Tehnika

Mehanizmi za vođenje točkova

Zavisno oslanjanje

Zadatak mehanizma za vođenje točkova je obezbeđivanje njihovog što povoljnijeg relativnog kretanja u odnosu na karoseriju ili ram vozila


Mehanizam za vođenje točkova takođe ima zadatak da prenese na ram ili karoseriju vozila horizontalne reaktivne sile i njihove momente. Međutim, najvažniji zadatak mehanizma za vođenje točkova je da odredi kinematiku (pomeranje) točkova. Prema vrsti, mehanizmi za vođenje točkova se dele na: zavisne, nezavisne i poluzavisne sisteme. U ovom izdanju će biti opisani zavisni sistemi oslanjanja. Na slici 1 je šematski prikazan međusobni uticaj točkova iste osovine pri prelasku preko nerav- nine sa jednim točkom.

Zavisni sistemi su vezani za pojam krute osovine koja može biti pogonska ili ne pogonska. Kod ovog sistema kruta veza povezuje levi i desni točak, a pomeranje jednog točka je zavisno od pomeranja drugog točka iste osovine. Krute osovine vode poreklo od konjskih zaprega. U današnje vreme, krute osovine se koriste relativno retko i mogu se sresti na nekim putničkim vozilima i SUV vozilima koja su namenjena za ozbiljniju terensku upotrebu (npr. Jeep Rubicon iz 2007. godine). Krute pogonske osovine na zadnjim točkovima su češće rešenje i uglavnom se koriste na težim vozilima kod kojih komfor nije u prvom planu. Neke od mana krutih osovina su:

- uzajamni uticaj točkova iste osovine (slika 1)
- potreban prostor iznad osovine za hod oslanjanja, ukoliko je hod oslanjanja dug putnički ili tovarni deo se mora dodatno žrtvovati zbog smeštanja sistema oslanjanja
- velika neogibljena masa, naročito ako je diferencijal u kućištu osovine
- vertikalno opterećenje se menja prilikom ubrzanja
- nemogućnost podešavanja geometrije

Neke od prednosti krutih osovina su:

- jednostavnost, ekonomičnost, integracija zadnjeg diferencijala u kućište osovine (poluvratila bez zglobova)
- sistem je male visine
- moguća su velika pomeranja osovina (terenska upotreba)
- ne menja se trag točkova, uvlačenje točkova i nagib točkova prilikom istovremenog jednoobraznog vertikalnog pomeranja oba točka iste osovine što omogućava malo habanje pneumatika i sigurno držanje pravca
- ne menja se nagib točkova prilikom skretanja pa je omogućeno ravnomernije prenošenje bočne sile pomoću oba pneumatika iste osovine

U poređenju sa krutom pogonskom osovinom, kruta osovina na nepogonskim točkovima poseduje manju neogibljenu masu jer nema diferencijal i poluvratila. Neogibljena masa na nepogonskim točkovima se može dodatno smanjiti korišćenjem tanjeg materijala za gredu koja povezuje točkove. Diferencijal kod pogonske krute osovine može biti integrisan u kućište osovine ili može biti montiran na karoseriju vozila i tako odvo- jen od osovine. Prvo rešenje je primerenije teškim vozilima, a drugo, koje omogućava značajno smanjenje neogibljene mase se naziva i De Dionova osovina, i uglavnom se koristi na putničkim vozilima.

De Dionova kruta pogonska osovina
Tokom 30-ih godina prošlog veka francuski proizvođač automobila De Dion je pronašao način da smanji neogibljenu masu tako što je pogonske elemente zadnje osovine fiksirao za karoseriju umesto na samu osovinu. Ovaj tip krute pogonske osovine je dugo korišćen kod sportskih vozila, ali je napušten zbog masovnog korišćenja nezavisnih sistema oslanjanja. Tokom razvoja Mercedesovog modela Smart tokom 1996. konstruktori su tražili rešenje za kompaktno smeštanje pogonskog sklopa nad zadnje točkove. Rešenje je nađeno vezi oblika slova U koji povezuje dva točka. De Dionova osovina je prikazana na slici 2.

Slika 2. De Dionova osovina

Krute osovine sa uzdužnim lisnatim gibnjevima
Kod većine sistema krutog oslanjanja se koriste uzdužni lisnati gibnjevi. U zavisnosti od konstrukcije oni mogu da obezbede delimičnu ili potpunu kontrolu osovine. Često se koriste i dodatne spone da bi se ograničile bočne ili uzdužne sile koje deluju na osovinu. Lisnati gibnjevi nude nekoliko prednosti, između ostalih malu visinu sklopa, zauzimaju malo prostora i stvaraju mala opterećenja na tačkama gde se gibnjevi vezuju za karoseriju jer su mesta veze na prilično velikoj međusobnoj udaljenosti.

