Automobil

Z Multimediaexpo.cz

Ford Model T (1910)

Pojem automobil (auto) znamená dvoustopé osobní nebo nákladní silniční motorové vozidlo. Oproti této definici mezi automobily obvykle neřadíme autobusy. Jedná se o jeden z mnoha dopravních prostředků. Rozdělují se dle druhu pohonu, např. dieselové, zážehové, elektro aj.

V roce 2002 bylo na světě 590 000 000 registrovaných automobilů.

Počet osobních automobilů ve světě na 1000 obyvatel

Obsah

Původ a etymologický význam slova

Slovo automobil (zastarale kolojezd) pochází z řeckého άυτο („áuto“), samostatně a latinského mobilis ve významu pohyblivý. Často se používá zkrácený tvar auto, ve starší češtině byl rovněž užíván doslovný překlad slova automobil – samohyb. Automobil je tedy etymologicky definován jako samostatně se pohybující pozemní dopravní prostředek, který je nezávislý na kolejích nebo trolejích a k jehož pohybu není třeba tažných zvířat či lidské síly a je schopen se po zemi pohybovat díky svému vlastnímu pohonu. Této definici, která zahrnuje i motorová jednostopá vozidla (motorky, mopedy, motorová jízdní kola), autobusy a pojízdné pracovní stroje, však odpovídá v právních předpisech termín motorové vozidlo. Slovo automobil (auto) se používá v užším významu.

Historie

Renault six roues MH (1924)
Chevrolet Corvette C1 (1961)

Nejvýznamnější část historie automobilů se začala psát koncem 18. století, kdy byly realizovány první úspěšné pokusy s vozidly poháněnými parním strojem. K jejich prvním konstruktérům patřili Skot James Watt a nebo Francouz Nicolas Joseph Cugnot. Jeho parní stroj uvezl v roce 1769 čtyři pasažéry a dokázal vyvinout rychlost až 9 km za hodinu.

Počátek 19. století byl stále doménou parních strojů, které se postupně zlepšovaly a zrychlovaly. Nic to ovšem neměnilo na jejich provozní náročnosti a těžkopádnosti. Zvrat nastal ve druhé polovině 19. století, kdy se konstruktérům podařilo zprovoznit první spalovací motory. V letech 1862 až 1866 vyvinul Nicolaus Otto první čtyřdobý spalovací motor.

Vlastní vývoj dnešních automobilů začal v roce 1885 německém Mannheimu u Karla Benze, který si nechal patentovat svoji motorovou tříkolku. První dálkovou jízdu s automobilem podnikla Bertha Benzová 5. srpna 1888, a to cestu z Mannheimu do Pforzheimu.

V roce 1887 zcela nezávisle na Karlu Benzovi začal automobily stavět také Gottlieb Daimler, který při výrobě motorů spolupracoval s Wilhelmem Maybachem. V roce 1897 pak Rakušan Rudolf Diesel sestrojil první provozuschopný vznětový motor.

Prvním automobilem zkonstruovaným na území dnešní České republiky byl v roce 1897 Präsident (na počest prezidenta rakouského autoklubu) postavený v Kopřivnické továrně pro výrobu a prodej kolejových vozidel (Nesselsdorfer wagenbaufabriksgesellschaft – ve zkratce NW). V roce 1898 následoval první nákladní automobil.

Koncem 19. století se rovněž objevily první elektromobily. Soutěž mezi automobily s parním, elektrickým a spalovacím motorem trvala téměř až do konce prvního desetiletí 20. století. Poté začaly dominovat automobily se spalovacím motorem i když z hlediska efektivity přenosu energie je i po století vývoje dvakrát výhodnější elektromobil.

Ve dvacátém století se benzínem či naftou poháněné automobily staly nejvýznamnějším dopravním prostředkem. Revoluci ve výrobě a masové rozšíření automobilů odstartoval v USA Henry Ford tím, že vymyslel a vyrobil lidově dostupný automobil. Slavný Ford model T byl uveden na trh v roce 1908 a byl vyráběn až do roku 1927.

Charakteristické rozměry osobních automobilů

Rozvor náprav
Vzdálenost os přední a zadní nápravy.
Rozchod nápravy
Vzdálenost středů otisků pneumatik jedné nápravy. Rozchod přední a zadní nápravy vozidla se zpravidla liší.
Délka
Vzdálenost svislých rovin, které se dotýkají předního a zadního konce vozidla.
Šířka
Do šířky se nezapočítávají zpětná zrcátka, obrysová a směrová světla, pružné části apod.
Výška
Výška se měří při pohotovostní hmotnosti automobilu.
Převis přední a zadní
Vzdálenost od svislé roviny procházející osou kola k nejvzdálenějšímu bodu na přední/zadní části vozidla.mn, m,
Nájezdový úhel přední a zadní
Určuje se při maximálním zatížení vozidla. Je to úhel mezi podložkou a rovinou, která je tečná k pneumatikám a neleží pod ní žádný bod karoserie před/za nápravou.
Světlá výška
Vzdálenost střední části vozu od podložky. Určuje se při maximálním zatížení automobilu.

