MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Transkript

1 MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2009 MIROSLAV MAKOVSKÝ

2 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy Podvozky nákladních vozidel Bakalářská práce Vedoucí práce: Ing. Jiří Čupera, Ph. D. Vypracoval: Miroslav Makovský Brno 2009

3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma PODVOZKY NÁKLADNÍCH VOZIDEL vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF MZLU v Brně. dne:. podpis bakalanta:...

4 PODĚKOVÁNÍ Dovoluji si tímto poděkovat Ing. Jířímu Čuperovi, Ph. D. za odborné vedení, připomínky a cenné rady, při zpracování mé bakalářské práce. Dále děkuji rodičům za poskytnutí zázemí a dobrých studijních podmínek.

5 ANOTACE Tématem mé bakalářské práce jsou Podvozky nákladních vozidel. V úvodní části popisuji úvod do problematiky a historii vývoje. V další části se zaměřuji na podrobný popis a konstrukci jednotlivých částí podvozku nákladních automobilů jako jsou: rámy, kola a pneumatiky, odpružení, tlumiče, stabilizátory, řízení a brzdová zařízení. Dále se zabývám jednotlivými kontrolními pracovišti, diagnostickými zařízeními a zkouškami, které jsem rozdělil dle jednotlivých částí podvozku. Na závěr uvádím několik konkrétních tipů používaných podvozků nákladních automobilů značky Tatra. Klíčová slova: rám, kolo, pružina, tlumič, náprava, stabilizátor, brzda ANOTATION The theme of my bachelor work are car chassises of trucks. In preamble I describe problems and history of development. In next part I rate on detailed description and construction of single parts as are: frameworks, wheels and tires, cushionings, inhibitors, stabilizers, engine controls and brake environment. Below, I engage about single control places of work, diagnostic apparatus and tests, which I split up according single parts of chassis. In conclusion I specify some few concrete used chassises of trucks Tatra. Keywords: frameworks, wheel, spring, inhtor, chassis, stabilizers, brake

6 OBSAH 1 ÚVOD A CÍL PRÁCE Úvod Cíl práce RÁMY Druhy rámů KOLA A PNEUMATIKY Pneumatiky Kola ZAVĚŠENÍ KOL Závislé zavěšení Nezávislé zavěšení kol Vícenápravové systémy Uložení kol ODPRUŽENÍ Ocelové pružiny Pryžové pružiny Pneumatické pružiny Pneumatický systém odpružení TLUMIČE A STABILIZÁORY Tlumiče Stabilizátory ŘÍZENÍ Mechanismus řízení Posilovač řízení BRZDOVÁ ZAŘÍZENÍ Rozdělení brzdových soustav podle účelu (ČSN ) Bubnové brzdy Kotoučové brzdy Zpomalovací brzdy Brzdové soustavy Hydraulické strojní brzdové soustavy... 46

7 8.7 Vzduchokapalinové brzdové soustavy Vzduchotlaké brzdové soustavy Protiblokovací regulační systémy ZKOUŠENÍ A DIAGNOSTIKA Brzdy a brzdové soustavy Tlumiče pérování Řídící ústrojí Kola a pneumatiky ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM OBRÁZKŮ PŘÍLOHY I. Dvoukruhová dvouhadicová vzduchotlaká brzdová soustava bez ABS II. Dvoukruhová dvouhadicová vzduchotlaká brzdová soustava s ABS... 67

8 1 ÚVOD A CÍL PRÁCE 1.1 Úvod Historie nejznámějšího a v současnosti jediného českého výrobce nákladních automobilů sahá do počátku 20 století. Již v této době byla vynalezena koncepce podvozku nákladního automobilu, která je používána i v současné době. Tohle technické řešení se začalo nazývat Tatra concept. Tatra - concept je vynález Hanse Ledwinky, technického ředitele společnosti Tatra v letech 1905 až Tatra - concept je označení pro druh automobilového rámu, který se označuje jako páteřový. Základem tohoto rámu je nosná roura, na kterou jsou připojovány nápravové rozvodové skříně tak, aby celek tvořil samonosnou konstrukci podvozku. Poprvé byl sice použit u osobního vozidla Tatra 11 ale v roce 1923, ale větší význam má tento rám v konstrukci nákladních vozidel v provedení do těžkého terénu. Intenzívním vývojem a zdokonalováním páteřového rámu dokázala společnost Tatra vyvinout jeden z nejdokonalejších podvozků nákladních automobilů. Výhodnost konstrukce potvrzuje nákladních vozů vyrobených do roku 2000 a také úspěchy v Rallye Paříž Dakar, kam ostatní automobilky posílají speciálně zkonstruované vozy, ale Tatra v podstatě sériové, odlišují se pouze odlehčením a drobnými úpravami. Pozadu nebyla ani druhá česká automobilka Praga, která již v roce 1933 představila mode RN, který byl zcela výjimečný svým rámem. Podélníky obdélníkového rámu byly nad zadní nápravou vyhnuté a tím pádem se dosáhlo nízkorámového povedení což bylo pro 30.léta 20. velmi neobvyklé a používané jen pro autobusové a stěhovací nástavby. Obr. 1 Rám Praga RN 8

9 1.2 Cíl práce Cílem této práce je rozebrání problematiky podvozků nákladních automobilů, seznámení, popis a princip činnosti jednotlivých částí, dále souhrn elektronických zabezpečovacích systémů používaných u nákladních vozidel a popis jednotlivých kontrolních pracovišť a diagnostických zařízení. 9

10 2 RÁMY Rám představuje nosnou část vozidla. Jsou na něm umístěny všechny části vozidla včetně karoserie a nástavby. Hlavním účelem je spojovat nápravy, nést karosérii a náklad a přenášet jejích tíhu na hnací nápravy. Dále rám nese hnací skupinu vozidla, přenáší hnací, brzdné a suvné síly. Rám musí být dostatečně pružný, tuhý a pevný, aby dokázal odolávat namáhání krutem i ohybem a pokud možno by měl být lehký. 2.1 Druhy rámů Obdélníkový Rám je tvořen dvěma podélníky, které jsou spojeny několika příčkami. Spojení je provedeno nýtováním nebo svařováním. Podélníky bývají v oblasti náprav ve svislém směru prohnuty, aby bylo umožněn o pérování. Rám je poměrně pružný, což je výhodné pro jízdu v terénu, ovšem nevýhodné pro části, které jsou na něm umístěny. [1] Páteřový Základní nosnou část tohoto rámu tvoří stření páteřový nosník. Nejlepší, ale nejdražší je Manesmanova roura používaná u nákladních vozidel značky Tatra. Dle konstrukce je možné páteřový rám rozdělit na: - rám páteřový nástavný, - rám páteřový rozvidlený. [1] Páteřový nástavný Na páteřový nosník je v předu pomocí příruby uchycen motor, vzadu skříň rozvodovky. Páteřovým nosníkem obvykle prochází spojovací křídel. Toto provedení se vyznačuje značnou pevností, zejména v krutu, a je tedy vhodný obzvláště pro vozidla u nichž se předpokládá, že budou zajíždět do terénu. Nevýhodou je, že rám neumožňuje pružné uložení motoru, a to zesiluje hluk způsobený jeho vibracemi. [1] 10