Lisnati gibnjevi takođe imaju i nekoliko mana, kao što su velika masa, trenje, tendencija da se uvijaju (prilikom ubrzanja ili kočenja lisnate opruge dobijaju oblik slova S), poskakivanje točkova prilikom promene opterećenja (slika 3). Zbog svih nabrojanih mana lisnati gibnjevi ne mogu da obezbede komfor koji se zahteva kod današnjih putničkih vozila.

Slika 3. Mane krute osovine sa lisnatim gibnjevima

Hotchkissova osovina (slika 4) je dobro poznati tip zadnje pogonske osovine koja poseduje eliptične lisnate gibnjeve, i danas se koristi na mnogim SUV vozilima i lakim teretnim vozilima. Ovo rešenje nema nikakvih dodatnih veza na oslanjanju. Bočna i uzdužna pomeranja točkova se kontrolišu samo pomoću lisnatih gibnjeva.

Transportna vozila i manja kombinovana vozila često imaju veća osovinska opterećenja od putničkih vozila na kojima su zasnovana. Kako bi izdržala opterećenja ova vozila koriste krute osovine sa lisnatim gibnjevima koji ujedno i vode točkove. Ovaj tip osovine ne zahteva nikakve dodatne veze na oslanjanju i predstavlja najjednostavnije i najekonomičnije rešenje za nepogonske zadnje osovine. Međutim ovo rešenje ne ostavlja puno prostora za dodatna poboljšanja jer bi mekši (duži) lisnati gibnjevi imali za rezultat manju bočnu kontrolu pri vođenju i povećano uvijanje.

Slika 4. Zadnja pogonska osovina sa lisnatim gibnjevima (Opel Campo iz 1995.)

Krute osovine sa spiralnim oprugama
Elementi koji kontrolišu kretanje krute zadnje osovine moraju da omoguće translaciju u vertikalnom smeru i rotaciju oko uzdužne ose vozila.

Lagane, spiralne opruge bez trenja ne igraju ulogu pri kontroli bočnog ili uzdužnog kretanja osovine. Bočne sile između karoserije i osovine se prenose pomoću Panhardovog štapa ili neke druge veze. Pomeranje Pan- hardovog štapa uzrokuje bočno pomeranje karoserije vozila tokom vertikalnog pomeranja osovine. Bočno pomeranje se može eliminisati korišćenjem Watt-ovih spona za kontrolu bočnog pomeranja (plavi elementi na slici 5). Osovina može biti vezana za karoseriju korišćenjem jedne veze u tri tačke i dve uzdužne veze

sa sa po dve tačke vezivanja. Primer korišćenja krute osovine sa spiralnim oprugama i uzdužnim vezama je Ford Mustang.

Slika 5. Nepogonska kruta osovina sa Wattovim sponama i dve uzdužne spone (Chrysler PT Cruiser iz 1997.)

Fordova kruta osovina sa četiri veze i spiralnim oprugama je korišćena vrlo često do 70-ih godina. Diferencijal se nalazi u kućištu krute osovine i vezuje se za karoseriju sa dve uzdužne spone sa donje strane i dve kose spone sa gornje strane. Momenti koji se javljaju prilikom kočenja i ubrzanja prenose se između karoserije i osovine pomoću gornjih i donjih spona. Bočne sile koje se javljaju na osovini se kontrolišu pomoću kosih spona. Ovo rešenje je prikazano na slici 6.

Slika 6. Zadnja pogonska osovina sa 4 spone (Ford Taunus, iz 1970.)

Kada kruta osovina sa uzdužnim vezama pređe preko neravnine tako da dođe do vertikalnog pomeranja samo jednog točka, osovina će dobiti i funkciju upravljanja („samoupravljivost“). Ova tendencija će biti još više izražena ukoliko je osa obrtanja spone bliža osovini. Ovaj efekat (slika 7) ima za uzrok nestabilno vođenje prilikom prelaska preko neravnina.

Slika 7. Samoupravljivost krute osovine

Još jedna od mana krutih osovina je promena vertikalnog opterećenja na točkove prilikom ubrzanja. Ukoliko je diferencijal u kućištu krute osovine, pogonski moment sa motora se apsorbuje u centrima mesta kontakta pneumatika sa podlogom, što rezultuje promenom vertikalnog opterećenja pneumatika. U primeru sa slike 8 pogonski moment M bi dodatno opreretio zadnji levi točak, a opterećenje bi bilo manje na desnom točku. U desnoj krivini bi desni točak mogao da proklizne, što može dovesti do gubitka bočne sile na celoj osovini i tako izazvati neželjeno proklizavanje zadnjeg dela vozila i gubitak stabilnosti.

