Geometrie náprav, způsoby měření Střední odborná škola Otrokovice Geometrie náprav, způsoby měření Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Vladimír Cupák Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz

Charakteristika 1 DUM Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /1 Autor Ing. Vladimír Cupák Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-Am-OPD/2-ST-1/9 Název DUM Geometrie náprav, způsoby měření Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání Kód oboru RVP 23-68-H/01 Obor vzdělávání Automechanik Vyučovací předmět Opravárenství a diagnostika pro automechaniky Druh učebního materiálu Výukový materiál Cílová skupina Žák, 16 – 17 let Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce učitelem, případně jako materiál pro samostudium, nutno doplnit výkladem; náplň: základní pojmy a způsoby měření používané u geometrie náprav Vybavení, pomůcky Dataprojektor Klíčová slova Odklon kola, příklon rejdové osy, poloměr rejdu, záklon rejdové osy, sbíhavost, diferenční úhel, lichoběžník řízení, optický, laserový, digitální přístroj Datum 31. 8. 2013

Geometrie náprav, způsoby měření Náplň výuky Základní pojmy Odklon kola Příklon rejdové osy Poloměr rejdu Záklon rejdové osy Sbíhavost Diferenční úhel Lichoběžník řízení Způsoby měření

Základní pojmy Odklon kola Jako odklon označujeme odchýlení střední roviny kola od roviny kolmé k vozovce. Úhel odklonu kola 0 se udává v úhlových stupních a minutách. Odklon kola může být pozitivní nebo negativní (příklon). Odklon, popř. příklon kola vytváří axiální (osovou) sílu, která zatěžuje ložiska kola. Tím se brání kmitání („třepetání“) kol. Obr. 1: Odklon kola

Pozitivní odklon Většina vozidel má u přední rejdové nápravy pozitivní odklon kola od 0°20do 2°. Odchylka  30 leží ještě v přípustné toleranci. Pozitivní odklon zlepšuje směrovou stabilitu při přímé jízdě a zmenšuje poloměr rejdu. Negativní odklon Většina osobních vozidel má u zadní nápravy negativní odklon kola od -0°30 do -2°. Příklon kola zlepšuje boční vedení při jízdě zatáčkou, ale zvyšuje opotřebení vnitřní plochy běhounu pneumatiky.  

Příklon rejdové osy Jako příklon rejdové osy se označuje sklon rejdové osy vůči podélné rovině vozidla kolmé k vozovce. Úhel příklonu rejdové osy p se udává v úhlových stupních a minutách a bývá obvykle 5° až 10°. Odklon kola a příklon rejdové osy spolu tvoří sdružený (součtový) úhel, jehož velikost při seřizování zůstává neměnná (čím je odklon kola větší, tím je menší příklon rejdové osy a naopak). Odklon a příklon společně určují velikost poloměru rejdu R0. Příklon rejdové osy způsobuje nadzvednutí přední části vozidla při natočení rejdových kol a vlivem zatížení přední nápravy se vytvoří vratný moment pro zpětné natočení kol do přímého směru (samočinné vracení kol do přímého směru). Příklon má zabránit „třepetání“ kol. Obr. 2: Příklon rejdové osy

Poloměr rejdu Poloměr rejdu R0 je rameno, na kterém působí třecí síla mezi kolem a vozovkou. Je to vzdálenost středu stopy kola od průsečíku prodloužené rejdové osy s vozovkou. Rozlišujeme pozitivní, negativní a nulový poloměr rejdu. Obr. 3: Poloměr rejdu

Pozitivní poloměr rejdu Prodloužená rejdová osa protíná vozovku na vnitřní straně stopy pneumatiky. Při brzdění působící brzdná síla natáčí přední část kola ven (do rozbíhavosti). Pokud je rozdílná přilnavost kol, kolo s větší přilnavostí je natáčeno více ven a vozidlo „táhne“ do strany. Proto má být poloměr rejdu malý, ale přesto dostatečný pro zachování přiměřené ovládací síly řízení a zabránění „třepetání“ kol.  

