Vođenje točkova i geometrija trapa

Da bi se motorno vozilo kretalo stabilno, točkovi moraju pravilno da se usmeravaju, da zadržavaju odgovarajući položaj u odnosu na kolovoz i da se tokom rada oslanjanja pomeraju na predviđen način. Za to su zaduženi sistem za oslanjanje, upravljački mehanizam i geometrija trapa.

Vođenje točkova obezbeđuje kontrolisano kretanje točkova u odnosu na karoseriju, dok geometrija trapa opisuje njihove položaje, uglove i međusobne odnose. Pravilno podešena geometrija doprinosi stabilnom pravolinijskom kretanju, predvidivom ponašanju u krivinama i ravnomernijem trošenju pneumatika.

1. Ciljevi lekcije

Posle ove lekcije učenik treba da može da:

• objasni šta znači vođenje točkova;
• navede ulogu upravljačkog mehanizma i delova oslanjanja u vođenju točkova;
• objasni pojmove geometrija trapa, nagib točka, uzdužni nagib ose upravljanja i usmerenost točkova;
• razlikuje pozitivan i negativan nagib točka;
• objasni razliku između sabiranja i razilaženja točkova;
• objasni značaj ose upravljanja, ugla zakretanja točkova i poluprečnika zakretanja;
• prepozna znake nepravilne geometrije trapa;
• objasni kada je potrebno kontrolisati geometriju i zašto se podešavanje obavlja prema podacima proizvođača vozila.

2. Šta je vođenje točkova?

Točak vozila nije samo slobodno postavljen element koji se okreće oko svoje osovine. On je povezan sa karoserijom ili ramom preko delova oslanjanja koji određuju njegov položaj i putanju tokom sabijanja i istezanja opruga.

Upravljački mehanizam omogućava promenu pravca kretanja vozila zakretanjem upravljačkih točkova. Delovi oslanjanja i upravljanja pritom moraju da sarađuju tako da se točkovi kreću po predviđenim putanjama i da njihove promene položaja budu kontrolisane.

Osnovni zadaci vođenja točkova

• održavanje odgovarajućeg položaja točkova u odnosu na karoseriju i kolovoz;
• omogućavanje vertikalnog pomeranja točkova pri prelasku preko neravnina;
• obezbeđivanje pravilnog zakretanja upravljačkih točkova;
• prenošenje sila između točkova, oslanjanja i karoserije;
• omogućavanje stabilnog pravolinijskog kretanja i predvidivog ponašanja u krivinama;
• ograničavanje neželjenih promena nagiba i usmerenosti točkova tokom rada oslanjanja.

3. Delovi koji učestvuju u vođenju točkova

Vođenje točkova zavisi od konstrukcije kompletnog sistema oslanjanja. U različitim rešenjima mogu se koristiti poprečne i uzdužne viljuške, uzdužna i poprečna ramena, kuglasti zglobovi, rukavci točkova, opružne noge, spone upravljačkog mehanizma i drugi elementi.

Deo	Osnovna uloga
Ramena i viljuške oslanjanja	Određuju putanju i ograničavaju pomeranje točka u odnosu na karoseriju.
Kuglasti zglobovi	Omogućavaju relativno zakretanje povezanih delova uz kontrolisano kretanje.
Rukavac točka	Nosi sklop glavčine i omogućava povezivanje točka sa delovima oslanjanja i upravljanja.
Upravljačke spone	Prenose pomeranje upravljačkog mehanizma do upravljačkih točkova.
Opruge	Omogućavaju elastično pomeranje točkova i prihvataju deo energije udara.
Amortizeri	Prigušuju oscilacije i kontrolišu brzinu kretanja oslanjanja.
Stabilizator	Pruža otpor relativnom pomeranju leve i desne strane oslanjanja i smanjuje naginjanje karoserije pri skretanju.

Važno je zapamtiti da svaki od ovih delova ima određenu funkciju. Na primer, opruga omogućava elastično pomeranje, amortizer prigušuje oscilacije, a ramena i zglobovi određuju geometrijsku putanju točka. Neispravnost jednog elementa može uticati na rad ostalih.