Slika 8. Promena vertikalnog opterećenja usled dejstva pogonskog momenta (pogled sa zadnje strane vozila)

Spiralne opruge, koje su najčešće oslonjene na donje spone krute osovine, omogućavaju viši stepen udobnosti. Na kinematske osobine osovine se može uticati menjanjem geometrijske orjentacije postavljenih spona. Kinematskom optimizacijom mesta vezivanja spona se mogu postići poboljšanja u pogledu pozicije uzdužne ose obrtanja, stepena poniranja ili izdizanja prilikom kočenja i ubrzanja i stepena samoupravljivosti prilikom prelaska preko neravnine samo jednim točkom. Na slici 9 su prikazana različita konstrukciona rešenja oslanjanja sa krutom osovinom.

Slika 9. Različita rešenja oslanjanja sa krutom osovinom

Kod krutih osovina dve gornje spone se mogu zameniti jednom trouglastom vezom sa tri tačke vezivanja. Kontrola bočnog kretanja karoserije u odnosu na krutu osovinu se rešava postavljanjem Panhardovog štapa (slika 10) ili Wattovim sponama.

Slika 10. Zadnja pogonska osovina sa tri spone i Panhard-ovim štapom
Tekst Vanja Dragosavljević
Ilustracije: Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components,Mechatronics, Perspectives Bernd Heißing, Metin Ersoy; Automotive Engineering Powertrain, Chassis System and Vehicle Body David A. Crolla
14267
Postavljeno: 13.09.2012

Arhiva: Tehnika

Rubrika: Tehnika
Postavljeno: 01.11.2017

Frankfurt na struju
Tekst sa video prilogom!

Nedavno završeni sajam automobila u Frankfurtu, pakazao je određeni zamor klasične auto industrije. Iako je još prerano otpisivati automobile sa motorima sa unutrašnjim sagorevanjem, električni modeli ostaju opredeljujuća tehnologija u dugoročnom periodu. Upravo tu svoju šansu vide azijski proizvođači, a posebno oni iz Kine kako bi okončali primat Euro – US osovine


Rubrika: Tehnika
Postavljeno: 05.06.2014

Kondenzatori

Današnja vozila uglavnom se snabdevaju energijom iz fosilnih goriva ili iz baterija i pri umerenom opterećenju su prilično efikasna, međutim, kada je iznenada potrebna velika snaga efikasnost opada, a životni vek postaje kraći


Rubrika: Tehnika
Postavljeno: 16.04.2013

Pneumatici

Kao elementi veze između podloge i vozila, pneumatici su zaduženi za prenos poprečnih, uzdužnih i vertikalnih sila između podloge i vozila.


Sistemi upravljanja vozilom

11.02.2013

Mehanizmi za vođenje točkova

12.10.2012

Mehanizmi za vođenje točkova

13.09.2012

Sistemi oslanjanja

21.08.2012

Geometrija oslanjanja

05.06.2012

Car-to-x

16.01.2012

Porsche 911 Carrera

23.12.2011

Mazda SKYACTIV

07.09.2011

Nokian WR G2

16.03.2010

20 godina TDI motora

01.03.2010

MultiAir motor

21.01.2010

BMW Vision EfficientDynamics

15.10.2009

Mercedes-Benz hibridi

08.10.2009

Pneumatici

25.06.2009

Mazda

18.11.2008

BMW Efficient Dynamics

28.10.2008

Porsche 911 Carrera 4S

06.10.2008

Aerodinamika u Formuli 1

03.09.2008

Bokser motor

19.09.2007

Marko
13.9.2012 03:58
15
0

Svaka cast za clanak

Enzo
13.9.2012 08:07
14
0

...racunam na to da cete nastaviti sa ovako kvalitetnim tekstovima ako vidite dosta komentara...
Modeli automobila i karakteristike se zaborave, osim ako su nezaboravni (neki Ferrari, Bugatti, Trabant...), a ovo je skoro pa klasicna literatura :)

tulipan
13.9.2012 20:22
10
0

Tekst je odlican..samo ovakvi tekstovi sadrze egzaktne podatke i tu nema raspravljanja da li je tako ili nije..da li je bolji 1.6 ili 1.4, dizel ili benzin, mercedes ili bmw, polovno ili novo pa se i ne mogu ocekivati brojni komentari :)))..U svakom slucaju odlicna tema..a sledeca bi mozda mogla biti poredjenja i karakteristike turbo punjaca i kompresora ;)

