ŘÍZENÍ je mechanismus, kterým natáčíme kola do rejdu a tím je umožněno zatáčení Základní pojmy rejd celkový rejd - úhel vychýlení kola od přímého směru - úhel od jedné do druhé krajní polohy kola (bývá 3 až 6 otáček volantu) převod řízení - poměr mezi úhlem otočení volantu a úhlem otočení kol směrová stabilita - schopnost udržet směr jízdy daný řízením i při působení menších vnějších sil nedotáčivost - automobil vyžaduje větší natočení kol než je poloměr zatáčky přetáčivost - automobil vyžaduje menší natočení kol než je poloměr zatáčky Toto je ovlivněno polohou těžiště mezi nápravami a deformací pneumatik v zatáčce. Části řízení volant sloupek řízení hřídel volantu - je lomená s kloubem popřípadě s deformačním členem převodovka řízení - násobí ovládací sílu od volantu a převádí otáčivý pohyb volantu na pohyb rejdového mechanismu rejdový mechanismus - soustava pák, táhel a tyčí s kulovými čepy, které umožňují prostorový pohyb mechanismu, ten je vyvozen od převodovky řízení a vlivem pružení mezi karosérií a nápravou 1
Druhy řízení Řízené jsou přední nápravy - tím přední část automobilu opisuje největší oblouk a řidič na tuto část vidí (zadní nápravy jsou řízená výjimečně). Jedná se o systém řízení s rejdovými čepy, kdy se každé kolo natáčí samostatně. (opakem je řízení, kdy by se natáčela celá tzv. rejdová náprava u automobilů je však toto nepoužitelné) Podle konstrukce převodovky řízení rozlišujeme následující druhy řízení: Řízení maticové Používané dříve u osobních automobilů (Š110), dnes u větších osobních a u nákladních automobilů, ale s kuličkovým šroubem a s posilovačem. Na hřídeli volantu je šroub který posouvá matici, ta potom pootáčí hlavní pákou řízení. Řízení šnekové Používané dříve především u nákladních automobilů (Robur, Tatra, Praga V3S, Avia). Na hřídeli volantu je šnek, který pootáčí ozubeným segmentem, nebo posouvá čep, nebo posouvá kladku, ty potom pootáčí hlavní pákou řízení. Řízení hřebenové Dnes u většiny osobních automobilů (dříve již např. Trabant, Š120). Na hřídeli volantu je ozubený pastorek, který posouvá hřebenem na řídící tyči. Konstrukce je jednoduchá, řízení přesné, je možno doplnit posilovačem. Animace: http://www.youtube.com/watch?v=jgpxuvlboem&nr=1 2
Řízení s posilovačem (servořízení) Dnes je běžný hydraulický nebo elektrický systém, kterým je vybaveno řízení hřebenové nebo maticové s kuličkovým šroubem. Úkolem je znásobit sílu vyvozenou na volant řidičem. Hydraulický systém se skládá z hydrogenerátoru (čerpadla) poháněného elektromotorem, rozvaděče reagujícího na velikost kroutícího momentu od volantu a hydraulického válce s pístem. Posilovací účinek nesmí být konstantní. Při větším momentu od volantu větší, (otáčení při stojícím vozidle) při malém momentu malý nebo žádný (jízda vyšší rychlostí). Geometrie řízení = geometrie přední nápravy Udává polohu kola vůči vozovce. Je dána několika úhly. Správná geometrie zajišťuje stálé odvalování kol po vozovce - tím snižuje opotřebení, zlepšuje směrovou stabilitu řízení, zabraňuje rozkmitání kol, samovolně vrací kola do přímého směru => nesprávná geometrie zhoršuje bezpečnost a hospodárnost provozu. veličiny geometrie : - sbíhavost kol - rozdíl vzdáleností okrajů ráfků ve výšce středů kol - odklon kola - β - příklon rejdového čepu - α 3