4. Šta je geometrija trapa?

Geometrija trapa predstavlja skup uglova i međusobnih odnosa točkova i upravljačkih osa, posmatranih u odnosu na vozilo i putnu podlogu.

Pravilna geometrija treba da odgovara konstrukciji vozila i uslovima koje je predvideo proizvođač. Njome se doprinosi pravilnom usmeravanju točkova, stabilnosti pri vožnji, odgovarajućem vraćanju upravljača nakon skretanja i smanjenju nepotrebnog klizanja pneumatika po kolovozu.

Izraz „reglaža trapa” često se koristi za proveru i podešavanje geometrije točkova. Merenje se obavlja odgovarajućom opremom, a dobijene vrednosti porede se sa propisanim vrednostima za konkretan model i konfiguraciju vozila.

5. Glavni uglovi geometrije trapa

Među osnovnim parametrima geometrije trapa izdvajaju se:

• nagib točka – camber;
• uzdužni nagib ose upravljanja – caster;
• usmerenost točkova – toe, odnosno sabiranje ili razilaženje točkova.

Pored njih, u zavisnosti od konstrukcije i načina merenja, razmatraju se i poprečni nagib ose upravljanja, uključeni ugao, poluprečnik zakretanja na podlozi, razlika uglova zakretanja unutrašnjeg i spoljašnjeg točka i ugao potiska zadnje osovine.

6. Nagib točka – camber

Nagib točka je ugao između srednje ravni točka i zamišljene vertikale, posmatrano spreda vozila. On pokazuje da li je gornji deo točka nagnut ka vozilu ili od vozila.

6.1. Pozitivan nagib točka

Nagib točka je pozitivan kada je njegov gornji deo nagnut ka spolja, odnosno od uzdužne srednje ravni vozila.

Veličina i znak nagiba zavise od konstrukcije oslanjanja i položaja točka. Pozitivan nagib nije sam po sebi dokaz da je trap pravilno ili nepravilno podešen. Proverava se da li izmerena vrednost odgovara specifikaciji proizvođača.

6.2. Negativan nagib točka

Nagib točka je negativan kada je njegov gornji deo nagnut ka unutrašnjosti vozila.

Negativan nagib se sreće na različitim vrstama vozila. Njegova dozvoljena vrednost zavisi od konstrukcije, zahteva upravljivosti i načina na koji se točak kreće tokom rada oslanjanja.

6.3. Pravilan i nepravilan nagib

Prevelik ili nejednak nagib leve i desne strane može doprineti neravnomernom trošenju pneumatika i promenjenom ponašanju vozila. Ipak, ne treba određivati ispravnost samo posmatranjem točka golim okom, jer i mala promena ugla može biti teško uočljiva.

Geometrija se proverava mernom opremom, a vrednosti se porede sa podacima proizvođača vozila.

7. Uzdužni nagib ose upravljanja – caster

Uzdužni nagib ose upravljanja predstavlja nagib ose oko koje se upravljački točak zakreće, posmatrano sa bočne strane vozila.

Osa upravljanja je zamišljena linija oko koje se točak zakreće. Kod različitih konstrukcija određuju je položaji kuglastih zglobova ili tačke oslonca opružne noge i drugih delova sistema.

7.1. Pozitivan caster

U uobičajenoj konvenciji, uzdužni nagib ose upravljanja je pozitivan kada se gornji deo ose naginje unazad, prema zadnjem delu vozila.

Pozitivan caster u odgovarajućem opsegu doprinosi pravolinijskoj stabilnosti i vraćanju upravljačkih točkova ka položaju za pravolinijsko kretanje nakon skretanja.

7.2. Negativan caster

Uzdužni nagib ose upravljanja je negativan kada se gornji deo ose naginje unapred, prema prednjem delu vozila.

Njegov uticaj na ponašanje upravljačkog sistema zavisi od konstrukcije. Vrednost ne treba ocenjivati nezavisno od ostalih parametara, već prema propisanoj geometriji vozila.

