Odpružení automobilů

Transkript

1 Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: Silniční vozidla Druhý NĚMEC V Název zpracovaného celku: Odpružení automobilů Všechna vozidla motorová i kolejová jsou vybavena pružinami, které jsou umístěny mezi nápravami a karosérií (rámem). Pružina je konstrukční prvek, který se vlivem zatížení deformuje (stlačuje, prodlužuje, nebo zkrucuje) a po odlehčení se vrací do původního stavu. Pružiny oddělují hmoty odpružené všechny části umístěné nad pružinou (karosérie). Hmoty neodpružené - jsou to všechny části umístěné pod pružinou (nápravy, kola). Kvalita odpružení vozidla je závislá na poměru hmotnosti odpružených a neodpružených hmot. Čím je poměr odpružených hmot větší k neodpruženým, tím je kvalita pérování lepší. Další faktory, ovlivňující pérování jsou: 1. tuhost pružiny je závislá na konstrukci (průměr drátu, počet závitů), má vliv na frekvenci kmitů 2. vlastní kmitočet pružiny (frekvence kmitů) je to počet kmitů, kterým pružina po rozkmitání kmitá Účel pérování 1. zmenšit namáhání v krutu karosérie, nebo rámu při přejezdu nerovností 2. pohltit rázy vzniklé při přejezdu nerovností a zároveň zabránit, aby se nepřenášely do karosérie 3. zajistit trvalý kontakt kol s vozovkou Požadavky na pérování: 1. zajistit bezpečnost jízdy 2. zajistit stabilitu vozidla 3. zajistit komfort během jízdy Systém odpružení vozidla rozdělíme do 3. skupin 1. pneumatiky jsou to pryžové obruče pohlcující kmity od drobných nerovností 2. pružiny šroubové, listové, vzduchové atd. 3. sedadla dotlumují kmity, které vznikají nad pružinami Rozdělení pružin 1.klasické pružiny (z vysoce legovaných ocelí) šroubové (vinuté), listové, zkrutné 2,moderní nekovové využívající elastické vlastnosti pryže, nebo fyzikální vlastnosti plynů 1

2 Klasické pružiny Listová pera (půleliptická, čtvrteliptická) byla převzata z kočárů a dnes mají využití u užitkových a nákladních automobilů. Pružina je tvořena kovovými listy, z nichž hlavní list je uzpůsoben pro kloubové uchycení na jednom konci (je zakončen okem) a uchycení s vedením na druhém konci.(u starších konstrukcí také zakončen okem) Uložení : 1. podélné - ve směru podélné osy vozidla (Ford Tranzit) 2. příčné - kolmo na podélnou osu vozidla (Trabant) 3. šikmé - (Tatra 111) Pružina se skládá z těchto částí: 2

3 Vlastnosti listových pružin Výhody: 1. přenáší suvné,brzdné a boční síly 2. vede nápravu 3. má samotlumící účinek kmitání je tlumeno třením mezi listy Nevýhody: 1. konstrukční složitost 2. velké rozměry a velká hmotnost 3. malé využití materiálu a konstrukční náročnost Progresivita pérování Tuhost listového pera je závislá na pružící délce hlavního listu, rozměrech ostatních listů a na jejich počtu. Progresivita znamená změnu lineární charakteristiky (průhyb je přímo úměrný zatížení) v charakteristiku progresivně lineární.(strmější) Progresivity dosáhneme: 1. stupňovým perem se spodním opěrným listem 2. dvoustupňovým perem druhý svazek listů je namáhán ohybem při vzájemném dosednutí obou svazků na sebe(při velkém zatížení). Při malém zatížení pruží pouze jeden svazek a při velkém zatížení pruží společně. Listová pera se vyrábějí kováním z vysoce legovaných ocelí tříd

4 Moderní listové pružiny 2.Šroubové pružiny(vinuté) Pružina vznikne navinutím drátu na válec určitého průměru s určitým stoupáním. Vznikne šroubovice, kterou když zatěžujeme v ose, tak se stlačuje a po odlehčení se vrátí do výchozího stavu. Tuhost vinuté pružiny závisí na: 1. průměru drátu 2. počtu závitů 3. stoupání závitů 4. průměru pružiny 4

