Kurz č. Montáž interiéru, seznámení studentů s konstrukčním řešením dalších typů náprav.
Obsah Úvod... Popis experimentálního vozidla... Šroubové spoje a utahovací momenty.... Prostředky nutné pro montáž... Montážní postupy... Základní teorie konstrukční typy náprav.... Nápravy (podvěsy)..... Náprava McPherson..... Lichoběžníková (rovnoběžníková) náprava..... Více prvková náprava... Praktická část...
Úvod Tento návod byl sestaven jako učební pomůcka pro montáž experimentálního vozidla Buggy 0. V tomto návodu budou popsány nejen jednotlivé úkony (montážní) vedoucí k sestavení experimentálního vozidla, ale rovněž i princip utahovaní na předepsaný utahovací moment, konkrétní utahovací momenty pro šroub, seznam dílů v kusovníku, seznam potřebného nářadí pro montáž, montážní postupy. Popis experimentálního vozidla Buggy 0 je dvoumístným ATV (all terrain vehicle) vozidlem sloužící k jízdě po silnici i po nezpevněných komunikacích. Karoserii tvoří svařovaný rám z trubek o průměru mm tl., mm. Spodní část rámu včetně podlahy je svařena v jeden celek. Vrchní část rámu sloužící k ochraně posádky při případném převrácení vozidla a je tvořen taktéž z trubek průměru mm tl., mm. Rám je osazen čtyřtaktním zážehovým motorem o výkonu kw a objemu cm, který pohaní přes variátor a stalý převod zadní nápravu. Součástí variátoru je také diferenciál a odstředivá spojka. Součástí Buggy 0 je hydraulický brzdový systém, který je rozdělen na dva okruhy. Brzdový systém přivádí prvním okruhem brzdovou kapalinu do předních brzdových třmenů, které brzdí přední vzduchem chlazené brzdové kotouče o průměru 0 mm. Druhý brzdový okruh je přiveden na zadní třmeny, které brzdí zadní taktéž vzduchem chlazené kotouče o průměru 0 mm. Buggy 0 splňuje předpisy pro provoz na pozemních komunikacích, proto je Buggy vybavena potřebným příslušenstvím jako je: registrační značka, ruční brzda, zrcátka, čtyřbodové bezpečnostní pásy, odrazky, klakson, ukazatele směrových světel, atd. v Tabulka. Základní technické parametry experimentálního vozidla jsou, pro představu, uvedeny Tabulka Technické parametry experimentálního vozidla Rozvor 0 mm Délka Šířka Výška Provozní hmotnost 0 mm 0 mm mm 0 kg
Motor čtyřtaktní, kapalinou chlazený jednoválec Zdvihový objem ccm Max. výkon kw/ 000ot. /min Max. rychlost 0 km/h Kola, pneumatiky (př., z.) x -0 x -0 Brzdy kotoučové Převod. ústrojí variátor Kapacita palivové nádrže, l Kapacita olejové nádrže, l Motorový olej W-0 Zapalování elektronické C.D.I. Zapalovací svíčka DPREA - (NGK) (0,-0,mm) Startér elektrický Baterie V - Ah Pojistka 0A Experimentální vozidlo
Obr. Rozměrové schéma experimentálního vozidla Šroubové spoje a utahovací momenty. Šroubové spoje (obecně šrouby a matice) patří mezí základní typy spojů při montáží výrobků, sestav apod. Ve využití se jedná o nejvíce používané spoje nejen v automobilovém průmyslu. Výhodou tohoto typu spoje je to, že umožní spojení dvou a více součástí v jeden rozebíratelný celek, jež lze mnohokrát obnovovat bez ztráty jeho vlastností. Šrouby a matice jsou normalizované, jak co do typu závitu (tvaru závitu), tvaru šroubu a matic (tvar hlavy šroubu, tvar matice, ), rozměru, délky, apod. Proto že jsou normalizované šrouby je zřejmé, že bude existovat i normalizované nářadí pro utahovaní (goly, imbusové klíče, ploché klíče, očkoploché klíče, šroubováky, a mnoho dalších). Pro každý šroubový spoj je definován konkrétní utahovací moment. Na správně zvoleném utahovacím momentu závisí pevnost šroubového spoje a odolnost proti samovolnému povolení spoje. Utahovací moment se volí především podle použitého materiálu šroubu a matic, viz Obr.. Materiál šroubu bývá obvykle, ale ne vždy uveden na hlavě šroubu (.,., 0., apod.). Další faktory pro volbu utahovacího momentu jsou typ závitu a jeho stoupání, typ šroubového spoje, korozní prostředí, apod. V technologických postupech je uveden pro konkrétní šroubový utahovací moment. Není tedy potřeba používat žádné tabulky, ani přepočty.