7.3. Zašto je caster važan?

Odgovarajući caster doprinosi stabilnosti pravca i samopovratnom delovanju upravljača. Razlika između leve i desne strane može, u zavisnosti od vozila i ostalih uslova, uticati na skretanje ili tendenciju vozila da vuče u jednu stranu.

Za razliku od nepravilnog toe ugla, caster se obično ne povezuje prvenstveno sa direktnim trošenjem gazećeg sloja pneumatika. Međutim, neodgovarajuća ili nejednaka vrednost može da utiče na upravljivost i ponašanje vozila.

8. Usmerenost točkova – toe

Usmerenost točkova opisuje međusobni položaj točkova na istoj osovini kada se vozilo posmatra odozgo. U praksi se često koriste izrazi sabiranje točkova i razilaženje točkova.

8.1. Sabiranje točkova – toe-in

Sabiranje postoji kada su prednji delovi točkova na istoj osovini bliži jedan drugom nego zadnji delovi, posmatrano odozgo.

Tačna vrednost sabiranja zavisi od konstrukcije vozila. Kod nekih vozila propisuje se malo sabiranje, kod drugih druga vrednost ili drugačiji odnos usmerenosti točkova.

8.2. Razilaženje točkova – toe-out

Razilaženje postoji kada su prednji delovi točkova na istoj osovini udaljeniji jedan od drugog nego zadnji delovi, posmatrano odozgo.

Ne može se unapred reći da je svako razilaženje pogrešno. Bitno je da izmerena vrednost odgovara konstrukciji i specifikaciji proizvođača. Pogrešno podešen toe, bilo u smeru sabiranja ili razilaženja, može da izazove klizanje pneumatika po kolovozu i ubrzano trošenje.

8.3. Zašto je toe važan?

Točkovi koji nisu pravilno usmereni mogu tokom vožnje da teže kretanju po različitim pravcima. Pneumatici tada moraju dodatno da se deformišu ili klize po podlozi, čak i kada vozač pokušava da se kreće pravolinijski.

Nepravilan toe može se ispoljiti kao:

• ubrzano ili neravnomerno trošenje pneumatika;
• osećaj da vozilo ne prati pravac na očekivan način;
• upravljač koji nije u srednjem položaju dok se vozilo kreće pravo;
• promenjena stabilnost pri vožnji.

Ovi simptomi nisu dovoljni za samostalno utvrđivanje uzroka. Potrebno je proveriti i druge delove oslanjanja, upravljački mehanizam, pneumatike i stanje vozila.

9. Poprečni nagib ose upravljanja

Poprečni nagib ose upravljanja predstavlja nagib ose upravljanja posmatran spreda vozila. U stručnoj literaturi može se sresti i naziv nagib ose rukavca ili ugao nagiba ose upravljanja, a u engleskoj terminologiji najčešće se označava kao steering axis inclination (SAI), odnosno kingpin inclination (KPI).

Ovaj ugao utiče na geometriju zakretanja točka i položaj tačke u kojoj zamišljena osa upravljanja seče podlogu. U kombinaciji sa drugim parametrima doprinosi karakteristikama upravljanja i vraćanju točka ka pravolinijskom položaju.

Poprečni nagib ose upravljanja obično nije parametar koji se podešava jednostavnim pomeranjem upravljačke spone. Kod mnogih konstrukcija njegova vrednost prvenstveno zavisi od položaja i stanja mehaničkih delova oslanjanja i upravljanja.

10. Poluprečnik zakretanja na podlozi

Kada se osa upravljanja produži do kolovoza, dobija se zamišljena tačka preseka sa podlogom. Poluprečnik zakretanja na podlozi, odnosno scrub radius, predstavlja bočno rastojanje između te tačke i sredine površine kontakta pneumatika sa kolovozom.

Njegova vrednost i znak zavise od konstrukcije i načina definisanja. On može uticati na sile koje vozač oseća na upravljaču, prenos udaraca sa podloge i ponašanje vozila pri kočenju, naročito kada sile na levom i desnom točku nisu jednake.

