Nazávislé zavěšení kol – lichoběžníkové a MacPherson Tisk Email
Neděle, 13 Květen 2012 18:20

Lichobeznik_a_MacPhersonLichoběžníkové a MacPherson zavěšení kol patří u přední nápravy osobních automobilů mezi často používané typy. Oba se však dají použít i na zadní. Termín nezávislé zavěšení popisuje systém, který umožňuje připevnit kola k rámu u něhož pohyb jednoho kola nemá vliv na ostatní. Zavěšení zachycuje síly boční, síly od pohonu, brzdění a zatížení nákladem.

 

Lichoběžník

lichoběžníkové zavěšení - popisU tohoto uspořádání jsou dvě trojúhelníková ramena v základní poloze rovnoběžná, zajišťující dostatečnou tuhost a odolnost při brzdném momentu. Název je odvozen z lichoběžníkového tvaru při čelním pohledu na ramena. Každé z nich je zavěšeno na třech bodech. Dvou vnitřních čepech připevněných k rámu vozidla a jednom vnějším kulovém čepu. Toto uspořádání dovoluje závěsu a tedy i kolu houpat se na čepech relativně vůči vozidlu.

 

Hmotnost a zatížení automobilu se přenáší z odpruženého spodního ramene přes pružinu. Proto je také spodní rameno robustnější. Tlumič je instalován uvnitř pružiny. Úhlové pohyby spodního ramene jsou vzhledem k jeho délce při pružení malé, což umožňuje pevné vetknutí pružiny. Při uložení pružiny v horním rameni by musel být vytvořen kloubový spoj, aby nedocházelo k vyboulení pružiny.

 

Případné boční síly jsou kompenzovány prvky lichoběžníku, kulovým čepem a pouzdry uložení.

 

 

Kinematika lichoběžníkového závěsu

lichobeznik-zmena_rozchodu_II
 lichobeznik-zmena_rozchodu
      Stejně dlouhá ramena Kratší horní rameno
Budeme-li mít obě ramena lichoběžníku rovnoběžná a stejně dlouhá, bude kolo při propružení svírat se zemí stále stejný úhel (nebude se měnit odklon). Ovšem rozchod kol se mění. Pneumatika je smýkána, což vede k jejímu vyššímu opotřebení. Tento jev může být zlepšen kratším horním ramenem a delším spodním. Pak pokud kolo přejede překážku, obě ramena mají při vychýlení tendenci kolo tlačit dovnitř. Avšak kratší horní rameno vykoná jinou úhlovou dráhu než spodní. Výsledný pohyb posune horní bod kola více, než spodní. Tedy, mírně se změní odklon kola. To má výhodu ve stabilizaci vozidla. Rozchod se také změní, ale jen minimálně.

lichoběžník-kinematikaKratšího horního ramene se využívá i z konstrukčních důvodů. Dává větší prostor pro motor, nebo zavazadlový prostor. V dnešních konstrukcích však ramena většinou rovnoběžná nejsou. Pak se volí střed klopení kola (bod P) daleko od kola a změnami kinematického mechanismu zavěšení se ladí pohyb závěsu v závislosti na změně geometrie kola.

 

lichoběžník-náklon lichoběžník-překážka
Jestliže projíždíme zatáčku vozidlo se naklání.
Kola nápravy se klopí ve stejném směru. Toto
nastavení kol je výhodné pro stabilizaci
v zatáčce. Viz. odkon.
Pokud vůz jede rovně a jedno z kol projede nerovností, pouze toto kolo zareaguje bez celkové změně polohy vozidla.
závěs-lichoběžník

lichoběžníková náprava

 

MacPherson

MacPherson-popisPojmenováno podle Earle Steele MacPhersona. V padesátých letech 19. století ji použil pro automobilku Ford, když hledal levné, funkční řešení pro nápravu. Vychází z lichoběžníkového zavěšení, skládajícího se ze spodního trojúhelníkového ramene a svislé vzpěry, zastoupenou tlumičem. Ten je ve spodní části pevně spojen s ramenem. Jeho horní díl (pístnice) je chycena v gumovém pouzdře, které je přišroubované k rámu nebo karoserii vozidla. U řízené, tedy přední nápravy bývá v horním pouzdře ještě axiální ložisko, dovolující natočení kol. Při otáčení kol se otáčí celý tlumič. Úhlové výchylky způsobené například nerovnostmi vozovky zabezpečuje gumové uložení, pracující jako kloub. Pístnice tlumiče musí být robustnější než u jiných způsobů zavěšení, protože je součástí vzpěry. Pružina je navinuta vně tlumiče.

 

Nepřítomnost horního ramene dává oproti lichoběžníku výhodu většího příčného prostoru pro motor nebo zavazadlový prostor. To ocení hlavně konstruktéři malých vozidel, kde se při zástavbě s motorem vpředu bojuje o každý centimetr. Také celková cena provedení hovoří pro toho zavěšení, což dokládá časté použití především u vozů nižší a střední třídy.
Spodní rameno se dělá co nejdelší, aby se minimalizovaly změny odklonu a sbíhavosti při pružení. Nicméně z konstrukce je dáno, že MacPherson při pružení vždy mění hodnotu odklonu.
Odklon kola u MacPhersona je pevně daný konstrukcí. Proto se při servisu seřizuje jen sbíhavost. Na to je třeba pamatovat, pokud někdo snižuje podvozek a použije kratší pružiny. Pokud se neupraví i poloha horního uložení tlumiče, změní se hodnota odklonu.

 

macpherson-náklon macpherson-překážka
Při průjezdu zatáčkou obě kola generují odklon. Vozidlo jede rovně, jedno z kol projede nerovností, pouze toto kolo zareaguje na změnu.

 

zavěšení MacPherson náprava MacPherson

 

Zdroj: Heinz Heisler – Vehicle and  Engine Technology

František Vlk – Podvozky motorových vozidel

Rolf Gscheidle a kol. – Přiručka automechanika
www.ozebiz.com.au/racetech/theory/align.html
 

gototop