Nápravy

• Úkolem náprav vozidla je spojení karosérie, popřípadě rámu vozidla s koly automobilu. Nápravy přenáší veškeré zatížení automobilu přes kola na vozovku. Dále zajišťují správný směr vedení kol při jízdě, což je důležité pro jízdní vlastnosti automobilu a jeho ovládání, kdy přední náprava natáčením kol umožňuje zatáčení. Správný směr vedení kol musí být zajištěn nejen při přímé jízdě po rovné cestě, ale také při jízdě zatáčkou a při přejezdu nerovností, kdy se vlivem propérování kol rychle mění ve svislém směru vzdálenost kol od karosérie automobilu. Současně nápravy umožňují pérování vozidla, což je nepostradatelné pro jízdní komfort a také pro jízdní vlastnosti

Požadavky a druhy náprav

• Nápravy musí splňovat několik hledisek, které mají nemalý vliv na kvalitu a bezpečnost jízdy automobilem. Na základě požadavků kladených na nápravy vozidel, prošly několika modifikacemi a stále přichází s novými konstrukčními řešeními. Během historie automobilismu vzniklo několik základních typů náprav

• Na zvolení typu nápravy pro vozidlo má samozřejmě vliv technický vývoj, neboť výrobce má snahu vozidla stále zdokonalovat. Důležité je to, také pro jaké účely je automobil vyráběn. Záleží na tom, zda vozidlo je určené pro jízdu v terénu nebo pro komfortní jízdu po silnici, anebo zda jde o nápravu pro sportovní vůz. Na základě těchto hledisek se vozidlo vyrábí s konkrétním druhem náprav, aby mohlo bezproblémově plnit provozní podmínky, pro které je určené, a zabezpečit tak požadovanou ovladatelnost vozidla s jízdním komfortem. V poslední řadě musí být náprava dostatečně dimenzována, aby byla schopna zvládnout zatížení vozidla a zároveň bezproblémově zachytit rázy od kol způsobené přejezdem nerovností po vozovce při splnění požadované životnosti

Tuhá náprava

• Tuhá náprava patří k nejstaršímu způsobu zavěšení kol u automobilu. Jsou na ni uložena kola pomocí společného nosníku. Jejich vzájemná poloha se při propérování nemění. Nápravy tohoto druhu patří po stránce konstrukce k nejjednodušším a zároveň k levnějším variantám

• Nevýhodou tuhých náprav je velký podíl neodpružené hmoty a horší jízdní vlastnosti vozidla, čímž se snižuje bezpečnost jízdy. V současnosti mají tuhé nápravy velké uplatnění u dodávkových a nákladních automobilů, dále u autobusů a v některých případech se používají; u terénních vozidel

Obr. 1: Tuhé nápravy

Lichoběžníková náprava

• Pomocí lichoběžníkové nápravy jsou kola zavěšena prostřednictvím dvou trojúhelníkových ramen, která jsou na každé straně nad sebou. Celkově tedy náprava obsahuje čtyři ramena, která mají dvě různé délky, spodní rameno je delší oproti hornímu. Při pohledu z čela, dvojice ramen na každé straně vytváří lichoběžník, podle toho také vznikl název pro toto druh uložení kol

Obr. 2: Lichoběžníková náprava

• Ramena u lichoběžníkové nápravy jsou uložena příčně nad sebou, přičemž jsou ve dvou bodech uložena buď do pomocného rámu nápravy, nebo přímo do karosérie automobilu. Na vnější straně je do ramen uložena těhlice, která slouží pro uchycení ložisek náboje kola. U přední nápravy musí být těhlice uložena nejen kyvadlově, což je nepostradatelné pro pérování vozidla, ale také otočně, proto, aby bylo umožněno zatáčení předních kol. Uchycení ramen musí být provedeno tak, aby mohlo při jízdě zachytit síly ve směru stopy vozidla. Spodní rameno včetně uložení bývá silnější z důvodu přenášení větších sil vzniklých zvláště při jízdě přes nerovnosti

Obr. 3: Ramena lichoběžníkové nápravy

• Pokud je nad nápravou umístěn agregát automobilu, musí být horní rameno výrazně kratší z důvodu úspory prostoru. Provedení tvaru trojúhelníkové konstrukce ramen má být pokud možno co nejvíce rozevřené, aby působící síly na uložení byly co nejmenší