Poluprečnik zakretanja na podlozi zavisi od međusobnog odnosa ugla ose upravljanja, nagiba točka, dimenzija točka i pneumatika i drugih konstruktivnih elemenata. Zbog toga se ne određuje samo na osnovu jednog ugla.

11. Uglovi zakretanja točkova u krivini

Kada vozilo skreće, unutrašnji točak i spoljašnji točak ne prelaze istu putanju. Unutrašnji točak kreće se po kružnici manjeg poluprečnika, a spoljašnji po kružnici većeg poluprečnika.

Da bi se smanjilo nepotrebno klizanje pneumatika, upravljački sistem je konstruisan tako da se u odgovarajućim uslovima unutrašnji točak zakreće pod većim uglom od spoljašnjeg točka.

Odnos uglova zakretanja može se ostvarivati geometrijom upravljačkog trapeza, rasporedom zglobova i spona i drugim konstruktivnim rešenjima. Tačan odnos zavisi od geometrije konkretnog vozila.

Zašto točkovi ne treba uvek da se zakreću pod istim uglom?

Ako bi se oba prednja točka u krivini zakretala pod potpuno jednakim uglom, njihove putanje ne bi bile usklađene na isti način kao kod pravilno projektovanog upravljačkog sistema. Zbog toga može da nastane dodatno klizanje pneumatika.

Razlika uglova zakretanja unutrašnjeg i spoljašnjeg točka posebno je značajna pri malim brzinama i oštrijim skretanjima.

12. Ugao potiska zadnje osovine

Kod vozila sa nezavisnim ili drugim podesivim zadnjim oslanjanjem, geometrija zadnjih točkova takođe utiče na pravac kretanja vozila.

Ugao potiska zadnje osovine opisuje odnos pravca u kojem zadnji točkovi usmeravaju vozilo i uzdužne srednje ravni vozila. Ako zadnji točkovi nisu pravilno usmereni, vozilo može da se kreće kao da je zadnji deo blago pomeren u odnosu na prednji, čak i kada vozač pokušava da drži upravljač pravo.

Zbog toga se kod vozila kod kojih je to predviđeno proverava geometrija svih točkova, a ne samo prednje osovine.

13. Kako se geometrija trapa menja tokom rada oslanjanja?

Geometrija točka nije uvek potpuno ista u svim položajima oslanjanja. Kada točak prelazi preko prepreke, ramena, viljuške, zglobovi i drugi delovi kreću se po svojim putanjama. Zbog njihove geometrije mogu da se menjaju nagib točka, toe ugao i drugi parametri.

Konstruktor projektuje veze i zglobove tako da se te promene odvijaju u predviđenim granicama. Važno je da putanja točka odgovara zahtevima udobnosti, upravljivosti, stabilnosti i prijanjanja pneumatika.

Ako su ramena, zglobovi, gumene čaure ili drugi elementi pohabani ili oštećeni, točak može da se pomera više nego što je predviđeno. Tada se geometrija može menjati i pod opterećenjem, čak i ako se na mestu merenja neke vrednosti naizgled nalaze u dozvoljenom opsegu.

14. Veza između vođenja točkova i vrste oslanjanja

Način na koji se točak vodi zavisi od toga da li vozilo ima zavisno, nezavisno ili polunezavisno oslanjanje.

Vrsta oslanjanja	Način vođenja točkova	Osnovna karakteristika
Zavisno oslanjanje	Levi i desni točak povezani su zajedničkom krutom osovinom ili kućištem osovine.	Pomeranje jednog točka može neposredno uticati na položaj drugog točka preko zajedničke osovine.
Nezavisno oslanjanje	Svaki točak vodi se pomoću sopstvenih ramena, viljušaka, zglobova ili drugih elemenata.	Vertikalno pomeranje jednog točka ne zahteva jednako pomeranje drugog točka.
Polunezavisno oslanjanje	Točkovi su povezani elastičnom poprečnom konstrukcijom, na primer torziono deformabilnom osovinom.	Pomeranje jednog točka može uticati na drugi točak preko deformacije spojnog elementa.

