69 PODVOZEK A KAROSÉRIE
70 Podvozek a karoserie automobilu. Nápravy Náprava spojuje kola s nosnou částí automobilu a slouží k přenosu: vlastní hmotnosti hnací síly na kola brzdných sil při brždění odstředivých sil při jízdě zatáčkou Druhy náprav Tuhé nápravy: Její základní částí je pevná nápravnice nebo most nápravy. Na koncích této nápravnice je uloženo kolo (pevně, nebo otočně na čepech). Výkyvné nápravy: Mají každé kolo nezávisle zavěšené pomocí závěsů spojených s nosnou konstrukcí automobilu. Umožňují nezávislé propérování kol. U nezávislého zavěšení kol se používají různé druhy pružicích prvků např. vinuté pružiny, torzní tyče, hydroelastické pérování a pneumatické pružnice. Zavěšení kola vyžaduje konstrukci jednoho nebo více závěsných ramen pro přesné vedení kol. Jejich uložení na nápravnici je téměř vždy v pružných kloubech. Při konstrukci těchto ramen a jejich uchycení je brán zřetel na geometrii nápravy a řízení.
Přední řídící náprava s nezávislým zavěšením kol 71 Hlavní části nápravnice závěsná ramena zavěšení kola na rejdovém čepu Rovnoběžníková náprava Tato náprava má ramena stejné délky. Na dvou ramenech je uchycen rejdový čep. Nevýhodou této nápravy je, že při propérování se výrazně mění velikost rozchodu kol. Lichoběžníková náprava K nápravnici připojená ramena jsou nestejné délky, horní rameno je kratší, spodní delší. Touto úpravou se částečně odstraní nevýhoda těchto náprav změna rozchodu, která má vliv na boční posun kol a zvýšené opotřebení pneumatik a zhoršené jízdní vlastnosti při jízdě v zatáčce. Nezávislé zavěšení kol McPherson Je spolu s teleskopickou vzpěrou nejpoužívanější konstrukcí přední nápravy u součastných typů vozidel. Otočný čep je nahrazen hydraulickým tlumičem. Dolní závěsné rameno je spojeno s teleskopickou vzpěrou pomocí kulového čepu. Osa otáčení prochází středem otočného uložení horního konce pístnice, která je uchycena v karosérii a kulovým čepem dolního závěsného ramena.tento typ uložení příznivě ovlivňuje stabilitu vozidla v zatáčkách, zlepšuje vedení kola a zachycení brzdných reakcí. Typ zavěšení Mc Pherson
Kontrola a opravy náprav Nejčastější opravou nápravy je kontrola ramen a uložení kol na otočném čepu. Ramena, která jsou ohnutá, prasklá nebo vykazují jiný druh poškození, vyměníme za nová včetně uložení a uchycení. U uložení kola kontrolujeme vůli ložisek a jejich opotřebení. V případě potřeby měníme za nová. Přední náprava Přední náprava je většinou nápravou rejdovou-řídicí. Mimo hlavní funkce (odpružení, vedení kol) vrací kola do přímého směru jízdy, udržuje stabilitu jízdy, staví kola do takové polohy, aby se za všech podmínek plně odvalovala po vozovce.tyto vlastnosti jsou zajištěny různým náklonem rejdového a otočného čepu kola. Úhly a postavení kol jsou dány geometrií nápravy, která je závislá na konstrukci a typu vozidla. Změny v geometrii mohou nastat opotřebením částí nápravy, uchycení ramen, deformaci nápravnice, korozí karosérie. Před jejich kontrolou vždy provádíme seřízení a kontrolu: tlaku vzduchu v pneumatikách osovou vůli ložisek uložení kola správnou funkci tlumiče pérování