Obr. Utahovací momenty Prostředky nutné pro montáž Montáž je prováděna v laboratoři, která je vybavena prostorem potřebným pro montáž, skladem technických kapalin veškerým potřebným nářadím a přípravky pro montáž Buggy 0. Pro montáže je zapotřebí nářadí, které je normalizováno dle příslušných norem: sada očkoplochých klíčů DIN ráčna /", 0mm DIN sada nástrčných hlavic /" DIN nástavec prodlužovací /" 0mm DIN sada zástrčných šestihranných klíčů DIN sada kleští DIN
kladivo umělohmotné s gumou DIN 0 zámečnické kladivo DIN 0 momentový klíč /", 0 N.m DIN ISO Obr. Momentový klíč Pro potřeby zvednutí a manipulaci s buggy při montáži bylo nutné použít zvedáky typu PROFIMASTER 000, jedná se o mobilní zvedáky, běžně používané v autoservisech. Nosnost ks zvedáku je 00kg a výška zdvihu je 000mm. Ukázka zvedáku je na Obr.. Obr. Zvedák Profimaster 000
K zajištění stability vozidla zdviženého zvedákem, nebo aby bylo možno zvedákem odjet, se používají skládací podpěry o nosnosti 000kg. Jedná se o stacionární podpěry s pracovním rozsahem 0mm až mm. Obr. Skládací podpěry Montážní postupy Ve třetím kurzu s názvem Montáž interiéru, seznámení studentů s konstrukčním řešením dalších typů náprav budou experimentální vozidlo namontovány prvky z interiéru vozidla jakou jsou volant, ruční brzda, řadicí páka, pedály, sedačky, části elektroinstalace, bezpečnosti pásy apod. V další části kurzu budou studenti seznámení s konstrukčními typy náprav s jejich podrobným popisem funkčnosti a hlavních části. V následující kapitole budou popsány obecné části technologických postupů a příklad sledů operací vedoucí k sestavení sestavy dle konkrétního montážního postupu. Jako ukázková sestava byla pro přehlednost zvolena sestava montáže řadicí páky a ruční brzdy. Součástí každého postupu je rohové razítko s kusovníkem, D vyobrazení pohledu dané sestavy v rozloženém i složeném stavu a schéma návaznosti montáže.
Všechny potřebné díly pro montáž jsou uvedeny v kusovníku dané montážní sestavy. Kusovník je součástí rohového razítka výkresu. Na rohovém razítku každé sestavy je uveden název a číslo sestavy, logo školy, formát výkresu, případně jiné informace. Kusovník dále obsahuje informace o počtech použitých dílů, číslo pozice určené danému dílu, u normalizovaných dílů je uvedena norma a pro šroubové spoje je stanovený utahovací moment. Kusovník konkrétní sestavy je zobrazen na Obr.. Obr. Kusovník V přímé návaznosti na pozice kusovníku je prostorový pohled na danou sestavu v rozloženém stavu, kde je přiřazená pozice k jednotlivým montovaným dílům. Rozklad pohledu je definován trajektoriemi, které ukazují směry montáže dílů. Trajektorie jsou znázorněny červenou dvojitě-čerchovanou čarou. Pro větší přehlednost a představu o montáži byl vložen do sestavy prostorový pohled již smontované sestavy.
Obr. Montáž ruční brzdy a řadicí páky Další částí montážního výkresu je schéma návaznosti. Schéma návaznosti je v podstatě graf, který slouží k jednoznačnému určení souslednosti montáže jednotlivých dílů. Díly ve schématu jsou číselně označeny, označení dílů je shodné s pozicemi v kusovníku i s pozicemi daných dílů v prostorové sestavě. Pozice dílů označeny číslem pozice v kroužku jsou umístěny v linii podle návaznosti, díly složené do podsestavy, které se dále montují, jsou označeny přerušovaným obdélníkem, návaznost je vyznačena přímkami s šipkami. Schémata jsou dále doplněny o informace vedoucí ke správnému složení dané sestavy. Při skládání sestav se čtou schémata návaznosti od vrchu směrem dolů. Tím je dám přesný sled operací vedoucích ke složení konkrétní montážní sestavy. Při montáži se postupuje při čtení schématu (Obr. ) následovně: pozici číslo Ruční brzdu přiložíme na pozici číslo Buggy rám, pozici číslo roub Mx protáhneme přes pozice a (rám buggy a ruční brzdu). Poté našroubujeme Matici M pozice číslo na šroub pozice číslo a matici utáhneme příslušným utahovacím momentem, který je uveden v kusovníku. Tímto způsobem pokračujeme i u ruční brzdy a dalších sestav.
