TYPY LISTOVÝCH PRUŽIN

Klasické listové pružiny (vícelistové pružiny)

​

Klasické listové pružiny se skládají z více ocelových listů naskládaných na sebe, přičemž každý je kratší než ten nad ním. Horní list, známý jako hlavní list, obvykle obsahuje oka pružiny, která se připevňují k podvozku, zatímco ostatní listy se zužují směrem ke středu.

​

Klíčové vlastnosti

​

• Robustní a časem prověřená konstrukce

• Pevné a schopné nést těžká zatížení

• Obvykle používané ve stavebních nákladních vozidlech, přívěsech a pick-upech

• Nízké výrobní náklady

• Lineární tuhost pružiny

 

Výhody

​

• Vynikající odolnost a jednoduchost

• Snadná údržba a výměna jednotlivých listů

 

Nevýhody

​

• Vyšší hmotnost ve srovnání s moderními alternativami

• Méně komfortní jízda kvůli tření mezi listy

 

Parabolické listové pružiny

​

Parabolické listové pružiny jsou moderním vývojem tradičních vícelistových konstrukcí pružin, nabízejí rovnováhu mezi snížením hmotnosti, komfortem jízdy a odolností. Základní myšlenkou parabolické pružiny je proměnná tloušťka průřezu po délce listu, sledující parabolické zužování.

​

Jaká je technická logika parabolického profilu?

​

Rovnoměrné rozložení napětí: u klasické pružiny s konstantní tloušťkou je ohybové napětí koncentrováno v určitých zónách, zejména v blízkosti středového šroubu a kolem ok pružiny. To vytváří oblasti špičkového napětí a časem zvyšuje riziko únavových trhlin.

Parabolický list se však postupně zužuje od středu ke koncům, což vede k:

• Rovnoměrnějšímu rozložení napětí po délce pružiny

• Nižší koncentraci napětí v kritických zónách

• Vyšší únavové životnosti, i s méně listy

Tato konstrukce sleduje princip optimálního využití materiálu: více materiálu tam, kde jsou ohybové momenty nejvyšší, méně tam, kde jsou minimální.

Proměnná tloušťka = proměnná tuhost

Parabolický profil umožňuje přesnou kontrolu nad lokální tuhostí pružiny v každém bodě po její délce.

• Silnější střed = tužší jádro pro nesení zatížení

• Tenčí konce = pružnější zóny pro tlumení nárazů a vibrací z vozovky

Tento kontrolovaný profil tuhosti dává pružině progresivní tuhost, což znamená:

• Měkká odezva při lehkém zatížení pro lepší komfort

• Zpevňující odezva při těžkém zatížení pro stabilní ovládání

• Méně listů, menší tření mezi listy

Klasická vícelistová pružina spoléhá na vrstvení více listů v plném kontaktu, což přináší:

• Tření mezi listy (ztráta energie, vznik tepla)

• Vrzající zvuky

• Potřeba pravidelného mazání nebo vložek

Parabolické pružiny obvykle používají:

• 1 až 5 listů, každý s bezkontaktními zónami (oddělené distančními vložkami nebo silentbloky)

• Výrazně snížené tření a hmotnost

• Zlepšený komfort jízdy a snížení hluku

Úspora hmotnosti

Parabolický profil dosahuje stejné tuhosti pružiny jako klasická pružina s až o 30 % nižší hmotností. To proto, že:

• Materiál je odstraněn tam, kde je strukturálně zbytečný

• Konstrukce je optimalizována pro dráhy zatížení, nikoli pro jednoduchost výroby

Typická parabolická pružina může sestávat až z 5 (někdy 6) listů, každý nezávisle zužovaný, místo těžké klasické sady s 5–15 listy. A v mnoha případech jeden parabolický pružinový list zvládne celou práci (např. listové pružiny lehkých užitkových vozidel).

Lepší dynamický výkon

Se sníženou hmotností a třením reagují parabolické pružiny rychleji na dynamické vstupy:

• Účinnější absorpce energie

• Lepší pohyb odpružení

• Nižší neodpružená hmotnost, zlepšující celkovou kontrolu vozidla

To je obzvláště cenné u:

• Lehkých užitkových vozidel (LUV)

• Pick-upů a SUV

• Přívěsů určených pro smíšené použití na silnici i v terénu

 

Hlavní výhoda

​

Největším přínosem parabolických listových pružin je úspora hmotnosti. Při stejné tuhosti pružiny mohou dosáhnout až 30% snížení hmotnosti ve srovnání s klasickými vícelistovými konstrukcemi.