11 2.1.4 Páteřový rozvidlený Tato úprava do jisté míry odstraňuje nevýhodu předchozí konstrukce, čili umožňuje pružné uložení motoru Rám plošinový V tomto případě tvoří ocelová podlaha karoserie nedílný celek s rámem. Rám může být tvořen zahnutými okraji plošiny a je tedy s plošinou z jednoho kusu, nebo je plošina vyrobena samostatně a spojena, nejčastěji svařováním, s podélníky rámu. [1] Rám obvodový U tohoto rámu jsou podélníky ve střední poloze rozšířeny až ne šířku karoserie. V místě přední a zadání nápravy se podélníky zužují. Nástavba je tak ve stření poloze podepřena, a proto může mít lehčí nosnou konstrukci. [1] Rám smíšený a pomocný U smíšeného rámu se jedná o konstrukci pomocí kombinace předchozích provedení. Pomocný rám slouží k uchycení větších skupin a je upevněn k nosnému rámu. 11

12 3 KOLA A PNEUMATIKY Kolo s pneumatikou tvoří hlavní spojovací článek mezi vozidlem a vozovkou. Jejich účelem je nést hmotnost vozidla a nákladu, přenášet hnací, brzdící momenty a boční síly. Dále také jsou důležitým činitelem doplnění pružící soustavy vozidla. A to zvláště z hlediska zvětšení jízdního pohodlí a bezpečnosti jízdy. Vozidlová kola tvoří dvě hlavní části pneumatika a kolo. [2] 3.1 Pneumatiky Pneumatikou je označován celek tvořený z pláště, duše, ochranné a vložky. Vzduch se do pneumatiky vhání ventilkem spojeným s duší. Ventilek může být dle konstrukce buď přímý nebo zahnutý a ústí na vnitřním obvodu kola. U bezdušového provedení pneumatik odpadá duše, ochranná vložka a ventilek je umístěn přímo v ráfku. [1] Konstrukce pneumatiky Principiálně se pneumatika skládá ze tří hlavních komponentů. Nejvíce obsaženým komponentem je pryž, která tvoří % pneumatiky. Dále jsou zastoupená různá vlákna % a v poslední řade 2-3 % připadají na ocelový drát či umělohmotnou síť. Základními surovinami pro výrobu plášťů jsou: - eleastomery (kaučuky), - přísady do kaučukové směsi, - kordy z chemických a přírodních vláken, - kordy z ocelových vláken, - ocelový drát. [2] Kostra Je složena z vložek tvořených vlákny, které jsou spojeny pryží. Dle uspořádání pásů vložek rozeznáváme pneumatiky diagonální a radiální. U diagonálních provedení jsou pásy vedeny od patky k patce a vzájemně se kříží pod úhlem 30 až 40. Radiální pneumatiky mají pásy vedeny op patky patce kolmo na rovinu rotace kola. [1] 12

13 Nárazník Podobně jako kostra je tvořen vložkami z vhodných druhů vláken spojených pryží. Nárazník je umístěn nad horní částí kostry a přejímá větší část nárazů od vozovky.[1] Běhoun Představuje stykovou plochu mezi pneumatikou a vozovkou. Je v něm vytvořený dezén který má základní význam pro správnou činnost pneumatiky. Pro nákladní automobily se používá dráhové nebo terénní drážkování.[1] Patka pneumatiky Tvoří ji spodní zesílená část pláště dosedající na ráfek. Patka je ráfek přitlačována tlakem vzduchu v pneumatice a musí spolehlivě přenášet síly mezi pneumatikou a ráfkem. U bezdušového provedení musí navíc zajišťovat těsnost vzduchu v pneumatice Bok pláště Bok pláště spoje běhoun s patkami. Je pryžový a chrání kostru pneumatiky před mechanickým poškozením. [1] Obr. 2 Řez pneumatikou Bezdušové pneumatiky U těchto pneumatik je duše nahrazena vrstvou vzduchotěsné pryže, která je navulkanizována na vnitřní straně pláště a okolo patek. Na ráfku jsou vytvořena bezpečnostní převýšení a ventilek je umístěn přímo v ráfku. [1] 13

14 3.1.3 Značení pneumatik 295/80 R 22,5 154/149 K [a] [b] [c] [d] [e] [f] [a]..šířka pneu v milimetrech [b]..profilové číslo v procentech [c]..označení pro radiální pneu [d]..průměr ráfku v palcích [e]..index nosnosti [f]..index rychlosti 3.2 Kola Vozidlové kolo se skládá ze střední nosné části a ráfku, které jsou k sobě pěvně spojena. Slouží k uložení pneumatiky. Dle provedení střední nosné části kola lze rozdělit a na disková kola a hvězdicovitá kola. [2] Rozdělení kol Disková kola - střední nosnou část tvoří lisovaný disk buď plný nebo s odlehčovacími či větracími otvory, - Disk je k ráfku přivařen po celém obvodu Hvězdicovitá kola - jejich nosnou část tvoří lisovaná nebo odlévaná hvězdicovitá hlava, - hvězdice tvoří s nábojem kola jeden celek, - jsou opatřeny děleným ráfkem. 14

15 3.2.2 Druhy ráfků Jednodílné - u nákladních automobilů se používají prohloubené ráfky s kuželovou dosedací, - plochou, která má sklon 15, - sklon zajišťuje přitlačování pneumatiky na ramena ráfku větší silou Vícedílné ráfky - používají v provedení s úkosem 5 (ploché) nebo s úkosem 15 (prohloubené), - usnadnění montáže a demontáže, - dle provedení můžou být dvoudílné, třídílné a čtyřdílné, - ráfek je tvořen základní částí, postraním kruhem a rozříznutým kruhem závěrným Trilex - používají se u hvězdicových kol, - ráfek je tvořen třemi segmenty, které do sebe vzájemně zapadají a drží v pneumatice tlakem po nahuštění, - k hvězdici jsou segmenty upevněny šrouby. Obr. 3 Ráfek trilex 15

16 3.2.3 Značení ráfků Označení ráfků obsahuje šířku a průměr ráfku zpravidla v palcích. U prohloubených (jednodílných) je mezi šířkou a průměrem ráfku křížek x. U plochých (vícedílných) je místo křížku pomlčka -. Připojená písmena upřesňují tvar a provedení dosedacích ploch ráfků. Názvosloví dle normy ČSN je znázorněno na níže uvedeném obrázku. [2] Obr. 4 Názvosloví ráfku Plochý ráfek 8,0-20 [a] [b] [c] [a]..šířka ráfku v palcích [b]..označení pro vícedílný ráfek [c]..průměr ráfku v palcích Prohloubený se sklonem dosedací plochy 15 8,25 x 22,5 [a] [b] [c] [a]..šířka ráfku v palcích [b]..označení pro jednodílný ráfek [c]..průměr ráfku v palcích Prohloubené široký se sklonem dosedací plochy x 22,5 [a] [b] [c] [a]..šířka ráfku v palcích [b]..označení pro jednodílný ráfek [c]..průměr ráfku v palcích 16

17 4 ZAVĚŠENÍ KOL Pod pojmem zavěšení kol rozumíme způsob připojení kol k rámu nebo karoserii vozidla. Umožňuje svislý relativní pohyb kola vzhledem k rámu (karoserii), potřebný z hlediska propružení a eliminuje na přijatelnou hodnotu nežádoucí pohyby kola, zejména boční posuv a naklápění kola. Dále zavěšení kol přenáší sily a momenty mezi kolem a rámem. Podmínkou je dostatečná pevnost a tuhost zavěšení. [2] 4.1 Závislé zavěšení U tohoto provedení jsou obě kola pevně spojena tuhou nápravou tak, že není možná změna rozchodu a náprava je jako celek odpružena vzhledem k vozidlu. Poloha kol zůstává při všech pohybech nápravy navzájem nezměněna. [2] Obr. 5 Závislé zavěšení 17