Obr. Schéma návaznosti Pro ještě lepší představu o montované sestavě je možno použití animace postupně se skládající sestavy. Na Obr. 0 je ukázka animace konkrétní sestavy. Z obrázků zachycující animaci je možno vidět jak se postupně díly skládají v sestavu. Trajektorie pohybu jsou zde znázorněny modrými čarami. Animace koresponduje se schématem návaznosti a popisuje zcela jednoznačně montáž sestavy Animace ve formátu *.avi jsou zpracovány ke všem sestavám a ucelují tak technologický postup, který vede k jednoznačnému sestavení celého experimentálního vozidla.
Obr. 0 Postupná animace-obrázky seskupování ruční brzdy Základní teorie konstrukční typy náprav V této kapitole budou popsány a vysvětleny základní typy náprav. Nelze však každou nápravu kdykoli bezmyšlenkovitě použit, ale její vhodnost použití závisí na celkovém konceptu podvozku vozidla. Podvozek zásadním způsobem ovlivňuje jízdní vlastnosti vozidla. Podvozek tvoří rám vozidla s podvěsy, řízením a brzdovým zařízením a příslušenstvím. Podvěsy vozidla jsou přední a zadní náprava, odpružení, vozidlové kola, brzdová soustava a řízení. Přední náprava osobních automobilů je řídící. Podle toho, jaká náprava je hnací a kde je uložen motor, rozlišujeme koncepci vozidla:
Klasická koncepce Motor, spojka a převodovka jsou umístěny vpředu, rozvodovka vzadu. Hnací náprava je zadní. Přenos hnacího momentu z převodovky na rozvodovku je kardanovým hřídelem. Přední pohon Všechny části pohonu jsou umístěny u přední hnací nápravy. Tuto koncepci používá v současnosti velké množství výrobců. Motor je uložen většinou napříč, někdy též podélně. Zadní pohon Všechny části pohonu jsou umístěny u zadní hnací nápravy. Pokud je motor uložen napříč před zadní nápravou, konstrukce se označuje jako provedení s motorem uprostřed.. Nápravy (podvěsy) Přenášejí tíhovou sílu karoserie, hnací, brzdné a setrvačné síly. Svým pohybem umožňují řízení vozidla a odpružení. Nápravy podle řiditelnosti můžeme rozdělit na: řízená (řídící, řiditelná) neřízená Podle brzditelnosti se nápravy dělí na: brzděná nebrzděná Nápravy podle připojení pohonu dělíme na: hnací (hnaná, poháněná, záběrová) volná (nehnaná, nepoháněná) V současnosti nejvíce používané nápravy jsou McPherson, rovnoběžníková a víceprvková. Historicky existují však i další typy náprav, které mají své výhody a nevýhody. Nápravy podle konstrukce provedení můžeme rozdělit na: Nápravu McPherson
Víceprvkovou nápravu Lichoběžníkovou nápravu (rovnoběžníkovou) Klikovou nápravu Úhlovou nápravu Kyvadlovou náprava Tuhou nápravu Nápravu De Dion, atd... Náprava McPherson V současné době nejvíce je nejvíce používán pohon předních kol. U toho typu pohonu je automobilkami nejčastěji používaná typu McPherson (Obr. ), ať už se stabilizátory nebo bez nich. Díky nepřítomnosti horního ramena je k dispozici více příčného prostoru pro motor, což je užitečné pro malé vozy. Tento typ nápravy se skládá z těchto základních dílů: pružiny, tlumiče a jeho zavěšení, ramena řízení, těhlice, poloosy, spodního ramena a brzdiče. Výhodou této nápravy je její jednoduchost, jak do výroby tak i montáže. Další výhodou přední nápravy je, že tyto nápravy mají vlastní poloosy, síla je převáděna zvlášť a tudíž má tato přední náprava velmi dobrý styk s vozovkou. Jednoduchost této nápravy je ale za cenu, toho, že při jízdě do zatáček a propršení této nápravy se pohybuje po kružnici s poloměrem daným podle délky spodní ramene. Geometrická analýza ukazuje, že náprava nemůže umožnit svislý pohyb kola bez určité změny buď odklonu kola, nebo rozchodu, anebo obojího. Kolo má tendenci se vyklánět s vozidlem, což vede k nedotáčivosti. Jinou nevýhodou je tendence přenášet hluk a vibrace z vozovky přímo na rám vozidla, což vede k vyšší úrovni hluku a "nelibozvučnému" pocitu z jízdy v porovnání s rovnoběžníkovou nápravou.
