MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2011 RADEK KADLEC

2 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy Podvozky nákladních automobilů Bakalářská práce Vedoucí práce: Ing. Jiří Čupera, Ph.D. Vypracoval: Radek Kadlec Brno 2011

3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma PODVOZKY NÁKLADNÍCH AUTOMOBILŮ vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne. podpis diplomanta.

4 PODĚKOVÁNÍ Tímto si dovoluji poděkovat panu Ing. Jiřímu Čuperovi, Ph.D. za cenné rady a připomínky, které mi byly předány na odborných konzultacích. Dále děkuji za jeho odborné vedení při zpracovávání této bakalářské práce. Dále bych rád poděkoval rodičům za podporu a poskytnutí vhodných studijních podmínek.

5 ANOTACE Téma mé bakalářské práce jsou Podvozky nákladních vozidel. V úvodu popisuji stručně historické milníky a současný stav našeho největšího a zároveň prakticky jediného výrobce nákladních automobilů značky Tatra. V další části popisuji jednotlivé části podvozků nákladních vozidel. Třetí část práce jsem věnoval popisu podvozku konkrétního vozidla, a to Tatra T810 6x6. Poslední část práce patří popisu hybridní konstrukce Automobilu Mercedes- Benz Atego Blue Tec Hybrid. Klíčová slova: rám, tlumič, pružina, brzda, stabilizátor, kolo ANOTATION The main theme of my bachelor work are Chassis of trucks. I subscribe a short history of our biggest and main truck producer Tatra in prologue. Next part of my work is about description of main parts of chassis. Third part of my work includes a subscribe concrete car chassis Tatra T810 6x6. The last part of my bachelor work I subsribed to hybrid construction of Mercedes-Benz Atego Blue Tec Hybrid. Key words: frame, absorber, spring, brake, stabilizer, wheel

6 OBSAH 1 ÚVOD A CÍL PRÁCE Úvod práce Cíl práce RÁMY Konstrukční provedení rámů Rám žebřinový (obdélníkový) Rám páteřový Rám páteřový nástavný Rám páteřový rozvidlený Rám obvodový Rám plošinový Rám smíšený a pomocný Rám příhradový ZAVĚŠENÍ KOL Závislé zavěšení kol Tuhé nápravy Nápravnice Mostové nápravy Nezávislé zavěšení kol Vícenápravové zavěšení kol Uložení kol na nápravách Uložení kol na otočném čepu Uložení kola letmo Uložení kola pololetmo Uložení kola odlehčeným hřídelem ODPRUŽENÍ Ocelové pružiny Vinuté pružiny Konstrukce Vlastnosti vinutých pružin Progresivita Listová pera Progresivita Zkrutné tyče Konstrukce... 20

7 Vlastnosti zkrutných tyčí Progresivita Pryžové pružiny Konstrukce Vlastnosti Progresivita Pneumatické pružiny Konstrukce Vlastnosti Pneumatický systém pružení Princip činnosti pružení Výškový regulační ventil Princip činnosti Zdvihací náprava Tlumiče a stabilizátory Tlumiče Funkce tlumiče Rozdělení tlumičů Plynokapalinové Kapalinový Konstrukce tlumičů Jednoplášťový tlumič Dvouplášťový tlumič Stabilizátory Princip činnosti stabilizátoru ŘÍZENÍ Mechanismus řízení a jeho hlavní části Sloupek řízení a hřídel volantu Řídící tyč Převodka řízení Maticový převod Maticový převod s oběžnými kuličkami Šneková převodka se segmentem Šneková převodka s kladkou Posilovač řízení Princip činnosti servořízení KOLA A PNEUMATIKY Kola Dělení kol Disková kola Hvězdicová kola... 33

8 6.1.2 Dělení ráfků Jednodílné ráfky Vícedílné ploché ráfky Ráfky Trilex Označování ráfků Prohloubený široký ráfek se sklonem dosedací plochy Prohloubený ráfek se sklonem dosedací plochy 15 jednodílný Plochý ráfek podélně dělený Pneumatiky Konstrukce pneumatik Kostra pneumatiky Nárazník Běhoun Patka pláště Bok pláště Pneumatiky bezdušové Označování pneumatik BRZDOVÁ ZAŘÍZENÍ Dělení brzdových soustav z hlediska účelu dle normy ČSN Brzdová soustava provozní Brzdová soustava nouzová Brzdová soustava zpomalovací Brzdová soustava parkovací Kotoučové brzdy Hlavní části kotoučových brzd Rozdělení kotoučových brzd Kotoučová brzda s pevným třmenem Kotoučová brzda s plovoucím třmenem Vlastnosti kotoučových brzd Bubnové brzdy Hlavní části bubnových brzd Konstrukce bubnových brzd Brzdový buben Brzdové čelisti Rozpěrné zařízení Zařízení pro seřízení brzdových čelistí Rozdělení bubnových brzd Vlastnosti bubnových brzd Zpomalovací brzdy Kapalinové retardéry Elektrické retardéry Brzdové soustavy... 45

9 7.6 Strojní brzdové soustavy Strojní hydraulické brzdové soustavy Soustava s uzavřeným okruhem a akumulátory tlaku Soustava s otevřeným okruhem Vzduchokapalinové brzdové soustavy Strojní vzduchové brzdové soustavy Hlavní části vzduchové brzdové soustavy Plnící okruh Ovládací okruh Protiblokovací regulační brzdné systémy Princip činnosti protiblokovacího zařízení Hlavní části protiblokovacího zařízení Elektronické systémy ve vzduchotlakých brzdových soustavách Systém ABS Elektronický brzdový systém EBS Princip činnosti Systém regulace jízdní stability ESP USPOŘÁDÁNÍ PODVOZKU VOZIDLA TATRA 810 6X Historie automobilky a současná nabídka vozidel Podvozek vozidla T Rám Nápravy Přední náprava Zadní nápravy Odpružení Odpružení přední nápravy Odpružení zadních náprav Řízení Brzdy Kola HYBRIDNÍ KONCEPCE NÁKLADNÍCH AUTOMOBILŮ Konstrukce automobilu Mercedes-Benz Atego Blue Tec Hybrid ZÁVĚR SEZNAM OBRÁZKŮ... 62