Třídy osobních automobilů

Podle charakteristických rozměrů jsou osobní automobily rozděleny do tříd. V současnosti je možné pozorovat tendenci neustálého nárůstu jak velikosti automobilů, tak výkonu jejich motorů. Hranice jednotlivých tříd se proto stále posunují.

Třída mini nižší nižší střední střední vyšší střední vyšší luxusní
Skupina A00 A0 A B C D
Skupina 1 2 3.1 3.2 4.1 4.2 5 6 7
Délka (mm) <3900 <4300 <4500 <4600 <4700 <4800 <5000 <5200 >5000
Rozvor (mm) <2500 <2600 <2700 <2800 <2900 <3000 >2900
Provozní hmotnost (kg) <1200 <1700 <1700 <1800 <2000 <2400 >2000
Běžný objem motoru (l) <1,2 1,2–2,0 1,6–3,2 1,6–3,5 2,0–3,5 2,5–6,0 >4,0
Výkon (kW) <45 40–132 59–190 75–210 100–270 170–350 >300
Příklad vozů Škoda – Škoda Fabia – Škoda Octavia – Škoda Superb – – –
Příklad vozů Audi – A2 – A3 – A4 A6 A8 –
Příklad vozů Ford Ford KA Ford Fiesta Ford C-MAX Ford Focus Ford S-MAX Ford Mondeo Ford Falcon Ford Taurus Ford Thunderbird
Příklad vozů VW Fox Polo Golf Jetta – Passat – Phaeton –
Příklad vozů Peugeot 107 207 308 – – 407 607 – –
Příklad vozů BMW – – BMW 1 – – BMW 3 BMW 5 BMW 7 –
Příklad vozů další Fiat Seicento Renault Clio Kia Cee'd Toyota Corolla Renault Laguna Volvo S40 Volvo S60 Volvo S80 Maybach Landaulet

Základní části automobilu

Základními technickými částmi současných osobních automobilů jsou karoserie, podvozek, hnací soustava, příslušenství, výstroj a výbava.

Karoserie

Karoserie představuje u většiny současných automobilů jeho nosnou část. Poskytuje prostor pro posádku a náklad a umožňuje montáž všech ostatních částí vozidla. Karoserie historicky starších vozidel byla pojata jako podvozková. Byla tvořena nosným rámem z (převážně ocelových) nosníků, na které byly přivařeny kapotovací plechy, které tvořily uzavřený prostor vozidla. Karoserie dnešních vozidel je koncipována jako samonosná, to znamená, že neobsahuje nosný rám. Nosnou funkci přebírají samotné kapotovací plechy. Mezistupněm je karoserie polonosná. Různé části karoserie jsou vyrobeny z různých materiálů. Používány jsou běžné konstrukční oceli, nízko a vysokolegované oceli, oceli s transformačně indukovanou pevností, nerezové oceli, tvárná litina, hliníkové slitiny, plasty aj. Karoserie hraje velmi důležitou roli při zajišťování aktivní i pasivní bezpečnosti vozidla. Proto obsahuje deformační zóny, jejichž účelem je pohltit při nehodě co největší množství energie.

Podle způsobu, jakým jsou v karoserii odděleny prostory pro motor, posádku a náklad rozdělujeme osobní vozy na:

Jednoprostorové
Motor, posádka i náklad od sebe nejsou odděleny pevnými příčkami karoserie. Tato konstrukce se dnes již nepoužívá.
Dvouprostorové
Prostor pro motor je oddělen od prostoru pro posádku a náklad.
Tříprostorové
Oddělené prostory pro motor, posádku i náklad.

Podle tvaru karoserie rozlišujeme tyto typy osobních automobilů:

Sedan. Tříprostorová čtyřdveřová karoserie pro 4–5 osob. Zadní stěna zavazadlového prostoru je svislá s výraznou hranou. Příklad: Mercedes-Benz třídy E.

Hatchback. Dvouprostorová tří nebo pětidveřová karoserie pro 4–5 osob. Zavazadlový prostor je přístupný dveřmi, které jsou ukotveny ve střeše vozu. Příklad: Fiat Grande Punto.

Liftback. Dvouprostorová pětidveřová karoserie pro 4–5 osob podobná hatchbacku. Záď vozu je delší a plošší. Příklad: Škoda Octavia.