- záklon rejdového čepu - γ BRZDY umožňují snížit rychlost a zastavit automobil U automobilů se používají především brzdy mechanické - třecí, ovládané hydraulicky nebo stlačeným vzduchem. bubnová brzda s vnitřními čelistmi - s hydraulickým válečkem - možné řešení ručního ovládání - s klíčem a vzduchovým válcem parkovací brzdy kotoučová brzda Kotoučové brzdy jsou jednodušší, ale obtížněji se u nich vyvozuje mechanicky síla při parkování. Návrat čelistí u bubnových brzd zajišťuje tažná vratná pružina, u kotoučových síla deformovaného těsnicího kroužku, který zároveň vymezuje klidovou vůli. - dvoupístová a jednopístová s plovoucím třmenem 4
FERODO Je třecí materiál pro obložení brzd a třecích spojek. Výrobní směs se běžně skládá z 15 až 40 surovin, které možno rozdělit do 5. skupin. 1) Vlákenná výztuž - zastává funkci soudržného systému, používají se tři skupiny výztuží: anorganická - skleněná nebo čedičová vlákna organická - vlákna polymerních hmot (polyester), nebo vlákna uhlíková - kevlar kovová - výztuž z nekalitelné oceli 2) Ostřiva - přímo určují součinitel tření výrobku, opět tři skupiny: kovové částice - hliníková zrna pro malé rychlosti oxidy kovů - hliníku nebo chromu silikáty - moderní třecí materiály vyšších kvalit i cen, např. zirkonsilikát 3) Maziva - vylučují se v průběhu brždění a zabraňují "zakousnutí" brzd: nízkoteplotní - grafity vysokoteplotní - měděné nebo mosazné částice (piliny, drátky) 4) Pojiva - stmelují složky směsi v jeden celek: pryskyřice - klasické formaldehydové a epoxidové ustupují pod ekologickým tlakem materiálům na vodní bázi kaučuky V současnosti se ustupuje od lepeného obložení, a to z ekologických a recyklačních důvodů. hydraulicky ovládané brzdy s podtlakovým posilovačem Používají osobní automobily. Tlak v systému vyvíjí a reguluje řidič, kterému pomáhá podtlakový posilovač, který využívá podtlaku ze sacího potrubí spalovacího motoru. Na předních kolech se dnes montují brzdy kotoučové, na zadních kolech brzdy bubnové nebo kotoučové. schéma a popis hydraulického systému: tandemový hlavní brzdový válec: 5
vzduchem ovládané brzdy Používají nákladní automobily a autobusy, neboť vyvinou větší brzdnou sílu a jsou lépe, částečně automaticky regulovatelné. K jejich provozu je však nutné zařízení pro stlačení vzduchu kompresor. Existuje více odlišných konstrukcí brzdových vzduchových soustav. Jednou z nich je tříokruhová brzdová soustava se zátěžovou regulací a dvouhadicovým systémem pro přípojné vozidlo ( přívěs, návěs ) I. OKRUH ovládá brzdy přípojného vozidla II. OKRUH ovládá zadní brzdy III.OKRUH ovládá přední brzdy parkovací brzda je ovládána ručním ventilem, kterým se vypustí vzduch z pružinových brzdových válců => brzdí silná pružina (systém není na obr.) brzdič (poz. 8): Zajišťuje automatické doplňování pohotovostních vzduchojemů (I, II, III) na správný tlak stlačeným vzduchem ze zásobního vzduchojemu (A). Po sešlápnutí brzdového pedálu řidičem brzdič pouští stlačený vzduch ze vzduchojemů do brzdových válců (poz. 14, 15). Zajistí také, aby přípojné vozidlo začalo brzdit jako první. Tlak vzduchu ve válcích brzdič reguluje podle velikosti síly na pedál. Po odlehčení pedálu zajistí vypouštění vzduchu z brzdových válců. zátěžový regulátor (poz. 9) : Reguluje tlak v brzdových válcích zadních kol v závislosti na zatížení vozidla, aby při částečném zatížení nedocházelo k blokování zadních kol. 6