Negativní poloměr rejdu Prodloužená rejdová osa protíná vozovku ve vnější polovině stopy pneumatiky. Brzdná síla působící na kolo vytváří stáčivý moment, který natáčí přední část kola dovnitř (do sbíhavosti), protože bod otáčení leží ve vnější části stopy kola. Pokud je při brzdění různá přilnavost kol (např. různý povrch vozovky, defekt pneumatiky apod.) natáčí brzdná síla kolo s větší přilnavostí dovnitř. Svým natáčením působí kolo proti „táhnutí“ vozidla na stranu, na které kola intenzivněji brzdí vlivem větší přilnavosti. Tento samočinný stabilizující účinek je zvláště důležitý při defektu pneumatiky přední nápravy. Nulový poloměr rejdu Prodloužená rejdová osa protíná vozovku přesně ve středu stopy pneumatiky. Kola se natáčejí do rejdu na místě, u stojícího vozidla je nutná velká síla v řízení pro natočení kol do rejdu. Při brzdění je kolo natáčeno ven, ale natáčecí moment je podstatně menší než u pozitivního poloměru rejdu.

V tomto případě se záklon udává v milimetrech. Záklon rejdové osy Jako záklon označujeme úhel z, který svírá rejdová osa a kolmice k vozovce v rovině rovnoběžné s podélnou svislou rovinou vozidla. Záklon většinou určujeme jako úhel v úhlových stupních a minutách. Záklon můžeme také určit jako vzdálenost z průsečíku osy kola s vozovkou K a průsečíku rejdové osy s vozovkou O (závlek kola). V tomto případě se záklon udává v milimetrech. Je-li bod O před bodem K, jedná se o pozitivní záklon rejdové osy, jeli bod O za bodem K, jedná se o negativní záklon (předklon) rejdové osy. Obr. 4: Záklon rejdové osy

Negativní záklon (předklon) Pozitivní záklon V tomto případě jsou kola vlečena a stabilizována v přímém směru. Působením záklonu je vnitřní kolo při natočení v zatáčce nadzvedáváno a vnější kolo stlačováno. Tím se vytváří vratný moment, který působí vracení kol do přímého směru po projetí zatáčkou. Osobní automobily s motorem vzadu, u kterých je přední náprava méně zatížena, mají větší úhel záklonu než vozidla s motorem vpředu.   Negativní záklon (předklon) Používá se u některých vozidel s pohonem předních kol a způsobuje zmenšení vratného momentu při jízdě v zatáčce. Tím se brání příliš intenzivnímu vrácení kol do přímého směru. Záklon a příklon společně ovlivňují vratný moment, který působí na kola v rejdu, stabilizují kola v přímém směru a zabraňují „třepetání“ kol. .

Sbíhavost Je rozdíl vzdáleností l2 – l1 mezi vnitřními okraji ráfku kol při postavení kol do přímého směru. Měření se provádí ve vodorovné rovině procházející středy kol, určuje se pro obě kola společně v milimetrech nebo v úhlových stupních a minutách. Rozlišujeme sbíhavost nulovou, menší a větší než nula. Přední kola vozidel s pohonem zadní nápravy při pozitivním poloměru rejdu mají snahu se natáčet svou přední částí ven (do rozbíhavosti). Nastavením sbíhavosti zabráníme kmitání kol a zlepšíme směrovou stabilitu v přímé jízdě. U vozidel s předním pohonem se vzhlede k působení hnací síly přední část kola natáčí dovnitř (do sbíhavosti). Proto se u těchto vozidel často nastavuje rozbíhavost, pokud však mají rejdová kola negativní poloměr rejdu, používá se sbíhavost (většina předních hnacích náprav má negativní poloměr rejdu).   Obr. 5: Sbíhavost kol