Kombi. Dvouprostorová pětidveřová karoserie pro 4–7 osob. Prostor pro zavazadla je zvětšen, přístupný dveřmi ukotvenými ve střeše vozu. Příklad: Renault Laguna.

Kupé. Dvoudveřová tříprostorová karoserie určená pro 3-4 osoby. Záď vozu se směrem dozadu silně svažuje. Příklad: Porsche 911, verze 997.

Kabriolet. Tříprostorová otevřená dvou nebo čtyřdveřová karoserie pro 3-4 osoby. Střecha je plátěná nebo kovová, skládací. Příklad: BMW Série 2 Cabriolet.

Kupé kabriolet. Dvoudveřová tříprostorová karoserie určená převážně pro 2-3 osoby. Některé vozy mají ještě druhou řadu sedadel, na které je ale prostor pro cestující velmi stísněný. Střecha je rovněž plátěná nebo kovová, skládací. Příklad: Škoda Felicia.

Roadster. Dvoudveřová tříprostorová karoserie pro 2 – 3 osoby. Jen jedna řada sedadel, střecha plátěná skládací nebo pevná odnímatelná (tzv. hard-top). Příklad: Jaguar E Type.

Off-road. Dvouprostorová pětidveřová karoserie pro 4–9 osob. Stavba karoserie je podřízena dobré průchodnosti terénem. Má větší světlou výšku a velké nájezdové úhly. Příklad: Hummer H2.

SUV (Sport Utility Vehicle, sportovní užitkový vůz. ) Dvouprostorová pětidveřová karoserie pro 4–7 osob. Konstrukce je zaměřena hlavně na jízdu po silnici, ale je upravena pro zvládnutí nenáročného terénu. Příklad: Audi Q7.

MPV (Multi Purpose Vehicle, víceúčelový vůz. ) Dvouprostorová karoserie pro 5–7 osob. Pětidveřová, případně s posuvnými zadními dveřmi. Velký vnitřní prostor s variabilním uspořádáním. Příklad: Opel Zafira.

Cross-over. Automobil, obsahující prvky více kategorií. Dvouprostorová karoserie pro 5-7 osob. Příklad: Nissan Murano.

Podvozek

Podvozek vozidla se skládá z přední a zadní nápravy, odpružení, vozidlových kol, brzdové soustavy a řízení. Podvozek zásadním způsobem ovlivňuje jízdní vlastnosti vozidla.

Přední náprava osobních automobilů je řídící. Podle toho, jaká náprava je hnací a kde je uložen motor, rozlišujeme koncepci vozidla:

Klasická koncepce
Motor, spojka a převodovka jsou umístěny vpředu, rozvodovka vzadu. Hnací náprava je zadní. Přenos hnacího momentu z převodovky na rozvodovku je kardanovým hřídelem. Tuto koncepci používají např. vozy BMW.
Přední pohon
Všechny části pohonu jsou umístěny u přední hnací nápravy. Tuto koncepci používá v současnosti velké množství výrobců. Motor je uložen většinou napříč, někdy též podélně (Audi).
Zadní pohon
Všechny části pohonu jsou umístěny u zadní hnací nápravy. Pokud je motor uložen napříč před zadní nápravou, konstrukce se označuje jako provedení s motorem uprostřed (např. Porsche Cayman).

Nápravy přenášejí tíhovou sílu karoserie, hnací, brzdné a setrvačné síly. Svým pohybem umožňují řízení vozidla a odpružení.

Náprava typu McPherson.

Nápravy podle řiditelnosti:

  • řízená (řídící, řiditelná)
  • neřízená

Nápravy podle brzditelnosti:

  • brzděná
  • nebrzděná

Nápravy podle pohonu:

  • hnací (hnaná, poháněná, záběrová)
  • volná (nehnaná, nepoháněná)

V souvislosti s pohonem náprav se používá tzv. "znak náprav" obsahující informaci o celkovém počtu náprav a o tom, kolik jich je hnaných. Nejběžnější uspořádání má znak náprav 4x2 (čtyři kola celkem a z toho dvě hnaná). Pohon obou náprav je označován 4x4. Zmatení může nastat u náprav s dvojmontáží. Toto zaužívané označování tedy používá zjednodušení 1 náprava = 2 kola.