Konstrukcija oslanjanja određuje putanju točka, mogućnosti podešavanja i promene geometrije tokom hoda. Ne može se svaki ugao podešavati na svakom vozilu: kod nekih vozila proizvođač predviđa podešavanje više parametara, dok su kod drugih određeni uglovi praktično zadati konstrukcijom.

15. Nepravilna geometrija trapa

Nepravilna geometrija može nastati usled udara u rupu ili ivičnjak, saobraćajne nezgode, deformacije delova oslanjanja, istrošenih zglobova i čaura, nepravilne montaže ili drugih oštećenja. Do promena mogu dovesti i neodgovarajući točkovi ili dimenzije pneumatika u odnosu na predviđenu konfiguraciju vozila.

Znaci mogućeg problema

• vozilo vuče ulevo ili udesno na relativno ravnom putu;
• upravljač nije u srednjem položaju kada se vozilo kreće pravo;
• pneumatici se troše neravnomerno ili neuobičajeno brzo;
• vozilo se oseća nestabilno pri pravolinijskoj vožnji ili promeni pravca;
• nakon prelaska preko prepreke pojavljuju se promene u ponašanju upravljača;
• posle udara ili popravke oslanjanja primećuje se promena položaja točka.

Navedeni simptomi ne znače automatski da je geometrija trapa jedini uzrok. Slične probleme mogu izazvati neodgovarajući pritisak u pneumaticima, različito stanje pneumatika, kočnica koja zadržava točak, istrošeni zglobovi, deformisani delovi oslanjanja ili drugi kvarovi.

16. Kontrola i podešavanje geometrije

Pre merenja i podešavanja potrebno je proveriti opšte stanje vozila i delova koji mogu uticati na rezultat. Merenje na vozilu sa velikim zazorima u zglobovima ili drugim mehaničkim oštećenjima možda neće dati pouzdanu osnovu za podešavanje.

Osnovni redosled provere

1. Proveriti pritisak i stanje pneumatika i uveriti se da su dimenzije pneumatika i točkova odgovarajuće.
2. Pregledati ramena, kuglaste zglobove, spone, čaure, ležajeve i druge delove oslanjanja i upravljanja.
3. Proveriti da li postoje tragovi udara, deformacije ili nepravilne montaže.
4. Postaviti vozilo na opremu za merenje prema propisanom postupku.
5. Uporediti izmerene vrednosti sa specifikacijama proizvođača.
6. Podesiti parametre za koje je podešavanje predviđeno, a ostale nepravilnosti otkloniti odgovarajućom popravkom.
7. Ponoviti merenje i proveriti da li su vrednosti u propisanim granicama.

Ne treba pokušavati podešavanje napamet. Vrednosti koje odgovaraju jednom modelu vozila ne moraju odgovarati drugom, čak ni kada su vozila sličnih dimenzija.

17. Najvažnije za pamćenje

• Vođenje točkova određuje način na koji se točak pomera u odnosu na karoseriju i kolovoz.
• Geometrija trapa opisuje uglove i međusobne odnose točkova i upravljačkih osa.
• Camber je nagib točka posmatran spreda.
• Caster je uzdužni nagib ose upravljanja posmatran sa strane.
• Toe opisuje usmerenost točkova posmatranih odozgo: sabiranje ili razilaženje.
• Poprečni nagib ose upravljanja posmatra se spreda i utiče na geometriju zakretanja.
• U krivini se unutrašnji i spoljašnji točak zakreću pod različitim uglovima jer prate putanje različitih poluprečnika.
• Geometrija zadnjih točkova takođe može uticati na pravac i stabilnost kretanja vozila.
• Pravilne vrednosti geometrije određuju se prema specifikaciji konkretnog vozila.
• Nepravilno trošenje pneumatika, vučenje vozila u stranu ili pomeren položaj upravljača zahtevaju proveru, ali sami po sebi ne dokazuju tačan uzrok problema.

18. Provera znanja

1. Šta se podrazumeva pod vođenjem točkova?

