Aktivní bezpečnost - tlumiče

 

Tlumiče na jednotlivých kolech nemají za úkol pouze omezovat pohyb karosérie k podvozku, ale hlavně udržet kola na silnici. Pneumatika je vlastně jakousi vzduchovou pružinou, jejíž vlastností je minimální tlumení, stejně jako u ostatních pružin. Prostě všechno, co se působením nerovností na vozovce přenese do pneumatiky, to zase vzduch v pneumatice vrátí zpět (a ocelová pružina odpružení vozidla taktéž). Akumulované energie však může být více (a většinou to tak je), než kolik se může vybít v nápravě, a tak dochází k odskakování kola od vozovky, případně i k přenosu energie do karosérie, která se potom výrazněji rozhoupává. Nebezpečné jsou větší příčné nerovnosti, které není schopen zdvih kola plně eliminovat, a auto je doslova katapultováno vzhůru. Oboje má negativní vliv na jízdní a brzdné vlastnosti vozu. Z tohoto důvodu se používají tlumiče kmitů nápravy, kde se většina takto nevhodně získané energie zničí. Dnes se používají tlumiče na hydraulickém principu. Energie pohybu se spotřebovává protlačením kapaliny přes ventily, omezující tok hydraulického oleje mezi komorami za vývinu tepla. Lepší typy jsou pro zdokonalení funkce plněny netečným plynem, který udržuje olej neustále pod tlakem a tak zabraňuje jeho pěnění.

Správně zkonstruovaný tlumič umožní relativně rychlý pohyb kola směrem nahoru, ale asi 3 - 5x pomalejší pohyb směrem k vozovce. Pokud by nebyl pohyb kola takto tlumen, kolo by se dostávalo do krajních poloh - na jedné straně by naráželo na doraz na karosérie, na druhé by se zase odráželo od vozovky. Pokud by došlo k rezonanci s nerovnostmi (což je na dálnici D1 v určitých úsecích zcela reálný stav), vozidlo by se doslova rozskákalo a stalo se neovladatelným. Musíme si uvědomit, že na silnici nás drží pouze plocha asi čtyř dlaní, pokud i tato plocha bude zmenšena, potom nebudeme mít auto, ale vznášedlo. Dobrý tlumič udrží kolo na vozovce přes 95% času, tlumič s 50% účinností už klesá někam hluboko pod 80%, a to má velmi nepříznivý vliv na bezpečné řízení a brzdění. Viděl jsem asi před deseti lety Wartburg 353 s úplně nefunkčními tlumiči, který se při jízdě po Pobřežní ulici v Karlíně rozskákal tak, že se málem trefil do sloupu viaduktu. Mladík to rozpálil asi na stovku, a protože povrch tam tehdy byl značně nerovný, vysoce odskakující kola prostě nemohla vést auto správným směrem. Tehdy měl víc štěstí než rozumu.

Co se stane s řízením, pokud máme totálně nefunkční tlumiče? Při jízdě po velmi rovném povrchu přímo prakticky skoro nic. Předpokladem je dobré vyvážení a kulatost pneumatik. Velmi rovný povrch ale naše silnice většinou nemají, pneumatiky také nejsou úplně kulaté a na chlup přesně vyvážené. Auto začne vibrovat, nebo se dokonce rozhoupe. Vibrace a houpání jsou tím výraznější, čím rychleji jedeme, posádce vozidla je to nepříjemné, a tak nezbude nic jiného, než snížit rychlost. Jakmile najedeme do zatáčky, odstředivá síla naklání auto na vnější stranu, tím se zvýší tlak na vnější kola a protože kola nejsou nikdy zcela přesně kulatá a přesně vyvážená, začnou se stláčet a odlehčovat, což vede ke krátkodobé ztrátě adheze. Vozidlo má snahu vybočovat ven (podobně jako při známém "ustřelování" náprav na výraznějších nerovnostech). Připočítáme-li k tomu nerovnosti vozovky, je to velmi nebezpečná situace, protože auto nereaguje správně na pohyby volantu a jede si, kam chce. Pokud se budu snažit v této situaci brzdit, situace se ještě zhorší, protože výslednice sil, které pneumatika vyvíjí při brzdění, vede k ještě výraznějšímu odskakování kol od vozovky. První odskočení zákonitě vede k zablokování kola, jakmile se opět toto kolo vrátí na vozovku v zabrzděném stavu, dojde k výraznějšímu stlačení pneumatiky a ještě většímu odskoku. Takto se to celé opakuje do doby, kdy se auto po dlouhých desítkách metrů v lepším případě na prázdné silnici zastaví, nebo začne být ve velmi nízké rychlosti opět ovladatelné. V horším případě někam upadne mimo silnici, v nejhorším se dostane do smyku a při dalším odskoku se převrátí a udělá několik kotrmelců. Čím je auto lehčí, tím jsou tyto skoky výraznější - je to dáno menším rozdílem mezi hmotností neodpružených (náprav) a odpružených (karosérie s pohonnou jednotkou) hmot.

Brzdění v zatáčce jsem již popsal, brzdění na rovině je obdobné, pouze nemusí dojít k převrácení vozidla. Výrobci tlumičů nedoporučují riskovat s tlumiči, které mají menší účinnost než 80%. Tlumiče s 50% účinností jsou považovány za nepoužitelné. Kola sice ještě nemusí viditelně odskakovat, ale brzdná dráha v přímém směru se prodlužuje až o 30%. Dříve se říkávalo - s novými pneumatikami nové tlumiče. U škodovek se vědělo o tom, že tlumič vydrží asi 40.000 km ve vyhovujícím stavu (stejně jako radiální pneumatiky s chemlonovým kordem), potom je vhodné ho opravit nebo vyměnit. Záleží také na způsobu jízdy a kvalitě vozovek, po kterých se jezdí. Dnešní tlumiče moderních vozidel většinou vydrží přes 100.000 km, ale jsou známy případy, kdy i 50.000 km je na tlumič moc (vozidla Parlamentu ČR a bezpečnostních agentur jsou přímo ukázkovými případy). Ještě malé upozornění: nejen tlumič, ale i jeho uložení v karosérii má vliv na správné tlumení. Tlumič může být v pořádku, ale pokud budou vymačkané, nebo jinak poškozené pryžové díly v okách tlumičů, výsledek je stejný jako při snížené účinnosti tlumičů samotných. Vůle v uložení se projevuje boucháním při přejezdech nerovností.

Jestli jste pozorně četli, neuniklo vám, že se v tlumičích úmyslně ničí nějaká energie. Tato energie není zadarmo a musíme jí zaplatit spotřebou paliva. Fyzikální zákon o přívodu a odvodu energie mluví jasně. Proto mají vozidla jezdící po horších silnicích větší spotřebu než ta, která jezdí po švýcarských dálnicích. Ovšem s tím nic neuděláme, snad jen můžeme jezdit pomaleji, i ztracená energie je pak menší.

Nefunkční nebo nedostatečně fungující tlumiče kromě výše uvedeného způsobují i snížení životnosti mnoha technických skupin vozidla, nejvíce je zřetelný pokles životnosti žárovek. Některé části vozidla dokonce praskají, jako by bylo vozidlo používáno v terénu. Snížené tlumení vibrací má na životnost vozidla vždy negativní vliv, ačkoli se to hned nemusí projevit.