Podle konstrukce rozlišujeme:

  • Nápravu McPherson
  • Víceprvkovou nápravu
  • Lichoběžníkovou nápravu
  • Klikovou nápravu
  • Úhlovou nápravu
  • Kyvadlovou náprava
  • Tuhou nápravu
  • Nápravu De Dion
  • Chapmanovu napravu

Brzdová soustava

Brzdová soustava slouží k úpravě rychlosti pohybujícího se automobilu na nižší hodnotu (případně k udržení rychlosti na určité hodnotě při jízdě ze svahu) a k zabezpečení parkujícího vozidla před samovolným rozjetím ze svahu nebo odtlačením nenechavci. Během brzdění vozidla dochází k přeměně jeho kinetické energie disipací nebo rekuperací. Protože rekuperace je problematické řešení, běžně se používají disipační třecí brzdy kotoučové a bubnové. Pohybová energie vozidla se u nich mění v teplo projevující se vzrůstem teploty činných ploch třecích elementů. Z nich dále teplo přechází do okolního vzduchu.

Brzdy bývají umístěny v každém kole a jsou dimenzovány pro požadovaný brzdný výkon. V zásadě lze intenzivněji brzdit přední kola, protože točivý moment vzniklý při brzdění převrací vozidlo na předek a zadní kola odlehčuje. Zatížené kolo se začíná smýkat při větší brzdné síle, než kolo odlehčené a naopak odlehčené kolo nelze příliš brzdit, neboť se snadněji smekne. Významné bývá i umístění hnacího agregátu, který podstatně zatěžuje přilehlou nápravu. U dnes nejběžnějšího uspořádání motoru vpředu vycházejí přední brzdy mnohem výkonnější než brzdy zadních kol.

Kotoučové brzdy se používají na přední, výjimečně i na zadní kola. Holé kotouče se snáze ochlazují okolním vzduchem a tak při stejném výkonu vycházejí rozměrově menší než bubnové. Výhodná je i snadná výměna brzdných elementů.

Bubnové brzdy mají výhodu v uzavřené konstrukci do jisté míry chráněné před korozí. Dodnes se používají k brzdění zadních kol i pro jednoduchost realizace mechanizmu ruční parkovací brzdy. Zadní bubnové brzdy se navrhují rozměrově větší, než by bylo nutné pro provozní brzdění, aby ruční mechanická (parkovací) brzda byla účinná. K provoznímu brzdění se však používá hydraulický tlak snížený redukčními ventily a tak je výkon zadních brzd snížen ve prospěch životnosti jejich obložení. Zejména u užitkových vozidel je zadní náprava zatížena různě podle hmotnosti nákladu. Ke korekci brzdného tlaku pak slouží redukční ventily s mechanickou regulací redukčního účinku podle zatížení zadní nápravy.

Pro absenci vůlí, spolehlivost a jednoduchost realizace se používají brzdy s hydraulickým rozvodem brzdné síly. Pro zvýšení spolehlivosti se rozvody rozdělují do dvou relativně samostatných okruhů. Ztráta tlaku v jednom okruhu nezpůsobí úplné selhání brzd. Většinou jsou v jednom okruhu levé přední s pravým zadním a pravé přední s levým zadním kolem. Při selhání jednoho z okruhů je brzdění dost nesymetrické, takže poruchu nelze přehlédnout, jak by se to mohlo stát, kdyby byly v jednom okruhu zadní a v druhém přední kola.

Větší nákladní vozidla a traktory mají vzduchový kompresor jako zdroj tlaku pro pneumatické brzdové rozvody.

U osobních vozidel se běžně používá podtlakový posilovač brzd využívající sníženého tlaku v sacím potrubí motoru k usnadnění ovládání brzdového pedálu řidičem.

Snaha uplatnit elektroniku k řízení brzdného procesu vedly v nedávné době k prosazení systémů ABS ve výbavě běžných osobních automobilů.

Je-li elektronika systému ABS nefunkční, brzdová soustava by měla fungovat klasicky. ABS ale většinou zahrnuje i EBD jako elektronickou náhradu mechanických reduktorů tlaku pro zadní kola. Při vysazení elektroniky jsou pak zadní kola přebrzďována.

Dokonalejší elektronické systémy řízení brzd jsou nadstavbami ABS a spolupracují s řídícími systémy motoru. Jsou to systémy ASR a ESP.

Systém EDL (něm. EDS), přidává k ABS funkci elektronické závěrky diferenciálu. Přibrzdí prokluzující se kolo a tím umožní přenos hnacího momentu na protější kolo.

Hnací soustava

Hnací soustavu tvoří motor, spojka, převodovka, rozvodovka a hnací hřídele. Většinou tyto součásti tvoří kompaktní celek pohánějící blízkou nápravu. U vozidel s náhonem na vzdálenou nápravu rozvodovka není součástí převodovky a točivý moment z převodovky se do rozvodovky přenáší torzní tyčí, tzv. Kardanovou hřídelí.

Hybridní motor
Motor je zdrojem točivého momentu. V současnosti se automobily opatřují převážně čtyřdobým spalovacím motorem zážehovým nebo vznětovým. Jako palivo se používá motorová nafta, benzín, LPG, CNG, v malé míře biopaliva a metanol.

Protože emise automobilových spalovacích motorů mají nepříznivý vliv na životní prostředí, v posledních několika desetiletích je věnována velká péče čistotě výfukových plynů (emisní normy). Snížení procentního obsahu jedovatých složek výfukových plynů je dosahováno pomocí elektronického řízení motoru a použitím katalyzátoru jako součásti výfukového potrubí. Katalyzátor pro vznětový motor je mírně odlišný od toho pro zážehový motor.
U vznětových motorů se běžně používá recirkulace výfukových plynů. Zavedením části výfukových plynů zpět do sání motoru dochází k snížení emisí. Nevýhodou tohoto řešení je zvýšené opotřebování motoru a znečisťování motorového oleje ale i určité zvýšení spotřeby paliva.
Jiný systém omezení emisí NOx používaný u nákladních automobilů využívá selektivní katalitické redukce oxidů dusíku za pomocí stlačeným vzduchem rozprašovaného prostředku AdBlue (32,5% roztok močoviny ve vodě) do výfukového potrubí. Výrobce motorů Mercedes-Benz takový systém nazývá BlueTec. Objemová spotřeba redukčního prostředku je zhruba 5-7 % spotřeby nafty.

Snížení celkového objemu výfukových plynů se dosahuje použitím přiměřeně výkonných motorů se zvýšenou účinností.
Odpařování benzínu z volné hladiny v nádrži a z karburátoru bývalo zdrojem emisí uhlovodíků. Tomu nyní brání odvětrání palivového systému přes uhlíkový filtr. O odčerpání zachycených benzínových par z uhlíkového filtru pečuje ECU - řídící jednotka motoru.

Zážehové motory dříve používaly pro tvorbu palivové směsi karburátor. Poslední modely karburátoru byly dost dokonalé, ale snažit se o další zlepšování parametrů pneu-elektro-mechanického zařízení již nebylo vhodné. Od 90-tých let jej nahradilo elektronicky řízené nízkotlaké vstřikování benzínu do sacího potrubí v prostoru před sacím ventilem a to společnou tryskou (SPI = Single-point injection) nebo tryskami zvlášť pro každý válec (MPI = Multi-point injection). Do vstřikovacích ventilů ovládaných z ECU je benzín pod tlakem dopravován elektrickým čerpadlem umístěným přímo v nádrži. Množství vstřikovaného paliva je vypočteno na základě údajů mnoha čidel tak, aby byl benzín se vzduchem ve stechiometrickém poměru. Čidlo zvané lambdasonda hlídá množství zbytkového kysliku ve výfukových plynech před katalyzátorem a řídící jednotka podle jejího signálu upraví vstřikování tak, aby do katalyzátoru nepřicházel plyn s vysokým podílem uhlovodíků, oxidu uhelnatého nebo oxidů dusíku. Řízení motoru lambdasondou zajišťuje dokonalé seřízení směsi a kromě velmi nízkých emisí je i chod motoru kultivovaný. Je-li však lambdasonda nebo jiná součást elektronického řízení vadná, motor může mít i enormní emise, nebo přestane fungovat.

GDI - přímé vysokotlaké vstřikování benzínu do spalovacího prostoru v okamžiku končící komprese má ještě lepší parametry ale je mnohem náročnější na materiál ventilů a elektronické řízení. Různí výrobci nazývají své neběžné konstrukce různě. Tak například VW používá název TSI pro své zážehové motory s přímým vstřikem benzínu a s dvojím přepňováním (turbo + mechanický kompresor v nízkých otáčkách). Toto je však příklad motoru s velmi vysokým měrným výkonem, u běžných zážehových motorů se přeplňování nepoužívá.

Vznětové motory TDI na rozdíl od SDI používají turbodmychadlo pro zvýšení objemu plnícího vzduchu. V dnešní době je většina vznětových motorů i v osobních automobilech přeplňovaných. Motory se vstřikováním Common rail nepoužívají mechanické vysokotlaké vstřikovací čerpadlo, ale piezoelektrické injektory. Bylo tím dosaženo lepšího řízení a kvality rozprášení při jednodušší konstrukci. Citlivost na kvalitu paliva je ale ještě větší.