jednokomorový brzdový válec (poz. 15): Je použit pro přední brzdy. Pístnice působí na páku brzdového klíče. pružinový brzdový válec ( poz. 14): Je použit pro zadní brzdy. Slouží pro provozní a pro parkovací brždění. Má dvě vzduchová komory. Komora A slouží pro stlačení parkovací pružiny a tím k odbrždění zaparkovaného vozidla, potom vzduch přivedený do komory B zajišťuje provozní brždění. Pokud v komoře A není přetlak vzduchu, pružina v komoře C stlačí píst a tím brzda samočinně zabrzdí. brzdováná soustava přípojného vozidla s dlouhadicovým připojením 1. hadice (potrubí) poz. 9 je plnící a doplňuje se jím vzduch do vzduchojemů na přípojném vozidle. 2. hadice (potrubí) poz. 10 je ovládací. Při nárůstu tlaku v této hadici od brzdiče na tažném vozidle se otevřou ovládací ventily (poz. 2) a ty pustí vzduch ze vzduchojemů do brzd. Při poklesu tlaku se otevřou vyfukovací ventily (poz 5) a vzduch z válců se jimi vypustí do atmosféry. samočinné zabrždění : při přerušení plnicí připojovací hadice v ní poklesne tlak, na to zareaguje rozvaděč (poz. 1) a přes dvoucestný ventil (poz 4) pustí vzduch ze vzduchojemu do válců. 7
Elektronické systémy v systémech brždění - / jen pro ty co mají zájem / ABS - Protiblokovací systém Zabraňuje zablokování kol při brždění. Přes vysoký brzdný účinek je zachována stabilita stopy a řiditelnost vozidla. (kola se stále otáčejí a nezablokují se). ASR - Regulace prokluzu kol Zabraňuje protáčení kol (např. na písku, mokrém povrchu apod.) a stabilizuje vozidlo během jízdy zásahem do brždění a řízení motoru. Jeho předpokladem je systém ABS a elektronicky ovládaná akcelerace. Systém navíc plní funkci elektronické uzávěrky diferenciálu EDS a současně reguluje velikost točivého momentu motoru. EPS - Elektronický stabilizační program Prakticky je to protismykový program, který rozpozná nebezpečí smyku a vyrovnává vybočení automobilu z jízdní dráhy tím, že automaticky přibržďuje určité kolo dle potřeby. EDS - Elektronická uzávěrka diferenciálu Umožňuje rozjezd automobilu při rozdílné adhezi jednotlivých hnacích kol tím, že prokluzující kolo zabrzdí. EBV - Elektronické rozdělení brzdné síly Zabraňuje přebrždění zadních kol před tím, než začne účinkovat ABS a nebo, když není ABS funkční. MSR - Regulace točivého momentu motoru Zabraňuje zablokování kol při brždění motorem, nebo při prudkém uvolnění plynového pedálu při zařazeném rychlostním stupni. BAS - Elektronicky řízený podtlakový posilovač brzd Většina řidičů reaguje při brždění rychle, ale dostatečně nesešlápne brzdový pedál a tím není brzdný účinek tak veliký. Proto automobilka Mercedes-Benz vyvinula tento posilovač, který spolupracuje se snímačem pohybu brzdového pedálu a jeho řídící jednotka vyhodnocuje rychlost sešlápnutí. Je-li rychlost veliká, je tedy stav kritický a aktivuje posilovač brzd tak, aby byl brzdný účinek co největší. EMS - Elektronické řízení výkonu motoru škrtící klapku. Spolupracuje se systémy ASR a MSR. Ovládá vstřikovací čerpadlo anebo ALB - Samočinná zátěžová regulace brzdné síly Systém funguje tak, že rozděluje brzdnou sílu mezi jednotlivé nápravy podle zatížení vozidla, ale nedokáže nahradit ABS a tak pouze spolu vytvářejí optimální brzdný účinek. EPAS - Elektronický posilovač řízení Má řídící jednotku, která dává signál jak má být velký posilovací účinek. Při stojícím vozidle na je posilovací účinek vysoký a při velké rychlosti malý 8