5 Hlavní rozměry pružiny: 1. průměr drátu 2. průměr pružiny 3. stoupání závitů 4. délka pružiny (v předpjatém stavu) Pružiny jsou označovány barevně označující tuhost a z důvodů životnosti jsou potaženy plastovým povlakem. Jsou umístěny mezi nápravou a rámem, nebo karosérií, ale mohou tvořit i část nápravy (Mc Pherson). Existuje nepřeberné množství konstrukčních řešení dle typu nápravy. Výhody: 1. konstrukčně jednoduchá 2. bezúdržbová 3. malá hmotnost 4. velmi dobré využití materiálu Nevýhody: 1. nevedou nápravu musí být ustavena suvnými tyčemi, nebo rameny 2. nemá samotlumící účinek- vždy musí být v páru s tlumičem 3. progresivitu lze zajistit konstrukčními úpravami pružiny, nebo doplňujícím pryžovým dorazem. Progresivity pružiny dosáhneme kombinacemi výše uvedených parametrů: 1. nestejným stoupáním závitů 2. nestejným průměrem drátu 3. proměnným průměrem pružiny (tvar soudku) 4. doplněním pružiny pryžovým blokem-pryžový doraz, aby zavity na sebe nedosedly 5

6 Umístění pružiny na nápravách: Škoda 120 Opel 6

7 3.Zkrutné pružiny (torzní tyče) Pružinu tvoří tyč, která je po celé délce zkrucována. Průřez tyče je většinou kruhový. Tyč je po celé délce broušená, na obou koncích zesílená a opatřena drážkováním pro uchycení do karosérie (rámu) a nápravy. Proti poškození a korozi je chráněna plastovým obalem. Umístění záleží na konstrukci nápravy a může být buď podélné, nebo příčné. Podélné uložení používaly nákladní vozy Tatra o předních náprav a příčné uložení požívají značky Peugeot, Citroen a Renault u zadních náprav, hlavně u užitkových automobilů. Hlavními rozměry jsou délka a průměr, na čemž závisí její tuhost. 7

8 Výhody: 1. konstrukční jednoduchost 2. bezúdržbová 3. možnost unavenou pružinu předkrucovat Nevýhody: 1. nevede nápravu 2. nemá samotlumící účinek 3. relativně vysoká hmotnost Moderní pružiny 1. pryžové tyto pružiny využívají elastické vlastnosti pryže. Pružina může být namáhána tlakem, krutem, nebo střihem. Výhody: 1. jednoduchá konstrukce a velmi levná 2. bezúdržbová 3. má samotlumící účinek Nevýhody: 1. nevede nápravu 2. citlivost na vyšší teplotu 3. stárnutí U moderních automobilů se nepoužívá. 8

9 Vzduchové pružiny (pneumatické odpružení) Pružení je založeno na principu stlačování vzduchu (plynu) v uzavřené nádobě (válec, měch). Pružinu tvoří pružný měch, který je napojen na rozvod tlakového vzduchu automobilu. Nedílnou součástí jsou prvky (ventily) pro regulaci tlaku. Výhody: 1. samočinné udržování světlé výšky automobilu 2. samočinná progresivita 3. nedochází k únavě pružiny Nevýhody: 1. nevede nápravu 2. nemá samotlumící účinek 3. konstrukční složitost Tyto pružiny mají využití u drahých automobilů značky BMW, Mercedes) a u většiny těžkých nákladních automobilů. 9

10 Hydropneumatické pružiny: Pružina se skládá z válce pružiny, membrány a zásobníku stlačeného plynu. Používá se dusík stlačený na 10 20Mpa,který tvoří pružící látku. Dusík se používá z důvodů menší tepelné roztažnosti při změnách teplot. Válce jsou naplněny kapalinou (olej) a kloubově spojeny s rameny náprav. Kapalina přenáší sílu od náprav na membránu, která odděluje kapalné prostředí od plynného. Nad membránou, která je umístěna v kouli je plyn který se stlačuje a tím pruží. Válec pružiny i zásobník stlačeného plynu (koule) tvoří samostatnou jednotku doplněnou o ventily pro přívod a odvod kapaliny. Pružina plní současně funkci tlumiče pérování. 10

11 Výhody: 1. samočinná progresivita pérování 2. samotlumící účinek 3. samočinné nastavení světlé výšky vozidla od vozovky podle režimu jízdy Nevýhody: 1. konstrukční složitost 2. nevede nápravu 3. zvýšené ztráty třením a opotřebení těsnění pístu 4. po určité době únik plynu (ztráta tlaku plynu) Tento systém odpružení je patentován značkou Citroen a je označován Hydractive 3 Plus. Ve spolupráci s řídicí jednotkou a snímači lze během jízdy nastavovat různé charakteristiky pružení. Snímače snímají povrch vozovky před kolem a okamžitě upravují tuhost pérování. 11

12 Kontrolní otázky: 1.Jak rozdělujeme pružiny? 2.Které pružiny jsou nejpoužívanější? 3.Ze kterých částí se skládá vzduchové pérování? Použitá literatura: 1,Automobily 1,Ing.Jan,Ing.Žďánský, Nakladatelství Avid s.r.o. Brno 2, Autoexpert časopis profesionálů v autoopravárenství,vydavatelství Autopress s.r.o. 12