• U této nápravy při propérováníní dochází ke změně odklonu kola, rozchodu a sbíhavosti kol. Tyto jevy mají nepříznivý vliv na jízdní vlastnosti vozu. Je však možné je eliminovat vhodnou volbou délky ramen. Pokud budou ramena nápravy rovnoběžná, okamžitý pól klopení kola leží v nekonečnu, nebo ve velké vzdálenosti od kola. Toto provedení snižuje odklon kola a změnu rozchodu kol při propérování. Pro docílení ideální polohy bodu klonění nápravy je nutné, aby osy ramen nápravy byly skloněny

• Výhodou lichoběžníkové nápravy je možnost velmi nízké zástavby automobilu. Díky uchycení těhlice, provedené pomocí dvou prvků, umožňuje tato nápravasnadnou konstrukci řízení automobilu. To je hlavním důvodem častého použití lichoběžníkové nápravy na předních kolech místo nápravy víceprvkové. Při správně nastavené geometrii, tak zabezpečuje dobré vedení kola s výbornými jízdními vlastnostmi automobilu

Náprava McPherson

• Náprava typu McPherson vznikla odvozením lichoběžníkové nápravy, ale vrchní rameno je nahrazeno posuvným vedením. Toto vedení horní části nápravy je provedeno pomoci hydraulického tlumiče pérování. U nápravy typu McPherson tlumič tedy plní dvě funkce, klasickou pro tlumení pérování a dále slouží jako nosná část pro vedení kola vozidla. Z těchto důvodů musí být tlumič u tohoto typu nápravy dostatečně dimenzován a  musí být vhodně provedeno jeho konstrukční řešení, kdy musí být mnohem tužší a pevnější než u jiných typů náprav

Obr. 4: Náprava McPherson

• Hlavní výhodou u nápravy McPherson je konstrukční řešení v horní části uložení, které svým řešením poskytuje kompaktní využití umožňující více prostoru pro hnací agregát či zavazadlový prostor automobilu. Pokud je tento typ zavěšení použit pro přední nápravu, tak je provedeno natáčení kol takovým způsobem, kdy se natáčí zavěšení spolu s tlumičem za pomocí ložisek, nacházejících se v uložení tlumiče do karosérie vozidla. V tomto případě rejdovou osou tvoří horní uložení tlumiče s dolním uložením těhlice

• U nápravy McPherson leží okamžitý pól klopení kola a klopení karoserie vždy nad rovinou vozovky. Při propérování a při náklonu karosérie se mění odklon kola, což má za následek kmitání řízení způsobené gyroskopickým momentem. Pro docílení vhodné polohy středu klonění nápravy musí být provedení osy kývaní spodního ramene šikmé

• Použití nápravy McPherson je rozšířené u osobních automobilů nižší a střední třídy, u kterých se požívá jako přední hnací náprava. V ojedinělých případech se používá pro zadní hnanou nebo hnací nápravu, kde je mírně upravena její konstrukce. K nesporné výhodě nápravy McPherson patří její jednoduchá konstrukce, která využitím minimálního počtu dílů patří rovněž k levné variantě. Drobnou nevýhodou jsou snížené jízdní vlastnosti s jízdním komfortem z důvodu větší změny odklonu kola při propérování vozidla

Kliková náprava

• Kliková náprava patří k jednomu z nejjednodušších způsobů zavěšení kol po stránce konstrukce, který se uplatňuje u osobních automobilů pro zadní nápravu. Kliková náprava se skládá z podélných ramen, které mají příčnou osu kývání. Ramena jsou uložena buď v pryžových nebo valivých ložiscích, přímo do karosérie nebo do pomocného rámu nápravy

• Vzhledem k příčné ose kývání ramen nápravy nedochází při propérování ke změně odklonu kola vůči karosérii. Při náklonu karosérie způsobené průjezdem zatáčkou dojde k většímu odklonu kola vůči vozovce. U některých řešení této nápravy, jsou ramena z levé a pravé strany spojena příčným torzním stabilizátorem, který má význam na menším náklonu vozidla při jízdě zatáčkou, ale také přispívá k vyšší tuhosti nápravy. V současnosti je u většiny vozů nahrazen torzní příčkou spojující obě ramena, kdy náprava je tvořena jedním svařovaným celkem. Toto konstrukční provedení se označuje jako spřažená kliková náprava

Obr. 5: Kliková náprava

• Značnou výhodou klikové nápravy je malá prostorová náročnost a její jednoduchost. Je používána jako zadní náprava pro vozidla nižších a středních tříd s pohonem předních kol

Kyvadlová úhlová náprava

• Kyvadlová úhlová náprava je někdy nazývána šikmo vlečená náprava, nebo za úhlovou, popřípadě za šikmý závěs kol. Podobně jako tomu je u klikové nápravy, kyvadlová náprava využívá vlečného ramene