vyváženost pneumatik a jejich axiální a radiální házivost vůli v čepech nápravy a ramen nápravy volný, mrtvý chod volantu vůli v převodovce řízení upevnění nápravy na pera nebo karosérii Pro správnou kontrolu je nutné veškeré závady odstranit, jinak je měření prvků geometrie zkreslené a bezúčelné. Základní pojmy pro hodnocení jízdních vlastností vozidel. Směrová stabilita je schopnost udržet daný směr jízdy i při působení menších vnějších sil a momentů. Směrová citlivost je posuzována jako schopnost změny dráhy jízdy v určitém časovém okamžiku, kdy začne působit vnější síla bez působení na řízení. Nedotáčivost vozidla pokud je odchylka předních kol větší než zadních, to vyžaduje při projíždění zatáčky větší úhel natočení kol do rejdu. Přetáčivost vozidla když je větší výchylka zadních kol, než je úhel natočení kol do rejdu.(vozidla s pohonem zadních kol a ještě více vozidla, která mají motor vzadu) Geometrie řízení Na dokonalé ovládání vozidla má vliv správné nastavení geometrie řízení vozidla. Jde o soubor konstrukčních prvků přední řídící rejdové nápravy. Základním požadavkem je, aby se kola odvalovala a nikoliv smýkala při jízdě v zatáčce a přímém směru. O dobrých jízdních vlastnostech rozhoduje správně nastavená hodnota odchylek. vůle volantu, převodovka řízení, spojovací čepy řízení (mrtvý chod volantu) geometrie stopy kol sbíhavost kol, rozbíhavost kol, souběh příklon a záklon rejdového čepu úhel rejdu a diferenční úhel Základní podmínkou geometrie je společný průsečík os všech kol, tzv.vnitřní systém. Jde o průmět os všech kol natočených do rejdu, který je situován na prodloužené ose zadní nápravy. 72
73 Geometrie společného průsečíku os předních a zadních kol a diferenční úhel. Při všech kontrolách a měření platí že je potřeba dodržet správné a vlastnosti jednotlivých prvků: nahuštění pneumatik na provozní tlak překontrolované uložení a uchycení ramen a nápravy dobrý stav tlumičů mechanické vůle v uložení kol a ramen vyvážení kol a jejich házivost Všechny zjištěné závady musí být odstraněny před měřením!!! Odklon kola Je odklonění kola od svislé osy může být pozitivní nebo negativní. Působí ve smyslu vymezení axiální vůle v ložiscích uložení kola. Vyvolává sílu, která tlačí kolo do uložení. Snižuje tak namáhání ložisek a šroubů upevnění kola. Spolu s úhlem příklonu rejdového čepu zlepšuje stabilitu jízdy. Měří se ve stupních při nastavení sbíhavosti 0 a to přímo. Jeho velikost je v Správné odvalování kol vyžaduje, aby se osy všech kol při natočení do rejdu protínaly v jednom bodě, který leží na prodloužené ose zadní nápravy. Tím jsou dány i poloměry otáčení jednotlivých kol. U řídící nápravy je při natočení kol do plného rejdu, vlivem nestejných drah odvalování kol i rozdílný úhel natočení těchto kol. V provozu se kola odvalují po kruhových drahách s 1 až s 2. Úhel natočení vnitřního rejdového kola β musí být větší než úhel natočení vnějšího rejdového kola α. Tento diferenční úhel musí být při natočení kol do rejdu stejný v obou polohách natočení vpravo a vlevo. Příklad: Škoda Favorit vnitřní úhel 20, vnější úhel 18 45. rozmezí 0 30 až 3.