Milan
17.9.2012 13:58
4
0

Kod novih putnickih automobila, spominju se 2 varijante oslanjanja zadnjih tockova: multilink i torziona osovina. Multilink je nezavisno a meni nije najjasnije sta je torziona osovina, da li to spada u gorenavedene zavisne ili u polunezavisne, posto sam cuo razlicita misljenja? Molim za pojasnjenje od autora clanka ili od nekog ko je strucan :-)

ali - malo podataka iz iskustva
17.9.2012 19:39
3
2

odlican text, hvala. kad se samo setim koliko smo vremena proveli oko ovih stvari (i ostalih) a koliko malo ili nimalo oko bitnih stvari (multilink na primer). kad se sve sabere, sve te (zavisne osovine na primer) stvari su odavno resene i nema potrebe baviti se njima (osim ovakvih informativnih textova koje svesrdno pozdravljam) i kada dodjete u situaciju da nesto napravite, vec imate gotove obrasce i samo ubacujete brojeve. nezavisno vesanje u bilo kojoj formi je mozgalica. cak i ako kazete da necete pasivno upravljanje (a nekako to bas uvek hocete) imate uvek milion stvari od vodjenja do podasavanja tockova, velicine tockova, prilagodljivosti razlicitim dimenzijama.......milion

Autor
18.9.2012 17:15
0
0

Torziona osovina postoji u varijanti zavisne i poluzavisne.

Milan
19.9.2012 11:21
1
0

Hvala na odgovoru!

Relativno sam mlad vozac, plus ocekuje me naredne godine kupovina novog auta pa me zanimaju ovakve stvari a ne znam bas mnogo...

Ovo pitanje me zanima jer koliko sam citao zavisno oslanjanje tj. krute osovine mogu da se jako lose pokazu kod naglog kocenja i u ekstremnim situacijama pri vecim brzinama itd. A meni je ipak bitno da je auto sto stabilniji iako ne vozim preterano sportski... Onda sam sa nekih drugih sajtova video da je torziona osovina kod novih auta ustvari nije torziona osovina vec da je u pitanju neko poluzavisno oslanjanje koje je kao jos bolje od multilink oslanjanja, pogotovo u krivinama itd... Jedino sto sam zakljucio da se svi slazu je da multilink daje vecu udobnost, manje prenosi neravnine, ali to mi nije imperativ...

Da li moze neko pojasnjenje ili me usmerite a neke stare tekstove ako ih ima.

Autor
19.9.2012 14:25
1
0

U narednom broju casopisa ce detaljnije biti izlozeno upravo nezavisno oslanjanje sa trouglastim ramenima i polunezavisno oslanjanje.

@bata
30.9.2012 18:26
0
0

Vrlo zanimljiv članak, ali da bi bilo jasnije širem krugu čitalaca, pojasnio bih termin torzione osovine. Ona izgleda kao čirilično slovo p kraci povezuju točkove a prednji deo je povezan sa karoserijom. Kao takav je vrlo jednostavan i jeftin za ugradnju u manje zahtevnim vozilima, naravno primenjen na zadnjoj osovini a kod prednje vuče. Ujedno obavlja i ulogu stabilizatora u krivini. Multi link ili veza točka sa više ramena, je daleko složenija i skuplja varijanta, omogučava egzatno vođenje točkova pogotovo kada je zadnja osovina pogonska, jer svaka poluga sistema ima zadatak da pri različitom opterećenju održava pravilan ugao točka a sve u svrhu što boljeg prijanjanja pneumatika prilikom prenosa snage motora ili kočenja.

Pošaljite komentar:

Molimo vas da pre slanja komentara pročitate sledeće uputstvo:
Redakcija zadržava pravo izbora komentara koji će biti objavljeni, kao i pravo skraćivanja komentara.
Anonimni komentari se ne objavljuju.
Komentari koji sadrže vređanje, nepristojan govor, rasnu i nacionalnu mržnju kao i netoleranciju svake vrste neće biti objavljeni. Govor mržnje ne tolerišemo.
Zbog ograničenog prostora, komentare koji predstavljaju komentar drugih (već objavljenih) komentara ne objavljujemo, kao ni polemike između komentatora. Molimo vas da u svrhu diskusije i polemike koristite naš Forum.
Pre pisanja samog komentara, molimo vas da izaberete tačan tekst na koju se odnosi komentar. Komentari koji sadržajem ne korespondiraju sa tekstom sa koje su poslati neće biti objavljeni.
VRELE GUME ne odgovara za sadržaj objavljenih komentara. Mišljenja iznešena u komentarima su privatno mišljenje autora komentara i ne predstavljaju stavove redakcije.

Vaše ime:


Vaš komentar:



Anti-spam-kod:
Kako bi bili sigurni da ste osoba, a ne robot-spamer, molimo Vas da u donje polje unesete kod sa slike: