Poprvé byl použit u osobního vozidla Tatra T11 v roce 1923 (s nehnanou tuhou přední nápravou) jako jednoduchá levná varianta nejlepšího nezávislého zavěšení kol, zabezpečujícího prakticky stálý kontakt hnacích kol s vozovkou. V dnešní době se v konstrukci osobních vozů používá nezávislé zavěšení již téměř výhradně na vhodnějších lichoběžníkových ramenech, snižujících neodpružené hmoty a zvětšujících poloměr kývání kola.
Intenzívním vývojem a zdokonalováním páteřového rámu dokázala společnost Tatra vyvinout jeden z nejdokonalejších podvozků nákladních automobilů. Díky modulové koncepci lze teoreticky sestavit jakýkoliv typ podvozku. Prakticky vyráběné podvozky společností Tatra jsou 4×4, 6×6, 8×8, 10×10, 12×12 a 16x8 s více řiditelnými nápravami. Na vstupu do rozvodových skříní náprav se v nosné rouře (v současné verzi) nachází uzamykatelný čelní nápravový diferenciál a mezi jednotlivými nápravami uzamykatelné čelní mezinápravové diferenciály. Z rozvodové skříně jsou uvnitř odpružených nezávisle výkyvných polonáprav vedeny hnací hřídele kol, propojené u řiditelných náprav v místě rejdového čepu stejnoběžným kloubem.
Obdobně lze odvodit i verzi s nehnanými polonápravami, která ovšem nemá valného smyslu - absence jejich pohonu přináší jen malou úsporu hmotnosti, náprava zůstane znatelně těžší a prostorově náročnější než při použití nehnané tuhé nápravy obvyklé konstrukce. Díky modulové koncepci lze teoreticky sestavit jakýkoliv typ podvozku. Výhodou modulové konstrukce podvozku je zaměnitelnost dílů, čímž se zvyšuje provozuschopnost, zjednodušuje údržba a minimalizují se náklady na výrobu.
Podvozek tahače Tatra 25 v muzeu Tatra ilustruje typický znak výkyvných polonáprav: rozdílná pozice kola vůči podložce v závislosti na zatížení polonápravy (prázdný vůz nohy do „O“, naložený do „X“), mající vliv na opotřebení pneumatik. Zadní nápravy vozu Tatra 26/30 v řezu ukazují klasické řešení. Další známou technickou zajímavostí současného provedení koncepce podvozku je přesazení levých polonáprav oproti pravým (asi 50 mm u vozu Tatra T 815), což je vyvoláno pozdějším užitím prakticky shodných ozubení kuželových pastorků a talířových kol rozvodovek. Problém lze řešit i s nulovým rozdílem podélné polohy polonáprav za cenu rozdílné velikosti ozubení, ale to s sebou nese problémy pevnostního dimenzování a rozšiřuje to sortiment výroby.
Vedle vozidel Tatra lze tento systém podvozku nalézt i u dalších automobilů - např. Pinzgauer a Haflinger - vozidel firmy Steyr, kde Hans Ledwinka a jeho syn Erich Ledwinka po určitou dobu působili. Tatra do soutěže nabídla třínápravový šestikolový traktor s označením Tatra 25, který konstrukčně vycházel z nákladního automobilu Tatra 24. Prototyp měl bezrámový podvozek s nosnou troubou i výkyvnými poloosami, ale pro pohon všech kol (6x6) byl ještě použit řadový zážehový čtyřválec s vodním chlazením. Ten měl vrtání 115 mm, zdvih 180 mm, zdvihový objem 7480 cm3 a výkon 65 k (47,8 kW).
Procesy zkoušek a technické detaily pokračovaly: rozvor náprav prototypu T 25 3000 + 1250 mm, rozchod kol vpředu 1740 mm, vzadu 1700 mm, celková délka 5840 mm, šířka 2200 mm, výška 3000 mm. 7460 kg byl vlastní hmotnost traktoru; tažné zařízení bylo možné zatížit na 7500 kg při jízdě na první rychlostní stupeň. Pro jízdu těžkým terénem se daly na zadní kola traktoru montovat řetězy nebo pomocné pásy. Od roku 1928 probíhaly srovnávací zkoušky s konkurencí Breitfeld-Daněk a Latil; Tatra své konkurenty výrazně předčila díky volbě podvozku. Při zkouškách v roce 1929 byly traýči testovány pod zatížením nákladem 3000 kg a tahem houfnice ráže 15 cm o hmotnosti 7000 kg; výsledky ilustrují výjimečnost tatrovácké koncepce.