74
75 Příklon rejdového čepu Je úhel, o který je rejdový čep přikloněn k podélné ose vozidla ve svislé rovině. Jeho velikost je 4 až 8. Spolu s odklonem kola přispívá ke stabilitě jízdy vozidla v přímém směru.rovina rejdového čepu a odklonu kola se musí vždy protínat pod vozovkou, v krajním případě ve stopníku kola(stopník místo styku kola s vozovkou). Tím je dáno rameno, které příznivě ovlivňuje potřebné síly na řízení a poloměr otáčení.měří se v uhlových mírách při natočení kol o20 vpravo a vlevo. Příklon rejdového čepu s odklonem kola a záklonem rejdovvého čepu jsou dány pevnou konstrukcí nápravy. Záklon rejdového čepu Je úhel, o který je rejdový čep zakloněn ve směru jízdy. Toto zaklonění čepu kola vyvolává sílu, která působí na kolo po projetí zatáčkou. Kolo se tak snaží zachovat přímý směr jízdy. Záklon se měří ve stupních, měření se neprovádí přímo, ale po natočení kola o 20 Jeho velikost je v rozmezí 0 až 5 u nových vozidel je 3
76 Postup při měření kontrola a nastavení předepsané výšky vozidla měření diferenčního úhlu při stanoveném kontrolním úhlu natočení jednoho z řízených kol měření úhlu odklonu kola měření úhlu nebo rozměru sbíhavosti, rozbíhavosti, souběhu kol měření příklonu rejdového čepu měření záklonu rejdového čepu měření souběhu náprav dle geometrie vozidla měření mechanické vůle řízení Při kontrole vždy ihned upravujeme zjištěné hodnoty na stanovené parametry Převodovka řízení hřebenová
77 Maticová převodovka řízení
78 Sbíhavost Sbíhavost řiditelných kol je rozdíl vzdáleností l 2 l 1 mezi vnitřními okraji ráfků kol při postavení kol do přímého směru. Měření se provádí ve vodorovné rovině procházející středy kol, určuje se pro obě kola společně v mm ( nebo úhlových stupních a minutách). Rozlišujeme sbíhavost l 2 l 1 > 0, nulovou sbíhavost l 2 l 1 = 0, a rozbíhavost l 2 l 1 < 0 Přední kola vozidel s pohonem zadní nápravy při pozitivním poloměru rejdu mají snahu se natáčet svou přední částí ven (do rozbíhavosti). Nastavením sbíhavosti zabráníme kmitání kol a zlepšíme směrovou stabilitu v přímé jízdě (vymezením existujících vůlí v řídícím ústrojí). Většina předních hnacích náprav má negativní poloměr rejdu, i v tomto případě se kola nastavují do sbíhavosti.
Seřizování sbíhavosti se zpravidla provádí na principu změny délky spojovacích tyčí řízení. Při tom je zapotřebí postupovat tak, aby byla zachována symetrie na mechanismu řízení i poloze volantu. Potup při seřizování geometrie automobilů 1. Zadání seřizovacích dat. 2. Provést pokyny podle instrukcí na obrazovce. 3. Montáž snímačů na kola vozidla podle označení, které je vyznačeno na rukojeti snímače(snímače zajistit proti pádu pomocí lanka). 4. Vozidlo usadit na otáčecí plošiny a zajistit proti otočení. 5. Propojit snímače mezi sebou a propojit snímače s počítačem. 6. Zvedneme vozidlo (přední nápravu a potom zadní) pomocí přízvedového zvedáku a provedeme kompenzaci házivosti tento krok aktivujeme pomocí tlačítka na středu snímače nebo pomocí šipek na monitoru. Na monitoru se objeví symbol kola. 7. Otočíme kolem ve směru vyznačené šipkou na snímači o 90 a sledujeme barevnou diodu na snímači, až změní barvu z červené na zelenou nebo sledujeme symbol kola na monitoru, kde se na měřené čtvrtině změní barva z červené na zelenou. Tuto operaci provádíme celkem čtyřikrát na každém kole. Odjistíme plošiny a spustíme vozidlo na plošiny. 8. Pomocí páky zmáčkneme brzdový pedál a páku zajistíme tak, aby vozidlo zůstalo zabržděné. 9. Provedeme aretaci celého zvedáku spuštěním na západky, které jsou na všech sloupech a zajistí nám vodorovné postavení zvedáku, které potřebujeme pro bezchybné měření. 10. Ustálíme volant do přímého směru pomocí ukazatele na monitoru a počkáme až počítač načte hodnoty přímého směru. 11. Zmáčkneme symbol 0. 12. Natočíme volant 20 vlevo a počkáme až se načtou hodnoty této polohy. 13. Natočíme volant 20 vpravo a počkáme až se načtou hodnoty této polohy. 14. Natočíme kola do přímého směru kontrolujeme pomocí šipek na monitoru. 15. Vlevo na monitoru se nám znázorní naměřené hodnoty a to tak, že správné hodnoty jsou zelené barvy, špatné hodnoty jsou červené. 