• Od klikové nápravy se liší tím, že kyvadlová náprava má v půdorysu šikmou osu kývaní ramen. Obvykle mají šikmou osu kývaní i v nárysu, čímž při propérování dochází k samořízení, které se projevuje nedotáčivým účinkem na chování vozidla. Kola jsou uchycena pomocí ramen trojúhelníkového tvaru, která jsou uložena do pomocného rámu nápravy, popřípadě přímo do karosérie pomocí tuhých pryžových ložisek

Obr. 6: Kyvadlová náprava

• Při propérování je pól klopení kola dán průsečíkem osy otáčení kola a osy kývání ramene. Vzdálenost pólu klopení od kola je poměrně velká, a důsledkem toho je, že při propérování se mění rozchod a odklon kol jen nepatrně. Tento typ nápravy, tak jako kliková náprava, neumožňuje natáčení kol. Z těchto důvodů se používá jen pro zadní nápravu většinou u automobilů s pohonem zadních kol. V současnosti je však kyvadlová úhlová náprava nahrazována víceprvkovou nápravou

Víceprvková náprava

• Víceprvková náprava je vytvořena modifikací lichoběžníkové nápravy. V současnosti patří k nejsložitějšímu systému zavěšení kol používaných u osobních automobilů. Víceprvková náprava však vyniká svými výbornými vlastnostmi nad jednoduššími provedeními náprav

• Víceprvková náprava patří k nejmodernějšímu konstrukčnímu řešení náprav, a vyznačuje  sevynikajícími jízdními vlastnostmi. Používá se jak pro přední, tak i pro zadní nápravu. Její konstrukce je tvořena použitím několika samostatných, na sobě nezávislých ramen. Volbou vhodného kinematického navržení se zajistí, aby každé rameno konalo svou přesně danou funkci ohledně přenosu sil a zamezilo se jejich nevhodnému zatěžování. Konstrukce nápravy je provedena tak, aby ramena byla namáhána pouze na tah nebo tlak. Tudíž jsou na koncích opatřeny točným pryžovým uložením nebo kulovým čepem. Víceprvkové zavěšení kola je tvořeno minimálně třemi a maximálně pěti prvky

Obr. 7: Víceprvková náprava

• Kinematické vlastnosti u víceprvkové nápravy jsou závislé na počtu použitých ramen a na konstrukčním provedení. U jednotlivých výrobců automobilů se tato provedení náprav často liší, každý koncern obvykle používá vlastní provedení konstrukce víceprvkové nápravy. Při použití většího počtu ramen klesá možnost pohybu kola. Účelem tohoto provedení je dosáhnout toho, aby se kolo mohlo pohybovat jen ve svislém směru

• Mezi nevýhody víceprvkové nápravy patří hlavně velká prostorová náročnost tohoto typu zavěšení a samozřejmě její vyšší cena, která je daná konstrukční náročnosti. Důraz musí být rovněž kladen na tuhost karosérie v místech, kde jsou ramena uložena

 

Obr. 8: Prostorová náročnost víceprvkové nápravy

Zdroje

• Powerpointová prezentace BOSCH pro pedagogické pracovníky
• http://www.vutbr.cz/usi/dokumenty/dokumenty-ke-stazeni-f23776/bezpecnost-vozidel-silnicniho-provozu-  materialy-k-predmetu-d75943/01-podvozky-pdf-p67167

Obrázky

• Obr. 1: Autor neznámý. Powerpointová prezentace BOSCH a Škoda pro pedagogické pracovníky.      [cit. 12.4.2014]
• Obr. 2: Autor neznámý. Powerpointová prezentace BOSCH a Škoda pro pedagogické pracovníky.      [cit. 12.4.2014]
• Obr. 3: Autor neznámý. Powerpointová prezentace BOSCH a Škoda pro pedagogické pracovníky.      [cit. 12.4.2014]
• Obr. 4: Autor neznámý. Powerpointová prezentace BOSCH a Škoda pro pedagogické pracovníky.      [cit. 12.4.2014]
• Obr. 5: Autor neznámý. Powerpointová prezentace BOSCH a Škoda pro pedagogické pracovníky.      [cit. 12.4.2014]
• Obr. 6: Autor neznámý. Powerpointová prezentace BOSCH a Škoda pro pedagogické pracovníky.      [cit. 12.4.2014]
• Obr. 7: Autor neznámý. Powerpointová prezentace BOSCH a Škoda pro pedagogické pracovníky.      [cit. 12.4.2014]
• Obr. 8: Autor neznámý. Powerpointová prezentace BOSCH a Škoda pro pedagogické pracovníky.      [cit. 12.4.2014]

Přílohy