   1. Isključivo prenos obrtnog momenta na točkove.
   2. Kontrolisanje položaja i putanje točkova u odnosu na karoseriju i kolovoz.
   3. Samo podešavanje pritiska u pneumaticima.
   Prikaži odgovor

   Tačan odgovor: b. Vođenje točkova omogućava kontrolisano kretanje i održavanje njihovog predviđenog položaja.

2. Kako se definiše camber?

   1. Kao nagib točka posmatran spreda vozila.
   2. Kao razlika između prečnika prednjeg i zadnjeg točka.
   3. Kao uzdužni nagib ose upravljanja posmatran sa strane.
   Prikaži odgovor

   Tačan odgovor: a. Camber opisuje nagib točka u odnosu na vertikalu kada se vozilo posmatra spreda.

3. Šta označava pozitivan caster u uobičajenoj konvenciji?

   1. Gornji deo ose upravljanja nagnut je unapred.
   2. Gornji deo ose upravljanja nagnut je unazad.
   3. Prednji delovi točkova udaljeniji su jedan od drugog.
   Prikaži odgovor

   Tačan odgovor: b. Pozitivan caster označava nagib gornjeg dela ose upravljanja prema zadnjem delu vozila.

4. Šta je sabiranje točkova?

   1. Prednji delovi točkova iste osovine bliži su jedan drugom nego zadnji delovi, posmatrano odozgo.
   2. Gornji delovi točkova nagnuti su ka spolja.
   3. Levi i desni točak okreću se različitim brzinama pri pravolinijskoj vožnji.
   Prikaži odgovor

   Tačan odgovor: a. Sabiranje, odnosno toe-in, opisuje usmerenost točkova posmatranih odozgo.

5. Zašto unutrašnji i spoljašnji točak u krivini treba da se zakreću pod različitim uglovima?

   1. Zato što spoljašnji točak uvek mora da bude blokiran.
   2. Zato što točkovi prate putanje različitih poluprečnika.
   3. Zato što amortizer određuje ugao upravljanja.
   Prikaži odgovor

   Tačan odgovor: b. Unutrašnji točak prati kružnicu manjeg poluprečnika, pa se uobičajeno zakreće pod većim uglom od spoljašnjeg.

6. Da li je pravilna geometrija trapa uvek ona kod koje su svi uglovi jednaki nuli?

   1. Da, svi uglovi moraju biti nula.
   2. Ne, vrednosti zavise od konstrukcije i specifikacije proizvođača vozila.
   3. Da, osim na zadnjoj osovini.
   Prikaži odgovor

   Tačan odgovor: b. Pravilna geometrija znači da su izmerene vrednosti u propisanim granicama za konkretno vozilo, a ne da su svi uglovi nužno nula.

7. Da li neravnomerno trošenje pneumatika uvek znači da je geometrija trapa nepravilna?

   1. Da, uvek.
   2. Ne, uzrok mogu biti i neodgovarajući pritisak, stanje pneumatika, oslanjanje ili drugi kvarovi.
   3. Da, ali samo na prednjim točkovima.
   Prikaži odgovor

   Tačan odgovor: b. Neravnomerno trošenje je znak da je potrebna provera, ali ne određuje samo po sebi uzrok.

19. Pitanja za usmeno ponavljanje

• Objasni razliku između vođenja točkova i geometrije trapa.
• Nabroj osnovne delove oslanjanja i upravljanja koji učestvuju u vođenju točkova.
• Definiši camber, caster i toe i objasni iz kog se pravca posmatraju.
• Kako se razlikuju pozitivan i negativan nagib točka?
• Koja je uloga uzdužnog nagiba ose upravljanja?
• Zašto unutrašnji točak u krivini obično ima veći ugao zakretanja od spoljašnjeg?
• Kako nepravilna geometrija može da utiče na ponašanje vozila i trošenje pneumatika?
• Zašto pre podešavanja geometrije treba proveriti stanje delova oslanjanja i upravljanja?

20. Povezane lekcije

• Zavisno oslanjanje
• Nezavisno oslanjanje
• Amortizeri i stabilizatori
• Kretanje točka pri prelasku prepreke
• Kontrola i održavanje sistema za oslanjanje