16. Při špatné geometrii provedeme seřízení seřízení je ukončeno až všechny hodnoty, které jdou seřizovat mají zelenou barvu. 17. Po ukončení seřízení vytiskneme protokol o měření protokol je vytištěn černou barvou, špatné nebo neseřízené hodnoty jsou podtržené. Stabilizátory zabraňují bočním náklonům vozidel při projíždění zatáčkami. Pérování vozidel Vlastnosti a požadavky: Pérování jako soubor prvků vytváří pružné spojení mezi nápravou a rámem, karosérií vozidla a nebo jeho nástavbou. Funkce: - zajišťuje pohodlí jízdy - plynulé ovládání vozidla - bezpečná přeprava nákladu 79
Pérování má mít podobný kmitočet jako lidská chůze tj. 65 110 kmitů za minutu. Pérování musí mít dostatečnou tuhost, ale také přeměnit tvrdé a krátké rázy na měkké a dlouhé a tím chránit posádku a náklad před škodlivými otřesy.dále musí zajistit přenos suvných sil od pohonu na kola a brzdných sil na karosérii Požadavky: - snížit vliv druhotných kmitavých pohybů - pérování musí být dostatečně tuhé, aby zajistilo dostatečnou nosnost - nesmí být příliš měkké, aby nedošlo k velkému rozkmitání U pérování rozlišujeme dva druhy hmot. Neodpérované hmoty jsou to části, které jsou ve styku s vozovkou a jsou umístěny pod pružícím prvkem(nápravy kola brzdy). Odpérované hmoty jsou všechny části nad pružícím prvkem a jejich kmitání je sníženo na přijatelnou mez. Tlumiče pérování Pro tlumiče rozkmitu nápravy se používají na vozidlech tlumiče pérování. Jejich úkolem je ztlumit rozkmitání zavěšeného kola a nápravy a zajistit tak stálý styk kola s vozovkou, přenosu sil z kol na vozovku a při brždění na karosérii vozidla. Tlumiče pérování dělíme: 1)podle tlumícího média: kapalinové plynokapalinové plynové 2) podle konstrukce pákové teleskopické jednoplášťové teleskopické dvouplášťové 3) podle působení jednočinné tlumí v jednom směru pohybu pístu dvojčinné - tlumí v obou směrech pohybu Teleskopické tlumiče V pracovním válci tlumiče je kapalina přetlačována pohybem pístu přes ventily. Jednoplášťový teleskopický tlumič Výhody: větší pracovní průměr pístu větší pracovní průměr pístu lepší chlazení tlumiče Plynokapalinové tlumiče Při vysokých rychlostech může proudění kapaliny v tlumiči způsobit pěnění tlumičového oleje.pro omezení tohoto negativního jevu jsou do tlumičů plněny místo stlačeného vzduchu náplně dusíku pod určitým tlakem. V tomto konstrukčním provedení jsou dva druhy tlumičů. - jednoplášťové tlumiče s vysokým tlakem plynu - dvouplášťové tlumiče s nízkým tlakem plynu 80
Jednoplášťový tlumič pracuje jako klasický tlumič. Na jednom konci je náplň dusíku pod tlakem 2,5 Mpa, na druhém konci je olejová náplň. Obě média jsou od sebe rozdělena plovoucím pístem. Při pohybu pístu tlumiče tento působí přes olejovou náplň na plovoucí píst, který působí na plynovou náplň.plynová náplň tak působí jako vyrovnávací trubice.trvalý tlak plynu působící na olejovou náplň přes píst zaručuje okamžitou reakci tlumiče. Dvouplášťový tlumič je nízkotlaký (0,25 0,5Mpa), v horní části naplněn plynem, v dolní části kapalina. Tyto dvě média jsou od sebe odděleny speciálním těsnícím kroužkem. Tyto tlumiče se používají nejčastěji pro nezávislé zavěšení kola Mc Pherson. Plynové tlumiče tyto tlumiče jsou plněny jen plynem, používají se nejčastěji u vozidel, která se používají pro dálniční provoz. Konstrukce: - pákové tyto tlumiče se používají u nákladních vozidel ve spojení s listovými péry, ale také u osobních vozidel. Jejich použití u nových vozidel není tak časté. - teleskopické se používají u všech kategorií vozidel. Jednočinné tlumiče se používají tam, kde jedno tlumení nám umožní konstrukce péra. Dvojčinné tlumiče používáme tam, kde tlumící účinek je pro jednočinné tlumiče nedostatečný a mohlo by dojít k rozkmitání kola nebo celé nápravy. 81 Tlumič pérování Systém odpružení automobilu Pneumatiky pohlcují kmity od drobných nerovností vozovky, a tím zmenšují výkmit náprav. Vozidlové pružiny pohlcují rozkmity náprav a pružná sedadla zachycují kmity a chvění existující až za vozidlovými pružinami.
