Odpružení auta. Zařízení a účel

Odpružení vozu spojuje nosnou část vozu s koly. Ve skutečnosti se jedná o závěsný systém, který zahrnuje řadu dílů a sestav. Jeho podstatou je převzít působení různých sil, které vznikají při pohybu po silnici, a učinit spojení mezi karoserií a koly elastické.

Odpružení - přední a zadní - spolu s rámem, nosníky náprav a koly tvoří podvozek vozu.

Řada vlastností vozidla je přímo určena typem a konkrétní konstrukcí odpružení. Mezi hlavní takové parametry patří ovladatelnost, stabilita a dokonce i hladkost.

Neodpružená hmota je soubor komponentů, které svou hmotností přímo ovlivňují vozovku. V prvé řadě se jedná o kola a díly zavěšení a s nimi přímo spojené brzdové mechanismy.

Všechny ostatní komponenty a díly, jejichž hmotnost je přenášena na vozovku prostřednictvím zavěšení, tvoří odpruženou hmotu.

Poměr odpružené a neodpružené hmoty má velmi silný vliv na jízdní výkon vozu. Čím menší hmotnost neodpružených komponentů oproti odpruženým, tím lepší ovladatelnost a plynulost jízdy. Do jisté míry to zlepšuje i dynamiku vozu.

Příliš mnoho neodpružené hmoty může způsobit zvýšenou setrvačnost odpružení. V takovém případě by jízda po zvlněné vozovce mohla poškodit zadní nápravu a vést k vážné nehodě.

Téměř všechny komponenty odpružení souvisí s neodpruženou hmotností vozidla. Je proto pochopitelné, že touha inženýrů snížit hmotnost zavěšení tak či onak. Za tímto účelem se konstruktéři snaží zmenšit rozměry dílů nebo místo oceli použít lehčí slitiny. Každý vyhraný kilogram postupně zlepšuje jízdní vlastnosti vozu. Stejného efektu lze dosáhnout zvýšením odpružené hmoty, ale k tomu budete muset přidat velmi významnou váhu. U osobních automobilů je poměr přibližně 15:1. Nárůst celkové hmotnosti navíc zhoršuje dynamiku zrychlení.

Z hlediska pohodlí

Vozidlo v pohybu neustále vibruje. V tomto případě lze rozlišit relativně nízkofrekvenční a vysokofrekvenční oscilace.

Z hlediska komfortu by se počet vibrací těla za minutu měl pohybovat v rozmezí od 60 do 120.

Navíc díky použití pneumatik a dalších elastických komponentů dochází u neodpružených hmot k vibracím s vyšší frekvencí - asi 600 za minutu. Konstrukce odpružení by měla takové vibrace omezit na minimum, aby nebyly v kabině cítit.

A za jízdy se samozřejmě nevyhnou nárazy a otřesy, jejichž intenzita závisí na stavu povrchu vozovky. Jedním z důležitých úkolů odpružení je účinně bojovat proti otřesům v důsledku nerovností na vozovce.

Z hlediska ovladatelnosti

Vozidlo musí udržovat daný směr pohybu a zároveň jej snadno měnit podle vůle řidiče. Jednou z funkcí odpružení je zajistit dostatečnou stabilizaci řízených kol, aby se vůz nadále pohyboval v přímém směru, bez ohledu na náhodné nerovnosti, ke kterým dochází v důsledku defektů povrchu vozovky.

Při dobré stabilizaci se řízená kola vrátí do neutrální polohy s malým nebo žádným zásahem řidiče a auto se pohybuje v přímém směru, i když nedrží volant.

Jak se kola pohybují ve vztahu k vozovce a karoserii, je do značné míry určeno kinematikou zavěšení.

Z hlediska bezpečnosti

Odpružení musí poskytovat optimální přilnavost pneumatik k vozovce, aby kontaktní plocha zůstala během jízdy konstantní. Dynamické změny v nastavení (zarovnání atd.), stejně jako geometrie zavěšení, by měly být minimální. To platí zejména při přejíždění nerovností na silnici a zatáčení. Konstrukce musí obsahovat prvky, které snižují naklánění a minimalizují pravděpodobnost smyku a převrácení stroje, jinými slovy zajišťují dostatečnou stabilitu.

Odpružení automobilu se obvykle skládá z vodicích mechanismů, elastických součástí, tlumiče vibrací, stabilizátoru, jakož i upevňovacích prvků, regulačních a ovládacích zařízení.

Vodící mechanismy 

V první řadě jsou to různé páky, o kterých se můžete dozvědět více, stejně jako všemožné trakce, regály, nástavce. Na nich záleží, jak a v jakých mezích je možné posouvat kola po různých osách a v různých rovinách. Navíc přenášejí tažné a brzdné síly a také boční vlivy například při zatáčce.

Podle typu použitých vodicích mechanismů lze všechna zavěšení rozdělit do dvou velkých tříd – závislé a nezávislé.

V závislosti jsou obě kola jedné nápravy navzájem pevně spojena pomocí můstku (příčného nosníku). V tomto případě posun jednoho z kol, například při průjezdu jámou, způsobí podobný posun druhého.



