Zavěšení kol. Náprava = zavěšení kola + odpružení kola + brzdné zařízení + řídící ústrojí + hnací ústrojí

Transkript

1 Zavěšení kol Podvozek = spodní část motorového vozidla, která má následující části: 1. Kolo s pneumatikou (spojuje vozidlo s vozovkou, přenáší síly a momenty, pruží) 2. Zavěšení kol 3. Odpružení (zmenšuje přenos pohybů nápravy na karoserii a rám) 4. Řízení (slouží k udržování a změně směru jízdy vozidla) 5. Brzdné zařízení (umožňuje snížit rychlost, zastavit a udržet vozidlo v klidu) Náprava = zavěšení kola + odpružení kola + brzdné zařízení + řídící ústrojí + hnací ústrojí Zavěšení kol = Způsob připojení kol k rámu nebo karoserii vozidla Funkce zavěšení kol - umožnit svislý relativní pohyb kola vzhledem k rámu nebo karoserii - přenášet síly mezi kolem a rámem (karoserií) - za všech okolností zajistit trvalý kontakt všech kol s vozovkou - eliminovat nežádoucí pohyby kola (boční posuv, naklápění) - umožnit řízení - umožnit brždění + zachytit brzdné síly - umožnit přenos momentu na hnací kola - zajistit pohodlí jízdy Konstrukční požadavky - tuhost a kinematická jednoznačnost - minimální změna geometrie při propružení - minimální opotřebení pneumatik - dlouhá životnost - minimální požadavky na prostor (nekonfliktnost) - odolnost v agresivním prostředí Pavel Němeček /29

2 Druhy zavěšení kol : - Závislé kola na společném příčném nosníku (mostu), celek (tuhá náprava) je kinematicky vnímána jako jedno těleso kola se navzájem ovlivňují - Nezávislé každé kolo zavěšeno samostatně, kola se při propružení přímo neovlivňují Rozdělení náprav podle přenosu M k - nápravy nepoháněné - nápravy poháněné Pavel Němeček /29

3 Tuhá náprava - tradiční (nejstarší) konstrukce - velká hmotnost neodpružených částí - u hnacích náprav se rázy přenáší na rotační části, které jsou součástí nápravy - především zadní hnací nápravy užitkových vozidel Jednostranné propružení Protiběžné propružení v zatáčce Protiběžné propružení Stejnoběžné propružení Pavel Němeček /29

4 Z Nadnášení Houpání Kolébání Y X v M k M h F x F z F y Konstrukční požadavky : - zprostředkovat přenos M k - izolovat vozidlo při přejezdu nerovnosti (pohyby v ose z), umožnit relativní pohyb vůči rámu (karoserii) - zachytit síly v ose x podélná stabilizace - zachytit síly v ose y příčná stabilizace Pavel Němeček /29

5 Vedení tuhých náprav (podélná a příčná stabilizace + pružné uložení) A) Listová pera + jednoduchá konstrukce + pružina vede podélně i příčně (u velkých pružin) + velké vnitřní tlumení (třením) + nekonfliktní zástavba + velká únosnost - velká hmotnost a délka pružiny - nároky na údržbu - komplikované namáhání při přechodových režimech vozidla (S-ráz) - při propružení je most nápravy namáhán na krut Požadavek pohodlné jízdy : nízká tuhost pružiny dlouhé listové pružiny boční poddajnost nutnost příčné stabilizace Pro odlehčení tahového namáhání při brždění a akceleraci je možné listovou pružinu doplnit podélnými tyčemi Listové pružiny se v současné době doplňují tlumiči Třepetání náprav se zmírňuje umístěním tlumičů střídavě (na jedné straně před a na druhé straně za mostem) Pro progresivní charakteristiku pružiny doplňují přídavnými listy (skoková změna tuhosti při vysokém zatížení) nákladní automobily Pro odpružení osobních a lehkých užitkových vozidel se přestávají používat (viz nevýhody) Pavel Němeček /29

6 B) Podélná a příčná ramena 1) 4 podélná + 1 příčné rameno 4 podélná ramena vedou most v podélném směru. Příčné rameno (Panhardská tyč) stabilizuje příčně. Soustava je kinematicky přeurčena použití kulových kloubů a pryžových lůžek Při umístění horních ramen za nápravou jsou ramena při brždění namáhána tahem (Wattův přímovod) Pavel Němeček /29

7 Wattův přímovod Horní a dolní ramena musí mít stejnou délku Most se pohybuje v poloze kolmé k vozovce Panhardská tyč : Způsobuje boční posunutí boční zrychlení kmitání vozidla Co nejdelší a vodorovně uspořádaní 2) 2 podélná vlečná ramena + trojúhelníkové rameno Podélná ramena podélná stabilizace Trojúhelníkové rameno podélná a příčná stabilizace Pružiny a tlumiče přímo na mostu Příčný stabilizátor (torzní tyč) přivařen na podélných ramenech v blízkosti mostu Nevýhoda 1) + 2) Nelze zabránit předklápění a zaklápění karoserie Pavel Němeček /29

8 3) ojnicové tuhé nápravy lze nahradit Panhardskou tyč ojnice na straně rámu (karoserie) uložena v kloubu (3 o volnosti) zachycuje podélné síly (Autobusy) na straně mostu pevné spojení trojúhelníkové rameno zachycuje podélné i příčné síly zabraňuje třepetání používá se především u osobních automobilů (měkčí uložení je více náchylné k předklápění a zaklápění) ojnice může být realizována jako trubka, kterou prochází hřídel od převodovky, podélné síly jsou zachyceny podélnými rameny, příčné Panhardskou tyčí (Opel Manta), Rover používá trubku + Wattův přímovod Pavel Němeček /29

9 Pavel Němeček /29

10 4) náprava De-Dion snižuje velikost neodpružených hmot hnací tuhé nápravy rozvodovka + diferenciál se upevňují na karoserii neodstraňuje třepetání řešení je dražší než ostatní způsoby příčná a vodorovná stabilizace se provádí dříve uvedenými způsoby vyžaduje kloubové hřídele s možností axiálního posunu Pavel Němeček /29

11 Nezávislé zavěšení kol - nevzniká třepetání - menší hmotnost neodpružených částí (rozvodovka a diferenciál není součástí nápravy) - mezi uloženími je dostatek místa na motor nebo jiné konstrukční části vozidla Druhy nezávislého zavěšení kol : 1) přední nápravy : lichoběžníková náprava McPherson 2) zadní nápravy : kyvadlová úhlová náprava kliková náprava Kliková náprava s propojenými rameny (torzní kliková náprava) 3) přední i zadní nápravy : Elastokinematické zavěšené Multilink Pavel Němeček /29

12 A) Lichoběžníková náprava Průmět do roviny kolmé na směr jízdy tvoří lichoběžník dochází ke změně odklonu při propružení a bočnímu posunu dochází ke změnám geometrie i při naklopení karosérie změna geometrie je tím větší, čím blíže ke kolu leží pól klopení změna odklonu je dána okamžitým natočení kolem pólu Poloha středů klopení karoserie plyne ze vzájemného sklonu příčných ramen (rovnoběžná ramena střed klopení ) + z polohy ramen je jasně definována změna geometrie (výška středu klopení, výška středu klonění) + náprava vychází velmi nízká (plochá) + vhodná pro lehké nákladní automobily (ale i pro autobusy KAROSA) Okamžitý střed klonění myšlený bod (pevně spojený s karoserií) kolem kterého se kolo při své propružení otáčí v podélné rovině. Střed klonění musí ležet co nejblíže k těžišti vozidla nevznikají klopné momenty při akceleraci ani brždění. Zatížení kola (svislá rekce) je do karosérie přenášena především pružinou. Ramena jsou řešena jako trojúhelníková (2 úložné body musí přenést moment) Spodní rameno je silnější (je více namáháno) leží blíže k působišti sil. Pružiny jsou uloženy převážně v dolním rameni (malé pohyby dovolují tuhé uložení, pružina vychází delší. Pavel Němeček /29