82
83
84 Karoserie vozidel Samonosné karosérie Tvoří dostatečně tuhý, pružný prostorový celek, který nevyžaduje rám podvozku vozidla jako nosný prvek. Nápravy jsou upevněny na její spodek a motor s převodovkou je zavěšen přímo v karosérii. Samonosná karosérie plně přejímá funkci nosného rámu. Výroba Samonosné karosérie jsou bodově svařované. Prahy pod dveřmi, sloupky dveří karosérie a rámy oken spolu tvoří homogenní celek, dostatečně tuhý a pružný. Opravy Při opravě karosérie po havárii vozidla se vychází z jednotlivých bodů základních částí vozidla např. náprav, motoru, dveřních závěsů apod. Jednotlivé proměřovací roviny jsou dány
výrobcem a v dílenských příručkách jsou stanoveny postupy opravy. K opravě používáme mobilních rovnacích stolic. Polosamonosné karosérie Jejím znakem je tzv. třetinový rám, na němž je umístěn motor a podvěsy náprav.(trabant) Kontrola a opravy rámů a karosérií Po dopravních nehodách kontrolujeme: - prohnutí hlavních nosníků rámu a karosérie - praskliny - zkřížení a zkřivení podélníků a příček - rovinnost celého rámu - spojení příček s podélníky, nýtové spoje, svary apod. - celkový stupeň koroze rámu a karosérie Z důležitých úkonů je celkové proměření rámu a karosérie na rovnacích stolicích, kde proměřujeme základní hodnoty pomocí měřidel a přístrojů. Rovnání je prováděno za tepla i za studena, podle síly materiálu a jeho deformace. Vyvážení kol Je důležitým prvkem, který ovlivňuje bezpečné ovládání vozidla, zvyšuje bezpečnost provozu vozidla a má vliv na opotřebení všech součástí uložení kola a prvků řízení vozidla a brzd. Nevyváženost způsobuje kmitání kol,které se může změnit ve vibrace. Vibrace snižují přilnavost kol na vozovku a zvyšuje se valivý odpor, čímž není bezpečná ovladatelnost vozidla a nadměrná a nepravidelná opotřebitelnost pneumatik. Metody vyvážení jsou dvě: Bezdemontážní vyvážení kol je účelnější, že mimo pláště a disku odstraníme nevyváženost všech rotujících součástek uložení kola např. brzdové bubny, kotouče, náboje kola. 85 Vyvažování kol na mikroprocesorové vyvažovačce FC 310!! Každé kolo, které budeme vyvažovat musí být čisté a tlak v pneumatice musí mít předepsanou hodnotu!! 1. Zapněte přístroj a upněte kolo na vhodný upínací kužel, 2. Stiskněte symbol ráfku č. 1 a pomocí vysouvací měřidlo vysuňte na vnitřní hranu ráfku. Hodnota se automaticky načte do vyvažovačky. 3. Stiskněte symbol č,2 a zadejte šířku ráfku (měření šířky ráfku provedeme příslušným měřidlem obkročákem). Zadávání hodnot se provádí pomocí znamének +; -; 4. Stisknout symbol č. 3 a zadat kola pomocí znamének +; -; 5. Sklopte kryt kola stroj se rozběhne a po zastavení se zobrazí nevývažek levé a pravé strany displeje. 6. Manuálně otáčejte kolem, dokud se nerozsvítí celý poziční LED na boku displeje levé strany. V tomto místě zastavíme a v nejvyšším bodě disku připevníme závaží dané hodnoty. Závaží musí být umístěno v horní části ráfku na pozici 12té hodině. 7. Manuálně otáčejte kolem, dokud se nerozsvítí celý poziční LED na boku displeje pravé strany. V tomto místě zastavíme a v nejvyšším bodě disku připevníme závaží dané hodnoty. Závaží musí být umístěno v horní části ráfku na pozici 12té hodině. 8. Opět sklopte kryt kola. Stroj se opět rozběhne a zobrazí se zbytkový nevývažek. 9. Jestli se zobrazí nevyvažek 5-10g, posuňte tělísko o 2-3cm směrem nahoru.