18 4.1.1 Tuhé nápravy Tuhá náprava je nejstarší a dnes nejpoužívanější užívanější druh zavěšení kol. Používá se zejména pro zadní nápravy. Tyto nápravy jsou konstrukčně poměrně jednoduché a kladou malé nároky na údržbu. Představují však zejména při použití jako hnací, značně velkou neodpruženou hmotu a tím zhoršují kvalitu odpružení vozidla. Nápravy jsou vhodné jako hnací u lehčích nákladních vozidel a jako hnací jsou vhodné pro těžké nákladní automobily. [1] Nápravnice Náprava je tvořen plným profilovým nosníkem. Slouží pouze jako nosná a je vhodná zejména vozidel s nižší konstrukční rychlostí a používá je i jako řídící. Pokud se používá jako řídící, kola na konci nápravy mohou být uložena dvojím způsobem: - nerozvidlená nápravnice, - rozvidlená nápravnice. [1] Mostové nápravy Tato konstrukce se používá v případě, že je náprava použita jako hnací. Je tvořena mostovými rourami, ve kterých jsou uloženy hnací hřídele kol a skříň rozvodovky se soukolím stálého převodu. Náprava je obvykle vyrobena z ocelolitiny a značně zvyšuje neodpruženou hmotu vozidla. [1] Dle provedení může být: - Jednodílná (banjo) - Vícedílná (až čtyřdílná) Obr. 6 Mostová hnací náprava pro vozidla Volvo 18

19 4.2 Nezávislé zavěšení kol U tohoto provedení nejsou již pohyby pravých a levých kol přímo vázány jako u tuhé nápravy, ale jen nepřímo přes rám vozidla. Každé kolo je samostatně zavěšeno pomocí polonáprav a mohou se tedy vykyvovat nezávisle na sobě. [2] U nákladních automobilů se používá ojediněle, význam má pro nákladní vozidla do těžkého terénu. Obr. 7 Nezávislé zavěšení 4.3 Vícenápravové systémy Z důvodu většího užitečného zatížení se používá u nákladních automobilů dvojnápravy nebo trojnápravy. Tyto vícenápravové systémy mají statické vyrovnání tlaků, které zaručuje pro různé hmotnosti nákladu a tím různé polohy těžiště konstantní poměr zatížení náprav mezi jednotlivými nápravami vícenápravového sytému. [2] Obr. 8 Vícenápravový systém 19

20 4.4 Uložení kol Vozidlové kolo, aby se mohlo odvalovat, musí být vzhledem k pevné části uloženo. Pro uložení je rozhodující zda se jedná o hnací nebo hnanou nápravu. Hlavní rozdíl je je zejména v tom, že hnané kolo přenáší pouze tíhu vozidla a není tedy nutno brát ohled na přídavné zatížení kola na ohyb. Pro uložení kol se používají valivá ložiska, která mohou být kuličková nebo kuželíková. Pro uložení rejdového čepu i kluzná ložiska. Uložení kola má dvě úlohy: - Přenos sil působících ve stopě pneumatiky, - Uložit kolo pokud možno bez vůle, aby bylo umožněno přesné otáčení. [2] Způsoby uložení [2] Full floating Kolo je uloženo otočně na dvou valivých ložiskách na vnějším konci nápravy, tzv. uložení odlehčeným hřídelem. Hnací hřídel je namáhám jen krutem takže může mít menší průměr. Pro jedno kolo jsou zapotřebí dvě ložiska velkého průměru, které jsou přesto značně zatěžována. Tato konstrukce je objemná, těžká a drahá. Používá se u těžkých nákladních automobilů Semi floating Uložení hlavy kola pevně mimo hřídel, který se otáčí v ložisku, uloženém uvnitř nápravy. Hnací hřídel je namáhán ohybem i krutem a zachycuje veškeré rázy. Toto provedení se používá zejména u lehkých nákladních vozidel, kde namáhání ohybem a krutem je v mezích únosných pro hřídel nápravy. Nevýhodou tohoto provedení je, že vlivem mechanického porušení hřídele se kolo může oddělit od vozidla Three quarter floating (tříčtvrtinové) Hlava kola je pevně spojena s hnacím hřídelem a současně se otáčí na valivém ložisku uloženém na vnějším povrchu trubkové nápravy, popř. uvnitř nápravy. Namáhání ohybovým momentem nese hnací hřídel jen částečně. Část ohybového namáhání se přenáší na nápravu. Porucha hnacího hřídele má stejné následky jako u uložení letmého. 20

21 5 ODPRUŽENÍ Odpružením se zmenšuje přenos kmitavých pohybů, náprav vozidla na jeho podvozkové části, chrání tak posádku respektive náklad vozidla před nežádoucími otřesy. Dále zmenšuje namáhání rámu, zejména krutem a udržuje všechna kola pokud možno ve stálém styku s vozovkou. U řídících kol by ztráta styku pneumatiky s vozovkou způsobila nepříznivý vliv na řiditelnost vozidla. V některých případech přenášejí tyto pružící orgány suvnou sílu a brzdnou sílu kol na podvozek.[2] Z hlediska odpružení je důležitá pružinová konstanta, která závisí na druhu pružícího prvku, kterým dle materiálu mohou být: - pružiny ocelové (listové, vinuté, torzní), - pružiny pryžové, - pružiny vzduchové (pneumatické). 5.1 Ocelové pružiny tyče. V současné době se používají převážně listové a vinuté pružiny, ojediněle zkrutné Listová pera Listová pružina je svazek plátů z pružinové oceli, které jsou na sebe naskládány a zpravidla spojeny třmeny. Skládá se z hlavního listu s oky, dalších listů, třmen a spon. Obr. 9 Odpružení listovými pery 21

22 Vzájemné spojení je provedeno tak, aby byla při propružení umožněna změna délky pera. Z tohoto důvodu musí být jeden konec hlavního plátu uchycen na rám a druhý tak, aby umožnil jeho pohyb (třmen, kluzná patka). Při deformaci (změny délky pera) nastává na styčných plochách tření. Protože jde o tření suché, které je vlivem nečistot nekontrolovatelné, je snaha toto tření odstranit popřípadě snížit na přijatelnou mez. Dříve se listové pružiny mazali, dnes se používají vložky z plastů. [1] Progresivita Závisí na pružící délce hlavního listu, rozměrech ostatních a jejich počtu. Dosahuje se jí: - stupňovým perem se spodním opěrným listem, - zkrácením délky hlavního listu, - změnou počtu pružících listů (dvoustupňové a třístupňové pero) Vinuté pružiny Vinuté pružiny se používají ojediněle lehkých nákladních vozidel. Jejich výhody jsou: malá hmotnost, žádná údržba, jednoduché uložení, žádné suché tření Vlastnosti - konstrukční složitost je velmi malá, - pružiny jsou nenáročné na údržbu, - využití materiálu je velmi dobré, - nemají schopnost vést nápravu, - samotlumící účinky pružina téměř nemá Konstrukce Pružina je navinuta drátu kruhového průřez, který je broušen na požadovaný průměr. Musí být uložena tak, aby stlačující síla působila v její ose. Dosahuje se toho broušením dosedacích ploch závěrných závitů kolmo k ose pružiny neb použitím vhodných opěrných talířů. Délka opěrného závitu musí být nejméně ¾ obvodu vinutí. Stoupání musí být takové, aby při maximálně stlačené pružině byla zajištěna bezpečná vůle mezi závity. V opačném případě by pružina způsobovala hluk a přesnost rázů z vozovky na vozidlo. [1,2] 22

