100 let nákladního automobilu (2. díl) – chassis

Tímto článkem pokračujeme v seriálu, jenž našim čtenářům v kapitolách představí moderní užitkový automobil a cesty k němu vedoucí. 

Automobil se zrodil v období koňských povozů a kočárů a také z nich konstrukčně vycházel. První rámy byly dřevěné, později dřevo nahradila dražší, ale zato pevnější ocel. Velmi rychle se prosadil obdélníkový rám s příčnými výztuhami. S nástupem tzv. klasické koncepce podvozku s motorem vpředu podélně a pohonem tuhé zadní nápravy se prosadily i tuhé přední nápravy. Kočárové točnicové řízení se ukázalo jako nevhodné a nebezpečné a přežilo jen u přívěsů. Původní kočárové odpružení celoeliptickými pery nahradilo odpružení poloeleiptickými listovými pery. Slouží nejen k odpružení, ale i vedení náprav, protože se přes ně přenášejí působící jízdní síly a odpory, jak podélné, tak i příčné. 

Rám s nápravami, řízením a brzdami tvoří podvozek, ze kterého se stane po zamontování ústrojí pohonu strojový spodek neboli šasi (z francouzského chassis). Znamená to, že šasi a podvozek nejsou to samé. Výjimka v jinak přesné terminologii je u pružin. Pružina může být vinutá, zkrutná, pryžová či vzduchová, ale pokud je listová, tak je to pero. Listová pera, na rozdíl od ostatních pružin, mají určitý vlastní útlum daný třením mezi jednotlivými listy. Malý útlum znamená nepříjemné houpání podvozku, jež zhoršuje ovládání vozidla. Pružiny, a nakonec i pera musí být proto doplněny o tlumiče pérování, původně třecí, později kapalinové pákové a dnes téměř výhradně kapalinové, dvojčinné teleskopické. Správné sladění tuhosti pružin a útlumu tlumičů je základem dobrých jízdních vlastností vozidla a jeho směrové stability. Zde našel také své uplatnění příčný zkrutný stabilizátor, omezující naklánění vozu při změnách směru jízdy. 

Každá náprava je navrhována pro určité zatížení. Pokud je tuhá a poháněná, je to 12 000 kg, tuhá nepoháněná a řízená jen 9000 kg. Automobil s pohonem 4x2 by tak mohl mít celkovou hmotnost až 21 000 kg. Protože ale nelze předem odhadnout skutečné rozložení hmotnosti, je legislativně připuštěna celková hmotnost jen 18 000 kg. Velký technický pokrok nastal také u pneumatik. Již po první světové válce nahradily pryžové obruče i u nákladních automobilů vysokotlaké pneumatiky, později tzv. balonové diagonální s profilem (poměrem výška/šířka) 0,88 a po druhé světové válce nastoupily pneumatiky radiální a později i bezdušové. Standardem u užitkových vozidel je dnes radiální bezdušová pneumatika s profilem 0,8.

Směrově stabilní je jen vozidlo řízené přední nápravou. Zmíněné točnicové řízení natáčením celé přední nápravy nahradil pan Ackermann u svých kočárů řízením s rejdovými čepy. Chvíli mu trvalo, než přišel na správnou geometrii a kinematiku soustavy řídicích pák, táhel a tyčí zaručující, aby se vždy vnitřní kolo natáčelo více než vnější kolo téže nápravy (tzv. Ackermannův lichoběžník). Původně byla řídicí tyč v ose symetrie, později se posunula na stranu, což zkomplikovalo celý mechanismus. U nákladních automobilů, kde motor bývá nad přední nápravou, nelze použít hřebenové řízení a používá se řízení s převodkou šnekovou nebo šroubem a maticí. S narůstající celkovou hmotností vozidla také narůstala ovládací síla na volantu. Konstruktéři sice přišli s řízením s oběhem kuliček systému Ross, ale i to bylo jen malé ulehčení práce s volantem. Řešením bylo a je řízení s posilovačem, většinou kapalinovým. I u vozidla v klidu lze natáčet kola z rejdu do rejdu, tj. asi 4 otáčky volantu. Bez posilovače to bylo nemožné a bylo nutné stále popojíždět.

Zcela samostatnou kapitolou jsou brzdy. K první historicky zaznamenané dopravní nehodě došlo již roku 1789, kdy parní tříkolový tahač kanonů pana Cugnota zastavil až o zeď kostela Madelaine, protože neměl brzdy. Z konstrukce povozů se na místo pro kočího, tedy šoféra (fr. chauffeur = topič), přeneslo ruční mechanické ovládání špalkové brzdy kol zadní nápravy. Když se k podvozku přidal pohon od motoru, objevila se pedálem ovládaná pásová brzda působící na výstup z převodovky. V třicátých letech minulého století, kdy vstoupil na scénu DAF, vývoj dospěl k mechanickému ovládání brzd na obou nápravách pedálem a k ovládání mechanickému převodové nebo kolové brzdy ruční pákou. Hledalo se ale účinnější řešení. Nejdříve jím bylo kapalinové ovládání brzd bubnových. To bylo vhodné u automobilů osobních s celkovou hmotností do 2000 kg. Pro větší a mnohem těžší nákladní automobily to však nestačilo. Dnes je standardem vzduchová brzdová soustava s kotoučovými, někdy ještě bubnovými brzdami na všech kolech, kde je brzdná síla vyvolána tlakem vzduchu ze vzduchojemu plněného kompresorem na tlak 8–10 barů. Řidič jen ovládá pedálem hlavní brzdič, regulující tlak do brzdových válců. Konstruktérům trvalo dlouho, než zvládli potřebné jemné dávkování tlaku. Říkalo se, že vzduchová soustava s kotoučovými brzdami zná pouze dva provozní stavy: odbrzděno a zabrzděno. 

Celá evropská šestka velkých výrobců nákladních a ostatních užitkových automobilů všech kategorií se stále drží osvědčené klasické koncepce podvozku. Výjimkou jsou již jen menší výrobci jako česká Tatra s páteřovým podvozkem, výkyvnými polonápravami a stálým pohonem všech kol. Patent Hanse Ledwinky z roku 1923 nelze nerespektovat, a tak se občas objevují pokusy o podobné řešení. DAF představil již v roce 1993 svůj koncept FCV (Future Concept Vehicle) 6x2/4 s centrálním duralovým nosníkem a nezávislým zavěšením všech kol. Zůstalo ale jen u funkčního vzorku a pozornost konstruktérů se zaměřila hlavně na alternativní pohony.

Převzato z časopisu

Fotogalerie