1927 bylo vyrobeno přes 15 miliónů kusů modelu T.
Od počátku 20. století se začaly psát „moderní dějiny“ vývoje a výroby
automobilů a automobilismu.
1923 – Kopřivnická továrna je přejmenována na TATRA
1924 - Byly vyroben první nákladní vůz s naftovým motorem. První sériové
dieselové osobní auto, Mercedes 260D, vzniklo v roce 1936.
1925 – Plzeňská Škoda zapojila do koncernu závod L&K.
1929 - Američan Paul Galvin vynalezl první autorádio, položil tak základ společnosti
Motorola.
1936 - V Německu byl představen vůz pro masy, pozdější Volkswagen Brouk. Jeho
výroba skončila až v roce 2003 v Mexiku, celkem bylo vyrobeno přes 21 milionů kusů.
1951 - Na trhu se objevil první posilovač řízení, původně vyvinutý pro těžké nákladní
automobily.
1953 - Američtí zákazníci si do svých vozů mohli pořídit první klimatizaci. Poprvé se
objevují bezpečnostní pásy, vynález ale pochází už z konce 19. století. Dnes nejrozšířenější
tříbodové pásy uvedlo na trh Volvo v roce 1959.
1958 - Na americkém trhu se objevily první japonské vozy, automobilky Toyota a
Nissan prodaly každá kolem 1000 vozů. Do Evropy přišli Japonci o rok později.
1965 - První běžně vyráběný vůz s pohonem všech kol, britský Jensen FF. Japonské
Subaru přišlo se svými "čtyřkolkami" začátkem 70. let, Audi představilo první quattro v roce
1980.
12
úvod do předmětu
1973 - Automobil Oldsmobile Tornado se stal prvním vozem, ve kterém si mohli
zájemci koupit airbag. V Evropě patří prvenství Mercedesu, který přišel s tímto
bezpečnostním prvkem v roce 1980.
1974 - Na trh přišla první generace Volkswagenu Golf, který se stal nejprodávanějším
automobilem světa, prodalo se přes 24 milionů vozů. V současnosti se vyrábí pátá generace.
1975 - V Americe se objevily první katalyzátory, dnes používaný třícestný
katalyzátor s lambda sondou poprvé použilo Volvo v roce 1976.
1978 - Po deseti letech vývoje přišla firma Bosch s ABS - protiblokovacím brzdovým
systémem, dnes běžnou výbavou aut.
1997 - V Japonsku se začal prodávat první hybridní automobil, poháněný spalovacím
motorem a elektřinou - Toyota Prius.
To je tedy stručný přehled těch nejdůležitějších dat souvisejících s historií
automobilů ve světě, ale i na území dnešní ČR. Stejně tak jako jednotlivé události, vytvářely
dějiny automobilů i samotné automobily. Dá se vyjmenovat řada značek a typů automobilů,
které „vstoupily do historie“ . A to tím, že přinesly nějaký prvek, změnu, která se pak stala
zcela běžnou, nebo prostě tím, že se tyto automobily staly legendou.
1.1.2 Automobily, které psaly historii
29. ledna 1886 podal Karl Benz na patentním úřadě žádost o zaregistrování svého
Patent Motorwagen. Za 126 let se stalo auto součástí každodenního života. Zde jsou uvedeny
vizitky tuctu těch nejslavnějších aut, která se svým způsobem podílela i na tom jak vypadají
a jak jsou vybaveny současné automobily a dá se říci že i na tom, kam se současný trend
vývoje automobilů ubírá a která rozhodně stojí za pozornost. Nechybí mez nimi ani
zástupce automobilů pocházejících z českých zemí.
FORD MODEL T (vyráběn 1908 až 1927) - Automobil, který
motorizoval Ameriku, továrna Henryho Forda jich vyrobila přes 15
milionů - v pozici nejprodávanějšího vozu světa ho předstihl až
Volkswagen Brouk. Jednoduchý a konzervativní automobil měl
motor o výkonu 20 až 22 koní, dosahoval maximální rychlosti 60
km/h.
BUGATTI ROYALE (1926 až 1932) - Geniální Ettorre Bugatti se
mezi světovými válkami prosadil sportovními auty. Postavil ale i
jeden z nejslavnějších luxusních vozů, typ 41 Royale. Vzniklo
pouze šest či sedm aut (nikdo nezná přesný počet), ovšem zcela
výjimečných - každé vážilo tři tuny, poháněl je třináctilitrový
řadový osmiválec vyvinutý z leteckého motoru a později upravený
pro použití ve vlacích a dosahovalo rychlosti přes 160 km/h.
13
úvod do předmětu
MERCEDES-BENZ SSK (1928 až 1932) - Sportovní automobil
zkonstruovaný Ferdinandem Porschem byl nejrychlejším autem
své doby, jeho maximální rychlost se blížila 180 km/h. Na
přelomu 20. a 30. let vévodil světovým závodním drahám.
Přeplňovaný motor o objemu 7,1 litru dával výkon až 300
koňských sil. Předloni byl jeden z necelé čtyřicítky vyrobených
kusů prodán za 4,18 milionu liber (asi 200 milionů korun
TATRA 87 (1938 až 1950) - Nástupce revoluční Tatry 77, jež se
vyráběla v letech 1934 až 1937 a které vzniklo ve dvou variantách
jen 250 kusů. Typ 87 si zachoval aerodynamický tvar předchůdce i
koncepci se vzduchem chlazeným motorem vzadu, byl ale lehčí a
motor měl větší výkon; k jeho typickým znakům patřily tři přední
světlomety. Tatra 87 se vyráběla za války i po jejím konci hlavně
pro státní úřady, celkem vzniklo 3023 kusů. Proslavili ji mimo jiné
Jiří Hanzelka a Miroslav Zikmund na své cestě kolem světa.
VOLKSWAGEN BROUK (1941 až 2003) - Jedno z
nejkultovnějších aut všech dob. Brouka zkonstruoval Ferdinand
Porsche už koncem 30. let na Hitlerův popud jako auto pro lidové
masy, po začátku války ale dostala přednost vojenská varianta.
První sériové vozy vznikly v roce 1941, cestu ke slávě ale začal
Brouk až po válce. Výroba byla obnovena v roce 1945, posledního
evropského Brouka vyrobili v roce 1978. Úplně poslední ale vyjel
z mexické továrny až na podzim 2003, celkem jich vzniklo přes 22
miloónů.
WILLYS JEEP (1941 až 1945) - Automobil, který se stal jednou
z ikon druhé světové války a byl předchůdcem dnešních terénních
vozů s pohonem všech kol. Vývoj začal na konci 30. let, předkem
jeepu byl vůz malé společnosti Bantam, nakonec jej ale vyráběl
větší Willys, ale i Ford. Během války vzniklo téměř 640.000
jeepů, po jejím skončení pak vznikla i civilní varianta CJ-2, jejíž
potomek, Jeep Wrangler, se vyrábí dodnes.
14
úvod do předmětu
CITROËN 2CV (1948 až 1990) - Prototyp auta pro každého vnikl
ve Francii už před válkou, do výroby se ale dostal až tři roky po
jejím konci. Populární "kachna" dostala do vínku řadu
pokrokových konstrukčních řešení včetně nezávislého zavěšení
všech kol, tak užitečného na rozbitých venkovských cestách.
Celkem bylo vyrobeno 3,87 milionu kusů, poslední z nich v
Portugalsku.
FIAT 600 (1955 až 1985) - Malé kulaté vozítko, které kromě Itálie
motorizovalo i řadu dalších zemí. "Šestistovka" se v rodné zemi
vyráběla 15 let, vznikala ale i v Argentině, Španělsku, Německu či
Jugoslávii - právě tam pod označením Zastava 850 vyrobili v roce
1985 poslední. Originálních Fiatů 600 vyjelo z bran továrny na 2,6
milionu, podobného, ale menšího typu Fiat 500 se pak mezi lety
1957 a 1977 vyrobilo ještě o milion více.
CITROËN DS (1955 až 1975) - Aerodynamický, na svou dobu
nesmírně pokročilý automobil, který proslavil mimo jiné filmový
Fantomas. K hlavním inovacím patřilo hydropneumatické
odpružení, které se stalo poznávacím znamením velkých citroënů a
jež později převzala i řada jiných automobilek. DS měl zpočátku
poměrně slabý čtyřválcový motor o výkonu 75 koní, až později
přibyl stokoňový agregát, plány na vývoj vidlicového šestiválce
ale továrna vzdala. Celkem se vyrobilo skoro 1,5 milionu vozů.
MINI (1959 až 2000) - Vůz, který prakticky celý zkonstruoval
Alexander Issigonis, už koncem 50. let ukázal cestu, jakou se u
malých vozů časem vydala většina značek. Auto mělo vpředu
napříč uložený motor pohánějící přední kola, malé vnější rozměry
s koly v rozích samonosné karoserie a relativně velký vnitřní
prostor. V roce 1963 vznikla slavná sportovní varianta Mini
Cooper, která mimo jiné třikrát vyhrála Rallye Monte Carlo. Do
září 2000, kdy sjelo z výrobního pásů poslední, se jich vyrobilo
5,3 milionu.
MUSTANG (od roku 1964) - Legenda mezi sportovními
vozy, dnes se vyrábí už pátá generace, vyrobilo se jich přes osm
milionů. Nejslavnější ale zůstává původní mustang z roku 1964,
kterého do konce výroby v roce 1973 vznikly skoro tři miliony.
Automobil zkonstruovali jako levné sportovní auto pro
dospívající silnou poválečnou generaci a kromě obchodního
úspěchu se stal i vděčným objektem různých úprav, k
nejslavnějším patřil Shelbyho Mustang GT-350.
FORD
15
úvod do předmětu
VOLKSWAGEN GOLF (od roku 1974) - Vůz nižší střední třídy
s výklopnou zádí, neboli hatchback, který se stal jakýmsi etalonem
své třídy. Začátkem 70. let se Volkswagen potýkal se slabým
odbytem zastaralých Brouků a až moderní Golf s vpředu uloženým
vodou chlazeným motorem a pohonem předních kol dal firmě nový
impulz. Golf se stal nejprodávanějším automobilem všech dob, od
konce roku 2003 se vyrábí pátá generace a loni v prosinci
překročila celková výroba 24 milionů.
Teprve čas ukáže, zda i v dnešní době, charakterizované obrovským rozmachem
elektronizace a využíváním nejnovějších vědeckých poznatků v konstrukci automobilů, se
zrodí takový automobil, o kterém příští generace budou mluvit jako o automobilových
legendách, které i za 50 nebo i za 100 let, bude stát za to si připomenout.
Úplně na závěr by možná bylo vhodné připomenout,
že auto se může stát i filmovou hvězdou. Našla by se jich
asi celá řada, ale za nejznámější je možné považovat
automobil Aston Martin DB5, kultovní automobil
slavného
agenta 007, kterého na stříbrném plátně
představoval neméně slavný Sean Connery.
zdroj: http://auto.idnes.cz
16
druhy silničních vozidel
2
DRUHY SILNIČNÍCH VOZIDEL
Cíl: Seznámit s rozdělením vozidel podle druhů a kategorií.
Komunikaci mezi odborníky příslušného zaměření usnadňuje jednotné, přesně
definované názvosloví. Základní názvosloví v oblasti silničních vozidel je definováno
normami. K základním normám definujícím základní pojmy a údaje o vozidlech patří:
 CSN 30 0024 Druhy silničních vozidel.
 ČSN 30 0025 Základní části a ústrojí vozidel.
 ČSN 30 0026 Rozměry vozidel.
 ČSN 30 0027 Motory vozidel.
 ČSN 30 0029 Údaje o vozidlech.
 ČSN ISO 1176 Hmotnosti – terminologie a kódy.
 ČSN 30 0031 Díly vozidel.
Pojmy a jejich definice jsou v některých oblastech dále zpřesňovány příslušnými
zákony a vyhláškami. To platí i o druzích silničních vozidel.
Problematiku silničních vozidel řeší zákon 56/2001 Sb. Zákon o podmínkách
provozu na pozemních komunikacích. Další zpřesnění a rozšíření některých souvisejících
oblastí řeší Vyhláška 341/2002 Sb. Vyhláška Ministerstva dopravy a spojů o schvalování
technické způsobilosti a o technických podmínkách provozu vozidel na pozemních
komunikacích.
2.1 Základní pojmy
Pojmů, které lze označit za základní je celá řada. Dále budou uvedeny a definovány
pouze ty, které přímo souvisí s problematikou zahrnutou v předmětu Motorová vozidla.
K těmto pojmům patří:
 silniční vozidlo
 zvláštní vozidlo
 přípojné vozidlo
Silniční vozidlo je motorové nebo nemotorové vozidlo, které je vyrobené za účelem
provozu na pozemních komunikacích pro přepravu osob, zvířat nebo věcí.
Pojem silniční vozidlo je nejobecnější. Zahrnuje vozidla určená k provozu na
pozemních komunikacích nevázaná na koleje, nebo trolejové vedení určená především pro
dopravu osob nebo nákladů, pro zvláštní účely a služby.
17
Obecně se silniční vozidla rozdělují na motorová vozidla, poháněná vlastním
motorem a nemotorová vozidla, která nemají vlastní pohon a jsou tažena motorovým
vozidlem.
Zvláštní vozidlo je vozidlo vyrobené k jiným účelům než k provozu na pozemních
komunikacích, které může být při splnění podmínek stanovených příslušným zákonem
(56/2001 Sb.) k provozu na pozemních komunikacích schváleno.
Obecně tedy platí, že za zvláštní vozidlo je nutno požadovat každé vozidlo (motorové i
nemotorové), které je vyrobeno k jinému účelu než k provozu na pozemních komunikacích.
Mezi zvláštní vozidla patří různé samohybné nebo tažené pracovní stroje, zemědělské nebo
lesnické traktory a stroje, jejichž prvotní určení je jiné než jaké je pro silniční vozidlo.
Přípojné vozidlo je silniční nemotorové vozidlo určené k tažení jiným vozidlem,
s nímž je spojeno do soupravy.
Z tohoto významu pojmu vyplývá, že za přípojné vozidlo se považuje pouze
nemotorové silniční vozidlo, určené k tomu, aby spolu s motorovým silničním vozidlem
tvořilo jízdní soupravu. Za přípojné vozidlo tedy nelze považovat nemotorové pracovní
stroje, jako například zemědělské nebo stavební tažené stroje (secí stroje, rýpadla, nakladače
apod).
2.1.1 Druhy vozidel
Silniční vozidla se rozdělují na jednotlivé druhy takto:
Obrázek 2.1 – Druhy silničních vozidel
Výklad
Jednotlivé druhy silničních vozidel je možné charakterizovat následujícím způsobem.
18
Osobní automobily.
Osobní automobil:
•
Vozidlo určené zejména pro přepravu osob a jejich zavazadel nebo
nákladu.
•
•
•
Má nejvýše devět míst k sezení včetně místa řidiče.
Může táhnout přívěs.
Cel. hmotnost nesmí převýšit 3,5 t a prostor pro zavazadla nesmí
být větší než prostor pro přepravu osob.
Osobní automobil je motorové vozidlo, které má 4 nebo více kol, zpravidla poháněné
spalovacím motorem nebo elektromotorem.
Osobní automobily se dále dělí podle dalších znaků.
Hlavní rozlišující znaky osobního automobilu:
•
•
•
•
Karoserie – druh
Střecha – typ
Počet míst k sezení – a jejich uspořádání
Počet bočních dveří
Podle těchto znaků můžeme osobní automobily rozdělit na jednotlivé typy osobních
automobilů, jak je uvedeno na obrázku Obr. 2.2.
Obrázek 2.2: Rozdělení osobních automobilů na jednotlivé typy.
Podle hlavních rozlišujících znaků je možné definovat jednotlivé typy osobních
automobilů takto:
19
SEDAN
KAROSERIE :
STŘECHA:
MÍSTA K SEZENÍ:
Dvoudveřový sedan
Sedan se splývavou zádí
uzavřená
pevná, tuhá, část střechy může být otvíratelná
4 nebo více, nejméně ve dvou řadách
Čtyřdveřový sedan
Sedan se šikmou zádí
POZNÁMKA: v zádi
mohou být dveře zasahující až
ke střeše
LIMUSINA
KAROSERIE :
prostornější, uzavřená – může mít dělící stěnu mezi
předními a zadními sedadly
STŘECHA:
MÍSTA K SEZENÍ:
4 nebo více, nejméně ve dvou řadách – případná další
sedadla mohou být sklápěcí
BOČNÍ DVEŘE:
4 nebo 6
Benz
S
classe,
šestidveřová limuzína
– Mercedes Benz
20
KUPÉ
KAROSERIE :
uzavřená, s obvykle omezeným zadním prostorem pro
cestující
STŘECHA:
MÍSTA K SEZENÍ:
2 až 3 vpředu, případná zadní sedadla pevná nebo
sklopná
BOČNÍ DVEŘE:
2
POZNÁMKA: v zádi
mohou být dveře zasahující až
ke střeše
Kupé Peugeot 308 RC Z
KABRIOLET
KAROSERIE : proměnlivá bez pevných rámů bočních dveří, s
pevnými sloupky čelního skla, nebo s ochranným obloukem proti
převrácení
STŘECHA:
poddajná, stahovací, popř. tuhá, odnímatelná nebo
Sklápěcí
MÍSTA K SEZENÍ:
4 nebo více, nejméně ve dvou řadách
BOČNÍ DVEŘE:
2 nebo 4
Cabriolet Audi
Ford Focus Cabriolet
21
ROADSTER
KAROSERIE : proměnlivá bez pevných rámů bočních dveří, s
pevnými sloupky čelního skla, nebo s ochranným
obloukem proti převrácení,
s omezeným zadním prostorem pro cestující
STŘECHA:
poddajná, stahovací, popř. tuhá, odnímatelná nebo
sklápěcí
MÍSTA K SEZENÍ:
2 až 3 vpředu, případná zadní sedadla pevná, nebo
sklopná
BOČNÍ DVEŘE:
2
Audi TT Roadster 3.2 quattro
OSOBNÍ KOMBI
KAROSERIE :
uzavřená, zadní část je konstruována tak, že vnitřní
prostor je proti vnitřnímu prostoru sedanu zvětšen
STŘECHA:
MÍSTA K SEZENÍ:
4 nebo více, nejméně ve dvou řadách. Zadní
sedadla se sklopnými opěradly nebo vyjímatelná
ke zvětšení ložné plochy.
BOČNÍ DVEŘE:
2 až 4 a jedny zadní dveře
Sedan se zvětšeným vnitřním prostorem
Peugeot 308 Prologue
22
KAROSERIE :
uzavřená,
STŘECHA:
pevná, tuhá, část střechy může být otvíratelná,
MÍSTA K SEZENÍ:
2 nebo více, nejméně v jedné řadě. Zadní
sedadla se sklopnými opěradly nebo vyjímatelná
ke zvětšení ložné plochy.
BOČNÍ DVEŘE:
2 až 4 a jedny zadní dveře
KOMBI
POZNÁMKA: vztažný bod R sedadla řidiče
je min. 750 mm nad vozovkou – měřeno při
pohotovostní hmotnosti vozidla
POZNÁMKA: Kombi může být odvozeno od malého
nákladního, zpravidla skříňového automobilu.
Za sedadlem řidiče musí být boční okna
Ford Transit kombi
VÍCEÚČELOVÝ (SPECIÁLNÍ)
•
•
•
KAROSERIE :
uzavřená, otevřená nebo otvíratelná
STŘECHA:
pevná, stahovací nebo odnímatelná
MÍSTA K SEZENÍ:
1 nebo více sedadel
BOČNÍ DVEŘE:
2 až 4 případně i zadní dveře
Terénní,
Obytný,
Obojživelný
POZNÁMKA: automobil je konstruován k
usnadnění příležitostné dopravy zboží
Ford Ranger
Mercedes G
Nákladní automobily
23
Nákladní automobil:
•
•
Vozidlo určené zejména pro dopravu nákladů.
Může táhnout přívěs.
Rozdělení nákladních automobilů na jednotlivé typy je provedeno hlavně podle účelu
použití a podle typu nástavby. Přehled typů a jejich vyobrazení je na obrázku Obr. 2.3.
Obrázek.2.3: Rozdělení nákladních automobilů na jednotlivé typy.
Na obrázku 1.11 je speciální automobil uveden jako alternativa všech základních typů.
Je to z toho důvodu, že speciální automobil je určen pro plnění zpravidla jednoho
specifického úkolu. Z hlediska konstrukce bude řešen právě pro tento specifický úkol.
Typickým příkladem jsou cisterny pro přepravu specifických kapalných látek (pohonné
hmoty, potraviny, pitná voda, atd.) Speciální automobil může být ale z hlediska konstrukce
řešen i jako skříňový, nebo jako valníkový. Podle hlavních rozlišujících znaků lze jednotlivé
typy nákladních automobilů charakterizovat takto:
Hlavní rozlišující znaky nákladního automobilu:
•
•
•
Karoserie – druh nástavby
Provedení kabiny
Hlavní účel použití
24
VALNÍKOVÝ
Nákladní automobil s valníkovou karoserií a s
uzavřenou kabinou
POZNÁMKA: ložný prostor může být kryt
plachtou, přetaženou přes odnímatelnou nosnou konstrukci
Střední valníkový automobil
Lehký valníkový automobil
Těžký valníkový automobil
SKLÁPĚČKOVÝ
Těžký sklápěčkový automobil
Nákladní automobil se sklápěcí
karoserií nebo korbou a s uzavřenou kabinou
valníkovou
Lehký sklápěčkový automobil
Ford Transit
25
SKŘÍŇOVÝ
Nákladní automobil se skříňovou karoserií
•
•
s oddělenou skříní
furgon
Lehký skříňový automobil - furgon
Těžký skříňový automobil
– s oddělenou skříní
SPECIÁLNÍ nákladní
Nákladní automobil který svou konstrukcí a vybavením je
určen pouze pro dopravu určitých druhů, nebo skupin nákladů
pro které jsou nutné zvláštní úpravy, nebo pro vykonávání
specifické činnosti.
26
PIKAP
Lehký nákladní automobil zpravidla na podvozku osobního
automobilu s karosérií upravenou pro přepravu nákladů.
Kabina dvou nebo vícemístná je oddělena od prostoru pro
náklad.
Pikap
s otevřenou
ložnou
plochou, čtyř až pětimístná
kabina.
Pikap s uzavřeným prostorem
pro
náklad,
dvoumístná
kabina.
I když další druh nákladního automobilu není uveden v základním rozdělení, je přesto
vhodné tento druh nákladního vozidla specifikovat. Jedná se o TAHAČ. V podstatě by se
tento druh mohl zahrnout mezi speciální vozidla. Protože ale plní pouze přepravní úkoly i
když specifickou formou, pouze tažením přípojných vozidel. Je tedy vhodné doplnit základní
rozdělení nákladních automobilů o tento druh, o TAHAČ.
Tahač:
Nákladní vozidlo .
Je určen výlučně pro tažení přívěsů nebo návěsů.
Tahač a přípojná vozidla tvoří jízdní soupravu.
Tahač přívěsů:
Může být vybaven
pomocným ložným
prostorem
Tahač návěsů
Autobusy
27
Autobusy jsou vozidla určená výhradně pro dopravu osob. Jejich další dělení je
hlavně podle počtu osob, které může autobus převážet a podle dopravního účelu. To
znamená, zda je určen pro městskou hromadnou dopravu osob, nebo pro dálkovou
dopravu. Je to dáno i jeho konstrukcí, která danému účelu odpovídá. Například v autobuse
pro dálkovou dopravu je vnitřní prostor řešen tak, že neumožňuje dopravu stojících osob, na
rozdíl od městského autobusu, kde se naopak počítá s větším počtem stojících osob než je
počet míst k sezení. Rozdělení autobusů na jednotlivé typy je na obrázku Obr.2.4.
Autobus:
•
Automobil určený pro dopravu osob a jejich cestovních zavazadel, který má více
než 9 míst pro cestující, včetně místa řidiče.
•
•
Může být jedno nebo dvoupodlažní, případně kloubový.
Může rovněž táhnout přívěs.
Obrázek.2.4: Rozdělení a jednotlivé typy autobusů.
Dále jsou uvedeny charakteristiky jednotlivých typů autobusů.
Malé autobusy:
•
•
Vozidla pro dopravu osob s hmotností do 5 t.
Obsaditelnost – 9 až 22 cestujících
Minibus:
•
Jednopodlažní tuhý autobus, který
má 9 až 16 míst k sezení pro
cestující, mimo místa řidiče
Minibus na podvozku
lehkého NA
Midibus:
•
Jednopodlažní tuhý autobus, který má 17 až 22 míst k sezení
pro cestující, mimo místa řidiče
28
Velké autobusy:
•
•
Vozidla určená pro dopravu osob s hmotností nad 5 t.
Obsaditelnost – 23 a více cestujících
Městský autobus:
Vnitroměstský autobus
•
•
•
•
•
•
•
•
je určen pro městskou dopravu,
má místa pro sedící i stojící cestující, převažují místa pro stojící, počet
sedadel je omezen,
vnitřní prostor dovoluje častý pohyb cestujících,
má široké (obvykle troje) dveře pro rychlé nastupování a vystupování,
výška podlahy je obvykle snížena na 360 - 550 mm,
jsou určeny pro přepravu až 110 osob.
VNITROMĚSTSKÝ – určený pro přepravu osob ve městech,
PŘEDMĚSTSKÝ – určený pro přepravu mezi městem a předměstími, má menší počet
stojících osob
Průvodce studiem
Podrobnější rozdělení druhů vozidel je uvedeno v Příloze č. 18 k vyhlášce č. 341/2002 Sb.
29
kategorie vozidel
3
KATEGORIE VOZIDEL
Cíl: Seznámit s pojmem kategorie vozidel a zařazení typů vozidel
do jednolivých kategorií.
Kategorie vozidel je označení, které vedle označení druhů vozidel je určeno k jejich
jednotnému zařazování. Označené kategorií vozidel je zavedeno zejména pro schvalování
vozidel a osvědčování jejich technické způsobilosti k provozu na pozemních komunikacích.
Průvodce studiem
Kategorie vozidel jsou definovány v zákoně 56/2001 Sb.
Výklad
Vozidla jsou rozdělena do jednotlivých kategorií takto:
Kategorie L – motorová vozidla zpravidla s méně než čtyřmi koly
Kategorie M - motorová vozidla, která mají nejméně čtyři kola a používají se pro dopravu
osob
Kategorie N - motorová vozidla, která mají nejméně čtyři kola a používají se pro dopravu
nákladů
Kategorie O - přípojná vozidla
Kategorie T - traktory zemědělské nebo lesnické
Kategorie S - pracovní stroje
Kategorie R - ostatní vozidla, která nelze zařadit do výše uvedených kategorií
Členění kategorií vozidel
„L“




Kategorie L se dále člení na:
mopedy
motocykly
motorové tříkolky
motokola
MOPEDY:
a) dvoukolové mopedy jsou dvoukolová vozidla s objemem válců motoru
nepřesahujícím 50 cm3 v případě spalovacího motoru a s maximální konstrukční rychlostí
nepřesahující 45 kmh-1 při jakémkoli druhu pohonu,
30
kategorie vozidel
b) tříkolové mopedy jsou tříkolová vozidla s jakýmkoli uspořádáním kol, s objemem
válců motoru nepřesahujícím 50 cm3 v případě spalovacího motoru a s maximální
konstrukční rychlostí nepřesahující 45 kmh-1 při jakémkoli druhu pohonu,
c) lehké čtyřkolky, jejichž hmotnost v nenaloženém stavu je menší než 350 kg, do
čehož se nezapočítává hmotnost baterií v případě elektrických vozidel, dále, jejichž nejvyšší
konstrukční rychlost nepřesahuje 45 kmh-1 a jejichž zdvihový objem motoru nepřesahuje 50
cm3 u zážehových motorů nebo pro jiné druhy motorů maximální čistý výkon nepřesahuje 4
kW,
MOTOCYKLY:
a) motocykly jsou dvoukolová vozidla s objemem válců motoru přesahujícím 50 cm3
v případě spalovacího motoru, nebo s maximální konstrukční rychlostí přesahující 45 kmh-1
při jakémkoli druhu pohonu pohonu,
b) motocykly s postranním vozíkem jsou vozidla s třemi koly uspořádanými
nesouměrně vzhledem k střední podélné rovině, s objemem válců motoru přesahujícím 50
cm3 v případě spalovacího motoru, nebo s maximální konstrukční rychlostí přesahující 45
kmh-1 při jakémkoli druhu pohonu,
MOTOROVÉ TŘÍKOLKY:
a) motorové tříkolky jsou vozidla s třemi koly uspořádanými souměrně vzhledem ke
střední podélné rovině s objemem válců motoru přesahujícím 50 cm3 v případě spalovacího
motoru, nebo s maximální konstrukční rychlostí přesahující 45 kmh-1 při jakémkoli druhu
pohonu,
b) čtyřkolky jiné než lehké tříkolky, jejichž hmotnost v nenaloženém stavu
nepřesahuje 400 kg nebo 550 kg u vozidel určených k přepravě nákladů, do čehož se
nezapočítává hmotnost baterií v případě elektrických vozidel a dále, u nichž maximální čistý
výkon motoru nepřesahuje 15 kW,
MOTOKOLO:
jízdní kolo s trvale zabudovaným motorem s objemem válců motoru nepřesahujícím
50 cm3 v případě spalovacího motoru a s maximální konstrukční rychlostí nepřesahující 25
kmh-1 při jakémkoli druhu pohonu.
Vozidla zařazená podle EHK - OSN v kategorií L1 a L2 s maximální
konstrukční rychlostí 50 kmh-1 se považují za mopedy, vozidla kategorií L3 a L4 se považují
za motocykly a vozidla kategorie L5 se považují za motorové tříkolky.
„M“
Kategorie M se dále člení na:
 kategorii M1
 kategorii M2
 kategorii M3
31
kategorie vozidel
a) M1 - vozidla, která mají nejvýše osm míst k přepravě osob, kromě místa řidiče, nebo
víceúčelová vozidla,
b) M2 - vozidla, která mají více než osm míst k přepravě osob, kromě místa řidiče, a jejichž
nejvyšší přípustná hmotnost nepřevyšuje 5 000 kg.
c) M3 - vozidla, která mají více než osm míst k přepravě osob, kromě místa řidiče, a jejichž
největší přípustná hmotnost převyšuje 5 000 kg.
„N“
Kategorie N se dále člení na:
 kategorie N1
 kategorie N2
 kategorie N3
a) N1 - vozidlo, jehož největší přípustná hmotnost nepřevyšuje 3 500 kg,
b) N2 - vozidlo, jehož největší přípustná hmotnost převyšuje 3 500 kg, avšak nepřevyšuje
12000kg,
c) N3 - vozidlo, jehož největší přípustná hmotnost převyšuje 12 000 kg.
Terénní vozidlo.
Mezi vozidla kategorie M a N je možné zařadit také vozidla, která mají zvýšenou průjezdnost
terénem. Tato vozidla charakterizujeme jako terénní vozidlo.
Nejedná se o samostatnou kategorii, ale o přesnější určení vozidla, které má specifické
vlastnosti.
Terénním vozidlem rozumíme motorové vozidlo kategorie M nebo N, které splňuje
technické podmínky stanovené prováděcím právním předpisem (vyhl. 341/2002 Sb.)
Terénní vozidlo příslušné kategorie se označuje doplňkovým písmenem G ke kategorii
M nebo N, například M1G, N3G.
Pro zařazení vozidla do skupiny terénních vozidel, musí být splněny pro jednotlivé kategorie
následující podmínky:
Vozidla kategorie N1 s přípustnou hmotností do 2 t a vozidla kategorie M1 se považují za
terénní pokud:
 nejméně jedna přední a jedna zadní náprava jsou současně poháněny, i pokud může být pohon
jedné nápravy odpojen,
 jsou vybavena nejméně jedním uzávěrem diferenciálu, nebo zařízením, kterým dosáhneme
stejného účinku,
 pokud je vypočtená stoupavost vozidla nejméně 30%.
Kromě toho musí toto vozidlo splňovat nejméně pět požadavků z následujících šesti:
 přední nájezdový úhel je nejméně 25°,
 zadní nájezdový úhel je nejméně 20°,
32
kategorie vozidel




přechodový úhel je nejméně 20°,
světlá výška pod přední nápravou je nejméně 180 mm,
světlá výška pod zadní nápravou je nejméně 180 mm,
světlá výška mezi nápravami je nejméně 200 mm.
Vozidla kategorie N1 s přípustnou hmotností nad 2t, nebo vozidla kategorie N2, M2, m3
s největší přípustnou hmotností do 12t, se považují za terénní vozidla pokud
 mají všechna kola poháněna, i pokud může být pohon jedné nápravy odpojen,
 nebo jsou-li splněny následující požadavky:
o nejméně jedna přední a jedna zadní náprava jsou současně poháněny, i pokud může
být pohon jedné nápravy odpojen,
o jsou vybavena nejméně jedním uzávěrem diferenciálu, nebo zařízením, kterým
dosáhneme stejného účinku,
o pokud je vypočtená stoupavost vozidla nejméně 25%.
Vozidla kategorie M3 s přípustnou hmotností nad 12t, nebo vozidla kategorie N3, se považují
za terénní vozidla pokud mají všechna kola poháněna, i pokud může být pohon jedné nápravy
odpojen, nebo jsou-li splněny následující požadavky:
 nejméně polovina kol je poháněna,
 vozidlo je vybaveno nejméně jedním uzávěrem diferenciálu nebo zařízením kterým
dosáhneme stejného účinku,
 vypočtená stoupavost je nejméně 25%,
 z následujících šesti požadavků jsou splněny nejméně čtyři:
o přední nájezdový úhel je nejméně 25°,
o zadní nájezdový úhel je nejméně 25°,
o přechodový úhel je nejméně 25°,
o světlá výška pod přední nápravou je nejméně 250 mm,
o světlá výška mezi nápravami je nejméně 300 mm,
o světlá výška pod zadní nápravou je nejméně 250 mm.
a
Světlou výšku mezi nápravami lze definovat jako výšku kvádru, který by se vešel pod
vozidlo mezi předními a zadními nápravami. Obr. 3.1.
Obrázek. 3.1: Světlá výška mezi nápravami, rozměr a.
33
kategorie vozidel
b
Světlou výšku pod nápravou lze definovat jako výšku kruhového oblouku
procházejícího středem stop kol nápravy a dotýkajícího se nejnižšího bodu vozidla mezi koly.
U dvojité montáže kol se uvažují vnitřní kola. Obr. 3.2.
Obrázek 3.2 : Světlá výška pod nápravou, rozměr b.
„O“








Kategorie O se dále člení na:
kategorie O1
kategorie O2
kategorie O3
kategorie O4
kategorie OT1
kategorie OT2
kategorie OT3
kategorie OT4
a) O1 - přípojná vozidla, jejichž největší přípustná hmotnost nepřevyšuje 750 kg,
b) O2 - přípojná vozidla, jejichž největší přípustná hmotnost převyšuje 750 kg, ale
nepřevyšuje 3 500 kg,
c) O3 - přípojná vozidla, jejichž největší přípustná hmotnost převyšuje 3 500 kg, ale
d) O4 - přípojná vozidla, jejichž největší přípustná hmotnost převyšuje 10 000 kg,
e) OT1 - přípojná vozidla traktoru, jejichž největší přípustná hmotnost nepřevyšuje 1500 kg,
f) OT2 - přípojná vozidla traktoru, jejichž největší přípustná hmotnost převyšuje 1500 kg, ale
34
kategorie vozidel
g) OT3 - přípojná vozidla traktoru, jejichž největší přípustná hmotnost převyšuje 3500 kg, ale
h) OT4 - přípojná vozidla traktoru, jejichž největší přípustná hmotnost převyšuje 6000 kg.
„T“
a)
b)
c)
d)
Kategorie T se dále člení na:
 kategorie T1
 kategorie T2
 kategorie T3
 kategorie T4
o kategorie T4.1
o kategorie T4.2
T1–traktory s maximální konstrukční rychlostí nepřevyšující 40 km h-1, s nejméně jednou
nápravou a s minimálním rozchodem větším něž 1150 mm, s nenaloženou hmotností
v provozním stavu větší než 600 kg a se světlou výškou nad vozovkou menší než 1000
mm.
T2 – traktory s maximální konstrukční rychlostí nepřevyšující 40 kmh-1, s minimálním
rozchodem menším než 1150 mm, s nenaloženou hmotností v provozním stavu větší než
600 kg a se světlou výškou nad vozovkou menší než 600 mm. Pokud je poměr mezi
výškou těžiště a střední hodnotou rozchodu všech náprav větší než 0,9, je maximální
rychlost omezena na 30 kmh-1.
T3 – traktory s maximální konstrukční rychlostí nepřevyšující 40 kmh-1, a s nenaloženou
hmotností v provozním stavu menší než 600 kg.
T4 – ostatní traktory s maximální konstrukční rychlostí nepřevyšující 40 kmh-1
d1) - T4.1 – traktory s vysokou světlou výškou – traktory konstruované pro práci
s vysokými plodinami. Jejich znakem je zvýšený podvozek nebo jeho část. Pokud je
traktor v pracovní poloze, je jeho světlá výška větší než 1000 mm. Pokud je poměr
mezi světlou výškou a rozchodem kol větší než 0,9, nesmí maximální konstrukční
rychlost překročit 30 kmh-1.
d2) - T4.2 – zvláště široké traktory – traktory, charakterizované svými velkými rozměry,
přednostně určené k práci na velkých zemědělských plochách.
„S“
Kategorie S se dále člení na:
 kategorie SS
 kategorie SP
o kategorie SP1
o kategorie SP2
o kategorie SP3
a) SS - pracovní stroj samojízdný je zvláštní vozidlo s vlastním zdrojem pohonu, konstrukčně
a svým vybavením určené pouze pro vykonávání určitých pracovních činností.
Pracovní stroj samojízdný není určený zpravidla pro přepravní činnost,
35
kategorie vozidel
b) SP - pracovní stroj přípojný je zvláštní vozidlo bez vlastního zdroje pohonu, konstrukčně a
svým vybavením určené pouze pro vykonávání určitých pracovních činností. Pracovní stroj
přípojný se připojuje k tažnému motorovému vozidlo, které je přizpůsobené pro jeho
připojení. Pracovní stroj přípojný není určený zpravidla pro přepravní činnost.
Pracovní stroje přípojné se dělí
1. Sp1 pracovní stroj přípojný s největší technicky přípustnou hmotností nepřevyšující 3
000 kg,
2. Sp2 pracovní stroj přípojný s technicky přípustnou hmotností převyšující 3000kg, avšak
nepřevyšující 6 000 kg,
3. Sp3 pracovní stroj s technicky přípustnou hmotností převyšující 6 000 kg.
Shrnutí pojmů
 silniční vozidla jsou rozdělena na jednotlivé druhy a kategorie
 druhy vozidel jsou definovány ve vyhlášce č. 341/2002 Sb.
 kategorie vozidel jsou definovány v zákoně 56/2001 Sb.
Otázky
1. Co víte o historii automobilů?
2. Jaké jsou základní druhy motorových vozidel?
3. Vyjmenujte druhy osobních automobilů.
4. Vyjmenujte druhy nákladních automobilů.
5. Jaké jsou kategorie vozidel?
6. Která vozidla patří do kategorie M?
7. Do jaké kategorie patří nákladní automobily?
8. Charakterizujte vozidla patřící do kategorie M1.
9. Charakterizujte vozidla patřící do kategorie N2.
10. Podle čeho se zařazují autobusy do jednotlivých kategorií a do jakých kategorií patří?
36
Základní části motorových vozidel
4
ZÁKLADNÍ ČÁSTI MOTOROVÝCH VOZIDEL
Cíl: Naučit se definovat základní části (skupiny a podskupiny)
motorového vozidla a jejich základní uspořádání ve vozidle.
Motorové vozidlo je poměrně složitá soustava tvořená jednotlivými skupinami,
podskupinami a součástmi. Každá část vozidla plní svoji funkci. Podle toho je možné
motorové vozidlo rozdělit na základní části.
Charakteristika základních částí motorových vozidel a jejich popis vychází z normy
ČSN300025, která také ujednocuje názvosloví jednotlivých součástí.
Výklad
Základní části vozidla
Strojový
spodek,
Strojový
spodek,
šasi: šasi:
Podvozek motorového vozidla
soustavou a příslušenstvím.
Je schopen samostatného pohybu
Podvozek:
Rám vozidla s podvěsy, řízením, brzdným
zařízením a příslušenstvím
Podvěs – přední, zadní:
Poháněcí soustava:
s
poháněcí
Náprava s koly, pérováním, vlastními brzdami,
popř. s nosnými a suvnými částmi podvěsu a s rejdovým
ústrojím
Vozidlový motor a převodná ústrojí motorového
vozidla
Vozidlový motor:
Motor k přímému pohonu vozidla uzpůsobený
pro práci v širokém rozsahu otáček a zatížení
Převodná ústrojí:
Ústrojí spojující motor s hnacími koly vozidla za
účelem přenosu točivého momentu nebo jeho přerušování
i za účelem změny jeho velikosti a smyslu.
37
Základní části motorových vozidel
Karoserie:
Část vozidla, ve které jsou vytvořeny prostory pro
využití vozidla podle jeho účelu.
Rám:
Základní nosná část vozidla, vytvořená z různých
nosných prvků.
Nástavba:
Funkční účelová část speciálních vozidel, s veškerým
svým příslušenstvím a výstrojí – nezahrnuje budku pro obsluhu
Náprava:
Orgán, jehož prostřednictvím jsou dvě protější kola
vozidla zavěšena na nosné konstrukci vozidla, nebo na nosných
částech podvěsu
Zařízení k pružnému zachycování nárazů vznikajících
při jízdě vlivem nerovností vozovky
Pérování:
Řízení:
Brzdné zařízení:
Ústrojí (i činnost), kterým řidič udržuje nebo mění směr
jízdy vozidla
Soubor brzdových soustav a zpomalovacích soustav,
jimiž je vozidlo opatřeno.
Příslušenství (vozidla,
strojového spodku,
podvozku, motoru,
karoserie) :
Výstroj (vozidla,
karoserie) :
Výbava(vozidla) :
Pomocná zařízení a pomocné přístroje a
prostředky s vozidlem pevně spojené, které jsou po
technické stránce nezbytné pro činnost vozidla podle jeho
účelu nebo pro samostatný pohyb strojového spodku, popř.
pro funkci podvozku, motoru, karoserie.
Pomocná zařízení a pomocné přístroje, pomůcky a
prostředky, s vozidlem pevně spojené a pro jeho provoz
předepsané, nebo účelné, nikoliv však nezbytné. (zrcátka,
stěrače, rychloměr apod.)
Dále účelová zařízení speciálních automobilů a
pracovních strojů (radlice, naviják apod.)
Konečně ozdobné prostředky a kování, jakož i
prostředky k ochraně vozidla, nákladu a obsluhy (kontrolní
svítilny, bezpečnostní pásy apod.)
Prostředky a pomůcky k údržbě a ochraně vozidla
a nákladu, s vozidlem nespojené, jakož i náhradní díly (
nářadí, plachta, hasící přístroj, sněhové řetězy apod.)
38
základní uspořádání (koncepce) motorových vozidel
5
ZÁKLADNÍ USPOŘÁDÁNÍ (KONCEPCE) MOTOROVÝCH
VOZIDEL
Celkovým uspořádáním neboli dispozicí či koncepcí vozidla se rozumí celkové
rozmístění jeho jednotlivých základních částí tak, aby vozidlo co nejlépe splňovalo
požadavky, které jsou na něj kladeny. Celkové uspořádání má značný vliv na užitné
vlastnosti vozidel.
Základní koncepci motorových vozidel, je možné charakterizovat základními znaky
koncepce, nebo-li celkového uspořádání motorového vozidla. Podle těchto znaků je možné
rozlišovat různé koncepce vozidel mezi sebou.
Základní znaky:





počet a umístění motoru (počet motorů a jejich umístění na vozidle),
uspořádání převodného ústrojí (rozmístění skupin a rozdělování točivého
momentu),
uspořádání a počet náprav (rozložení náprav, počet kol, hnací kola, řídící kola),
druh karoserie, (podle funkce, typ)
druh nosné části vozidla (typ rámu).
Počet a umístění motoru:
Z hlediska počtu motorů:
 poháněcí soustava s jedním motorem, což je nejčastější.
 poháněcí soustava se dvěma (popř. více) motory, málo používané řešení pro svoji
složitost, používá se u těžkých tahačů a speciálních vozidel.
Podle orientace může být motor umístěn:


podélně,
příčně.
Podle polohy na vozidle:
•
•
•
v přední části,
v zadní části,
ve střední části.
39
Uspořádání převodného ústrojí:
Je závislé na:
•
•
•
druhu a účelu vozidla,
počtu a umístění náprav,
počtu motorů.
Mělo by být provedeno zejména s ohledem na zajištění:
•
•
•
optimálního přenosu a rozdělování hnacího momentu na kola,
optimálního rozložení hmotnosti,
ošetřovatelnosti a opravitelnosti.
Uspořádání lze rozdělit z hlediska těchto typických znaků:
•
•
rozmístění jednotlivých skupin převodového ústrojí,
způsob rozdělování točivého momentu.
Uspořádání a počet náprav:
Počet náprav:
Podle počtu náprav rozeznáváme vozidla:
dvounápravová
40
třínápravová
čtyřnápravová
vícenápravová
Rozmístění náprav:
Podle rozmístění náprav se označují vozidla číselným kódem:
například 2 – 2
Tento číselný kód označuje počet náprav a jejich umístění vzhledem k vozidlu. To
znamená kolik náprav je vpředu, kolik vzadu, případně kolik uprostřed. O tom, kolik náprav
tvoří například skupinu vpředu, rozhoduje poměr mezi rozvorem jednotlivých náprav.
Systém značení vyplývá z následujících příkladů.
41
1-1
1-2
2-4
2-2
42
Počet hnacích kol:
Označuje se číselným kódem ve tvaru:
(počet všech kol X počet hnacích kol)
Pro toto označení je důležité kolik kol je trvale poháněných. Pohon kol, který je
vypínatelný se neoznačuje. Například vozidlo dvounápravové s trvalým pohonem všech kol
se označí 4 x 4. Vozidlo, které má možnost zapínat pohon všech kol, bude označeno jako 4 x
2, případně se vyznačí možnost pohonu všech kol v závorce, tedy vozidlo 4 x 2 (4 x 4).
Toto
vozidlo
má
trvale
poháněnou zadní nápravu s možností
zapínání pohonu přední nápravy. Bude
mít označení
4 x 2 (4 x 4).
Toto vozidlo má trvale
poháněná všechna kola . Bude mít
označení
4x4
Toto vozidlo má poháněné dvě zadní
nápravy, bez možnosti pohonu přední
nápravy. Bude mít označení
6x4
43
Toto vozidlo má trvale poháněné
všechny čtyři nápravy.
Bude mít označení
8x8
•
•
•
Druh karoserie:
Podle dopravního účelu:
Podle dopravního účelu
Podle vztahu k podvozku
Podle tvaru
•
OSOBNÍ KAROSERIE – karoserie osobních
automobilů; mají prostor pro obsluhu a pro cestující
(obvykle společný), dále prostor pro hnací ústrojí a
zavazadlový prostor, zpravidla v jednom konstrukčním
celku.
•
Názvy se shodují s názvy příslušných automobilů ČSN
300024
•
AUTOBUSOVÁ KAROSERIE – karoserie autobusů;
mají prostor pro obsluhu a pro cestující (obvykle
společný), dále prostor pro hnací ústrojí a zavazadlový
prostor (popř. zvláštní), zpravidla v jednom
konstrukčním celku.
•
Názvy se shodují s názvy příslušných autobusů ČSN
300024
•
DODÁVKOVÁ nebo NÁKLADNÍ KAROSERIE –
karoserie dodávkových nebo nákladních automobilů;
mají prostor pro obsluhu a pro náklad, buď v jednom
konstrukčním celku, nebo odděleně.
44
Podle vztahu k podvozku:
Podle tvaru:
•
PODVOZKOVÁ – určená k upevnění na podvozek, nebo
strojový spodek vozidla, jehož tuhost umožňuje i jízdu
bez karoserie
•
POLONOSNÁ – z části přejímá nosnou funkci rámu
vozidla, který proto může mít slabší konstrukci. Strojový
spodek vozidla není schopen samostatné jízdy.
•
SAMONOSNÁ – zcela přejímá nosnou funkci rámu,
takže rám nahrazuje. Vozidlo v takovém případě nemá
podvozek.
•
BLATNÍKOVÁ – blatníky vyvstávají z obrysu stěn. Zpravidla jsou
oddělitelné.
•
PONTONOVÁ – blatníky jsou vytvořeny uvnitř obrysu.
•
KAPOTOVÁ – prostor pro hnací ústrojí, nebo zavazadla
vystupuje celý před čelní stěnu karoserie
•
POLOKAPOTOVÁ – prostor pro hnací ústrojí, nebo zavazadla
vystupuje zčásti před čelní stěnu karoserie
•
BEZKAPOTOVÁ – prostor pro hnací ústrojí, nebo zavazadla
nevystupuje před čelní stěnu karoserie
•
PROUDNICOVÁ – vnější tvar je řešen s ohledem na odpor
vzduchu
Druh nosné části:
Nosná část vozidla přenáší všechny síly působící na vozidlo a slouží k upevnění
většiny skupin.
Druhy :
•
•
•
Samonosná karoserie,
Rám
Polonosná karoserie + rám
Nejvýraznějším znakem celkové koncepce motorových vozidel je uspořádání hnacího
ústrojí, to znamená umístění motoru a převodného ústrojí, ve vztahu k umístění a počtu
hnacích náprav. Podle tohoto znaku je možné dále rozlišovat několik základních provedení
celkové koncepce motorových vozidel.
45
5.1 Celkové uspořádání poháněcí soustavy
Poháněcí soustava a hnací nápravy
a) pohon zadní nápravy
Standardní pohon:
•
Má motor (M), spojku (S) a převodovku (P) vpředu. Spojovací,
nebo kloubový hřídel (H) spojuje převodovku s rozvodovkou
zadní nápravy (R), která prostřednictvím kloubových hřídelů
pohání zadní kola.
•
V tomto případě je motor obvykle uložen podélně ve středu
přední nápravy
Pohon transaxle: • Je to varianta standardního pohonu - motor a spojka jsou
vpředu, převodovka a rozvodovka na poháněné zadní
nápravě.
•
Moment motoru je přenášen dlouhým spojovacím, nebo
kloubovým hřídelem.
•
Tímto uspořádáním se docílí většího zatížení zadní hnací
nápravy.
46
Zhodnocení standardní koncepce:
VÝHODY:
NEVÝHODY:
•
Může být použit dlouhý motor – vhodné pro vozidla s velkým
objemem motoru.
•
Malé zatížení zavěšení motoru – zachycuje pouze max. moment
motoru násobený max. převodem převodovky (stálý převod je až
na nápravě).
•
•
Jednoduchá izolace hluku motoru.
•
Vhodná přední deformační zóna ve spojení s pružně uloženým
motorem.
•
•
•
Jednoduchá konstrukce přední nápravy.
•
•
Značné zatížení přední nápravy – namáhavější řízení.
•
•
Nutný tunel v podlaze vozu pro hnací hřídel zadní nápravy.
Dlouhý výfuk s dobrou možností tlumení hluku a prostorem pro
umístění katalyzátoru.
Rovnoměrné opotřebení pneumatik PN i ZN.
Dostatek místa pro rejdové ústrojí
Malé zatížení hnací zadní nápravy při částečném obsazení
vozu.
Nepříznivý poměr mezi délkou vozidla a délkou vnitřního
prostoru.
Koncepce s motorem vzadu:
Před nápravou:
•
Motor je umístěn vzadu, je spojen
s převodovkou a rozvodovkou a pohání
zadní kola.
•
Protože motor je umístěn před zadní
nápravou, nemůže být vozidlo vybaveno
zadními sedadly.
•
Proto se tato dvoumístná vozidla hodí
pouze jako sportovní, nebo soutěžní
47
Za nápravou:
•
Je li motor umístěn za nápravou, pak mohou být použita i zadní
sedadla (např. Š-120), nebo v případě furgonu či mikrobusu.
•
Při umístění motoru pod podlahou může být zadní prostor využit
pro náklad.
Zhodnocení koncepce pohonu zadní nápravy s motorem vzadu:
VÝHODY:
NEVÝHODY:
•
•
•
Velmi dobrý rozjezd a stoupavost.
•
•
•
•
Příznivé rozdělení zatížení náprav při brzdění.
•
•
•
•
Sklon k přetáčivosti a citlivost na boční vítr.
•
Zavazadlový prostor musí být vpředu.
Kompaktní poháněcí soustava s malými nároky na prostor.
Lehce ovladatelné řízení a jednoduchá konstrukce přední
nápravy.
Snadná demontáž motoru.
Žádný tunel v podlaze karosérie.
Malý přední převis.
Vysoké zatížení zadní nápravy.
Složité ovládání převodovky.
Velké nároky na chlazení, složitá chladící soustava a topení a
obtíže s umístěním palivové nádrže.
•
Pro uvedené nevýhody se od této koncepce v poslední
době ustupuje.
•
Pro své výhody je používána pouze u sportovních nebo
soutěžních vozů.
48
b) pohon přední nápravy
•
•
•
Má vpředu umístěnou celou poháněcí soustavu.
•
Naproti tomu při pohonu zadních kol teoreticky vzniká labilní stav. Potřebnou stabilitu je
nutno dosáhnout vhodnou geometrií přední nápravy.
•
Vozidlo s předním pohonem vzniklo ze standardní koncepce přesunem pohonu
nápravy do přední části vozu.
Motor může být uspořádán podélně, nebo příčně.
Při pohonu předních kol je vozidlo „taženo“, vzniká stabilní stav mezi hnacími silami a
setrvačnou silou. Vozidlo má tendenci k nedotáčivosti.
Motor podélně:
Před diferenciálem a přední nápravou
•
Tato koncepce zaručuje vysoké zatížení
přední nápravy, čímž se těžiště posouvá
značně dopředu.
•
Vysoké zatížení přední nápravy je
výhodné z hlediska chování vozidla
v bočním větru a při trakci v zimě.
•
Nevýhodou jsou velké síly v řízení, které
je nutno kompenzovat posilovačem, dále
výrazná nedotáčivost a nepříznivé
rozdělení zatížení náprav při brzdění.
•
Vyžaduje, aby řazení bylo uspořádáno
dole, nebo vedeno přes celou hnací
skupinu.
Za diferenciálem a přední nápravou
Nad diferenciálem a přední nápravou
•
•
Slouží ke zmenšení předního převisu.
•
Příznivé je rozložení zatížení náprav.
Předností je dobrá přístupnost a
kompaktní konstrukce, což umožňuje
krátkou příď, která je výhodná z hlediska
výhledu.
49
Motor příčně:
•
Při příčném umístění motoru se ušetří
nákladný kuželový stálý převod a místo
něj může být použit stálý převod
s čelními koly.
Nad převodovkou
•
U dnes používaných koncepcí je motor
s převodovkou umístěn před přední nápravou,
převodovka je pod motorem a rozvodovka
s diferenciálem za ní.
•
Celá poháněcí soustava je kompaktní a tvoří jeden
blok.
•
Převodovka a rozvodovka mohou mít společnou
olejovou náplň.
•
Předností tohoto uspořádání jsou mimořádně malé
prostorové nároky v podélném směru.
Vedle převodovky
•
Motor příčně uložený vedle převodovky, má
podobně jako podélný motor, prostorové
problémy.
•
V tomto případě je nedostatek místa mezi
předními podběhy, ale na druhé straně se tím
nabízí největší užitečný prostor.
•
Na Obr - Převodovka je umístěna vlevo od motoru
a rozvodovka s diferenciálem je pod ní.
50
Zhodnocení koncepce předního pohonu:
VÝHODY:
NEVÝHODY:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Zatížení řízených a poháněných kol.
Větší směr.stabilita na voz. s malou adhezí.
Nedotáčivost, malá citlivost na boční vítr.
Jednoduchá konstrukce zadní nápravy.
Delší rozvor a tím vyšší pohodlí jízdy.
Kompaktní poháněcí soustava.
Dobré chlazení a topení.
Hladká podlaha karoserie.
Delší výfukové potrubí.
Větší zavazadlový prostor.
•
Zavěšení motoru musí zachytit max. moment násobený celkovým
převodem.
•
Ovlivnění řízení vlivem pohonu – zejména u silných motorů
(nutný velký převod, nebo posilovač řízení).
•
•
•
•
Lze použít jen motory omezené délky.
c) pohon všech kol
Složitá přední náprava a omezený poloměr zatáčení.
Nestejné opotřebení pneumatik.
Komplikované provedení ovládacího ústrojí převodovky.
•
Pohon všech kol byl pro osobní automobily
zaveden poměrně pozdě, protože vozidla měla
nízký výkon motoru a pohon jedné nápravy plně
dostačoval.
•
Dále to byly ekonomické důvody a prostorové
nároky.
•
Pohon všech kol se proto nejdříve používal pouze u
terénních vozidel.
•
V roce 1980 se presentovala firma Audi vozem
Quattro s pohonem všech kol, což podnítilo další
aktivity v této oblasti.
51
Motor je obvykle vpředu –
varianty jako u předního pohonu:
Audi Quattro
Trvalý pohon všech kol:
•
•
Zavedený firmou Audi.
U tohoto provedení jsou obvykle použity
automatické závěry diferenciálů náprav.
Zapínatelný pohon všech kol
•
Zapínání druhé nápravy může být manuální, nebo automatické. K tomu účelu slouží
viskózní spojky, nebo jsou snímány otáčky kol a v případě potřeby dojde k zapnutí
pohonu druhé nápravy elektronicko-hydraulickým systémem.
•
Tato vozidla musí mít kromě nápravových diferenciálů i diferenciál mezinápravový, aby
se zamezilo vzniku parazitních sil v poháněcí soustavě.
•
K zablokování mezinápravového diferenciálu a diferenciálu zadní nápravy se používají
viskózní spojky, nebo závěry diferenciálu.
52
Zhodnocení koncepce pohonu všech kol:
VÝHODY:
NEVÝHODY:
•
•
•
•
•
•
Velmi dobré trakční schopnosti, zejména na kluzké vozovce.
•
•
•
•
Zvýšené pořizovací náklady.
Dobrý rozjezd a stoupavost, nezávisle na zatížení.
Vysoká schopnost akcelerace.
Malá citlivost na boční vítr a velmi dobrá stabilita.
Příznivé rozdělení zatížení náprav.
Stejnoměrné opotřebení pneumatik.
Vyšší pohotovostní hmotnost.
Vyšší spotřeba paliva.
Menší zavazadlový prostor.
5.2 Rozměry a hmotnosti motorových vozidel
Mezi základní technické údaje o vozidlech patří údaje o hmotnostech a rozměrech
vozidla. Vedle těchto základních údajů, se uvádí řada dalších údajů, které podrobněji
charakterizují dané vozidlo t hlediska jeho technických parametrů.
Výklad
5.2.1 Hmotnosti vozidel
Pojmy související s hmotností vozidla vycházejí z ČSN 30 0030. Některé pojmy
uvedené v této normě, jsou v současné době nahrazeny novými pojmy, které vycházejí
z vyhlášky č.341/2002 Sb. V této vyhlášce jsou v § 1 definovány základní pojmy související
s určení hmotnostních parametrů motorových a nemotorových vozidel.
Největší povolená hmotnost.
Největší hmotnost, se kterou smí být vozidlo užíváno v provozu na pozemních
komunikacích.
Největší technicky přípustná hmotnost vozidla.
Největší hmotnost vozidla daná jeho konstrukcí a hmotností nákladu podle údajů
výrobce.
Provozní hmotnost vozidla.
53
Hmotnost nenaloženého vozidla s karosérií v pohotovostním stavu, nebo hmotnost
podvozku s kabinou, pokud výrobce nemontuje karosérii.
Vozidlem v pohotovostním stavu se rozumí vozidlo s náplní chladící kapaliny, oleje,
90% paliva, 100% ostatních náplní, s nářadím, náhradním kolem a s řidičem (75 kg). U
vozidel kategorie L se hmotnost řidiče nepřičítá.
Tyto pojmy související s hmotnostmi vozidel, nahrazují pojmy vyplývající z ČSN 30
0030 a které se v řadě technické dokumentace stále používají. Jedná se o pojmy:
 pohotovostní hmotnost
 užitečná hmotnost
 celková hmotnost.
V současné právní úpravě již pojem „užitečná hmotnost“ není definován. Pojem
„pohotovostní hmotnost“ je nahrazen pojmem „provozní hmotnost“ vozidla. Pojem „celková
hmotnost“ je nahrazen pojmem „ největší přípustná hmotnost“ a „největší povolená
hmotnost“. Souvislost těchto dvou pojmů je v tom, že vozidlo může mít výrobcem
stanovenou největší technický přípustnou hmotnost, která v podstatě vyjadřuje, jak velký
náklad může dané vozidlo vzhledem ke své konstrukci převážet. Na druhé straně ale může být
tato hmotnost příslušnými právními předpisy omezena právě největší povolenou hmotností.
Například vzhledem k velikosti zatížení jednotlivých náprav a podobně.
Jako doplňkové pojmy související s hmotnostmi je možné uvažovat:
Největší technicky přípustná hmotnost na nápravu.
Hmotnost odpovídající největšímu technicky přípustnému statickému svislému
zatížení, kterým působí náprava vozidla na povrch vozovky.
Okamžitá hmotnost vozidla.
Hmotnost zjištěná v určitém okamžiku při provozu vozidla na pozemní komunikaci.
Přehled základních hodnot hmotností vozidel
Vyhláška č.341/2002 Sb. stanovuje v § 15 největší povolené hmotnosti silničních
vozidel. Jako příklad jsou uvedeny některé nejdůležitější údaje.
Největší povolená hmotnost silničních vozidel nesmí překročit:
- u motorových vozidel se dvěma nápravami
18 t
- u motorových vozidel se třemi nápravami
25 t
- u motorových vozidel se čtyřmi a více nápravami
32 t
- u jízdních souprav
48 t
Největší povolená hmotnost na nápravu vozidla nesmí překročit:
54
- u jednotlivé nápravy
- u jednotlivé hnací nápravy
10 t
11,5 t
5.2.2 Rozměry vozidel
Dalším důležitým technickým údajem vozidla jsou jeho rozměry. Základní pojmy
související s rozměry vozidel vycházejí z ČSN 30 0026.
K základním rozměrům patří:
 šířka
 výška
 délka.
Výklad
Délka vozidla:
Vzdálenost dvou svislých rovin kolmých k podélné svislé střední
rovině a dotýkajících se předního a zadního konce vozidla.
Všechny části upevněné k vozidlu (nárazníky, SPZ
apod.) leží mezi těmito rovinami.
Šířka vozidla:
Vzdálenost dvou rovin rovnoběžných s podélnou svislou rovinou
vozidla a dotýkajících se vozidla z obou jeho stran. Všechny
pevné části (např. kryty hlav kol, dveřní kliky apod. s výjimkou
zpětných zrcátek) se nacházejí mezi těmito rovinami.
Výška vozidla:
Vzdálenost nejvyššího pevného bodu vozidla od základny
Kromě těchto základních rozměrových údajů se udávají další rozměrové údaje:
Rozchod kol:
Vzdálenost středů otisků pneumatik obou kol nápravy ( u
dvojmontáže – ke středu dvojmontáže)
Rozvor náprav:
Vzdálenost kolmic spuštěných na vozovku ze středů dvou kol
umístěných za sebou na téže straně vozidla.
Světlá výška:
Vzdálenost nejnižšího bodu na podvozku vozidla od vozovky.
Určuje se světlá výška mezi nápravami a světlá výška pod
nápravou. Světlá výška byla definována v části 1.1.3.
Přední převis:
Vzdálenost od kolmice spuštěné ze středu kola přední nápravy na
vozovku k nejvzdálenějšímu bodu přední části vozidla (zpravidla
nárazník)
55
Zadní převis:
Vzdálenost od kolmice spuštěné ze středu kola zadní nápravy na
vozovku k nejvzdálenějšímu bodu zadní části vozidla (zpravidla
nárazník)
Přechodový úhel:
Tupý úhel nájezdové rampy, přes kterou může vozidlo přejet,
aniž by uvázlo za spodek podvozku.
Přední – zadní
nájezdový úhel:
Úhel mezi přímkou, která se opírá o přední –zadní pneumatiku
a zároveň se dotýká přední – zadní části karosérie (podvozku)
a vozovkou. Je to sklon svahu, na který může vozidlo vyjet –
sjet aniž by uvázlo za přední – zadní nárazník.
Význam základních rozměrových údajů názorně vyplývá ze schématického
znázornění na následujícím obrázku.
56
Kromě rozchodu kol a rozvoru náprav, jsou další uvedené rozměry využívané hlavně u
terénních vozidel, protože mají zásadní vliv na průjezdnost terénem.
Některé hodnoty rozměrů vozidel
Vyhláška č.341/2002 Sb. stanovuje v § 16 největší povolené rozměry vozidel. Jako
příklad jsou uvedeny některé nejdůležitější údaje.
Největší povolená šířka:
- vozidel kategorie M1
- vozidel kategorií M2, M3, N, O, OT, T
- dvoukolových mopedů
ostatních vozidel kategorie L
2,50 m
2,55 m
1,00 m
2,00 m
Největší povolená výška:
- vozidel
- vozidel kategorie L
- vozidel kategorií N3, O4, určených pro
přepravu vozidel
4,20 m
Největší povolená délka:
- jednotlivého vozidla s výjimkou
autobusu a návěsu
- autobusu se dvěma nápravami
- autobusu se třemi a více nápravami
12,00 m
13,50 m
15,00 m
4,00 m
2,50 m
57
- kloubového dvoučlánkového autobusu
- kloubového tříčlánkového autobusu
- soupravy tahače s návěsem
- soupravy motorového vozidla
s jedním přívěsem
- vozidla kategorie L
- soupravy se dvěma přívěsy nebo
s návěsem a jedním přívěsem
18,00 m
22,00 m
16,50 m
18,75 m
4,00 m
22,00 m
Shrnutí pojmů
 vozidla se skládají ze základních částí, které zahrnují: strojový spodek, poháněcí
soustava, karosérie a jejich podskupiny.
 základní koncepci motorových vozidel, je možné charakterizovat základními znaky
koncepce, nebo-li celkového uspořádání motorového vozidla
 každá koncepce uspořádání vozidla má své opodstatnění, výhody a nevýhody
 k základním technickým údajům o vozidlech patří hmotnostní a rozměrov= údaje
 některé související pojmy a povolené hodnoty hmotností a rozměrů vozidel jsou
uvedeny ve vyhlášce č. č.341/2002 Sb.
Otázky
1. Vyjmenujte základní části vozidel.
2. Které znaky charakterizují koncepci (uspořádání ) motorového vozidla?
3. Uveďte příklad provedení koncepce s pohonem přední nápravy.
4. Jaké hmotnosti se uvádějí u vozidel?
5. Definujte pojem největší technicky přípustná hmotnost.
6. Vyjmenujte rozměrové údaje vozidel.
7. Co je to světlá výška?
8. Co je to rozchod kol?
9. Jaká je největší povolená hmotnost vozidla se dvěma nápravami?
10. Jaká je největší povolená délka samostatného vozidla?
58
5.3 Rámy vozidel
Rám, tvoří základní nosnou část vozidla. Přenáší všechny síly působící na vozidlo a
slouží k upevnění většiny skupin vozidla.
Výklad
Rám - základní část podvozkové karoserie.



Plní základní funkci, tj. nosnou.
Je vytvořen z různých nosných prvků a jeho nedílnou součástí je jeho příslušenství.
Umisťují a upevňují se na něm základní skupiny a části vozidla.
Požadavky na rámy



Vysoká ohybová tuhost a pevnost při minimální hmotnosti, která nedovolí
rozkmitání a poškození při jízdě.
Účelnost konstrukce, pro dosažení nejvhodnějšího celkového uspořádání vozidla.
Racionální geometrický tvar, umožňující snížení polohy těžiště vozidla, velké
celkové zdvihy kol (propérování), zkřižitelnost náprav a velký rejd rejdových kol.
Rozdělení rámů
59
Podle tvaru
Žebřinový - rám je
tvořen ze dvou podélníků a z
několika příček.
Úhlopříčkový - rám je
vytvořen ze dvou podélníků, z
několika příček a dvojice
úhlopříček ve střední části.
Křížový - rám je
vytvořen dvěma podélníky,
které se ve své střední části
sbližují.
Obvodový - rám je
vytvořen dvěma podélníky,
které v podstatě opisují obrys
bočních stěn vozu a několika
příčkami.
Plošinový - rám je
vytvořen
jako
vyztužená
plošina, která je zároveň
podlahou vozidla.
Páteřový poháněcí
soustava či převodové ústrojí se
připevňují
ke
střednímu
podélnému nosníku.
Vidlicový
druh
páteřového rámu, jehož střední
podélný nosník je vpředu i vzadu
rozvidlen.
V podstatě
varianty
žebřinového
rámu.
U vozidel s
páteřovým
rámem
se
používá
pomocný
rám
Podle spojení prvků
Svařované rámy - hlavní nosné prvky rámu jsou svařeny.
Nýtované (šroubované) rámy - hlavní nosné prvky jsou spojeny nýty (šrouby).
•
•
•
Jako materiál jsou zde obvykle použity těžce svařitelné oceli.
V případě oprav se rám svařovat nesmí.
Obvykle se používají kombinace nýtových a šroubových spojů.
60
Podle torzní tuhosti
Torzně pružné rámy:
•
•
•
jsou jednodušší konstrukce a rovněž jejich výroba je jednodušší,
při přejíždění nerovností - vzniká menší krutový moment a tedy i nižší namáhání rámu,
vozidlo má rovnoměrnější zatížení kol při přejezdu nerovností.
•
nevýhoda - rámy se obtížně spojují s torzně tuhými nástavbami a vzniká u nich torzní
kmitání, které snižuje pohodlí jízdy.
Torzně tuhé rámy - mají výhody a nevýhody opačné.
Konstrukční provedení rámů
Žebřinové rámy :









Rám tvoří dva podélné nosníky, několik příček a příslušenství rámu.
Tvar příček, jejich počet a rozmístění jsou ovlivněny celkovým uspořádáním
vozidla.
Podélníky jsou lisované z pásové oceli a mají profil průřezu "U" nebo tvoří
tenkostěnný profil obdélníkového průřezu postavený vždy na výšku.
Základní parametry profilu podélníků jsou:
- poměr výšky k šířce: h/b = 2,8 až 3,5
- tloušťka plechu: 3 až 4 mm u OA, 5 až 10 mm u NA.
Podélníky jsou nejpříznivěji namáhány jsou-li přímé, bez veškerých ohybů.
Každý ohyb rámu znamená zvýšené namáhání i zvýšenou deformaci.
Rám bývá opatřen předními i zadními nárazníky.
Zadní příčka rámu se používá pro upevnění tažného zařízení a proto je často
zesílena.
Na rámu je upevněno i příslušenství rámu, tj. konzoly, držáky, nosníky, tažný hák
61
Páteřový nástavný rám :











Je tvořen středním podélným
nosníkem, složeným ze skříní
rozvodovek,
skříně
příd.
převodovky,
nosných
trub,
spojovacích dílů, případně i skříní
skupin převodového ústrojí.
Spojení
jednotlivých
částí
je
provedeno přírubami s přesnými
šrouby.
Rám má několik příčníků pro
uložení
motoru,
pérování
a
pomocného rámu.
Předností páteřového nástavného
rámu je univerzálnost při použití
unifikovaných strojních skupin.
Změnou počtu skříní převodového
ústrojí, nosných trub a spojovacích
dílů
dosáhneme
různého
uspořádání a jiných rozvorů.
Zvýší se tuhost rámu což vede ke
snížení hmotnosti vlastního rámu,
dokonalejší uložení
částí převodového ústrojí v rámu
zejména z hlediska tuhosti uložení.
Nedostatkem jsou větší konstrukční
složitost páteřového nosníku, což
klade
vysoké
požadavky
na
přesnost výroby a montáže,
zhoršený přístup ke skupinám
převodového
ústrojí
uložených v páteřovém
nosníku,
vede ke zvýšení celkové hmotnosti
vozidla.
U páteřového rámu je nutno pro
upevnění
nástaveb
vozidla
použít ještě pomocný rám,
obvykle je to žebřinový rám.
62
Konstrukční provedení rámu vozidla Tatra T 815 :
Pomocný
Páteřový nástavný
Pomocný rám je žebřinový. Je tvořen dvěma podélníky a několika příčkami.
K pomocnému rámu je připevněna karoserie a ostatní skupiny vozidla.
5.4 Karosérie vozidel
Karosérie, je část vozidla, ve které jsou vytvořeny prostory pro využití vozidla podle
jeho účelu. U motorových vozidel slouží také pro umístění poháněcí soustavy.
Nástavba vozidla, je funkční, účelová část vozidel, nebo speciálních vozidel
s veškerým svým příslušenstvím,. Nezahrnuje budku pro řidiče vozidla.
Požadavky na karoserie
Karoserie musí splňovat tyto základní požadavky:
Musí umožnit uchycení všech skupin vozidla a uložení výstroje a výbavy.
 Musí splňovat nároky na prostor z hlediska osádky vozidla a přepravovaného nákladu.
 Musí umožnit dostatečný výhled osádky z vozidla.
 Musí splnit podmínky z hlediska pasivní bezpečnosti.
 Nesmí docházet k nadměrným vibracím a kmitům karoserie.
 Musí umožnit přístup k jednotlivým agregátům vozidla, které jsou v karoserii uloženy.
 Tvar karoserie musí zabezpečit co nejmenší součinitel odporu vzduchu.
 Prostor pro osádku musí být odhlučněn.
 Musí umožnit vytvoření vhodného mikroklimatu v prostoru osádky.
63
Rozdělení karoserií
Výklad
Rozdělení karosérií podle dopravního
účelu v podstatě odpovídá rozdělení
jednotlivých druhů motorových vozidel. Platí to zejména u osobních automobilů. Jak se
vyvíjely nové typy vozidel, začaly se měnit i některé charakteristické rysy karosérií.
V některých případech tak již ne zcela odpovídal jejich tvar používaným základním typům.
Začalo se proto objevovat nové pojmenování těchto vzniklých tvarů, nebo spíše typů
karosérií. Vedle základních druhů vozidel, uvedených v části 1.3 této kapitoly, je možné
definovat druhy karosérií současných osobních automobilů takto:
64
Přehled nejběžnějších druhů karosérií současných osobních automobilů:
Sedan. Tříprostorová čtyřdveřová karoserie pro 4–5 osob.
Zadní stěna zavazadlového prostoru je svislá s výraznou
hranou. Příklad: Mercedes-Benz třídy E.
Hatchback. Dvouprostorová tří nebo pětidveřová
karoserie pro 4–5 osob. Zavazadlový prostor je
přístupný dveřmi, které jsou ukotveny ve střeše
vozu. Příklad: Fiat Grande Punto.
Liftback. Dvouprostorová pětidveřová karoserie
pro 4–5 osob podobná hatchbacku. Záď vozu je
delší a plošší. Příklad: Škoda Octavia.
Kombi. Dvouprostorová pětidveřová karoserie pro
4–7 osob. Prostor pro zavazadla je zvětšen,
přístupný dveřmi ukotvenými ve střeše vozu.
Příklad: Renault Laguna.
Kupé. Dvoudveřová tříprostorová karoserie určená
pro 3-4 osoby. Záď vozu se směrem dozadu silně
svažuje. Příklad: Porsche 911.
Kabriolet. Tříprostorová otevřená dvou nebo
čtyřdveřová karoserie pro 3-4 osoby. Střecha je
plátěná nebo kovová, skládací. Příklad: BMW 3
Cabrio.
Roadster. Dvoudveřová tříprostorová karoserie
pro 2 – 3 osoby. Jen jedna řada sedadel, střecha
plátěná skládací nebo pevná odnímatelná (tzv.
hard-top). Příklad: Jaguar E Type.
Off-road. Dvouprostorová pětidveřová karoserie
pro 4–9 osob. Stavba karoserie je podřízena dobré
průjezdnosti terénem. Má větší světlou výšku a
velké nájezdové úhly. Příklad: Hummer H2
65
SUV (Sport Utility Vehicle, sportovní užitkový
vůz. ) Dvouprostorová pětidveřová karoserie pro
4–7 osob. Konstrukce je zaměřena hlavně na jízdu
po silnici, ale je upravena pro zvládnutí
nenáročného terénu. Příklad: Audi Q7.
MPV (Multi Purpose Vehicle, víceúčelový vůz. )
Dvouprostorová karoserie pro 5–7 osob. Pětidveřová,
případně s posuvnými zadními dveřmi. Velký vnitřní
prostor s variabilním uspořádáním. Příklad: Opel Zafira.
Cross-over. Automobil, obsahující prvky více kategorií.
Dvouprostorová karoserie pro 5-7 osob. Příklad: Nissan
Murano.
zdroj: www.autoidnes.cz
Výklad
Konstrukční provedení karoserií
Samonosná karoserie přejímá nosnou funkci rámu
vozidla a nahrazuje jej. Vozidlo nemá strojový
spodek.
Snižuje se hmotnost a hlučnost. Vyrábí se jako celokovové a nebo kombinované s plasty.
Polonosná z části přejímá nosnou funkci rámu.
Strojový spodek vozidla není schopen samostatné
jízdy. Příkladem je karoserie městského autobusu.
Součástí je žebřinový rám, který současně tvoří
nosný prvek podlahy. Na něj je napojena kostra
karoserie z ocelových profilů.
Podvozková - je určená k upevnění na podvozek nebo
strojový spodek.
Základní (nosnou) částí podvozkové karoserie je rám.
Dalšími částmi může být např. budka řidiče a valník či
jiný druh karoserie a nebo nástavba.
66
Kromě svoji základní funkce, plní karosérie hlavně osobních vozidel, ještě jednu velmi
důležitou funkci. Karosérie současných osobních automobilů je svoji konstrukcí a použitými
materiály navržena tak, aby splňovala náročné požadavky současných předpisů zaměřených
na pasivní bezpečnost vozidel.
Z těchto důvodů obsahuje konstrukce karosérií řadu bezpečnostních prvků, které
zajišťují osádce vozidla vysokou pravděpodobnost přežití při havárii vozidla.
Bezpečnostní prvky karoserií
Koncepce moderních automobilů:
•
•
tuhá kostra kolem řidiče a osádky,
vpředu a vzadu lehce deformovatelná
část.
Deformační prvky karoserií – čelní náraz:
Deformovatelná struktura přední části vozu:
•
Musí umožnit postupný nárůst
odporu při deformaci.
•
•
•
Lehce deformovatelné prvky.
Obtížně deformovatelné prvky
Tuhá struktura
Deformační prvky karoserií – náraz zezadu:
•
•
•
•
Při nárazu zezadu - situace obdobná jako u čelního nárazu.
Nárazové rychlosti zde ale bývají menší.
U současných vozidel s motorem převážně vpředu nejsou ani vážné problémy
s vytvořením deformačních zón.
Obdobné deformační prvky jako v přední části můžeme sledovat i v části zadní.
67
Deformační prvky karoserií – boční náraz:
•
•
•
•
•
•
•
Boční náraz - při nehodách poměrně častý.
Vytvoření deformačních zón po bocích
kabiny - složité.
Účinné deformační zóny - nelze vytvořit neúměrně by narostla šířka vozu.
Proto se tato situace řeší zabezpečením
maximální tuhosti bočních částí karoserie,
aby se zabránilo vniknutí jejích částí do
kabiny.
Jedná se především o:
výztuhy bočních dveří,
zesílení konstrukce podlahy v oblasti prahů
Aby karosérie plnila velmi náročné požadavky, které jsou na moderní automobil
kladené, začínají se při konstrukci stále více uplatňovat vysokopevnostní materiály. Je to
jediná cesta jak při zvyšujících se nárocích na pasivní bezpečnost zachovat přijatelnou
hmotnost vozidla. Následující obrázek ukazuje jaký je rozdíl ve skladbě materiálu na
karosérii dvou vývojových typů vozidla Škoda Octavia.
Z obrázku jasně vyplývá, jak se zvýšil podíl materiálů s vyšší nebo vysokou pevností
oproti běžným materiálům, používaným dříve.
Karosérie současných automobilů je velmi složitým konstrukčním celkem a jejímu
vývoji i vlastní výrobě je věnována stále větší pozornost. Konstruktéři musí často řešit i
protichůdné požadavky vyplývající z požadavků pasivní bezpečnosti a na druhé straně
z požadavků na design karosérie.
68
Navrhnout a vyrobit karosérii moderního osobního automobilu je proto nemyslitelné
bez pomoci virtuálního prototypingu, tedy návrhu karosérie pomocí 3D modelování a
v návaznosti na to, podrobit virtuální prototyp karosérie náročným pevnostním výpočtům a
testům, včetně známého crasch testu. Takto navržená karosérie pak splňuje všechny
požadavky a může být ve velmi krátké době zařazena do sériové výroby bez nutnosti výroby
a náročných zkoušek řady prototypů. Tím se také výrazně snižuje ekonomická náročnost
procesu vývoje nové karosérie.
Shrnutí pojmů









rám je základní nosná část vozidla
rám musí plnit základní požadavky
druhy rámů se dělí podle torzní tuhosti, spojení prvků, tvaru
k základním tvarům rámů patří rám žebřinový a rám páteřový
ostatní druhy rámů jsou odvozeny od rámu žebřinového
karosérie je část vozidla, kde jsou vytvořeny prostory pro využití vozidla
karosérie musí splňovat základní požadavky
druhy karosérií se dělí podle vztahu k podvozku, dopravního účelu, tvaru
karosérie plní důležitou funkci z hlediska pasivní bezpečnosti.
Otázky
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Co je to rám vozidla?
Jaké základní požadavky jsou kladeny na rámy?
Vyjmenujte základní druhy rámů motorových vozidel.
Co je to karosérie vozidla?
Jaké požadavky jsou kladeny na karosérie vozidel?
Jaké znáte druhy karosérií?
Jaké jsou druhy karosérií podle dopravního účelu?
Jakou důležitou funkci ještě plní karosérie osobního automobilu?
Jakým způsobem je dosahováno, aby karosérie splňovala požadavky z hlediska
pasivní bezpečnosti?
69
6. KOLA A PNEUMATIKY
Kolo silničního automobilu jehož nedílnou součástí je pneumatika, je definováno jako
VOZIDLOVÉ KOLO.
Konstrukční provedení vozidlových kol má významný vliv na základní vlastnosti vozidle.
Provedení a vlastnosti vozidlových kol ovlivňují bezpečnost jízdy, hospodárnost, průjezdnost
apod. Pro každý druh silničního vozidla se volí vhodný typ a provedení vozidlového kola.
Vozidlové kolo se skládá z diskového kola, ráfku a pneumatiky. Vozidlové kolo plní
funkci
 nosného prvku
 pohybového a vodícího ústrojí
 podílí se na pérování
Provedení a vlastnosti vozidlového kola mohou významnou měrou ovlivnit chování a
vlastnosti vozidla.
Výklad




Vozidlová kola rozdělujeme podle několika hledisek:
Podle způsobu použití je dělíme na kola pro
motocykly
osobní automobily
nákladní automobily, autobusy, přípojná vozidla
traktory a pracovní stroje.
Podle počtu kol na nápravě, na kola
 jednoduchá
 podvojná.
Podle provedení nosné části (disku) na kola
 disková
 paprsková
 hvězdicová.






Podle provedení ráfku na kola s ráfkem
prohloubeným
poloprohloubeným
plochým
jednoduchým
půleným
vícedílným.
kola a pneumatiky
Přehledně jsou druhy vozidlových kol uvedeny na obrázku Obr.6.1.
Obrázek 6.1: Druhy vozidlových kol
Vozidlové kolo se skládá z jednotlivých částí. Jejich název a umístění vzhledem
k celému vozidlovému kolu vyplývá ze schématu na obrázku Obr.2.2.
 ráfek kola (1),
 disk kola (2)
- k ráfku je přivařen, nebo přinýtován,
 náhlaví (3) - s otvory pro šrouby kola,
 hlava kola (4)
- s přírubou v níž jsou uloženy:
 šrouby kol (6)
 s maticemi (7),
 pneumatika(5).
Obrázek 6.2: Části vozidlového kola.
70
kola a pneumatiky
6.1 Druhy a konstrukce disků a ráfků kol.
6.1.1 Disky kol
Nejčastěji jsou používána kola disková Obr.6.3 a. Kola hvězdicová jsou používána
hlavně na osobních automobilech, zejména na sportovních vozech(Obr.6.3b). Paprsková
kola jsou běžně používána u motocyklů, ale najdeme je i u lehkých sportovních automobilů.
Obr.6.3 c.
a)
b)
c)
Obrázek 6.3: Druhy vozidlových kol: a) diskové, b) hvězdicové, c) paprskové.
Podle technologie výroby mohou být disková kola:
 Lisovaná – jsou výhodná pro velkosériovou výrobu a jsou levnější. Disk je obvykle
k ráfku bodově přivařen.
jeden
 Odlévaná – nejčastěji se používají u osobních automobilů. Ráfek i disk je
odlitek z lehkých slitin. Mají menší pevnost, jsou lehčí, přesně vyvážená.
Disková kola, která jsou nejčastěji používaným typem, jsou k hlavě kola připevněna
pomocí šroubů a matic. Toto spojení musí plnit některé základní funkce.
Spojení diskového kola s hlavou kola musí zajistit:
 přenos točivého (brzdného) momentu a bočních sil,
 středění upevnění diskových kol,
 snadnou výměnu při poškození pneumatiky.
71
kola a pneumatiky
Pro spojení diskového kola s hlavou kola se používá různé provedení šroubů a matic
kol:
šrouby jsou upevněny na hlavě kola a
kolo je k nim přichyceno pomocí matic.
 Do
hlavy
jsou
šrouby
buď
zašroubovány, zalisovány (obr.a) nebo
přišroubovány maticí (obr.b,c).
 Matice kol jsou opatřeny kulovou nebo
kuželovou dosedací plochou.
Pro vystředění diskového kola na
hlavě kola jsou šrouby kol opatřeny
kulovou nebo kuželovou dosedací
plochou a šroubují se do otvorů v hlavě
kola.
•
•
Pro ulehčení montáže slouží středící
kolíky na hlavě kola.
Tvary otvorů v náhlaví diskového
k l j
bá k
Točivý moment se přenáší hlavně třením mezi
hlavou kola a náhlavím disku. Upevňovací šrouby nejsou
namáhány
na střih (pokud nejsou povoleny).
Z tohoto důvodu je velmi důležité, dodržovat správný utahovací moment matic
nebo šroubů kol. Pokud je kolo dotaženo malým momentem, točivý moment se přenáší přes
dříky šroubů, které jsou namáhány na střih a může dojít k jejich poškození. Při velkém
dotahovacím momentu dojde k vymačkání dosedacích ploch matic v disku kola. V důsledku
toho se matice nebo šroub mohou uvolnit, což opět vede k nebezpečí poškození šroubu a
nejhorším případě i k možnosti ztráty vozidlového kola.
Správný utahovací moment šroubů kol uvádí výrobce vozidla, nebo je uveden
v dílenské příručce pro jednotlivé typy vozidel podle druhu a velikosti použitých diskových
kol. Předepsané utahovací momenty je nutné dodržovat.
72
kola a pneumatiky
6.1.2 Ráfky kol
Ráfek je nedílnou součástí vozidlového kola. Je to část vozidlového kola, na které je
uložena pneumatika. Tvar a provedení ráfku je řešeno podle druhu vozidlového kola a podle
způsobu uložení pneumatiky na ráfku.
Účel ráfku :
Uložení pneumatiky musí být provedeno tak, aby byl zajištěn
přenos svislé, boční a obvodové síly bez relativního pohybu mezi
pneumatikou a ráfkem.
Jednotlivé části a jejich názvosloví vyplývá z následujícího přehledu a obrázku.

opěrné plochy
boční
dorazy pro patky pneu
ráfku
–
 dosedací plochy

prohloubení ráfku –
umožňuje
montáž pneu na nedělený ráfek
 světlá šířka –
vzdálenost

okraj ráfku – tvar
zakončující opěrnou plochu
průměr
 průměr ráfku – je to
73
kola a pneumatiky
Základní rozměry, označování a provedení ráfků
diskových kol jsou uvedeny v katalozích výrobců.
Rozměry jsou udávány v anglických palcích a nebo
v milimetrech.
 Za základní rozměry lze považovat světlou šířku
ráfku a průměr ráfku.
 Dále je uváděn tvar okraje ráfku a označení
druhu ráfku.
Jednotlivé typy ráfků lze rozdělit podle jejich tvaru. Podle tohoto dělení rozeznáváme
rázky:




prohloubené (nedělené) – pro osobní automobily
poloprohloubené (dělené) – pro lehlé nákladní automobily a přívěsy
ploché (dělené) – pro nákladní automobily, autobusy, přívěsy, návěsy
půlené – pro speciální vozidla.
Prohloubené ráfky
Prohloubené ráfky jsou ráfky jednoduché (nedělené). Montáž pneumatiky
na ráfek je umožněna prohloubením.
Prohloubené
4½ J x 13 - S
symetrický ráfek
průměr ráfku v palcích
označení pro jednodílný ráfek
tvar okraje ráfku
šířka ráfku v palcích
Prohloubené
4½ J x 13 - A
asymetrický ráfek
Nové značení ráfků podle
ISO má průměr ráfku na začátku
a u asymetrických ráfků se
již nepoužívá označení druhu
13 x 5 J – S = symetrický ráfek,
13 x 5 J
= asymetrický ráfek,
74
kola a pneumatiky
75
Prohloubené bezpečnostní ráfky :
Prohloubené bezpečnostní ráfky
se používají u bezdušových radiálních
pneumatik, brání sesmeknutí neumatiky a
náhlému úniku vzduchu.
Tvary bezpečnostních profilů dosedací
dosedací plochy (Hrbolky zabraňují
sklouznutí pneumatiky do prohloubené
části při úniku vzduchu.)
5½ J x 14 H
profil dosedací
plochy
označení pro jednodílný ráfek
tvar okraje ráfku
 Profil H (hump) – v dosedací ploše ráfku
je obvodový hrbolek, který je silně zaoblen
 Profil FH (flat hump) – hrbolek má pouze
malý poloměr.