Diferenční úhel Je úhel , o který je vnitřní kolo natočeno více než vnější při průjezdu zatáčkou. Velikost diferenčního úhlu se obvykle zjišťuje při natočení vnitřního kola do rejdu o 20. Jeho měření je nutné při kontrole lichoběžníku řízení (ohnutá řídící páka nebo spojovací tyč). Diferenční úhel má značný vliv na jízdní vlastnosti vozidla a opotřebení pneumatik. Časová závislost sledované mechanické vlastnosti (nejčastěji modulu pružnosti, pevnosti v tahu či plasticity Mooney) na čase se označuje jako vulkanizační křivka a má charakteristický průběh. Obr. 6: Diferenční úhel

Lichoběžník řízení Spojovací tyč řízení a obě páky rejdových kol tvoří spolu s osou přední nápravy při přímé jízdě lichoběžník řízení. Lichoběžník řízení umožňuje nestejné natočení rejdových kol při jízdě v zatáčce. Při přímé jízdě je spojovací tyč umístěna paralelně vzhledem k přední nápravě (je s ní rovnoběžná). Při průjezdu zatáčkou musí dojít k natočení kol. Vzhledem k tomu, že úhel mezi osou kola a řídící pákou spojovací tyče není 90o, není při natočení kol spojovací řídící tyč rovnoběžná s osou nápravy a tím je zajištěno nestejné natočení vnitřního a vnějšího rejdového kola. Obr. 7: Lichoběžník řízení

Způsoby měření pomocí mechanických pomůcek a přípravků (dotyky, úhloměry apod.) pomocí optických přístrojů (světelné, infračervené, laserové) pomocí digitálních přístrojů propojených s PC Obr. 8: Měření geometrie digitálním přístrojem

Kontrolní otázky: Popište co je to odklon kola? Jak funguje lichoběžník řízení? Jaký význam má sbíhavost kol?

Seznam obrázků: Obr. 1: JAN, Z., ŽDÁNSKÝ, B., Automobily 1 – Podvozky : Odklon kola. Brno: Avid s.r.o., 2005, strana 178. ISBN: 978-80-87143-03-2 Obr. 2: JAN, Z., ŽDÁNSKÝ, B., Automobily 1 – Podvozky : Příklon rejdové osy. Brno: Avid s.r.o., 2005, strana 178. ISBN: 978-80-87143-03-2 Obr. 3: JAN, Z., ŽDÁNSKÝ, B., Automobily 1 – Podvozky : Poloměr rejdu. Brno: Avid s.r.o., 2005, strana 179. ISBN: 978-80-87143-03-2 Obr. 4: JAN, Z., ŽDÁNSKÝ, B., Automobily 1 – Podvozky : Záklon rejdové osy. Brno: Avid s.r.o., 2005, strana 180. ISBN: 978-80-87143-03-2 Obr. 5: JAN, Z., ŽDÁNSKÝ, B., Automobily 1 – Podvozky : Sbíhavost kol. Brno: Avid s.r.o., 2005, strana 180. ISBN: 978-80-87143-03-2 Obr. 6: JAN, Z., ŽDÁNSKÝ, B., Automobily 1 – Podvozky : Diferenční úhel. Brno: Avid s.r.o., 2005, strana 181. ISBN: 978-80-87143-03-2 Obr. 7: JAN, Z., ŽDÁNSKÝ, B., Automobily 1 – Podvozky : Lichoběžník řízení. Brno: Avid s.r.o., 2005, strana 178. ISBN: 978-80-87143-03-2 Obr. 8: PeliCarServis, [vid. 31. 8. 2013], dostupné z: http://www.pelicarservis.cz/kontakt

Seznam použité literatury: [1] POŠTA, J. a kolektiv, Opravárenství a diagnostika II, Informatorium, Praha, 2002. ISBN: 80-86073-88-2 [2] JAN, Z., ŽDÁNSKÝ, B., Automobily 1 – Podvozky, Avid, Brno, 2001. ISBN: 978-80-87143-03-2

Děkuji za pozornost 