V konstrukci samotného motoru dochází k pozvolnému vývoji. Jako materiál bloku motoru a hlavy se dnes místo litiny používá hliník. Je-li použita neodpovídající chladící kapalina, hrozí poškození předně hlavy válců. Ventilový rozvod SV se již dlouho nepoužívá. Běžně se stále používá rozvod OHV ale nové konstrukce upřednostňují rozvod OHC. U víceventilových konstrukcí se z prostorových důvodů nevystačí s jedním vačkovým hřídelem a použije se rozvod DOHC se dvěma vačkovými hřídeli v hlavě. V nedávné době bylo v módě používat pro pohon OHC ozubené řemeny místo řetězů. Řemeny ale ukončují svou životnost náhlým přetržením při kterém dochází k vážnému poškození motoru. Proto se v poslední době opět více uplatňuje rozvodový řetěz. U starých motorů nebyly dříky ventilů utěsněné a motorový olej tak mohl ve větší míře pronikat přímo do výfukového potrubí. Takový motor měl znatelnou spotřebu oleje. Dnešní motory mají díky těmto těsněním téměř nulovou spotřebu motorového oleje. Dost se rozšířily konstrukce s větším počtem ventilů na jeden válec. Přitom se používají zdvojené sací ventily, někdy i výfukové. Například označení 16V má čtyřválcový motor se čtyřmi ventily ve válci. I nadále je to ale luxus. Běžně se používají hydraulická ventilová zdvíhátka s automatickým vymezením ventilové vůle. Jsou poněkud náchylná na nečistoty v motorovém oleji. Vývoji podlehla také těsnění pod hlavou válců. Od papírových těsnění se začalo přecházet na náročná celokovová těsnění, ale vývoj dále směřuje ke kombinovaným.
Kompresní poměr moderních zážehových motorů je asi 10:1 což znamená, že vzduch je stlačován na tlak téměř 10 Bar. Takto vysoká hodnota ale vyžaduje palivo s oktanovým číslem minimálně 95 (běžný benzín Natural 95) a hlídání klepání motoru čidlem řídící jednotky. Je-li u zážehového motoru použito přeplňování, kompresní poměr může být nižší protože vzduch do motoru přichází již předstlačen.
Vznětové motory mají kompresní poměr asi 19:1.
Parametr vrtání x zdvih určuje tvar pracovního prostoru válce. Číselně jsou to podobné hodnoty a zhruba lze rozlišovat motory na nadčtvercové (zdvih je delší než vrtání), čtvercové (vrtání = zdvih) a podčtvercové (vrtání > zdvih). Nadčtvercový motor má vyšší účinnost (nižší spotřeba), ale nízké maximální otáčky. Naproti tomu podčtvercový motor je vysokootáčkový a díky tomu disponuje vyšším maximálním měrným výkonem. Dříve se používaly motory silně nadčtvercové. Dnešní běžné zážehové motory jsou slabě nadčtvercové, lehce výkonnější varianty jsou čtvercové a výkonné varianty jsou mírně podčtvercové. Vznětové motory jsou výrazně nadčtvercové.

Spalovací motor je uváděn do chodu startérem, zabírajícím během startování ozubením svého pastorku do ozubeného věnce setrvačníku motoru.

Elektrický motor je pro použití v automobilech velmi výhodný, pro jeho širší uplatnění však dosud nebyl vyvinut akumulátor, který by se lácí, kapacitou a rychlostí nabití vyrovnal palivové nádrži. Vyvinout takový akumulátor je vedle ovládnutí termonukleární reakce jako zdroje elektrické energie jedním z nejdůležitějších úkolů části lidstva řadícího se k euroatlantické civilizaci, vzhledem k důležitosti dopravy, ubývání fosilních zdrojů a znečisťování prostředí

Mezi motor a převodovku je vložena spojka zabezpečující bezrázové připojení motoru ke zbytku hnací soustavy. V současnosti se automobily opatřují převážně kotoučovou spojkou s talířovou pružinou. Kotouč takové spojky je unášen čelní plochou setrvačníku motoru a pohání vstupní drážkovaný hřídel převodovky.

Převodovka ať již manuální, nebo automatická, slouží k volbě převodu otáček motoru na otáčky kol automobilu. V současnosti se automobily opatřují převážně manuální synchronizovanou převodovkou. Automatické převodovky se prosazují pomalu a největší tradici mají v USA.
Převodovka skutečných terénních a některých nákladních vozidel je vybavena redukcí. To je převod, jehož zařazením lze vynásobit převodový poměr celé převodovky a zdvojnásobit tak počet převodových stupňů. Pro pohyb v náročném terénu a převážení těžkých nákladů je takové řešení nezbytné.
Dvoudobému motoru mazanému olejem v palivové směsi neprospívá brzdění motorem. Do motoru pak nepřichází benzín, ale ani žádný olej. Motoru tak může hrozit zadření. Proto se automobily s dvoudobými motory opatřovaly volnoběžkou účinkující na všechny, nebo u pokročilejších konstrukcí jen na nejvyšší rychlostní stupeň. S volnoběžkou není třeba vyřazovat rychlost při jízdě z kopce. Určitou nevýhodou je nemožnost brzdit motorem, nebo nahodit motor roztlačením auta.
Pro použití v automobilech musí být převodovky minimálně hlučné, maximálně účinné a nepříliš výrobně náročné. Ozubená kola převodů jsou většinou čelní s šikmým evolventním ozubením. Přímá ozubení se pro svou hlučnost používají pouze u zpátečky a na věnci setrvačníku, tedy u ozubení, která jsou v činnosti jen po omezenou dobu. Vyrábějí se obrážením, zatímco šikmá ozubení se vyrábějí metodou odvalovacího frézování. Pro další omezení hlučnosti převodů se na ozubení aplikuje tzv. "shaving", díky němuž předtím kosodélníkový průřez zubu získá mírně soudkovitý tvar.