10 1 ÚVOD A CÍL PRÁCE 1.1 Úvod práce Podvozek tvoří základní část vozidla, která u terénních vozidel plní i nosnou funkci. Skládá se z jednotlivých komponentů, které jsou v jednotlivých kapitolách popsány a často doplněny obrázky. V současnosti u nás jediný a zároveň jeden z nejstarších výrobců nákladních automobilů v Evropě je automobilka TATRA, která od svého založení v roce 1850 sídlí v Kopřivnici. Nákladní automobily se mohou dodnes chlubit svou typickou konstrukcí s centrální nosnou rourou a výkyvnými polonápravami. Tuto koncepci vymyslel konstruktér Hans Ledwinka a poprvé ji veřejnosti představil v roce 1923 na osobním vozidle T11. Tento konstruktér je autorem mnoha patenty chráněných technických řešení. Tatra koncept, který tvoří páteřový nosný rám vozidla má ale svoje větší využití právě v konstrukci nákladních automobilů. Rám představuje hlavní nosnou část vozidla a spolu s pomocným rámem tvoří základ pro nejrůznější technická řešení podvozků vozidel Tatra. Postupným zdokonalováním této konstrukce automobilka zkonstruovala jeden z nejlepších podvozků nákladního automobilu na světě a dodnes se ji prakticky nikomu nepodařilo úspěšně napodobit. Svoje kvality automobily dokazují jak v běžném provozu více jak nákladních automobilů, tak i v náročných soutěžích, kde Tatra vždy sklízela mnoho úspěchů. 1.2 Cíl práce Cílem této Bakalářské práce je vytvořit přehled jednotlivých částí podvozků nákladních automobilů a jednotlivé části popsat. V další části práce popisuji konkrétní konstrukční řešení podvozku automobilu TATRA T810 6x6. Třetí část práce věnuji hybridní koncepci nákladního automobilu Mercedes-Benz Atego Blue Tec Hybrid. 10

11 2 RÁMY Základní funkcí rámu nákladního vozidla je nosná. Rám nese vlastní karosérii vozidla, jeho náklad a tuto tíhu přenáší dále na nápravy. Dále nese hnací skupinu vozidla (motor, převody a příslušenství), přenáší hnací, suvné a brzdné síly mezi nápravami a karosérií. Mezi hlavní požadavky, kladené na rámy patří vysoká ohybová tuhost, a pevnost a je-li to možné, nízká váha konstrukce. Rám by měl být vhodně konstruován a jeho konstrukce by měla poskytovat dobrou zkřížitelnost náprav, velký rejd rejdových kol, velké celkové zdvihy kol (propérování) a celková konstrukce by měla umožnit snížení celkového těžiště vozidla. 2.1 Konstrukční provedení rámů Rám žebřinový (obdélníkový) Žebřinový rám je tvořen dvěma podélníky a několika příčníků. Spojení je provedeno svařováním, nebo nýtováním. Pro umožnění pérování, jsou podélníky v oblasti náprav prohnuty ve svislém směru. Tento rám je poměrně pružný. To je výhodné pro jízdu v terénu, ovšem je to méně výhodné pro části, které jsou na rámu umístěny [1] Rám páteřový Základní část páteřového rámu tvoří střední páteřový nosník, ke kterému se připevňuje poháněcí soustava, či převodové ústrojí. Nejlepší, ale zároveň nejdražší je Manesmannova roura, která se používá u vozidel značky Tatra. Páteřový rám je možné dle konstrukce rozdělit: Rám páteřový nástavný Rám páteřový rozvidlený [1] Rám páteřový nástavný Páteřový nástavný rám se skládá ze středního podélného nosníku, který je složen z jednotlivých skříní rozvodovek, skříně přídavné převodovky, spojovacích dílů, nosných trub. Rám má několik příčníků, které slouží pro uložení motoru, pomocného rámu a pérování. Mezi přednosti páteřového nástavného rámu patří značná pevnost v krutu, univerzálnost při použití unifikovaných strojních skupin. Je vhodný pro vozidla, 11

12 u kterých je předpoklad, že se budou pohybovat a vjíždět do terénu. Další nespornou výhodou této konstrukce, je fakt, že změnou počtu skříní převodového ústrojí, nosných trub a spojovacích dílů je možné snadno dosáhnout různého uspořádání a jiných rozvorů. Nevýhodou tohoto rámu je značná složitost konstrukce páteřového nosníku a z ní vyplývající vysoké nároky na přesnost výroby a následnou montáž jednotlivých částí. Další nevýhodou je zhoršený přístup k jednotlivým skupinám převodového ústrojí, které jsou uloženy v páteřovém nosníku a vysoká celková hmotnost vozidla, která plyne z nutnosti použití pomocného rámu a použití kvalitních materiálů. Rám neumožňuje pružné uložení motoru, což zapříčiňuje zesílení hlučnosti vozidla způsobené jeho vibracemi. [1] Obr. 1 Páteřový rám TATRA [3] Rám páteřový rozvidlený Konstrukce páteřového rozvidleného rámu do jisté míry řeší nevýhodu předchozí konstrukce tím, že umožňuje pružné uložení motoru. Díky tomu, je možné do jisté míry snížit hlučnost vozidla a jeho vibrace. [1] Rám obvodový Obvodový rám je tvořen dvěma podélníky, které jsou ve středu rozšířeny a v podstatě opisují obrys bočních stěn vozu. V místě přední a zadní nápravy se podélníky zužují. Ve střední části je karoserie podepřena, a proto může být její konstrukce lehčí. Podélníky jsou mezi sebou propojeny několika příčkami. [1] 12

13 2.1.4 Rám plošinový Ocelová podlaha tvoří s rámem nedílný celek. Rám může být s plošinou z jednoho kusu, kdy je rám tvořen zahnutými okraji, nebo je plošina a rám vyrobena samostatně a vzájemně jsou pak spojeny (nejčastěji svařeny) Tato konstrukce je přechod mezi samonosnou karosérií a samostatným rámem [1] Rám smíšený a pomocný Smíšený rám je kombinací konstrukčních prvků, které byly popsány výše. Pomocný rám se používá k uchycení větších skupin (např. přídavná převodovka apod.). Připevňuje se na nosný rám vozidla Rám příhradový Toto konstrukční provedení se uplatňuje zejména u autobusů. Rám je tvořen příhradovou konstrukcí, složenou z plechových výlisků. [1] 13

14 3 ZAVĚŠENÍ KOL Pod pojmem zavěšení kol rozumíme způsob připojení kol k rámu nebo karoserii vozidla. Zavěšení umožňuje svislý relativní pohyb kola vzhledem k rámu (karoserii) vozidla, který je potřebný z hlediska propružení a eliminuje na přijatelnou hodnotu nežádoucí pohyby kola (zejména boční posuv a naklápění kola). Zavěšení kol dále přenáší síly a momenty vznikající mezi kolem a rámem. [2] 3.1 Závislé zavěšení kol U závislého zavěšení jsou kola uložena na nápravnici, nebo mostu nápravy pevně, a to tak, že není možná změna rozchodu a náprava je vůči vozidlu odpružena jako celek. Při přejezdu nerovností dojde během svislého propružení jednoho kola rovněž k pohybu druhého kola. [2] Tuhé nápravy Tuhé nápravy patří k nejstarším používaným nápravám. Dnes se hojně využívají jako zadní nápravy užitkových a nákladních vozidel. K výhodám patří jejich jednoduchá konstrukce a malé nároky na údržbu, avšak jejich velká neodpružená hmota ovlivňuje negativně kvalitu odpružení vozidla [1] Obr. 2 Tuhá náprava [3] Nápravnice Nápravnice je tvořena plným profilovým nosníkem. Používá se, jako nosná náprava a u vozidel s nižší konstrukční rychlostí ji lze použít i jako řídící nápravu. Pokud je použita jako řídící, jsou kola na konci nápravy uložena dvěma způsoby: nerozvidlená nápravnice rozvidlená nápravnice [1] 14

