Redaktor:M2k/Pruženie automobilu

Pruženie je to súbor prvkov automobilu, ktoré vytvárajú pružné spojenie medzi nápravami a nadstavbou automobilu, pričom spĺňajú:

• Zabezpečujú maximálne pohodlie pri jazde automobilu
• Zaisťujú maximálne pohodlie pri jazde automobilu

Z uvedených hľadísk určujeme 2 základné požiadavky z hľadiska pohodlia jazdy. Zvislé zrýchlenie karosérie čo najmenšie, zabrániť minimálnemu kývavému pohybu v zvislej pozdĺžnej rovine automobilu. Z hľadiska bezpečnosti je nutné aby kolísanie kolies bolo minimálne.

Pohyby automobilu pri jazde

Pohyb kolesa vzhľadom ku karosérií:
Prepérovanie (os z)
Priečny posuv kolesa
Nakláňanie kolesa (os y)
Otáčanie kolesa a natočenie (os x,y a x,z)

Pohyb karosérie:
Prepérovanie karosérie (os z)
Nakláňanie karosérie (os y,z)
Záklon karosérie (os x,z)

Hmotnosť auta

Celkovú hmotnosť auta sa delí na: Neodpružené časti: kolesá, nápravy, zavesenie kolies, pruženie a tlmenie. Medzi odpružené časti zaraďujeme karosériu a zavesenie náprav. Odpružené časti: sú od neodpružených častí oddelené pružinami a tlmičmi. Na pruženie sa používa u automobilov

• oceľové pružiny:
  • listové
  • skrutkovicové
  • torzné tyče

• pneumatické pružiny
• hydro - pneumatické pružiny
• hydro - elastické pružiny
• gumové pružiny

Pružiny

Listové pružiny

Sú využívané pre pruženie nákladných, alebo ťažkých terénnych automobilov. Sú namáhané na ohyb, aby mala čo najmenšiu hmotnosť je konštruovaná ako nosník zložený z viacerých listov, ktoré sú na seba naskladané.

Podľa plochy: pozdĺžne priečne previsnuté

Podľa umiestnenia: Predné Zadné

Pozdĺžna polyeliptická pružina

1, Listy pružiny 2, Svorník pružiny 3, Strmeň pružiny 4, Upínacia platňa 5, Spory pružiny 6, Záves pružiny

Tieto pružiny sa skladajú z listov, ktoré majú rovnakú šírku, ale rôznu dĺžku. Hlavný list (najdlhší) je najhrubší a na oboch koncoch má oká na uchytenie. Druhý list má konce zahnuté okolo hlavného listu kvôli ochrane. Ostatné listy sú kratšie a viac prehnuté. Vyrábajú sa z ocele tr. 12. Trenie medzi listami sa znižuje plastovými vložkami, alebo sú vybrúsené na malú drsnosť. Jeden koniec pružiny je pevne uchytený v držiaku pera a druhý je upevnený výkyvne.

Závesy listových pružín:

Pevný koniec je ku karosérii prinitovaný, druhý koniec je uložený pohyblivo, čo umožňuje pohyb pružiny pri prepružení. Ohybné závesy majú rôznu konštrukciu. Najčastejšie používaný je štvorboký záves. Progresívne pruženie odstraňuje závislosť priehybu pružiny od jej zaťaženia. Progresívne pruženie sa využíva u áut s veľkým rozdielom hmotnosti.

Progresívne pruženie

Na pruženie sa využívajú dve listové pružny umiestnené nad sebou, pri menšom zaťažení pracuje väčšia pružina, po zaťažení pracujú obe.

