Poznávacím znamením všech Tater je originální skladba podvozku používaného na stejném principu bezmála 100 let. Základním stavebním kamenem je zásadní „použití centrální nosné roury a náprav s nezávisle zavěšenými výkyvnými polonápravami sešroubovanými v jeden celek“, jak svůj trik popisuje hrdý výrobce.
Historie a princip tatrovácké koncepce
Zdánlivě bezchybný systém vyvinul rakouský průkopník Hans Ledwinka. Prvním prototypem Ledwinkova řešení byla toho času ještě osobní Tatra 11 z let 1923-1926. Architektura pevného páteřového rámu s nezávislým zavěšením byla vyvinuta do nejtěžších podmínek vyžadujících stabilitu a nadstandardní průchodnost i neobyčejnými překážkami zvoleného směru.
Centrální roura a s ní pomocí příčníků spojený svařovaný rám tvoří extrémně tuhý nosný systém vozidla, který je proti běžné rámové koncepci výrazně tužší v krutu a ohybu. Technické prameny uvádí hodnoty: 5 - 10x vyšší tuhost v krutu a až 5x vyšší tuhost v ohybu ve srovnání s vozidly standardní koncepce.
Výhody centrální nosné roury a modulární koncepce
Úsporu času i peněz na údržbě slibuje centrální nosná roura, pomocí které dochází také k dosažení vysoké torzní tuhosti a k ochraně nástavby od přenášeného zatížení. Dlouhodobé měření a výpočty ukazují, že centrální roura přispívá k torzní tuhosti podvozku z 50 - 70 %.
Výhodou modulové konstrukce podvozku je zaměnitelnost dílů, čímž se zvyšuje provozuschopnost, zjednodušuje údržba a minimalizují se náklady na výrobu. Díky modulové koncepci lze teoreticky sestavit jakýkoliv typ podvozku. Na zakrytovaný systém kostry podvozku lze na objednávku montovat modulárně sestavu 2, 3, 4, 5 i více náprav s pohonem všech kol.
| Prakticky vyráběné konfigurace | Poznámka |
|---|---|
| 4×4, 6×6, 8×8, 10×10, 12×12, 16×8 | Více řiditelných náprav, modulární sestavení |
| 6×6 s rozvorem 5000 mm | Unikátní šestinápravový podvozek 12x12 |
Jádro hnacího ústrojí: diferenciály a hřídele v nosné rouře
Tatrovácká koncepce pracuje vždy s hnanými výkyvnými polonápravami a uzávěrkami diferenciálů. Ty jsou umístěny v centrální nosné rouře. 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. 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 převodu.
Z výše uvedeného je zřejmé, že neohroženější část hnacího traktu vozidla je bezpečně schovaná právě v centrální nosné rouře. Srdcem každého podvozku TATRA je ikonická centrální nosná roura, ukrývající hnací hřídele a diferenciály.
Nápravy, převody a jejich variace
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.
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. 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.
Výkyvné polonápravy: princip a provozní důsledky
Typickým znakem výkyvných polonáprav je rozdílná pozice kola vůči podložce v závislosti na zatížení polonápravy (prázdný vůz nohy do "O", naložený do "X") mající vliv na opotřebení pneumatik. 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 (viz první vozy vč. Tatra T 11 či nákladní Tatra T-24) za cenu rozdílné velikosti ozubení „levého“ a „pravého“ soukolí, ale to s sebou nese problémy pevnostního dimenzování a rozšiřuje to sortiment výroby.
Odpružení: od listových per po KING FRAME
Odvodit lze jednoduše 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.
Z hlediska odpružení existuje volitelná paleta mezi vzduchovými vaky, torzními tyčemi a listovými pružinami. Všechny typy odpružení jsou doplněny teleskopickými tlumiči a některé též zkrutnými stabilizátory. Brzdy jsou taktéž předmětem výběru zákazníka. Portfolio značky nabízí vzduchovou bubnovou techniku s klínovými rozvírači Perrot, nebo kotouče na předních kolech.
Odpružení předních náprav je mechanické s nosností 8 t na nápravu, a to 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). Vzduchové odpružení předních náprav bylo vyvinuto především pro řadu vozidel T 815-7. Dovoluje nosnost náprav až 9 t, souvisí s ním však odlišný systém řízení.
Zadní nápravy využívají odpružení mechanické listovými pery s nosností až 11,5 t na nápravu, vzduchové s nosností až 10 t na nápravu a možností regulace světlé výšky. Tento typ je opět primárně vyvinut pro řadu T 815-7.
KING FRAME - kombinované odpružení
Originální specialitou je kombinovaný systém odpružení KING FRAME. Principem je použití mechanických listových nebo šroubových pružin a vysokotlakých vzduchových vlnovců jako spolupůsobících elementů. Koncepce KING FRAME byla vyvíjena od roku 1994. Mechanická část pérování je dimenzovaná na pohotovostní hmotnost vozidla, zvýšenou o 10 %.