Když se řekne Tatra, bývá asociována výklopy výkyvné, nezávisle zavěšené poloosy. Není to však vždy výlučná konstrukce. Tatru charakterizuje unikátní tatrovácká koncepce, jež dala vzniknout pojmenování „tatrová koncepce“. Konstruktérským otcem byl Hans Ledwinka. Světový unikát zahrnuje centrální nosnou rouru a nezávisle zavěšené výkyvné polonápravy.centrální roura a rám tvoří extrémně tuhý nosný systém vozidla, který je proti běžné rámové koncepci výrazně tužší v krutu a ohybu. Technické prameny uvádějí hodnoty 5-10x vyšší tuhost v krutu a až 5x vyšší tuhost v ohybu ve srovnání s vozidly standardní koncepce. Dlouhodobé měření a výpočty ukazují, že centrální roura přispívá k torzní tuhosti podvozku z 50-70 %. Vysoká tuhost nosné struktury ovlivňuje jízdní vlastnosti a namáhání rámu a nástaveb. Ohybová tuhost ovlivňuje pohodlí jízdy; krutová tuhost ovlivňuje stabilitu a říditelnost vozidla. Prokazatelně snižuje namáhání svařovaného rámu a nástaveb, což umožňuje jednodušší upevnění nástaveb. Podvozek tatrovácké koncepce může fungovat bez svařovaného horního rámu, což umožňuje vyšší užitečné zatížení nástavby.
Jádro tatrovácké koncepce a technické detaily
Tatrovácká koncepce pracuje vždy s hnanými výkyvnými polonápravami a uzávěrkami diferenciálů. Ty jsou umístěny v centrální nosné rource. Na rozdíl od klasického řešení náprav s kuželovým diferenciálem využívá Tatra diferenciály tzv. korunového či válcového typu. Stálý převod je složen ze dvou párů kol, a to proto, že pravá i levá strana mají každá svůj stálý převod. Kuželová kola se mohou kromě otáčení při výkyvech hřídele rovněž po sobě odvalovat a nahrazují tak kloub, neboť osa pastorku a osa výkyvu polonáprav jsou společné.
Obě hřídele polonáprav mají společný pohon jedním spojovacím hřídelem od přídavné převodovky. Spojovací hřídel je dutý a přenáší točivý moment přes kloub na klec diferenciálu rozvodovky první z náprav. Klec přenáší točivý moment na čepy satelitů, satelity a planetová kola, která jsou spojena dutými hřídeli s pastorky stálého záběru. Odtud se točivý moment převádí na talířová kola a hřídele kol. Klec diferenciálu další nápravy je poháněna hřídelem, který spojuje klece diferenciálů náprav a prochází dutým hřídellem pastorku stálého záběru předcházející nápravy. Pastorky i talířová kola diferenciálů obou hnacích hřídelů kol mají stejný počet zubů.
Aby nedošlo ke střetu ozubených kol obou hřídelů, musí být jejich osy vzájemně vysunuty. Posunutí je stejné u všech náprav, tedy rozvor na levé i pravé straně, stejně tak jako celkový rozvor. V současnosti jsou k dispozici tři druhy náprav: základní provedení bez redukcí v nábojích kol (s převodem 3,385) a s redukcemi ve dvou provedeních - „lehkou“ s převodem 2,714/2,333 a „těžkou“ s převodem 3,385/2,333. U náprav s redukcemi se podařilo postupně zvýšit nosnost z původních 9 t na současných 16,5 t. Centrální nosná roura s tloušťkou stěny 7 mm spojuje moduly náprav; díky tomuto řešení mohou vozidla Tatra mít dvě, tři, čtyři, pět nebo šest náprav. Unikátem je šestinápravový podvozek s pohonem 12x12 a rozvorem 5000 mm mezi druhou a třetí nápravou.
Odpružení předních náprav je mechanické s nosností 8 t na nápravu, torzními tyčemi pro verze s jednou řízenou přední nápravou (4x4 a 6x6) nebo listovými pružinami pro verze se dvěma řízenými nápravami (8x8, 10x10 a 12x12). Vzdušné odpružení předních náprav bylo vyvinuto pro řadu T 815-7; dovoluje nosnost až 9 t a souvisí s ním odlišný systém řízení. Všechny typy odpružení doplněny teleskopickými tlumiči a některé též zkrutnými stabilizátory. Zadní nápravy využívají mechanické listové pery s nosností až 11,5 t na nápravu, vzduchové s nosností až 10 t na nápravu a regulací světlé výšky. Tento typ je primárně pro řadu T 815-7. Originální specialitou je kombinovaný systém KING FRAME, prezentovaný již v roce 1996 na vozidle S13.
Kombinované pérování spojuje mechanické listové či šroubové pružiny a vysokotlaké vzduchové vlnovce; účel byl zajistit rovnoměrné opotřebení pneumatik, zvláště u nevyužitého podvozku. KING FRAME posunul hranice použitelnosti Ledwinkovy koncepce. Opravdové a jedinečné Tatře s podvozkem tatrovácké koncepce patří také originální vzduchem přímo chlazený motor a převodový agregát Tatra - ale o nich až zase někdy příště. Nezávisle zavěšené a odpružené poloosy jsou tím největším kouzlem Tatry, nicméně specialitu tvoří i diferenciály typu korunového či válcového typu.