Skrutkovicové pružiny

Na pruženie sa najčastejšie používajú tlačné skrutkovicové pružiny valcového prierezu s konštantným stredným priemerom. Stúpanie pružiny je také, aby pri max. zaťažení bola zabezpečená vôľa medzi závitmi. Pri výpočte pružín zisťujeme predĺženie pružiny a počet závitov pružiny. Skrutkovicové pružiny delíme podľa ochrany na zapuzdrené a odkryté. Podľa polohy pružín sa delia:

• vodorovné
• zvislé
• šikmé

TORZNÉ TYČE

Torzné tyče sú namáhané na krut. Je vyrobená z pružinovej ocele, ktorej povrch je upravený guličkovaním. Jeden koniec je pevne uchytený do rámu automobilu, druhý má oporu umiestnenú na náprave. Priemer torznej hlavy je rovnaký ako priemer na náprave kde je uchytená pomocou klinov, alebo drážiek.

Pred koróziou a mechanickým poškodením sú tyče chránené vrstvou laminátových vlákien. Často sa tieto pružiny dodávajú v tvare pred napätom.

Pneumatické pruženie

Používa sa u takých typov vozov pri ktorých je vzduchová sústava. Zdroj vzduchu sa používa aj na brzdy aj na pérovanie. Používajú sa: - vlnovcová pružina - membránová pružina

Vlnovcová pružina

Je zložená z dvoch alebo troch vlnovcov, ktoré tvoria celistvé vaky. Medzi jednotlivými vakmi sú oceľové krúžky, čim je objem vaku väčší tým je pruženie mäkkšie. Stálu výšku karosérie regulujú regulačné ventily, ktoré regulujú prívod a odvod vzduchu zo vzduchových vakov.

Membránová pružina

Je podobná ako vlnovcová, ale namiesto vlnovcov má oceľové telesá, ktoré majú funkciu piestu a valca. Tlmenie zaisťuje membrána medzi oboma telesami. Výhoda je možnosť regulácie tlaku vzduchu a prispôsobenie tuhosti pruženia.

Hydropneumatické pruženie

Na tlmenie nárazov sa využíva stlačený vzduch a kvapalina.

1, Pracovná komora 7, Piestnica 2, Stlačený dusík 8, Piest 3, Pryžová membrána 4, Škrtiaci ventil 5, Pracovný valec 6, Vyrovnávacia komora

Hydroelastické pruženie

Tento typ je zložený z gumových blokov, ktoré sú naplnené kvapalinou a oddelené kovovým zvonom. Tento zvon má vo svojom telese redukčný ventil, ktorý prepúšťa kvapalinu medzi blokmi podľa zaťaženia auta.

Gumové pruženie

Zabezpečuje ho guma. Je to jednoduché pruženie bez veľkého nároku na údržbu, ale používa sa málo.

Tlmiče pruženia

Úlohou tlmičov pruženia je zabrániť kmitaniu kolies spôsobené nerovnosťou vozovky a tým zabezpečiť stály styk kolesa s vozovkou. Tlmiaca sila vzniká prietokom tlmiaceho oleja cez škrtiace ventily v pieste tlmiča, pričom sa časť energie mení na teplo. Tlmiaca sila môže byť statická, alebo dynamická.

Tlmiče pruženia:

• podľa tlmiaceho média:
  • kvapalinové
  • plynovo - kvapalinové
  • plynové

• podľa konštrukcie:
  • pákové
  • teleskopické jednoplášťové
  • teleskopické dvojplášťové

• podľa pôsobenia:
  • jednočinné
  • dvojčinné

Hydraulické pákové tlmiče

1, tiahlo medzi nápravou a tiahlom tlmiča 2, páka 3, zásobníková vyrovnávacia nádrž oleja 4, piestové ventily 5, výstupný otvor 6, prepúšťací ventil 7, regulačná skrutka 8, palec 9, dvojitý piest

Tento typ sa využíva pri nákladných autách, tlmič pracuje tak, že pri pohybe páky, ktorá je spojená s nápravou sa posúva palec na jednu alebo druhú stranu, čím posúva dvojitý piest, ktorý sa pohybuje vo valci v ktorom je tlmiaca kvapalina. Pohybom piestu sa kvapalina vytláča z priestoru pred piestom a prechádza škrtiacim ventilom do priestoru za druhým piestom.