Profil CP (contre pente) –
k základní dosedací ploše o sklonu 5o
navazuje další plocha s opačným
sklonem.
 Profil SL (special ledge) – mezi skloněnou
dosedací plochou a prohloubením ráfku je
oblast vodorovná (válcová plocha), která
umožňuje posunování patky od okraje, ale
b ň j k žité
ú ik
d h
Poloprohloubené ráfky
Představují přechod mezi prohloubenými a plochými ráfky. Prohloubení ráfku je zde menší
a neumožňuje montáž pneumatiky, pouze ji usnadňuje. Proto jsou tyto ráfky vícedílné
(dělené). Pro svoji složitost se používají omezeně.
Ploché ráfky
Ploché ráfky jsou vždy dělené (vícedílné).
Používají se pro snadnější montáž
pneumatik větších rozměrů.
Označení
8,0 - 20
označení
pro
plochý
kola a pneumatiky
•
•
•
Úplně ploché ráfky se dnes již nepoužívají, protože obvodové síly jsou zde
přenášeny pouze boční opěrnou plochou.
Výhodnější jsou proto ploché ráfky s úkosem u kterých obvodové síly přenáší i
kuželová dosedací plocha.
Velikost úkosu se provádí 5o. Kromě toho je na základu ráfku vytvořeno mírné
prohloubení, které usnadňuje montáž pneumatiky.
Dvoudílný ráfek
Třídílný ráfek
Čtyřdílný ráfek
pro bezdušové
pneumatiky
76
kola a pneumatiky
Půlené ráfky
•
Používají se pro pneumatiky velkých
rozměrů,
nebo
pro
speciální
pneumatiky.
•
Vlastní ráfek má dvě části (posice 4,6
na obrázku).
•
Mezi vnitřní patky pneumatiky
vložen rozpěrný kruh (5).
•
Obě části ráfku jsou staženy větším
počtem šroubů (2) a matic (3).
•
Součástí ráfku může být i postranní
kruh (4).
•
Tím je pneumatika upevněna na ráfku
(patky jsou sevřeny mezi rozpěrný
kruh a obě části ráfku) a je zabráněno
je
Schéma půleného ráfku
6.2 Druhy a konstrukce pneumatik
Pneumatika je souhrnný název pro plášť, duši a ochrannou vložku, vše namontované
na ráfek kola a naplněné tlakovým vzduchem (plynem).
Plášť je pružná část pneumatiky, která zajištuje styk kola s vozivkou a která svoji
patkou dosedá na ráfek.
Výklad
Aby pneumatika správně plnila svoji funkci, musí splňovat řadu požadavků. Tyto
požadavky je možné rozdělit na tři hlavní skupiny:
 základní požadavky
 provozní požadavky
 funkční požadavky
77
kola a pneumatiky
 základní :
•
vysoká pevnost, především běhounu,
při požadované velké nosnosti,
a vysoké životnosti,
•
•
•
malá hmotnost,
vhodná technologie hromadné výroby,
statická a dynamická vyváženost.
 provozní :
•
•
•
•
•
•
snadná montáž a huštění,
malé opotřebení,
odolnost proti průrazu,
nízká pořizovací cena,
odolnost proti svléknutí,
možnost jízdy při ztrátě tlaku.
 funkční :
•
•
•
•
•
•
•
•
•
přenášení tíhy vozidla,
radiální pružnost,
malý valivý odpor,
malý přenos vibrací,
přenos tečných sil,
maximální součinitel adheze,
vhodné deformační charakteristiky,
malá hlučnost,
symetričnost a stálost sil a momentů.
Splnění těchto, někdy i protichůdných požadavků, má významný vliv zejména na
bezpečnost a hospodárnost jízdy. U terénních vozidel výrazně ovlivňuje průjezdnost vozidla
terénem.
6.2.1 Rozdělení pneumatik
78
kola a pneumatiky
Dělení pneumatik se provádí podle několika hledisek. Hlediska, podle kterých
určujeme druh pneumatiky jsou:




podle použití
podle konstrukce a materiálu kostry pneumatiky
podle huštění
podle vzorku desénu.
Přehled druhů pneumatik podle jednotlivých hledisek je přehledně uveden v tabulce.
6.2.2 Konstrukční provedení pneumatik
Výklad
Pneumatika je konstrukčně poměrně složitý výrobek. Je vyrobena z řady druhů
materiálů, skládá se z několika částí z nichž každá plní svoji přesnou funkci. Pojmenování a
funkce hlavních částí pneumatik vyplývá z následujícího obrázku konstrukčního provedení
pneumatik a z popisu jednotlivých částí.
79
kola a pneumatiky
Části pneumatik :
Plášť je pružná vnější část pneumatiky,
která zajišťuje styk s vozovkou a která svou
patkovou částí dosedá na ráfek.
80
kola a pneumatiky
běhoun - vrstva pryže na vnějším obvodu
pláště, opatřena vzorkem a jeho hlavní funkcí
je přenášet síly mezi kolem a vozovkou;
nárazník (výztužný pás) - tvoří přechod mezi
běhounem a kordovou kostrou pláště;
kostra tvořená kordovými vložkami,
zakotvenými kolem patních lan a určuje řadu
vlastností, např. nosnost, jízdní vlastnosti,
vlastnosti kostry závisí na její konstrukci
a druhu použitých kordů;
bočnice chrání boční část kostry pláště;
patka zesílená část pláště dosedá na ráfek,
a umožňuje montáž pneumatiky a utěsnění
pláště na ráfku.
Duše, Ventil, Ochranná vložka
V současné době se používají převážně bezdušové pneumatiky. U nich je duše
nahrazena pryžovou těsnící vrstvou uvnitř pláště, která zabraňuje úniku vzduchu.
Jednotlivé typy a druhy plášťů se liší hlavně provedením vzorku desénu. Základní
rozdělení je na
 letní pneumatiky
 zimní pneumatiky.
Rozdíl není pouze v provedení desénu, ale i v kvalitě materiálu běhounu. Obecně lze
říci, že letní pneumatiky mají jemnější vzorek desénu, uzpůsobený pro lepší odvod vody ze
81
kola a pneumatiky
stopy. Běhoun pláště je vyroben z tvrdší pryžové směsi, která je schopna lépe odolávat
zvýšeným teplotám při provozu v letním období.
Zimní pneumatiky mají vzorek desénu hrubší, pro vytvoření lepších záběrových
podmínek na sněhu, a blátě. Jsou vyrobeny z měkčí směsi, která lépe přilne k vozovce i za
snížených teplot. Proto je provoz na zimních pneumatikách během letního období nevhodný,
protože se tyto pneumatiky rychleji opotřebovávají.
Podle konstrukce kostry pláště, rozlišujeme dva základní typy plášťů:
 diagonální
 radiální.
Základní rysy obou druhů plášťů je množné charakterizovat takto:
DIAGONÁLNÍ PNEUMATIKY :
O pevnosti kostry rozhoduje :
 pevnost použitých kordů,
 hustota kordové tkaniny,
 počet kordových vložek,
 úhel který spolu svírají kordové nitě
Počet vložek bývá sudý.
Nitě svírají s obvodovou kružnicí úhel
αk = 30 až 40o.
 Kordová tkanina bývá z nití o průměru 0,6 až 0,8 mm. Materiál nití je různý, např.
bavlněné,polyamidové nebo ocelové nitě.
 Pryž je směsí kaučuku (většinou syntetického), plnidel (sazí), vulkanizačních přísad
(např.síra) a dalších komponentů.
 Styk s vozovkou zabezpečuje běhoun, který je tvarován z pevné a tvrdé pryže s
malým opotřebením. Běhoun je opatřen vzorkem - dezénem, který mívá šířku dB =
82
kola a pneumatiky
RADIÁLNÍ PNEUMATIKY :




Nitě kordové kostry nejsou zkříženy, ale svírají s
obvodem úhel 90o, tj. jsou vedeny od patky k
patce.
Kordová kostra pláště je slabší, proto musí být
zesílený nárazník s vlákny kříženými pod malým
úhlem (10 až 30o).
Kostra nese boční síly, nárazník rozvádí
obvodové síly.
Boční stěny jsou měkčí, nárazník je ohybově
tuhý.
STEEL (kordová kostra) :
•
•
•
celotextilní,
umělá vlákna v kostře i
v
nárazníku,
kombinovaná, kostra je
textilní
nebo
z
umělých
vláken,
• nárazník ocelový.
ALL STEEL kostra i nárazník
z ocelových vláken.
Radiální pneumatiky představují v současné době nejvyšší kvalitativní stupeň ve
výrobě pneumatik. jejich výhody ale i nevýhody ve srovnání s diagonálními pneumatikami
lze shrnout takto:
Výhody radiálních plášťů oproti diagonálním
:


snížené opotřebení a zvýšení životnosti (kilometrový výkon se zvyšuje až dvakrát),
zvýšená bezpečnost jízdy - lepší vodící vlastnosti a stabilita, kratší brzdná dráha,
 zlepšené adhezní vlastnosti (o 10 až 20 %),
 zvýšená nosnost při zvýšených rychlostech jízdy,
 snížení spotřeby paliva (5 až 10 %),
 menší hysterezní ztráty a snížená teplota pneumatiky v provozu,
 zvýšené pohodlí při jízdě.
83
kola a pneumatiky
Nevýhody radiálních plášťů oproti diagonálním :
− v místech přechodu běhounu a patky s bočnicí vznikají oblasti koncentrace napětí a
dochází zde k únavovému poškození pneumatiky (trhlinky, separace),
− zvýšená boční pružnost pneumatiky, avšak boční vedení v mezních situacích je lepší,
− zvýšené nebezpečí průrazu bočnic při jízdě v terénu.
Vedle těchto základních druhů konstrukčního provedení pneumatik, existují další
speciální druhy, které se využívají pro zvláštní účely na speciálních automobilech, pracovních
strojích apod. Patří sem například:
SPECIÁLNÍ PNEUMATIKY :
Používají se pro
provoz v těžkých
provozních
podmínkách.
Mezi speciální patří
pneumatiky:




taktické,
širokoprofilové ,
obloukové,
válcové.
Jednotlivé typy speciálních pneumatik lze charakterizovat takto:
TAKTICKÉ PNEUMATIKY :


Jsou obvykle napojeny na soustavu ústředního
huštění a zabezpečují zejména průjezdnost vozidel v
bořivém málo únosném terénu.
Změnou huštění v poměrně širokém rozmezí tlaku
dosáhneme snížení valivého odporu (menší boření)
a zvětšení adheze.
84
kola a pneumatiky
Konstrukční zvláštnosti :

slabší kordová vrstva (ve srovnání s diagonálními pneu
je počet kordových vložek až poloviční),
nosnost je dosažena použitím kvalitnějších materiálů
kordu,
pro pneumatiku je použita měkká pryž, která umožňuje
její deformaci při podhuštění,
běhoun s dezénem je rozšířen i na bočnice,
speciální univerzální dezén se součinitelem plnosti kp =
0,35 až 0,45, pro jízdu na silnici se využívá středový
pás dezénu a aby docházelo v terénu k samočištění
dezénu, musí vrcholy šípového dezénu směřovat ve
směru jízdy vozidla,
ventil je bez vložky,
pneumatika je upevněna na speciálním vícedílném
ráfku.






Pro zvýšení životnosti
je nosnost taktické pneu
nižší až 50 %. Při jízdě
s podhuštěnými pneu
je nutno rychlost jízdy
snížit.
ŠIROKOPROFILOVÉ PNEUMATIKY :
Širokoprofilové pneumatiky, obvykle nahrazují dvojmontáže zadních kol.
•
•
•
Jejich použitím je možno dosáhnout snížení hmotnosti vozidla.
Jejich šířka je asi dvojnásobná oproti diagonálním.
Mají slabší kordovou kostru (asi o 20) a jsou použitelné i pro soustavu ústředního
huštění pneumatik.
VÁLCOVÉ PNEUMATIKY :
Válcové pneumatiky se používají pro provoz ve zvláště obtížných podmínkách (bořivé
terény, polární oblasti apod.). Jsou to pneumatiky, u kterých je šířka větší než průměr.
OBLOUKOVÉ PNEUMATIKY :
Obloukové pneumatiky jsou obdobou širokoprofilových pneumatik.
•
•
•
Používají se pro zvýšení průchodivosti místo dvojmontáží jako sezónní
prostředek.
Dále se používají u speciálních vozidel.
Charakteristické pro ně je snížení boků pmeumatiky.
85
kola a pneumatiky
6.2.3 Základní parametry pneumatik
Výklad
Mezi základní parametry pneumatik řadíme údaje, které pneumatiku definují. Jedná
se o tyto parametry:
 rozměry pneumatiky
 nosnost pneumatiky
 profilové číslo
Význam jednotlivých parametrů vyplývá z následujícího přehledu:
Rozměry (mm):
vnější průměr pneumatiky - D,
šířka pneumatiky - b,
jmenovitý průměr ráfku - d,
výška profilu pneumatiky - h,
poloměr zakřivení běhounu - R,
šířka ráfku (patky),
statický poloměr pneu - rs,
dynamický poloměr pneu - rd.
Nosnosti (kg):
•
nosnost pneumatiky - největší přípustné zatížení pneumatiky
při určitém huštění a největší povolené rychlosti,
•
ekonomická nosnost - nejvýhodnější nosnost s ohledem na
životnost a ekonomické využití pláště,
•
index nosnosti - symbolové číslo, které určuje maximální
nosnost pneumatiky při rychlosti určené kategorií rychlosti za
daných specifických podmínek.
Rychlosti :
Max. rychlost (při daném huštění a zatížení):
86
kola a pneumatiky
Maximální rychlost je udávána rychlostní kategorií pneumatiky. Tato kategorie
označená písmenem, určuje maximální rychlost jízdy, při které výrobce zaručuje dané
vlastnosti pneumatiky.
Profilové číslo:

profilové číslo "p" (vyjádřeno poměrem výšky profilu "h" k šířce "b" pneumatiky:
p=h/b.100
6.2.4 Značení pneumatik
Výklad
Aby bylo možné snadno rozlišit jednotlivé druhy a provedení pneumatik, je zavedeno
jednotné značení.
Značení lze rozdělit do dvou skupin.
1. Značení, které zahrnuje všeobecné údaje o pneumatice.
2. Značení rozměrů pneumatiky.
Údaje o pneumatice jsou uvedeny slovně, číselně, nebo kódy na bocích pláště. jejich
význam vyplývá z následujícího obrázku.
Značení rozměrů pneumatik je provedeno číselným kódem, který zahrnuje hlavní
rozměry pláště a vazbu na rozměr ráfku. Způsob značení rozměrů a význam jednotlivých
čísel vyplývá z následujícího obrázku.
Značení radiálních plášťů pro
osobní automobily :
1 - značku (výrobce) pláště;
2 - označení rozměru pláště:
- jmenovitou šířku pláště (v mm nebo palcích),
- profilové číslo;
- konstrukce kostry (R = radiální),
- jmenovitý průměr ráfku (v mm nebo palcích);
3 - index nosnosti a kategorie rychlosti;
4 - staré označení rozměru pláště;
5 - konstrukce: TUBELESS = bezdušová,
6 - konstrukce : STEEL = ocelokordový nárazník,
7 - označení pláště pro zimní provoz;
8 - označení výrobce;
9 - indikátor opotřebení (TWI);
10 - označení desénu (desénové číslo);
11 - kód pro vývoz do USA (DOT);
12 - homologační znak a číslo homol.protokolu;
13 - údaj nosnosti, huštění a rychlosti pro USA;
14 - údaj o konstrukci pro vývoz do USA;
87
kola a pneumatiky
Značení rozměrů pneumatik je provedeno číselným kódem, který zahrnuje hlavní
rozměry pláště a vazbu na rozměr ráfku. Způsob značení rozměrů a význam jednotlivých
čísel vyplývá z následujícího obrázku.
Značení pneumatik :
Osobní automobily :
Starší označení: 175/70 H R 14
Nové označení:
175/70 R 14 84 S
konstrukce (R – radiální, „-„ diagonální)
kategorie rychlosti
profilové číslo
šířka pneumatiky v milimetrech
kategorie rychlosti
index nosnosti
konstrukce (R – radiální, „-„ diagonální)
profilové číslo
šířka pneumatiky v milimetrech
Nákladní automobily :
11 R 22,5 16PR
pevnost kostry
úkos dosedacích ploch 15o
průměr ráfku v palcích (22,5)
konstrukce kostry (radiální bezdušová)
šířka pneumatiky v palcích
6.3 Způsoby uložení kol.
Aby vozidlová kola plnila správně svoji funkci, musí být vhodným způsobem uložena
na nápravách, nebo na hnacím hřídeli.
Jednotlivé způsoby uložení kol se liší podle toho, zda se jedná o kolo nepoháněné,
nebo kolo hnací.
Obecně musí uložení kola splňovat základní požadavky:
Uložení kol na nápravách musí splňovat následující požadavky:
•
•
Musí zajistit přenos všech sil mezi kolem a nápravou.
Musí zajistit přesné otáčení kola bez nežádoucích vůlí.
Uložení kol nepoháněných, je jednodušší. Jedná se způsob, který je využit u přední
nápravy vozidel s pohonem zadní nápravy, nebo u zadní nápravy vozidel s předním
pohonem. Způsob provedení je také závislý na typu použité nápravy.
88
kola a pneumatiky
Nepoháněná kola
Uložena na otočném čepu:
Otočný čep může být proveden u neřízených náprav jako:
a) Zakončení nápravy u:
- tuhé nápravy,
- výkyvné kyvadlové nápravy,
- klikové nápravy,
- kyvadlové úhlové nápravy,
- spřažené nápravy.
b) Součást těhlice u:
- čtyřúhelníkové nápravy,
- lichoběžníkové nápravy,
- nápravy Mc Pherson,
U řídících náprav je otočný čep kola na rozvidlení,
které je uloženo na rejdových čepech.
Ukázka konstrukčního provedení:
•
Kolo je zde uloženo na dvou
kuželíkových ložiskách.
1 – těhlice
2 – hlava kola
Hnací kola
U hnacích kol je problém uložení o něco složitější. Aby byl zajištěn přívod hnacího
momentu, musí být kolo spojeno s hnacím hřídelem. Podle způsobu, jakým je hnací hřídel
spojen s hlavou kola a jak je hlava kola a hnací hřídel uložen na ložiskách v nápravě,
rozlišujeme tři základní způsoby uložení:
 uložení letmé
 uložení pololetmé
 uložení s odlehčeným hřídelem.
Princip a konstrukční provedení jednotlivých způsobů uložení vyplývá z následujícího
přehledu.
89
kola a pneumatiky
Uložení kola letmo:
•
používá se u hnacích kol lehkých
vozidel
•
hlava kola – uložena pevně
na hnací hřídel
•
hnací hřídel – namáhán
na ohyb i krut
Uložení letmo se u současných automobilů již nepoužívá. Jeho velkou nevýhodou je,
že hnací hřídel je namáhán současně na ohyb i krut.
Uložení kola pololetmo:
•
používá se pro hnací kola při vyšších
zatíženích
• hlava kola – pevně spojena
s hnacím hřídelem a současně
uložena v ložisku na nápravě
• hnací hřídel – namáhán
na krut a částečně na ohyb
Uložení pololetmo je již z hlediska namáhání hnacího hřídele vhodnější. Používá se
jak u osobních tak i u lehčích nákladních automobilů.
90
kola a pneumatiky
Uložení kola s odlehčeným hřídelem:
•
používá se pro hnací kola při vysokých
zatíženích
•
hlava kola – pevně spojena
s hnacím hřídelem a současně
uložena na dvou ložiskách na
vnějším konci mostu nápravy
•
hnací hřídel – namáhán
pouze na krut
Tento způsob uložení se využívá hlavně o nákladních vozidel, protože je schopen
přenášet velká zatížení. Je to typické uložení kola na tuhé nápravě.
91
kola a pneumatiky
Shrnutí pojmů













vozidlové kolo se skládá z diskového kola, ráfku a pneumatiky
plní funkci nosného prvku, pohybového a vodícího ústrojí, podílí se na pérování
vozidlová kola dělíme podle použití, provedení nosné části, provedení ráfků, počtu kol
kola dělíme na disková, hvězdicová, paprsková
ráfek je nedílnou součástí vozidlového kola, na ráfku je uložena pneumatika
ráfky jsou prohloubené, poloprohloubené, ploché, půlené
pneumatika je souhrnný název pro plášť, duši a ochrannou vložku
pneumatiky dělíme podle použití, konstrukce a materiálu kostry, huštění, vzorku
desénu
pneumatiky jsou diagonální nebo radiální
pneumatiky mají své parametry: rozměry, nosnost, rychlost, profilové číslo
pneumatiky mají systém značení
kola s pneumatikou se ukládají na nápravy několika způsoby
hnací kola se ukládají: letmo, pololetmo, s odlehčeným hřídelem
Otázky
1. Jaký je účel vozidlového kola?
2. Z jakých částí se vozidlové kolo skládá?
3. Jaké druhy vozidlových kol se používají?
4. Jakou funkci plní ráfek?
5. Jaké druhy ráfků znáte?
6. Co je to pneumatika?
7. Podle čeho dělíme pneumatiky?
8. Jaký je rozdíl mezi pneumatikou diagonální a radiální?
9. Jaké jsou základní parametry pneumatik?
10. Vysvětlete systém značení pneumatik.
11. Jakým způsobem se ukládají kola na nápravy?
92
nápravy
7
NÁPRAVY
Cíl: Seznámit se s funkcí a účelem náprav a poznat základní typy
náprav vozidel.
Náprava je jednou z nejdůležitějších částí podvozku. Náprava je součást jejímž
prostřednictvím jsou dvě vozidlová kola zavěšena na nosné konstrukci vozidla, nebo nosných
částech podvěsu.
Výklad
Náprava je součástí podvěsu, což je základní část podvozku vozidla.
Podvěs slouží k vedení vozidla, přenosu sil od kol na rám vozidla a naopak, tlumení
rázů. Podvěsem rozumíme souhrn ústrojí, která spojují kola s rámem vozidla. Podvěsy mohou
být
 přední
 zadní.
Zadní podvěs je tvořen:
 nápravou s vozidlovými koly
 pérování
 kolovými brzdami.
Přední podvěs je tvořen stejnými částmi, má ale navíc:
 rejdové ústrojí
 rejdové čepy.
Náprava se podílí na plnění požadavků kladených na podvěsy vozidla. Hlavní funkcí
nápravy je zavěšení kol na podvěs.
Účel nápravy je přenos sil, které působí na vozidlová kola na nosnou část vozidla.
Jedná se o tyto síly:
93
nápravy
Náprava přenáší z kola na nosnou část vozidla
tyto síly:
• svislé
• hnací
• brzdné
• boční
Aby náprava správně plnila účel a funkce, musí splňovat základní požadavky.
Základní požadavky na nápravy:

Profil nosníku, mostu nebo nápravnice musí při požadavku vysoké pevnosti a
tuhosti zabezpečit požadovanou světlou výšku a optimální výšku těžiště vozidla.


Malá hmotnost a rozměry nápravy (neodpérovaných hmot).

U řídících náprav je nutno v provozu zabezpečit stabilnost prvků geometrie
řízení.


Snadné ošetřování, seřizování a opravy.
Hnací nápravy musí umožnit správnou funkci v nich uložených částí
převodového ústrojí.
Jednoduchá a levná výroba.
7.1 Rozdělení náprav
Nápravy silničních vozidel jsou řešeny mnoha způsoby. Jednotlivé druhy náprav se
dělí podle těchto hledisek:
 podle umístění
 podle funkce
 podle konstrukčního provedení.
Rozdělení náprav je uvedeno na následujícím schématu:
94
nápravy
Druhy náprav podle funkce:
 Sunutá a vlečená náprava je taková, na kterou se nepřenáší moment motoru,
má jen nosnou, popř. i řídící funkci.
Na vozidle sunutá náprava je umístěna ve směru jízdy před hnací nápravou,
vlečená náprava je umístěna ve směru jízdy za hnací nápravou.
 Hnací náprava - náprava na kterou se přenáší točivý moment motoru
a jejíž kola vozidlo pohánějí.
 Řídící náprava - náprava, která slouží k řízení směru jízdy vozidla.
Druhy náprav podle konstrukčního provedení:
 Tuhé nápravy - spojují dvě protilehlá kola pevně. Pohyb jednoho kola se přes tuhou
nápravu přenáší i na druhé kolo.
 Výkyvné nápravy – skupina náprav nazývaná jako – nezávislé zavěšení kol –
protilehlá kola jsou k rámu vozidla zavěšena samostatně, nezávisle na sobě. Přímá
vazba s druhým kolem je přerušena (polonápravy). Každé kolo nápravy se může
pohybovat nezávisle na druhém.
95
nápravy
7.2 Tuhé nápravy
Tuhá náprava je tvořena nápravnicí, nebo mostem nápravy, který spojuje obě kola
nápravy pevně. Kola jsou tedy spolu pevně vázána, bez možnosti vzájemného pohybu. Jejich
spojení je „tuhé“.
Výklad
Tuhé nápravy jsou stále používaný typ náprav, zejména u nákladních automobilů.
Uplatňují se ale také u osobních automobilů, hlavně u automobilů terénních, nebo v provedení
SUV, MPV apod. Nosnou část tuhé nápravy tvoří nosník (most nápravy), opatřený na
vnějších koncích čepy kol, brzdovými štíty, nebo držákem brzdových třmenů. Pokud se jedná
o hnací nápravu, je most vytvořen dutým profilem kruhového, nebo obdélníkového průřezu.
Součástí hnací tuhé nápravy je skříň rozvodovky, ve kteréže uložen stálý převod hnací
nápravy. Tuhé nápravy dělené mají zpravidla dělící rovinu právě ve skříni rozvodovky.
Konstrukční provedení tuhých náprav vyplývá z následujících obrázků.
Tuhé nápravy:
•
•
Tuhé nápravy jsou nejstarším typem náprav.
•
Podle konstrukčního provedení jsou mosty nebo
nápravnice tuhých náprav:
- celistvé,
- skládané.
I dnes jsou používány jako přední a zadní nápravy
nákladních automobilů a jako zadní nápravy osobních
automobilů.
Hlavní části tuhých náprav –jsou závislé na konstrukci nápravy. Ve
většině případů má náprava tyto hlavní části:



hlava kola (skříň kolové redukce),
rozvodovka,
mostové roury (u poháněných náprav – je v nich vložen hnací
hřídel kola) nebo nápravnice (u nepoháněných náprav – jen
nosník).
96
nápravy
Dva základní typy tuhých náprav je možné charakterizovat takto:
Tuhé celistvé nápravy:
Nápravnice nebo most nápravy je z jednoho kusu
nebo je složen z několika kusů, které jsou spojeny
nerozebíratelným spojem (např. svárem).
•
Po straně rozvodovky (1) jsou
nalisovány mostové trouby (2) a na
jejich konce jsou opět nalisovány
skříně (3) redukce kol.
•
Na obě trouby (2) jsou za tepla
navlečeny držáky (4) s kluznými
opěrami per a s oky pro upevnění
čepů suvných ramen.
•
Jednotlivé části jsou pojištěny
svařením.
Tuhé skládané nápravy:
Nápravnice nebo most nápravy je složen z několika kusů, které
jsou spojeny rozebíratelným spojem (např. šroubovým),
•
•
Skříň rozvodovky této nápravy je odlitá z litiny a je dělená ve svislé části.
•
Také montáž stálého převodu je náročnější, zejména na seřízení záběru
ozubených kol.
Tuhost nápravy je ovlivněna především spolehlivostí šroubového spojení obou
částí skříně rozvodovky.
Pro zavěšení tuhých náprav k rámu vozidla se používají listová pera, nebo vinuté
pružiny. Každý způsob má své výhody a nevýhody. Zavěšení pomocí listových per se využívá
hlavně u nákladních vozidel.
97
nápravy
Odpružení a zavěšení tuhé nápravy pomocí listových per :



Je nejstarším konstrukčním způsobem zavěšení tuhé nápravy.
Listová pera : vedou nápravu, působí jako pružící prvek a tlumí kmity.
Pro zmenšení ohybového namáhání listových per se používají podélné a příčné
vzpěry, které přenáší reakce a odlehčují tak listová pera.
Náprava a její zavěšení zabezpečuje v tomto případě přenos :
MK
• hnacího momentu MH (od motoru)
• momentu na kole MK (od hnacího MH
nebo brzdného MB momentu)
• vodorovných sil FX (hnací, brzdné)
• svislých sil FZ (od zatížení, rázů)
MH
FX
FZ
FY
• bočních sil FY
U osobních automobilů se častěji používají vinuté pružiny. Tyto pružiny ale mohou
přenášet pouze svislé síly od zatížení vozidla. Pro přenos podélných a příčných sil, musí být
tuhá nápravy vybavena dalšími prvky, které přenos těchto sil zajistí.
Zavěšení tuhé nápravy pomocí podélných ramen a boční vedení Panhardskou tyčí je
nejběžnější způsob zavěšení tuhé nápravy odpružené vinutými pružinami. Používají se ještě
další způsoby.
98
nápravy
99
Odpružení tuhé nápravy pomocí vinutých pružin :


Zavěšení má nevýhodu, že vinuté pružiny jsou schopny přenášet pouze svislé síly.
Proto se pro vedení těchto náprav používá některý z následujících způsobů zavěšení:
FX
Podélná ramena a „Panhardská tyč“ :
X
FZ
• svislé síly FZ
zachycují vinuté pružiny
• vodorovné síly FX a moment na kole MK
jsou zachyceny podélnými rameny
FY
• boční síly FY
zachycuje příčné rameno
„Panhardská tyč“
•
uložení pomocí „Panhardské tyče“
musí být provedeno pomocí pryžových
silentbloků a kulových kloubů, aby byl
umožněn klopný pohyb nápravy.
•
tyč způsobuje při propružení boční
pohyb nápravy, tím vzniká kmitání
nápravy.
•
panhardská tyč má být proto co nejdelší
a umístěna pokud možno co nejvíce
vodorovně.
Podélná ramena a střední trojúhelníkové rameno:
•
Podélné vedení nápravy
zabezpečují dvě podélná ramena i
trojúhelníkové rameno.
•
Trojúhelníkové rameno současně
vede nápravu v bočním směru.
•
Pružiny a tlumiče jsou umístěny
přímo na mostu nápravy.
•
K podélným ramenům v blízkosti
mostu je přivařen příčný
stabilizátor.
Jednou z hlavních nevýhod tuhých náprav je jejich velká hmotnost. Tento nedostatek
odstraňuje tak zvané odlehčené provedení tuhé nápravy, známé také jako náprava De-Dion.
FZ
nápravy
Odlehčená tuhá náprava (De-Dion)
•
Poháněné tuhé nápravy mají velkou
hmotnost neodpružených částí.
•
Tuto nevýhodu je možno eliminovat
použitím odlehčené nápravy.
•
Rozvodovka je upevněna na karoserii a
pohon kol je pomocí kloubových hřídelů.
Tím je zmenšena hmotnost
neodpérovaných částí.
•
Další možností zmenšení hmot
neodpérovaných částí je použití
kotoučových brzd u rozvodovky
Podstatou tohoto provedení nápravy je, že nejtěžší součást nápravy, skříň rozvodovky
se stálým převodem hnací nápravy, je od vlastní nápravy oddělena a je zavěšena na rám
vozidla.
Nápravu tedy tvoří pouze nápravnice, která spojuje obě kola. Pohon kol je zajištěn
pomocí kloubových hřídelů. Toto provedení má vlastnosti tuhé nápravy, ale výrazně se
snižuje hmotnost nápravy. To má příznivý vliv na chování vozidla. Nápravu De Dion
používala řada sportovních vozů.
Jako příklad zajímavé konstrukce zavěšení náprav s využitím odlehčených náprav
De-Dion, je švýcarské vozidlo DURO.
100
nápravy
Náprava De-Dion – švýcarské vozidlo DURO :
Náprava má ojnicové vedení, příčný Wattův přímovod a originálně řešený
stabilizátor, který zlepšuje styk kol při jízdě po nerovném terénu.
Výhody a nevýhody tuhých náprav:
Výhody:
•
•
•
•
•
dobrý přenos sil a spolehlivé vedení kol,
jednoduchá konstrukce a levná výroba,
minimální ošetřování,
umožňují dokonalé uložení částí převodového ústrojí v nápravě,
výkyvy náprav nezpůsobují nerovnoměrnost chodu převodového
ústrojí.
Nevýhody:
•
•
•
•
značná neodpérovaná hmotnost nápravy,
větší potřebný prostor pro výkyv celé nápravy,
samovolné řízení nápravy na nerovné vozovce,
změna roviny rotace kol při výklonu nápravy a tím vznik
gyroskopického momentu na kole.
101
nápravy
7.3 Nezávislé zavěšení kol.
Nezávislé zavěšení kol je takový způsob zavěšení kol nápravy, který umožňuje
nezávislý pohyb jednoho kola nápravy na druhém. Každé kolo nápravy se může pohybovat
samostatně, aniž by ovlivnilo pohyb druhého kola. Kola nápravy jsou na sobě nezávislá.
Výklad
Mezi nezávislé zavěšení kol zařazujeme takové typy náprav, které nezávislý pohyb
kol umožňují. Souhrnně lze tyto nápravy nazvat jako výkyvné nápravy. Mezi tyto nápravy
patří:
 nápravy výkyvné kyvadlové
 nápravy čtyřúhelníkové
 nápravy teleskopické
 nápravy klikové
 nápravy úhlové
 nápravy McPherson
 nápravy spřažené.
Výkyvné nápravy:
• jsou charakterizovány
•
•
nezávislým zavěšením kol
skládají se ze dvou polonáprav
Mezi základní typ výkyvných náprav patří nápravy výkyvné kyvadlové. Tento typ
náprav je typickým znakem nákladních automobilů TATRA.
Výkyvné kyvadlové nápravy:
• podle polohy osy kývání jsou:
•
každé kolo je zavěšeno na jednom příčném,
příčném, nebo šikmém rameni polonápravě
•
•
zkrácené
nezkrácené
102
nápravy
Oba typy výkyvných náprav jsou založeny na stejném principu. Každá polonáprava je
otočně připevněna k rámu vozidla a okolo tohoto připevnění vykyvuje. Rozdíl je pouze v tom,
kde je místo připevnění. Pokud je polonáprava zavěšena mimo podélnou osu vozidla, jedná se
o nápravu zkrácenou. Pokud jsou obě polonápravy zavěšeny tak, že mají společný střed
jejich výkyvného pohybu, který leží v podélné ose vozidla, jedná se o nápravy nezkrácené.
• Výkyvná kyvadlová náprava zkrácená
Kyvadlová
náprava
s polonápravami
přikloubenými k nosné konstrukci vozidla tak, že osa
kývání je mimo podélnou rovinu souměrnosti, ale je
s ní rovnoběžná.
Konstrukční provedení zadního podvěsu
s výkyvnou kyvadlovou zkrácenou hnací
nápravou:
• Náprava je odpružena příčným listovým perem.
• Vidlice polonápravy je pomocí čepů upevněna na
skříni rozvodovky.
• Na konci polonápravy je příruba pro čep kola.
• Nevýhodou této nápravy je vznik velkého
příčného posunu kola a tím i boční síly a velkého
gyroskopického momentu při výklonu.
• Tyto jevy negativně ovlivňují směrovou stabilitu
vozidla.
• Výkyvná kyvadlová náprava nezkrácená
Kyvadlová
náprava
s polonápravami
přikloubenými k nosné konstrukci vozidla tak, že osa
kývání je v podélné rovině souměrnosti vozidla.
Konstrukční provedení této nápravy typické pro automobily TATRA:
•
Rozvidlení polonápravy je pomocí kluzných ložisek uloženo na kluzných plochách
vytvořených na páteřovém rámu vozidla.
•
Vykyvování polonáprav je umožněno zvětšenými bočními otvory skříně rozvodovky,
které jsou utěsněny pryžovými měchy.
•
Vnější konec trouby polonápravy je vytvořen jako otočný čep kola.
103
nápravy
Výkyvné kyvadlové nápravy patří ke
starším typům nezávislého zavěšení. U
současných vozidel se již nepoužívají. Jsou však
stále používány u nákladních vozidel TATRA,
kde mají své opodstatnění pro své nesporné
výhody při jízdě v těžkém terénu. U osobních
vozidel se tento typ nápravy objevil naposledy u
typové řady automobilů Škoda 105 – 120, kde
byla
použita výkyvná kyvadlová náprava
zkrácená jako zadní poháněná náprava.
Zadní náprava Š-105.
Výhody a nevýhody výkyvných kyvadlových náprav:
Výhody:
•
•
•
•
•
•
velmi dobrý přenos sil a spolehlivé vedení kol,
minimální ošetřování,
výkyvy náprav nezpůsobují nerovnoměrnost chodu,
umožňují dokonalé uložení částí převodového ústrojí v nápravě,
menší neodpérovaná hmotnost (oproti tuhým nápravám),
menší potřebný prostor pro výkyv celé nápravy (oproti tuhým
nápravám).
Nevýhody:
•
změna roviny rotace kol při výklonu nápravy a vznik gyroskopického
momentu na kole,
•
•
změna rozchodu kol při výklonu,
složitější konstrukce a dražší výroba.
Nejpoužívanějším typem nezávislého zavěšení kol zejména u osobních automobilů
jsou nápravy čtyřúhelníkové. Jedná se o základní typ nezávislého zavěšení kol, ze kterého
jsou odvozeny v podstatě všechny typy nezávislého zavěšení kol současných osobních
automobilů.
104
nápravy
Čtyřúhelníkové nápravy:
•
výkyvné nápravy u kterých je každé kolo
zavěšeno na dvou příčných závěsných
ramenech umístěných nad sebou.
• podle délky závěsných prvků jsou:
•rovnoběžníkové
•lichoběžníkové
• rovnoběžníková
čtyřúhelníková náprava se stejnou
délkou závěsných prvků
•
Výhodou této nápravy je pouze to, že při jejím výklonu
nevzniká gyroskopický moment. Z hlediska zástavby do
vozidla ale vyžaduje více prostoru. Proto se používá spíše
ojediněle.
•
Výkyvná ramena (5, 9) jsou uchycena k držáku
(7) prostřednictvím čepů (6, 8).
•
•
Držák (7) je přišroubován k rozvodovce.
•
V těhlici (12) př. náprav jsou umístěny rejdové
čepy (2).
•
Radiální síly v rejdových čepech zachycují
jehlová ložiska.
•
Axiální síly zachycují čočky, které jsou
umístěny v dolní části rejdového čepu (11).
•
Polonáprava je odpružena vinutou pružinou
(3),
která
je
doplněna
kapalinovým
teleskopickým tlumičem (4), který je horním
okem připevněn ke karoserii.
Přední konce výkyvných ramen (5, 9) jsou
pomocí čepů (1, 10) spojeny s těhlicí (12).
105
nápravy
• lichoběžníková
čtyřúhelníková náprava s nestejnou
délkou závěsných prvků
•
Při výkyvu polonápravy zde vzniká velmi malý boční posun
a tím i malá boční síla a velmi malý gyroskopický moment.
V důsledku je tedy výhodnější, než náprava
rovnoběžníková.
•
Vlastnosti této nápravy jsou ovlivněny:
- Rozměry ramen.
- Rozmístěním (sklonem) ramen.
•
Na spodním rameni nápravy je
uchycena vinutá pružina spolu
s tlumičem.
•
Vedení pružiny s tlumičem je dole
rozvidleno a tímto rozvidlením probíhá
hnací hřídel kola.
•
Pro lepší zachycení podélných sil je
spodní rameno spojeno s karoserií
podélnou vzpěrou, která je na karoserii
uchycena pomocí pryžového pouzdra.
•
Na její přední části se nastavuje záklon
rejdové osy.
•
Horní trojúhelníkové rameno slouží
současně k nastavení odklonu kola.
Další ukázka konstrukčního provedení této nápravy:
•
•
•
Tato náprava byla použita u automobilů ŠKODA jako řídící náprava.
Těhlice ( spojení dolního a horního ramena) je zde nahrazena rejdovým čepem.
Výhodou tohoto provedení je snížení počtu součástí, nižší zatížení čepů a prodloužení
příčných závěsných ramen.
106
nápravy
Naprostá většina současných osobních automobilů používá jako přední nápravu, často
ale i jako zadní nápravu provedení nezávislého zavěšení kol, pojmenované jako náprava
McPherson. Toto konstrukční provedení vychází ze základního typu nezávislého zavěšení, ze
čtyřúhelníkové nápravy. Základní změnou je, že horní výkyvné rameno je nahrazeno vzpěrou,
která tvoří současně pružící prvek a plní i funkci tlumiče pérování. Vzpěra, která je součástí
těhlice, je spodním koncem upevněna ke spodnímu, nejčastěji trojúhelníkovému rameni a
horním koncem je připevněna ke karosérii vozidla.
Náprava Mc Pherson
•
•
•
Je odvozena od lichoběžníkové nápravy.
Horní rameno je nahrazeno posuvným
vedením. Tím se získává větší prostor.
Pro své nesporné výhody – stejně dobré
vlastnosti z hlediska směrové stability jako u
lichoběžníkové nápravy a navíc jednoduchost a
menší rozměry – se hojně používá jako řídící
náprava osobních automobilů i speciálních
vozidel.
Příklad provedení nápravy McPherson je uveden na obrázku.
Na obrázku - přední hnací řídící náprava
osobního automobilu.
•
•
•
•
•
Natáčení kola umožňuje opěrné ložisko (1).
Náprava je odpružena vinutou pružinou (2)
doplněnou teleskopickým tlumičem (3).
Teleskopická vzpěra (posuvné vedení-horní
rameno) je upevněno pomocí třmene (4).
Pohon kola je zabezpečen hnacím hřídelem
(5) se stejnoběžným kuličkovým kloubem.
Se spodním závěsným ramenem (7) je
spojen příčný stabilizátor (6).
107
nápravy
Dále jsou uvedeny základní charakteristiky a příklady konstrukčního provedení
dalších typů náprav, patřících do skupiny výkyvných nápravy, tedy provedení jako nezávislé
zavěšení kol.
Kyvadlová úhlová náprava
•
Je používána jako zadní náprava u osobních
automobilů.
•
Osa kývání nápravy je v půdorysu a často i
v bokorysu šikmá.
•
Má velmi dobré vlastnosti z hlediska směrové
stability, příčný posun i gyroskopický moment při
propérování jsou velmi malé.
•
•
•
•
Jedná se o zadní hnací nápravu osobního
automobilu.
Ramena jsou zavěšena na nápravnici ve tvaru
V.
Celá náprava ja připevněna ke karoserii pomocí
pryžových bloků.
Tlumiče jsou umístěny za koly ve směru jízdy.
Tím se zmenšuje potřebná tlumící síla.
Spřažená náprava
•
•
•
Z klikové nápravy se v posledních letech
vyvinula náprava spřažená.
Obě podélná ramena jsou spojena tuhou
příčkou, která slouží současně jako
příčný stabilizátor.
Tato příčka je tuhá na ohyb, ale torzně je
měkká.
108
nápravy
Konstrukční provedení:
•
•
•
Ramena nápravy jsou vyrobena z trubek
kruhového průřezu.
Příčný nosník má profil ve tvaru "U".
Odpružení je pomocí vinutých pružin s
polyuretanovými vložkami.
Výhodou této nápravy je:
•
•
•
•
•
•
Snadná montáž a demontáž.
Malý potřebný prostor.
Jednoduché upevnění pružících prvků.
Málo konstrukčních dílů.
Malá hmotnost.
Malá změna sbíhavosti , odklonu kol a rozchodu při
propérování.
•
Nevýhody:
•
•
Náprava nemůže být použita jako hnací.
Vysoké namáhání svarů a příčného nosníku.
Teleskopická náprava
•
•
•
•
Je to výkyvná náprava, u které je každé kolo
zavěšeno na svislém suvném vedení nebo
kinematicky podobném ústrojí.
Z hlediska směrové stability je tato náprava
velmi výhodná.
Má malé rozměry, ale nelze ji využít jako
nápravu řídící.
Používá se proto spíše omezeně u speciálních
vozidel.
Tento typ nápravy se u současných automobilů téměř nepoužívá. Setkat se
můžeme spíše u speciálních vozidel.
s ní
109
nápravy
Kliková náprava
•
Každé kolo - zavěšeno na jednom, nebo dvou
závěsných ramenech (klikách).
•
Používá se především pro nepoháněné zadní
nápravy.
•
Náprava má příčnou osu kývání a zabírá velmi málo
místa.
•
Při použití této nápravy jsou důležitá dvě konstrukční
opatření:
- Pružiny musí být umístěny co nejblíže středu kola
pro zmenšení svislého zatížení v uložení nápravy.
- Vzdálenost uložení ložisek kliky by měla být co
největší, aby se zmenšilo jejich zatížení ve
vodorovné rovině.
Zadní nepoháněná kliková náprava osobního
automobilu.
•
Odpružení je provedeno pomocí zkrutných tyčí
(4, 5) a teleskopických tlumičů (8).
•
Ramena klikových polonáprav (1) jsou
přivařena k příčným trubkám (2, 3), které jsou
vsunuty do sebe a uloženy otočně v držácích
podélných ramen (6).
•
Do trubek jsou nasunuty zkrutné tyče (4, 5),
které jsou vnějšími konci uloženy v držácích (6)
na karoserii.
•
Stabilizátor (7) je přišroubován k podélným
ramenům (6).
Víceprvková náprava
Jak se postupně zvyšovaly požadavky na jízdní vlastnosti vozidel a také na
bezpečnost, zdokonalovalo se i konstrukční řešení zavěšení kol. Ze základních typů náprav se
postupně vyvinuly typy zavěšení, které jsou často charakterizovány jako víceprvkové
zavěšení kol. Základní snahou těchto moderních typů zavěšení je zlepšit kinematiku pohybu
kola při propérování a tím přispět k lepšímu vedení kola zejména v zatáčkách a při brzdění.
Tím se dosahuje i lepších jízdních vlastností, což přispívá i k bezpečnosti moderních
automobilů. Příklad provedení víceprvkového zavěšení kola je na obrázku.
110
nápravy
U víceprvkové nápravy je každé kolo zavěšeno na více (až pěti) ramenech. Jedná se
o prostorově poměrně složitý mechanismus, který zajišťuje optimální kinematiku nápravy.
Víceprvková náprava může být použita jako přední či jako zadní, v obou případech může být
hnaná či hnací. Víceprvková náprava je považována za nejlepší konstrukční kompromis
vedení kola. Její konstrukce i výroba je bohužel náročnější, což se obráží v ceně.
Dalším příkladem může být víceprvkové zavěšení kol zadní nápravy automobilu
Škoda Octavie
Kola jsou uchycena pomocí dvou vlečných ramen a čtyř příčných ramen. Takovéto
řešení dovoluje oddělení podélných a příčných sil, přenášených od kol do karoserie.
Zavěšení je v příčném směru velmi tuhé, což zlepšuje stabilitu jízdy v zatáčkách, ale
poměrně poddajné v podélném směru, což přispívá k vyššímu cestovnímu komfortu. Svislé
síly jsou zachyceny pružinou a tlumičem, které mohou být uloženy blízko kolům a
neomezují velikost zavazadlového prostoru. Víceprvková zadní náprava bývá obvykle
(stejně jako přední) vybavena torzním stabilizátorem, který omezuje naklánění karoserie
v zatáčkách.
111
nápravy
Shrnutí pojmů




nápravy jsou jednou z nejdůležitějších součástí podvozku automobilu
náprava spojuje protilehlá kola, zjišťuje přenos všech sil z kol na rám vozidla a naopak
nápravy dělíme podle umístění, funkce a konstrukčního provedení
základní dělení náprav je na nápravy tuhé a na nezávislé zavěšení kol
Otázky
1. Jaká je základní funkce náprav?
2. Co je to podvěs?
3. Jaké síly přenáší náprava?
4. Jaké je základní rozdělení náprav?
5. Jaké jsou druhy náprav podle konstrukčního provedení?
6. Charakterizujte tuhé nápravy.
7. Co je to nezávislé zavěšení kol?
8. Jaké znáte druhy výkyvných náprav?
9. Popište nápravu McPherson.
10. Co je to víceprvkové zavěšení kol?
112
Pérování a tlumiče
8
PÉROVÁNÍ A TLUMIČE
Pérování je součást podvěsů vozidla. Jedná se o zařízení, které je určeno
k zachytávání otřesů a rázů při jízdě vozidla. Pérování přispívá k pohodlí jízdy a chrání
součásti vozidla před namáháním způsobeným otřesy a rázy od nerovností vozovky.
8.1 Význam pérování a tlumení
Výklad
Svůj hlavní účel plní pérování spolu s dalšími částmi, které se na pérování podílí:
Hlavní části
pérování:
• pružící prvky vestavěné mezi vozidlová kola
(nebo nápravy) a nosnou část vozidla
• pneumatiky
• tlumiče pérování
• odpružená sedadla
• popř. stabilizátory
Účel pérování:
• zmírnit prudké, krátké a tvrdé rázy a otřesy vznikající
při jízdě po nerovnostech;
• zmenšit namáhání rámu či karoserie krutem, který vzniká
při přejíždění nerovností;
• udržet všechna kola ve stálém styku s vozovkou.
Nedílnou součástí každého systému pérování u motorových vozidel, je tlumení. Tuto
činnost zajišťují tlumiče pérování.
VŠB‐TU Ostrava, Univerzita Pardubice 113
Tlumiče pérováni patři mezi tlumiče, bez kterých by jsme se v dnešní době neobešli.
Jízda bez tlumičů ani nepřipadá v úvahu, všechny vibrace by se přenášely na karoserii a kolo
automobilu by se nedrželo na vozovce. Toto je velice nežádoucí z pohledu pohodli jízdy a
hlavně bezpečnosti jízdy. Proto nesmi tlumiče v žádném autě chybět.
Tlumiče v pružící soustavě vozidla musí zajistit vysokou bezpečnost jízdy a zvýšit
jízdní pohodlí. Aby tyto dva úkoly byli splněny, tak tlumič musí tlumit nárazy, které vznikají
nerovností vozovky a nepřenášet je na karoserii. Zároveň musí kmitání neodpružených částí
udržovat v co nejmenší míře. Vozidlový tlumič je tedy tlumič nárazů i tlumič kmitání. Úlohou
tlumení v pružící soustavě je odebrat mechanickou energii a změnit ji v jiný typ energie
(tepelnou energii).
Nezastupitelný význam tlumičů pérování názorně ukazuje obrázek 8.1, kde je
znázorněn pohyb vozidla po přejezdu nerovnosti bez tlumičů a s tlumiči pérování.
Obrázek 8.1: Jízda bez tlumičů (nahoře) a s tlumiči pérování (dole).
Význam pérování a tlumení lze tedy shrnout následovně:
Pérování slouží k pružnému zachytávání nárazů vznikajících při jízdě
vozidla přes nerovnosti vozovky.
Tlumiče pérování tlumí kmitání karosérie a zajišťují trvalý styk kol s vozovkou
8.2 Druhy pružících prvků.
Aby pérování plnilo správně svoji funkci, musí splňovat základní požadavky.
Pérování by mělo splňovat tyto základní požadavky:










Má prudké, krátké a tvrdé rázy a otřesy přeměňovat na měkčí a volnější výkyvy a
tím chránit osádku, vozidlo i náklad před škodlivými otřesy a rázy.
Dojde-li k nežádoucímu odskočení kola, musí je pružící soustava co nejdříve vrátit
do styku s vozovkou, aby se zabránilo smyku kola a lépe využila adhezní síla a
výkon motoru pro zlepšení průjezdnosti.
Má přenášet i podélné síly (popř. eliminovat točivé a klopné momenty). U těch druhů
pérování, které nejsou schopny přenášet podélné síly, se musí zajistit přenos těchto
sil vhodným uložením náprav.
Pérováním se má dosáhnout podle možností nejpřijatelnějšího pohybu pro lidský
organismus při přejíždění nerovností. Výsledné odpružené kmity by měly mít
frekvenci lidského kroku, tj. počet kmitů 65 až 110 min-1.
Progresivní charakteristika pérování - vlastnosti.
Dostatečná pevnost a tuhost.
Snadné ošetřování, seřizování a opravy.
Dostatečná životnost a provozní spolehlivost.
Jednoduchá a levná výroba.
Malé hmotnosti a rozměry.
prvky. Základním rysem všech pružících prvků je to, že pro svoji činnost využívají
vlastnosti materiálu, ze kterého jsou vyrobeny a to je pružnost.
Podle druhu materiálu, na jehož pružnosti je funkce pružícího prvku založena,
rozezníváme pružící prvky:
 kovové
 nekovové
 plynové.
Kromě toho se pružící prvky dále dělí podle způsobu provedení a podle tvaru.
Základní rozdělení pružících prvků používaných pro pérování motorových vozidle vyplývá
z následujícího schématu.
8.2.1 Kovové pružící prvky
Největší skupinu tvoří pružící prvky kovové. Jsou také nejpoužívanějším druhem
pružících prvků u automobilů. Tyto pružící prvky využívají pro svoji činnost pružnosti
ocele, ze které jsou vyrobeny.
Podle tvaru a způsobu provedení rozeznáváme tyto základní druhy kovových pružících
prvků:
 listová pera
 vinuté pružiny
 zkrutné (torzní) tyče.
Listová pera
Listová pera jsou nejstarším druhem pružícího prvku. Používala se již na kočárech a
bryčkách tažených koňmi. Od té doby se princip listového pera v podstatě nezměnil. Listová
pera mají své výhody i nevýhody. Používají se hlavně u nákladních automobilů, nebo u
osobních automobilů k odpružení zadní nápravy.
Konstrukce listového pera je poměrně jednoduchá. jednotlivé části listového pera
vyplývají z následujícího obrázku:
Listové pero - pružný nosník složený
z jednotlivých listů a dalších dílů:

hlavní list (2) (je nejdelší)

opěrný list (je někdy)

ukončení hlavního listu :
- závěsná oka (1),
- kyvný závěs,
- kluzná opěra

spony pera (3)

svorník pera (4)
Na nápravu je celé pero obvykle
připevněno pomocí třmenů pera.
Na rám je připevněno pomocí závěsů.
Jednotlivé části listového pera mají svoji funkci a umožňují správné zavěšení pera
k rámu vozidla a k nápravě.
Listová pera se nejčastěji používají pro odpružení tuhých náprav.
Příklad použití listových per ve spojení s tuhou nápravou je na obrázku 8.2.
Obrázek 8.2: Listová pera ve spojení s tuhou nápravou.
Jednotlivé části listového pera jsou uvedeny v dalším přehledu.
Závěsná oka :
•
Oka jsou vytvořena na hlavním
listu na obou stranách, nebo pouze
na jedné straně.
•
Druhý list pera (opěrný) je na
koncích volně zahnut kolem ok
hlavního listu.
•
Po svinutí musí být mezi plochou
ok a plochou rovné části listu vůle
v (Obr. a).
Svorník pera :
•
•
Listy se uprostřed spojují svorníkem pera, jistí je proti podélnému posunu.
•
Matice svorníku se zajišťují proti uvolňování.
Svorník pera musí být z jakostního materiálu (vysoká pevnost při dobré
houževnatosti).
Spony pera :
 K zamezení bočního posunutí listů pera
se používají spony pera, které se k
listům připevňují různým způsobem.
Třmeny pera :
•
Slouží
k upevnění pera
na nápravu.
•
Pero je
připevněno
k nápravě
pomocí upínací
desky a dvou
třmenů.
U
pínací
Závěsy pera :
 Závěsná
oka se
opatřují kluznými
pouzdry čepů per.
 Pro tlumení chvění
se používají
pryžová pouzdra.
Páskový závěs:
Dvě bočnice jsou navlečeny na čepech a
ty jsou uloženy v pryžových pouzdrech.
Tříoký a čtyřoký závěs jsou podobné
páskovému závěsu, jsou ale vytvořeny z jednoho
odlitku.
Závěs s pryžovými opěrami:
•
•
Dva horní listy pera mají ploché ukončení na kterém jsou plechová pouzdra, uložená
v pryžovém bloku.
Pryžové bloky jsou uloženy na rámu, umožňují podélný posuv a tlumí vibrace
přenášené na rám.
Výhody a nevýhody listových per :
 Výhody :
• vedou nápravu, tzn. že mohou zachycovat podélné i boční síly
• jsou výrobně jednoduchá a tím i levná
• jsou snadno opravitelná
• vzájemným třením listů nastává samotlumící účinek
 Nevýhody :
• jsou těžká a materiál je nedostatečně využit (listy jsou namáhány pouze
v povrchových vrstvách)
• poměrně tvrdé pérování
• potřebují ošetřování (mazání mezi listy)
Vinuté pružiny
Vinuté pružiny jsou nejrozšířenějším druhem pružícího prvku u automobilů, hlavně
osobních. Používají se jak u přední tak i u zadní nápravy. Oproti listovým perům mají řadu
výhod.


Vinuté pružiny se používají jako pružící prvky hlavně u lichoběžníkových náprav a
náprav typu Mc Pherson.
Stále více se rozšiřuje jejich použití u tuhých náprav, ale lze je použít jako pružící
prvek i u dalších typů náprav.
Rozdělení pružinového pérování podle různých hledisek :
Typický příklad použití vinutých pružin je na
obrázku 8.3.
Obrázek 8.3: Lichoběžníková náprava odpružená vinutou
pružinou.
Konstrukce vinutých pružin :
a) Uložení vinutých pružin
•
Horní závity - uloženy v opěrách
pružin upevněných k nosné části
vozidla.
•
Dolní závity - v opěrných miskách,
které jsou uloženy pomocí čepů
kyvně v kluzných ložiskách na
nápravě.
•
Pružiny musí být uloženy tak, aby
zatěžující síla působila v ose pružiny.
b) Stoupání závitu
•
Je nutno volit tak, aby při max. stlačení pružiny byla zajištěna bezpečná vůle
mezi závity.
•
Jinak by závity dosedaly na sebe a pružina by způsobila hluk a přenos rázů.
c) Závěrné závity
•
•
•
•
•
Závěrné závity - zabezpečují styk pružiny s opěrnými plochami a přenos sil.
•
Nebo je drát ukončen kolmo (což je výhodnější z hlediska výroby) a opěrné
plochy pak musí mít prolis pro závěrný závit.
•
Méně často se používají závěrné závity s menším středním průměrem.
Délka závěrného závitu má být nejméně ¾ obvodu vinutí.
Jejich stoupání je menší než u činných závitů.
Závěrné závity na obou koncích mají být vzájemně pootočeny o 1800.
Čela pružiny mohou být broušena do roviny. Opěrné plochy pro pružinu jsou
pak rovinné.
Vinuté pružiny je možné použít v podstatě u každého typu nápravy. Příklady použití
vinutých pružin s hlavními typy náprav jsou na následujících obrázcích.
Pružinové pérování u tuhé nápravy :



Opěrné misky pro
válcové vinuté pružiny
jsou uloženy
v prohloubení držáků na
mostu tuhé zadní
nápravy.
Tlumič
vinutá pružina
Vedení nápravy –
ojnicové + panhardská
tyč za mostem nápravy.
Tlumiče jsou umístěny za
mostem nápravy
Pružinové pérování u lichoběžníkové nápravy :
•
•
•
•
Dolní konec vinuté
válcové pružiny je
umístěn
v opěrné
misce na spodním
rameni přední řízené
lichoběžníkové
nápravy.
Tlumič
pérování
Válcově vinutá pružina
pérování
Horní konec je opřen
v sedle vytvořeném
na nápravnici.
V ose
pružiny
je
umístěn teleskopický
tlumič pérování.
Propérování a
odpérování je
omezeno pryžovými
dorazy.
Pryžový
doraz
Pružinové pérování u nápravy Mc Pherson:
•
•
•
Osa válcové pružiny u přední řízené
nápravě Mc Pherson osobního
automobilu v tomto případě svírá
určitý úhel s osou teleskopického
tlumiče, který je současně horní
vzpěrou nápravy.
Toto nesouosé uložení se někdy
používá z důvodu zmenšení
ohybového namáhání teleskopického
tlumiče.
Válcově
vinutá
pružina pérování
Teleskopický
tlumič pérování
Pružina je opět uložena v opěrných
miskách, kde spodní je přivařena na
plášti teleskopického tlumiče a horní
ke karoserii.
Pružinové pérování u klikové nápravy :
•
•
•
Vinuté pružiny jsou uloženy
v opěrách, které jsou
vytvořeny přímo na spodní
části klik.
O karoserii se opírají
pryžovými kroužky (2).
Tlumiče jsou upevněny
v držácích na klikách mimo
pružiny.
Pružinové pérování u úhlové nápravy :
•
•
Pružiny jsou spodní částí upevněny
v opěrných miskách na kyvných
ramenech, horní částí v opěrných
miskách na karoserii.
Teleskopické tlumiče jsou uchyceny na
ramenech za pružinami.
Pružinové pérování u spřažené nápravy :
•
•
Pružiny jsou spodní částí upevněny
v opěrných miskách přivařených k plášti
tlumičů, horní částí v opěrných miskách
na karoserii.
Teleskopické tlumiče jsou uchyceny na
klikách uvnitř pružin.
Výhody a nevýhody vinutých pružin :
 Výhody : (oproti listovému pérování)
• větší schopnost pohlcování energie a práce bez tření
• menší hmotnost
• měkčí pérování
• menší náročnost na ošetřování
 Nevýhody
• pro přenos sil a vedení nápravy nutno použít
zvláštní konstrukce závěsu
• vyžadují konstrukčně složitější podvěs
• nemají samotlumící účinek a vyžadují účinné tlumiče pérování
• u válcových pružin je lineární charakteristika pérování
Zkrutné pérování
Zkrutné, nebo-li torzní pérování je posledním druhem pérování s kovovým pružícím
prvkem. Tento druh pružících prvků se používá hlavně u nákladních a speciálních vozidel.
Byl ale použit i u osobních automobilů.
Podstata - zkrucování tyče po délce, které se děje natáčením ramene zatíženého
polonápravou nebo kolem.
•
Zkrutná tyč má nejčastěji kruhový průřez, na koncích jsou hlavice o větším průměru než průměr
tyče.
•
Přechod tyče v hlavici bývá pro zvýšení únavové pevnosti plynulý s velkým poloměrem a povrch
bývá hladce broušen nebo kuličkován.
•
•
Volná část zkrutné tyče se chrání pouzdry nebo laminátovou vrstvou před poškozením povrchu.
Koncové hlavice jsou ukončeny:
- drážkováním
,
- čtvercovým nebo obdélníkovým průřezem
- šestihranné.
•
•
•
Zkrutná tyč nesmí být namáhána ohybem, ale jen krutem.
Aby se zabránilo kombinovanému namáhání, ukládá se tyč do vodících ložisek.
Jedním koncem je zkrutná tyč pevně uložena v rámu, na druhém konci je uloženo
výkyvné rameno, které je spojeno závěsy s nápravou.
Výhody a nevýhody zkrutného pérování
:
 Výhody
malá hmotnost
nízké nároky na údržbu
malé nároky na prostor
možnost přesného seřízení
 Nevýhody :
• nelze dosáhnout progresivitu pérování
8.2.2 Nekovové pružící prvky
Do skupiny nekovových pružících prvků patří pérování pneumatické a pryžové.
I v tomto případě se využívá pružnosti použitého materiálu. V případě pneumatického
pérování se využívá pružnosti plynů a v případě pryžového pérování, pružnosti pryže.
Pneumatické pérování
Využívá přirozené vlastnosti plynů, jejich pružnost.
provedení pneumatického pérování
 pérování vzduchové
 pérování hydropneumatické.
Používají se dvě základní
Výklad
a ) Pružiny s konstantním objemem náplně – VZDUCHOVÉ PÉROVÁNÍ
Statické stlačení pružiny se vyrovnává změnou hmotnosti plynu při stálém objemu.
Pružícím médiem je vzduch. Pružiny pracují s tlaky do 1,0 MPa a nazýváme je nízkotlaké.
b ) Pružiny s konstantní hmotností náplně – HYDROPNEUMATICKÉ
PÉROVÁNÍ
Statické stlačení pružiny se vyrovnává přičerpáváním kapaliny nad píst, hmotnost
plynu je stálá. Pracovní médium je většinou dusík. Tlaky jsou 2 až 10 MPa, proto je
nazýváme
vysokotlaké.
•
Hmotnost plynu nebo jeho objem lze regulovat a tím udržovat u
stojícího vozidla stálou výšku nad vozovkou nezávisle na zatížení.
•
Pneumatické pružiny mají malou boční tuhost a musí být vedeny
vhodným závěsem nápravy a kola.
•
Používá se také kombinace pneumatických pružin s listovými pery.
- Náprava je vedena slabším listovým perem,
které nese pohotovostní hmotnost.
- Užitečný náklad je odpérován pneumaticky.
Vzduchové pérování
:
Vzduchové pružiny nejsou pístové, ale mají uzavřený prostor.
Používají se :
•
•
•
vlnovcové pružiny:
- kruhové,
- oválné,
vakové pružiny,
kombinované pružiny.
Vlnovcové pružiny :
•
hlavní částí pružný plášť, zpevněný až čtyřmi
vrstvami kordu,
•
•
dvou, tří a čtyřvlnovcové pružiny jsou z jedné části,
•
vlnovec má na obou koncích zesílené příchytné
patky, které jsou zaklesnuty do tvarovaných opěrných
přírub,
•
•
pružící objem vzduchu se uzavírá víky,
oddělovací kroužky nedovolí deformaci středních
částí,
zdvih pružin musí být omezen dorazy,
- spodní doraz je namontován na nápravě nebo
rámu,
- horní doraz je namontován do vlnovce.
Vakové pružiny:
•
•
•
•
•
Pružina je tvořena pryžovým vakem zesíleným syntetickým kordem.
Okraje vaku mají zesílené patky, které jsou v horní části sevřeny mezi uzavírací víko a opěrnou
přírubu, ve spodní části pak připevněny pomocí šroubů a kovového kroužku ke tvarovanému pístu.
Součástí uzavíracího víka je horní pryžový doraz.
Při zdvihu se vak odvaluje po pístu a mění tak svůj profil podle jeho tvaru.
Efektivní plocha se mění v závislosti na tvaru pístu a může se pomalu zvětšovat, být konstantní nebo
se zmenšovat.
Velmi důležitým prvkem vzduchové pružící soustavy je výškový regulační ventil.
•
•
Slouží k udržení konstantní výšky nástavby nad vozovkou při různém zatížení.
Při zvětšení zatížení:
- stlačí se pružiny - zmenší se vzdálenost mezi neodpérovanými hmotami a
nástavbou,
- táhlo natáčí páku ventilu a ventil otevře přívod tlakového vzduchu do vzduchových
pružin.
- to se děje tak dlouho, dokud není obnovena původní výška.
•
•
Při odlehčení probíhá tento děj obráceně a tlakový vzduch je odpouštěn do ovzduší.
•
Aby při rychlých pružících pohybech nevznikala nežádoucí regulace, jsou regulační
ventily konstrukčně uspořádány tak, že regulace vzniká se zpožděním.
V soustavě vzduchového odpružení je více regulátorů, obvykle nad jednotlivými
nápravami vozidla.
Výhody a nevýhody vzduchového pérování :
 Výhody :
• progresivní charakteristika
• tuhost pérování se automaticky přizpůsobuje zatížení vozidla
• konstantní výška karoserie nad vozovkou bez ohledu na zatížení
• menší náročnost na prostor, menší hmotnost
 Nevýhody :
• malá boční tuhost, pro přenos sil a vedení vozidla nutno použít složitější
zavěšení kol,
• nutnost zdroje tlakového vzduchu, ekonomicky náročnější
• omezená životnost, málo odolné proti poškození, stárnutí pryžových částí
• nutnost kontroly těsnosti a pravidelné údržby
Hydropneumatické pérování :
•
Využívá rozdělení pružícího pracovního
prostoru na dvě části membránou.
•
Hmotnost plynu a efektivní plocha pružiny
se během provozu nemění a je v celém
pracovním zdvihu konstantní.
•
Přenos sil mezi kolem a plynem je
hydraulický.
•
Každé kolo má svou pružící jednotku.
•
Píst hydraulického válce jednotky je
spojen se závěsným ramenem kola.
•
K válci je připojena skříň ze dvou
polokoulí, mezi nimiž je sevřena pružná
pryžová membrána.
•
V prostoru nad membránou je plyn, pod
ní tlaková kapalina.
•
V horní části hydraulického válce je
přípojka pro samočinnou regulaci světlé
výšky vozidla.
•
Tato jednotka nevyžaduje tlumič - jeho
funkci nahrazuje dvojčinný škrtící ventil
umístěný mezi spodní polokoulí a
hydraulickým válcem.
•
Zdrojem tlakové kapaliny je čerpadlo a
tlakový zásobník.
•
Hydropneumatické jednotky na nápravě jsou propojeny, což zajišťuje příčnou
stabilitu vozidla.
•
U některých vozidel je přidána ještě jednotka třetí, která je společná pro celou
nápravu a slouží k nastavení režimu jízdy (tvrdé, nebo měkké pérování).
•
Pro omezení houpání vozidla a tím zvýšení jízdního pohodlí se používá propojení
hydropneumatických jednotek kol na obou stranách vozidla.
•
Najede-li např. přední kolo na nerovnost vozovky, vytlačí píst část kapaliny do zadní
jednotky, kde je píst z pružící jednotky vytlačován. Tím je vytvořena podélná
stabilizace vozidla.
Plyn - dusík
Kapalina
Výhody a nevýhody hydropneumatického pérování :
 Výhody :
• ustavení karoserie ve vodorovné poloze bez ohledu na nestejné rozložení tíhy
• nastavení stálé světlé výšky při různém zatížení
• měnit světlou výšku vozidla podle charakteru a stavu vozovky
• progresivita pérování
• malé rozměry
 Nevýhody
• soustava je značně složitá, výrobně nákladná a náročná na těsnost
• nezajišťuje konstantní vlastní frekvenci při změně statického zatížení
• nadměrné zvýšení tuhosti při zvýšení jejího statického zatížení
Pryžové pérování
Jako hlavní pružící prvek se pryžové pružiny používají pouze výjimečně.
Pryžové pružiny se většinou uplatňují:
•
v kombinaci s ostatními druhy per, zejména ve funkci přídavných progresivních
dorazových pružin, řadí se paralelně k pružinám a přichází do styku až při určitém
propérování hlavní pružiny,
•
jako dorazové bloky a jako pružící prvek k uložení poháněcího ústrojí, karoserií a
jiných dílů vozidel.
pryžové
válečky
náprava
rameno
Příkladem
uplatnění
jsou
pryžové pružiny, které jsou používány
u některých přívěsů, návěsů a
podvalníků.
•
Čep je vložen
pootočen.
•
Rohové dutiny
pružící válečky.
•
Kolo
je
připevněno
pomocí
výkyvného ramene k čepu.
•
Na obrázku jsou typické křivky
závislosti
mezi
kroutícím
momentem a pružnou deformací
pro oba typy pružin a čepů.
- typ A umožňuje maximální
deformaci 30 - 35o,
- typ B až 60o.
do
nápravy
vyplňují
a
pryžové
Výhody a nevýhody pryžového pérování :
 Výhody :
• malá hmotnost a vysoké pružící schopnosti
• progresivní a snadno měnitelná charakteristika
• vhodný průběh vnitřního tření – tlumení (není ale dostatečné)
• nízká cena, jednoduchá konstrukce, min. nároky na údržbu
 Nevýhody :
• vznikají zde trvalé deformace – nízká životnost
• negativní závislost na teplotě – změny pružnosti
• malá odolnost proti „stárnutí“
• neschopnost vedení nápravy a nutnost složitějšího závěsu
8.2.3 Moderní způsoby pérování
Pérování vozidla má významný vliv nejen na pohodlí jízdy, ale hlavně na jízdní
vlastnosti vozidla. Přizpůsobit charakteristiku pérování všem provozním podmínkám je těžké.
Proto se vždy volí vhodný kompromis. Z hlediska bezpečnosti by bylo vhodné, aby se
charakteristika pérování mohla i během provozu měnit a přizpůsob se tak okamžitým
provozním podmínkám, případně požadovanému režimu jízdy. Proto se výrobci moderních
automobilů snaží nalézt taková řešení pružících sousta, která by těmto vysokým nárokům
vyhovovala. Jedním z řešení, které se již začalo objevovat na automobilech některých značek,
je využití vzduchového pérování. Vzduchové pružiny byly donedávna výsadou pouze
nákladních vozidel. Díky možnostem techniky a zejména rozvoji elektroniky, se výhody
vzduchových pružin dají využít i u osobních automobilů.
Jedním z příkladů moderního způsobu pérování je
AIRMATIC
což je označení vzduchového pérování použitého na vozech Mercedes-Benz.
Systém Airmatic má v automatickém režimu za cíl zvýšit jízdní stabilitu při jízdě na
vozovce s různým povrchem. Např. při rychlém průjezdu zatáčkami systém vyrovnává
náklon karoserie vozu, při rychlosti nad 140 km/h zase automaticky sníží světlou výšku
o 15 mm, a pokud rychlost opět klesne pod 70 km/h, Airmatic světlou výšku opět zvýší.
U modelu GL může řidič ručně zvýšit světlou výšku, až do výše 307 mm. Díky tomuto
zvýšení se může Mercedes-Benz GL brodit až do hloubky vody 600 mm.
Jedná se o systém vyvinutý společně firmami Daimler a Chrysler. Jde o kombinaci
vzduchového odpružení a tlumiču s regulovatelnou charakteristikou. Tento systém spojuje
výhody systémů vzduchového odpružení a proměnného tlumení.
Princip systému je založen na vzduchových tlumičích. Obrázek 8.4.
Obrázek 8.4: Vzduchové tlumiče systému Airmatic.
Díky těmto tlumičům je celý systém
adaptabilní
a
umožňuje
měnit
charakteristiku pérování a tlumení podle
provozních
podmínek.
Uspořádání
podvozku se systémem Airmatic automobilu
Mercedes-Benz je na obrázku 8.5
Obrázek 8.5: Podvozek MercedesBenz s pneumatickým pružením Airmatic.
Popsaný systém je jedním z nejnovějších systémů pérování automobilů. Existují i jiné
systémy, které je ale možné charakterizovat jako systémy aktivního podvozku, protože se
nejedná pouze o způsob pérování, ale zahrnují i tlumení nebo stabilizaci vozidla. Tyto
systémy budou uvedeny v části 4.6. Systémy elektronické stabilizace podvozku.
8.3 Druhy tlumičů pérování.
Na počátku výroby automobilů bylo používáno k pérovaní vozidel zejména listových
pružin, které mají výrazný samotlumící účinek a proto při jejich provozu nebyly používány
tlumiče pérování. Později bylo pérování vozidel doplněno třecími tlumiči (Chyba! Nenalezen
zdroj odkazů.áček 8.6), které ještě později přestaly vyhovovat. Již u tohoto systému tlumení
se používalo základního principu práce tlumičů a to je přeměna kinetické energie na teplo.
Tohoto principu využívají i současné tlumiče.
Dalším vývojovým krokem byly pákové
tlumiče
(Chyba!
Nenalezen
zdroj
odkazů.ázek 8.7), které již přinesly značný
komfort v oblasti tlumení pérování vozidel.
Jejich hlavní přednost spočívala v relativně
jednoduché výrobě a velice snadné možnosti
nastavení útlumových sil délkou ovládacího
ramene tlumiče a velikostí průtokového kanálu,
který se nechal seřizovat regulačními šrouby.
Obrázek 8.6: Třecí tlumič
Obrázek 8.7: Pákový tlumič.
Další ve vývoji byly již pístové kapalinové tlumiče, které se v podstatě používají
dodnes.
Tlumiče pérování pracují na principu přeměny mechanické energie
vznikající pohybem kol nebo náprav vůči karoserii v energii tepelnou
vznikající nejčastěji vnitřním třením kapaliny.
Výklad
FUNKCE A DRUHY TLUMIČŮ PÉROVÁNÍ :
Funkce tlumičů :
 zvýšení pohodlí jízdy – tlumí nárazy a brání nárazům na
dorazy,
 zajištění bezpečnosti jízdy – tlumí kmity karoserie a zlepšují
styk kol s vozovkou.
Druhy tlumičů :
 V současnosti se převážně

používají tlumiče dvojčinné odpor tlumiče působí v obou
směrech.
Odpor tlumiče při
propérování roste pomaleji
než při odpérování.
Teleskopické tlumiče
U dvouplášťového tlumiče:
•
vnitřní válec tlumiče je pracovní, je zde píst
s průtokovými ventily,
•
vnější válec tvoří vyrovnávací prostor, zaplněný
do poloviny kapalinou,
•
vyrovnávacím
•
je místo vyrovnávacího prostoru pružná plynová
náplň.
oba prostory jsou propojeny
ventilem.
U jednoplášťového tlumiče:
Jednoplášťové tlumiče jsou výhodnější:
•
•
jsou lépe chlazeny než dvouplášťové,
•
•
Pro uchycení jsou tlumiče opatřeny na koncích oky nebo čepy.
při stejných rozměrech větší pracovní plocha
pístu a tím nižší pracovní tlak kapaliny.
Na čep jsou nasunuty dva pryžové silentbloky, mezi kterými je sevřen úchyt tlumiče
připevněný na karoserii nebo rámu.
•
•
Silentbloky jsou na obou stranách opatřeny podložkami a přitaženy maticí.
•
Trubkou je protažen šroub, kterým je tlumič uchycen na vozidlo.
Do oka je obvykle vložena pryžová vložka s kovovou trubkou uprostřed, která po
stranách přesahuje pryžovou vložku.
Dvouplášťový teleskopický tlumič
Výklad
U dvouplášťového tlumiče je pístnice s ochranným krytem upevněna ke karosérii,
uchycení vnějšího válce je upevněno na zavěšení kol nebo na nápravu, čímž je jednoznačně
určena jeho poloha. Maximální odklon od svislice je dán polohou ventilu na dně, přičemž
musí být zaručeno, že nedojde k přisátí plynu do hlavního pracovního prostoru. Válec se
skládá z vnitřní a vnější trubky. Ve vnitřní trubce se pohybuje píst – je zcela zaplněna olejem.
Mezi vnitřní a vnější trubkou se nachází vyrovnávací prostor; ten je pouze částečně naplněn
olejem a prostor nad touto naplní je otvory spojen s atmosférou. Tento prostor má za úkol při
pohybu pístnice zachycovat olej vytlačovaný z pracovního prostoru. V pístu a pracovním
prostoru jsou umístěny ventily, které s různou intenzitou škrtí průtok oleje. Při roztahování
tlumiče se současně nasává olej z vyrovnávacího prostoru přes ventil umístěný na dně. Tento
tlumič může být i jako plynokapalinový, kde ve vyrovnávacím prostoru se nachází dusíková
náplň o přetlaku cca 0,5 MPa, čímž se sníží pěnivost oleje, zlepší odolnost proti přetížení a
zlepší se tlumící síly téměř ve všech oblastech vibrací. Nevýhodou dvouplášťového tlumiče je
větší hmotnost.
Obrázek 8.8: Dvouplášťový teleskopický tlumič.
Jednoplášťový teleskopický tlumič
Výklad
U jednoplášťového tlumiče odpadá vnější trubka tlumiče, neboť vyrovnávání objemů
je zajištěno pomocí pohyblivého pístu, který odděluje náplň oleje od náplně dusíku o tlaku cca
2 MPa. Tím, že prostor pod pístem je neustále pod tlakem plynu, nedochází k pěnění oleje a
tím zeslabování účinků tlumení. Jednoplášťové tlumiče se mohou vzhledem ke své konstrukci
montovat v jakékoliv poloze. Další výhodou je lepší chlazení pracovního prostoru. Díky
většímu průměru pracovního pístu při stejném vnějším průměru je nižší pracovní tlak
kapaliny. Jednoplášťový tlumič má však nižší životnost těsnících kroužků pístnice, z důvodů
vyššího přetlaku plynu a větší zástavbovou délku.
Obrázek 8.9: Jednoplášťový teleskopický tlumič.
Činnost teleskopických tlumičů je závislá na správné činnosti pracovních pístů
tlumiče.
Pracovní písty jsou ta část kapalinových a plynokapalinových tlumičů, která je přímo
zodpovědná za tlumení pohybu. Jsou pevně připojeny k pístnici a při svém posuvném pohybu
jimi protéká olej z polohy pod pístem vzhůru i naopak. Tomuto protékání brání vždy skupina
kanálků rozmístěná rovnoměrně po obvodu pístu. Tyto skupiny jsou dvě a liší se ve
vzdálenosti od středu pístu, se kterou jsou do pístu navrtány. Hydraulického odporu, který
tvoří tlumící síly, je docíleno pomocí pružných ocelových kotoučů. Ty mají vždy takový
poloměr, aby bránily průchodu oleje na konci těch kanálků, pro které jsou určeny. Vnitřními
otvory protéká olej při roztahování tlumiče a vnějšími při jeho stlačování. Aby širší kotouč
nebránil oleji i u kanálků na menším poloměru, jsou mezi sebou vždy vnitřní a vnější kanálky
pootočeny o určitý úhel a horní širší kotouč obsahuje výřezy.
Princip činnosti pracovního pístu tlumiče je znázorněn na obrázku 8.10.
Obrázek 8.10: Princip činnosti pracovního pístu tlumiče.
Činnost pracovního pístu tlumiče je možné shrnout následovně:
Pracovní ventily tlumičů:
•
•
Jsou umístěny v pracovním pístu.
•
Při roztahování (pohyb pístu nahoru) kapalina proudí otvory na
menším poloměru, které jsou zespodu přikryty kroužkem
přitlačovaným pružinou s velkou přítlačnou silou.
•
Kombinací průtokových otvorů, přítlačných sil a charakteristik
pružin je možno dosáhnout vhodnou charakteristiku tlumiče.
Při stlačování (pohyb pístu dolů) proudí kapalina otvory na větším
poloměru, které jsou překryty pružnou ocelovou membránou
s poměrně malou přítlačnou silou (na horní ploše pístu).
Variabilní tlumiče
Za variabilní tlumiče lze považovat takové tlumiče, u kterých je možné měnit jejich
tlumící účinek v závislosti na provozních podmínkách. Takové tlumiče mnohem lépe
vyhovují velmi proměnným provozním podmínkám, způsobu jízdy případně i zatížení
vozidla.
Tlumiče s proměnlivým účinkem
Výklad
Nejstarším způsobem je systém vyvinutý firmou Monroe. Jejím prvním konstrukčním
řešením byl systém SENSA-TRAC. Snahou bylo umožnit určitý stupeň tlumení pro menší
amplitudy a jiný pro výkyvy automobilu přesahující danou mez. Čím je zatížení vozidla větší,
tím větších výchylek dosahuje tlumící píst v obou směrech a právě toho SENSA-TRAC
využívá. V oblasti odpovídající standardnímu zatížení je otevřená drážka, kterou může olej při
pohybu pístu obtékat. Odpor, který je tlumiči kladen, je tedy menší a tlumící efekt je tedy v
této oblasti nižší. Odpovídá spíše komfortnímu nastavení. Ve chvíli, kdy se píst dostane do
výchylky, ve které drážka končí, olej je nucen protékat pouze ventily a odpor proti pohybu
roste.
Obrázek 8.11: Tlumi Mončroe systému SENSA-TRAC.
Tento systém je označován jako PSD (Position Sensitive Damping). V současnosti se
vyrábí i v inovované variantě nazvané SAFE-TECH. U ní jsou zakončení obtokové drážky
mnohem plynulejší. Zároveň už není ocelový kotouč přitlačován k ventilům pružinami, ale je
použit pružný kotouč, který se pod tlakem oleje sám ohýbá, což značně zjednodušilo
konstrukci pístu a umožnilo tlumiči rychleji reagovat na pohyb kola.
Další možností od stejné firmy je provedení DCD (Displacement Conscious
Damping). Toto řešení je určeno pro automobily, u nichž se předpokládá uložení tlumičů pod
vysokým úhlem. Účinnost obyčejného tlumiče by byla takovýmto uložením snížena, neboť
dráha, kterou píst urazí při určité změně světlé výšky, se s úhlem natočení tlumiče rapidně
snižuje. Průměr pracovního válce je tedy přizpůsoben pracovním oblastem odpovídajícím
režimu zatížení. Namísto drážky v jednom místě obvodu je zde rozdílná šířka celého
pracovního válce. Těsnění mezi pístem a válcem je řešeno pomocí rozpěrných kroužků, které
udržují těsnící kroužek vždy v kontaktu s válcem. Obrázek 8.12.
Obrázek 8.12: Detail pracovního válce DCD tlumiče.
Tlumiče s elektonicky nastavitelnými ventily
Tlumiče s elektronicky nastavitelnými ventily umožňuji během jízdy změnit
charakteristiku tlumeni podle potřeby, vzhledem k jízdním podmínkám. Tyto změny jsou
ovládány řídící jednotkou a probíhají velmi rychle. Řídící jednotka ověřuje správnost
nastavení tlumiče každé 2 ms. Vlastní nastavení probíhá až 20x za sekundu a je regulováno
pomocí velikosti proudu v rozmezí 0 až 1,8A. Firma ZF Sachs vyvinula dva typy těchto
tlumičů s elektronicky ovládanými ventily a to CDCi a CDCe.
Tlumič CDCi má stejnou konstrukci jako dvouplášťový tlumič. Jeho průtokové ventily
jsou ale plynule proměnlivé. Tlumič CDCe se liší tím, že má tzv. bypass umístěny mimo
tlumič, ve kterém je umístěn elektromagneticky ventil. Při přerušení proudu se tlumič pomocí
přítlačné pružiny nastaví na tvrdou charakteristiku tlumeni.
Provedení tlumiče CDC je na obrázku 8.13.
Obrázek 8.13: Provedení tlumiče CDCe.
Na obrázku je pozice
1 – tlumič
2 – snímač zrychlení karosérie
3 – snímač zrychlení kola
4 – elektromagnetický ventil
5 – řídící jednotka.
Na obrázku 8.14 je detail umístění ventilu tlumiče CDCe (external valve).
Obrázek 8.14: Ventil tlumiče CDCe.
Na vnější straně tlumiče je umístěn elektromagneticky ovládaný ventil a jeho
pohybem lze regulovat množství oleje, které při zasouvání a vysouvání pístnice protéká do
vnějšího vyrovnávacího pláště. Při pokynu od řídící jednotky je do ovládání přivedeno napětí.
Cívka umístěná před ventilem přitáhne pístek a olej může volně odtékat. Pérování se tak stává
měkčí, pružnější. Ve chvíli, kdy provozní podmínky vyžadují větší odpor při tlumení, řídící
jednotka přeruší přívod napětí na cívku, elektromagnetické pole pomine a píst ventilu se
pomocí vyrovnávací pružiny vrátí do původní polohy. Odpor proti průtoku oleje se tím zvětší
a pérování je tužší. Tento systém je navržen tak, aby v případě poruchy ventil mechanicky
zůstával v uzavřené poloze. Je to z toho důvodu, že větší tuhost znamená obvykle bezpečnější
jízdu a má tedy přednost před pohodlnějším měkkým pérováním.
Elektroleorogické tlumiče
Velkým technickým průlomem je využívání takzvané elektroreologické tekutiny. Ta
má tu vlastnost, že obsahuje mikročástečky citlivé na elektrické pole. V případě ovlivnění
elektrickým polem se jednotlivé částice seskupují do řetězců a viskozita dané kapaliny
vysoce stoupá. Z principu fungování tlumiče je zřejmé, že čím větší je viskozita použité
kapaliny, tím větší odpor klade při protékání ventily pístu a tím větší vytváří tlumící efekt. V
oblasti pístu je tedy umístěno elektrické vinutí napájené vodiči vedoucími pístnicí. To pak
ovládá stav okolní tekutiny. Reakční doba se zde pohybuje v řádech milisekund. Řídící
jednotka tedy vyhodnocuje údaje o zrychlení vozidla, o aktuální světlé výšce, případně o
naklápění vozu a téměř nepřetržitě může ovládat tlumení každého jednotlivého kola.
Magnetoleorogické tlumiče
Kromě elektroreologické kapaliny lze použít i magnetoreologickou. Ta se liší tím, že
obsahuje větší částečky železa a jejich seskupování je řízeno magnetickým polem. Vnitřní
tření takto zmagnetizované kapaliny je až desetkrát větší než v případě elektroreologické.
Možnost ovlivnění viskozity, a tím i tlumení, je tedy ještě výraznější. Princip činnosti
magnetoreologického tlumiče je na obrázku 8.15.
Obrázek 8.15: Princip magnetoreologického tlumiče.
SYSTÉMY ELEKTRONICKÉ STABILIZACE PODVOZKU
Tyto systémy, které se stále častěji objevují na moderních automobilech se často
nazývají jako aktivní odpružení vozidla.
Aktivním odpružením vozidla jsou označovány systémy, které se vyznačují tím, že
nenastavují pouze tlumící a pružící charakteristiku, ale aktivně vyrovnávají pohyby karoserie.
Existuje celá řada systémů, které se mnohdy liší pouze označením, které daná automobilka
pro svůj systém používá. Mezi nejznámější systémy patří systém DCC, ABC a MRC Bose.
DCC – Dynamic Chassis Kontrol.
Zkratka DCC označuje systém adaptivního podvozku. Díky adaptivnímu podvozku
může řidič pouhým stisknutím tlačítka změnit charakteristiku podvozku svého automobilu.
Adaptivní podvozek DCC umožňuje nastavení charakteristiky pérování podvozku
v závislosti na kvalitě vozovky nebo požadavku řidiče. Řídící elektronika neustále sleduje
natočení kol a náklon karoserie, podle naměřených hodnot systém DCC automaticky upravuje
charakteristiku podvozku (velikost útlumu). Takový systém používá například Volkswagen
a Audi. Obrázek 8.16.
Obrázek 8.16: Aktivní podvozek na automobilu VW Scirocco.
Pokud řidič chce zvolit např. sportovní nastavení, jednoduše stiskne tlačítko SPORT
na přístrojové desce a dál se o nic nestará. Automobil sám provede potřebné změny nastavení.
Obvykle jsou dostupné ještě další volby: NORMAL a COMFORT. Každá z těchto možností
specifickým způsobem ovlivňuje charakteristiku tlumičů, odezvu posilovače a reakci na plyn.
ABC – Aktive Body Control.
ABC je zkratka označující aktivní zavěšení kol. Tento systém je založen na
elektronicky řízených hydraulických válcích, které udržují konstantní světlou výšku vozu
nezávisle na jeho zatížení. Mimo to kompenzují sklon karosérie při akceleraci nebo při
brzdění, stejně jako při jízdě v zatáčce.
Díky spolupráci elektronických, hydraulických a mechanických prvků, systém ABC
neustále kontroluje a upravuje polohu karoserie. Citlivé senzory systému Active Body Control
rozeznají pohyby karoserie již v počátcích a proto může systém reagovat na novou situaci
během zlomku sekundy.
Princip činnosti systému ABC je založen na skutečnosti, že každé kolo má vlastní
elektronicky řízený hydraulický válec umístěný přímo v tlumící a pružící jednotce. Tento
hydraulický válec generuje přídavnou sílu a tím koriguje celkovou sílu ve vinuté pružině. Na
základě příkazů z řídící jednotky a podle aktuálních požadavků tak hydraulické válce
ovlivňující účinek vinuté pružiny. Řídící jednotka provádí tuto regulaci každých 10 ms.
Na obrázku 8.17 je schéma sysému ABC na vozu Mercedes-Coupé CL, kde byl tento
systém poprvé aplikován koncem roku 1999.
Obrázek 8.17: Princip systému ABC použitý na voze Mercedes-Coupé CL.
Systém MRC Bose
Řešení vyvinuté společností Bose je v tomto směru velkou technologickou novinkou.
K regulaci odpružení je zde využit lineární elektromotor umístěný vždy samostatně u každého
kola. Ten má ve svém válci stator rozvinutý do roviny a na něj je přiváděn elektrický proud
vytvářející elektromagnetické pole. Toto pole pak může působit jako odpor proti
pohybujícímu se magnetickému pístu uvnitř. Výhodou takovéhoto provedení je především
jeho bezkonkurenčně nejrychlejší schopnost reagovat na jízdní požadavky. Vzhledem k tomu,
že zde neproudí žádná kapalina, pouze elektromagnetické pole, jedná se při tlumící adaptaci
řádově o jednotky milisekund. Další výhodou je možnost rekuperace proudu. Vozidlo vytváří
při jízdě pohyb pístu (pérování) a tím se ve statoru indukuje proud. Pokud je tato elektrická
energie ukládána do vysokovýkonných kondenzátorů, lze ji později využít k dalšímu tlumení.
Tím je dosaženo, že celý systém potřebuje pouze malý příkon elektrické energie. Princip
provedení systému vyplývá z obrázku 8.18. N obrázku 8.18 a) je lineární elektromotor. Na
obrázku 8.18 b) je použití systému MRC Bose na nápravě. Zavěšení kol je v podstatě
modifikací zavěšení typu MacPherson a proto je možné tento systém použít ve většitě
současných vozidel, které zavěšení MacPherson používají.
Obrázek 8.18: Pérování pomocí lineárních elektromotorů.
Shrnutí pojmů