Rozvodovka zabezpečuje přenos hnacího momentu od převodovky na hnací hřídele nápravy. Zabezpečuje základní převodový poměr, který se násobením skládá s převodovým poměrem převodovky a tvoří tak celkový převodový poměr. Důležitou součástí rozvodovky je diferenciál zabezpečující rozdělení hnacího momentu mezi levé a pravé kolo. U pohonů obou náprav se používá též mezinápravový diferenciál se spojkou, která umožňuje vypnout pohon druhé nápravy. Při prokluzu kola je znemožněn přenos hnací síly na kola. K zamezení tomuto jevu slouží uzávěrka diferenciálu. Používá se u terénních automobilů. Diferenciál může být i samosvorný (obejde se bez závěrky), jsou-li v něm použita výrobně náročná šneková ozubená kola. Funkci závěrky může úspěšně suplovat systém EDL (něm. EDS), což je nadstavba elektronického řízení brzd ABS.

Hnací hřídele (též poloosy) přenášejí točivý moment od rozvodovky na kola. Je-li poháněna řiditelná náprava, musí být hřídele opatřeny stejnoběžnými klouby. Na vnitřní klouby (u převodovky) se používají stejnoběžné klouby typu tripode a jako takové nepřenášejí axiální sílu na ložiska rozvodovky. Klouby jsou naplněny plastickým mazivem a zakryty prachovkami. Tyto prachovky brání kloub proti prachu a vodě. Při poškození prachovky dojde brzy ke zničení drahého kloubu. Protože prachovky se nalézají často v blízkosti výfukového potrubí, jsou i mechanicky hodně namáhány a jejich výměna není snadná, musí být vyrobeny z velmi kvalitního materiálu.
Homokinetické klouby jsou výrobně náročné a ve světě je produkuje jen několik specializovaných firem. Od známé značky Löbro (Löhr & Bromkamp GmbH, dnes součást GKN) pochází slangový název pro hnací hřídel se stejnoběžným kloubem 'lebro'. Za zmínku stojí ještě CIFAM se sídlem v Cologne v Itálii (dnes součást Metelli S.p.A.) a značka KAMOKA® zastupující produkci z USA, Japonska, Hong Kongu a zemí Dálného Východu.

U běžných osobních automobilů poloosa pohání přímo kolo. U některých konstrukcí nákladních a terénních vozidel poloosa pohání jednoduchý ozubený převod umístěný v prostoru kola. Díky tomu se daří umístit poloosu výš než je samotná osa kola a vozidlo má lepší průchodnost terénem. Hnací hřídele také vycházejí tenčí.

Maziva
Ve hnací soustavě plní důležitou roli maziva. Protože se výrazně liší podmínky v jejich jednotlivých částech, používají se specializované typy maziv.

Ve skříni čtyřdobého spalovacího motoru je napuštěn motorový olej. Jeho úlohou je mazat kluzné plochy motoru, odvádět z nich teplo a z ploch válců smývat popel ze spáleného paliva. Je to olej relativně řídký aby se snadno roztíral po stěnách válců a dobře procházel olejovým filtrem. Třecí ložiska mají dostatečně velkou plochu, aby tlak, kterým je olej z uložení vytlačován nebyl příliš velký, takže ani nároky v tomto ohledu na motorový olej nejsou extrémní. Požaduje se ale stálost parametrů v extrémním rozsahu pracovních teplot během dlouhé doby mezi výměnami olejové náplně. To jsou velmi náročné požadavky. Proto se dnes již téměř nepoužívají oleje pouze ropného složení, ale přidávají se různá syntetická aditiva pro vylepšení vlastností oleje. Olej který obsahuje významné množství syntetických složek se nazývá polosyntetický a používá se běžně. Kromě toho se vyrábí i plně syntetické motorové oleje, které naleznou uplatnění u vysoce zatížených užitkových vozidel, jejichž provozovatel nemívá čas na výměnu oleje. Motorový olej má dvojí výkonnostní ohodnocení a to pro vznětové a zážehové motory. Olej je tak přednostně určen pro ten druh motoru, pro který má vyšší hodnocení.
Motorový olej se vyměňuje zhruba po 15-30000 km nebo po několika málo letech provozu. S olejem se vyměňuje i normalizovaný plnoprůtokový filtr. Objem olejové náplně motoru běžného osobního automobilu činí necelé čtyři litry, takže obchodní čtyřlitrové balení postačí pro výměnu a případné doplňování oleje.
Běžné automobily se pohybují vyššími rychlostmi a tak se olej stačí ochlazovat od stěny olejové vany z vnějšku ochlazované proudícím vzduchem. Je-li ale vozidlo určeno pro nízké rychlosti (terén), nebo je od motoru očekáván extrémní výkon (soutěže) ale i v případě provozu v horkých částech světa se motor vybavuje zvláštním chladičem oleje.

