Napravy automobilov
Náprava - je tá časť podvozku automobilu, prostredníctvom ktorej sú dve protiľahlé kolesá (pravé a ľavé) dvojstopového automobilu zavesené na jeho nosnej konštrukcii alebo na nosných častiach podvesu.
Účel: - niesť hmotnosť vozidla a prenášať ju na kolesá,
- prenášať hnacie, brzdné a bočné sily medzi kolesom a rámom,
- umožniť odpruženie vozidla pomocou pružín, ktoré sú uložené medzi nápravami a
vozidlom
Umiestnenie:
- nápravy sú umiestnené pod rámom, a to podľa konštrukcie buď úplne (tuhe nápravy) alebo čiastočne (ostatné druhy)
Náprava má za úlohu vytvárať spojenie medzi karosériou a kolesami.
Musí zachytávať:
- statické sily – od vlastnej hmotnosti a nákladu
- dynamické sily – hnacie, brzdové a bočné sily
- Geometria kolies sa má pri prepružení požadovaním spôsobom zmeniť, aby sa dosiahlo vyššej bezpečnosti jazdy a komfortu a zároveň minimálneho opotrebenia pneumatík.
- Náprava má byť čo najľahšia a dostatočne pevná. Tvorí neodpruženú časť automobilu.
Podľa konštrukcie rozdeľujeme nápravy na:
- tuhé (pevné)
- polotuhé
- výkyvné (nezávislé zavesenia kolies)
A) Tuhé nápravy
– obe kolesá sú spolu spojené tuhou nápravou, ktorá je odpružená voči karosérii. Pri tuhej náprave nedochádza pri rovnomernom ohýbaní a rozťahovaní pružných častí k zmene stopy a sklonu, čo zmenšuje oter pneumatík. Pri prechádzaní jednostrannej prekážky sa vždy nakloní celá náprava a tým dôjde k sklonu pneumatík.
Tuhé nápravy – obidve kolesá sú spojené pevne (t.z. že zmena rozchodu nie je možná), náprava ako celok je odpružená vzhľadom na vozidlo.
- pevná náprava ma pevnú priebežnú časť – nápravnicu alebo most, na koncoch ktorých sú na čapoch uložené (zavesené) kolesá. Nápravnica je spravidla nosník plného prierezu. Most tvorí dutý nosník, ktorého stredný dielec tvorí skriňu prevodovky.
- Ak je náprava vyrobená z jedného kusa, nazýva sa celistvá náprava.
- Ak je zložená z jednotlivých navzájom zoskrutkovaných alebo zvarených dielcov, nazýva sa skladaná náprava. Pozn. jednodielna tuhá mostová náprava (banjo)zadná hnacia náprava
Použitie: Fiat Ducato Maxi – zadná tuhá náprava automobilu
Nissan Maxima QX – tuhá zadná náprava Multi – link automobilu
Zadná tuhá náprava automobilu Ford Lincoln Town Car
Vlastnosti tuhých náprav:
- konštrukčne pomerne jednoduché
- kladú malé nároky na údržbu
- predstavujú pri použití nápravy ako hnacej, značne veľkú neodpruženú hmotu, tým zhoršujú kvalitu odpruženia vozidla
- nápravy ako hnané vhodné pri ľahších vozidlách s predným pohonom, kde sa len minimálne uplatňuje zvýšenie neodpruženej hmoty vozidla
- zadné hnacie alebo aj ako riadice sú vhodné hl. pre ťažšie nákladné vozidlá, prip. traktory
V súčasnosti rozdeľujeme tri druhy tuhých náprav:
- tuhá náprava s integrovaným pohonom – pri tejto náprave sú pohon, nápravy, diferenciál a hriadele umiestnené v jednej skrini. Je to veľká neodpružená hmota – znižuje to komfort a bezpečnosť jazdy. Najčastejšie sa používa v spojení s listovými pružinami a priečnou tzv. Panhardskou tyčou.
Pozn. Panhardská tyč je upevnená jedným koncom otočne na náprave a druhým na ráme (nová uč. str. 51), používané firmou Nissan.
- tuhá náprava s oddeleným pohonom (De Dion) – táto konštrukcia pomáha zmenšiť veľké odpružené hmoty poháňacích náprav. Prenos sily prebieha cez kĺbové hriadele s homokinetickými kĺbmi s tzv. bočným vyrovnávaním dĺžky.