pérování je součástí podvěsů vozidla
účelem pérování je zmírnění rázů vzniklých při jízdě vozidla
na pérování se podílí pružící prvky, pneumatiky, měkké čalounění sedadel
pružící prvky dělíme na kovově, nekovové, plynové
pružící prvky musí splňovat základní požadavky kladené na pérování
základním druhem kovových pružících prvků jsou listová pera, vinuté pružiny,
zkrutné tyče
plynové pérování dělíme na vzduchové a hydropneumatické pérování
tlumiče pérování zajišťují pohodlí jízdy a bezpečnost
používají se hlavně kapalinové tlumiče
stále častěji se uplatňují tlumiče s proměnlivým účinkem
aktivní odpružení vozidel umožňuje nastavovat optimální hodnoty tlumení i tuhosti
pružících prvků
Otázky
1. Jaký je účel pérování vozidel?
2. Jaký je účel tlumení pérování?
3. Vyjmenujte druhy pružících prvků
4. Popište konstrukci listového pera.
5. Jaké má výhody a nevýhody vinutá pružina?
6. Jaký je princip činnosti vzduchové pružiny?
7. Vysvětlete princip činnosti kapalinových tlumičů pérování.
8. Jaké jsou základní druhy kapalinových tlumičů?
9. Co jsou to tlumiče s proměnlivým účinkem?
10. Jaké znáte systémy elektronické stabilizace podvozku?
Brzdy
9
BRZDY
Průvodce studiem
Bezpečnost jízdy vozidla do značné míry závisí na účinnosti a spolehlivosti jeho brzd.
Čím účinněji může být vozidlo brzděno, tím větší může být bezpečná rychlost jízdy vzhledem
ke konkrétním podmínkám provozu a tím větší bude i jeho průměrná rychlost. Schopnost
intenzivně brzdit umožňuje zmenšovat potřebné vzdálenosti mezi vozidly při jízdě v hustém
provozu nebo v kolonách vozidel.
Brzděním rozumíme proces, při kterém řidič záměrně snižuje rychlost
vozidla až do případného zastavení, nebo jím rozumíme zamezení pohybu stojícího
vozidla.
Brzdění vozidla lze podle účelu rozdělit na:
 provozní,
 nouzové,
 parkovací,
 odlehčovací.
Provozní brzdění - musí umožnit ovládání pohybu automobilu a jeho účinné a rychlé
zastavení při všech režimech jízdy, které mohou nastat při provozu vozidla.
Nouzové brzdění - musí umožnit zastavení vozidla v případě poruchy provozního
brzdění.
Parkovací brzdění - musí umožnit udržení stojícího vozidla na svahu.
Odlehčovací brzdění - musí umožnit snížení rychlosti, nebo její dodržení při jízdě se
svahu.
Zařízení, které zajišťuje brzdění motorových vozidel se souhrnně nazývá
brzdná zařízení
V rámci popisu brzdných zařízení je nejprve nutné ujednotit základní pojmy, spojené
s touto oblastí motorových vozidel.
148
Brzdy
Základní pojmy :
• Brzdné zařízení - soubor brzdových a zpomalovacích soustav, jimiž je vozidlo opatřeno.
• Brzdová soustava - soubor ústrojí, která slouží ke zmenšování rychlosti vozidla, nebo k
jeho zastavení a nebo která slouží k zajištění stojícího vozidla.
• Zpomalovací soustava (odlehčovací brzda) - ústrojí, které slouží ke zmírňování nebo
omezení rychlosti jedoucího vozidla, nikoli však k jeho
zastavení.
Účel brzdných zařízení:
 Zmenšovat rychlost jízdy vozidla popř. až jej zastavit.
 Zajistit stojící vozidlo proti jeho samovolnému pohybu.
 Zabezpečit stabilitu a bezpečnost při brždění.
 Umožnit brždění jízdních souprav.
Stejně jako na jiná zařízení motorových vozidel jsou na brzdná zařízení kladeny
základní požadavky, které vyplývají z účelu použití.
Výklad
149
Brzdy
Požadavky na brzdná zařízení
Jsou uvedeny v platném zákonu ČR („Schvalování technické způsobilosti“, „Podmínky
provozu silničních vozidel na pozemních komunikacích“) a v předpisu EHK-OSN (č.13).
Mezi základní požadavky patří:
•
Minimální brzdná dráha nebo maximální velikost zpomalení. Splněním tohoto
požadavku dosáhneme vysokých dynamických vlastností vozidla.
•
Zachování stability při brždění. Požadavek je možno splnit vyvozením stejných
sil v brzdách levých a pravých kol a potřebným rozdělením brzdných sil mezi
předními a zadními koly vozidla.
•
Zajištění pohodlné jízdy při provozním brždění vozidla. Lze splnit jen při
pozvolném narůstání brzdných sil. Výjimku tvoří nouzové brždění.
•
Ulehčení práce řidiče při brždění. Stanoveny jsou max. přípustné hodnoty
ovládacích sil.
•
Zachování brzdných vlastností i po několikerém brždění, tj. stálost brzdného
účinku. Nesmí docházet k slábnutí brzd např. vlivem poklesu součinitele tření při
oteplení brzd.
•
Zachování brzdných vlastností vozidla v dlouhodobém provozu. To lze
dosáhnout malým opotřebením obložení, snadným a jednoduchým seřizováním
vůlí.
•
Spolehlivá činnost brzd ve všech podmínkách. Splnění tohoto požadavku
dosáhneme správným dimenzováním brzdných zařízení a použitím více
okruhových brzdových soustav, včetně použití zařízení pro zajištění stability při
brždění (např. ABS).
•
Malá hmotnost a rozměry, životnost a provozní spolehlivost, jednoduchá a
levná výroba.
9.1 Rozdělení brzdových soustav
150
Brzdy
Jednotlivé druhy brzdových soustav lze charakterizovat takto:
a) Podle účelu použití:
•
Soustava pro provozní brždění (provozní brzda) je soubor prvků
umožňujících řidiči snížení rychlosti jízdy nebo zastavení při normální jízdě.
Její účinek musí být odstupňovatelný.
•
Soustava pro nouzové brždění (nouzová brzda) je soubor prvků který
umožňuje snížení rychlosti nebo zastavení při selhání provozní brzdy. Účinek
musí být rovněž odstupňovatelný.
•
Soustava pro parkovací brždění (parkovací brzda) je soubor prvků určený
k tomu, aby zabránil vozidlu, zejména stojícímu na svahu, dát se do pohybu,
zvláště za nepřítomnosti řidiče.
•
Soustava pro samočinné brždění (samočinná brzda) je soubor prvků které
jsou určeny k zabrždění přípojného vozidla při jeho odpojení od tahače. Ať
úmyslném, či náhodném.
b) Podle zdroje energie
•
Přímočinná brzdová soustava – energie potřebná k vytvoření brzdné síly je
pouze svalová síla řidiče.
•
Polostrojní brzdová soustava (s posilovačem) - energie potřebná
k vytvoření brzdné síly je svalová síla řidiče a další zdroj energie.
•
Strojní brzdová soustava - energie potřebná k vytvoření brzdné síly se
dodává jedním nebo několika zdroji energie, které řidič pouze ovládá.
•
Nájezdová brzdová soustava – energie potřebná k vytvoření brzdné síly
vzniká přiblížením přípojného vozidla k tahači.
•
Gravitační brzdová soustava - energie potřebná k vytvoření brzdné síly
vzniká od tíhy přípojného vozidla při propérování.
•
Průběžná brzdová soustava - je provozní nebo nouzová brzda vozidel
spojených do jízdní soupravy, řidič ji ovládá jedním pohybem, zajišťuje sladění
brzd soupravy a energie je dodávána týmž zdrojem.
•
Poloprůběžná brzdová soustava je provozní nebo nouzová brzda vozidel,
spojených do jízdní soupravy, řidič ji ovládá jedním pohybem, zajišťuje sladění
brzd soupravy a energie pro brždění návěsů nebo přívěsů a je dodávána
jiným zdrojem než energie pro brždění tahače.
c) Podle ovládacího ústrojí
•
•
•
Nožní – ovládána nohou.
Ruční – ovládána rukou.
Samočinná – působí automaticky nezávisle na řidiči.
151
Brzdy
Hlavní části brzdových soustav :
Části brzdových soustav
Každá brzdová soustava má následující části:
•
Zdroj energie s příslušenstvím – části brzdové soustavy, které dodávají a
regulují energii potřebnou pro brždění. Zdroj může být umístěn i mimo
vozidlo (např.u přípojných vozidel), nebo jím může být svalová síla řidiče.
•
Ovládací ústrojí - je ústrojí nebo prvek, kterým se řídí činnost brzdové
soustavy.
•
Převod brzdy - je ústrojí, které přenáší účinek zdroje energie na vlastní
brzdy.
•
Vlastní brzda - je ústrojí, které obsahuje prvky spojené s neotáčejícími se
částmi vozidla (brzdící prvky) a při uvedení ústrojí do činnosti
prostřednictvím převodu brzd působí buď přímo nebo nepřímo na jiné prvky
spojené s koly (bržděné prvky) a vyvolává na nich sílu zpomalující jejich
pohyb.
152
Brzdy
9.2 Kapalinové brzdy
Kapalinové brzdy patří, z hlediska dělení brzdových soustav,
přímočinných.
do skupiny brzd
U přímočinných brzd je energie potřebná k vytvoření brzdné síly pouze svalová
síla řidiče.
Do skupiny brzd přímočinných patří také brzdy mechanické. Ty se u současných
motorových vozidel již téměř nepoužívají, s výjimkou menších motocyklů. U automobilů je
z hlediska současných požadavků na brzdové soustavy použití mechanických brzd prakticky
vyloučeno.
Výklad
Kapalinové přímočinné brzdy:
Hlavní přednosti kapalinových brzd jsou:




malá prodleva brzdy,
zajištění současného brždění všech kol při potřebném rozdělení brzd. sil mezi
nápravy,
vysoká účinnost kapalinového převodu,
třecí části kapalinového převodu není nutno mazat, kapalina má samomazací
účinek,

možnost unifikace částí kapalinového převodu pro různé automobily.
K hlavním nedostatkům patří:
–
–
–
–
náchylnost k netěsnostem a tím narušení bezpečnosti (u jednokruhového převodu),
pokles účinnosti při nízkých teplotách,
nedostatečný převodový poměr a proto se většinou používají posilovače,
zahřívání brzdové
odvzdušňování.
kapaliny
snižuje
brzdový
účinek
a
vyžaduje
nutnost
153
Brzdy
Jednookruhové kapalinové
přímočinné brzdy:
•
•
1
Mohou být použity u vozidel s nejvyšší
konstrukční rychlostí do 25 km.h-1.
U jiných vozidel nejsou tyto
povoleny z hlediska bezpečnosti.
brzdy
2
2
3
Princip jejich činnosti je velmi jednoduchý. Sešlápnutím brzdového pedálu působí
řidič silou na hlavní brzdový válec 1, kde píst tlačí na brzdovou kapalinu. Protože kapalina je
nestlačitelná, tlak z hlavního brzdového válce se potrubím 2 přenese až do kol kde jsou
brzdové válečky 3. V nich tlak kapaliny posune pístky, které působí brzdící silou na čelisti
v případě bubnové brzdy, nebo na brzdové destičky v případě kotoučové brzdy.
Z hlediska bezpečnosti motorových vozidel, je podle současných homologačních
předpisů používání jednookruhových brzd u automobilů kategorie M zakázáno. Musí se
používat pouze brzdové soustavy dvoukruhové.
Dvouokruhové kapalinové přímočinné brzdy:
•
zvýšení bezpečnosti.
Jejich princip činnosti je stejný, pouze hlavní brzdový válec má dvě části, (je
dvoukruhový) a každá část ovládá jeden brzdový okruh. Nejzákladnější rozdělení okruhů je
na přední a zadní nápravu. V praxi se používá řada dalších způsobů rozdělení brzdových
okruhů.
Ovládání je provedeno jedním pedálem, ale dvěma
okruhy, které mohou být zapojeny způsobem:
 standardním – ( a ) každý okruh brzdí
jednu nápravu. Při poruše jednoho okruhu
dochází ke změně řiditelnosti vozidla
(přetáčivost – nedotáčivost).
 do kříže – ( b ) Při poruše některého
okruhu vzniká stáčivý moment kolem svislé
osy.
 jeden okruh ovládá přední, druhý obě
nápravy – ( c ) toto zapojení vyžaduje
zdvojené přední ovládací válce. Při poruše
vždy zůstávají bržděna přední kola a
směrová stabilita se mění velmi málo.
 každý okruh ovládá přední nápravu a
jedno zadní kolo – ( d ) situace je zde
stejná jako u c).
 každý okruh ovládá obě nápravy – ( e )
kolové ovládací válce musí být zdvojeny na
obou nápravách. Provedení je technicky i
ekonomicky nejnáročnější, ale nedochází
k narušení směrové stability vozidla.
154
Brzdy
Nejdůležitější částí kapalinových brzd je
Hlavní brzdový válec.
Hlavní brzdový válec
•
•
– jednookruhový - nejdůležitější část převodu.
Při sešlápnutí pedálu brzdy tlačítko (19) působí na píst (17) a stlačuje pružinu (9).
Přitom dojde k uzavření kompenzačního otvoru (8) manžetou (7) a kapalina je
vedena výtlačným ventilem (12) do brzdových válců v kolech.
•
•
Tlak v nich je přímo úměrný ovládací síle na pedálu brzdy.
•
Tlak vracející se kapaliny otevře zpětný ventil (11) a kapalina protéká do hlavního
brzdového válce.
Při odbrždění se píst (17) vrací zpět působením pružiny (9) a tlakem kapaliny který
vzniká působením vratných pružin brzdových čelistí.
U dvouokruhových brzd se používá hlavní brzdový válec
tandemový, kde písty jsou uspořádány za sebou.
•
•
Zásobní nádržky kapaliny jsou připojeny otvory (1).
•
Kapalinová vazba obou pístů je pro případné poškození doplněna mechanickou, tj.
zarážkami na obou pístech.
•
Tím je zajištěno, že při poruše jednoho okruhu působí s plnou intenzitou zbývající
okruh.
Při brždění je kapalina z prostoru před prvním (pravým) pístem vytlačována
přípojkou (2) do prvního okruhu, ale současně působí na další píst (levý), který
vytlačuje kapalinu z dalšího prostoru přípojkou (3) do druhého okruhu.
155
Brzdy
Kapalinové brzdy se používají hlavně u osobních automobilů. Pro vyvození
potřebného brzdného účinku na kolech automobilu se používají vlastní kolové brzdy
v provedení jako bubnové brzdy, nebo kotoučové brzdy.
9.3 Bubnové brzdy
Bubnové brzdy patří k nejstaršímu typu kolových brzd. Jsou však stále využívány u
osobních automobilů nižších tříd, nebo jako brzdy zadních náprav. Častější jsou u užitkových
nebo nákladních automobilů na autobusů.
Konstrukční provedení bubnových brzd
Bubnové brzdy :
Základní
části
bubnové
brzdy:
Brzdový buben ( 5 ) je spojen
s kolem vozidla.
Štít brzdy ( 8 ) nosná část,
jsou zde uchyceny ostatní
prvky čelisťové brzdy.
Brzdové čelisti s obložením
( 2 , 3 ) jsou buď náběžné,
nebo úběžné.
Kotevní čepy ( 1 ) slouží
k upevnění čelistí.
Seřizovací ústrojí ( 7 ) které
zajišťuje potřebnou vůli mezi
obložením čelistí a bubnem.
Ovládací zařízení ( 4 ) působí
na čelisti brzdícími silami.
Vratné pružiny ( 6 ) po
odbrždění vymezují vůli mezi
bubnem a čelistmi.
Směr otáčení
Brzdící síla
Náběžná
čelist
Úběžná
čelist
Odkaz na ANIMACI
Bubnová brzda 2
Bubnová brzda 3
156
Brzdy
Druhy bubnových brzd :
Jednonáběžné - a :
se stejnými
brzdícími silami,
se stejným
pohybem čelistí.
Dvojnáběžné :
jednosměrné - b
obousměrné - c
Dvojúběžné - b
(při opačném směru
otáčení).
Samozesilovací :
jednosměrné obousměrné -
d
e
Pásové - f
Zhodnocení bubnových brzd:
1. Jsou poměrně jednoduché konstrukce a hodně používané.
2. Velikost brzdného momentu je závislá na konstrukčním řešení.
3. Na velikost brzdného momentu má značný vliv změna součinitele tření, což ovlivňuje účinnost
brzd,
4. Čím nižší je citlivost brzd na změnu součinitele tření, tím je účinek stabilnější.
5. Nedostatek čelisťových brzd – slábnutí účinku při ohřátí – nutnost intenzivního chlazení.




K hlavním částem bubnových brzd patří:
brzdové bubny
brzdové čelisti
ovládací ústrojí
seřizovací ústrojí.
157
Brzdy
Brzdové bubny :
 jsou uchyceny na náboj kola pomocí šroubů, často přímo šroubů kol,
 obvykle jsou lité z běžné, nebo legované litiny (nikl, molybden),
 musí být dostatečně tuhé, aby se při brždění vlivem tepla nedeformovaly - obvodové


žebro zabraňuje deformacím (Obr. a ),
pro zajištění lepšího odvodu tepla je vnější obvod bubnu obvodově nebo příčně
žebrován (Obr. b , c , d ) současně se zvyšuje tuhost bubnu,
pro snížení hmotnosti a zlepšení chlazení lze použít bubny vyrobené z lehké slitiny,
které jsou na třecích plochách opatřeny litinovým třecím kroužkem (Obr. d , e ).
Brzdové čelisti :
Čelisti bubnových brzd :
 základní průřez čelistí je vždy ve tvaru T,
 buď svařované z ocelových plechů, nebo odlévané z lehkých slitin (pro osobní
utomobily, případně lité ocelolitinové s výztužnými žebry (pro nákladní automobily),
 otočné čelisti mají na jednom konci oko pro upevnění ke kotevnímu čepu, na druhém
konci je vytvořena plocha, nebo je zde upevněn opěrný člen na který působí ovládací
zařízení,
 plovoucí čelisti mají místo oka opěrku, zasahuje do tvarované opěry na kotevním čepu,
Obložení může být vcelku, nebo složené ze segmentů a je na čelistech :
 lepeno - má větší životnost a dokonale sedí na celé ploše čelisti,
 nýtováno - používá se především u nákladních automobilů, nýty musí být z měkkého
materiálu, aby se při opotřebení obložení až k hlavě nýtu nevydřela brzdící plocha
bubnu (Nevýhodou nýtovaného obložení je, že obvykle nesedí dokonale na celé ploše
čelistí a musí se vyměnit jakmile se opotřebí k hlavám nýtů, takže jeho životnost je
menší.)
Lepené
Nýtované obložení
158
Brzdy
Ovládací ústrojí :
U kapalinových převodů se jako ovládací zařízení
používají :
 Jednočinné brzdové válce u ednosměrných
dvojnáběžných a samozesilovacích brzd.
- Válec je tvořen jedním pístem 2 .
- Kapalina je přiváděna do prostoru za pístem
. - Tlačný čep 1 v pístu válce se opírá o
brzdovou čelist.

Dvojčinné brzdové válce u obousměrných
jednonáběžných, dvojnáběžných a
samozesilovacích obousměrných brzd.
- Tlaková kapalina je zde přiváděna do prostoru
mezi písty .
- Ve střední poloze a v kontaktu s čelistmi jsou
písty 2 s tlačnými čepy 1 udržovány vloženou
pružinou.
U pneumatických převodů brzd se jako
ovládací ústrojí používají brzdové klíče.
Automatické seřizování pomocí třecích kroužků :
 V širší drážce pístu (1) brzd. válce je s vůlí „a“, která
odpovídá požadované vůli mezi čelistí a bubnem
vložen pružný, radiálně rozříznutý kroužek (3).
 V nezamontovaném stavu má větší průměr než
vnitřní průměr brzd. válečku, po montáži je pružně
stlačen.
 při brzdění se píst (1) pohybuje vlevo,
 při dosednutí čelisti na buben je vymezena vůle „a“,
 při opotřebení obložení vůz málo brzdí, řidič zvýší
sílu na pedálu, překoná tření kroužku (3), je unášen
s pístem (1) až dojde k brždění kola,
 po uvolnění pedálu brzdy zůstane kroužek (3)
v nové poloze, kolo se odbrzdí a znovu se nastaví
vůle „a“ mezi kroužkem a pístem.
159
Brzdy
9.4 Kotoučové brzdy
U vozidel se projevuje tendence menších kol, při vyšších nárocích na
stabilitu a brzdný moment se bubnové čelisťové brzdy blíží k hranicím
svých možností. Proto se u současných automobilů stále více uplatňují
kotoučové brzdy
Výklad
Kotoučová brzda má proti bubnové řadu výhod. Je jednodušší konstrukce, a hlavně
má při srovnatelné velikosti vyšší brzdný účinek.
Název kotoučová brzda je odvozen od hlavního prvku brzy, kotouče, který nahrazuje
brzdový buben. Kotouč je připevněn k náboji kola, se kterým se otáčí. K pevným částem
nápravy je připevněn brzdový třmen, jehož součástí jsou brdové válečky. Tlakem kapaliny
ve válečcích, působí pístky na brzdové destičky, které jsou přitlačovány z obou stran na
brzdový kotouč a vyvozují tak třením brzdnou sílu. Energie otáčejícího se kola je přeměněna
na teplo.
Základní části kotoučové brzdy
jsou:
Brzdící prvky – brzdové destičky
s obložením.
Ovládací zařízení – brzdový válec
s pístem.
Kotouč – je pevně spojen
s otáčejícím se kolem, obvykle je
přišroubován k hlavě kola a jeho
boky tvoří třecí plochy.
Třmen – pevně spojen s nápravou.
V něm je uloženo ovládací zařízení
a brzdové destičky s obložením.
Rozlišujeme dva základní druhy kotoučových brzd
 kotoučové brzdy uzavřené
 kotoučové brzdy otevřené.
Uzavřené kotoučové brzdy se používají pouze u speciálních a terénních vozidel, tedy
tam, kde je zvýšené nebezpečí znečištění brzd a tím možnost snížení jejich účinku. U
běžných a osobních vozidel se používají kotoučové brzdy otevřené.
160
Brzdy
Kotoučové brzdy – druhy :
Uzavřené – brzda je uzavřena v krytu, jsou zde větší nároky na konstrukci a chlazení, ale
je menší nebezpečí znečistění funkčních ploch.
Otevřené – brzda není uzavřena krytem a má lepší chlazení, ale je zde možnost vnikání
nečistot. Lze je dále rozdělit podle způsobu vyrovnávání brzdících sil:
S pevným třmenem – kotouč i třmen jsou pevně uchyceny.
S pohyblivým třmenem – třmen je uložen posuvně, nebo otočně.
Uzavřená
Otevřená brzda
s pevným třmenem
Otevřená brzda
s pohyblivým třmenem
Otevřená kotoučová brzda s pevným třmenem:

Kotouč brzdy (1) je pomocí šroubů uchycen na
přírubě hlavy kola.
 Třmen (2) je přišroubován na držák na nápravě.
 V třmenu brzdy jsou uloženy po obou stranách
hydraulické brzdové válce (5) s písty (6).
 Propojení brzdových válců je pomocí potrubí (4).
 Odvzdušnění brzdových válců se provádí pomocí
šroubu (7).
 Po stranách kotouče jsou na tvarovaných pístech
uloženy třecí segmenty s obložením (3).
 Při brždění působí tlak kapaliny na píst, který se
posouvá a přitlačuje třecí segmenty s obložením na
kotouč.
Zhodnocení brzd s pevným třmenem:
Výhody:



jednoduchá konstrukce,
tuhý celek,
snazší udržení stálého tlaku v třecí ploše
i při nerovnostech kotouče,

vibrace jsou značně tlumeny hydraulikou válečků po
obou stranách.
Nevýhody:
- nutnost použití dvou brzdových válců.
161
Brzdy
Otevřená kotoučová brzda s plovoucím třmenem:



Těleso třmene je posuvné, kapalinový
brzdový válec je umístěn na vnitřní
straně kola.
Protilehlá destička je přitlačována ke
kotouči plovoucím rámem třmenu.
Vůle mezi destičkami a kotoučem po
odbrzdění se vytvoří odtlačením pístu
válce axiálním házením kotouče a
posunem třmenu.
Odkaz na ANIMACI
Brzda kotoučová 1
Zhodnocení kotoučových brzd:
Výhody:










Malá citlivost na změnu součinitele tření – stabilita brzdného účinku v důsledku
malého vnitřního převodu a lineární charakteristiky.
Malé slábnutí brzdného účinku při opakovaném brždění – dobrý odvod tepla a
tvarová stálost kotouče.
Snadná a rychlá výměna obložení a automatické seřizování vůle.
Menší hmotnost než bubnové brzdy.
Rovnoměrné tlaky v třecí ploše – rovnoměrné opotřebení.
Práce brzdy s malými vůlemi – malá prodlevy brzdy.
Stejný brzdný moment při jízdě vpřed i vzad.
Vyváženost osových sil a vyloučení radiálních sil.
U uzavřených brzd – velké třecí plochy a malé měrné tlaky i opotřebení.
U otevřených brzd – velká chladící plocha.
Nevýhody:





Malý vnitřní převod – nutná velká ovládací síla.
Větší místní ohřátí kotouče.
Obtížnější a nákladnější řešení mechanického ovládání parkovací brzdy.
Otevřené brzdy – vnikání nečistot a tím zvýšené opotřebení.
Uzavřené brzdy – horší chlazení.
162
Brzdy
9.5 Brzdová soustava s posilovačem
Výklad
K ovládání přímočinných brzd se využívá síla řidiče. Se zvyšujícími se nároky na
bezpečnost provozu se zvyšují i nároky na účinnost brzdových soustav. Pro zvýšení brzdného
účinku je nutné zvyšovat velikost ovládací síly. Síla, kterou může při brzdění vyvodit řidič je
omezena možnostmi lidského těla. Maximální síla, kterou může řidič působit na brzdový
pedál je také omezena příslušnými předpisy.
Aby bylo ale možné zvýšit účinnost brzd, musí se ovládací síla působící na pedál
brzdy zvětšit. Jedinou možností jak toho dosáhnout je, využít jiný zdroj energie než pouze
svalovou sílu řidiče. Tímto přídavným zdrojem energie je
posilovač brzd.
Posilovač brzd nenahrazuje nutnou práci řidiče při brzdění, ale pouze násobí sílu,
kterou řidič na brzdový pedál působí. Brzdová soustava, která je vybavena posilovačem se
nazývá jako brzda polostrojní.
Polostrojní brzdy
•
•
•
•
Zdroj energie - svalová síla řidiče a další zdroj.
Polostrojní brzdové soustavy (brzdy s posilovačem) se obvykle používají u osobních,
dodávkových a lehkých nákladních automobilů s kapalinovým převodem brzdy.
Brzdy jsou ovládány kapalinou (z hlavního brzdového válce) a jejich účinek je zvyšován
v posilovači.
Výhodou je, že v případě poruchy posilovače není funkce vlastní brzdy narušena.
Podle rozdělení brzdových soustav existují tří druhy polostrojních brzd:
 mechanické
 přetlakové
 podtlakové.
Mechanické polostrojní brzdy se v současné době nepoužívají. Přetlakové polostrojní
brzdy jsou u současných vozidel spíše výjimkou. Nejpoužívanější jsou tedy polostrojní brzdy
podtlakové. Jsou běžně známé jako brzdy s podtlakovým posilovačem. Tento typ brzd je dnes
používán téměř na každém osobním automobilu a je považován za standard brzdové
soustavy.
163
Brzdy
Podtlaková polostrojní brzda:
•
•
•
Podtlakový posilovač je vždy vzduchový.
Zdrojem energie je podtlak vyvolaný sáním motoru.
Tyto posilovače pracují s malými podtlaky a proto mají rozměrné pracovní válce a jejich
účinek je nižší.
Zde lze rozlišit dva druhy uspořádání :
a) Brzdový pedál odděleně od posilovače a hlavního brzdového válce
b) Posilovač a hlavní brzdový válec u brzdového pedálu
a) Brzdový pedál odděleně od posilovače a hlavního brzdového válce
•
Výhodou tohoto posilovače je možnost jeho umístění kdekoliv odděleně od brzdového
pedálu.
•
Nevýhodou je větší složitost celého systému.
•
•
•
•
Podtlakový posilovač je napojen k sacímu potrubí motoru.
•
Současně působí kapalina na píst (7) spojený s membránou. Ta se prohne a dosedne
na ventil (2).
•
•
Tím je spojení obou prostorů podtlakového válce (3) přerušeno.
•
Protože v pravé části válce je podtlak, membrána (4) se prohne vpravo. Její pohyb se
přenáší na píst (6), zpětný ventil se uzavře a dochází k posílení.
Pokud se nebrzdí, je vzduchový ventil (1) posilovače uzavřen a podtlakový (2) otevřen.
Tím je pravý i levý prostor ve válci (3) po obou stranách membrány (4) propojen.
Při brzdění kapalina z brzdového válce u pedálu jde do hlavního brzdového válce (5)
protéká otvory v pístech (6), odtlačí zpětný ventil a prochází k brzdovým válcům.
Dalším pohybem se otevře ventil (1) a atmosférický vzduch se dostane do levé části
válce (3).
164
Brzdy
b) Posilovač a hlavní brzdový válec
u brzdového pedálu
•
Toto provedení je kompaktní a
nejvíce používané.
•
Pedál brzdy (3) je tlačnou tyčkou
spojen
přímo
s ovládacím
ústrojím podtlakového posilovače
(2).
•
K posilovači je přišroubován
kapalinový tandémový brzdový
válec (1) se zásobní nádržkou
kapaliny.
165
Brzdy
Konstrukční provedení:
Ve válci posilovače (2) jsou dva prostory A a B.
Prostor A je spojen přes zpětný ventil (10) se sacím potrubím motoru a vytváří se
zde podtlak.
Prostor B může být spojen s atmosférou přes molitanovou vložku (8).
Oba prostory jsou propojeny kanálkem D a K.
Pístnice (1) ovládá píst hlavního brzdového válce a pístnice (9) je spojena
s brzdovým pedálem.
V klidové poloze je prostor A propojen s prostorem B přes kanálek K a otevřený
ventil (7) a kanálek D. Propojení prostoru B s atmosférou je uzavřeno a v obou prostorech
A i B se vytváří podtlak.
Při brždění se pístnice (9) i s ventilem (7) a pístkem (6) pohybuje vlevo. Pístek
dosedne na vložku (5) a posunuje vlevo pístnici (1) tandémového brzdového válce a píst
(4) posilovače. Současně se uzavře ventil (7) a tím se přeruší spojení prostorů A a B.
Dalším pohybem se ventil (7) odtlačí od sedla vpravo a prostor B se propojí s atmosférou
přes protiprachovou molitanovou vložku (8). Pod tlakem v prostoru A vzniká posilový
účinek.
Při přerušení pohybu pedálu se uzavře spojení s atmosférou a znovu se propojí
prostory A a B. Nastane rovnovážný stav.
Při uvolnění pedálu se uzavře spojení s atmosférou a propojí se prostory A a B a
pružina (3) vrátí píst posilovače s membránou do klidové polohy.
B
D
K
166
Brzdy
9.6 Elektronické systémy brzd.
Cíl: Seznámit s elektronickými systémy používanými u
současných automobilů.
Výklad
Se stále se zvyšující rychlostí s jakou se moderní automobily pohybují, se zvyšovaly i
požadavky na účinnost brzdové soustavy. Bylo nutné zajistit aby brzdy byly schopné zastavit
vozidlo i z vyšší rychlosti. To bylo možné pouze zvyšováním brzdné síly, která působí na
kolech automobilu. Jenže velikost brzdné síly nemůže růst do nekonečna. Je omezena
schopností pneumatiky přenášet na vozovku tečné síly, které mezi pneumatikou a vozovkou
působí. Brzdná síla patří mezi tyto síly. Maximální tečná síla, kterou je schopna pneumatika
na vozovku přenést je definována jako adhezní síla. Velikost brzdné síly je tedy limitována
adhezní silou. Pokud brzdná síla dosáhne velikosti adhezní síly, kolo se začne po vozovce
smýkat. Vozidlo se dostává do smyku a účinnost brzdění se prudce snižuje a nakonec úplně
ztrácí. Tento stav výrazně ohrožuje bezpečnost automobilů zejména v kritických situacích.
Proto bylo logické, že se brzy objevily snahy vybavit automobily zařízením, které by
zablokování kol a tím ztrátě schopnosti brzdit, zamezilo.
Zařízení, které se postupně vyvinulo a které se u současných automobilů stalo
standardní výbavou je
ABS (Anti-lock Braking System)
Systém ABS byl vyvinut firmou BOSCH v roce 1978. Historie však sahá ještě dál. Již
na počátku 20. století se objevovaly úvahy o tom, jak by bylo možné zabránit blokování kol
při prudkém brzdění. Firma Bosch ohlásila již roku 1936 patent na „Zařízení k zabránění
silného brzdění kol motorového vozidla“. Avšak teprve s příchodem elektronického řízení
mohli inženýři vyvinout protiblokovací brzdový systém, který byl dostatečně rychlý a
robustní pro použití v motorových vozidlech. První komerční uplatnění nalezl systém ABS
jako zvláštní výbava vozu Mercedes-Benz třídy S a krátce na to také u BMW řady 7.
Výklad
Systém ABS, spolu s rychlým rozvojem elektroniky, vytvořil základ pro vývoj dalších
elektronických systémů, které výrazně zvyšují aktivní bezpečnost moderních automobilů.
Tyto systémy se velmi rychle rozvíjejí a řada výrobců automobilů zavádí různé
modifikace a varianty. Základem je ale vždy systém ABS. Ty nejpoužívanější systémy
167
Brzdy
doplňující systém ABS a zlepšující proces brzdění a následně i jízdní stabilitu automobilů
budou v dalším podrobněji popsány.
Přehled
nejběžnějších
elektronických systémů spolupracujících s brzdovou
soustavou, nebo podporujících její činnost.
ABS Anti-lock Braking System
Protiblokovací systém
ABS plus
Zdokonalený ABS pro vozidla off-road a
SUV
ABS+CBC ABS+Cornering Brake Kontrol
Ovládání stáčení při brzdění
ASR
Antiebsschlupfregelung
Protiprokluzový systém
MSR
Motor Schleppmoment Regelung Regulace kroutícího momentu
ESP
Electronic Stability Programme
Elektronický systém jízdní stability
BAS
Brake Assistant Systém
Brzdový asistent
BDW
Brake Disc Wiping
Stírání brzdového kotouče
EDS
Elektronische Differenzialspelle Elektronický diferenciál
EBD
Electronic Brakeforce Distribution Elektronické rozdělování brzdné síly
EBP
Electronic Brake Prefill
Předpříprava (předplnění) brzd
ABS - Anti-lock Braking Systém
Protiblokovací systém ABS je jedním ze základních prvků aktivní bezpečnosti vozidla.
Svojí funkcí má zabránit zablokování kola při brzdění, a tím i ztrátě adheze mezi kolem a
vozovkou. Díky systému ABS je vozidlo ovladatelné i při prudkém brzdění.
Výklad
ABS zabraňuje zablokování kola při brzdění. Kolo se systémem ABS se stále odvaluje
a tím se zabraňuje ztrátě adheze mezi kolem a vozovkou. Odvalující se kolo totiž umožňuje
zachování stability, ovladatelnosti a řiditelnosti vozidla v mezních situacích (například při
prudkém brzdění nebo brzdění na kluzké vozovce). Zablokované kolo totiž nepřenese žádnou
boční sílu a neumožní zatočení.
Princip činnosti.
 Systém zabraňuje zablokování kol při brzdění tím, že automaticky reguluje brzdnou
sílu v třmenech tak, aby nedošlo k zablokování kol.
 Při zablokování kola by došlo ke ztrátě adheze a vozidlo by se stalo neřiditelné, nebylo
by možné měnit smět jízdy otáčením volantu.
168
Brzdy
Každé kolo má vlastní snímač otáček, který dává řídící jednotce informace o rychlosti
otáčení jednotlivých kol. Pokud řídící jednotka dostane signál, že je kolo blokováno,
krátkodobě sníží tlak v brzdovém systému a tím uvede kolo znovu do pohybu. Systém ABS
může uvolnit kolo 12–16× za sekundu, a tím systém zajišťuje relativně stále otáčení kol a
řiditelnost vozu. Při prudkém brzdění systém ABS udržuje brzdnou sílu na mezi adheze,
dochází při něm k zablokování kola a následném uvolnění kola v rychlém sledu za sebou až
do zastavení vozidla.
Základní části systému ABS jsou na obrázku 9.1.
Obrázek 9.1: Základní části ABS.
zdroj: www.musclecarclub.com
Každé kolo je vybaveno indukčním snímačem otáček, na obrázku 9.1 je to žlutý
snímač u brzdového kotouče. Ten dává řídící jednotce informace o pohybu kola. Řídící
jednotka (šedá krabička) situaci vyhodnocuje a pomocí regulačního ventilu (hnědá součást na
obrázku) snižuje tlak v brzdovém systému, aby uvedla kolo znovu do pohybu.
zdroj: http://cs.autolexicon.net
Obrázek 9.2: Princip činnosti snímače otáček.
169
Brzdy
Protože systém ABS je základním elektronickým systémem pro ovládání brzd,
rozebereme ho trochu podrobněji.
 Princip práce ABS - přerušované brzdění.
 Regulační
obvod
ABS:
1- snímač otáček kola
2-elektronická řídící jednotka
3 - akční člen
4 - zdroj energie
 Části regulačního
obvodu :
•
Informační - snímač otáček kola - snímá okamžitou rychlost
otáčení.
•
Vyhodnocovací a rozhodovací - elektronická řídící jednotka,
- upravuje signály od snímače otáček a zpracovává je pro
výkonný prvek. Je to v podstatě mikropočítač.
•
Výkonná - akční člen (regulační ventil nebo tzv. modulátor
brzdného tlaku), - podle signálů z řídící jednotky mění tlak
v brzdovém válci.
Druhy regulace.
Individuální regulace (IR) - každé kolo je regulováno zvlášť - minimální brzdná
dráha, ale při rozdílných adhezních podmínkách pod levými a pravými koly vzniká
stáčivý moment kolem svislé osy vozidla.
Výběrová regulace (SL) - Regulace „Select-low“ Omezuje stáčivý moment na
nulu. Tento systém zachovává v obou brzdových válcích jedné nápravy stejnou hodnotu
tlaku, jejíž velikost je určena podle kola s horšími adhezními podmínkami.
Modifikovaná individuální regulace (MIR) - Je to obměněná regulace Selectlow. Při blokování jednoho kola není zvyšován brzdný tlak v neblokujícím kole, ale je
udržován na stálé hodnotě. Tlak v brzdovém válci blokujícího kola je snižován do té
míry, až je dosažena příslušná obvodová rychlost , takže může být na tomto kole opět
zvýšen brzdný tlak. Pak je zvýšen také tlak na kole s vyšší adhezí, až opět druhé kolo
blokuje.
170
Brzdy
Význam používání ABS pro aktivní bezpečnost vozidel nelze upřít. Velmi dobře to
ilustruje obrázek, na kterém je názorně ukázán rozdíl náhlého vyhnutí překážce vozidla bez
ABS a s ABS.
zdroj: www.whnet.com
Vyhýbací manévr vozidla s ABS a vozidla bez ABS
ABS plus
ABSplus je zdokonalený protiblokovací systém ABS, vyvinutý automobilkou
Volkswagen speciálně pro offroadové a SUV vozy. Automobilka tento systém poprvé uvedla
ve svém modelu Touareg.
Výklad
Systém ABSplus vyvinula a patentovala automobilka Volkswagen. ABSplus patří
k sériovému vybavení a je důležitým prvkem aktivní bezpečnosti. ABSplus dokáže zkrátit
brzdnou dráhu vozu na nezpevněném povrchu až o 20%. Vozidla jedoucí po nezpevněném
povrchu (písek, štěrk) ztrácejí při intenzivním brzdění stabilitu a řiditelnost, tím se podstatně
prodlužuje brzdná dráha. Inovativní systém kontroly trakce ABSplus hrne částečky
171
Brzdy
nepevného povrchu před částečně zablokovaná kola, čímž vytváří brzdicí klín, který podstatně
zvyšuje účinnost brzdění, aniž by snižoval stabilitu a řiditelnost vozu.
zdroj: www.volkswagen.de
ABS + CBC - ABS+Cornering Brake Kontrol
Systém ABS společně s CBC zvlášť upravuje velikost brzdícího tlaku působícího na
jednotlivá kola, automobil proto brzdí mnohem efektivněji.
Výklad
CBC vznikl jako doplnění a vylepšení systému ABS. Poprvé byl představen firmou
BMW v roce 1997. Zkratka CBC vznikla z anglického Cornering Brake Control. Systém
CBC svou funkcí výrazně potlačuje stáčivé momenty působící kolem svislé osy vozu,
které vznikají při brzdění v zatáčkách. Další důležitou výhodou je fakt, že automobil může
brzdit v zatáčkách mnohem intenzivněji, jelikož systém upravuje velikost brzdícího tlaku na
jednotlivá kola zvlášť.
172
Brzdy
zdroj: www.bmw.co.nz
ASR _ Antiebsschluptregelung
ASR je protiprokluzový systém zajištující přenos hnací síly od motoru na povrch
vozovky.
Výklad
Protiprokluzový systém ASR (z německého Antriebsschlupfregelung) zabraňuje
protáčení poháněných kol snížením výkonu motoru. V případě, že se poháněná kola
začnou protáčet, systém ASR sníží točivý moment motoru na hodnotu, kterou jsou kola za
daných adhezních podmínek schopna přenést na vozovku, aniž by se protáčela.
Princip činnosti.
 ASR pracuje v součinnosti se systémem EDS a řídící jednotkou motoru.
 Narozdíl od EDS (elektronické uzávěrky diferenciálu) může ASR pracovat při každé
rychlosti vozidla.
 Systém ASR tak zvyšuje bezpečnost a stabilitu jízdy na kluzkém povrchu, zároveň
zabezpečuje plynulé zrychlení bez prokluzujících kol.
 Při jízdě v zatáčce působí systém regulace prokluzu proti nedotáčivosti vozidla a
zvyšuje jízdní stabilitu.
Snímače otáček kol, které jsou společné s ABS, neustále sledují otáčky kol hnané
nápravy. Řídicí jednotka, která je také společná s ABS, porovnává tyto údaje s otáčkami kol
nepoháněné nápravy. Pokud na základě signálů ze snímačů otáček řídící jednotka vyhodnotí,
že dochází k prokluzu hnacích kol (kola), je řídicí jednotkou vydán pokyn, aby toto kolo bylo
173
Brzdy
přibrzděno. V případě vyšší rychlosti je řídicí jednotkou motoru vydán příkaz ke snížení
točivého momentu motoru vynuceným ubráním plynu. Následkem tohoto zásahu se kola
přestanou protáčet.
zdroj: www.vb.ozq8.com
Funkce systému ASR
Systém ASR se v automobilech poprvé objevil v roce 1986. Existuje celá řada
příbuzných systémů na podobných principech. Různé automobilky však používají různá
označení: ASC, DTC, ETC, ETS, TCS a TC.
MSR - Motor Schleppmoment Regulung
MSR je zkratka zařízení pro regulaci krouticího momentu motoru. Systém MSR
funguje jako doplněk ABS a ASR. Při náhlém ubrání plynu a hrozbě smyku následkem
přílišného brzdicího účinku motoru systém MSR mírně přidá plyn, tím sníží brzdný moment
od motoru. Tímto zařízením jsou vybaveny moderní vznětové motory (VW, Audi, Seat,
Škoda).
174
Brzdy
Výklad
Zkratka MSR pochází z německého výrazu Motorschleppmomentregelung, který
v češtině znamená regulaci točivého momentu motoru. Systém MSR je využíván zejména
u moderních dieselových motorů, jejichž vysoký točivý moment je schopen při brzdění
motorem, zejména na povrchu se sníženou adhezí, zablokovat hnaná kola a tím
zapříčinit vznik smyku. MSR funguje díky spojení se systémem ABS a řídicí jednotkou
motoru. Systém MSR rozezná tendenci k zablokování kol (smyk) a automaticky zvýší otáčky
motoru tak, aby se kola neustále otáčela.
Princip činnosti.
Moderní vznětové motory mají vysoký kompresní poměr, díky němu vzniká při
prudkém ubrání plynu točivý moment, který působí na hnací kola vozidla v opačném směru
a brzdí je. Při jízdě na povrchu se sníženou adhezí může tento točivý moment kola úplně
zablokovat čímž dojde ke ztrátě stability a ke smyku vozidla. Řídící jednotka ABS je schopna,
pomocí snímačů umístěných na kolech, rozeznat tendenci k blokování hnacích kol. Systém
MSR poté vyšle signál řídicí jednotce motoru, která vydá pokyn ke zvýšení otáček motoru.
Tím se brzdný točivý moment motoru sníží a kola se opět začnou odvalovat, vozidlo je opět
řiditelné. Systémy ABS + MSR jsou proto důležitým prvkem aktivní bezpečnosti.
ESP – Electronic Stability Programme
ESP je elektronický systém jízdní stability. Pomáhá zvládnout kritické jízdní situace.
Výklad
Jeden z prvních a zároveň nejvíce využívaných elektronických stabilizačních systémů
nese označení ESP. Zkratka ESP pochází z anglického Electronic Stability Programme což
v překladu znamená elektronický stabilizační program. Systém ESP prostřednictvím zásahů
do ovládání brzd pomáhá zvládnout některé kritické situace, které mohou při jízdě nastat.
Je-li zjištěn nestabilní stav jízdních vlastí vozidla, dojde k samočinné aktivaci ESP. ESP
prostřednictvím řízených brzdných zásahů vozidlo stabilizuje. Ke své funkci využívá ESP
i další elektronické systémy podvozku jako ABS a protiskluzové systémy.
Systém ESP umožňuje využití jízdních vlastností až na samou hranici fyzikálních
zákonů, tím přispívá k obecnému zvýšení aktivní bezpečnosti. Ze statistik vyplývá, že kdyby
všechny vozy byly vybaveny ESP , zabránilo by se zhruba desetině dopravních nehod. Systém
175
Brzdy
ESP vyhodnocuje až 30 krát častěji než řidič stav jízdní stability a v případě potřeby okamžitě
zasahuje.
Princip činnosti.
Aby mohlo v kritické situaci ESP správně reagovat, musí znát odpovědi na dvě
základní otázky. Kam řidič vozidlo směřuje a kam vozidlo doopravdy jede? Pro
zodpovězení těchto otázek je systém vybaven celou řadou snímačů. Snímač natočení volantu
a snímače otáček všech kol zodpoví první otázku, kam řidič vozidlo směřuje. Odpověď na
druhou otázku, kam vozidlo skutečně jede, pomáhá zjistit měřič příčného zrychlení a
momentu setrvačnosti podle svislé osy vozu. Na základě těchto hodnot systém může
porovnat požadovanou dráhu vozidla se skutečnou. Pokud se hodnoty liší, systém vyhodnotí
situaci jako kritickou a zasáhne.
Cílenými brzdnými zásahy vytvoří ESP opačný otáčivý moment, než je moment,
který vozidlo dostal do smyku. Při nedotáčivém smyku systém přibrzdí zadní kolo na vnitřní
straně zatáčky a sníží tah motoru. V druhém případě, tedy při přetáčivém průjezdu zatáčkou,
systém ESP přibrzdí kolo na vnější straně zatáčky, opět provede zásah do řízení motoru a
případně i automatické převodovky.
nedotáčivý smyk
přetáčivý smyk
bez ESP
s ESP
176
Brzdy
Objevení a následné zavedení ESP znamenalo v automobilovém průmyslu převratný
pokrok. Obdobná situace nastala kdysi při zavedení ABS. Prvním vozem, který byl vybaven
systémem ESP, se stal v roce 1995 Mercedes E nové generace. Cena nového systému však
byla pro obecné nasazení příliš vysoká. Kvůli nezdařilému testu švédských novinářů
v roce 1997 se však ESP rychle dostalo do výbavy i vozidel nižších tříd. Při onom testu
nového Mercedesu třídy A si automobil nedokázal poradit s tzv. losím testem a převrátil se.
To vzbudilo mnoho kritiky. Aby značka Mercedes neztratila kredit, začala vybavovat i tyto
levnější modely systémem ESP. Nemalou měrou se o existenci ESP zasloužila i firma
BOSCH, která se zabývá vývojem těchto a podobných elektronických systémů a zároveň je
jeho největším výrobcem. V současnosti se systém ESP uplatňuje v každém třetím vozidle
vyrobeném v Evropě.
Evropská unie (EU) hodlá učinit ze stabilizačního systému povinnou součást výbavy
nových aut. Počínaje rokem 2014 by měly všechny nové automobily v Evropě disponovat
elektronickým stabilizačním systémem, rozhodla o tom Evropská komise. Nedávný výzkum
prokázal, že stabilizaci má pouze 42% aut, prodaných na území EU. Zpravidla se jedná o větší
a dražší auta.
BAS – Brake Assistant System
BAS je zkratka označující brzdový asistent. Brzdový asistent dokáže monitorovat
intenzitu sešlápnutí plynu a na základě zjištěných údajů zvýšit účinnost brzd.
Výklad
BAS je zkratka označující brzdový asistent, tato zkratka vznikla z anglického Brake
Assistant System. Systém BAS monitoruje rychlost a intenzitu sešlápnutí brzdového.
Podle těchto veličin je systém schopen vyhodnotit kritickou situaci a případně zvýšit tlak
v brzdné soustavě. Tím se dosáhne větší brzdné síly při stejném tlaku nohy na pedál. Zároveň
se zkrátí brzdná dráha až o 20%. Brzdový asistent je tedy prvkem aktivní bezpečnosti.
Existují tři základní typy BAS: elektronický, hydraulický nebo mechanicky brzdový
asistent. Jejich funkce je v podstatě stejná, liší se pouze ve způsobu snímání potřebných
signálů. Pod brzdovým pedálem je umístěn snímač, který snímá rychlost a sílu stlačení
pedálu. Při dosažení mezní hodnoty dojde k aktivaci brzdového asistenta, který urychlí náběh
177
Brzdy
brzd tím, že zvýší tlak v hydraulickém systému brzd. BAS tím zkrátí dobu potřebnou
k dosažení maximálního brzdného účinku.
zdroj: www.sicurauto.it
BWD – Brake Disc Wiping
Elektronický systém, který v daných intervalech čistí kotouče od vody, čímž zvyšuje
účinnost brzd a zkracuje brzdnou dráhu.
Výklad
BDW (Brake Disc Wiping) je prvek aktivní bezpečnosti, vyvinutý firmou BOSCH.
Tento systém pomáhá zkrátit brzdnou dráhu tím, že za silného deště, kdy se na kotoučích tvoří
vodní film, přitlačuje brzdové obložení ke kotoučům, čímž vytlačí vodu. Tím se dosáhne
případné rychlejší reakce brzd.
178
Brzdy
EDS – Elektronische Differenzialspelle
EDS je systém elektronicky řízené uzávěry diferenciálu. Tento systém motorista ocení
především v zimních měsících a při jízdě na vozovce se špatnou adhezí. EDS přibrzďuje
protáčející se hnací kolo a tím umožňuje přenesení výkon na kolo s lepšími adhezními
podmínkami.
Výklad
EDS samočinně přibrzďuje protáčející se kolo hnací nápravy s cílem vyrovnat
silový poměr na obou kolech. Pomocí snímačů systému ABS řídicí jednotka neustále sleduje
a vyhodnocuje otáčení obou hnacích kol. Pokud rozdíl otáček levého a pravého kola odpovídá
prokluzu kol, vyšle řídící jednotka signál a systém ABS protáčející se kolo přibrzdí.
Přibrzděním odlehčeného (protáčejícího se) kola se momenty na obou kolech vyrovnají a
výsledný účinek je podobný jako u mechanické uzávěry diferenciálu.
Princip činnosti.
Za předpokladu stejných adhezních poměrů mezi pneumatikou a kolem působí
u poháněné nápravy s diferenciálem stejně velký krouticí moment MA na obě kola. Pokud je
tření mezi kolem a vozovkou dostatečné, kola přenesou na vozovku všechen hnaní moment.
Každé kolo tedy přenáší 50% celkového hnacího momentu.
Pokud je na jedné straně vozovky více kluzký povrch, tedy povrch s nižší adhezí,
určuje velikost přenášeného hnacího momentu kolo s nižším součinitelem tření. Nápravový
diferenciál stále rozděluje hnací moment v poměru 50:50, a pokud jedno kolo nemůže přenést
hnací moment, sníží se velikost přenášeného momentu na obou kolech současně.
zdroj: www.skoda-auto.com
179
Brzdy
Dojde-li k překročení hranice přilnavosti na jednom kole, kolo se začne protáčet. To
znamená, že přenese menší krouticí moment. Podle adhezních podmínek může jít dokonce až
k nule (jistě znáte situaci ze zimní silnice, kdy jedno kolo zajelo do závěje a automobil se ve
stoupání úplně zastavil). 50% z nuly je opět nula, takže ani kolo na dobrém povrchu
nemůže přenášet sílu a rozjet vozidlo. Všechen výkon jakoby mizí skrze protáčející se kolo.
Nyní začíná fungovat systém elektronické uzávěry diferenciálu. Řídicí jednotka EDS
začne protáčející se kolo přibrzďovat, čímž vyvolá brzdný moment MB, který pomůže
dorovnat momentový poměr na nápravě. Nyní díky brzdnému momentu může kolo s vyšší
adhezí přenášet sílu na vozovku a nedochází k prokluzu.
Předností EDS je nejvíce využito v zimním období, např. při rozjezdech s jedním
kolem na zasněžené krajnici nebo při jízdě do stoupání s jednostranně kluzkou vozovkou.
180
Brzdy
EBD – Elektronic Brakeforce Distribution
Systém elektronického rozdělování brzdných sil. Tento systém umožňuje rozdělení
brzdné síly na jednotlivá kola, čímž zefektivňuje celé brzdění a zkracuje brzdnou dráhu.
Výklad
EBD z anglického Electronic Brakeforce Distribution – elektronické rozdělování
brzdné síly. Systém sleduje změnu zatížení náprav při brzdění. Na základě těchto měření
dokáže řídicí jednotka upravit brzdný tlak na každém kole tak, aby byl brzdný účinek
maximální.
Princip činnosti.
Na obrázku dole je názorná ukázka, jak EBD funguje. V prvním případě jede ve
vozidle pouze řidič a vozidlo má určitou brzdnou dráhu. V druhém případě jede ve vozidle
více pasažérů a brzdná dráha se prodlouží. Zároveň však systém EBD přerozdělí rozložení
brzdných sil podle aktuálního rozložení hmot. Jelikož další posádka a náklad posouvají těžiště
zpravidla dozadu (zvyšují přítlak na zadní nápravě), systém EBD může zvýšit brzdný účinek
zadních kol. Ve třetím případě je znázorněna situace, kdy vozidlo není vybaveno systémem
EBD a jeho brzdná dráha je nejdelší.
zdroj: www.hondacarindia.com
181
Brzdy
EBP – Elektronic Brake Prefill
Elektronický systém, který po náhlém ubrání plynu okamžitě přiblíží brzdové obložení
ke kotoučům a zkrátí tak dobu náběhu brzdy.
Výklad
EBP (Electronic Brake Prefill) je prvek aktivní bezpečnosti vyvinutý firmou BOSH.
V případě, že řidič prudce uvolní plynový pedál, elektronika systému EBP z toho vyvodí, že
jde o možnou nouzovou situaci. Systém Electronic Brake Prefill okamžitě přiblíží brzdové
obložení k brzdovým kotoučům. Tím se zkrátí doba náběhu brzd a součastně i samotná brzdná
dráha. Systém EBP spolupracuje s brzdovým asistentem.
182
Brzdy
9.7 Vzduchotlaké brzdy
Cíl: Poznat podstatu a princip činnosti vzduchotlakých strojních
brzd.
Nákladní vozidla a autobusy, mají ve srovnání s osobními automobily výrazně vyšší
hmotnost. Proto pro jejich brzdění je nutná mnohem větší brzdná síla. K jejímu dosažení musí
na čelisti bubnových brzd, nebo na brzdové destičky kotoučových brzd působit mnohem
větší brzdící síla. Tu řidič svoji silou ani za pomoci posilovače brzd není schopen vyvinout.
Proto musí být u těžkých vozidel k dosažení dostatečné brzdící síly k dispozici jiný zdroj
energie. Tím je u motorových vozidel stlačený vzduch. Protože řidič svým působením na
brzdový pedál pouze ovládá a reguluje velikost brzdného účinku a vlastní práci za něj vykoná
jiný zdroj energie ve formě stlačeného vzduchu, nyzývá se tento brzdový systém
strojní přetlakové brzdy.
Výklad
Strojní brzdy