23 Progresivita Tvrdost pružiny závisí na průměru drátu, ze kterého je pružina navinuta, počtu pružících závitů a průměru pružiny. Progresivity lze dosáhnout: - pružinou s nestejným stoupáním závitů, - proměnným průměrem drátu válcované pružiny, - pružinou s proměnným průměrem (kuželové nebo soudečkové) Zkrutné tyče U nákladních automobilů se používají k důvodu většího zatížení tzv. skládané torzní tyče. Dle konstrukce můžou být dvojice nebo čtveřice torzních tyčí. [2] Vlastnosti - předností torzních pružin je malá hmotnost a nízké nároky na údržbu, - lze je na vozidle snadno umístit, zabírají velmi málo místa, - při odpovídajícím provedení je možné jejich přesné seřízení, - vozidlo může být v určitém rozsahu seřízeno jednak na určitou výšku a dále je možno vyrovnávat naklopení karoserie při jednostranném propružení, - schopnost vést nápravu zkrutná tyč nemá, protože by byla namáhána na nežádoucí ohyb, - využití materiálu je průměrné, leží mezi využitím materiálu listových per a pružin, - samotlumící účinky podobně jako vinutá pružina nemá Konstrukce Zkrutná pružina je tyč s přímou osou, obvykle kruhového průřezu a na koncích jsou hlavice o větším průměru. Přechod tyče v hlavici je kvůli je kvůli zvýšené únavové pevnosti velmi plynulý (velký poloměr) a povrch bývá z téhož důvodu hladce broušen nebo kuličkován. Koncové hlavice mají buď kruhový průřez s jemným drážkování nebo se pro přenos kroutícího momentu používají hlavice čtvercové, obdélníkové nebo šestiúhelníkové. Tyč může být opatřena ochranným obalem z plastu popřípadě uložena v ocelové trubce. [2] 23

24 Jeden konec torzní tyče je zasunut do lůžka k rámu vozidla a na druhém je nasazeno rameno spojené s kolem. Zdvih kola se přenáší na rameno, které zkrutnou tyč natáčí v mezích její pružné deformace. Tyč se montuje s předpětím, kterého se dosáhne natočením a upevněním regulačního raménka na pevném konci. Obr. 10 Odpružení zkroutnou tyčí Progresivita Tuhost zkrutné pružiny závisí na jejím průměru a délce. Pro dosažení progresivity může být zkrutná tyč doplněna o zkrutnou trubku, která se po určitém zkroucení tyče začne zkrucovat společně s ní a zvýší tak tuhost odpružení. [2] 24

25 5.2 Pryžové pružiny Pryž se používá téměř u každého vozidla jako přídavný pružící prvek. Uplatňuje se nejen jako materiál přídavných odpružovacích elementů a dorazových bloků, ale také jako pružící prvek silentbloků k uložení motoru a jiných dílů hnacích skupin a podvozku motorový vozidel. [2] Vlastnosti - konstrukční složitost velmi malá, pružiny nevyžadují téměř žádnou údržbu, - využití materiálu nejlepší ze všech druhů pružin, - schopnost vést nápravu záleží na konstrukci, u rejdových kol může být na závadu určitá boční pružnost, - samotlumící účinky má pružina dobré, - malá hlučnost a opotřebení, citlivost na teplotu, - po určité době se začne projevovat trvalá deformace a vlivem stárnuté se snižuje pružnost Konstrukce Pryžové pružiny využívají elastických vlastností pryže. Jako materiál pro jejich výrobu může být použita pryž přírodní nebo syntetická. V současné době se přídavné pružiny vyrábí také z pěnového polyuretanu. Velká pružnost tohoto materiálu dovoluje stlačení téměř o 80% délky aniž by nastalo poškození. Konstrukční provedení je velmi rozmanité, pružina může být namáhána na krut, střih nebo tlak. [1] Progresivita U tohoto provedení je progresivita závislá zejména na způsobu namáhání pružiny a do jisté míry i na jejím tvaru. 25

26 5.3 Pneumatické pružiny U tohoto odpružení pruží vzduch uzavřený v nádobě, vytvořený z pružného měchu nebo ocelového válce, v níž je píst těsněn membránou Vlastnosti - konstrukční složitost je velmi značná, - využití materiálu se dá jen velmi těžko posoudit, - schopnost vést nápravu pružina nemá, - samotlumící účinky pružina nemá, - velmi vysoká životnost (až km), - progresivita je samočinná a vyplývá z principu činnosti Konstrukce Nejčastěji se používají pružné měchy, a to buď vlnovce nebo vaky. Vlnovcovitá pružina může mít dva až čtyři vlnovce. Pryžový vlnovec se zpevňuje ocelovými kordovými vložkami. Je velmi pevný a odolný proti proražení. Vakové pružiny mají píst, po kterém se při pružení odvaluje vak. Dochází ke značným deformacím a pro dosažení vysoké životnosti musí být materiál vaku velmi odolný a píst vhodně tvarován. [2] Obr. 11 Pneumatická pružiny 26

27 5.4 Pneumatický systém odpružení U nákladních automobilů se požívají vzduchové odpružovací systémy s otevřeným okruhem. To znamená, že jednou použitý vzduch odchází do atmosféry. Obr. 12 Pneumatický systém odpružení Princip činnosti Kompresor dodává stlačený vzduch přes odlučovač vody a regulátor tlaku do zásobníků. Jednotlivé ventily vzduchového odpružení řídí tlak vzduchu v měchách tak, aby odpovídal nákladu vozidla respektive aby výška nástavby od nápravy byla stále stejná. Vzduchové ventily pro odpružení jsou upevněny na rámu vozidla a jsou spojeny ventilovou pákou přes spojovací tyče s nápravou. Při zatížení klesne nástavba, ventilová páka se posune a pérovací měchy se dohustí. Nástavba se nadzdvihuje tak dlouho, dokud není ventilová páka opět ve střední poloze. Při odlehčení je postup opačný. Při výpadku brzdového okruhu zůstává tlak ve vzduchovém odpružení až do závěrného tlaku ventilu. Tím je zachována provizorní funkčnost celého systému.[2] 27

28 Regulační ventil Důležitým prvkem úrovňové regulace je regulační ventil. Při zvětšení zatížení jsou vzduchové vaky nejdříve stlačeny, tím se zmenší vzdálenost mezi nosníkem pružin a nástavbou. Táhlo ventilu natáčí páku ventilu, který otevře průchod mezi kompresorem případně zásobníkem tlakového vzduchu a vzduchovými vaky. Tento děj trvá tak dlouho, až je dosažena původní provozní výška. Při odlehčení probíhá tento děj obráceně. [2] Zdvihací náprava Vozidel se třemi a více nápravami mají často možnost zvednutí jedné zadní nápravy pro jízdu s prázdným nebo částečně naloženým vozidlem. Díky tomu se snižuje opotřebení pneumatik, spotřeba díky menšímu odporu a v některých případe, že se jedná o třínápravový automobil se snižují náklady na elektronické mýtné. Zdvihání nápravy se provádí zdvihacími měchy, které jsou ovládány buď prostřednictvím magnetických ventilů pro automatické rozpoznávání zatížení náprav, nebo řidičem. Řídící jednotka do regulace zasahuje v případě překročení určité hranice prokluzu. Tím že krátkodobě zdvihne třetí nápravu, zvýší se zatížení hnací nápravy, např. při rozjezdu.[2] Obr. 13 Zdvihací náprava Daimler-Benz 28

