Předměty:
- Obecná činnost systému odpružení
- McPherson
- Odpružení cívky
- Jarní konstanta
- Odpružení listů
- Vzduchové odpružení
- Torzní pružina
- Hydropneumatické zavěšení
Obecná obsluha systému odpružení:
Účelem systému odpružení je co nejlépe absorbovat pohyby při jízdě po nerovnostech povrchu vozovky tak, aby byl zachován maximální komfort jízdy. Držení vozovky také ovlivňuje odpružení. Pokud je odpružení velmi pružné (vzpomeňte na stará americká auta), jízdní vlastnosti budou mnohem horší než u auta s tuhým odpružením. Velmi pružné auto totiž při odrazu ztrácí přilnavost (např. při prudkém brzdění nebo prudkém zatáčení). Tlak pneumatik na vozovku s odpruženým kolem je mnohem menší než u odpruženého kola, a proto budou klouzat mnohem rychleji. Při projíždění ostrých zatáček ve vysoké rychlosti bude také velmi vysoká šance na vylomení, protože přilnavost pneumatik na vnitřní straně zatáčky je minimální.
Když velmi hladce odpružené auto jede po kopcovitém, zpevněném povrchu vozovky, bude se auto při odrazu hodně houpat. Když je vůz odpružený, tlak v pneumatikách je menší a brzdění nebo řízení je v tu chvíli možné jen velmi málo nebo vůbec.
U tuze odpruženého vozu, zejména sportovních vozů nebo snížených vozů, bude přilnavost všech 4 kol při projíždění ostrých zatáček maximální. Zásadní vliv na to má také tyč stabilizátoru a rozměr pneumatik. Když snížený vůz jede po kopcovitém, zpevněném povrchu vozovky, vůz zůstane pevně na vozovce, a proto nemá žádné problémy s náhlým prudkým brzděním ve vysunuté poloze.
Pružné a tuhé odpružení (u vozů s vinutými pružinami) souvisí s tuhostí pružiny. Pro optimalizaci odpružení vozu (v závislosti na konstrukci) lze nainstalovat pružné pružiny pro pohodlí (lineární pružiny) nebo tužší pružiny pro sportovnost (progresivní pružiny). Více o tom v kapitole Jarní konstanta dále na stránce.
McPherson:
Velkou výhodou zavěšení McPherson je kombinace pružiny a tlumiče. To ušetří spoustu místa a také se snadno zkonstruuje při navrhování vozu. V důsledku toho jsou také nízké výrobní náklady.
Zavěšení McPherson je dalším vývojem zavěšení se dvěma příčnými příčnými rameny (nazývané také konstrukce s dvojitým příčným ramenem). Horní příčné rameno je nahrazeno pístnicí tlumiče, která nově zachycuje i boční síly. Při střetu s kolem (jiným vozidlem nebo při nárazu na obrubník) tedy většinou dochází k okamžitému poškození pístnice. Ten se velmi rychle deformuje a je tedy křivý. Poté je nutné vyměnit celý tlumič.
Odpružení McPherson se vždy používá v přední části vozu. Na zadní nápravě se někdy používají také vzpěry, ty však nejsou typu McPerson. V zadním zavěšení jsou vinuté pružiny a tlumiče často navrženy samostatně.
Horní ložisko je umístěno na horní části vzpěry. Horní ložisko umožňuje pohyby řízení. Vzpěra je často připevněna ke karoserii pod kapotou šroubovými spoji. Takže toto je pevný bod. Horní ložisko umístěné vespod zajišťuje, že se celá vzpěra může plynule otáčet vzhledem k hornímu pevnému bodu. Tento systém s nosnou funkcí a otočným bodem s horním ložiskem se nazývá systém McPherson.
Odpružení cívky:
Fungování vinuté pružiny není založeno na ohýbání, jak byste si mohli nejprve myslet, ale na torzi (torzi). Při stlačení pružiny se spirálová tyč zkroutí. Celá hmotnost vozidla je nesena vinutými pružinami. Vinutá pružina je uzavřena mezi horním ložiskem a spodním sedlem pružiny. Když se vozidlo stlačí, horní ložisko stlačí vinutou pružinu dolů. Protože se kroutí, vzniká protisíla. Tato protisíla je v konečném důsledku pružící efekt. Čím větší protisíla pružina působí, tím silnější je pružina.
Jarní konstanta:
Pružnost pružiny je indikována konstantou pružiny. Pružina lineární vinuté pružiny se liší od pružiny progresivní vinuté pružiny. U lineární pružiny je vzdálenost mezi všemi závity stejná. U progresivní pružiny nejsou tyto vzdálenosti stejné; v horní nebo spodní části pružiny budou vinutí umístěna blíže k sobě než jinde. Rozdíl mezi těmito dvěma typy pružin je vidět na obrázku:
U lineární pružiny se pružina vždy zhroutí o určitou vzdálenost při určité hmotnosti. Níže je uveden příklad pohybu lineární pružiny:
- +100 kg zatížení navíc, auto klesne o 2 cm.
- +200 kg zatížení navíc, auto klesne o 4 cm.
- +300 kg zatížení navíc, auto klesne o 6 cm.
U této lineární pružiny nyní existuje vztah mezi hmotností a vzdáleností. Stlačení lineární pružiny je znázorněno níže; čím větší síla na pružinu, tím větší dráha odpružení. Čáry jsou rovné, protože vzdálenost mezi všemi závity pružiny je stejná.
U progresivní pružiny neexistuje žádný vztah mezi hmotností a vzdáleností. Tato pružina se při dalším stlačování stává stále tužší. První část je snadná, ale s rostoucí zátěží pruží méně a méně daleko. Je to proto, že vinutí jsou nahoře blíže k sobě. Níže je uveden příklad pohybu pružiny progresivní pružiny:
- +100kg zátěž navíc, auto klesne o 2cm.
- +200kg zátěž navíc, auto klesne o 3cm.
- +300kg zátěž navíc, auto klesne o 3,5cm.
Níže je graf progresivní pružiny. Zpočátku se bude dráha pružiny zvyšovat se zvyšující se silou pružiny. Linie není rovná, ale svažuje se nahoru. To znamená, že jak se síla působící na pružinu dále zvyšuje, dráha pružiny je stále menší. Vůz se tedy bude vychylovat méně a méně, jak se síla na pružinu zvyšuje.
Výrobci automobilů vždy hledají ten nejlepší poměr mezi komfortem a jízdními vlastnostmi vozidla. Zdvih pružiny lze upravit úpravou progresivity pružiny (umístěním více nebo méně závitů blízko sebe). Samotný průměr vinutí má také zásadní vliv na velikost možného zkroucení. To bude u každého auta jiné. Existují také různé typy pružin pro stejný typ vozů s jiným objemem válců, typem motoru (benzínový nebo naftový), sportovním paketem atd.
Spouštěcí pružiny se často v první části hodně zbortí, takže auto je již v neutrální poloze níže nad vozovkou. To by mělo ztížit stlačování auta, takže pružiny jsou extra progresivní. Jinak by vozidlo narazilo na povrch vozovky příliš rychle. Protože se pružiny stlačují méně snadno, vozidlo se stává tužším; Někteří lidé to vnímají jako nepříjemné.
Odpružení listů:
Listové pružiny se skládají z více listů, které jsou namontovány na sobě. Horní list se nazývá hlavní list. Čím více listů pružina má, tím je silnější a tužší. V minulosti se někdy montovaly pod osobní vozy. Listová pružina se pak skládala pouze z několika listů, někdy dokonce jen z hlavního listu. Stále se používají v užitkových vozidlech, i když jsou samozřejmě mnohem tlustší. Střed listových pružin je připevněn k nápravě a konce ke karoserii nebo podvozku. Pružný pohyb se dosáhne ohnutím několika listů uprostřed celkové délky.
Existují 2 různé typy listových pružin:
- Lichoběžníková pružina: Jarní listy jsou různě dlouhé a všechny jsou všude stejně silné.
- Parabolická pružina: Listy pružiny jsou všechny stejně dlouhé a uprostřed jsou silnější než na koncích. Mezi jarními listy je také prostor. Parabolické pružiny jsou pružnější než lichoběžníkové pružiny a mají menší hmotnost.
Vzduchové odpružení:
Vzduchové odpružení se u osobních automobilů používá méně často než vinuté pružiny. Vzduchové odpružení najdete například na Audi A8, BMW řady 7 nebo X5. Tyto vozy mají často vzduchové odpružení všech čtyř kol. Některé vozy mají vpředu vzpěry s vinutými pružinami a vzadu vzduchové odpružení.
Obrázek ukazuje zadní odpružení se vzduchovými pružinami. V interiéru vozu (často na dně kufru) je čerpadlo, které pumpuje vzduch do vzduchových pružin. Vzduchové pružiny se podélně roztahují, takže na nich může spočívat hmotnost vozu. Na příčném rameni je často čidlo, které registruje, jak daleko je auto zavěšeno nákladem (lidé sedící vzadu, nebo těžký přívěs). Na základě těchto naměřených údajů může vzduchová pumpa nafouknout vzduchové měchy o něco silněji, aby se vůz nenakláněl dozadu.
Torzní odpružení:
Torze je jiné slovo pro „kroucení“. Zkrutné pružiny se dříve (hlavně) používaly na amerických autech. Spodní příčné rameno této konstrukce je spojeno s karoserií pomocí torzní tyče. Když se vozidlo stlačí, horní a dolní otočné body se posunou. Nosné rameno, do kterého je torzní tyč vložena, se bude chtít otáčet kolem torzní tyče. To však není možné, protože torzní tyč má pevné spojení v nosném rameni. Druhá strana torzní tyče (na obrázku dole) je pevně spojena s karoserií.
To znamená, že při stlačení kola je tyč vystavena torznímu zatížení. Toto zkroucení vytváří odpor (čím více se kolo stlačuje, tím více je torzní tyč zkroucena). Komprese je proto se zvyšující se torzí stále těžší. Na tomto principu funguje celé odpružení přední nápravy vozu. To je také jeden z důvodů, proč se stará americká auta stlačují a odrážejí tak snadno a hladce.
Hydropneumatické odpružení:
Hydropneumatika je kombinací hydrauliky a pneumatiky. Tento systém používá Citroën od 50. let minulého století a v modelech jej najdeme dodnes.
Pružinová kulička obsahuje stlačený plyn (na obrázku modrý), který je stlačitelný. Hydraulická kapalina (žlutá) není. Během komprese bude červený píst vytlačen nosným ramenem nahoru a plynový prostor bude stlačen. Modrý prostor se v důsledku toho zmenší. Když se kolo odrazí a píst se posune dolů, systém se vrátí do předchozí situace. Pružný a tlumící účinek je dosažen stlačováním tohoto stlačeného plynu.
Systém lze ovládat úpravou množství oleje (žlutá). Přidáním dodatečného oleje do systému při velkém zatížení, což se děje automaticky díky hydročerpadla, se zvýší světlá výška. Vozidlo pak bude sedět výše na svých pružinách. Po opětovném odstranění nákladu (nebo vystupování cestujících) se olej v systému přes tlakový ventil vrátí do zásobní nádrže. Světlá výška se opět sníží.