V nezávislém zavěšení není takové tuhé spojení, takže vertikální posuny nebo náklony jednoho kola nemají prakticky žádný vliv na ostatní.



Obě třídy mají své výhody a nevýhody, které určují rozsah jejich použití. Co se týče osobních vozů, zde se jasná výhoda ukázala na straně nezávislých zavěšení kol. Přestože je zadní náprava v mnoha případech stále namontována závislá, občas se můžete setkat i s polonezávislým systémem torzní páky.

Na přední nápravě je závislé odpružení díky své vysoké pevnosti a jednoduchosti konstrukce stále relevantní u nákladních vozidel, autobusů a některých SUV.

Věnuje se srovnání závislých a nezávislých systémů.

Konstrukce může zahrnovat různý počet pák a mohou být umístěny různými způsoby. Podle těchto znaků lze rozlišit jednopákové, dvoupákové a víceprvkové závěsy s podélným, příčným nebo šikmým uspořádáním.

Pružné prvky 

Patří sem pružiny, torzní tyče, různé druhy pružin, ale i gumokovové panty (silentbloky), díky kterým jsou páky a pružiny pohyblivé. Elastické prvky přebírají rázy při nárazech do nerovností na vozovce a výrazně zmírňují jejich dopad na karoserii, spalovací motor a další součásti a systémy vozu. A samozřejmě zvyšují úroveň pohodlí pro ty v kabině.

Nejčastěji se v konstrukci nezávislého zavěšení používají válcové vinuté pružiny vyrobené ze speciální pružinové oceli speciální technologií. Takové elastické prvky jsou spolehlivé, nevyžadují údržbu a zároveň umožňují dosáhnout nejlepší hladkosti. U osobních automobilů pružiny téměř zcela nahradily pružiny.



Na obrázku je schematicky znázorněno uspořádání pružinového zavěšení se dvěma příčnými rameny.

Ve vzduchovém odpružení se jako pružný prvek používají vzduchové pružiny. Změnou tlaku plynu ve válci v tomto provedení je možné rychle upravit tuhost systému a také velikost světlé výšky. Automatické přizpůsobení je dosaženo díky systému senzorů a elektronické řídicí jednotce. Náklady na takové zařízení jsou však velmi vysoké a je instalováno pouze na elitních autech. Adaptivní vzduchové odpružení je navíc velmi obtížné a nákladné na opravu a zároveň je na špatných silnicích dost zranitelné.



tlumič vibrací 

Svou roli plní. Je určen k tlumení vibrací vznikajících použitím elastických komponentů a také rezonančních jevů. Při absenci tlumiče vibrace ve vertikální a horizontální rovině výrazně snižují ovladatelnost a v některých případech mohou vést k nouzové situaci. 

Velmi často je tlumič kombinován s elastickými prvky do jednoho zařízení - které okamžitě provádí sadu funkcí.

Stabilizátor 

Tato část je instalována na přední i zadní nápravě. Je navržen tak, aby omezil boční náklon při zatáčení a snížil pravděpodobnost převrácení stroje.



Můžete se dozvědět více o zařízení a principu činnosti stabilizátoru.

Spojovací prvky 

Pro spojení závěsných dílů s rámem a mezi sebou se používají tři typy upevnění - šroubové, s a přes elastické komponenty (gumokovové panty a pouzdra). Ty posledně jmenované kromě plnění svého hlavního úkolu také pomáhají snižovat hladinu hluku tím, že pohlcují vibrace v určitém frekvenčním spektru.

Konstrukce také obvykle počítá s omezovači zdvihu pák. Když vozidlo projede výrazným nárazem, pryžový nárazník absorbuje náraz dříve, než tlumič dosáhne své horní nebo dolní meze. Je tak zabráněno předčasnému selhání tlumiče, jeho horní podpěry a spodního silentbloku.

Téma je příliš široké na to, aby pokrylo všechny jeho aspekty v jednom článku. Kromě toho konstruktéři neustále pracují na vylepšení stávajících zařízení a vývoji nových. Nejslibnějším směrem jsou systémy s automatickým přizpůsobením konkrétním podmínkám vozovky. Kromě již zmíněných vzduchových pružin jsou použity například nastavitelné stabilizátory, které jsou schopny měnit svou tuhost podle signálu z ECU.



V řadě vozů jsou instalovány nastavitelné tlumiče, které mění tuhost odpružení v důsledku činnosti solenoidového ventilu.

V hydropneumatickém odpružení hrají roli elastických složek koule, jejichž oddělené izolované části jsou naplněny plynem a kapalinou. V systému Hydractive je hydropneumatická koule součástí odpružené vzpěry.



Všechny tyto možnosti jsou však drahé, a tak se většina motoristů musí spokojit s nejlepším MacPhersonem a pružinovými systémy se dvěma příčnými rameny současnosti.

Nikdo není v bezpečí před problémy na našich silnicích, takže nebude zbytečné seznámit se se známkami možných. A určitě čtěte.