U strojní brzdové soustavy se energie potřebná k vytvoření brzdné síly
dodává jedním nebo několika zdroji energie, které řidič pouze ovládá.
Používají se především u nákladních automobilů, v menší míře u dodávkových
a osobních automobilů.
Konstrukčních provedení a způsobů zapojení převodů strojních brzd a stejně
tak i provedení jednotlivých přístrojů je velké množství.
Proto se zaměříme pouze na základní principiální řešení.
Strojní vzduchové brzdy:
•
•
•


Používají se u středních a těžkých nákladních automobilů, tahačů, jízdních
souprav a speciálních vozidel.
Brzda působí účinkem přetlaku vzduchu ve vzduchojemu, kde řidič pouze řídí
množství tlakového vzduchu propouštěného do brzdových válců.
Brzda má zpravidla pneumaticko-mechanický převod.
Konstrukčních provedení a způsobů zapojení (převodů) brzd i provedení
jednotlivých přístrojů je značné množství.
Z tohoto důvodu jsou dále popsány pouze ukázky typických zapojení
vzduchových brzdových soustav a ukázky konstrukčního provedení a funkce
typických používaných přístrojů.
183
Brzdy
a) Jednookruhová strojní přetlaková brzda
•
•
Je to brzda jednoduché konstrukce, která je dnes povolena pouze u vozidel
s maximální konstrukční rychlostí do 25 km.h-1.
Na této brzdě je ale snadné pochopení funkce celé soustavy
• Vzduch z kompresoru je přiváděn přes odlučovač oleje a plnič pneumatik do
•
•
•
•
•
•
vyrovnavače tlaku a odtud do vzduchojemů vozidla.
Ze vzduchojemů prochází tlakový vzduch k hlavnímu brzdiči a plnící větví přes brzdič
přívěsu do vzduchojemů přívěsu.
Při sešlápnutí pedálu brzdy je tlakový vzduch propuštěn přes hlavní brzdič do
vzduchových brzdových válců na kolech, které ovládají brzdové klíče.
Dále se tlakový vzduch dostává ovládací větví k brzdiči přívěsu, který uzavře plnící
větev a ze spojovací hadice vypustí tlakový vzduch do ovzduší.
Pokles tlaku ve spojovací hadici je impulsem pro rozvaděč přívěsu, který brzdí přívěs.
Při uvolnění brzdového pedálu je vzduch z brzdových válců i ovládací větve brzdiče
přívěsu přepuštěn přes hlavní brzdič do ovzduší.
Vážným nedostatkem této brzdy je právě jednookruhový převod. Při jakémkoliv
místním poškození potrubí, nebo jiné části převodu brzdy vozidlo nelze provozní
brzdou zabrzdit.
184
Brzdy
b) Dvouokruhová strojní přetlaková brzda
•
Tato brzda je již složitější, ale znamená zvýšení bezpečnosti - při poruše jednoho
okruhu nouzově brzdí okruh druhý.
•
Nejjednodušší možné schéma :
•
Tlakový vzduch zde postupuje z kompresoru (K) přes odlučovač vody a oleje (O),
regulátor tlaku (RT) do vzduchojemů (V) prvního a druhého okruhu. Ze vzduchojemů
prochází až k dvouokruhovému hlavnímu brzdiči (HB).
•
Při sešlápnutí pedálu prochází tlakový vzduch přes hlavní brzdič do brzdových válců
(BV) obou okruhů.
•
Při odbrždění se tlakový vzduch z brzdových válců vypouští do atmosféry přes hlavní
brzdič.
•
U tohoto provedení zadní brzdové válce napojené na druhý okruh mají tlakový předstih
vůči brzdovým válcům předních kol. Vzhledem ke značně dlouhému potrubí ani tento
předstih nezajistí dřívější brždění kol zadních náprav.
•
•
•
NEVÝHODY
Je zde dlouhá reakční doba brzd a doba náběhu brždění.
Dále při odbrždění je dlouhá cesta tlakového vzduchu pro odvětrání přes hlavní brzdič,
tedy dlouhá doba doběhu brždění.
K odstranění nevýhod tohoto provedení dvoukruhové soustavy bylo nutné hledat
vhodné řešení.
Možným řešením je použití ovládacích a vyfukovacích ventilů v brzdovém
okruhu zadních náprav.
185
Brzdy
•
Tlakový vzduch je zde přiveden ze vzduchojemu přímo k ovládacím ventilům a přes
hlavní brzdič prochází pouze ovládací větev.
•
Při sešlápnutí pedálu hlavního brzdiče (HB) projde vzduch ovládací větví
k ovládacím ventilům (OV), které otevře. Tím se propustí vzduch ze vzduchojemu
přes ovládací ventily přímo do brzdových válců (BV).
•
Při odbrždění se ovládací ventily uzavřou a vzduch z brzdových válců uniká do
ovzduší krátkou cestou přes vyfukovací ventily (VV).
•
U tohoto zapojení je jako příslušenství zdroje energie použit protimrazový vstřikovač
(PV) a sdružený přístroj (SP), který obsahuje regulátor tlaku, čistič vzduchu,
automatický odvodňovací ventil a plnič pneumatik.
c) Víceokruhová strojní přetlaková brzda
Má obvykle:
•
•
•
Dva okruhy provozní brzdy – pracují na stejném principu jako dvouokruhová
strojní přetlaková brzda, která byla popsána v předchozím bodě.
Okruh pro brždění přípojného vozidla – je možno řešit různými způsoby:
- Okruh, ovládaný samostatným jednookruhovým brzdičem, který je mechanicky
spojen s dvouokruhovým hlavním brzdičem.
- Použití tříokruhového hlavního brzdiče u kterého dva okruhy slouží pro
provozní brzdu vozidla a třetí pro brždění přívěsu.
- Použití víceokruhového brzdiče přívěsu, (VBP) který je ovládán nezávisle
tlakem vzduchu prvního i druhého okruhu provozní brzdy a rovněž okruhem
nouzové a parkovací brzdy.
Okruh nouzové a parkovací brzdy – je obvykle ovládán ručním ovládacím
ventilem (ROV) a působí na kola zadních náprav vozidla, kde jsou umístěny
tandemové pružinové brzdové válce a dále na brzdič přívěsu.
186
Brzdy
Schéma víceokruhové strojní přetlakové brzdy čtyřnápravového automobilu TATRA 815.
•
•
Tlakový vzduch je dodáván kompresorem (K) a postupuje přes kondenzační jímku
(KJ), protimrazový vstřikovač (PV) a regulátor tlaku (RT). Uzavírací kohouty (UK) a
zpětné ventily (ZV) do pomocného vzduchojemu (Vpom) a vzduchojemu parkovací a
nouzové brzdy (Vpark+nouz). Dále přes jistící ventil (JV) do vzduchojemů obou okruhů
provozních brzd vozidla (V1-prov ; V2-prov).
Ze vzduchojemů okruhů provozních brzd se dostává k dvouokruhovému hlavnímu
brzdiči (HB) a při sešlápnutí pedálu k brzdovým válcům (BV) první nápravy a
tandemovým brzdovým pružinovým válcům (TBPV) ostatních náprav.
•
V okruhu pro brždění přívěsu je zařazen víceokruhový brzdič přívěsu (VBP), který je
ovládán od obou okruhů provozních brzd a dále pomocí ručního ovládacího ventilu.
•
Okruh nouzové a parkovací brzdy je ovládán ručním ovládacím ventilem (ROV) a
působí na tandemové brzdové pružinové válce druhé až čtvrté nápravy vozidla.
Aby vzduchové brzdy správně plnily svoji funkci, musí být celá soustava vybavena
potřebnými přístroji, které činnost soustavy zajišťují. Každá soustava je vybavena různými
přístroji a i jednotlivé přístroje se mohou lišit podle konstrukčního provedení, které používá
ten který výrobce .
Princip činnosti základních přístrojů vzduchové brzdové soustavy je ale stejný. Dále
budou uvedeny ty nejzákladnější přístroje, které zajišťují činnost vzduchové brzdové
soustavy.
187
Brzdy
Přístroje vzduchových brzd
Základní přístroje vzduchových brzdových soustav:






kompresor,
protimrazový vstřikovač,
regulátor tlaku,
vysoušeč a čistič vzduchu,
vzduchojemy,
ventily:
- jistící,
- zpětný,
- odvodňovací,
- dvoucestný,
- čistící,
- ruční ovládací,
- ovládací,
- vyfukovací,



brzdiče,
brzdové válce:
spojkové hlavice.
Kompresor:
•
U převážné většiny automobilů se používají jednostupňové kompresory s výkonem 60
až 250 litrů za minutu při přibližně 1250 otáčkách.
•
•
Tlak vzduchu dodávaný kompresorem je 600 až 800 kPa.
Používají se jednoválcové i dvouválcové kompresory, chlazené vzduchem nebo
kapalinou, mazány jsou samostatně nebo z mazací soustavy motoru, pohon je od
vačkového nebo klikového hřídele motoru prostřednictvím ozubených kol nebo pomocí
klínového řemene
188
Brzdy
Regulátor tlaku:
Sdružený regulátor tlaku :
Je sloučený přístroj, který obsahuje regulátor tlaku, čistič vzduchu s
automatickým vypouštěním kondenzátu a plnič pneumatik. Sdružený přístroj má v
horní části (1) jednokomorový regulátor tlaku, který udržuje provozní tlak vzduchu
v brzdové soustavě a pojistný ventil. Po dosažení max. provozního tlaku ve
vzduchojemech regulátor vypouští vzduch do ovzduší z výtlačné větve kompresoru. Na
výstupu ke vzduchojemu je umístěna zpětná záklopka a plnič pneumatik. Ve střední
části (2) je umístěn čistič vzduchu (3) a ve spodní části (4) automatické vypouštěcí
zařízení kondenzátu s ventilem (6). Vzduch přiváděný z kompresoru vstupem (A) je
nucen několikrát měnit směr proudění, zvětšením prostoru dochází ke snížení tlaku a tím
i k poklesu teploty. Ze vzduchu se odlučují nečistoty a kondenzát, které se shromažďují
ve spodní části. K samočinnému vypouštění kondenzátu dochází vždy po dosažení max.
provozního tlaku vzduchu v brzdové soustavě, kdy je odtlačen vypouštěcí ventil (6) ze
sedla (5).
Vzduchojemy:
Vzduchojemy slouží k vytvoření dostatečné
zásoby vzduchu a jsou opatřeny otvorem se závitem k
připojení odvodňovacího ventilu.
189
Brzdy
Brzdiče:
Dvouokruhový hlavní brzdič :
Obvykle je tandémový, každý okruh
brzdiče
je
napojen
na
samostatný
vzduchojem a příslušné brzdové válce.
Ovládání I. okruhu - při stlačení pedálu
působí síla přes vložku (q) na píst (a) a ten
se posunu dolů. Uzavře se ventil (p) a
spojení s ovzduším (3). Otevře se ventil (o),
propustí se vzduch z přívodu (11) do
prostoru (A) a k vývodu (21). Vzduch také
působí v prostoru (A) spolu s pružinou
zespodu na píst (a). S nárůstem tlaku
vzduchu v prostoru (A) se stlačuje pryžová
vložka (q) a píst (a) se posunuje směrem
nahoru. Ventil (o) se uzavírá. Při jeho
úplném uzavření nastává rovnovážný stav
v I. okruhu. II. okruh je ovládán tlakem
vzduchu I. okruhu - vazba pneumatická.
Z prostoru (A) se vzduch dostává vývrtem
(n) do prostoru (B), působí na píst (b) a
stlačuje jej dolů. Píst (b) unáší píst (c), který
dosedne na sedlo (j), uzavře jej a otevře
ventil (k). Přeruší se spojení II.okruhu s
ovzduším a vzduch projde z přívodu (12) do
prostoru (C) a k vývodu (22). Současně
působí vzduch v prostoru (C) spolu
s pružinou zespodu na píst (c). S nárůstem
tlaku v prostoru (C) se píst (c) posunuje
směrem nahoru. Ventil (k) se tím postupně
190
Brzdy
Víceokruhový brzdič přívěsu:
Slouží k ovládání dvouhadicové brzdy přívěsu oběma okruhy provozní a okruhem
nouzové brzdy. V odbržděném stavu působí tlakový vzduch přiváděný od vzduchojemu
přívodem (B) zdola na píst (6). Vzduch z nouzové a parkovací brzdy působí shora na
membránu (14). Větší síla působící na membránu (14) udržuje písty (6,7) a membránu
v dolní dorazové poloze. Při provozním brždění je brzdič ovládán přednostně tlakem
vzduchu z I.okruhu (přívod A). Soustava pístů (11,12) je stlačena dolů, uzavře propojení
ovzduším a odtlačí ventil (13) od sedla v pístu (6). Tlak. vzduch přiváděný od
vzduchojemu (přívod B) se přepouští z prostoru pod pístem (6) do ovládací větve přívěsu
(výstup D), a to s předstihem oproti tlaku v I.okruhu. Působení tlaku vzduchu z II. okruhu
(přívod C) zdola na membránu (14) je vyrovnáno tlakem v ovládací větvi přívěsu,
působícím shora na píst (6), takže se poloha celého systému nemění. Při brždění
nouzovou brzdou (vypouštění vzduchu z nouzové a parkovací brzdy) klesá tlak vzduchu
nad membránou (14), vzduch přicházející od vzduchojemu (přívod B) a působící zdola na
píst (6) přesune soustavu pístů (6,7) a membránu směrem nahoru. Plnění ovládací větve
ří ě
( ý t
D) j j k
ři
š I k h
í b d K db ždě í ří ě
Brzdové válce:
Pístový brzdový válec :
Tlakový vzduch je přiváděn zleva do
prostoru (A) pod píst (1). Působením
tlaku vzduchu se pohybuje pístnice
(2), která je spojena s pákou
brzdového klíče a dochází k brzdění
kola.
191
Brzdy
Membránový brzdový válec:
Tlakový vzduch je přiváděn zleva do prostoru
(A) před manžetu (1). Působením tlaku
vzduchu se pohybuje pístnice (4) spolu s
opěrkou (2). Pístnice je spojena s pákou
brzdového klíče a dochází k brždění kola. Při
odbrždění přestane působit tlakový vzduch a
pístnice (4) s opěrkou (2) a membránou (1) se
vrátí do výchozí polohy působením vratné
pružiny (3).
Tandemový pružinový brzd. válec :
K provoznímu brzdění slouží pravá
část - membránový brzdový válec.
Vzduch je do něj při brzdění přiváděn
přívodem (11).Levá část je pružinový
brzdový válec, slouží pro nouzové a
parkovací brzdění. Uskutečňuje se
tlakem pružiny (f) na píst (e), který
stlačuje píst (a) s pístnicí (b) válce
membránového. Pro odbrzdění je
přiveden vzduch přívodem (12) do
prostoru (B), který stlačí píst (e) s
pružinou (f). Odbrzdění lze provést i
mechanicky šroubem s maticí (h).
Spojkové hlavice:
Slouží ke spojení tažného vozidla s přívěsem. Pro plnící větev se používají
spojkové hlavice označené červenou barvou (písmenem E), pro ovládací větev
žluté (písmenem S). Na přípojném vozidle jsou hlavice bez ventilu (Obr. a ).
Hlavice s ventilem jsou určeny výhradně pro tahač (Obr. b ). Dvouvývodové
hlavice s ventilem jsou určeny výhradně pro tahač – plnící větev (Obr c ).
192
Brzdy
9.8 Zpomalovací brzdy.
Zpomalovací brzdy patří do skupiny odlehčovacích soustav. U motorových vozidel se
používají hlavně ve formě zpomalovacích brzd.
Zpomalovací brzda (odlehčovací brzda) - ústrojí, které slouží ke zmírňování nebo
omezení rychlosti jedoucího vozidla, nikoli však k jeho zastavení.
Výklad
Odlehčovací brzdy
Používají se k omezení (snížení) rychlosti jízdy vozidla při dlouhotrvajících nebo častých
bržděních. Zajišťují brždění s poměrně malým zpomalením po delší dobu, dosáhne se
snížení
ne však úplné zastavení vozidla. Zpomalovací (odlehčovací) brzdou se zvyšuje
bezpečnost
snížením opotřebení provozních brzd, zvyšuje se průměrná rychlost jízdy a zajišťuje se
připravenost provozních brzd k brždění. Druhy zpomalovacích (odlehčovacích) brzd jsou
:




Motor vozidla - vyvolává brzdící účinek pouze snížením dodávky paliva.
Motorová brzda - brzdí pouze motor v podmínkách běhu naprázdno při zařazeném
rychlostním stupni. Zpomalení způsobují pasivní odpory motoru, které mohou být
zvýšeny např. škrcením dodávky vzduchu nebo změnou časování ventilů apod.
Výfuková brzda - nejpoužívanější u nákladních vozidel. Je přerušen přívod paliva k
motoru a později se uzavře výfukové potrubí. Motor pracuje jako kompresor. Brzda
vyvodí brzdný moment, který je 2 ÷ 2,5 krát větší, než při brzdění pouze motorem.
Brzda se zapíná pákou (1), táhlo (2) uzavře dodávku paliva. Mechanicky se otevře
pneumatický ventil (3) a vzduchový válec (5) uzavře klapku (6) ve výfukovém
potrubí (7).
Odlehčovací brzda výfuková
193
Brzdy

Hydrodynamická brzda (retardér) - je v současné době nemyslitelnou součástí
brzdných zařízení vozidel určených k trvalé hromadné přepravě osob, tj.
autobusů, ale také těžkých automobilů a tahačů předurčených k vytvoření jízdních
souprav o velké hmotnosti. Retardér je vlastně brzda pracující na obdobném
principu a obdobném konstrukčním řešení jako kapalinová spojka. Bývá umístěn v
převodovém ústrojí, nejčastěji v hydromechanické převodovce. Zpomalovacího
účinku je dosaženo odporem kapaliny který působí na rotující části. Při své
činnosti se brzda značně zahřívá, kapalinu je proto nutno chladit.

Elektromagnetická brzda - zpomalovací účinek se dosahuje působením
elektromagnetického pole na otáčející se kovový kotouč. Umístěna je v
převodovém ústrojí. Stator je tvořen soustavou elektromagnetů a je nepohyblivě
uchycen. Rotor je poháněn hnacím hřídelem. V rotoru vznikají vířivé proudy, které
vytváří brzdný moment.
Hydrodynamická
Elektromagnetická
Shrnutí pojmů
 brzdění vozidla se dělí podle účelu na provozní, nouzové, parkovací, odlehčovací
 na brzdná zařízení jsou kladeny požadavky vyplývající ze zákonů a předpisů
 brzdové soustavy se dělí podle účelu použití, podle zdroje energie, podle ovládacího
ústrojí
 hlavní části brzdových soustav jsou: ovládací ústrojí, převod brzdy, vlastní brzdy
 základním typem brzd jsou přímočinné kapalinové brzdy
 vlastní kolové brzdy jsou bubnové a kotoučové
 bubnové brzdy se dělí podle konstrukčního provedení
 kotoučové brzdy jsou otevřené a uzavřené
 používají brzdový třmen pevný, plovoucí, výkyvný
 brzdy s posilovačem jsou brzdy polostrojní
194
Brzdy
 k základním elektronickým systémům brzd patří ABS, ABSplus, ABS+CBS, ASR,
MSR, ESP, BAS, BDW, EDS, EBD, EBP
 vzduchové brzdy se nazývají brzdy strojní
 používají se víceokruhové soustavy
 k zajištění činnosti slouží přístroje vzduchových brzd
 zpomalovací brzdy slouží ze zmírňování rychlosti. ne k zastavení
Otázky
1. Jaký je účel brzd vozidla?
2. Jaké druhy brzdových soustav znáte?
3. Jaký je princip činnosti přímočinných kapalinových brzd?
4. Popište konstrukci bubnové čelisťové brzdy.
5. Jaké jsou výhody a nevýhody bubnových brzd?
6. Jak pracuje kotoučová brzda?
7. Jaké znáte elektronické systémy brzd?
8. Popište princip činnosti ABS, ESP, EDS.
9. Co jsou strojní brzdy?
10. Jaké základní přístroje strojní brzdy používají?
11. Co je to odlehčovací brzda?
195
řízení
10 ŘÍZENÍ
Cíl: Pochopit podstatu činnosti systému řízení vozidel a jeho
konstrukční provedení u současných vozidel
Řízení z pohledu motorových vozidel, lze chápat dvěma způsoby.
1. jako činnost, kterou se zabezpečuje udržení požadovaného směru jízdy a jeho změna
podle požadavku řidiče, nebo podle jízdní situace.
2. jako ústrojí vozidla, kterým se tato činnost zabezpečuje.
V této kapitole se budeme zabývat řízením jako ústrojím. Tedy konstrukční částí
motorových vozidel, pomocí kterých je zajištěno a umožněno měnit směr jízdy vozidla.
Řízení, je soubor zařízení na vozidle, které umožňuje natáčet kola řidící nápravy
(zpravidla přední) tak, aby vozidlo změnilo směr jízdy podle potřeby a kola nápravy se
odvalovala bez smýkání.
Výklad
Aby řízení plnilo správně svoji funkci, musí splňovat základní požadavky na řízení
kladené.
Požadavky na řízení
•
•
•
•
•
•
•
•
Kola se musí odvalovat bez smýkání.
Rejdovná kola musí zachovávat automatickou stabilitu.
Nesmí docházet k samovolnému natáčení kol.
Mechanismus řízení musí být dostatečně tuhý, aby náchylnost rejdovných kol ke
kmitům byla co nejmenší.
Převodový poměr řízení má být takový, aby řízení bylo snadno ovladatelné a
reagovalo rychle na výchylky volantu.
Počet otáček volantu z jedné krajní polohy do druhé nemá přesáhnout pět otáček.
Vychýlení kol musí být omezeno dorazy.
Převod řízení nesmí být samosvorný.
řízení
•
Vůle na volantu by neměla přesáhnout:
36 o u vozidel s rychlostí do 25 km.h-1,
27 o u vozidel s rychlostí do 100 km.h-1,
18 o u vozidel s rychlostí nad 100 km.h-1.
•
•
•
Konstrukční řešení má umožnit vymezování vůlí.
Řízení nemá přenášet nárazy a kmity od kol na volant.
Největší přípustné síly na obvodu volantu:
117,5 N pro osobní automobily bez posilovače řízení a nebo s posilovačem v
činnosti,
245 N pro nákladní automobily, tahače a autobusy bez posilovače řízení a nebo s
posilovačem v činnosti,
490 N pro nákladní automobily, tahače a autobusy při selhání posilovače řízení.
10.1 Základní pojmy geometrie řízení
Výklad
Jedním ze základních požadavků na řízení je, že kola se musí odvalovat bez smýkání.
Tento požadavek je možné splnit pouze tehdy, pokud mají kola při průjezdu zatáčkou
správnou polohu vůči vozovce. Současně poloha kol ovlivňuje i některé další vlastnosti
řízení, jako:
 automatické vracení kol do přímého směru
 zabránění kmitání kol
 udržení kol v přímém směru.
Tyto požadavky umožňuje plnit správná poloha kol a správná poloha osy natáčení
řídících kol, která je dána osou rejdového čepu. Poloha kol a rejdového čepu se souhrně
nazývá jako
geometrie řízení.





Geometrie řízení je dána následujícími hodnotami:
záklon osy rejdového čepu
příklon osy rejdového čepu
odklon kola
sbíhavost kol
poloměr rejdu.
Kromě těchto základních parametrů geometrie řízení, se definují ještě další doplňkové
parametry, ke kterým patří:
 rovnoběžnost náprav
 souměrnost náprav
Podstata a význam jednotlivých parametrů geometrie řízení je popsán dále.
řízení
Záklon osy rejdového čepu
Záklon osy rejdového čepu je průmět úhlu, který svírá osa rejdového čepu a kolmice
na vozovku, do roviny rovnoběžné s podélnou rovinou.
Výklad
Podstata úhlu záklonu osy rejdového čepu „“ vyplývá z obrázku 10.1.

z
závlek
Obrázek 10.1:Záklon osy rejdového čepu a závlek.
Jak působí
Záklon osy rejdového čepu má významný vliv na stabilizaci předních kol a podílí se
na vracení kol do přímého směru. Princip účinku záklonu na vracení kol do přímého směru
je stejný jako například u koleček nákupních vozíků. Tento princip vyplývá z obrázku 10.2.
Při natočení kolečka se bod dotyku kolečka s podložkou dostane mimo rovinu pohybu. Tečná
síla „XT“ mezi podložkou a kolečkem vyvodí na rameni „b“ moment „M“, který vrací
kolečko stále do přímého směru.
řízení
závlek
XT
b
M
Obrázek 10.2: Princip účinku záklonu rejdového čepu.
U motorových vozidel, je záklon osy rejdového čepu dán ve výrobě. Pouze výjimečně
ho lze během provozu seřizovat. Jeho hodnota je poměrně malá, pohybuje se většinou
v rozmezí několika stupňů. (2 až 3°).
Příklon osy rejdového čepu
Příklon osy rejdového čepu je průmět úhlu mezi osou rejdového čepu a kolmicí na
vozovku do roviny rovnoběžné s příčnou rovinou vozidla.
Výklad
Podstata úhlu příklonu osy
rejdového čepu „α“ vyplývá
z obrázku 10.3. Úhel příklonu
osy rejdového čepu je dán
konstrukcí nápravy a zavěšení
kola. Pouze u některých typů
zavěšení kol je možné tento úhel
měnit.

rovina
pohybu kola
Obrázek 10.3: Příklon osy rejdového čepu
řízení
Jak působí
Úhel příklonu má vliv na vracení kol do přímého směru. Pokud se kolo natáčí,
pohybuje se v rovině, která je kolmá na osu rejdového čepu. Protože má osa rejdového čepu
sklon, je o stejný úhel skloněna i rovina natáčení kola. Kolo se tedy při natočení pohybuje
jakoby pod rovinu vozovky. Tím dochází k nadzvedávání nápravy. Hmotnost připadající na
nápravu má snahu vrátit se do původní polohy a tím způsobuje samovolné vracení kol do
přímého směru, kdy je náprava v nejnižší (stabilní) poloze.
Odklon kola
Odklon kola je úhel mezi střední rovinou kola a rovinou kolmou na vozovku.
Výklad
Odklon kola „β“ může být kladný nebo záporný. Za kladný odklon považujeme
takový, kdy se kolo horní hranou odklání od vozidla. Pokud se horní hrana kola odklání
k vozidlu, jedná se o záporný odklon.
Podstata odklonu kola vyplývá z obrázku 10.4.