29 6 TLUMIČE A STABILIZÁORY 6.1 Tlumiče Účelem tlumičů je doplňovat pružící soustavu vozidla, tlumit účinně vlastní kmity pružiny, které vznikají při přejezdu nerovností. Tlumiče musí udržovat kola ve stálém styku s vozovkou, aby bylo možné přenášení brzdných, hnacích a při zatáčení také bočních sil. Zajišťují také vysokou bezpečnost jízdy a jízdního pohodlí Rozdělení tlumičů Kapalinové Pracovní látku tvoří olej, prostor nad kapalinou je vyplněn vzduchem a je spojen s atmosférou. [1] Plynokapalinové Pracovní látku tvoří rovněž olej, prostor nad olejem je však vyplněn dusíkem a není spojen s atmosférou. Toto řešení umožňuje udržovat v tlumiči trvale určitý přetlak a tím podstatně omezit možnost jeho zavzdušnění. Další výhodou je zamezení pěnění oleje při průtoku ventilky. [1] Konstrukce V současné době se používají výhradně teleskopické tlumiče. Tzv. pákové tlumiče se v dnešní době již nepoužívají.teleskopické tlumiče jsou opatřeny okem nebo čepem pro uchycení na vozidlo. O oku tlumiče je zalisované pryžové pouzdro s otvorem pro čep. Toto uložené umožňuje natáčení tlumiče kolem osy oka o ± 20 a výkyvy vzhledem k ose oka ± 3 od základní montážní polohy. Na čepu tlumiče jsou navlečeny pryžové kroužky nebo pouzdro. Teleskopické tlumiče je možno rozdělit na dva typy. [2] 29

30 Dvouplášťový tlumič V pracovním (vnitřním) válci vyplněném kapalinou se pohybuje píst s průtokovými ventily, který je upevněn na konci pístnice. Při ohybu pístu se kapalina protlačuje otvory průtokových ventilů z jedné oblasti pracovního prostoru do druhé. Hydraulický odpor vznikající při tomto škrcením průtoku je příčinou vzniku tlumící síly závisející na rychlosti pohybu pístu. Mezi pracovním a vnějším válcem (pláštěm) je vyrovnávací prostor. Pracovní a vyrovnávací prostor jsou navzájem propojeny vyrovnávacím ventilem ve spodní části tlumiče. Vyrovnávací prostor slouží na vyrovnání rozdílů skutečného objemu pracovního prostoru, který se při zasouvání pístnice postupně zmenšuje o její objem, a dále na vyrovnání rozdílů objemu tlumičové kapaliny, který závisí na její teplotě. Přebytečná kapalina, která je při stlačování tlumiče vytlačena zasouvající se pístnicí, proudí vyrovnávacím ventilem do vyrovnávacího prostoru. Při roztahovaní tlumiče proudí nazpět do pracovního prostoru. Horní konec pracovního a vyrovnávacího prostoru je uzavřen víkem, ve kterém je vodící pouzdro pístnice a ucpávka. [2] Obr. 14 Dvouplášťový tlumič 30

31 Jednoplášťový tlumič Místo vyrovnávacího prostoru je zde pružná plynová náplň s tlakem plynu 0,3 až 0,6 MPa. Tlumičová kapalina od tlumiče oddělena dělícím pístem volně posuvným ve válci. Při zatlačování pístnice směrem dolů kapalina protéká ventily v pracovním pístu do prostoru nad pístem. V tomto prostoru i v prostru nad pístem je však přetlak a není zde proto nebezpečí tvoření bublin. Při průtoku kapaliny vznikne sice tlakový rozdíl v obou komorách, ale nikdy nepoklesne pod kritickou hodnotu, proto je tento tlumič citlivý i ba velmi malé zdvihy. Jednoplášťové tlumiče mohou být také bez dělícího pístu, tzn. povrch kapaliny je přímo ve styku s plynem. V tomto případě je nutné zabránit možnosti smíšení kapaliny s plynem při práci tlumiče, což by mělo nepříznivý vliv na jeho funkci. Toto lze uskutečnit např. pomocí odrazné příčky nebo tzv. uklidňovacím pístem. Obě tato provedení uklidňují pohyb kapaliny v blízkosti jeho rozhranní s plynem. [2] Obr. 15 Jednoplášťový tlumič 31

32 6.2 Stabilizátory Účelem stabilizátorů je stabilizace vozidla v příčném směru, zejména při průjezdu zatáčkou. Při natáčení vozidla zmenšují klopení nástavby směrem ke vnější straně vozidla. Příčné stabilizátory jsou torzní kruhové tyče s průměrem až 60 mm pro těžké nákladní automobily. Stabilizátory jsou v zásadě tři tipy: - otočně uložený v pryžových lůžkách napříč vozidlo a táhly kloubově spojený s výkyvnými rameny kol nápravy, - spojený pryžovými bloky s podélnými rameny, - tvořený jednoduchou torzní tyčí uloženou v podélných ramenech).[1] Činnost stabilizátoru Pokud najetím na překážku se vykývnou obě kola stejně, natočí se oba konce stabilizátoru také stejně a jeho účinek na odpružení se neprojeví. Jestliže však jedno kola propruží více než druhé, natočí se jeden konec stabilizátoru. Tím se zkrucuje střední část stabilizátoru. Toto zkroucení zmenšuje prodloužení nápravy a tím i naklopení nástavby. Při naklopení v zatáčce nedochází ke svislému posuvu kol, natáčí se oba konce stabilizátoru proti sobě. Tzv. střední část je v klidu a obě strany jsou v rozdílných směrech namáhány na krut a ohyb. Při zatáčení působí tedy stabilizátor dvakrát silněji než při jednostranném propružení.[1] Obr. 16 Stabilizátor na nápravě odpružené zkrutnými tyčemi 32

33 7 ŘÍZENÍ Řízení slouží k udržování nebo ke změně směru jízdy vozidla, dále k umožnění rozdílného úhlu rejdu rejdových kol při průjezdu zatáčkou a k dostatečnému zvětšení silového momentu pro ovládání rejdových kol. [1] Podle konstrukce se rozděluje řízení jednotlivými koly a řízení celou nápravou, které se používá jen u nákladních přívěsů. U nákladních automobilů se dvěma předními nápravami se natáčí kola obou dvou náprav. Řízení zadních kol se používá u některých těžkých nákladních automobilů a dlouhých návěsů.[2] Obr. 17 Hlavní části řízení 7.1 Mechanismus řízení Hlavním účelem mechanismu řízení je zajištění natočení kol do rejdu a umožnit jeho rozdílný úhel při zatáčení. Dále přenáší řídící pohyb z převodky řízení na řízená kola a dostatečně musí zvětšovat silový moment pro ovládání rejdových kol. K hlavním částem řízení u tuhé nápravy patří: - sloupek a hřídel volantu, - převodka řízení, - řídící tyč. 33