Nedostatečné množství oleje v oběhu může mít pro motor nepříznivé následky, úplná absence tlaku oleje však způsobí zadření motoru po ujetí několika desítek metrů. Příčiny nedostatku oleje bývají v poruše čerpadla, v prasklinách systému, v němž je olej veden, nabourané (prasklé) olejové vaně, nebo v řidičově předpokládu, že mechanik olej vyměnil, ale ten jej pouze vypustil...
Kromě ucpaných mazacích kanálů se každá porucha tlakového mazání projeví poklesem tlaku oleje a proto signál od baroskopu je vyveden na palubní desku jako velmi důležitá kontrolka.

V převodové skříni panují jiné poměry, než v motoru. Nevyskytují se tu velmi vysoké teploty a olej není znečisťován spalinami. Na odstranění kovového otěru postačuje magnet připevněný uvnitř převodové skříně, filtrace se nepoužívá. Převodový olej musí ale čelit vysokým tlakům a proto je relativně hustý. V nových konstrukcích převodovek se používají uzavřená ložiska s trvalou náplní plastického maziva a olejovou náplní se mažou jen ozubená kola. Tím jsou ložiska lépe chráněna před vysokými tlaky a případnými kovovými třískami. Ve srovnání s motorovým olejem vydrží převodový olej mnohem déle.

Rozvodovky se plní stejným převodovým olejem jako převodovky. Jsou-li v nich ale použita hypoidní soukolí, používají se ještě náročnější speciální oleje.

Stejnoběžné klouby mají náplně speciálního plastického maziva s molykou (sirník molybdeničitý MoS2). Mazivo s molykou má téměř černou barvu. Mělo by ve zvýšené míře pomáhat kloubu snášet i krátkodobě nepříznivé stavy pro mazání.

Kromě hnací soustavy se v konstrukci automobilu vyskytuje několik významných míst z hlediska mazání. Jsou to ložiska kol, spojkové ložisko, kulové klouby nápravy a řízení. K mazání ložisek kol a spojkového ložiska se používá speciální plastické mazivo s vysokou teplotou skápnutí. Kulové klouby nápravy a řízení se plní plastickým mazivem s MoS2 jako stejnoběžné klouby. Řízení má náplň oleje, nebo speciálního vysoce tažného plastického maziva.

V automobilech se všeobecně používají plastická maziva litná. Všechna automobilová maziva a zejména motorový olej mají nepříznivé účinky na lidský organizmus a je nezbytné minimalizovat jejich kontakt s pokožkou.

V Česku je významným výrobcem kvalitních motorových olejů PARAMO závod Kolín (dříve KORAMO) se svou značkou MOGUL. Z významných zahraničních značek jsou to např. Agip, BP Aral, Castrol, Elf, Esso, Exxon (USA), Pennzoil, Shell, Valvoline. Výrobci motorových olejů produkují i převodové oleje a plastická maziva.

Automobilové rekordy

Trh

V důsledku ekonomické krize 2008 celkově prudce klesla poptávka po nových automobilech, ovšem poptávka po nejmenších vozech vzrostla o 20-25%.[1]

Literatura

  • Zdeněk Jan, Bronislav Žďánský, Výkladový automobilový slovník. Praha: Computer Press, 2003. ISBN 80-7226-986-0.
  • František Vlk, Automobilová technická příručka. Brno: Prof. Ing. František Vlk, DrSc. , nakladatelství a vydavatelství, 2003. ISBN 80-238-9681-4.
  • Ford Motor Company, Česká republika.

Související články

Reference

  1. ↑ Malá auta zatím jedou. EKONOM [online].  [cit. 2008-12-16]. Dostupné online.  


Flickr.com nabízí fotografie, obrázky a videa k tématu
Automobil
Commons nabízí fotografie, obrázky a videa k tématu
Automobile
Citováno z „http://ww.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/Automobil“