14 B) náprava McPherson Odvozena z lichoběžníkové nápravy horní rameno je nahrazeno posuvným vedením. Na řízené nápravě se kolo točí kolem osy teleskopické vzpěry. Podélné a boční síly jsou zachyceny silovými dvojicemi na karosérii. Posuvný člen = hydraulický tlumič pístnice větší a silnější. Pružina často vedena vodicí trubkou. Podélné a příčné síly zvětšují třecí sílu v tlumiči nebezpečí zablokování tlumiče horní ložisko pružně uloženo, pružina vyosena vůči tlumiči Kolo mění odklon při propružení kmitání řízení (způsobené gyroskopickým momentem) McPherson na zadní neřízené nápravě dlouhá trojúhelníková ramena, odpadá ložisko tlumiče malá změna odklonu Pavel Němeček /29

18 C) Kyvadlová úhlová náprava Používá se na zadní nápravy Osa kývání je v půdorysu šikmá šikmý závěs Většinou osa kývání šikmá i v nárysu Při propružení vzniká samořízení, které má nedotáčivý účinek U poháněných náprav musí být kvůli změnám rozchodu zajištěna změna délky hnacích hřídelů Pavel Němeček /29

20 D) Kyvadlová náprava Skládá se z nosníku kolmého k podélné ose vozidla, na němž je uloženo kolo Osa kola je totožná s osou nosníku Nosník se kývá kolem osy rovnoběžné s osou x ŠKODA 105/120, Tatra Větší změny geometrie při propružení Nerovnoměrné opotřebení pneumatik Jednoduchost Spolehlivost Pavel Němeček /29

22 E) Kliková náprava Skládá se z podélného ramene s příčnou osou kývání (kolmou k podélné rovině vozidla) Používá se většinou pro nepoháněné zadní nápravy Zabírá málo místa je vhodná pro vozidla Combi a pro auto vozidla s velkými 5. dveřmi nebo sklopnými zadními sedadly Uložení tvořeno převážně pryžovými ložisky Pružiny co nejblíže k dotykovému bodu kola s vozovkou (redukce svislého zatížení ložisek) Zvětšením c se sníží zatížení ložisek Střed klopení leží v nekonečnu střed klopení leží v rovině vozovky Změna odklonu vzniká jen klopením karoserie K pružení se používá často torzních tyčí Nevýhoda : zvětšené klopení v zatáčce Pavel Němeček /29

23 F) Kliková náprava s propojenými rameny Kliky klikové nápravy jsou propojeny ohybově tuhou a torzně měkkou příčkou (většinou tvaru U), která slouží jako stabilizátor Je to přechod mezi podélnou klikovou a tuhou nápravou Při protiběžném propružení dochází ke změně odklonu + Snadná montáž a demontáž + Malý zástavbový prostor + Málo konstrukčních dílů + Malá hmotnost neodpružených částí + Stabilizace + Malá změna sbíhavosti, rozchodu a odklonu + Nedotáčivé samořízení + Vhodná poloha středu klonění - Nelze použít pro poháněnou nápravu - Tendence k přetáčivosti vlivem bočních sil - Vysoké namáhání svarů příčky Pavel Němeček /29

26 G) Elastokinematické zavěšení Zlepšení jízdních vlastností z hlediska směrové dynamiky Ovlivnění přetáčivosti a nedotáčivosti Ramena pružně uložena vlivem brzdných sil se zvyšuje sbíhavost Boční síly při zatáčení způsobují přetáčivost (nevýhodné) řešeno specálními pryžovými lůžky Pavel Němeček /29

27 H) Zavěšení typu MULTILINK Kola jsou podélně a příčně ustavena prostřednictvím několika ramen, Toto zavěšení: optimálně nastavuje požadované kinematické vlastnosti, řeší požadavky na dynamiku jízdy, jízdní komfort a zastavěný prostor, Přesněji vede kola s minimální změnou geometrie, Zvyšuje stabilitu, Má menší rozměry a hmotnost zavěšení. Pavel Němeček /29