Tatra - Tatrovácka koncepce

Když se řekne Tatra, automaticky se téměř všem odborníkům či poučené veřejnosti vybaví heslo – výkyvné, nezávisle zavěšené poloosy. A je to tak správně, protože právě to je rodinné stříbro automobilky.

Samozřejmě tomu tak nebylo vždycky, a dokonce ani dnes nejde o výlučnou a jedinou konstrukci, kterou Tatra Kopřivnice u svých vozidel používá. Co je však zcela jasné a prokazatelné, je fakt, že jde o konstrukci ojedinělou, neopakovatelnou a v mnohém nedostižnou. Je dokonce tak unikátní, že dala vzniknout pojmenování, které má dnes nezpochybnitelné místo ve světě konstrukce automobilu – tatrovácká koncepce. Jejím konstruktérským otcem byl nezapomenutelný Rakušan Hans Ledwinka.

Světový unikát
Jedinečná tatrovácká koncepce podvozku zahrnuje několik chráněných technických řešení. Podvozek s centrální nosnou rourou je světový unikát, který vznikl v Tatře před více než 87 lety. Od té doby byl prověřen v náročných provozních podmínkách všech světových kontinentů. Vozidla úspěšně zdolala téměř všechny typy terénů na zeměkouli. 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.

Důležitou skutečností je fakt, že extrémní tuhost podvozku je výsledkem spojení centrální roury a rámu. Dlouhodobé měření a výpočty ukazují, že centrální roura přispívá k torzní tuhosti podvozku z 50 – 70 %.Vysoká tuhost nosné struktury ovlivňuje rozhodujícím způsobem jízdní vlastnosti a namáhání rámu a nástaveb. Ohybová tuhost ovlivňuje zejména pohodlí jízdy (menší nároky na uložení kabiny řidiče). Krutová tuhost pak ovlivňuje stabilitu a řiditelnost vozidla (vysoká příčná stabilita při jízdě v zatáčkách, na vozovkách s příčným sklonem a v členitém terénu). Prokazatelně snižuje namáhání svařovaného rámu a nástaveb (cisterny, jeřáby atd.), což umožňuje jednodušší upevnění nástaveb.

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. Podobné řešení si nemůže klasická koncepce vozidla s žebřinovým rámem dovolit. Tuhá nosná struktura podvozku ve spojení s nezávisle odpruženými výkyvnými polonápravami umožňuje až o 30 % vyšší rychlost jízdy v terénu ve srovnání s vozidly klasické koncepce při zachování komfortu jízdy.

Jádro Tatry
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. 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 samozřejmě 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 převodu. 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 hřídelem 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 jsou stejné.

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, tloušťka stěny 7 mm, spojuje moduly náprav. Díky promyšlené konstrukci tak vozidla Tatra, využívající tatrováckou koncepci, mohou mí dvě, tři, čtyři, pět nebo šest náprav. Unikátem je šestinápravový podvozek s pohonem 12x12 s rozvorem 5000 mm mezi druhou a třetí nápravou! Z výše uvedeného je zřejmé, že neohroženější část hnacího traktu vozidla je bezpečně schovaná právě v centrální nosné rouře.

KING FRAME a další
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. Všechny typy odpružení jsou doplněny teleskopickými tlumiči a některé též zkrutnými stabilizátory.

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.Originální specialitou je kombinovaný systém odpružení KING FRAME. (prezentován již v roce 1996 na vozidle S13). Význam konstrukce kombinovaného odpružení je srovnatelný se zavedením tatrovácké koncepce vozidla, nasazením vzduchem přímo chlazených motorů do nákladních vozidel a vývojem vzduchem přímo chlazených motorů V8 směrem k emisním normám Euro 0 až Euro 5.

Principem je použití mechanických listových nebo šroubových pružin a vysokotlakých vzduchových vlnovců jako spolupůsobících elementů. K takovému řešení vedly minimálně dva silné důvody. Za prvé technický pokrok u konkurence nutil firmu nabídnout zákazníkům nákladní automobil s nosností 13 až 16 t na nápravu. Dosavadní koncepce tatrováckého podvozku, v závislosti na určení automobilu, vybaveného buď listovými nebo vzduchotlakými vlnovcovými pružinami, dovolovala maximální zatížení 11,5 t na nápravu. Druhým podstatným důvodem byla nezbytnost novým technickým způsobem zajistit rovnoměrnější opotřebení pneumatik při nezatíženém vozidle.

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. Během vývoje bylo kombinované pérování aplikováno i na nižší tonáže pohybující se v rozmezí 9 až 11,5 t na nápravu. Lehká varianta odpružení KING FRAME má stejné vlnovcové pružiny jako jsou u těžkých náprav, rozdíl je však v mechanické části. Tou je uvnitř vlnovce umístěná šroubové pružina. Síla od kola, odpovídající tlaku na poloosu je přenášena přes konzolu přivařenou napevno na polonápravě na spodní víko vlnovcové pružiny. Síla je vyrovnávána jednak protitlakem stlačeného vzduchu a jednak silou vyvozenou stlačením šroubové pružiny. Horní víko pneumatického členu pružení je spojeno se skříní nápravy. Tento typ pružení je doplněn teleskopickými tlumiči. Systém KING FRAME zaručuje, že při nevyužité pneumatické části mechanické pružiny ustaví poloosy nezatíženého vozidla do vodorovné roviny, souběžné s vozovkou. Dochází tak ke stejnoměrnému opotřebení pneumatik. KING FRAME posunul hranice použitelnosti původní Ledwinkovy konstrukce.
K opravdové a jedinečné Tatře s podvozkem tzv. 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. Žádné jiné vozidlo nedokáže v těžkém terénu nabídnout takové jízdní výkony jako právě vozy z Kopřivnice.

rozvodovka je stejně jako ostatní součásti hnacího traktu schovaná v centrální nosné rouře, respektive je její nedílnou součástí.

specialitu tatry nalezneme také u diferenciálů, ty jsou na rozdíl od konkurence tzv. korunového nebo-li válcového typu. Stálý převod je složen ze dvou párů kol.

Zdroj: Trucker 07/10
Autor: Milan Olšanský

Fotogalerie