15 Mostové nápravy Mostové nápravy se používají v případě, že jsou použity jako hnací. Jsou tvořeny skříní rozvodovky se soukolím stálého převodu a mostovými rourami, kde jsou uloženy hnací hřídele jednotlivých kol. Provedení mostových náprav je, dvojího typu: jednodílná (banjo) vícedílná (až čtyřdílná) [1] Obr. 3 Vícedílná mostová náprava [3] 15

16 3.2 Nezávislé zavěšení kol U nezávislého zavěšení nejsou pohyby pravých a levých kol na sebe přímo vázány, jak tomu je u závislého zavěšení, ale jsou na sebe vázány nepřímo přes rám vozidla. Každé kolo je zavěšeno na polonápravě, která umožňuje nezávislý výkyv kol vůči sobě. Toto zavěšení u nákladních automobilů není moc rozšířené, ale je typické například pro vozidla značky Tatra. 3.3 Vícenápravové zavěšení kol Obr. 4 Přední a zadní výkyvná náprava TATRA [3] Vícenápravové systémy se používají u nákladních automobilů, přívěsů a návěsů z důvodu většího užitečného zatížení. Používají se dvojnápravy nebo třínápravy. Tyto systémy mají u nákladních automobilů tahačů většinou statické vyrovnávání nápravových tlaků, které zaručuje pro různé náklady, a tím různé polohy těžiště, konstantní poměr zatížení náprav mezi jednotlivými nápravami vícenápravového sytému. [2] 3.4 Uložení kol na nápravách Aby se mohlo kolo odvalovat, musí být uloženo vzhledem k pevné části (zavěšení kola, náprava). Kromě tohoto uložení kola je u řízených kol ještě uložení rejdového čepu (případně otočného čepu kola), aby bylo možné kolo natáčet řídícími pohyby. Pro uložení kola se používají výhradně valivá ložiska; pro uložení rejdového čepu se používají i ložiska kluzná. Uložení kola má za úkol přenos všech sil mezi kolem vozidla a nápravou a dále musí zajistit přesné otáčení kola bez nežádoucích vůlí. [2] 16

17 3.4.1 Uložení kol na otočném čepu Na otočném čepu jsou uložena nepoháněná kola. Otočný čep může být proveden u neřízených náprav buď jako zakončení nápravy (tuhá, výkyvná, úhlová, spřažená náprava) nebo jako součást těhlice (čtyřúhelníková, úhlová náprava, nebo náprava Mc Pherson). U náprav řídících je čep kola na rozvidlení, které je uloženo na rejdových čepech. [3] Uložení kola letmo Toto uložení se používá u hnacích kol lehkých vozidel, kde namáhání pro zatížení hnacího hřídele je únosné. Hlava kola je uložena pevně, přímo na hnací hřídel, který je uložen uvnitř nápravy a otáčí se na ložisku. Hnací hřídel zachycuje veškeré rázy vznikající při přejíždění nerovností a je namáhán na ohyb a krut. Dojde-li k prasknutí hnacího hřídele, hrozí oddělení kola od nápravy a následná havárie vozidla. [3] Uložení kola pololetmo Uložení pololetmo se používá pro hnací kola u vozidel s vyšším zatížením náprav. Hlava kola je pevně spojena s hnacím hřídelem, který se otáčí na valivém ložisku, které je uloženo na nápravě. Vznikající ohybový moment se přenáší částečně na nápravu a částečně na hnací hřídel. Další používaná varianta uložení je, kdy hlava kola je upevněna v přírubě hnacího hřídele a je uložena na ložisku vně mostu nápravy. [3] Uložení kola odlehčeným hřídelem Kolo je uloženo na dvou ložiskách na vnějším konci mostu nápravy. Ložiska jsou většinou kuželíková. Uložení kola odlehčeným hřídelem se používá u hnacích kol vozidel s vysokým zatížením. Hnací hřídel je namáhán pouze na krut. Vznikající ohybové namáhání nese most nápravy. Ložiska přenášejí velká zatížení, ale hnací hřídel může mít u tohoto provedení slabší průměr. [3] 17

18 4 ODPRUŽENÍ Odpružení vozidel je zařízení, které pružně zachycuje nárazy vznikající při jízdě vozidla přes nerovnosti vozovky. Hlavními částmi odpružení jsou vlastní pružící prvky, které jsou vhodně umisťovány mezi nápravy a nosnou část vozidla (rám, karoserii). Účelem pérování je zmírnit prudké, tvrdé a krátké rázy vznikající při přejezdu nerovností, zmenšit namáhání rámu či karoserie krutem vznikajícím jízdou po nerovnostech a udržet kola ve stálém styku s vozovkou. [3] Důležitou veličinou z hlediska pružení je pružinová konstanta c, která závisí na druhu pružícího prvku. Dle materiálu to mohou být tyto pružící prvky: Ocelové pružiny (vinuté, listové, torzní) Vzduchové pružiny Pryžové pružiny [2] 4.1 Ocelové pružiny Na vozidlech se v současnosti používají převážně listové a vinuté pružiny a zkrutné tyče, případně kombinace těchto provedení ocelových pružin Vinuté pružiny Vinuté pružiny mají své hlavní uplatnění u osobních vozidel. Ojediněle se používají u lehkých nákladních automobilů. K jejich výhodám patří bezúdržbová konstrukce, absence suchého tření, malá hmotnost a jednoduché uložení. Nevýhodou je, že nemohou vést nápravu a nemají žádné samotlumící vlastnosti Konstrukce Pružina je navíjena z drátu kruhového průřezu. Dosedací plochy závěrných drátů jsou broušeny do roviny kolmé k ose pružiny, nebo se používají opěrné talíře, aby stlačující síly působily v ose pružiny. Délka závěrného závitu je nejméně ¾ obvodu vinutí a stoupání pružiny musí být zvoleno tak, aby byla zajištěna dostatečná vůle mezi závity při maximálním stlačení pružiny. Vůle mezi závity zamezuje přenosům rázů z vozovky na vozidlo a vzniku hluku. [1,2] 18

19 Vlastnosti vinutých pružin pružiny jsou nenáročné na údržbu malá konstrukční složitost lepší využití materiálu než u stejně účinného listového pera pružina téměř nemá samotlumící účinky vinuté pružiny nemají téměř žádné schopnosti vést nápravu Progresivita Tvrdost vinutých pružin záleží na počtu pružících závitů, stoupání, na průměru pružiny a na průměru drátu, ze které je pružina navinuta. Progresivity je dosaženo: pružinou s nestejným průměrem pružiny (soudečkové a kuželové pružiny) pružinou s nestejným stoupáním závitů pružinou s proměnným průměrem pružinového drátu [1,2] Obr. 5 Vinutá pružina s proměnným průměrem drátu [3] Listová pera Listová pera se převážně používají u tuhých náprav nákladních automobilů, ojediněle na tuhých zadních nápravách některých osobních vozidel. Listové pero je pružný nosník, skládající se z jednotlivých listů, které jsou tvořeny z válcované pružinové oceli obdélníkového průřezu. Nejdelší list je hlavní, ostatní jsou postupně kratší a více prohnuté. Listy jsou k sobě staženy pomocí spon a svorníků. Jejich podélnému posuvu zabraňuje středový šroub. Při propružení je nutné, aby byla umožněna změna délky pera. Z tohoto důvodu musí být jeden konec uchycen otočně a druhý suvně (pomocí třmenu, kluzné patky a podobně). Při změně délky pera vzniká na styčných plochách suché tření, které je vlivem nečistot nekontrolovatelné Je tedy snaha toto tření udržet alespoň na přijatelné mezi. Tyto plochy bylo dříve nutno mazat, dnes se mezi jednotlivé listy dávají podložky z plastů [1,3] 19