Obr. Náprava McPherson.. Lichoběžníková (rovnoběžníková) náprava Rovnoběžníková náprava (Obr. ) je konstrukce automobilové nápravy pro nezávislé odpružení, používající pro připojení závěsu kola dvě rovnoběžná A-ramena. Každé rameno (v polonápravě) má dva montážní body ve skeletu a jeden v závěsu kola. Pro ovlivňování svislého pohybu se používá tlumič pérování a vinutá pružina. Rovnoběžníková náprava umožňuje pečlivě ovládat pohyb kola po jeho dráze, při dodržení parametrů jako je odklon kola, záklon rejdového čepu, sbíhavost kol, střed naklánění, poloměr řízení, tření atd. Pokud mají horní a dolní rameno různou délku, jedná se o lichoběžníkovou nápravu. Lichoběžníkové nápravy jsou velmi časté jako přední nápravy pro osobní vozy střední až vyšší třídy a velmi často se objevují u sportovních a závodních automobilů. Náprava se skládá ze dvojice horního a dolního ramena. Horní rameno je obvykle kratší, aby se zajistil záporný odklon kola při jeho poklesu (vzdálení od karoserie). Je-li vozidlo v zatáčce, náklon karoserie se projeví kladným odklonem vnějšího kola. Vnější kolo však také poklesne, čímž získá záporný odklon díky kratšímu ramenu. Konstruktéři nápravy se pokouší vyvážit tyto dva efekty, aby udrželi pneumatiku kolmo k zemi. To je zvlášť důležité pro vnější pneumatiku, protože se na ni v zatáčce přenáší váha. Tato náprava také poskytuje možnost záporného zisku odklonu po celé dráze kola, kdežto náprava McPherson umožňuje záporný odklon jen na začátku dráhy a při velkém
poklesu kola přechází v kladný odklon. Nevýhodou je větší složitost oproti jiným systémům, jako je náprava McPherson. Před obdobím dominance pohonu předních kol v 0. letech 0. století, používalo mnoho běžných vozidel rovnoběžníkovou přední nápravu nebo její variaci. Od té doby převládla náprava McPherson, která je jednodušší a levnější při výrobě. Rovnoběžníková náprava se obvykle považuje za vynikající z hlediska dynamických charakteristik, schopnosti zvládat zátěž a stále se vyskytuje u vysoce výkonných vozidel. Obr. Lichoběžníková náprava.. Více prvková náprava Víceprvková náprava je typ nápravy typicky používané pro nezávislé odpružení. Má tři nebo více příčných a jedno či více podélných ramen. Tato ramena nemají stejnou délku a mohou se odklánět od svého "zjevného" směru. Typicky má každé rameno na každém svém konci kulový nebo pružný kloub. V důsledku toho jsou ramena zatěžována v podélném směru, tedy v tahu nebo tlaku, ale nikoli v ohybu. Více prvkové nápravy nelze jednoznačně popsat, neboť prakticky mají mnoho konstrukčních provedení. Výhodou víceprvkových náprava je, že umožňuji, aby měl vůz jak kvalitní jízdní vlastnosti, tak dobrou ovladatelnost. V nejjednodušší formě je víceprvková náprava pravoúhlá - tedy, že lze v jednom okamžiku měnit jeden parametr nápravy, aniž by se změnily ty ostatní.
To je v přímém kontrastu s nápravou se dvěma A-rameny, kde se při posunu ukotvení nebo při změně vůle v uložení mění dva nebo více parametrů. Další výhody se týkají jízdy mimo silnice. Víceprvková náprava činí vozidlo flexibilnější, to znamená, že se náprava snadněji přizpůsobí měnícím se úhlům v terénu. Tedy vozidla s víceprvkovými nápravami jsou ideální pro sporty, jako je jízda po skalách nebo v poušti. Kombinovanou nevýhodou této nápravy je, že komplikovaná a tím i drahá. Je také obtížné vyladit její geometrii, a tak je potřeba používat různé PC analýzy. Plnění požadovaných parametrů pod zátěží je velmi důležité a musí být testováno ve složitém simulačním programu. Obr. Příklad víceprvkové nápravy (-ti prvková) Praktická část Dle následujících montážních sestav realizujte experimentální výukové úlohy. S-0-00 Montáž volantu. S--00 Montáž pedál. S--00 Montáž řadicí páky ruční brzdy. S--00 Montáž elektropříslušenství. S--00 Montáž sedadel.