34 7.1.1 Sloupek a hřídel volantu Sloupky řízení jsou tvořeny krycí trubkou hřídele volantu, která je spojena s kabinou a hřídelem volantu. Hřídel volantu spojuje volant s převodkou řízení a je valivě uložen v krycí trubce. Musí být tuhý na krut. Společně se sloupkem řízení musí být zajištěna poddajnost v podélném směru, aby se zamezilo poranění při nehodě. Z hlediska bezpečnost při čelním nárazu vyhovují následující konstrukční varianty: - dvoudílný hřídel volantu, - dělený hřídel volantu, - vícedílný hřídel volantu. Volant je tvořen kostrou z ocelových drátů, na které je vytvořena vrstva z vhodného plastu. Ve středu může mít volant uložený airbag. [2] Převodka řízení Hlavním účelem je měnit otáčivý pohyb volantu a hřídele volantu na natočení kol do rejdu. Dále zvětšuje točivý moment, který vzniká působením síly řidiče na volant tak, aby mohlo dojít k natočení kol do rejdu. U nákladních automobilů se používají zejména níže následující konstrukční provedení Převod šnekový Na konci hřídele volantu je šnek (vřeteno řízení se šnekem). Šnek je jednoduchý s velkým stoupáním a je ukončen ve válcové ploše šneku, aby kolík nemohl vyběhnout ze závitu. Kolík má tvar komolého kužele je uložen na jehlách čepu. Čep je vetknut do raménka hřídele řízení, na jehož opačném konci je hlavní páka řízení. Toto konstrukční uspořádání umožňuje velký převod a poměrně malou sílu na volantu. Jednopalcová šneková převodka se používá u nákladních automobilů značky Tatra. [2] Převod šnekový s kladkou Menší tření než jednopalcové šnekové zařízení má převod s kladnou. Kladka je poměrně nízká, jen co odpovídá jednomu nebo půl druhému dvouchodému závitu a otáčí se na malém rameni. Tomu je uzpůsoben tvar šneku, který není válcový, ale dovnitř vydutý, aby odpovídal oblouku kladky. Kladka se při řízení po šneku odvaluje. 34

35 Vidlice, v níž je kladka vestavěna, pohybuje hřídelem řízení a ten zase hlavní pákou řízení. Šnek je obvykle uložen na kuželíkových ložiskách a kladka na jehlových. [2] Převod se šroubem a maticí Spodní konec hřídele volantu má šroubovitý tvar a je na něm uložena matice, která je zajištěna proti otáčení. Matice nese na sobě čep, který zasahuje do otvoru v hlavní páce řízení. Tento tip převodky se používá dnes vzhledem k vysokému tření jen pro pomalá vozidla. [2] Převod se šroubem, maticí a s oběžnými kuličkami Podstatně lepší převod oproti předcházejícímu. Tření mezi šroubem a maticí je vlivem valivých kuliček podstatně redukováno. Na konci hřídele volantu je závit, ve kterém obíhají kuličky. Zpětné vedení nahoru nebo dolů ze závitu vystupujících kuliček je zajištěno trubkou. Tento tip převodky se používá pro lehké nákladní automobily o maximálním zatížení přední nápravy 3, 5 tuny bez posilovače řízení. [2] Obr. 18 Převodka se šroubem, maticí a s oběžnými kuličkami Řídící tyč Hlavním účelem je přenos pohybu z převodky řízení na rejdová kola. Dále zajišťuje přenos síly, její změnu dle potřeby a nastavení vzájemné polohy rejdových kol. Obvyklé provedení řídící tyče má dva klouby a mezi nimi leží přímá trubka na vzpěr. Trubka má uvnitř na jedné straně levotočivý a na druhé straně pravotočivý závit. Stejnoměrným otáčením středního dílu na obou stranách kol lze nastavit plynule sbíhavost či rozbíhavost. [1] 35

36 7.2 Posilovač řízení Motorová vozidla s velkým zatížením přední nápravy (nad 3,5 t) musí mít dle zákonných požadavků posilovací zařízení. Při selhání tohoto zařízení musí být možnost řídit vozidlo svalovou silou řidiče a to maximálně 600 N. Posilovač řízení (hydraulické servořízení) podstatně snižuje sílu k řízení těžkých nákladních vozidel a zbavuje řidiče namáhavé fyzické práce. Zvyšuje bezpečnost vedení vozidla v případě náhlého defektu pneumatiky nebo při najetí na překážku a tlumí rázy přenášené od řízených kol na volant. [2] Princip činnosti Ovládací ventil (rozvaděč) řídí přívod a odvod pracovní látky. Jde většinou o olej, méně tlakový vzduch do pracovního válce a z pracovního válce. Pracovní válec má pístnici, která je spojena s mechanismem řízení a přenáší do něho přídavnou sílu. Pro posilovač musí být k dispozici zdroj a zásobník energie U hydraulického okruhu s monoblokovým uspořádáním je zubové čerpadlo poháněno spalovacím motorem ze skříně rozvodů. Při běhu motoru nasává pracovní kapalinu a dodává ji tlakovou větví do servořízení. Z něho se pak kapalina vrací odpadní větví zpět do nádrže. Olejová nádrž je v hydraulickém okruhu vestavěna jako spojitá nádoba, udržující zásobu kapaliny. [2] A..monoblokové servořízení B..zubové čerpadlo C..olejová nádrž D..olejové vedení Obr. 19 Okruh posilovače řízení 36

37 8 BRZDOVÁ ZAŘÍZENÍ Brzdové zařízení tvoří všechny brzdové soustavy namontované na vozidle, jejich funkce je snížení popřípadě zastavení nebo zajištění vozidla. Brzdění vozidla se dosahuje zpravidla záměrně vyvolaným třením mezi rotujícími a pevnými částmi motorového vozidla. Tím se pohybová energie mění v třecích částech v tepelnou energii, kterou je nutno odvádět do ovzduší, aby nedošlo k poškození brzd. [2] 8.1 Rozdělení brzdových soustav podle účelu (ČSN ) Provozní brzdová soustava Snižuje rychlost vozidla, případně až do jeho úplného zastavení, přičemž se vozidlo nesmí odchýlit od přímého směru. Provozní brzdy jsou ovládány pouze nohou řidič, jejich účinek musí být odstupňován a musí působit na všechna kola. [1] Nouzová brzdová soustava Plní úkoly provozních brzd při jejich poruše a musí působit alespoň na jedno kolo z každé strany vozidla. Soustava nemusí být samostatná, může to být neporušený okruh provozních brzd nebo brzda parkovací. [1] Parkovací brzdová soustava Zajišťuje stojící vozidlo proti pohybu a to i za nepřítomnosti řidiče. Může být použita i jako nouzová pokud je ovládací ventil parkovací brzdy konstruován se stupňovitým účinkem. [1] Zpomalovací brzdová soustava Snižuje rychlost vozidla dle potřeby zejména při sjíždění dlouhých svahů, aniž se použije brzda provozní, nouzová nebo parkovací. Úkolem těchto brzd není vozidlo zastavit, ale odlehčit brzdám provozním. [1] 37

38 8.2 Bubnové brzdy Bubnové brzdy používaní u vozidel jsou třecí a s vnitřními brzdovými čelistmi. Nejdůležitějšími částmi jsou: - brzdový buben, - brzdové čelisti, - rozpěrné zařízení, - vratné pružiny, - štít brzdy. Obr. 20 Bubnová brzda Brzdový buben je pevně spojen s kolem a otáčí, brzdové čelisti a části pro vytváření přítlačné síly jsou uloženy na štítu brzdy, který je pevně spojen s nápravou a neotáčí se. Brzdové čelisti jsou přitlačovány rozpěrným ústrojím na vnitřní plochu brzdového bubnu. Přítlačná rozpěrná síla může být vytvořena hydraulicky kolovým brzdovým válečkem nebo mechanicky rozpěrnou pákou či brzdovým klíčem. [2] Vlastnosti - mají posilující (servo) účinek, který může být poměrně velký a závisí na uspořádání brzdových čelistí, - prakticky je celá brzda umístěna uvnitř bubnu a je chráněna proti nečistotám, - umožnění jednoduchého přizpůsobení pro funkci parkovací brzdy, - poměrně vleká životnost brzdového obložení, - při zahřátí u nich nastává pokles brzdného účinku, - při silném zahřátí může dojít k deformaci bubnu. 38

39 8.2.2 Druhy bubnových brzd Podle způsobu uložení a ovládání čelistí rozeznáváme brzdy: - jednonáběžné (Simplex), - dvounáběžné (Duplex), - dvounáběžné obousměrné (Duo duplex), - se spřaženými čelistmi (Servo), - obousměrné dvounáběžné se spřaženými čelistmi (Duo servo). Obr. 21 Druhy bubnových brzd Konstrukce Brzdový buben Konstrukční řešení brzdového bubnu je podmíněno tepelným a pevnostním namáháním. Buben musí mít vysokou odolnost proti otěru, stálost tvaru a rozměrů. Na vnějším obvodu je buben opatřen obvodovým žebrem, které zabraňuje deformaci válcové třecí plochy. Na obvodu mohou být další obvodové nebo příčné žebra, které zvyšují jeho pevnost a tuhost. Ke zvětšení tepelné odolnosti slouží dvoumateriálové bubny. Jako materiál se používá šedá litina nebo temperovaná litina, ocelolitina nebo slitiny lehkých kovů. Třecí plochy jsou jemně soustruženy, popřípadě broušeny. Buben nesmí radiálně ani axiálně házet a nesmějí u něj vznikat vibrace. [2] 39

40 Brzdové čelisti Mají obvykle základní průřez tvaru T a jsou svařované z ocelového plechu, případně litinové nebo ocelolitinové. Otočné čelisti mají na jednom konci oko s kluzným pouzdrem, plovoucí čelisti opěrnou plochu. Na druhém konci je plocha pro přenos ovládací síly. Třecí obložení je na válcové ploše nalepené nebo přinýtované (zejména u těžších vozidel). [2] Rozpěrné zařízení U nákladních vozidel s tlakovzdušnými ovládacími soustavami se používá mechanické ovládání čelistí vačkou, tzv. brzdovým klíčem. Brzdový klíč se natáčí a přitlačuje tak současně obě čelisti na třecí plochu bubnu. Boky brzdového klíče mají tvar evolventy, čímž účinné rameno klíče je během natáčení konstantní. V některých případech se boky evolventního klíče opírají o kladky uložené otočně na čelistích, čímž se zmenšuje tření a zvyšuje účinnost převodu. Někdy se používají u nákladních automobilů i jiné způsoby mechanického ovládání čelistí, například klínem. [2] Zařízení pro seřízení brzdových čelistí Opotřebením třecího obložení se v provozu zvětšuje vůle mezi čelistmi a bubnem. Vymezení vůle na počátku brzdění vyžaduje určité posunutí čelistí ovládacím zařízením, čímž se prodlužuje doba náběhu brzdného momentu. Vůli mezi čelistmi a bubnem je nutno seřizovat, seřizovací zařízení je v dnešní době automatické. [2] 40

41 8.3 Kotoučové brzdy Otáčející se částí je v tomto případě kotouč, jehož boky tvoří třecí plochy. Při brzdění jsou pomocí ovládacího zařízení přitlačovány na tyto třecí plochy desky s třecím obložením. [2] Vlastnosti - i při dlouhodobém brzdění se součinitel tření mění velmi málo, - seřízení vůle mezi kotoučem a obložením je samočinné, - velikost brzdného účinku nezáleží na smyslu otáčení kola, - brzdové obložení se sice opotřebovává rychleji než u bubnových brzd, - nemají samoposilující účinek, - uspořádání parkovací brzdy je konstrukčně složité a nákladné Druhy kotoučových brzd Kotoučová brzda s pevným třmenem Hydraulické válce uspořádány proti sobě po obou stranách kotouče a těleso třmene je nepohyblivé. Počet válců bývá obvykle dva se stejným průměrem a společnou osou, dále čtyři válce stejného průměru, pro každou dvojici je společná osa a v další případě mohou být hydraulické válce tři, kdy je válec většího průměru na jedné straně a dva menšího průměru na straně druhé, přičemž součet ploch na každé straně je stejný. [2] Obr. 22 Druhy kotoučových brzd 41

42 Kotoučová brzda s plovoucím třmenem Hydraulický válec má jen na jedné straně kotouče a těleso třmene je pohyblivé ve směru jeho osy. Ovládací síla třecí desky zadruhé straně kotouče je v tomto případě reakce shodná co do velikosti s ovládací silou hydraulického válce. Pohyblivé uložení třmene brzdy na neotáčející se části nápravy nebo zavěšení může být posuvné (v rámu s posuvným vedením, tzv. výkyvný třmen). [2] Konstrukce kotoučových brzd Brzdový kotouč Nejjednodušší konstrukční řešení je plochý kotouč, má však řadu nedostatků (snadněji se bortí, cesta průchodu tepla k ložiskům je poměrně krátká, takže se více zahřívají). Hrncový tvar tyto nedostatky odstraňuje. Pro účinnější chlazení mají kotouče duté prostory s radiálně uspořádanými kanálky, jedná se o kotouče s vnitřním chlazením. Brzdové kotouče se vyrábí obvykle z legované šedé litiny nebo ocelolitiny. Jakost povrchu kotouče má značný vliv na opotřebení třecího obložení, a proto jsou třecí plochy kotouče broušeny. Kotouč je přírubou uchycen k náboji kola obvykle šrouby, v některých případech přímo kolovými šrouby. [2] Brzdový třmen Slouží k uložení brzdových pístků a k suvnému uložení brzdových destiček. Převádí hydraulický tlak na přítlačnou sílu přitlačující brzdová obložení k brzdovému kotouči. Obvykle se vyrábí z šedé litiny nebo ocelolitiny a je pevně spojen s vozidlem. Jsou v něm uloženy čelisti brzdovým obložením Brzdové obložení Brzdové obložení je přilepeno na kovové nosné segmenty, které jsou vyrobeny z ocelolitiny. Většinou se používá obležení z organických materiálů, pro obzvláště vysoké namáhání se vyrábí ze spékaných práškových materiálů. Důležitým ukazatelem kvality brzdového obložení je koeficient tření. Čím vyšší je hodnota koeficientu tření třecích segmentů brzdových destiček, tím větší bývá jejich opotřebení. [2] 42

43 8.4 Zpomalovací brzdy Zpomalovací brzdy se používají zejména jako odlehčovací, například při sjíždění dlouhých svahů, kdy snižují zahřívání a opotřebení provozních brzd. Pracují bez opotřebení, protože přeměňují brzdnou energii na teplo bez tření. Jsou v činnosti pouze tehdy, když se vozidlo pohybuje Výfuková brzda Pokud se přeruší dodávka paliva, je motor poháněn vozidlem a působí jako brzda, zejména při vysokých otáčkách. Brzdný účinek motoru se může zvýšit utěsněním výfukového potrubí. K tomuto účelu se používá ploché šoupátko nebo klapka umístěná ve výfukovém potrubí v blízkosti motoru. U vznětových motorů se nutno současně s uzavřením výfukového potrubí přerušit i dodávku paliva. Uzavírací orgány jsou ovládány vzduchovým válcem, do kterého je přiváděn stlačený vzduch přes třícestný ventil. [1] Motorové brzdy Zpomalení se docílí změnou časování ventilového rozvodu nebo snížením dodávky paliva. Brzděn je vlastně motor, a protože je spojen s hnacími koly, je vyvoláno brzdění a tím zpomalení vozidla. Při zapojené motorové brzdě se brzdný výkon zvýší na dvojnásobek až trojnásobek oproti brzdění jen vlastním motorem. [2] 1.výfuková klapka 2.škrcení 3.stlačený vzduch 4.píst Obr. 23 Motorová brzda Man EVB 43

44 8.4.3 Hydrodynamická brzda Zpomalovacího účinku je dosaženo odporem kapaliny, působícím na vhodně rotující části vozidla. Mechanická energie hnacího hřídele je měněna v kinematickou energii kapaliny. Tato kinematická energie se na statoru mění v teplo, proto je nutné chlazení kapaliny. Chladící okruh musí být dostatečně dimenzovaný. Relativně drahá konstrukce je vyvážena nízkou hmotností retardéru, který může být zabudován do převodovky. [2] Elektromagnetická brzda Zpomalovacího účinku se v tomto případě dosahuje působením magnetického pole na otáčející se kotouč. Stator je uchycen pružně k podvozku, rotor je poháněn hnacím hřídelem. V rotoru se indikují vířivé proudy, které vyvolají magnetickou sílu. Síla spolu s magnetickým polem statoru vytváří brzdný moment, jehož velikost je závislá na buzení cívek statoru, který se přivede z baterie nebo z generátoru. K odvodu tepla mají kotouče chladící lopatky, mezi kterými proudí vzduch. Celkem jednoduchá konstrukce, avšak velmi značná hmotnost, která může být až 300 kg. Oteplení vede k poklesu brzdného momentu. Řidič může zvolit brzdící účinek obvykle ve čtyřech stupních. [2] 44

45 8.5 Brzdové soustavy U nákladních automobilů se na ovládání provozního, nouzového, případně i parkovacího brzdění používají většinou z důvodu značně velkých ovládacích sil strojní brzdové soustavy, a to převážně vzduchové. U lehkých a středních nákladních automobilů se používají také hydraulické strojní brzdové soustavy. Pro dvoukruhové brzdové soustavy existuje několik možností uspořádání: - přední/zadní, - diagonální, - trojúhelníkové. [1] Posilovač brzd Účelem je posilovače brzd je podpořit sílu řidiče a tím umožnit snížení ovládací síly na pedál. K hlavnímu brzdovému válci může být přiřazen podtlakový nebo hydraulický posilovač brzdného účinku. [2] Podtlakový posilovač U vznětových motorů je podtlak vytvářen podtlakovým vakuovým čerpadlem (vývěvou), které je poháněno motorem. Hlavní brzdový válec je připevněn k posilovači přírubou. Pracovní píst s membránou rozděluje skříň posilovače na podtlakovou komoru, ke které je připojen přívod podtlaku se zpětným ventilem. Pracovní komora je střídavě spojena s atmosférou nebo s podtlakovou komorou pomocí dvojitého ventilu. [1,2] Hydraulický posilovač U vozidel, která jsou opatřena posilovačem řízení s vysokotlakým hydraulickým čerpadlem, je možno využít tlaku oleje i pro vytvoření posilovacího brzdného účinku. V porovnání s podtlakovým posilovačem je hydraulický méně náročný na prostor a má rovnoměrnější posilovací účinek, protože nezávisí na chodu motoru. Při poklesu tlaku oleje v zásobníku nebo při poruše zařízení, zůstávají brzdy v činnosti bez posilovacího účinku. [1] 45

46 8.6 Hydraulické strojní brzdové soustavy Hydraulické brzdová soustava je brzdová soustava s hydraulickou centrálou s motoricky poháněným čerpadlem a s akumulátory tlakové kapaliny. Velikost brzdného tlaku ovládá řidič, avšak svou svalovou silou tento tlak nevyvíjí. Řízení toku tlakové kapaliny od zdroje tlaku k brzdným mechanismům se provádí převážně dvěma způsoby. [2] Closed centre Nejrozšířenějším jsou soustavy typu closed centre. Zde je řízení tlaku prováděno paralelně uspořádanými šoupátky, ovládanými vahadlem přes zpětnovazební člen. Brzdný tlak je přímo úměrný síle na brzdném pedálu. Tomuto brzdění se říká tě statické brzdění. [2] Open center Druhým způsobem, již méně rozšířeným, jsou soustavy typu open center, kde se využívá dynamického účinku proudící kapaliny. Brzdný tlak je určen řízením volného průtoku kapaliny. Uspořádání může být s jedním škrtícím ventilem nebo se dvěma škrtícími členy, kde jeden člen je měnitelný a druhý pevný (např. clona). Tento způsob má nevýhodu ve větším namáhání čerpadla a brzdové kapaliny. [2] 8.7 Vzduchokapalinové brzdové soustavy Na vozidle je umístěn zdroj tlakového vzduchu, který má vždy širokou možnost využití. Plnící část a hlavní brzdič jsou shodné se vzduchovou soustavou. Ovládací část soustavy je hydraulická, přičemž přechod mezi těmito systém tvoří vzduchokapalinový válec. Brzdové válečky na kolech jsou hydraulické, rovněž zátěžový regulátor je hydraulický. Parkovací brzdění je zajištěno vzduchovým válcem, který je ovládám ručním brzdovým ventilem. U vozidle se sklopnou kabinou je výhodné pneumatické spojení hlavního brzdiče se vzduchokapalinovým převodníkem. [2] 46

47 8.8 Vzduchotlaké brzdové soustavy Tyto soustavy se běžně používají u těžších vozidel kategorie N3 a u většiny vozidel N2. Spodní hranicí použití je zhruba celková hmotnost vozidla 7 tun. U lehčích vozidel se tato soustava nepoužívá, protože veškeré přístroje a zejména brzdové válce spolu s jejich převodem jsou při běžně používaném jmenovitém tlaku 0,8 MPa tak rozměrné, že jejich umístění by na vozidle nebylo možné. [1,2] Hlavní části Plnící část Zařízení vytvářející zásobu stlačeného vzduchu, která obsahuje kompresor, dva vzduchojemy s odkalovacími ventily, pojistný ventil, plnič pneumatik, vyrovnávač tlaku, protimrazové zařízení. a) Kompresor je zdroj energie vzduchotlaké soustavy, vytváří požadovaný tlak vzduchu. Kompresor je vlastně pístové čerpadlo, které je poháněno motorem vozidla. Při pohybu pístu do dolní útratě se vzduch nasává do válce. Při pohybu z dolní úvratě do dolní se vytváří přetlak a stlačený vzduch je po otevření výtlačného ventilu dopraven do vzduchojemu. b) Regulátor tlaku odvádí stlačený vzduch do vzduchojemu nebo do okolí a tím reguluje pracovní tlak v soustavě. Regulátor tlaku je kombinace regulační jednotky, pojistného a zpětného ventilu a plnícího zařízení. U některých provedení regulátorů může být přípojka pro plnění pneumatik. c) Vysoušeč vzduchu pracuje na absorpčním principu. Stlačený vzduch proudí přes vysoušecí látku, která je ve formě granulí, ve které se zachycují molekuly vody. d) Čtyřokruhový pojistný ventil slouží k zásobení vzduchem a k ochraně před nadměrným tlakem obou brzdových okruhů, okruhu parkovací brzdy, brzd přívěsu a přídavných vzduchovým zařízení. Ve společné skříni se nachází čtyři přepouštěcí ventily s omezeným zpětným prouděním, které jsou řízeny bud po dvou nebo centrálně. e) Odkalovací ventil slouží k vypouštění zkondenzované vody ze vzduchojemu vzduchotlaké soustavy. Tlačná pružina tlačí na talířek ventilu proti ventilovému sedlu a uzavírá ventil. Zatáhnutím za kroužek se zvedne talířek ventilu a kondenzát může vytékat ze vzduchojemu. [1,2] 47