Dvojplášťový, dvojčinný, teleskopický tlmič

Len pri osobných automobiloch. V pracovnom priestore tlmiča je kvapalina pretláčaná pohybom piesta cez ventily. Hydraulický odpor, ktorý vzniká pri škrtení prietoku, je tlmiacou silou. Veľkosť závisí od rýchlosti pohybu piesta. Medzi pracovným priestorom a vyrovnávacím priestorom je rozdeľovacia priečka, v ktorej sú vyrovnávacie ventily. Slúžia na vyrovnanie objemu skutočného množstva oleja v pracovnom priestore a množstvom oleja vo vyrovnávacom priestore. Pri rozťahovaní tlmiča podtlakom prúdi tlakový olej späť do pracovného priestoru. Horný koniec pracovného a vyrovnávacieho priestoru je uzavretý vekom. Môže byť rozoberateľné a nerozoberateľné. Aby tlmič pracoval, musí byť pracovný priestor vyplnený bez vzduchu. Pre túto vlastnosť nemôže tlmič pracovať v ľubovolnej polohe, ale pod uhlom 45°.

Jednoplášťový teleskopický tlmič

V pracovnom priestore tlmiča je piest, ktorý má 2 škrtiace ventily. Vyrovnávanie rozdielu objemov kvapaliny v prac. priestore a vonkajšom valci umožňuje stlačený vzduch v prac. priestore tlmiča. Výhodou je väčší prac. priestor piesta, čím sa zníži tlak v kvapaline. Lepšia funkcia pri kmitaní. Menšia náchylnosť na penenie oleja, lepšie chladenie. Nevýhodou je menšia tesnosť a životnosť tesnenia.

Plynovo-kvapalinové tlmiče

Pri vysokých rýchlostiach piesta v tlmičoch môže prúdenie kvapaliny v tlmiči spôsobiť penenie oleja. Pre obmedzenie tohto javu sa do tlmičov umiestni namiesto vzduchu dusík pod určitým tlakom. Konštrukčné vyhotovenie tlmičov môže byť jednoplášťový tlmič s vysokým tlakom vzduchu a dvojplášťový s nízkym tlakom vzduchu.

Vysokotlakový

Konštrukčne sa podobá klasickému tlmiču, na jednom konci je dusík pod tlakom 2,5 MPa. Táto náplň je oddelená od oleja piestom. Trvalý tlak pôsobiaci na olej cez piest spôsobuje okamžitú reakciu tlmiča na podnet a nepenenie oleja.

Nízkotlakový

V hornej časti zásobníka oleja je náplň dusíka pod tlakom 0,25 – 0,5 MPa. Od oleja je oddelený tesniacim krúžkom. Tento typ sa využíva pri konštrukcií McPherson.

Stabilizátory

Ich úlohou je zamedziť nakláňaniu vozu vplyvom odstredivých síl pri prejazde zákrutou. Pôsobia tak, že v zákrute sa prenesie časť sily pôsobiacej na pruženie z vonkajšej časti na vnútornú. Kým je strana vozu na vnútornom polomere tlačená dole, ťažisko sa zníži a auto sa čiastočne vyrovná. V súčasnosti poznáme 2 typy stabilizátorov: skrutne hydraulické

Skrutné

Je priečna skrutná tyč, ktorá je svojimi koncami pripojená na nápravu. Pri prejazde zákrutou je vonkajšia časť pružiny tlačená viac a tomuto stláčaniu bráni odpor v krútení.

Hydraulické

Je založený na princípe dvoch hydraulických tlmičov spojených potrubím. Pri výkyve kolies sa vo valci používa piest, ktorý pred sebou tlačí olej škrtiacim ventilom na druhú stranu valca piesta.