D Schéma návaznosti D C Jen nasunout, neutahovat, utáhnout až po spojení volantové tyče a středu volantu C 0 B A 0 0 POZICE Nakreslen KS Datum..0 Šroub M x Středová krytka volantu Volant Pojistný kroužek Šroub M x Matice M x, Střed volantu Sestava řízení Volantová tyč Vodicí pouzdro Šroub M x Buggy rám Zámek volantu ČÍSLO SOUČÁSTI KUSOVNÍK Jméno V.Zbožínek Montáž volantu ISO 0 DIN ISO ISO 0 ISO 0 NORMA, N.m N.m, N.m MU B A S-0-00 Montážní sestava A
Schéma návaznosti A Plynový pedál Brzdový pedál A 0 B B C Brzdový válec 0 0 C D E F 0 Sestava brzdového pedálu 0 Sestava plynového pedálu 0 0 POZICE Nakreslen KS Datum..0 Šroub M x 0 Brzdový válec Šroub M0 x 00 Zkrutná pružina brzdového pedálu Poudro brzdového pedálu Šroub M x 0 Závlačka x 0 Podložka Čep brzdového pedálu Brzdový pedál Táhlo brzdového pedálu Seřizovací šroub Tažná pružina plynového pedálu Matice M0 Šroub M0 x Buggy rám Snímač plynového pedálu Šroub M x Matice M Plynový pedál Pouzdro plynového pedálu ČÍSLO SOUČÁSTI KUSOVNÍK Jméno V.Zbožínek Montáž pedálů ISO ISO ISO 0 ISO ISO ISO ISO 0 ISO NORMA N.m N.m MU D E F S--00 Montážní sestava A
D Schéma návaznosti Ruční brzda Řadící páka D C C B A POZICE KS Datum Nakreslen..0 Hlavice řadící páky Šroub M x Kryt řadící páky Šroub M x 0 Řadící páka s lanovodem Matice M Šroub M x Buggy rám Ruční brzda ČÍSLO SOUČÁSTI KUSOVNÍK Jméno V.Zbožínek ISO 0 ISO ISO ISO NORMA, N.m N.m N.m MU Montáž ř. páky a ruční brdy B A S--00 Montážní sestava A
F 0 0 0 F Přístrojový panel E E D C B A Schéma návaznosti Držák SPZ Klakson Baterie, cívka 0 Přístrojový panel 0 0 Zapojit dle schéma el. zapojení 0 0 0 POZICE Nakreslen KS Kryt vypínačů Kryt elektro součástek Zapalovací jednotka Startovací relé Výkonový usměrňovač Kryt V zás. Zásuvka V Vrut,x Kryt ukazatele svetěl Šroub M x Podložka Kryt rychloměru a ukazatele teploty Ukazatel teploty motoru Ukazatel svetěl Rychloměr Kryt spínací skřínky Spínací skřínka Rámeček vypínačů Kolébkový vypínač Šroub M x 0 Motor s variátorem Cívka Kryt baterie Baterie Matice M Šroub M x 0 Klakson Matice M Podložka Podložka Šroub M x Buggy rám Držák SPZ ČÍSLO SOUČÁSTI KUSOVNÍK Datum Jméno..0 V.Zbožínek Montáž elektro příslušenství S--00 Montážní sestava ISO 00 ISO 0 ISO 0 ISO ISO ISO ISO 0 ISO0 DIN ISO 0 NORMA 0, N.m, N.m, N.m, N.m, N.m MU A D C B A
Schéma návaznosti D 0 Sedačky Úchyty pásů Protáhnout přes sedadlo D 0 C B A 0 POZICE Nakreslen KS Datum..0 Matice M0 Podložka 0 Podložka 0 Šroub M0 x 0 Matice / UNC Podložka Podložka Šroub / x / UNC Pásy Matice M Šroub M x 0 Sedadlo Matice M Šroub M x Buggy rám Nášlap Průchodka nášlapu ČÍSLO SOUČÁSTI KUSOVNÍK Jméno V.Zbožínek Montáž sedadel ISO DIN ISO 0 ISO DIN DIN ISO 0 DIN ISO ISO ISO ISO 0 NORMA N.m N.m, N.m MU C B A S--00 Montážní sestava A