86 Maximální tolerance nevyváženosti je 5 gr, ale kolo je možné vyvážit do 0 gr. Značení radiálních pneumatik 1. Výrobce a značka firmy 2. Rozměr pneumatiky (195/60 R 15) 195 šířka pneu. v mm, 60 profilové číslo poměr výšky k šířce v procentech (195:100=1,95x60=117, výška 117mm), 15 průměr ráfků v palcích. 3. Tubeless bezdušová pneumatika Tube Type pneumatika s duší 4. Obchodní označení 5. Země, v níž byla pneumatika vyrobena 6. Index zatížitelnosti pneumatiky LI (Load Index 87 V = 545kg při max. rychlosti240km/hod.) maximální hmotnost jíž lze pneumatiku zatížit při maximální rychlosti pro danou pneumatiku. Rychlostní kategorie: V 240 km/hod, H 210 km/hod, T 190 km/hod, S 180 km/hod, Zimní pneumatiky Q 160 km/hod. 7. Tread (běhoun), pod běhounem je šest vložek (dvě vložky raylon umělé hedvábí, dvě vložky ocelový kord, dvě vložky nylonový kord. 8. Sidewall (bočnice) má dvě vložky z raylonu
9. Maximální tlak huštění 10. Treadwear (opotřebení běhounu) předpoklad životnosti 11. Traction (trakční a záběrové vlastnosti) A, B, C schopnost brždění a přenášení sil na mokrém povrchu vozovky. 12. Temperature (teplota) A, B, C odolnost proti teplotám vznikající při vyšších rychlostech. 13. E4 parametry předepsané evropskou normou ECE R30, číslo značí stát ve kterém bylo uděleno povolení (8 ČR) 14. Číslo osvědčení podle evropské normy ECE R 15. DOT (Department Of Transportation min. dopravy USA) pneumatika plní parametry americkou normou FMVSS 109, 16. Kódy výrobce: CU - pneumatikárna VF velikost pneumatiky A1CY provedení pneumatiky 169 datum výroby (16 týden, 9 rok) 17. Speciální pokyny: ALL STEEL nárazník i kostra z ocelového kordu M+S (Mud and Snow bláto a sníh) pneumatika určená pro zimní provoz s velmi dobrými záběrovými vlastnostmi za nižších teplot, REGROOVABLE možnost prořezání dezénu, STEEL nárazník z ocelového kordu, TWI (indikátor opotřebení) je trojúhelník umístěný na rameni pláště a pod tímto trojúhelníkem jsou písmena TWI. Tyto značky jsou rozmístěny po obvodu podle velikosti pláště od 4 6 i více. 87
88 Kontrolní otázky a úkoly: 1) Vyjmenujte typy předních řídících náprav. 2) Co všechno se musí kontrolovat před měřením geometrie? 3) Jaké základní hodnoty se kontrolují a seřizují při měření geometrie? 4) Co je to diferenční úhel? 5) Vyjmenujte tři základní druhy řízení. 6) K čemu jsou na vozidle tlumiče pérování? 7) Vyjmenujte druhy pérování, které se montují na vozidla? 8) Proč se provádí vyvažování kol?