20 Progresivita Tuhost listových per je závislá na pružící délce hlavního listu, počtu a rozměrech ostatních listů. Progresivity lze dosáhnout těmito způsoby: zkrácením délky hlavního listu stupňovým perem s opěrným listem změnou počtu pružících listů Obr. 6 Odpružení listovými pružinami [5] Zkrutné tyče Podstata pérování pomocí zrutných tyčí spočívá ve zkrucování tyče po její délce, ke kterému dochází natáčením ramene, jež je zatěžováno kolem nebo polonápravou. Tento druh pérování se používá především u nákladních a speciálních vozidel. [3] Konstrukce Zkrutné tyče mají nejčastěji kruhový průřez, na obou koncích jsou opatřeny hlavicemi většího průměru, než je průměr samotné tyče. Přechod mezi tyčí a hlavicí je konstruován velmi pozvolna a s velkým poloměrem, z důvodu zvýšení únavové pevnosti. Ze stejného důvodu je povrch tyče hladce broušen, nebo kuličkován. Volná část zkrutné tyče může být opatřena ochranným pouzdrem, nebo laminátovou vrstvou. Tyto ochranné prvky chrání tyč před vnějším poškozením povrchu. Případně je tyč 20

21 uložena v ocelové trubce, která kromě ochranné funkce, brání jejímu ohybovému namáhání. Konce tyče jsou opatřeny jemným drážkováním, nebo čtyřhranem, či šestihranem. Na vozidle se tyč ukládá do vodících ložisek, která jsou upevněna na rámu vozidla. Druhý konec tyče je uložen ve výkyvném rameni, které je závěsy spojeno s nápravou vozidla. Tyč se na vozidlo montuje s určitým předpětím, které je jednak dosaženo ve výrobě (zatížením tyče nad mez tažnosti krajních vláken dojde k jejich trvalé deformaci a po odlehčení zůstane ve vláknech negativní napětí) a jednak při montáži, kdy se natočí a následně se upevní regulační raménko na pevném konci.[1,3] Vlastnosti zkrutných tyčí malá konstrukční složitost a hmotnost malé nároky na prostor nízké nároky na údržbu možnost přesného seřízení zkrutná tyč nemá samotlumící účinky a schopnost vést nápravu využití materiálu leží mezi využitím materiálu u listových per a vinutých pružin Progresivita Tuhost zkrutné tyče závisí na její délce a průměru. Zvýšení tuhosti lze dosáhnout tak, že je tyč doplněna zkrutnou trubkou, která se začne zkrucovat společně s tyčí po dosažení určitého zatížení. [1] 21

22 4.2 Pryžové pružiny Pryžové pružiny se používají jako přídavný pružící prvek vytvořený z pryžového tělesa, které je přivulkanizováno k upevňovacím kovovým částem. Používají se jednak jako dorazové bloky, nebo přídavné pružící prvky a také jako pružící prvek u nejrůznějších silentbloků (uložení různých dílů hnacích skupin a podvozku vozidel). [2] Konstrukce Tyto pružiny využívají elastických vlastností pryže, která je při výrobě použita jak syntetická, tak přírodní. Vedle pryže se na jejich výrobu používá i pěnový polyuretan. Pružnost tohoto materiálu dovoluje až 80% stlačení bez poškození. Pružiny jsou namáhány na střih, krut i tlak a jejich konstrukční provedení je velice rozmanité Vlastnosti vysoké pružící schopnosti a malá hmotnost žádné nároky na údržbu jednoduchá konstrukce ze všech druhů pružin má nejlepší využití materiálu není schopná vést nápravu (malá boční pružnost) s měnící se teplotou se mění pružící vlastnosti po určité době používání dochází k trvalým deformacím vlivem stárnutí materiálu Progresivita Závisí na druhu namáhání a tvaru pružiny 22

23 4.3 Pneumatické pružiny Pneumatickou pružinu tvoří pružný měch, nebo válec, ve kterém je určitý objem stlačeného plynu. Objem tohoto plynu, nebo jeho hmotnost lze regulovat a tím udržovat stálou výšku vozidla nad vozovkou nezávisle na jeho zatížení.[3] Konstrukce Nejčastěji se používají pružné měchy. Jsou to buď vlnovce, nebo vaky. Vlnovcová pružina má dva až čtyři vlnovce. Vlnovec se vyrábí z pryže a je zpevněn kordovými vložkami. Konstrukce vlnovce je velmi pevná a odolná proti proražení; jeho vysoká životnost je dána jeho namáháním, při kterém se stěna vlnovce jen ohýbá. Vakové pružiny jsou tvořeny pístem, po kterém se při propružení odvaluje vak. Odvalováním pryžového vaku dochází k jeho značnému namáhání a deformacím. Aby byla dosažena vysoká životnost, musí být materiál vaku velmi odolný a píst musí být vhodně tvarován.[2] Vlastnosti značná složitost konstrukce pneumatické pružiny nemají samotlumící účinky progresivita je samočinná, vyplývá z principu činnosti velmi vysoká životnost pružiny nemají schopnost vést nápravu využití materiálu lze posoudit jen těžko Obr. 7 Vaková pružina [3] 23

24 4.4 Pneumatický systém pružení U nákladních automobilů se používá systém odpružení s otevřeným okruhem, kdy jednou použitý vzduch odchází do atmosféry Princip činnosti pružení Kompresor stlačuje vzduch a přes odlučovač vody a regulátor tlaku ho dodává do tlakových zásobníků. Ventily vzduchového odpružení řídí hodnotu tlaku v jednotlivých měchách. Tato hodnota je řízena tak, aby odpovídala aktuálnímu zatížení vozidla a aby byla zajištěna konstantní výška mezi nápravou vozidla a nástavbou. Vzduchové ventily odpružení jsou spojeny ventilovou pákou přes spojovací tyče s nápravou a jsou upevněny na rámu vozidla. Pokud se změní zatížení vozidla, dojde k posunutí ventilové páky a k dohuštění měchů a to tak dlouho, dokud není ventilová páka zpět ve střední poloze. Při odlehčení vozidla je postup přesně opačný. Pokud dojde k výpadku brzdového okruhu, zůstane tlak ve vzduchovém odpružení až do hodnoty závěrného tlaku ventilu, takže je zajištěna provizorní funkčnost celého systému Výškový regulační ventil Tento ventil má za úkol udržovat konstantní výšku nástavby nad vozovkou s měnícím se zatížením. V soustavě vzduchového odpružení je těchto regulátorů více. Obvykle jsou umístěny nad jednotlivými nápravami vozidla. Při rychlých pružících pohybech by mohlo docházet ke vzniku nežádoucí regulace. Z tohoto důvodu jsou ventily konstrukčně uspořádány tak, že samotná regulace probíhá se zpožděním Princip činnosti Při zvětšení zatížení vozidla dojde ke stlačení vzduchových pružin a tím ke zmenšení vzdálenosti mezi nástavbou a neodpruženými hmotami. Táhlo natáčí páku ventilu, který otevře přívod tlakového vzduchu ze vzduchojemů, nebo z kompresoru do vzduchových pružin. Po dosažení původní výšky se ventil zavře. Při odlehčení probíhá tento děj obráceně a dochází k odpouštění tlakového vzduchu do ovzduší. [3] Zdvihací náprava Nákladní třínápravová vozidla mají často možnost jednu ze zadních náprav zvednout. Tento systém umožňuje snížení opotřebení pneumatik a spotřeby díky menšímu valivému odporu při jízdě s prázdným, nebo jen částečně naloženým vozidlem. 24