Obrázek 10.4: Úhel odklonu kola.
¨
řízení
Jak působí
Odklon kola vyvolává v uložení kola osové síly, které vymezují vůle v ložiskách
uložení kol. U moderních vozidel je ale tato funkce potlačena, protože současně používané
systémy uložení kol jsou natolik dokonalé, že není potřeba dodatečně vymezovat vůle.
Hlavním účelem odklonu kola tedy zůstává skutečnost, že odvalující se kolo, které je
skloněno vůči vozovce vyvolává boční síly. Ty mají na každém kole přední nápravy opačný
směr. Působí tedy proti sobě a zamezují kmitání kol při přímé jízdě. Nevýhodou odklonu
kola je, že se kola odvalují s částečným smýkáním a tím se zvyšuje opotřebení pneumatik.
U nezávislého zavěšení kol dochází při propérování ke změně úhlu odklonu kola. To
vyvolává vznik dalších přídavných sil, které namáhají řídící ústrojí vozidla. Proto je snaha aby
při propérování nedocházelo ke změně polohy kola.
U některých vozidel, je odklon kola záporný. Používá se hlavně u sportovních vozidel.
Vlivem působení sil při průjezdu zatáčkou se tento záporný odklon zmenšuje a kolo při
průjezdu zatáčkou je vůči vozovce téměř kolmé. To má vliv na lepší jízdní vlastnosti
vozidla. Umožňuje to průjezd zatáčkou vyšší rychlostí.
Sbíhavost kol
Sbíhavost je průmět úhlu „δ“ mezi střední rovinou kola a podélnou osou vozidla, do
roviny vozovky.
Výklad
Sbíhavost je také někdy definována jako rozdíl mezi vzdáleností vnitřních hran kol
vpředu a vzadu. V tomto případě se sbíhavost udává jako délkový rozměr
sbíhavost c = b – a [mm]
Podstata sbíhavosti vyplývá z obrázku 10.5.
řízení
a
b

Obrázek 10.5: Podstata sbíhavosti kol.
Jak působí
Vlivem sbíhavosti vznikají na kolech malé boční síly. Ty vnášejí do celého systému
rejdového ústrojí určité předpětí. Díky tomu se vymezí všechny vůle v kulových čepech a
v uložení součástí. Rejdové ústrojí je tak tuhé a velmi přesně pracuje.
Podle typu nápravy a také vzhledem k tomu zda je přední náprava poháněná nebo ne,
se u některých vozidel seřizují kola do záporné sbíhavosti. Někdy se hovoří o rozbíhavosti.
Zjednodušeně je možné konstatovat, že u nepoháněné nápravy je častější sbíhavost, protože
síly na kolech (hlavně valivý odpor) působí proti směru jízdy a snaží se kola vrátit do
přímého směru. Naopak u poháněné nápravy převládají síly hnací, které působí ve směru
jízdy a snaží se kola tlačit do sbíhavosti. Proto se u vozidel s předním pohonem můžeme
setkat s nulovou, nebo nepatrně zápornou sbíhavostí (s rozbíhavostí). Aby se ale nezhoršily
jízdní vlastnosti při ubrání plynu, mívají i nápravy s předním pohonem malou sbíhavost.
Projevy špatné sbíhavosti.
Sbíhavost je jedním z parametrů řízení, který je nutné pravidelně kontrolovat a
seřizovat. Špatná hodnota sbíhavosti se může projevit takto:
 opotřebení pneumatik
 po průjezdu zatáčkou se kola těžko vracejí do přímého směru
 vozidlo „táhne“ do jedné strany při akceleraci a do druhé strany při brzdění
 vozidlo „táhne“ k jedné stravě při jízdě po rovině
 tuhost řízení při zatáčení
 volant není v centrální poloze při jízdě přímo.
řízení
Poloměr rejdu
Poloměr rejdu „r“ je vzdálenost od středu pneumatiky k průsečíku osy rejdového
čepu s vozovkou.
Výklad
Poloměr rejdu je v podstatě ovlivněn velikostí příklonu osy rejdového čepu a odklonu
kola. Obě tyto hodnoty a jejich vzájemný poměr ovlivňují velikost poloměru rejdu.
Poloměr rejdu může mít kladnou nebo zápornou hodnotu.
Kladný je pokud leží jeho velikost od středu pneumatiky dovnitř vozidla.
Záporný je, pokud leží od středu pneumatiky vně vozidla.
Podstata poloměru rejdu je na obrázku 10.6.
+r
-r
Obrázek 10.6:Kladný a záporný poloměr rejdu.
řízení
Jak působí
Poloměr rejdu tvoří rameno, na kterém podélné tečné síly mezi pneumatikou a
vozovkou (hnací síla a brzdná síla) vytváří moment, který zatěžuje rejdové ústrojí. Velký
význam má tento moment hlavně při brzdění vozidla v zatáčce. Při kladném poloměru rejdu
natáčí vzniklý moment kola ven ze zatáčky. Při záporném poloměru rejdu natáčí moment
kola ve směru zatáčky. Z tohoto důvodu se záporný poloměr rejdu využívá pro snížení
nedotáčivosti . Ta je právě při brzdění v zatáčce nevýhodná. Účinek momentu, který zvětšuje
přetáčivost vozu, působí proti setrvačné síle, která má tendenci vozidlo „vytáhnout“ ven ze
zatáčky. Tento účinek má velký význam například při defektu pneumatiky při průjezdu
zatáčkou. Vhodně zvoleným poloměrem rejdu je možné zlepšit jízdní vlastnosti vozidla a tím
zvýšit jeho bezpečnost.
Je potřebné si uvědomit, že jednotlivé prvky geometrie řízení nepůsobí odděleně,
samostatně. Vždy působí souhrnně a jejich vliv se vzájemně násobí nebo naopak potlačuje.
Vzájemný poměr jednotlivých parametrů musí být určitým kompromisem i podle typu
zavěšení kol, podle způsobu uložení i podle druhu rejdového ústrojí. Velikosti parametrů
jsou výsledkem zkušeností. Nové poznatky o vlivu například poloměru rejdu, byly zjištěny
na základě možností matematického modelování kinematiky rejdového ústroijí a vlivu
zavěšení kol na geometrii celého systému rejdového ústrojí i při působení dynamických sil.
To by bez možnosti matematických simulací nebylo možné.
Rovnoběžnost náprav
Rovnoběžnost náprav je parametr, který sleduje zda jsou obě nápravy vůči sobě
rovnoběžné. Současně se sleduje, zda jsou obě nápravy kolmé na podélnou osu vozidla.
řízení
Výklad
Princip rovnoběžnosti náprav vyplývá z obrázku 10.7.
Obrázek 10.7: Rovnoběžnost a nerovnoběžnost náprav.
Jak působí
Rovnoběžnost náprav je důležitý parametr z hlediska základních jízdních vlastností
vozidla. Jakákoliv odchylka od rovnoběžnosti náprav způsobuje :
 opotřebování pneumatik
 vozidlo „táhne“ na jednu stranu
 řázení jde ztuha, hlavně na jednu stranu
 volant se těžko vrací do přímého směru.
Souměrnost náprav
Souměrnost náprav je parametr, který určuje, zda jsou obě nápravy souměrné vůči
podélné ose vozidla.
řízení
Výklad
Princip souměrnosti náprav vyplývá z obrázku 10.8.
Jak působí
Nesouměrnost náprav má podobné negativní účinky jako nerovnoběžnost náprav.
Projevuje se hlavně rozdílným způsobem průjezdu zatáčkou na jednu a druhou stranu.
Obrázek 10.8: Souměrnost a nesouměrnost náprav.
Rovnoběžnost náprav a nesouměrnost náprav je nutné kontrolovat po větších opravách
vozidla po havárii. Ke změně těchto parametrů může také dojít při prudkém nárazu kola na
překážku, při přejezdu nerovnosti na vozovce velkou rychlostí apod. Oba parametry jsou
dány konstrukcí vozidla. Jakékoliv porušení geometrie těchto parametrů je závažným
poškozením a velmi těžko se napravuje.
10.2 Druhy a konstrukce řízení
Řízení motorových vozidel je téměř výhradně zajištěno rejdovými koly. To znamená,
že ke změně směru jízdy dochází natáčením levého a pravého kola řídící nápravy. Toto
natočení obou kol je zajištěno řízením, které je k tomuto účelu konstruováno.
řízení
Druhy řízení
U současných motorových vozidel se používá několik základních druhů řízení. Dá se
však konstatovat, že vždy převládá jeden určitý druh, který je různě modofikován pro
konkrétní vozidlo.
U osobních automobilů převládá řízení:
 posilové
 volantové
 s lichoběžníkem řízení zadním
 hřebenové




U nákladních automobilů převládá řízení:
posilové
volantové
s řidícími tyčemi nebo s lichoběžníkem
maticové, nebo šnekové.
řízení
Konstrukční provedení řízení
Hlavní části řízení
Sloupek řízení - je tvořen volantem 1, hřídelem volantu 2, krycí trubkou hřídele
volantu 3 (ne vždy), převodkou řízení 4, hlavní pákou řízení 5.
Rejdové ústrojí - je odlišné pro tuhé nápravy a pro nezávislé zavěšení kol. Jeho části
jsou:


tuhé nápravy (A): rejdové čepy 6, řídící páka 7, páky spojovací tyče 8, kulové
klouby 9,
spojovací tyč 10, táhlo řízení 11;
nezávislé zavěšení (B): - páky spojovací tyče nahrazeny pákami řídících tyčí 12,
spojovací tyč nahrazena řídícími tyčemi 13 a předlohovou pákou 14.
Posilové ústrojí (jen u posilového řízení) a je tvořeno zdrojem energie, rozdělovacím ústrojím,
pracovním válcem, pomocným zařízením, např. nádrž, čistič, regulátor průtoku, pojistný ventil.
Rejdové
ústrojí
Tuhé nápravy
Sloupek
řízení
Rejdové
ústrojí
Nezávislé zavěšení
Sloupek
řízení
Sloupek řízení :
Pasivní bezpečnost:
Třístupňový systém:
•
stupeň – volant s rozměrným vyloženým
středem a měkce potaženým věncem. Cíl
- rozložit sílu nárazu trupu na co největší
plochu.
2. stupeň – deformační člen pod hlavou
volantu, který má postupně pohltit
kinetickou energii při nárazu těla řidiče.
3. stupeň – bezpečnostní hřídel volantu,
který má znemožnit nebezpečně velký
průnik řídícího mechanismu do prostoru
ádk
Požadavky na bezpečné řízení určuje mezinárodní předpis Evropské hospodářské
komise "O ochraně řidiče před řídícím ústrojím v případě čelního nárazu".
Požadavky tohoto předpisu jsou i v příslušném zákonu České republiky „O provozu
vozidel na pozemních komunikacích.“.
řízení
Volant :


nesmí mít nebezpečné nerovnosti či ostré
hrany,
nesmí zachytit
pohybech,
oděv
řidiče
při
běžných
 střed volantu je zpravidla zapuštěn,
Deformační členy : mřížkový voštinový válec,
tvarovaný plechový kalich.
Krycí trubka hřídele :
Deformovatelná:
•
•
•
trubka s pružnými elementy,
trubka
částí,
s deformační
trubka
s posuvným
pomocí kuliček.
odlehčenou
uložením
Hřídel volantu :
Složený ze dvou či více dílů spojených deformačním prvkem.
Využívá se principu zkracování délky, dělení a vybočování.
-------------------------------------------------------------------------------a) kloubový hřídel vykloněný do strany,
b) hřídel vykloněný směrem nahoru,
c) hřídel s vloženým deformačním členem,
d) hřídel s pružnými pryžovými prvky,
e) řešení s posuvným drážkovaným uložením hřídele.
řízení
Převodka řízení :
Umisťuje se pokud možno co nejvíce dozadu, mimo deformační oblast přední
části vozidla. Její konstrukční řešení je různé podle použitého převodu:
•
Hřebenový převod - tvořen pastorkem, který zabírá do ozubení hřebenové tyče.
Posuvný pohyb hřebenové tyče se přenáší na řídící páky.
•
Hřebenové řízení snižuje počet vzájemně kloubově spojených dílů, pracuje lehce,
takřka bez vůle otáčení volantu a dává řidiči pocit přímého styku s kolem.
•
•
Mechanická účinnost - vysoká (0,9 až 0,95).
•
•
Hřebenová tyč a pastorek jsou přitlačovány do záběru dvěma pružinami s příložkou.
Převod má malou schopnost tlumit rázy přenášené od kol na volant.
Ukázka konstrukčního provedení hřebenového převodu:
Proti vniknutí prachu je převod chráněn pryžovou manžetou.
Opotřebení se nejvíce projeví ve střední části hřebene a vzniklá vůle se vymezuje např.:
•
•
•
uložením pastorku ve výstředném pouzdru, otáčením lze zasunout pastorek více do záběru,
posunutím hřebene tak, aby v záběru byly neopotřebované zuby,
přitlačováním hřebenové tyče do záběru s pastorkem.
Maticový převod, - je vytvořen tím, že s hřídelem volantu je spojen vícechodý šroub se
čtvercovým nebo lichoběžníkovým profilem závitu, na kterém se při otáčení volantu
posouvá matice.
řízení
Šnekový převod, - jednotlivá provedení šnekového převodu se liší:
•
•
tvarem hnací části - šneku (globoidní, válcový),
konstrukcí hnané části (šnekové kolo, segment, kladka, kolík).
Převod šnek a kladka:
Je vhodný pro osobní, lehké a střední
nákladní automobily.
•
Do globoidního šneku (2) zabírá kladka
(5) otočně uložená na jehlových
ložiskách v rozvidleném rameni hřídele
řízení (9), na kterém je na drážkách
uložena hlavní páka řízení.
•
Kladka mívá 2 až 4 hřebeny v závislosti
na hmotnosti vozidla.
•
Osa čepu (8) kladky je vůči ose šneku
posunuta, takže je možné osovým
posuvem hřídele řízení vymezovat vůli
mezi šnekem a kladkou.
•
Mechanická účinnost se pohybuje v
rozmezí od 0,6 do 0,8.
řízení
Rejdové ústrojí :
Splnění podmínky ideálního odvalování předních rejdových kol - musí splnit právě
rejdové ústrojí.
Rejdová ústrojí se liší:
•
•
podle typu použité řídící nápravy,
z hlediska použité převodky řízení.
Podle typu nápravy
U tuhých náprav - lichoběžník řízení, i když
uvedenou podmínku nesplňuje úplně
přesně.
•
Vhodnou volbou směru pák spojovací tyče
a jejich délek lze chyby zmenšit až na
zanedbatelné minimum.
•
Lichoběžník zadní (umístěný za nápravou
ve směru jízdy - Obr. a), kdy se používá
většinou
nedělená
spojovací
tyč,
namáhaná na vzpěr.
•
Výhodou - je i to, že díly lichoběžníku
řízení a tím i rejdového ústrojí jsou
nápravou chráněny před poškozením.
•
Lichoběžník přední (Obr. b), výhodou
tohoto uspořádání je, že nedělená
spojovací tyč, umístěná před nápravou ve
směru jízdy je namáhána na tah.
U nezávislého zavěšení kol:
•
Nelze použít lichoběžník řízení s nedělenou spojovací tyčí – docházelo by
k vzájemnému ovlivnění kol při propérování.
•
Proto se zde používá tzv.“čtyřkloubový mechanismus“ který toto ovlivnění
vylučuje.
•
I toto je však v podstatě lichoběžník řízení, ale s dělenou spojovací tyčí.
U nákladních automobilů:
•
Používá
se
poměrně
jednoduchý
mechanismus s dlouhými řídícími tyčemi
(o délce l) a krátkou předlohovou pákou
řízení (délka 2.m).
•
Právě dlouhé řídící tyče uložené co nejvíce
rovnoběžně s podélnou osou vozidla a co
nejkratší předlohová páka řízení zajišťují,
minimální
vzájemné
ovlivnění
obou
řízených kol.
řízení
U osobních automobilů:
•
•
Používá se mechanismus, který je složitější.
Ale méně náročný na místo a zaručuje, že nedojde k žádnému
ovlivnění řízených kol.
• Rejdové ústrojí má mít co nejmenší počet
dílů a kloubových spojů.
• Tření v kulových kloubech snižuje
celkovou mechanickou účinnost řízení.
• Mechanická účinnost kloubového spoje
se uvažuje v rozmezí 0,85 až 0,92.
Ukázka konstrukčního provedení
rejdovného ústrojí se čtyřkloubovým
mechanismem:
• Polonápravy délky „l1“ kývají kolem
•
•
•
podélné osy vozidla, řídící tyče by rovněž
měly kývat kolem této osy.
Kulové klouby na předlohové páce jsou
proto co nejblíže u sebe, takže rozdíly
oblouků o poloměrech „l1“ a „l2“ jsou
velmi malé.
Sbíhavost kol se seřizuje otáčením
řídících tyčí, které se posouvají
v závitech hlavic kulových kloubů, čímž
se mění délka spojení.
Řídící tyče mají na jednom konci levý a
na druhém pravý závit.
Příklad konstrukčního provedení rejdového ústrojí se čtyřkloubovým
mechanismem u osobního automobilu:
•
Pohyb je od hlavní páky řízení (4) přenášen na řídící páku (3) levého kola a přes
spojovací tyč čtyřkloubového mechanismu (5) a páku (6) na řídící tyč pravého kola (7).
řízení
Ukázka konstrukčního provedení hřebenového řízení:
10.3 Posilovače řízení
Moderní automobily jsou vybavovány stále dokonalejší technikou, která zpříjemňuje
práci řidiče a zvyšuje bezpečnost provozu. Řízení vozidla patří bezesporu k nejdůležitějšímu
ústrojí automobilu právě z pohledu bezpečnosti. Pro zlepšení funkce řízení se stále častěji
využívá posilovač řízení.
Posilovač řízení je hydraulické či elektrické zařízení, které snižuje ovládací sílu,
potřebnou k otočení volantu.
Výklad
U vozidel, které mají zatíženou přední nápravu, je potřeba vyvinout velkou sílu na
otočení volantem, zejména když vozidlo stojí nebo se pohybuje malou rychlostí. U nákladních
vozidel se to dříve řešilo zvětšením průměru volantu (zvětšila se páka, a tím snížila potřebná
síla). Dalo by se to také řešit mechanickým zpřevodováním, zvýšil by se však počet otáček
volantu, potřebných k zatočení. Dnes se u vozidel používají hydraulické posilovače řízení
(neboli servořízení) nebo elektrické posilovače (systémy EPAS, EPS).
řízení
Účel - snížit nadměrnou námahu řidiče.
•
•
Používá se tehdy, je-li síla na volantu větší než maximální přípustná síla.
Dále se používá u vozidel u kterých je hmotnost připadající na řízené nápravy větší než
3 500 kg.
Použití posilového řízení je doprovázeno:
Zápornými vlivy:




zvýšené opotřebení pneumatik,
větší zatížení dílů rejdového ústrojí,
složitější a dražší konstrukční řešení a výroba,
zvýšení pracnosti údržby.
Kladnými vlivy:




ulehčení práce řidiče a snížení jeho únavy a tím zvýšení bezpečnosti jízdy,
zlepšení ovladatelnosti vozidla,
zvýšení průměrné rychlosti jízdy,
snížení dynamických rázů přenášených od kol na volant zejména při jízdě v
terénu.
Požadavky na posilové řízení
•
•
•
•
•
Činnost řízení vozidla nesmí narušit porucha posilovače. Mechanická vazba volantu
s rejdovnými koly musí být z bezpečnostních důvodů trvale zachována.
Posilové řízení má začít pracovat při minimální ovládací síle na volantu 25 až 100 N,
do dosažení této hodnoty má být vozidlo řízeno přímo, tzn. bez posilovače.
Se zvyšováním odporu při zatáčení má vzrůstat i velikost ovládací síly na volantu.
Při práci posilovače musí být minimální prodlevy a důsledná zpětná vazba
(kinematická a silová) a tím zajišťovat úměrnost sil a úhlu natočení volantu a
rejdovných kol řídící nápravy.
Musí být zabráněno samovolné činnosti posilovače od nárazů při jízdě na nerovné
vozovce a zajistit činnost posilovače tak, aby byl zachován původní směr jízdy i při
poškození pneumatiky rejdovného kola a následném havarijním brždění.
Rozdělení posilového řízení
řízení
U moderních motorových vozidel se používá několik základních druhů posilového
řízení. Nejčastější jsou posilovače:
 hydraulické
 elektrohydraulické
 elektrické (elektromechanické)
Hydraulické posilovače
Jedná se o nejstarší systém, který je i v současné době využíván nejčastěji. Původně
byl využíván hlavně u nákladních vozidel, kde bylo použití posilovače vynuceno hmotností
vozidel. U osobních vozidel se začaly hydraulické posilovače objevovat nejprve u
automobilů vyšších tříd. Dnes je použití posilovače již téměř samozřejmostí v základní
výbavě osobních automobilů.
Konstrukce posilového řízení
Kapalinové posilovače dnes výrazně převažují, i když vyžadují zvláštní
čerpadlo spolu
s příslušenstvím a jsou dražší.
mají řadu předností:
 vyšší
provozní tlak, což umožňuje značně snížit rozměry všech částí,
především
pracovního válce,
 výrazně menší časová prodleva ,
 lepší tlumení rázů a kmitů kol,
 vysoká mechanická účinnost.
řízení
Druhy systémů hydraulického posilovače řízení.
Monoblokové kapalinové posilové řízení :
Základní části
bloku:
•
•
•
sloučeny
do
jednoho
Příslušenství - zásobní nádrž (ZN) s
čističem, čerpadlo (Č) s regulátorem
průtoku a pojistným ventilem.
Uspořádání je kompaktní, má malý počet
potrubí, hadic a spojů, zvýšenou citlivost
řízení.
Nedostatkem je složitost posilovače a
zvýšené namáhání rejdového ústrojí a
převodky řízení od dynamických rázů.
Konstrukční provedení tohoto posilového řízení použité u hřebenového
řízení osobního automobilu
Rozdělovací ústrojí (d) je opět před převodkou řízení a pracovní
válec s pístem (g) je napojen přímo na hřebenovou tyč řízení (f).
Rozdělovací
ústrojí
Převodka řízení
Pracovní válec
Tento ty posilového řízení je nejběžnějším typem u osobních automobilů, kde se často
používá hřebenový převod. Nejběžnější konstrukční provedení a princip činnosti
hydraulického posilovače je znázorněn na obrázku.
řízení
Hydraulická kapalina je vedena od čerpadla do rotačního ventilu. Ten podle směru
otáčení hřídele volantu přepouští tlakovou kapalinu potrubím na jednu nebo druhou stranu
pístu. Síla na píst pomáhá pohybu pístnice, která je součástí hřebenové tyče, kterou pohybuje
ozubený pastorek. Kapalina z druhé strany pístu se potrubím vrací zpět do nádržky.
Elektro-hydraulické posilovače
Electrial Hydraulic Power Steering (EHPS)
Elektrohydraulický posilovač řízení. Účinek posilovače řízení se mění v závislosti na
rychlosti vozidla a největší účinek je při pomalém manévrování a naopak při rychlé jízdě je
posilovač vypnut.
Výklad
Používají se dva systémy.
Systém s elektronickou regulací množství hydraulické kapaliny. Tento systém je
dokonalejší než běžný hydraulický posilovač.
řízení
Řídicí jednotka řídí elektrohydraulický akční člen v převodce servořízení v závislosti
na rychlosti vozidla. Základní funkcí je řízení proporcionálního ventilu v závislosti na
rychlosti jízdy. Řízení ventilu se provádí regulací proudu. Přitom se podle charakteristiky v
závislosti na rychlosti vozidla určuje požadovaná hodnota proudu pro regulaci ventilu.Tento
ventil podle charakteristiky přiškrcuje hydraulický průtok v hydraulickém bypassu řízení.
Princip činnosti
Řídící jednotka snímá z rychloměru údaj o rychlosti jízdy. Podle toho ovládá regulační
ventil, který reguluje množství hydraulické kapaliny přiváděné do pracovního válce
posilovače.
Systém s elektrickým pohonem čerpadla.
Jedná se o moderní systém posilovače řízení, který se vyznačuje menší energetickou
náročností, než řada stávajících systémů. Účinek posilovače řízení se mění v závislosti na
rychlosti vozidla a je největší při pomalém manévrování a naopak při rychlé jízdě je posilovač
vypnut.
Elektromotor hydraulického čerpadla pracuje pouze při činnosti posilovače a je řízen
řídicí jednotkou. Tento fakt znamená, že není trvale odebírán výkon z motoru, což sebou
přináší nižší spotřebu pohonných hmot.
řízení
Princip činnosti
Řídící jednotka na základě údajů o rychlosti jízdy a o úhlu natočení volantu ovládá
elektromotorem poháněné čerpadlo. To dodává potřebné množství hadryulické kapaliny do
pracovního válce. Jinak je činnost stejná jako u běžného hydraulického posilovače.
Elektro-mechanický posilovač
Systém nese označení EPS (Electrical Power Streeing)
Elektromechanický posilovač řízení poskytuje podporu řízení pouze tehdy, když je
skutečně potřeba, na rozdíl od běžného posilovače řízení kde běží čerpadlo posilovače
neustále. Elektromotor je ovládán podle určitých charakteristik.
Výklad
Elektromotor systému EPS je ovládán pomocí elektronické řídící jednotky
následujícími parametry:





silou působící na volant;
rychlostí vozidla;
otáčkami motoru;
úhlem natočení volantu;
otáčkami servomotoru.
Systém pracuje v závislosti na tom, jak řidič pohybuje volantem a na rychlosti vozidla.
Při pomalejší jízdě nebo při parkování, kdy se volantem otáčí rychle a pod velkým úhlem,
pocítí řidič maximální podporu. Výsledkem je podstatně vyšší komfort a lepší manévrovací
schopnosti.
Při rychlejší jízdě a drobnějších pohybech volantem se podpora snižuje. Řízení
zprostředkovává řidiči přímý kontakt s vozovkou i s vozidlem, je bezprostřední a harmonické.
Kromě toho jsou do značné míry eliminovány vibrace ve volantu způsobené například
nerovností vozovky nebo nevyvážeností pneumatik.
Možné konstrukční provedení a princip činnosti vyplývá z obrázků.
řízení
Princip činnosti
Řídící jednotka snímá potřebné údaje a vyhodnotí jakou silou je nutné působit na
řízení. Ovládá servomotor, který podle typu řízení přes převod pomáhá natáčet hřídel volantu,
nebo posunuje hřebenovou tyč.
Tento systém posilového řízení je velmi dokonalý, protože může potřebnou sílu
působící na řízení přizpůsobit aktuálním podmínkám.
Tento systém může být také využit pro asistenční systémy, které mohou v případě
potřeby zasáhnout do řízení bez vědomí řidiče. K těmto systémům patří například
 hlídání jízdního pruhu
 parkovací asistent.
Shrnutí pojmů
 řízení jako činnost nebo jako soubor zařízení
 požadavky na řízení
 pojmy geometrie řízení : záklon, příklon osy rejdového čepu, odklon kola, sbíhavost,
poloměr rejdu
 rovnoběžnost náprav, souměrnost náprav
 druhy řízení podle potřebné síly, podle ovládacího prvku, podle druhu rejdového
ústrojí, podle druhu převodky řízení
 hlavní části řízení: sloupek řízení, rejdové ústrojí
 druhy převodky řízení: hřebenový převod, maticový převod, šnekový převod
 posilovače řízení: hydraulické, elektrohydraulické, elektrické
řízení
Otázky
1. Jaký je účel řízení?
2. Jaké jsou základní požadavky na řízení motorových vozidel?
3. Vyjmenujte prvky geometrie řízení.
4. Jaký vliv má sbíhavost na jízdní vlastnosti?
5. Jaký vliv má záklon osy rejdového čepu na jízdní valstnosti_
6. Vyjmenujte základní druhy řízení.
7. Jaké jsou základní částí řízení?
8. Popište konstrukci hřebenového řízení.
9. Jak pracuje posilovač řízení?
10. Vysvětlete princip činnosti elektor-hydraulického a elektro-mechanického posilovače
řízení.
Spojky
11. SPOJKY
Cíl: Pochopit účel a činnost spojky v systému převodného ústrojí
automobilu.
Jednou ze základních částí motorového vozidle je převodné ústrojí.
Převodné ústrojí slouží k přenosu točivého momentu motoru na hnací kola automobilu
a ke změně tohoto momentu na potřebnou velikost s ohledem na jízdní režim vozidla.
Výklad




Součástí převodného ústrojí je:
spojka
převodovka
spojovací a hnací hřídele
stálý převod hnací nápravy (rozvodovka )
Převodné ústrojí
 Převodné ústrojí - veškerá
ústrojí spojující motor s hnacími
koly za účelem přenosu toč.
momentu s min. ztrátami.
 Přenos musí umožnit
krátkodobé i trvalé přerušení
momentu, jeho změny (velikosti i
smyslu) a využití i pro pohon
pomocných zařízení.
Druhy převodných ústrojí :
(ČSN 30 0025)
223
Spojky
Základní požadavky na převodné ústrojí:
 min. ztráty během přenosu točivého momentu od motoru na hnací kola;
 správná a spolehlivá funkce a možnost provádění diagnostických prací;
 snadné a jednoduché ovládání potřebné ke snížení únavy obsluhy;
 jednoduchá a levná výroba a montáž - unifikace pro více typů;
 malá hmotnost, malé vnější rozměry a kompaktnost;
 malá hlučnost, korozivzdornost a otěruvzdornost;
vysoká spolehlivost, životnost, udržovatelnost a provozní pohotovost.
11.1. Účel a základní druhy spojek
Spojka je zařízení sloužící k přenosu a v případě potřeby ke krátkodobému přerušení
přenosu točivého momentu od motoru k převodnému ústrojí a na hnací kola vozidla.
Spojka je podle ČSN 30 0025 definována jako:
Převodné ústrojí, jehož základní dvě části, hnací a hnaná, jsou spolu silově
spojeny, mohou však být řidičem nebo samočinně rozpojovány
Účelem spojky je :
 zabezpečit přenos točivého momentu od motoru k převodovému ústrojí,
 krátkodobě přerušit přenos točivého momentu,
 tlumit kmity vznikající činností motoru a převodového ústrojí,
 umožnit rozjezd vozidla,
 umožnit řazení převodových rychlostních stupňů,
 umožnit použití účelového zařízení a speciální výstroje
224
Spojky
Spojky by měly splňovat tyto základní požadavky:
•
•
•
•
•
Plynulé, klidné, bezrázové a úplné zapínání a vypínání – ovlivňuje plynulost
rozjezdu vozidla, ovlivňuje činnost a životnost spojky.
Vhodný tepelný režim za provozu (odvod tepla) - k max. ohřevu dochází při
neúplném zapínání (vypínání) a při rozjezdu vozidla. Při nedostatečném odvodu
tepla dojde k oteplení nad únosnou mez, dochází k poškození spojky, snížení její
životnosti a účinnost.
Malý moment setrvačnosti hnaných částí spojky - velký moment setrvačnosti
hnaných částí má vliv i na namáhání jednotlivých částí spojky, ale i převodového
ústrojí. Velikost momentu setrvačnosti ovlivňuje zejména proces řazení rychlostních
stupňů.
Vyrovnání osových sil v zapnutém i vypnutém stavu - pokud nejsou vnitřní
osové síly ve spojce vyrovnány, může dojít ke vzniku rázů, tím i přídavného
namáhání a k axiálnímu zatěžování ložisek spojovaných skupin, tj. motoru a
převodovky. Tím je ovlivněna činnost, ale i životnost těchto skupin.
Malá ovládací síla na pedálu a jednoduché ovládání - velká ovládací síla snižuje
ovladatelnost vozidla, výkonnost řidiče a ovlivňuje se i bezpečnost provozu. Složité
ovládání může zapříčinit vznik poruch, snížení účinnosti ovládacího ústrojí, zvyšuje
se náročnost ošetřování, seřizování a oprav.
Druhy spojek
U silničních motorových vozidel, tedy u osobních a nákladních automobilů a
autobusů, se používají převážně :
spojky třecí, suché, pružinové, kotoučové, s jedním nebo více kotouči.
225
Spojky
U motocyklů jsou nejčastěji zastoupeny :
spojky třecí, mokré, pružinové, lamelové
nebo
spojky odstředivé, suché, kotoučové .
Konstrukční provedení spojek
Hlavní části spojky
Hl. části suché třecí kotouč. spojky :
Hnací : - opěrný kotouč = setrvačník 3,
- přítlačný kotouč 4,
- štít spojky 5.
Hnané : - hnaný kotouč 2 s obložením,
- hnaný hřídel spojky 9.
Přítlačné : - přítlačné pružiny 15.
Vypínací : - vysouvací páčky 6,
-vypínací objímka s ložiskem 7,
- vypínací vidlice 14,
- táhlo 13,
- pedál spojky 11.
Seřizovací : - např. šroub s maticí 12.
•
•
•
Spojka je uložena ve skříni 10, která je většinou přišroubována k bloku motoru.
K setrvačníku 3 je přišroubován štít spojky 5.
Hnaný hřídel spojky 9 je uložen ve vodícím ložisku 1 v setrvačníku 3 a v ložisku 8.
Odkaz na ANIMACI
Spojka 2
226
Spojky
Pružinové spojky
Suchá třecí spojka s obvodovými pružinami:
Výhody:
•
Konstrukční jednoduchost a levná
výroba.
Nevýhody:
•
•
•
•
•
Omezená velikost přenášených
momentů.
K vyvození dostatečné přítlačné síly je
nutno použít více pružin.
To zvyšuje nebezpečí jejich poškození.
Při poškození jen některé z pružin
spojka zůstává funkční alespoň pro
nouzový dojezd vozidla.
Větší počet pružin zvyšuje složitost
spojky a její ekonomickou náročnost.
•
•
Tyto spojky byly hojně používány zejména u starších typů OA a NA
Můžeme se s nimi setkat i u dnešních vozidel.
Tento druh spojek se používal u osobních i nákladních automobilů starších typů. U
současných automobilů se již téměř nepoužívají. Kromě již uvedených nevýhod měly tyto
spojky poměrně velké rozměry vzhledem k přenášenému momentu. Během provozu se
musely tyto spojky seřizovat.
227
Spojky
Suchá třecí spojka se středovou pružinou:
Spojky se středovou pružinou
se používají
pro přenos velkých momentů.
•
Pružina je umístěna ve
středu a přítlačná síla se
přenáší přes vysouvací
páčky na přítlačný kotouč.
•
Pružina může být válcová
nebo kuželová.
•
Při použití kuželové pružiny
se zkracuje její délka, je tedy
i menší délka spojky.
•
U kuželové pružiny je
nelineární charakteristika.
•
•
Vysouvací páčky zvyšují přítlačnou sílu, měly by být co nejdelší.
•
Výhoda - pružina se nedotýká přítlačného kotouče, je tedy méně tepelně
ovlivňována.
- oproti spojkám s obvodovými pružinami se snižuje složitost.
•
Nevýhoda - při poškození pružiny je spojka nefunkční.
Z toho důvodu jsou uloženy tečně (pákový převod je asi 6 až 8) a pružina může
být dimenzována na menší sílu.
Suchá třecí spojka s talířovou pružinou:
•
•
Představuje přechod ke spojce s membránovou pružinou.
•
•
Spojka má opět páčkový vypínací systém.
•
Talířová pružina je vcelku – nerozřezána.
Talířová pružina je ve tvaru pláště komolého kužele. Lze si ji představit jako talíř bez
dna.
Závislost vypínací síly na zdvihu je výhodnější (podobná jako u spojky
s membránovou pružinou).
spojka Fichtel Sachs typ KM
228
Spojky
Suchá třecí spojka s membránovou pružinou:
•
Na rozdíl od talířové pružiny – membrána
plní i funkci vysouvacích páček.
•
Spojka má jednodušší konstrukci než
předchozí typy, vychází zde malá
zastavovací délka.
•
Velmi výhodná je závislost přítlačné síly
na zdvihu (stlačení) pružiny, je zde
možnost většího opotřebení obložení a
spojka je necitlivá na odstředivé síly
(nevývažky).
•
Pružina je schopna vyvodit velkou
přítlačnou sílu. Nevýhodou talířové
pružiny je především její materiálová a
výrobní náročnost a to, že při jejím
poškození není spojka funkční ani pro
nouzové dojetí.
Schéma membránové pružiny.
•
V pružině jsou pro zlepšení charakteristiky
vytvořeny radiální výřezy vycházející ze středu.
•
Z hlediska namáhání – největší napětí vzniká
na konci drážek, proto jejich tvar musí být
vhodně proveden.
•
Dosahuje se většího zdvihu (deformace) při
menší síle ve srovnání s talířovou pružinou,
která není rozřezána.
Provedení spojky s membránovou pružinou
Podle způsobu vypínání :
Tlačná spojka se vypíná tlakem na vnitřní okraj membrány. Vnější okraj tlačí na
přítlačný kotouč. Uprostřed je membrána spojena se štítem spojky.
Tažná spojka se vypíná tahem za vnitřní okraj membrány. Vnější okraj je opřen o štít
spojky a střední část membrány tlačí na přítlačný kotouč. Více rozšířeny jsou spojky
tlačné. Tažné spojky - menší tření při vypínání.
Odkaz na ANIMACI
Spojka 4
Odkaz na ANIMACI
Spojka 5
229
Spojky
Shrnutí pojmů







účel převodného ústrojí
převodné ústrojí tvoří: spojka, převodovka, spojovací a hnací hřídele, rozvodovka.
účel a základní požadavky na spojky
druhy spojek
spojky používané u silničních motorových vozidel: suché třecí kotoučové, pružinové
hlavní části spojek: hnací, hnané, přítlačné, vypínací
pružinové spojky s obvodovými pružinami, se středovou pružinou, s talířovou
pružinou, s membránovou pružinou
Otázky
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Jaký je účel převodného ústrojí?
Jaké součásti patří do převodného ústrojí?
Jakou funkci má spojka?
Vysvětlete činnost spojky.
Jaké druhy spojek znáte?
Vyjmenujte hlavní části spojky.
Jaké spojky se používají u silničních motorových vozidel?
Jaké druhy pružinových spojek znáte?
230
převodovky
12 PŘEVODOVKY
Cíl: pochopit význam a činnost převodovek. Znát princip jejich
konstrukčního řešení.
Význam převodovek





Momentová charakteristika spalovacího motoru neodpovídá trakčním
požadavkům silničního motorového vozidla (vysoké otáčky, malý točivý
moment a jeho změna v poměrně malém rozsahu).
Proto se mezi motor a vozidlová kola vkládá převodové ústrojí.
Součástí převodového ústrojí jsou měnitelné převody, které umožňují pro
jízdu vozidla využívat a měnit vhodným způsobem točivý moment v závislosti
na otáčkách motoru.
Základní součástí
převodovka.
převodového
ústrojí
s
měnitelnými
převody
je
Pokud je rozpětí měnitelných převodů příliš veliké, je doplněna přídavnou
převodovkou.
Převodovka je hlavní součást převodného ústrojí, které slouží ke změnám (zpravidla
zvětšování) přenášeného točivého momentu. Za tím účelem obsahuje převod, nebo převody,
tj. ústrojí umožňující změny převodového poměru. (ČSN 30 0025).
Výklad
Účelem převodovky je :
•
•
•
Umožnit změnu přenášeného točivého momentu a rychlosti jízdy.
Umožnit trvalé rozpojení přenosu výkonu od motoru ke kolům.
Umožnit jízdu vozidla vzad.
231
převodovky
Převodovky by měly splňovat tyto základní požadavky:
Specifické požadavky:
•
Zajištění snadného řazení bez rázů , s co nejkratším přerušením přenosu
točivého momentu. Při velké ovládací síle a se zhoršuje ovladatelnost vozu,
snižuje se výkonnost řidiče a bezpečnost provozu. Se zvyšováním času na řazení
se zhoršují i jízdní vlastnosti.
•
Zajištění řadícího ústrojí proti současnému zařazení dvou rychlostních
stupňů. Jedná
se o požadavek bezpečnostní. Ústrojí zajišťující splnění požadavku je zámek
zasouvání.
•
Zajištění řadícího ústrojí proti samovolnému zařazení a vyřazení rychlostního
stupně.
Je to opět požadavek především bezpečnostní a označuje se jako pojistné ústrojí.
•
Zajištění řadícího ústrojí proti náhodnému zařazení zpětného chodu.
•
Všechny rychlostní stupně se musí řadit jedním ovládacím elementem.
•



U automatických převodovek navíc:
automatické řazení podle okamžitých jízdních podmínek.
možnost volby režimu řazení.
nesmí dojít k cykličnosti při řazení rychlostních stupňů (samovolné opětovné řazení
rst.).
Ke splnění těchto požadavků je nutno zabezpečit:
•
Spolehlivé mazání funkčních ploch všech součástí. Vzhledem k tomu, že se u
převodů v převážné většině využívá brodivé mazání (výjimečně je mazání tlakové),
je třeba skříň zaplnit vhodným mazivem do takové úrovně, aby i nejmenší kolo
funkční dvojice bylo olejem smáčeno.
•
Dokonalý záběr ozubených kol, jejich spolehlivé uložení a tuhost, zejména při
použití kuželových kol. Záběr kol se seřizuje vzájemným ustanovením pomocí
seřizovacích podložek a seřizovacích matic k udělení určitého předpětí. Tuhost
valivých ložisek závisí na volbě typu podle způsobu zatížení.
•
Ke zlepšení odvodu tepla z převodů do ovzduší se skříně převodů opatřují
chladicími žebry. Ty mohou být využity ke zvýšení tuhosti skříní.
•
K zabránění poškození hřídelových těsnění (ucpávek) je nutno zabezpečit
odvětrání převodových skříní a množství maziva udržovat v předepsaných
tolerancích, aby nedocházelo k jeho úniku přes těsnění.
•
Skříně je nutno opatřit nálevným (kontrolním) a výpustným otvorem se zátkou.
Výpustná zátka se musí dát zajistit proti uvolnění.
232
převodovky
Rozdělení převodovek
Převodovky pro motorová vozidla se dělí podle několika hledisek. Nejdůležitější
hledisko je druh převodů. U většiny automobilů se využívají převodovky s ozubenými koly.
Mimo jiné je to dáno tím, že se jedná o druh převodovek, které jsou velmi spolehlivé a
relativně levné. I když se stále častěji objevují převodovky s plynulou změnou převodu, dá se
předpokládat, že převodovky s ozubenými koly budou u automobilů s pístovým spalovacím
motorem stále převládat.
Rozdělení převodovek vyplývá z následujícího přehledu.
Mechanické převodovky
Mechanické převodovky jsou převodovky, které zajišťují přenos a změnu velikosti
točivého momentu pomocí mechanických převodů, nejčastěji pomocí ozubených kol.
Nejběžnější u automobilů jsou mechanické převodovky s ozubenými koly v provedení jako
dvouhřídeloé a tříhřídelové.
233
převodovky
Mechanické převodovky s ozubenými koly
•
•
•
Převodovky s ozubenými koly jsou vždy stupňové.
Podle ovládání mohou být:
- manuální,
- poloautomatické,
- automatické (planetové převodovky).
Většinou jsou to převodovky jednoskupinové, u nákladních automobilů se stále
častěji používají i převodovky víceskupinové, případně dvoutoké.
Hlavní části převodovek:
Mezi hlavní části převodovek
obecně patří :
 skříň
1 - většinou dělená
ve svislé nebo vodorovné
rovině,
 hřídele 2,3,4 – většinou
jsou tři (hnací 2, předlohový 3
a hnaný 4),
 ozubená kola 5,6,7 –
většinou s vnějším šikmým
ozubením,
ložiska 8 – jsou převážně
valivá a druh je závislý jaké
síly přenáší (radiální, axiální),
 řadící ústrojí 9,10,11,12,
13 – je tvořeno
vodícími tyčemi 9 se
zasouvacími vidlicemi 10,
zubovými 11,
synchronizačními spojkami
12, pojistným ústrojím 13 a
zámky;
 ovládací ústrojí – většinou je tvořeno řadící
pákou nebo jiným ovládacím prvkem.
Převodovka má svoji olejovou náplň a je většinou
mazána rozstřikem oleje.
Někdy je mazání tlakové a olejové čerpadlo zubové
a je poháněno většinou od předlohového hřídele.
234
převodovky
Převodovky s pevnými osami:
Výhodou je:
•
jednoduchost –
zejména ve spojení
s přímým řazením.
Podle počtu hřídelů :
 dvouhřídelové
(s jednoduchými
převody),
 tříhřídelové
(s dvojitými převody).
Ttříhřídelové převodovky
•
hnací a hnaný hřídel mají
stejnou osu otáčení,
•
mimo ně je uložen
předlohový hřídel
•
moment je přenášen
dvěma dvojicemi
ozubených kol.
Točivý moment prochází
přes:



hnací hřídel,
soukolí stálého záběru,
předlohový hřídel.
Převodovka umožňuje přímý
záběr.
Použití – motor, převodovka
a poháněná náprava jsou v
řadě za sebou
(standardní pohon).
Příklad : převodovky pro těžká vozidla
převodovka, která se používá u autobusů.
je
•
Tříhřídelová převodovka s ozubenými koly se
šikmými zuby ve stálém záběru a se 6-ti rychlostními
stupni.
•
Všechny rychlostní stupně vpřed jsou řazeny
jištěnou synchronizací, zpětný chod zubovou
spojkou, která se aktivuje přesunutím ozubeného
kola zpětného chodu na hnaném hřídeli.
235
převodovky
Dvouhřídelové
převodovky
•
•
•
moment je přenášen jedním párem ozubených kol,
není zde možný přímý záběr,
hnací a hnaný hřídel jsou vedle sebe.
Točivý moment prochází přes:



hnací hřídel,
soukolí rychlostního stupně,
hnaný hřídel.
Tyto převodovky:
•
mají velmi dobrou účinnost (v záběru je pouze jeden pár
ozubených kol),
•
•
ale je zde omezená možnost dosáhnout velké rozpětí převodů,
nejčastěji se používají u vozidel s motorem u hnací nápravy –
bloková konstrukce.
Příklad :
•
dvouhřídelová převodovka s 5-ti rychlostními stupni,
•
řazeny jsou jištěnou synchronizací, zpětný chod zubovou spojkou,
•
hřídele jsou uloženy na valivých (kuželíkových) ložiskách ve skříni,
•
součástí je stálý převod hnací nápravy.
236
převodovky
Aktivace rychlostních stupňů
Aktivací rychlostních stupňů se rozumí způsob, jakým jsou přímo v převodovce
aktivovány (zasunuty) jednotlivé rychlostí stupně, aktivováno příslušné soukolí ozubených
kol, odpovídající zvolenému rychlostnímu stupni.
Výklad
U mechanických převodovek s ozubenými koly existují tři základní způsoby aktivace
rychlostních stupňů:
 přesouváním ozubených kol
 pomocí zubových spojek
 pomocí synchronizačních spojek.
Způsoby aktivace rychlostních stupňů
Pro aktivaci rychlostních stupňů u hřídelových
převodovek s ozubenými koly se používají následující
způsoby:
a) Přesouváním ozubených kol.
•
Toto řazení je nejobtížnější a nejstarší. Běžně se
používalo v minulosti, dnes se používá pouze pro
zpětný chod, který je řazen za klidu vozidla a někdy
také pro první rychlostní stupeň.
•
Jedno z ozubených kol je axiálně posuvné, druhé je
pevné. Kola musí mít čelní ozubení.
237
převodovky
b) Zubové spojky - mohou být:
•
S vnitřním
objímky.
•
•
Zubová spojka s vnějším ozubením.
•
Dnes se zubové spojky používají pouze pro řazení nižších rychlostních stupňů,
případně zpětného chodu.
•
Oproti řazení ozubenými koly jsou výhodnější v tom, že kola mohou být ve stálém
záběru a mohou být použita kola s šikmým ozubením (tišší chod a lepší záběr).
ozubením
přesuvné
Zubové spojky s čelním ozubením.
Konstrukční provedení s vnitřním ozubením přesuvné objímky
•
Soukolí převodu je ve stálém
záběru a kolo, které se spojuje
spojkou je na hřídeli volně
otočné.
•
Jádro spojky (2) je uloženo na
drážkování hřídele.
•
Vnitřním ozubením se přesouvá
přesuvná objímka (3) na vnější
ozubení (1,4) vytvořené na
náboji ozubeného kola.
•
Protože ozubení spojky má malý
průměr, snadněji se vyrovnávají
obvodové rychlosti obou částí.
•
I přes to je nutno řazení „s
meziplynem“.
Konstrukční provedení s vnějším ozubením
•
Spojka má vytvořeno vnější ozubení
na jádru, které je uloženo na
drážkách hřídele.
•
V ozubených kolech je vytvořeno
vnitřní ozubení.
238
převodovky
c) Synchronizační spojky.
Vyrovnávají třením třecích ploch rozdíl obvodových rychlostí dvou
ozubených kol (hnacího a hnaného) před jejich spojením.
Řazení je rychlé a bezhlučné, mohou být použita kola ve stálém záběru a
šikmými zuby.
Konstrukční provedení může být:
s vnitřními kuželovými třecími plochami
•
Přítlačná síla u této spojky je
omezena silou pružiny(4), která
přitlačuje kuličky (5) do vybrání
v objímce spojky.
•
Při řazení řadící vidlice unáší
přesuvnou objímku (7) např.
vlevo.
•
Přes kuličku na pružině je
unášeno i jádro (6) a třecí kužel
(3) dosedne na třecí plochu
ozubeného kola.
•
Následuje vyrovnání rychlostí,
takže řidič musí počkat.
•
Po vyrovnání rychlostí řidič
zvýšenou silou na řadící páce
překoná sílu pružiny s kuličkou a
přesuvná objímka se přesune na
pomocné ozubení (2) kola
rychlostního stupně.
d) Jištěné synchronizační spojky
Pracují na stejném principu jako synchronizační spojky. Navíc je zde zařízení,
které zabraňuje zasunutí řadící objímky do ozubení před vyrovnáním otáček. To umožňuje
tiché a bezrázové řazení stupňů.
Konstrukční provedení se zubovou spojkou vně, kuželem uvnitř.
•
•
Na ozubeném kole (2) jsou vytvořeny třecí kužele (3).
•
Mezi jádro spojky a třecí kužely jsou vloženy třecí kroužky (4) –s vnějším ozubením a
obvodovými výřezy.
•
Do výřezů zasahují kameny (6) - jsou přes kuličku a pružinu spojeny s přesuvnou
objímkou (7).
•
Při posunutí přesuvné objímky jsou unášeny i kameny které dosednou čely na třecí
kroužek a přitlačí jej na kužel. Přítlačná síla je omezena posunem kuliček proti síle
pružin. Třecí kroužek se pootočí a bok výřezu dosedne na kámen. Zuby objímky narazí
sešikmenými částmi na zuby clonícího kroužku který přitlačí na třecí kužel. Tím dochází
k vyrovnávání rychlostí.
•
Po vyrovnání rychlostí tření v kuželových plochách zanikne a clonící kroužek se pootočí
zpět a zuby objímky se zasunou mezi zuby clonícího kroužku.
Jádro spojky je neposuvně nasazeno na hřídeli a přesuvná objímka je ovládána
zasouvací vidlicí (8).
239
převodovky
•
Tím zmizí síla, která přitlačuje zuby objímky na zuby clonícího kroužku, kuličky (9) jsou již
vytlačeny z obvodové drážky a pružiny vrátí kameny zpět.
•
Dalším posuvem objímky se zuby dostanou do záběru se zuby na ozubeném kole s třecím
kuželem. Tím je rychlostní stupeň zařazen.
Dvoutoké převodovky
Převodovky dvoutoké jsou převodovky s ozubenými koly, ve kterých jsou paraelně
propojeny dvě dvouhřídelové převodovky. Díky dvojité spojce mohou být řazeny jednotlivé
převodové stupně bez přerušení tahu motoru. Točivý moment je přenášen dvěma „toky“, což
umožňuje ve druhé větvi řadit (předvolit) další převodový stupeň. Změna převodového stupně
se provede pouze přepnutím dvojité spojky z jednoho toku točivého momentu na druhý.
Výklad
Převodovky u kterých je moment
přenášen dvěma proudy.
Mohou to být např. planetové
převodovk s paralelním přenosem
výkonu mezi planetovými řadami,
nebo hřídelové převodovky
s dvojitou spojkou.
Převodovky umožňují řazení pod zatížením,
tj. změnu rychlostního stupně bez přerušení hnací
síly vozidla.
Tím se docílí lepší jízdní výkony při plném
zatížení.To má význam zejména u přeplňovaných
motorů, protože při řazení není nutno ubrat plyn
(čímž by poklesl přeplňovací tlak).
Při částečném zatížení je změna převodových
stupňů pohodlnější, protože není nutno ovládat
spojkový pedál.
240
převodovky
Převodovka DSG :
Jedná se o 6-ti stupňovou převodovku, vyvinutou koncernem Volkswagen, která kombinuje
sportovní charakter a nízkou spotřebu pohonných hmot mechanické převodovky
s komfortem převodovky automatické.
Umožňuje řazení bez přerušení tahu motoru. Díky použití dvojité spojky je neustále
alespoň jedno soukolí v záběru
Zkratka DSG vznikla z anglického spojení Direct Shift Gear, jehož německý ekvivalent
zní Direktschaltgetriebe.
DSG představuje převodovku spojující výhody mechanické a automatické
převodovky.
Za vynálezce dvouspojkové techniky je považován Francouz Adolphe Kegresse, který si svůj
nápad dal v roce 1939 patentovat. Ale k výrobě již nedošlo, zabránila jí druhá světová válka.
V automobilu se opět objevila až v 80. letech ve sportovních prototypech automobilky
Porsche 956 a 962, převodovka nesla označením PDK (Porsche Doppelkupplungs). Později
použilo Audi tento typ převodovky u soutěžního speciálu Audi Sport Quattro S1. Pro získání
cenný soutěžních vteřin bylo největší výhodou těchto převodovek rychlé řazení. Dostatečně
rychlé a především spolehlivé ovládání dvojice spojek však pomohla vyřešit teprve dnešní
moderní elektronika a hydraulika.
241
převodovky
Bezstupňové převodovky - variátory
Bezstupňové převodovky jsou konstruovány tak, že umožňují změnu převodového
poměru plynule. Tyto převodovky nejsou založeny na principu ozubených kol. Jsou řešeny
jako převodovky řemenové, nebo třecí.
Výklad
Řemenové převodovky
•
•
•
Jsou vlastně určitým druhem třecích převodovek, protože i u nich se hnací síla
přenáší třením.
Současné řemenové převodovky používají klínové řemeny, nebo ohebné kovové
pásy.
Převodový poměr se mění plynule změnou aktivního poloměru řemenic.
•
•
•
První funkční převodovka (DAF-Holand):
•
na něm nasazené klínové řemenice pohání pomocí klínových řemenů a čelních
redukcí s ozub. koly hnací hřídele kol,
•
změna převodového poměru se provádí změnou polohy obou polovin řemenic.
byla používána u osobních vozů,
od automatické odstředivé rozjezdové spojky se kuželovým soukolím převádí
moment na příčný hřídel,
Variomatic
První použití variátoru
bylo u vozidla DAF 44 Variomatic.
DAF 44 byl vyráběn v letech 1966
až 1974. Jako první automobil na
světě měl převodovku Variomatic,
která byla založena na principu
variátoru s klínovými řemeny.
242
převodovky
Převodovka CVT
V současné době se tento typ
převodovek u osobních automobilů
také využívá. Jedná se o plynulé
automatické převodovky CVT,
(Continuously Variable Transmission),
které nabízí nejvyšší komfort řazení a
nejnižší spotřebu. Plynulá změna
převodu s elektronickým řízením
umožňuje různé strategie řazení od
úsporných po sportovní.
Tyto variátory jsou již konstrukčně mnohem složitější a používá se u nich
speciálních řemenů složených z ocelových lamel. Příklad takového variátoru je na
Převodovka Multitronic
Multitronic je další typ řemenové převodovky. Pracuje na stejném principu jako převodovka
VCT. Umožňuje řazení rychlostí bez přerušení tahu motoru.
Jádrem převodovky je široký ocelový řetěz s plochými články, který se posunuje mezi dvěma
páry hydraulicky nastavitelných kuželů, které tvoří řemenice. Změnou průměru obou řemenic se
plynule mění výsledný převodový poměr.
Motor tak pracuje stále v optimálním provozním režimu a dosahuje tak nižší spotřeby než se
srovnatelnými automatickými převodovkami s planetovými převody.
Konstrukční provedení
Převodovka MUTLITRONIC
243
převodovky
Řez převodovkou
MULTITRONI
princip činnosti
244
převodovky
Shrnutí pojmů
 význam převodovek, jejich účel, základní požadavky na převodovky
 rozdělení převodovek: podle druhu převodů, podle uspořádání, podle změny
převodového poměru, podle ovládání
 mechanické převodovky s ozubenými koly
 převodovky dvouhřídelové, tříhřídelové
 způsoby aktivace rychlostních stupňů
 dvoutoké převodovky, převodovky DSG
 bezstupňové převodovky, variátory, VARIOMATIC, převodovka CTV, převodovka
Multitronic
Otázky
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Jaký je účel převodovek, jaké jsou základní požadavky na převodovky?
Jak se dělí převodovky?
Jaké znáte druhy převodovek podle druhu převodu?
Charakterizujte mechanické převodovky s ozubenými koly.
Popište převodovky dvouhřídelové a tříhřídelové.
Jaké jsou zpoůsoby aktivace rychlostních stupňů v mechanických převodovkách
s ozubenými koly?
7. Jaká je podstata dvoutokých převodovek?
8. Popište podstatu a činnost převodovky DSG.
9. Co je to variátor?
10. Popište princip činnosti převodovky CTV.
245
13 SPOJOVACÍ A HNACÍ HŘÍDELE
Hnací hřídele
Hnací hřídele slouží ke stálému přenosu točivého momentu mezi skupinami
převodného ústrojí nebo mezi skupinou převodného ústrojí a koly. Používají se i pro pohon
účelových zařízení vozidla.
Výklad
Účelem hnacích hřídelů je:


zabezpečit stálý přenos točivého momentu mezi skupinami převodného
ústrojí nebo mezi skupinou převodového ústrojí a koly.
v případě potřeby zabezpečit pohon účelových zařízení vozidla.
Specifické požadavky, které jsou kladeny na hnací hřídele :
• Zabezpečit spolehlivý přenos točivého momentu v požadovaném rozmezí výklonu os
spojovaných skupin převodového ústrojí.
• Zabezpečit synchronizovaný pohyb spojovaných částí.
• Zajistit klidný chod tím, že kritické otáčky hřídelů jsou větší, než jejich největší možné
provozní otáčky.
Za hnací hřídele považujeme všechny hřídele, které přenášejí točivý moment mezi
součástmi převodového ústrojí, nebo mezi převody a hnacími koly. Z hlediska jejich
funkce a konstrukčního provedení je můžeme rozdělit na:
 spojovací hřídele
 kloubové hřídele
 hnací hřídele kol
246
Rozdělení hnacích hřídelů
Spojovací hřídele
Spojovací hřídele - používají se k přenosu momentu mezi souosými skupinami
převodového ústrojí, které svou polohu při provozu vozidla nemění.
Výklad
Protože spojovací hřídele spojují součásti převodného ústrojí, které se vzájemně
nepohybují a nemění svoji polohu, je jejich využití u automobilů omezené. Můžeme se
s nimi setkat jen tam, kde je podmínka jejich využití splněna. To je například u vozidel. která
mají jednotlivé součásti převodného ústrojí pevně spojena s rámem. Typickým příkladem je
páteřový rám, jehož součástí je převodovka a rozvodovky jednotlivých náprav. Přenos
točivého momentu z převodovky na rozvodovky náprav je proto možný pomocí spojovacích
hřídelů.
Z tohoto důvodu mohou být spojovací hřídele použity například u vozidel TATRA
s páteřovým nástavným rámem.
247
•
Nejčastěji se používají u vozidel, které mají páteřový nástavný rám, jehož součástí
jsou i skupiny převodového ústrojí.
•
•
Konce spojovacích hřídelů jsou uzpůsobeny pro připojení spojovaných částí.
•
Duté spojovací hřídele jsou obvykle opatřeny přivařenými drážkovanými unášeči
s vnitřním drážkováním (Obr. a nebo b) a nebo drážkovanými nástavci s vnitřním
drážkováním (Obr. c).
Plné spojovací hřídele mají obvykle na konci vnější drážkování (Obr. d).
U vozidel s páteřovým rámem se můžeme
setkat v převodném ústrojí s využitím
spojovacích hřídelů
•
Pohon jednotlivých náprav, spojení
přídavné převodovky a rozvodovek je
provedeno pomocí spojovacích hřídelů
(2, 3 a 4).
Kloubové hřídele
Kloubové hřídele - používají se k přenosu točivého momentu mezi nesouosými
skupinami převodového ústrojí nebo mezi skupinami, které svou vzájemnou polohu při
provozu vozidla mění. Kloubové hřídele jsou opatřeny klouby, které umožňují obvykle
výklon 15 až 20o.
248
Výklad
Kloubové hřídele se na vozidlech používají nejčastěji k přenosu točivého momentu z tí
převodovky (přídavné převodovky) na rozvodovku.
•
Nejjednodušší je kloubový hřídel
s jedním kloubem, který může sloužit
např. ke spojení hřídele poháněného
převodovkou a uloženého na rámu
vozidla s rozvodovkou nápravy.
•
Uspořádání je sice jednoduché, ovšem
při rovnoměrném otáčení hřídele (6)
vzniká nerovnoměrné otáčení hřídele
(1).
•
Proto se tento způsob již používá
výjimečně pouze v případech velmi
malého výklonu hřídelů, kdy je
nerovnoměrnost chodu velmi malá.
Nejčastěji se používají kloubové
hřídele se dvěma klouby, kde je
odstraněna nerovnoměrnost chodu.
•
•
Pro
zkrácení
délky
nebo
z prostorových důvodů se kloubové
hřídele někdy dělí na dvě části.
Hřídel má potom tři klouby a je
uprostřed uložen.
U kloubových hřídelů je nutno dodržet některé zásady konstrukce a montáže.
•
•
Umožnit změnu délky - u hřídelů, které spojují části měnící vzájemně svou polohu.
Obvykle je to provedeno tak, že jeden unašeč je na hřídeli nasazen pevně a druhý
posuvně na drážkách.
Zajistit rovnoměrnost otáčení vstupního a výstupního hřídele. To se realizuje
použitím dvou kloubů, jejichž unášeče jsou navzájem správně natočeny, tzn.
zrcadlový způsob uložení unášečů kloubových hřídelů s dvěma klouby. Každé jiné
natočení unášečů způsobuje vznik nerovnoměrnosti otáčení a přídavného namáhání
a může vést až k poškození kloubového hřídele.
249
Je nutno zajistit dynamické
vyvážení hřídele. Většina
kloubových
hřídelů
je
dynamicky
vyvážena.
Vyvážení se provádí zejména
proto, aby se snížil vliv
přídavného
namáhání
a
hlučnost chodu.
Při montáži a demontáži je nutno dodržet polohu jednotlivých částí kloubového hřídele
(zejména drážkovaného unášeče), jinak dojde k narušení vyvážení.
Hnací hřídele kol
•
•
Hnací hřídele kol – používají se k přenosu momentu na hnací vozidlová kola.
Podle typu náprav a podle toho, jde-li o nápravu řídící, nebo neřízenou mohou být:
Spojovací - u výkyvných kyvadlových neřízených náprav a u tuhých neřízených
náprav (s výjimkou nápravy De Dijon).
Kloubové – u řídících náprav (se stejnoběžnými klouby které umožňují výklon 25 až
450 ) a u nezávislého zavěšení kol.
Výklad
U nezávislého zavěšení kol a u řídících
náprav se jako hnací hřídele kol používají
kloubové hřídele.
•
•
U neřízených náprav - hřídele se
dvěma klouby.
U řízených náprav - hřídele se
stejnoběžnými (homokinetickými)
klouby.
Tyto klouby umožňují velký výklon kol (250 – 450) a současně zabezpečují
rovnoměrné otáčky výstupního hřídele pohonu kola.
250
Typická provedení hnacích hřídelů kol:
•
•
Vnitřní (levé) konce hřídelů jsou upraveny pro spojení s centrálním kolem diferenciálu
obvykle pomocí drážek, u některých kyvadlových náprav rovněž pomocí kamenových
kloubů.
V některých případech (obr. c.) jsou hřídele zhotoveny z jednoho kusu s centrálním
kolem.
Vnější (pravé) konce hřídelů jsou upraveny pro spojení s hlavou kola, případně
pro jejich uložení na vnějším konci nosníku nápravy.
Klouby
Klouby jsou součástí kloubových hřídelů a umožňují jejich funkci tím, že dovolují
vyklonění obou částí kloubového hřídele o určitý úhel.
Výklad
Klouby se dělí podle jejich konstrukčního provedení na
 klouby tuhé
 klouby pružné
 klouby homokinetické.
251
Tuhé klouby.
Tuhé klouby jsou složené výhradně z tuhých kovových částí.
Podle konstrukčního provedení se dělí na :




křížové,
věncové,
hranolové,
kamenové.
a) Křížové klouby.
•
•
•
Podle vynálezce Cardana bývají též označovány jako Kardanovy klouby.
U automobilů se tyto klouby vyskytují nejčastěji.
Mohou mít různé konstrukční provedení
Křížový kloub se třmeny:
•
•
Má unášeče s poloválcovými dutinami
pro uložení pouzder ložisek čepu
kříže.
Pouzdra jsou k unášečům připevněna
třmeny a proti vysunutí jsou zajištěna
nákružky na vnitřním okraji.
b) Věncové klouby.
•
•
Každá z vidlic má dva čepy, které
nahrazují kříž.
Čepy jsou vsazeny do společného
věnce.
c) Hranolové klouby.
•
•
•
Používají se, když se kloubem vyrovnávají jen
malé výklony os hřídelů (1÷2o), nebo výrobní a
montážní nepřesnosti.
Jeho hnací unášeč 1 má čtyřhranný otvor, ve
kterém je uložen hranolový unášeč 2 se
zaoblenými boky, nasazený na hnaném hřídeli 3.
Výhodou tohoto kloubu je, že se hřídele mohou
vůči sobě i axiálně posouvat.
252
d) Kamenové klouby.
Používají se např. u automobilů
s výkyvnými polonápravami, kde je nutno použít
klouby minimálních rozměrů.
Dvě konstrukční provedení:
Obr. a):
•
Do kulovitě zakončeného, na obou stranách
zploštělého vnitřního konce hnacího hřídele
kola (1) je nalisován čep (2), opatřený
kameny (3), které jsou vsazeny do podélného
výřezu v náboji centrálního kola diferenciálu
(4).
•
Hnací hřídel kola může vykyvovat jednak
okolo osy čepu (2), jednak výklonem čepu
s kameny ve výřezu v náboji centrálního kola.
Obr. b):
•
Kloub má vnitřní, zploštělý a rozšířený konec
hnacího hřídele (1), který je uložen v otvoru
centrálního kola (2) diferenciálu
prostřednictvím dvou poloválcových kamenů
(3).
•
Vysunutí kamenů brání pouzdro (4),
nasunuté na centrální kolo.
•
Jím je centrální kolo současně uloženo
v kleci diferenciálu.
•
Hřídel může vykyvovat jednak současně
s kameny (3) okolo osy válcovité dutiny
v centrálním kole, jednak výklonem zploštělé
části hřídele mezi kameny.
•
Kamenové klouby umožňují i určitý axiální
posuv spojovaných hřídelů, čímž lze vyrovnat
případné výrobní a montážní nepřesnosti
v délkových rozměrech hřídelů a jejich
uložení.
•
Vzhledem k velkým měrným tlakům
v kluzných plochách je třeba zajistit jejich
dobré mazání.
253
Pružné klouby
Pružné klouby umožňují vzájemný výklon os hřídelů, které jsou jimi spojeny,
deformací jejich pružných členů.
Použití je omezené většinou jen na osobní, dodávkové a lehké nákladní silniční
automobily, což je zřejmé z uvedených výhod a nevýhod tohoto druhu kloubů ve srovnání s
tuhými klouby:
Výklad
Výhody:
•
•
•
•
•
•
tichý chod,
•
•
•
malý přípustný výklon os,
měkčí záběr (působí současně jako tlumič torzních kmitů a rázů),
nevyžadují mazání,
jednoduchá montáž a demontáž,
výrobně jednoduché a levné,
vyrovnávání menších osových úchylek.
Nevýhody:
menší životnost a stárnutí pružných členů,
větší rozměry pro přenos stejného točivého momentu.
Pružné klouby se dělí podle tvaru pružných členů na:
•
•
•
•
•
kotoučové,
článkové,
s předpětím,
vložkové,
pouzdrové.
Dále budou ukázány pouze nejpoužívanější pružné klouby
254
a) Kotoučové klouby.
•
•
•
•
•
•
Na hřídelích (1) a (2) jsou nasazeny
unašeče (3) a (4) a jsou spojeny
pomocí pružného kotouče (5) ke
kterému jsou ramena unašečů střídavě
přišroubována.
Kotouč, vyrobený z pryže s textilními
vložkami, má otvory pro šrouby
opatřeny kovovými pouzdry.
Čelní plochy kotouče bývají okolo
otvorů
vyztuženy
plechovými
příložkami, aby se zabránilo poškození
kotouče rameny unašečů.
Výklon os hřídelů je umožněn pružností kotouče.
Používají se pro přenos menších momentů (např. hřídele volantu) a pro
malý výklon hřídelů (max.  50).
Jejich hlavní nevýhodou je malá životnost kotoučů.
b) Článkové klouby
•
•
Je konstruován obdobně jako kloub kotoučový.
•
Ocelová pouzdra (4) šroubů mají na vnějším průměru nalisovanou pružnou vrstvu a
jsou navzájem spojena oky (1) zhotovenými z ocelového lana, které přenáší tahovou
sílu.
•
Mezi pouzdry je pryžové jádro (3), které svou pružností změkčuje záběr a zachycuje
rázy.
•
•
Celý článek je zalit do vodotěsného pryžového pláště a vyztužen příložkami (2).
•
Přípustný výklon hřídelů je stejný jako u kotoučových kloubů (max.  50).
Šrouby unašečů (1) a (2) nejsou ale navzájem spojeny kotoučem, ale samostatnými
články, které jsou namáhány na tah.
Článkové klouby jsou trvanlivější, protože články přenáší moment jen v jednom smyslu
a tahovou sílu přenáší ocelové lano.
255
c) Pružné klouby s předpětím
•
•
•
•
•
•
Kloub má stejnou konstrukci unašečů, jako
kloub kotoučový.
Jeho pružná pryžová spojka má ale tvar
šestiúhelníku, nebo osmiúhelníku, v jehož
rozích jsou zavulkanizována dělená
kovová pouzdra pro šrouby k připojení
unašečů.
Tento kloub dovoluje výklon os hřídelů až
160.
Umožňuje i jejich axiální posuv o několik
milimetrů podle velikosti kloubu.
Dodává se v předpjatém stavu, kdy je po
obvodu stažen páskem, který se po
montáži přestřihne.
Stažením se v pryži vyvolá tlakové napětí
Stejnoběžné klouby
Stejnoběžné klouby se používají tam, kde je nutné zajistit stejné otáčky hnací a
hnané části kloubového hřídele. Proto se používají pro pohon hnacích kol řídících náprav.
Tyto klouby svoji konstrukcí umožňují také velký výklon os hřídelů, až 45°. To je pro
natáčení kol do rejdu výhodné.
Výklad
Stejnoběžné klouby patří mezi klouby tuhé. Jsou konstruovány tak, aby odstranily
nevýhodu tuhých křížových kloubů.
Touto nevýhodou je nestejnoběžnost hnacího a hnaného hřídele, které jsou spojeny
tuhým křížovým kloubem. Nestejnoběžnost křížového kloubu je způsobena kinematikou
otáčení kloubu. Výsledkem je, že hnaná část se oproti hnací části během jedné otáčky
kloubu dvakrát zpozdí a dvakrát předběhne. Ve výsledku má pak hnaná část nestejnoměrné
otáčky.
256
Pro konkrétní představu:
•
•
•
Za předpokladu konstantních otáček hnacího hřídele n1 = 1000 min-1 má hnaný hřídel
kolísavé otáčky n2 .
Velikost těchto otáček n2 je závislá na úhlu vyklonění . Konkrétní velikost otáček
n2 pro úhel vyklonění =30°, je u jednotlivých poloh natočení hnacího hřídele
uvedena na obrázku.
Otáčky hnaného hřídele tedy kolísají od 866 do 1155 ot/min.
Podle konstrukčního provedení je možno stejnoběžné klouby rozdělit na:
•
•
•
kamenové
dvojité křížové
kuličkové.
a) Stejnoběžné kamenové klouby.
Ukázka
možného
konstrukčního řešení tohoto
kloubu (kloub TRACTA):
•
•
Oba spojované hřídele (1) a
(7) jsou zakončeny unašeči (2)
a (6) s válcovými otvory, do
kterých jsou vsazeny válcové
kameny (3) a (5), navzájem
spojené kotoučem (4).
Hřídele se mohou vyklánět
jednak okolo os válcových
kamenů, jednak okolo středu
kotouče.
257
b) Stejnoběžné dvojité křížové klouby.
Je to vlastně kloubový hřídel se
dvěma křížovými klouby, kde
klouby jsou spojené konstrukčně
do jednoho celku, takže střední
část hřídele odpadá.
Ukázka dvojitého
kloubu:
•
•
•
křížového
K věncovému unašeči jsou
pomocí šroubů s maticemi
přišroubována ložiska dvou
křížových kloubů.
Kříž každého kloubu tvoří
věncový čep ve kterém je na
jehlách uložen čep kloubu.
Čepy jsou vsazeny do oka
hnacího,
nebo
hnaného
hřídele.
c) Stejnoběžné kuličkové klouby.
K přenosu momentu se používá kuliček, vložených mezi unašeče hřídelů.
Kuličkový kloub BENDIX-WEISS
•
Patří mezi nejrozšířenější
stejnoběžné kuličkové klouby.
•
Hřídele (1) a (5) jsou zakončeny
unašeči navzájem otočenými o
900 (unašeč 5 je v dolní části
obrázku v částečném řezu).
•
Každý unašeč má čtyři drážky (2)
nebo (4) polokruhového průřezu,
které tvoří oběžnou dráhu pro čtyři
kuličky (3), kterými se přenáší
točivý moment.
•
Unašeče jsou navzájem středěny
kuličkou (6), vloženou do
sférických ploch unašečů a
nasunutou na kolíku (8), který je
vsazen v jednom unašeči a
zajištěn stavěcím kolíkem (7).
•
Kulička (6) je v jednom místě
zploštěna, aby se umožnila
montáž pracovních kuliček (3).
258
Kuličkový kloub RZEPPA
•
Je konstruován tak, aby se dosáhlo
zmenšení dotykových napětí ve styku
kuliček s unašeči.
•
Hnací čep kola je rozšířen do unašeče
(1), který má uvnitř šest drážek
polokruhového průřezu.
•
Do těchto drážek jsou vloženy kuličky
(4), které současně zabírají do drážek
jádra (3), nasazeného na drážkách
hnacího hřídele.
•
Kuličky (4), určené k přenosu obvodové
síly jsou vedeny klecí (2), opřenou o
misku (5), jejíž poloha je určena polohou
čepu (7), přitlačovaného k hnacímu
hřídeli pružinou (6).
•
Řídící čep (7) má tři kulové plochy:
střední z nich je uložena v misce(5) a
oběma krajními zasahuje do hřídelů,
které jsou kloubem spojeny.
•
Při výklonu otočného čepu kola okolo
osy rejdového čepu nápravy (na Obr.
dole) se vykloní i čep (7), který
současně prostřednictvím misky (5) a
klece (2) vykloní i rovinu kuliček (4).
•
Kloub Rzeppa je výrobně náročnější,
než kloub Weiss, pro větší počet
stykových míst je však možno jej použít i
pro vozidla o velké nosnosti.
Kuličkový kloub LÖBRO
• Je proveden buď jako kloub pevný, axiálně neposuvný,
• nebo jako kloub s možností axiálního posunu.
•
Unašeč pevného kloubu, vytvořený z jednoho kusu s jedním ze spojovacích hřídelů,
má uvnitř šest drážek polokruhového průřezu, do kterých jsou vloženy kuličky (4),
které současně zabírají do obdobných drážek na vnějším obvodu jádra nasazeného
na hřídeli (2).
•
•
Ochranná manžeta (3) brání vniku nečistot a úniku maziva.
Kloub umožňuje výklon os až do 450.
259
Shrnutí pojmů










účel hnacích hřídelů
rozdělení hnacích hřídelů na spojovací, kloubové a hnací hřídele kol
spojovací hřídele, účel použití
kloubové hřídele, účel použití, konstrukční provedení
hnací hřídele kol
klouby, účel, druhy: tuhé, pružné, stejnoběžné
tuhé klouby, druhy: křížové, věncové, hranolové, kamenové; konstrukční provedení
pružné klouby, druhy: kotoučové, článkové, s předpětím, vložkové, pouzdrové
stejnoběžné klouby, účel, podstata, druhy: dvojité křížové, kamenové, kuličkové
nestejnoběžnost křížových kloubů, podstata.
Otázky
1. Co jsou hnací hřídele?
2. Jak se hnací hřídele rozdělují?
3. Charakterizujte spojovací hřídele.
4. Charakterizujte kloubové hřídele.
5. Jaký je účel koubů?
6. Jaké druhy kloubů znáte?
7. Vyjmenujte druhy pružných kloubů.
8. Vyjmenujte druhy pevných kloubů.
9. Co to jsou stejnoběžné klouby?
10. Jaké druhy stejnoběžných kloubů se používají?
11. Čím je způsobena nestejnoběžnost tuhých křížových kloubů
260
rozvodovky
14 ROZVODOVKY
Průvodce studiem
Rozvodovka je název pro součást převodného ústrojí, která je součástí hnací nápravy
(u tuhé náptavy), nebo je uložena přímo v převodovce. Ve skříni rozvodovky je uložen
stálý převod hnací nápravy
společně s
diferenciálem.
Pojem rozvodovka se používá i proto, že původní účel této části převodů je
„rozvádět“ točivý moment ze směru od motoru a převodovky, tedy z podélného směru u
klasické koncepce uspořádání hnacího ústrojí automobilu, na obě kola hnací nápravy, tedy do
příčného směru. Za rozvodovku se tedy v určitém smyslu může považovat skříň, ve které je
stálý převod hnací nápravy uložen společně s další součástí převodného ústrojí,
s diferenciálem.
STÁLÝ PŘEVOD HNACÍ NÁPRAVY
Stálý převod hnací nápravy je poslední součást převodného ústrojí, ve které se
točivý moment mění na konečnou velikost, potřebnou na hnacích kolech vozidla. Stálý
převod hnací nápravy je zpravidla uložen ve skříni, která je součástí hnací nápravy (u
tuhých náprav), nebo je uložen v převodovce u vozidel s motorem a převodovkou nad
poháněnou nápravou.
Výklad
261
rozvodovky
Stálý převod hnací nápravy (ČSN 30 0025):
Převod v hnací nápravě s neproměnným převodovým poměrem, jehož účelem je
trvale zvětšovat točivý moment (a zmenšovat otáčky)
Účelem stálého převodu hnací nápravy je :
•
•
•
•
Trvalé zvětšování točivého momentu na velikost nutnou pro vyvinutí potřebné
hnací cíly na kolech (pro překonání jízdních odporů).
Trvalé zmenšování otáček na potřebné otáčky kol (nutné u soudobých
vysokootáčkových motorů).
Obvykle převádí moment z podélné do příčné roviny vozidla ( na hnací hřídele
kol.
POZN.: Dvoustupňové stálé převody mají dva převodové poměry.
Stálé převody hnacích náprav by měly splňovat tyto základní požadavky:
•
•
•
•
•
Zajištění vhodné velikosti stálého převodového poměru (obvykle se
konstruuje a počítá pro nejrychlejší rychlostní stupeň).
Malé rozměry a kompaktnost – ovlivní rozměry a hmotnost celé
rozvodovky, což má vliv na:
- velikost světlé výšky,
- výšku umístění motoru,
- velikost neodpružených hmot vozidla.
Dobrý záběr ozubených kol – předpoklad dlouhé životnosti a malé
hlučnosti – vyžaduje:
- tuhou skříň rozvodovky,
- tuhá ozubená kola,
- jejich vhodné uložení a zajištění možnosti seřizování,
- tuhé a vhodně uložené hřídele.
Dobrá mechanická účinnost.
Plynulý a bezrázový chod.
Rozdělení stálých převodů
Podle počtu ozubených kol, jejich uspořádání a umístění je možno stálé
převody rozdělit:
262
rozvodovky
Konstrukční provedení stálých převodů
Hlavní části stálého převodu hnací
nápravy :


skříň stálého převodu,1 většinou
je to rozvodovka nápravy;
pastorek, 2 kterým je přiveden
točivý moment ke stálému
převodu hn.nápravy, jejich počet
a druh ozubení je závislý od druhu
stálého převodu;

talířové kolo, 3 je v záběru s
pastorkem a od něj se přenáší
toč. moment dále k hnacím
kolům vozidla, jejich počet a druh
ozubení je závislý od druhu
stálého převodu;

ložiska, na kterých jsou uloženy
pastorek a talířové kolo, téměř
výhradně jsou valivá,
ale mohou být i kluzná;
263
rozvodovky
Jednoduchý stálý převod
Je to převod, který je realizován
jedním párem ozubených kol ve
skříni rozvodovky.
Diferenciál je umístěn
stálým převodem.
až
za
Podle druhu použitého soukolí :
a) Jednoduchý kuželový převod.
Je to nejčastěji používaný typ stálého převodu. Převod je proveden jedním párem
kuželových ozubených kol.
Konstrukce
1-skříň rozvodovky
2- ložisko
3- seřizovací podložky
4- ložisko pastorku
5- seřizovací kroužek
6-pastorek
7- ložiska pastorku
8- podložky ložiska
9- klec diferenciálu
10- vypouštěcí zátka
11- talířové kolo
Zhodnocení převodu s kuželovými koly:
Výhody:
•
•
•
•
jednoduchá konstrukce,
dobrá mechanická účinnost (0,96  0,97),
relativně jednoduchá výrobní technologie při hromadné výrobě,
nepříliš velké nároky na mazací materiály.
Nevýhody:
•
•
poměrně malý převodový poměr omezený pevností pastorku a přijatelnými
rozměry talířového kola,
značné požadavky na přesnost výroby, montáže a seřízení záběru.
264
rozvodovky
b) Jednoduchý čelní převod.
•
Je zde použito soukolí s čelním
ozubením, proto se používá
výhradně u vozidel s motorem
uloženým napříč u hnací nápravy.
•
Prakticky se jedná vždy o vnější
ozubení se šikmými zuby, aby se
dosáhlo tichého chodu a větší
únosnosti soukolí, což je
předpokladem jeho minimálních
rozměrů a minimální hmotnosti při
malém opotřebení.
Konstrukce
Jednoduchý čelní převod:
•
hnací pastorek čelního soukolí je
na konci hnaného hřídele
dvouhřídelové převodovky,
•
hnané kolo je přišroubováno ke
kleci diferenciálu.
Zhodnocení čelního převodu:
Tento
převod
je
ze
všech
používaných
stálých
převodů
nejjednodušší, nejlacinější a má
největší mechanickou účinnost.
Lze ho ovšem použít jen při
uspořádání s motorem napříč.
265
rozvodovky
DIFERENCIÁLY
Diferenciál (ČSN 30 0025) je součást převodného ústrojí, která samočinně umožňuje
rozdílné otáčky levého a pravého hnacího kola, popř. přední a zadní nápravy vozidla při
současném přenosu točivého momentu, když tato kola nebo nápravy konají nestejnou dráhu
(např. v zatáčce).
Výklad
Účelem diferenciálu je :
•
•
•
•
Umožnění rozdílných otáček levého a pravého kola (případně předních a
zadních náprav).
Odstranění příčin vzniku přídavných (parazitních) sil v převodovém ústrojí.
Snížení opotřebení pneumatik a namáhání hnacích hřídelů kol.
Usnadnění řiditelnosti vozidel.
Specifické požadavky na diferenciály vyplývají z funkce diferenciálu:
•
•
•
Umožnit rozdílné otáčení hnacích kol bez přerušení jejich pohonu vždy,
když to režim jízdy vyžaduje.
Rozdělovat moment na jednotlivá kola nebo nápravy rovnoměrně až do
okamžiku, kdy některé kolo nebo náprava začne prokluzovat.
Od okamžiku, kdy některé kolo nebo náprava začne prokluzovat, má
diferenciál rozdělovat točivý moment na jednotlivá kola nebo nápravy
úměrně jejich okamžitým schopnostem vyvodit hnací sílu, tj. úměrně jejich
okamžitým adhezním schopnostem.
266
rozvodovky
Rozdělení diferenciálů
Rozdělení diferenciálů podle různých hledisek :
Podle umístění
Nápravové diferenciály (ND), vložené mezi
kola jedné nápravy,
Mezinápravové
diferenciály
(MD)
zařazené např. mezi nápravy vozidla, nebo
mezi dvojice náprav -v tom případě se tento
diferenciál označuje též jako dělič momentu,
nebo centrální mezinápravový diferenciál.
Podle rozdělování momentu
Symetrické diferenciály které rozdělují moment rovnoměrně (v poměru 1:1) na kola
nápravy, nebo mezi nápravami.
Nesymetrické diferenciály které rozdělují moment na nápravy v jiném
poměru než jedna. Tyto diferenciály se používají spíše výjimečně a to pouze
jako mezinápravové v případech značných rozdílů v zatížení hnacích
náprav.
267
rozvodovky
Podle blokování
Diferenciály bez závěru, které se používají u převážné většiny silničních vozidel. Jsou
to diferenciály, které jsou trvale v činnosti.
Diferenciály se závěrem mohou být při ztížených jízdních podmínkách vyřazeny
z činnosti pomocí závěru diferenciálu tím, že se sblokují navzájem dvě části diferenciálu.
Konstrukční provedení diferenciálů
Hlavní části diferenciálů jsou :




•
•
klec diferenciálu, je přišroubována k
talířovému kolu stálého převodu;
čepy satelitů, jsou vetknuty do klece
diferenciálu a jsou na nich uloženy
satelity;
Centrální
kola
klec
satelity, jsou uloženy na čepech a
přenáší točivý moment na centrální
kola;
centrální kola, které jsou uloženy
pevně na hnacích hřídelích kol.
Některé diferenciály jsou opatřeny
závěry, které jsou různého provedení.
Zabezpečují pevné kinematické spojení
klece diferenciálu a centrálního kola.
Satelit
Čep
satelitu
Ovládání závěrů diferenciálů jsou různého provedení.
•
•
Většinou nepřímé.
Zařazení závěru je řidiči signalizováno na přístrojové desce.
268
rozvodovky
Zvláštní diferenciály
Účelem je zlepšení trakčních vlastností vozidla za ztížených adhezních podmínek
•
•
•
Hnací moment je rozdělován nerovnoměrně na kola nebo nápravy vozidla.
V praxi se používají zvláštní diferenciály s poměrem momentů M1 / M2 = 2,3 ÷ 3,0.
Tomu odpovídá vnitřní účinnost ηD = 0,33 ÷ 0,43 a součinitel blokování kb = 0,5 ÷ 0,7.
Svorné diferenciály
Jsou to diferenciály se zvětšeným vnitřním odporem proti otáčení.
•
Využívají zvýšeného vnitřního třecího momentu k výrazně nerovnoměrnému
rozdělení přiváděného momentu na obě kola nápravy.
•
Větší hnací moment se přivádí na kolo, které se otáčí pomaleji vůči kleci
diferenciálu, menší na kolo, které se otáčí rychleji.
•
Záměrné zvýšení vnitřního tření lze dosáhnout různým konstrukčním opatřením,
jímž se současně sníží vnitřní účinnost.
•
Svorné diferenciály plní svou funkci nerovnoměrného rozdělování hnacího
momentu samočinně v tom okamžiku, kdy se kola vozidla začnou otáčet
nestejnou úhlovou rychlostí.
Mohou být:
 diferenciály s přídavnými třecími prvky,
 šnekové diferenciály,
 diferenciály s hydraulickým odporem.
Diferenciál Torsen
Diferenciál Torsenn je kombinací čelního a šnekového diferenciálu
•
Tento typ diferenciálu je v posledních letech často používán jak u osobních
automobilů, tak zejména u automobilů SUV, MPV, apod. .
Konstrukční provedení
269
rozvodovky
POHON VŠECH KOL
Pohon všech kol, označovaný jako pohon 4 x 4, nebo v současné době stále
používanější 4WD (Four Wheel Drive). Pohon všech kol zlepšuje jízdní vlastnosti
automobilu. Zvyšuje jeho průjezdnost terénem. Na silnici zlepšuje jeho adhezní schopnosti a
zvyšuje jízdní stabilitu.
Trvalý pohon všech kol




je řešen mechanicky uspořádáním převodného ústrojí
zpravidla v přídavné převodovce se rozděluje točivý moment na přední a zadní nápravu
pokud je pohon trvalý, musí být použit mezinápravový diferenciál
pokud se pohon přední nápravy zařazuje pouze v případě potřeby, mezinápravový diferenciál
nemusí být
Tento typ pohonu všech kol se využívá hlavně u terénních a nákladních
automobilů.
Pohon všech kol ovládaný elektronicky.
U současných osobních
automobilů se stále častěji uplatňují systémy elektronicky ovládaného
rozdělování točivého momentu na obě nápravy.
Takovýto systém vyhodnocuje údaje o otáčkách kol přední a zadní nápravy a na jejich základě mění
poměr rozdělení točivého momentu, mezi přední a zadní nápravu.


Existuje celá řada systémů.
Nejpoužívanější jsou:
s viskozní spojkou
se spojkou Haldex
270
rozvodovky
S viskozní spojkou






Viskozní spojka slouží jako mezinápravový diferenciál.
Pokud jsou na obou nápravách stejné adhezní podmínky, jsou otáčky stejné a viskozní
spojka se otáčí jako celek. Točivý moment je přiváděn poiuze na přední nápravu.
Pokud se na přední nápravě zhorší adhezní podmínky, začne prokluzovat
Spojka se začne protáčet a mezi lamelami spojky vzniká teplo
Vizkozní kapalina vlivem teploty zvýší svoji viskozitu a spojka se začne uzavírat
Díky tomu se začne část točivého momentu přivádět i na zadní nápravu, která má lepší
adhezní podmínky
Se spojkou Haldex.
princip činnosti spojky Haldex
Spojka
Haldex
je
vícelamelová a pracuje v
olejové lázni. Ovládání
spojky zajišťuje dvojice
pístů, jejichž činnost je
řízena řídicí jednotkou a
soustavou
regulačních
ventilů. Potřebný tlak k
pístům
je
dodáván
axiálním
hydraulickým
čerpadlem. Zjistí-li tedy
řídicí jednotka spojky
změnu
v
trakčních
podmínkách je okamžitě
prostřednictvím ovládání
pístů
zmenšen
nebo
Tím je přenesena k zadním kolům pouze potřebná část hnacího momentu vzhledem k podmínkám.
Poměr přenosu k předním a zadním kolům je tak okamžitě přizpůsoben k daným provozním
podmínkám. Tento poměr může být v rozsahu přední:zadní kola v procentech 100:0 až do poměru
50:50.
Tímto způsobem se dosahuje optimálního záběru všech kol na kluzkém
povrchu, zlepšuje jízdní vlastnosti vozu a nižší spotřeby paliva z důvodu
odpojení pohonu zadní nápravy za normálních podmínek.
271
rozvodovky
První automobil s pohonem 4×4
Kdo je vynálezce pohonu 4×4 dnes nelze s jistotou určit. Nicméně za první
automobil s pohonem všech kol je považován Spyker 4WD (1902). Ještě před jeho
vznikem však navrhl konstruktér Ferdinand Porsche automobil s pohonem všech kol pro
rakouského výrobce automobilů Jacoba Lohnera. Nejednalo se však o vůz s pohonem všech
kol, jak jej vnímáme dnes, ale spíše o hybridní vůz. Měl čtyři elektromotory (pro každé kolo
jeden) a záložní zdroj energie v podobě spalovacího motoru.
První čtyřkolka, jak ji vnímáme dnes, se objevila o dva roky později. Vznikla v nizozemské
firmě Spyker v roce 1902. Představení proběhlo na autosalónu v Paříži v prosinci
1903. Stálý pohon všech kol zajišťoval centrální diferenciál (stejný systém se používá
dodnes). Automobil získal i další prvenství. Je považován za první automobil s šestiválcovým
motorem a s brzdami všech kol. Do té doby měla auta jen brzdy zadních kol, mnoho
závodních vozů dokonce nemělo brzdy vůbec! Spyker 1902 4WD se přes úspěchy v různých
soutěžích nikdy nedostal do sériové výroby a pravděpodobně vznikl jen jeden jediný kus. Ten
kupodivu přežil až do dnešní doby a je v provozuschopném stavu vystaven v nizozemském
Národním Automobilovém muzeu.
zdroj: www.cz-autolexikon.net
Spyker 1902 4WD
272
rozvodovky
Shrnutí pojmů
 rozvodovka jako součást převodů, zahrnuje stálý převod hnací nápravy a diferenciál
 stálý převod hnací nápravy zvětšuje točivý moment na konečnou velikost potřebnou
na hnacích kolech
 základní druhy stálých převodů
 konstrukční uspořádání jednotlivých typů
 diferenciály, účel požadavky
 rozdělení diferenciálů: normální, zvláštní – svorné
 diferenciál Torsen
 pohon všech kol: trvalý, ovládaný elektronicky
 použití viskozní spojky, spojky Haldex
Otázky
1. Co je rozvodovka, jaké součásti zahrnuje?
2. Jaký je účel stálého převodu hnací nápravy?
3. Jaké jsou druhy stálého převodu hnacích náprav?
4. Popište konstrukční řešení jednoduchého převodu kuželového.
5. Jaký je účel diferenciálu?
6. Jaké znáte druhy diferenciálů?
7. Popište činnost kuželového diferenciálu.
8. Jak může být zajištěn pohon všech kol automobilu?
9. Co je a jak pracuje viskozní spojka?
10. Popište činnost spojky Haldex.
273

základy dopravní techniky a dopravní prostředky

Transkript

Podobné dokumenty

Volitelné předměty 2008/2009

Výroční zpráva o činnosti FS TUL za rok 2005 - Fakulta strojní

Automobily

Technika C, C+E

341/2002

Zde - Elit

Pásový dozer

řízení vozidel - Katedra energetických strojů a zařízení

www.schubert24.cz Nabídka „Zima 2010 / 11“

www .genesisbikes.cz

váš průvodce polskými značkami - Polagra

Otázky pro zkoušku z ovládání a údržby vozidla

závěrečný protokol - Zabawkarstwo Wojciech Bączek

Traktory a doprava I - Katedra zemědělské, dopravní a manipulační

SIROCCO 55-80-110

Spojovací a kloubové h řídele – b řezen 2006 SsangYong Kyron

BINZEL_horaky_MIG_spotrebak

341/2002 Sb. VYHLÁŠKA Ministerstva dopravy a spojů ze dne 11

automechanik - Integrovaná střední škola Slaný

Kola a pneumatiky - konstrukce, značení

Databook Continental

Návod pro montáž, provoz a údržbu PAST