Historie a světový kontext
Kopřivnická vozovka - akce Ledwinka představila dvouválcové Tatra 11 (1923) jako lidovou „drahy“ cestu k páteřovému rámu a výkyvně uloženým hnacím polonápravám; rám byl tvořen tenkostěnnou Mannesmannovou rourou a umožňoval délkovou variabilitu vozidel. Vůz s dvouhlavým motorem měl rozvod OHV a výkon 14 koní; finální provedení Tatra T 26/30 z roku 1927 mělo čtyřválcový motor Tatra 30, rozšířené poměry a dosahovalo rychlosti 60 km/h. Motor Tatra 30 byl plochý boxer s objemem 1679 cm3, výkonem 17.6 kW při 3000 ot/min, a mazání tlakové s nuceným oběhem. Převodovka byla čtyřstupňová s dvouúrovňovou redukcí, která nabízela osm rychlostí vpřed a dvě vzad.
V roce 1927-1933 vzniklo v Kopřivnici celkem 181 kusů vozů Tatra 26/30; konstrukce navazovala na tatrováckou koncepci; vpředu byla pevná náprava s tuhou přední nápravou a vzadu měly být výkyvné polonápravy. Vznikla řada terénních a vyhlídkových verzí; letité zkoušky ukazovaly skvělé jízdní vlastnosti i v extrémních podmínkách. Rozměry a hmotnosti vozu se lišily podle karosérie; rozchod kol byl 1300 mm, rozvor 2200-2900 mm, světlost 220 mm; hmotnost podvozku 780 kg, hmotnost vozu 1350 kg. Palivová nádrž 40 l, spotřeba 14-16 l/100 km. O stavbě a vývoji vozidel Tatra v období 20. let 20. století svědčí i pokračující vývoj centrální nosné roury a páteřového rámu, který umožnil sériovou výrobu vícenápravových podvozků a dlouhých konstrukcí pro speciální účely.
V průběhu let se tatrovácká koncepce rozšířila o varianty s více nápravami (až 16 kol) a s plnou i částečnou aktivací všech náprav. Tatra se prosadila jako světový unikát zejména díky centrální nosné rourě a výkyvně uloženým polonápravám; tato konstrukce umožňuje extrémní průchodnost terénem a vysokou stabilitu při rychlé jízdě. Důležitým prvkem je proudění točivého momentu skrze diferenciály a pastorky a jejich vzájemné synchronizace; tento systém legitimně označuje za „tatrováckou koncepci“.
Modulárnost a aplikace v praxi
Modulová koncepce umožňuje stavět vozidla se 2-6 nápravami a dokonce i s funkcí řízených náprav. Naše podvozková platforma se ukázala jako ideální pro speciální aplikace: tahače s 4×4, 6×6, 8×8, 10×10, 12×12 a 16×8 ochranné i sans pro armádní nasazení. Důležitou výhodou je možnost montáže nástavbářských systémů (cisterny, jeřáby, nosiče mostů) přímo na centrální rouru bez nutnosti složitých rámů a dodatečných nosných konstrukcí. KING FRAME koncept rozšířil možnosti využití koncepce a posunul hranice nosností až na 16,5 t na nápravu u těžkých variant.
V roce 1990+ Тatra získala kontrakty v různých ozbrojených silách po světě. Kromě tradiční Evropy zahrnují referencia Armádu Izraele, Indie, SAE, Brazílii a další země; vozy slouží jako logistické prostředky, nosiče nástavbových systémů a platformy pro obrněné vozidlo. Na šasi Tatra vznikají obrněnce TITUS, Tatrapan a další, stejně jako specializované podvozky pro dělostřelecké systémů a zbraňové komplety. Tatra se dodnes řadí mezi nejvýznamnější dodavatele těžkých vícenápravových podvozků, zejména pro extrémní a náročné provozní podmínky.
V civilním sektoru nacházejí tatrovácké podvozky uplatnění v hasičství, stavebnictví, ropném průmyslu a dalších náročných oborech. Díky modulárnosti a odolnosti se vozy Tatra užívají jako základ pro speciální nástavby včetně vyprošťovacích vozů, autojeřábů a dopravníků pro kontejnerový systém Multilift. O zázemí stavu a významu podvozkových technologií vypovídá široká paleta zákazníků i vozy, které slouží v zahraničí a hospodářských i obranných projektech.
Současné důsledky a význam pro Česko
Česká republika patří mezi velmi málo zemí, které schopné vyvinout a vyrábět těžké vícenápravové podvozky určené pro extrémní podmínky. Tatra je jednou z nejstarších a nejuznávanějších značek v textu; její podvozky a motory často slouží jako platforma pro speciální úkoly; v zahraničí jsou využívány i pro civilní aplikace a těžební průmysl. Značka z Kopřivnice tedy představuje strategický význam pro českou ekonomiku a bezpečnostní infrastrukturu, a to díky unikátní modulární koncepci, která umožňuje vyhovět náročným požadavkům zákazníků po celém světě.
tags: #sestikolovy #podvozek #tatra