- predstavuje prechod medzi tuhou nápravou a nápravou výkyvnou. Používa sa prakticky len ako hnacia
- aby sa zmenšila neodpružená hmota, skriňa rozvodovky je spojená s rámom. Prenos Mk sa realizuje hriadeľmi, z kt. každý má dva rovnako súbežné kĺby.
- tuhá náprava ako riadená náprava – je to väčšinou výkovok v tvare písmena T a vyhotovuje sa ako náprava s okom nerozvidlená alebo rozvidlená.
Pozn. riadiaca náprava automobilu je taká, ktorá slúži na riadenie smeru jazdy automobilu
B) Polotuhé nápravy
– pri týchto nápravách sú kolesá spolu pevne spojené s nosníkom náprav. Pružnosť nosníka náprav umožňuje určitý navzájom nezávislý pohyb kolies.
- Polotuhé nápravy sa chovajú pri rovnomernom ohnutí pružných elementov ako tuhé nápravy, pri nerovnomernom stlačení ako nezávisle zavesené kolesá.
Druhy polotuhých náprav:
- spriahnutá náprava – zadné kolesá sú zavesené na pozdĺžnych výkyvných ramenách, ktoré sú na koncoch zvarené s priečnym nosníkom s pružinovej ocele. Priečny nosník je priskrutkovaný o karosériu na pružnom lôžku. Pokiaľ pružia obe kolesá rovnomerne celá náprava sa vychýli rovnomerne. Ak zapruží len jedno koleso priečny nosník sa skrútne a pôsobí ako stabilizátor. Nedochádza k zmenám stopy ani sklonu.
- spojená náprava – dve pozdĺžne výkyvné ramená sú zvarené s nosníkom s torznej mäkkej ocele s U profilu. Miesto zvaru nie je na konci ako u spriahnutej nápravy ale uprostred ramien. Pri nabehnutí jedného kolesa na prekážku sa nosník nastaví šikmo a pôsobí s ohľadom na sklon kolies ako šikmá riadiaca náprava.
C)Výkyvné nápravy (nezávislé zavesenie kolies)
Pozn.
Výkyvné nápravy – sú také nápravy, pri ktorých sú kolesá automobilu zavesené samostatne prostredníctvom závesných prvkov prikĺbených k nosnej konštrukcii automobilu.
- menšie otrasy a nepriaznivé nárazy a výkyvy sa obmedzujú iba na jedno koleso – kt. práve prekonáva nerovnosť terénu.
– pri nezávislom zavesení kolies sa udržuje hmotnosť neodpružených častí malá. Pri ohnutí alebo roztiahnutí pružných elementov sa kolesá navzájom neovplyvňujú.
Predné kolesá môžu byť zavesené na:
- dvojitých priečnych ramenách
- pozdĺžnych výkyvných ramenách
- nápravách Mc Pherson
Zadné kolesá môžu byť zavesené na:
- pozdĺžnych výkyvných ramenách
- na šikmých ramenách
- na viacerých ramenách
a) Dvojité priečne ramená môžu byť:
- nerovnako dlhé – horné je vždy kratšie. Pri pružení vzniká negatívny sklon a veľmi malá zmena stopy – zlepšuje sa stabilita v zákrutách.
- rovnako dlhé – pri pružení sa sklon nemení ale dochádza k zmene stopy
b) Pozdĺžne výkyvné ramená – používajú sa u automobilov s predným pohonom. Pri vodorovnej osi otáčania sa stlačenie a roztiahnutie pružných elementov, rozchod kolies, zbiehavosť a sklon nemení. Ramená sa pripevňujú o karosériu.
c) Náprava Mc Pherson – horné priečne rameno tejto nápravy je nahradené rúrkou tlmiča vibrácií, na ktoré je upevnená v elastickom pryžovom ložisku. Medzi bodom uchytenia a miskou pružiny sa nachádza špirálová pružina. Pre veľké brzdové sily, zrýchľujúce sily a bočné sily je piestnica veľmi hrubá./Predná náprava McPherson automobilu Opel Vectra 96, zadná náprava McPherson automobilu Alfa Romeo 156//
Šikmé ramená – zavesenie na šikmých ramenách sa skladá z dvoch trojuholníkových ramien s ktorých vedie os otáčania oboch kĺbových ložisiek šikmo k priečnej osi automobilu. Uhol býva 10 – 20°. Zmena stopy a sklonu pri ohýbaní a rozťahovaní pružných prvkov závisí na šikmej polohe a sklone šikmých ramien. U tohto zavesenia dochádza pri stláčaní a rozťahovaní k zmenám dĺžok na hnacích hriadeľoch. Na každej strane je preto potrebné mať dva kĺby na vyrovnávanie dĺžok.
Viacramenná náprava – všetky predchádzajúce zavesenia kolies vyvolávajú malé nežiadúce pohyby riadenia. Mení sa zbiehavosť čo môže pri bočnom vetre vychýliť vozidlo z jeho smeru. Hovorí sa tomu elastická chyba riadenia. Hnacie sily pôsobia v strede kolies a majú snahu natáčať kolesá do zbiehavosti. Brzdné sily pôsobia v styku pneumatiky s vozovkou a majú snahu otáčať kolesá do rozbiehavosti. Bočné sily pôsobia tesne za stykom pneumatiky s vozovkou priečne. Pri jazde v zákrute sa vonkajšie koleso tlačí do rozbiehavosti čo znižuje stabilitu v zákrutách. Tieto chyby čiastočne odstraňuje viacramenná náprava.
Optimálnu geometriu nám v súčasnosti zabezpečuje priestorovo riadená päťprvková náprava, ktorá sa nazýva aj priestorovo riadená náprava. Táto vyrovnáva elastické chyby riadenia. Vznikla z dvojitej priečnej riadiacej nápravy so stabilizátorom (Škoda 120). Pôvodne pevne spojené ramená sa rozdelili na päť jednotlivých tyčových ramien, ktoré ležia v priestore vo vzájomne pevne určenej polohe a vedú koleso. Priesečník osí ramien leží mimo stredu kolesa takže napríklad vplyv hnacích síl vedie smerom von a kompenzuje elastickú chybu do vnútra. Jednoducho povedané sily v päťprvkovom závese pôsobia proti hnacím, brzdovým a bočným silám – kompenzujú ich.
Päťprvkový záves sa skladá z týchto ramien:
- vlečné rameno
- spodné rameno (dlhšie)
- horné rameno (kratšie)
- riadiace rameno (je vzadu)
- vodiace rameno
Typickým predstaviteľom tohto závesu je Honda.
poruchy výkyvných náprav
Poruchy:
- hádzavosť nápravy
- vytlčené lôžka na uloženie pružín
- hádzavosť hnacích hriadeľov
- vôle v drážkach hriadeľov
- mechanické opotrebenia čapov
Najčastejšou poruchou výkyvnej nápravy je uloženie kolesa na otočnom čape. Ohnuté, prasknuté ramená. Vôľa v ložiskách. Utesnenie náboja guferom.
Opravy akéhokoľvek druhu je potrebné vykonávať podľa technologického postupu daného výrobcom. Nesmieme pri tom zabúdať na bezpečnosť práce.
Pri údržbe nápravy sa kontroluje:
- hádzavosť
- lôžko uloženia pružín
- drážky hriadeľov nesmú vykazovať zväčšené vôle
- mechanické opotrebenie čapov
- mechanické poškodenie ramien
- opotrebenie a vôľa ložísk uloženia kolesa
- tesnosť náboja tesniacim krúžkom
- kolmosť čapu kolesa na prírubu
- závesy jednotlivých ramien
- ak je náprava riadiaca geometriu nápravy
všeobecný postup demontáže nápravy z vozidla
Demontáž nápravy sa vykonáva podľa toho, o aký typ z hľadiska konštrukcie ide:
Všeobecné zásady demontáže náprav:
- odskrutkovať a vyviazať spojovacie hriadele
- odpojiť pohon kolies
- vypustiť olej
- demontovať kolesá
- odpojiť ručnú brzdu (lanko alebo tiahlo)
- odmontovať tlmiče kmitania
- odmontovať tlmiče výfuku
- demontáž pružín
- pred demontážou sa všetky časti nápravy vizuálne skontrolujú
- poškodenia nosnej časti sa musia vymeniť