Ostatní zatížení, tedy náklad, až do maximální celkové hmotnosti automobilu nese pneumatická část systému s pracovním tlakem až 1,25 MPa. Výsledkem je, že kombinací vzduchových vlnovců a listových pružin je možno dosáhnout u těžké varianty KING FRAME hmotnostní hranice 16,5 t na nápravu při rozumné dimenzi listové pružiny.
Modelové řady podvozků a unifikace
V souvislosti s intenzivním zaváděním modelové a typové unifikace nabídky středně těžkých a těžkých nákladních vozidel značky Tatra byly pečlivě vypracovány tzv. Nová definice. Typová řada I (TŘ-I) zahrnuje podvozky těžkých nákladních vozidel Tatra s výhradně pneumatickým odpružením přední nápravy (předních náprav) a s novou generací systému řízení. Typová řada II (TŘ-II) zahrnuje podvozky těžkých nákladních vozidel Tatra s výhradně mechanickým odpružením předních náprav a původním systémem řízení.
Typickým znakem a významným výsledkem zavádění důsledné unifikace je skutečnost, že tzv. vnitřní součásti náprav a nosných rour jsou unifikované s typovou řadou I. Stejná míra unifikace se týká také provedení zadních náprav a jejich systému odpružení, které je konstruováno ve čtyřech variantách: pneumatické s vlnovci ...
Typová řada III (TŘ-III) zahrnuje žebřinové podvozky středně těžkých nákladních vozidel Tatra vybavené originálními portálovými nápravami Tatra Rigid pro celkovou hmotnost vozidla 15,5 t (6x6), resp. 13 t (4x4). Typová řada III nemá - z pochopitelných důvodů - žádné konstrukční nebo výrobní vazby na ostatní typové řady.
Moderní aplikace: Tatra Phoenix a Force
Vlajkovou lodí pro civilní trh je modelová řada Tatra Phoenix, jež se vyrábí od roku 2011. Tatra Phoenix představuje spojení prověřeného podvozku tatrovácké koncepce tvořeného páteřovou nosnou rourou a výkyvnými nezávisle zavěšenými polonápravami s konstrukčními skupinami a kabinou od renomovaných světových výrobců.
Tatra Phoenix může být vybavena nejrůznějšími konstrukčními skupinami a prvky, které jsou přizpůsobeny potřebám jednotlivých uživatelů. Podvozky jsou k dispozici v provedeních 4×4, 6×6, 8×8, 8×6, 10×10 či 10×8. K pohonu slouží moderní motory PACCAR MX-11 a MX-13, které splňují nejnovější emisní normy.
Tatra Force má šanci zatížit vzduchovou nápravu pod kabinou 8 až 10 tunami, k tomu zájemce může přidat na zadní nápravy vaky + listová pera (zatížení 16 tun), nebo pouze vzduchové vaky, a to by se projevilo zatížením devět tun na nápravu včetně možnosti operativní regulace světlé výšky.
Provozní nasazení a reputace
Přístup Tatry ke konstrukci podvozkových částí těžkých modelů zajistil značce věhlas po celém světě. Zdárným příkladem je pravidelné dosahování fantastických výkonů kopřivnických aut během více než 30 let účinkování v Rallye Dakar, vynikající prezentace tuzemských kamionů probíhá taktéž na pouštním putování Africa Eco Race a terénní dovednosti prověřují i trialové závody.
Off-roadové schopnosti Tatry jsou nezpochybnitelné letitou praxí závodníků i obyčejných šoférů, kteří zkouší hranice průjezdnosti nákladního vozu v rámci výkonu zaměstnání u armády, ve stavebnictví, v těžařství, u lesníků, v zemědělství nebo u hasičů. Řidiči i zákazníci vozidel TATRA očekávají víc než jen špičkové jízdní vlastnosti a techniku.
Silné stránky a unikáty
- Světový unikát: podvozek s centrální nosnou rourou.
- Extrémní tuhost v krutu a ohybu, výrazné snížení namáhání rámu a nástaveb.
- Možnost přímého upevnění některých nástaveb na centrální rouru (bez horního rámu).
- Nezávislé výkyvné polonápravy s korunovými diferenciály a dutými hřídeli.
- Široká škála odpružení včetně inovativního KING FRAME.
Ověřená konstrukce
Český patent na podvozky nákladních aut může závidět celá zeměkoule. Osvědčená konstrukce se používá skoro celé století a není důvod cokoliv měnit. Vyvíjí se nástavby, ale roura s nezávislým zavěšením zůstávají.
Podvozek tatrovácké koncepce může fungovat bez svařovaného horního rámu, to znamená, že některé nástavby mohou být připojeny pomocí příčníků přímo k centrální rouře, což snižuje nástavbářům materiálové náklady na pomocný rám a umožňuje zvýšit užitečné zatížení nástavby.
tags: #tatra #podvozek #konstrukce