25 Tíha vozidla je potom přenášena pouze na přední a zadní kola. Samotné zdvihání nápravy zajišťují zdvihací měchy, které jsou ovládány buď řidičem, nebo magnetickými ventily automatického rozpoznávání zatížení náprav. Řídicí jednotka zasahuje do regulace, pokud dojde k překročení určité hranice prokluzu. Krátkodobým zdvihnutím třetí nápravy dojde ke zvýšení zatížení hnací nápravy, které může pomoci například při rozjezdu. [2] 25

26 4.5 Tlumiče a stabilizátory Tlumiče Tlumiče mají za úkol účinně tlumit vlastní kmity pružiny, které vznikají při přejezdu kola vozidla přes nerovnosti vozovky a tím zabránit nadměrnému vertikálnímu rozkmitání karoserie. Udržují kola v neustálém styku s vozovkou a tím zajišťují kvalitní přenos brzdných, hnacích a bočních sil, které vznikají při zatáčení. Zajišťují bezpečný provoz vozidla a pohodlí posádky Funkce tlumiče Funkce tlumičů spočívá ve zvýšení pohodlí jízdy. A to tím, že tlumí rázy vyvolané nerovnostmi a brání nárazům na dorazy. Další funkcí tlumičů je zajištění bezpečnosti jízdy; tlumí kmity karoserie a zajišťuje zlepšení styku kol s vozovkou Rozdělení tlumičů Plynokapalinové Pracovní látkou je olej, prostor nad tlumičem je vyplněn dusíkem a není spojen s atmosférou. Toto konstrukční řešení omezuje možnost jeho zavzdušnění tím, že umožňuje udržovat v tlumiči trvalý přetlak. Dále je zabráněno pěnění oleje při průtoku ventily. [1] Kapalinový Pracovní látku tvoří rovněž olej, ale prostor nad kapalinou je vyplněn vzduchem a tlumič je spojen s atmosférou.[1] Obr. 8 Teleskopický tlumič [3] 26

27 Konstrukce tlumičů V současné době se na vozidlech používají výhradně teleskopické tlumiče. Dříve se ještě používaly tzv. pákové tlumiče. Pro uchycení jsou tlumiče opatřeny na obou koncích oky nebo čepy. Na čep jsou nasunuty dva pryžové silentbloky, mezi kterými je sevřen úchyt tlumiče, který je připevněn na rámu vozidla. Do oka je obyčejně vložena nebo navulkanizována pryžová vložka opatřena kovovou trubkou uprostřed, která na obou stranách přesahuje pryžovou vložku a je skrz ni protažen šroub, kterým je tlumič uchycen na vozidlo. Tento způsob uložení umožňuje výkyv tlumiče vzhledem k jeho ose ±3 a zároveň umožňuje natáčení tlumiče kolem osy oka v rozsahu ±20. teleskopické tlumiče se dělí na dva typy: jednoplášťový tlumič dvouplášťový tlumič Jednoplášťový tlumič Namísto vyrovnávacího prostoru je v tomto tlumiči pružná plynová náplň, kterou od pracovního prostoru s kapalinou odděluje plovoucí píst. U tohoto tlumiče nehrozí nebezpečí vzniku vzduchových bublin, a to ani při velkých náklonech. Konstrukce jednoplášťových tlumičů může být i bez dělícího pístu, pak je povrch kapaliny od plynové náplně oddělen náporovým kroužkem. Tento kroužek tlumí a uklidňuje pohyb kapaliny na rozhraní s plynem a brání tak smísení obou médií. Jednoplášťové tlumiče mají výhodu v lepším chlazení oproti dvouplášťovým. Další výhodou je, že při stejných rozměrech jako dvouplášťové tlumiče mohou mít větší pracovní plochu pístu a tím pádem nižší pracovní tlaky v kapalině.[3] Dvouplášťový tlumič Vnitřní válec tlumiče je pracovní a je v něm uložen píst s průtokovými ventily. Tyto ventily jsou dvojí. Jedny jsou v činnosti při stlačování tlumiče, druhé při jeho roztahování. Vnější válec tvoří vyrovnávací prostor, který je přibližně do poloviny zaplněn kapalinou. Vyrovnávací a pracovní prostor jsou vzájemně propojeny vyrovnávacím ventilem. Sklon dvouplášťového tlumiče by neměl přesáhnout hodnotu 45. Pak hrozí vniknutí vzduchu do pracovního prostoru tlumiče a tím zhoršení jeho funkce.[3] 27

28 4.5.2 Stabilizátory Zkrutný stabilizátor slouží ke zmenšení naklánění karoserie vozidla, především při průjezdu zatáčkou. Tyč stabilizátoru je zavěšena na spodním závěsném rameni pomocí táhel s kulovými čepy. Její ohnutá ramena zkrucují tyč stabilizátoru. Tyč je uložena napříč vozidla na dvou lůžkách, které jsou obvykle z pryže. Zkrutné stabilizátory lze rozdělit na tři typy: otočně uložený v pryžových lůžkách napříč vozidla, kloubově spojený s výkyvnými rameny kol nápravy pomocí táhel jednoduchá torzní tyč uložená v podélných ramenech stabilizátor spojený s podélnými rameny přes pryžové bloky [1,3] Princip činnosti stabilizátoru Pokud najedou obě kola na překážku, dojde k natočení stabilizátoru, ale ne ke zkroucení. Pokud ale na překážku najede jedno kolo, pak se stabilizátor snaží zvednout i druhé kolo na protilehlé straně a tím dojde ke zkroucení jeho tyče. Obdobně tomu je při průjezdu zatáčkou, kdy vlivem odstředivé síly dojde ke většímu stlačení vnější pružiny. Stlačuje se i rameno stabilizátoru, čemuž brání odpor zkrutné části. Tímto se zvyšuje tuhost pérování vnější strany nápravy a zároveň zmenšuje tuhost pérování vnitřní strany nápravy. Zkrutné stabilizátory se vyrábějí z pružinové oceli v zušlechtěném stavu. 28

29 5 ŘÍZENÍ Řízení je ústrojí, jehož pomocí řidič udržuje požadovaný přímý směr, nebo mění směr jízdy vozidla. Dále řízení umožňuje rozdílný úhel rejdu rejdových kol při průjezdu zatáčkou a dostatečně zvětšuje silový moment pro ovládání rejdových kol. Řízení se podle konstrukce dělí na řízení jednotlivými koly a řízení celou nápravou, které se používá u nákladních přívěsů. U nákladních vozidel, která mají dvě přední nápravy, se natáčí kola obou předních náprav. Řízení zadních kol se používá u některých pracovních strojů, těžkých nákladních vozidel a dlouhých návěsů.[1,2,3] 5.1 Mechanismus řízení a jeho hlavní části Hlavní účel řízení spočívá v umožnění rozdílného rejdu rejdových kol při průjezdu zatáčkou a natočením kol do rejdu měnit směr jízdy vozidla. Dále pak dostatečně zvětšit silový moment pro samotné ovládání rejdových kol. Mezi hlavní části řízení u tuhé nápravy patří: sloupek řízení a hřídel volantu převodka řízení řídící tyč[1] Sloupek řízení a hřídel volantu Na sloupek řízení jsou kladeny požadavky z hlediska pasivní bezpečnosti. Jsou tvořeny krycí trubkou hřídele volantu, která je spojena s karosérií a hřídelem volantu. Hřídel je valivě uložen v plášťové krycí trubce a spojuje volant s převodkou řízení. Volantový hřídel slouží k přenosu ovládacího momentu, tudíž musí být odolný na krut. Aby se předešlo zranění posádky při nehodě, musí být hřídel volantu a sloupek řízení poddajný v podélném směru. 29

30 Vzhledem k pasivní bezpečnosti a ochrany řidiče při čelním střetu vyhovují tyto konstrukční varianty volantových hřídelů: dělený hřídel vícedílný hřídel dvoudílný hřídel Volant je navržen a vyroben tak, že nemá žádné nebezpečné nerovnosti a ostré hrany. Samotný volant je tvořen ocelovou kostrou z drátů, na které je vrstva vhodného plastu. Střed volantu je obvykle zapuštěn a opatřen airbagem Řídící tyč Hlavní účel řídící tyče je přenos pohybu z převodky řízení na rejdová kola, nastavení vzájemné polohy rejdových kol, přenos sil a její změna podle potřeby. Nejčastěji má tyč dva klouby, mezi nimiž je přímá trubka, která má na jedné straně pravotočivý a na druhé levotočivý závit. Jejím otáčením lze plynule nastavit sbíhavost či rozbíhavost kol Převodka řízení Mění otáčivý pohyb volantu a hřídele volantu na natočení kol do rejdu, zvětšuje točivý moment, který vzniká působením síly řidiče na volant tak, aby mohlo dojít k natočení kol do rejdu. Do převodky je přenášen otáčivý pohyb volantu přes hřídel a tento pohyb je zpřevodován dopomala. V převodce se otáčivý pohyb mění na suvný. Ten se pak přenáší pomocí řídicích pák a spojovacích tyčí na kola. Převodka se umisťuje pokud možno co nejvíce dozadu, mimo deformační oblast přední části vozidla. Konstrukční řešení je různé podle použitého převodu. [1,3] Maticový převod S hřídelem volantu je spojen vícechodý šroub se čtvercovým, nebo lichoběžníkovým profilem závitu. Na něm se při otáčení volantu posouvá matice, která unáší čep. Tento čep zasahuje do vidlice krátké páky spojené s hřídelem řízení. Posuvný pohyb matice se tímto převádí na kývavý pohyb hlavní páky řízení. Kluzné tření mezi šroubem a maticí je však značné. [3] 30

31 Maticový převod s oběžnými kuličkami Jedná se o vylepšený typ převodky oproti předcházejícímu. Závit šroubu i matice je tvořen jako kruhová drážka pro oběžné kuličky, které se při otáčení šroubu odvalují podobně jako ve valivém ložisku. Tímto konstrukčním vylepšením se zmírnilo kluzné tření mezi šroubem a maticí. [3] Obr. 9 Maticová převodka s oběžnými kuličkami [3] Šneková převodka se segmentem Šnek je obvykle válcového tvaru s dvouchodým závitem. Do závitu šneku zabírá ozubený segment, který se pohybem šneku odvaluje a natáčí tak hřídel řízení s hlavní pákou. Snížení měrného tlaku mezi závity šneku a zuby segmentu lze dosáhnout použitím vydutého tvaru šneku. Dnes se tento typ převodky nepoužívá právě pro velké tření a malou účinnost. Rovněž její velké rozměry jsou další nevýhodou. [3] Šneková převodka s kladkou Tato převodka je vhodná pro lehké a středně těžké nákladní automobily. Do globoidního šneku zabírá kladka, která je otočně uložená na jehlových ložiskách v rozvidleném rameni hřídele řízení. Na tomto rameni je na drážkách uložena hlavní páka řízení. Kladka mívá 2 až 4 hřebeny a to v závislosti na hmotnosti vozidla. Osa čepu kladky je vůči ose šneku posunuta, což umožňuje vymezovat vůle mezi šnekem a kladkou vznikající vlivem opotřebení. [3] 31

32 5.2 Posilovač řízení Vozidla se zatížením přední nápravy větším než 3,5 t musí mít ze zákona posilovač řízení (servořízení). Pokud by došlo k selhání servořízení, musí být zajištěna řiditelnost vozidla pomocí svalové síly řidiče a to maximálně do 600N. Účelem posilovače řízení je snížit potřebnou sílu k řízení vozidel. Dalším účelem je zvýšit bezpečnost vedení vozidla v případě náhlého defektu pneumatiky, nebo při najetí na překážku. Dále tlumí rázy přenášené od řízených kol na volant Princip činnosti servořízení Dnes výrazně převažují kapalinové posilovače. I přes to, že potřebují zvláštní čerpadlo a vyšší náklady, mají oproti vzduchovým, řadu výhod. Mezi výhody patří podstatně vyšší provozní tlak, což umožňuje snížit rozměry všech částí, výrazně menší časová prodleva, lepší tlumení rázů a kmitání kol, vysoká mechanická účinnost. Čerpadlo posilovače je poháněno motorem vozidla. Pracovní kapalina je čerpána do regulátoru průtoku, kterým protéká konstantní množství kapaliny při konstantním tlakovém spádu. Ten je daný předpětím pružiny. Při zvýšené dodávce dojde k pootevření přepadového kanálu, kterým obtéká přebytečné množství kapaliny před čerpadlo. Provozní tlak je omezen pojistným ventilem, který zároveň chrání soustavu před poškozením. Při překročení předepsaného tlaku se pojistný ventil otevře a spojí se výtlačný okruh s přepadem. Kapalina pak odtéká do zásobní nádržky. Posilovače řízení pracují pouze za chodu motoru. Motor se proto za jízdy nesmí vypínat.[3] 32

33 6 KOLA A PNEUMATIKY Kolo s pneumatikou tvoří spojovací článek mezi vozovkou a vozidlem. Konstrukční provedení vozidlových kol má vliv na bezpečnost jízdy, hospodárnost provozu a průjezdnost. Pro každý druh vozidla s ohledem na jeho provozní podmínky a charakter použití se volí nejvhodnější provedení vozidlových kol. Kola nesou hmotnost vozidla a nákladu, jsou nositeli momentů hnacích a brzdných a přenášejí boční síly. Kola s pneumatikami jsou důležitou součástí pružící soustavy vozidla. [2,3] 6.1 Kola Vozidlové kolo se skládá z hlavy, pomocí které je upevněno na nápravě a ráfku, na kterém je uložena pneumatika. Tyto dvě části jsou dohromady spojeny diskem, nebo hvězdicí. Podle toho se pak kola dělí na disková a hvězdicová Dělení kol Disková kola Disky jsou lisovány z ocelového plechu a spolu s ráfkem se spojují nýtováním nebo svařováním. Disk bývá opatřen otvory, které mají dvojí účel. Jednak snižují hmotnost kola a jednak vlivem ventilačního účinku přispívají k lepšímu chlazení brzd. [1] Hvězdicová kola Konstrukce hvězdicového kola je podobná jako u diskového. Disk je zde nahrazen hvězdicí, obvykle šestiramennou. Hvězdice se většinou odlévají s hlavou v celku a většinou jsou opatřeny děleným ráfkem [1] Dělení ráfků Jednodílné ráfky Pro nákladní automobily se používají ráfky prohloubené, které mají kuželovou dosedací plochu o sklonu 15. To umožňuje po nahuštění přitlačit patku pneumatiky na ramena ráfku větší silou. [1] Vícedílné ploché ráfky Ráfek je tvořen základní částí, postranním kruhem a rozříznutým závěrným kruhem. Používají se dvoudílné, třídílné a čtyřdílné ráfky. Nejčastěji však třídílné. Dosedací plochy základní části mají sklon buď se sklonem 5 u ráfků plochých, nebo se sklonem 33

34 15 u ráfků prohloubených. Větší počet dílů ráfku usnadňují montáž a demontáž pneumatiky. [1] Ráfky Trilex Tento typ ráfku se používá u hvězdicových kol. Je tvořen třemi díly, zapadajícími do sebe. V pneumatice drží tlakem vzduchu. Jednotlivé segmenty jsou k hvězdici připevněny šrouby. [1] Označování ráfků Značení ráfků je dáno normou a na každém ráfku je uvedeno výrobcem. Obsahuje průměr a šířku ráfku a to zpravidla v anglických palcích. Prohloubené jednodílné ráfky mají mezi šířkou a průměrem ráfku křížek x a ploché dělené ráfky mají mezi šířkou a průměrem pomlčku -. Připojená písmena označují provedení dosedacích ploch a tvar okraje ráfku Prohloubený široký ráfek se sklonem dosedací plochy x 22,5 číslo 14 udává šířku ráfku v palcích označení x značí, že se jedná o jednodílný ráfek číslo 22,5 udává průměr ráfku v palcích Prohloubený ráfek se sklonem dosedací plochy 15 jednodílný 8,25 x 22,5 číslo 8,25 udává šířku ráfku v palcích označení x nám říká, že se jedná o jednodílný ráfek číslo 22,5 udává průměr ráfku v palcích 34

35 Plochý ráfek podélně dělený 8,0-20 číslo 8,0 udává šířku ráfku v palcích značka - označuje vícedílný ráfek číslo 20 udává průměr ráfku v palcích Obr. 10 Značení ráfků [3] 35

36 6.2 Pneumatiky Pneumatika je, souborný název pro plášť, případně duši, ochrannou vložku a ventil, vše namontované na ráfek kola a naplněné tlakovým mediem (vzduchem). Vzduch se do pneumatiky vhání ventilkem, který je buď spojený s duší, nebo je umístěn přímo v ráfku, pokud se jedná o bezdušovou konstrukci. Pak odpadá duše a ochranná vložka. [1,3] Konstrukce pneumatik Pneumatika je principiálně složena ze tří hlavních komponentů. Z toho samotná pryž tvoří 80-85%, různá vlákna 12-16% a 2-3% tvoří ocelový drát, či umělohmotná síť. Základní suroviny pro výrobu plášťů tvoří:[2] elastomery (kaučuky) a přísady do kaučukových směsí kordy (z přírodních a chemických vláken) kordy z ocelových vláken ocelový drát (patní lano) Obr. 11 Značení pneumatik [3] 36

37 Kostra pneumatiky Kostra se skládá z vložek, které tvoří různá vlákna (bavlněná, plastová, polyesterová, ocelová), které jsou vzájemně spojeny pryží. Dle vedení vložek vláken se pneumatiky dělí na diagonální a radiální. U diagonální konstrukce kostry jsou jednotlivé pásy vedeny pod úhlem 30 až 40. Zatímco u radiální konstrukce jsou pásy vedeny od patky k patce kolmo na rovinu rotace kola. [1] Nárazník Nárazník je tvořen vložkami z vhodných druhů vláken spojených pryží, podobně jak tomu je u kostry. Nárazník je umístěn nad horní částí kostry a přejímá větší část nárazů od vozovky. Jednotlivé vrstvy nárazníku se vzájemně kříží. [1] Běhoun Tvoří stykovou vrstvu mezi samotnou pneumatikou a podkladem vozovky či terénu. Pro správnou činnost pneumatiky má zásadní význam dezén, který je tvořen soustavou vhodně tvarovaných příčných a podélných drážek předepsané hloubky. [1] Patka pláště Patku pláště tvoří zesílená část, která dosedá na ráfek a je na něj přitlačována tlakem vzduchu v pneumatice. Má za úkol přenášet síly vznikající mezi pneumatikou a ráfkem. U bezdušové konstrukce pneumatiky má navíc funkci utěsnění vzduchu v pneumatice. [1] Bok pláště Bok pláště je z pryže, chrání kostru před mechanickým poškozením a spojuje patky s běhounem. [1] Pneumatiky bezdušové Duše je u těchto pneumatik nahrazena vrstvou vzduchotěsné pryže. Tato vrstva je navulkanizována na vnitřní stranu pláště a okolo patek. Natažením patky na ráfek je zajištěno dostatečné utěsnění. Případně mohou být na těsnící ploše patky obvodové žlábky a ty vytvářejí labyrintové těsnění. Patka bezdušové pneumatiky má menší průměr než pneumatika s duší. Na samotném ráfku pro bezdušové pneumatiky jsou bezpečnostní převýšení a ventilek je umístěn přímo v ráfku.[1] 37

38 6.2.3 Označování pneumatik 385/65 R 22,5 160 K 385 šířka pneumatiky v milimetrech 65 profilové číslo v procentech R radiální pneumatika 22,5 průměr ráfku v palcích 160 váhový index K rychlostní index 38

39 7 BRZDOVÁ ZAŘÍZENÍ Brzdové zařízení tvoří všechny soustavy montované na vozidla. Funkcí brzdového zařízení je snížení rychlosti pohybujícího se vozidla, případně jeho zastavení, nebo zajištění již stojícího vozidla proti pohybu. Princip brzdění vozidla spočívá v záměrně vyvolávaném tření mezi rotujícími a pevnými částmi (například mezi brzdovým kotoučem a brzdovými čelistmi). Tím se pohybová energie mění v třecích částech v tepelnou energii a tu je nutno odvádět do ovzduší, aby nedošlo k poškození brzd.[2] 7.1 Dělení brzdových soustav z hlediska účelu dle normy ČSN Brzdová soustava provozní Má za úkol snížit rychlost vozidla, případně ho úplně zastavit. Během brzdění vozidlo nesmí vybočit z přímého směru. Tato soustava je ovládána brzdovým pedálem, brzdný účinek působí ne všechna kola a musí být regulovatelný. [1,2] Brzdová soustava nouzová V případě poruchy provozních brzd, zastává jejich funkci nouzová brzdová soustava. Brzdný účinek musí působit alespoň na jedno kolo z každé strany vozidla. Může to být brzda parkovací, neporušený okruh dvouokruhových provozních brzd. Čili nemusí jít o samostatnou soustavu. [1] Brzdová soustava zpomalovací Úkolem zpomalovacích brzd není vozidlo zastavit, pouze snížit jeho rychlost podle potřeby, bez použití provozní, nouzové či parkovací brzdy. Používá se zejména při sjíždění dlouhých svahů. [1] Brzdová soustava parkovací Tato soustava má za úkol zajistit stojící vozidlo proti pohybu, a to i za nepřítomnosti řidiče. [1] 7.2 Kotoučové brzdy Rotující částí tohoto systému je brzdný kotouč, jehož boky tvoří třecí plochy. Při brzdění jsou na tyto plochy přitlačovány pomocí ovládacího zařízení třecí plochy desek s brzdovým obložením. U vozidel se stále výrazněji projevuje snaha zmenšování kol a při vyšších nárocích se čelisťové brzdy blíží hranicím svých možností. To má za 39

40 následek rozšiřování používání kotoučových brzd a to zejména pro jejich vyšší brzdný účinek a menší nároky na prostor. [1,2] Hlavní části kotoučových brzd Brzdový kotouč je pevně spojen s otáčejícím se kolem. Obvykle se šroubuje k hlavě kola. Boky kotouče tvoří třecí plochy, které jsou broušeny. Povrchová Úprava kotoučů má totiž značný vliv na opotřebení třecího obložení. Kotouče mají obvykle tvar talíře. Jako materiál na jeho výrobu slouží temperovaná litina, nebo ocelolitina obsahující legující prvky. U vysoce namáhaných brzdy se používají kotouče s vnitřním chlazením, kde vzniklé teplo je dováděno radiálně uspořádanými kanálky. [1,2] Brzdový třmen je pevně spojen s nápravou. Uvnitř třmene jsou uloženy pístky a suvně je zde uloženo brzdové obložení. Převádí se zde tlak kapaliny na přítlačnou sílu, která přitlačuje brzdové destičky na kotouč a vytváří tak brzdné tření. Jako materiál zde slouží šedá litina, či ocelolitina. Ovládací zařízení tvoří ho brzdové válce s písty Brzdící prvky Brzdové desky s obložením jsou tvořeny kovovým nosným segmentem, na který je nalepeno brzdové obložení. Organické brzdové obložení tvoří třecí materiály z minerálních, kovových keramických nebo organických látek. tyto látky jsou vzájemně vázány organickými pojivy (syntetická pryskyřice, kaučuk). Dříve se používal i azbest, ale ten je zdraví škodlivý, proto je nahrazován uhlíkovými, skelnými či ocelovými vlákny. Součinitel tření brzdového obložení je větší než 0,4 a odolává teplotám vyšším než 800 C. [3] Rozdělení kotoučových brzd Kotoučová brzda s pevným třmenem Hydraulické válce jsou uspořádány proti sobě po obou stranách kotouče. Samotné těleso třmene je nepohyblivé. Často se používají dva válce, které mají stejný průměr a společnou osu. Dále se používají písty čtyři stejného průměru a každá dvojice má společnou osu. Také se používají tři válce, kdy jeden válec na jedné má větší průměr a nad druhé straně jsou válce dva, menšího průměru. Součet ploch pístu na každé straně kotouče je stejný. [2] 40

41 Kotoučová brzda s plovoucím třmenem Oproti kotoučové brzdě s pevným třmenem má provedení brzdy s plovoucím třmenem menší rozměry a hmotnost. Řešení, kdy pístek, nebo pístky jsou umístěny pouze na jedné straně, snižuje možnost vzniku zavzdušnění brzdové soustavy vlivem vzniku parních bublin při intenzivním brzdění Vlastnosti kotoučových brzd - brzdná síla se dá jednoduše regulovat - při dlouhodobém brzdění se součinitel tření mění jen nepatrně a nedochází tak ke kolísání brzdné síly - vůle mezi kotoučem a obložením se seřizuje samočinně - vlivem odstředivých sil vzniká dobrý samočistící účinek, a velikost brzdného účinku nezáleží na smyslu otáčení kotouče - jednoduchá kontrola a výměna brzdového obložení - absence samoposilujícího účinku - uspořádání, které umožňuje současnou funkci, jako parkovací brzdy je velice složité a nákladné Obr. 12 Kotoučová brzda [3] 41

42 7.3 Bubnové brzdy Brzdový buben tvoří rotující část, jejíž vnitřní válcový povrch tvoří třecí plochu. Na tuto plochu jsou při brzdění přitlačovány čelisti s třecím obložením. Přítlačná síla brzdových čelistí může být vyvolána buď brzdovým klíčem, mechanicky rozpěrnou pákou, nebo hydraulicky kolovým brzdovým válečkem Brzdové čelisti jsou umístěny ve vnitřním prostoru bubnu.[1] Hlavní části bubnových brzd - brzdový buben - brzdové čelisti - rozpěrné zařízení - vratné pružiny - zařízení pro seřízení brzdových čelistí Konstrukce bubnových brzd Brzdový buben Na brzdový buben jsou kladeny nároky jako dobré vedení tepla, tvarová stálost, vysoká odolnost proti otěru. K jeho výrobě je použita temperovaná šedá litina, ocelolitina, nebo slitiny křehkých kovů. Brzdné třecí plochy jsou broušeny, nebo jemně soustruženy. Při rotaci bubnu nesmí docházet k radiálním a axiálním vychýlením a nesmí vznikat vibrace Brzdové čelisti Vyrábějí se svařováním z ocelového plechu. Jejich profil T jim dodává potřebnou tuhost. Jeden konec čelisti je uložen otočně na čepu, nebo se opírá o pevnou opěrku svou oválnou plochou. Na druhém konci se většinou nachází opěrná plocha pro výřez v tlačítku brzdového válečku. [1] Rozpěrné zařízení Rozpěrné zařízení má za úkol přitlačit brzdové čelisti na třecí plochu bubnu. U tlakovzdušných brzdových systémů se používá mechanické ovládání vačkou (brzdovým klíčem). Tento klíč svým natáčením ovládá obě čelisti současně a přitlačuje je na třecí 42