​

Výhody

​

• Zlepšený komfort a ovládání vozidla

• Snížená neodpružená hmotnost a nižší hluk

• Méně dílů, jednodušší konstrukce

 

Nevýhody

​

• Nejsou ideální pro extrémní podmínky přetížení

• Obvykle dražší než klasické pružiny

Parabolické pružiny dosahují rovnováhy mezi schopností nést zatížení a komfortem jízdy, což je činí ideálními pro lehké až středně těžké aplikace a vozidla upřednostňující úsporu paliva nebo optimalizaci užitečného zatížení.

​

Z-pružiny (vzduchové spojky nebo lenker pružiny)

​

Z-pružiny jsou variantou parabolické pružiny, obvykle sestávající z jediného listu s charakteristickým tvarem „Z" při pohledu ze strany. Pružina je silná uprostřed a tenká na obou koncích, sleduje parabolický profil tloušťky, ale její geometrie je navržena tak, aby snižovala boční síly a zlepšovala vyrovnání nápravy. Tento typ pružiny se používá v kombinaci se vzduchovým odpružením.

​

Klíčové vlastnosti

​

• Lehká a kompaktní konstrukce

• Optimalizována pro specifické konfigurace náprav

• Často se vyskytuje v odpružení přívěsů a některých evropských užitkových vozidlech

 

Výhody

​

• Prostorově úsporné uspořádání

• Zlepšená směrová stabilita

• Nižší složitost výroby a montáže

 

Nevýhody

​

• Méně běžné a obtížnější na výměnu

• Omezené případy použití mimo specializované aplikace

• Nejdražší listová pružina na výrobu

 

Listové pružiny s oky nebo bez ok

​

Ne všechny listové pružiny jsou navrženy stejně. Jeden z klíčových rozdílů spočívá v tom, zda má pružina oka pružiny nebo ne. Oka pružiny jsou smyčkové konce listové pružiny, které umožňují její přímé připevnění k podvozku vozidla. Nicméně v mnoha aplikacích pro těžký provoz, zejména u nákladních vozidel s více zadními nápravami, listové pružiny často nemají žádná oka.

​

Co je oko pružiny?

​

Oko pružiny je svinutý nebo kruhový konec listové pružiny. Obvykle obsahuje silentblok, který umožňuje upevnění pružiny k podvozku pomocí šroubu a buď pevné konzoly, nebo pružného třmenu. Oka pružiny jsou klíčová pro správné spojení a pohyb pružiny pod zatížením.

​

Kdy mají listové pružiny oka?

​

Listové pružiny obsahují oka, když slouží jako hlavní strukturální spojení mezi odpružením a podvozkem vozidla. Tyto případy obvykle zahrnují:

• Hlavní list sady pružin: u vícelistových sestav má horní (hlavní) list obvykle oka na obou koncích

• Jednolistové pružiny: vyskytují se v lehkých vozidlech a některých moderních zadních odpruženích, tyto vždy obsahují oka

• Listové pružiny přední nápravy: oba konce jsou připevněny k podvozku, takže oka jsou nezbytná

 

Kdy listové pružiny nemají oka?

​

Některé listové pružiny jsou navrženy bez ok a je to zcela záměrné. Běžné případy zahrnují:

Listové pružiny zadní nápravy u nákladních vozidel s tandemovou nápravou (dvojitá kola): U těžkých užitkových nákladních vozidel s konfigurací tandemové nápravy (dvě nápravy vzadu, také nazývané sestavy s dvojitými koly) jsou listové pružiny často instalovány mezi nápravami a nepřipevňují se přímo k podvozku. Ty jsou známé jako spojovací pružiny nebo plovoucí listové pružiny. Obvykle nemají žádná oka, jsou na obou koncích namontovány na výkyvné konzoly nebo vyrovnávací nosníky, jsou upevněny ve středu k pouzdru zadní nápravy a slouží k rozložení zatížení mezi dvě nápravy.

Tyto pružiny fungují jako prvky pro vyvažování zatížení, a protože nejsou přímo spojeny s podvozkem, nevyžadují oka.

Pomocné nebo přetěžovací pružiny: Tyto sekundární pružiny, používané pro podporu vysokých užitečných zatížení, často sedí na vrcholu hlavní pružiny a aktivují se pouze v případě potřeby. Nepotřebují oka, protože nejsou upevněny k podvozku.

​

Role obalového listu (wrap leaf) v bezpečnosti listové pružiny

​

Listové pružiny jsou jedním z nejrobustnějších a časem prověřených komponentů odpružení používaných v užitkových vozidlech, nákladních vozidlech, přívěsech a pick-upech. Nicméně i ten nejodolnější hlavní list může časem selhat, zejména v blízkosti oka pružiny, což je nejnamáhanější a nejzranitelnější bod pružiny. Pro snížení rizika kritického selhání mnoho konstrukcí listových pružin obsahuje obalový list, jednoduchý, ale vysoce účinný bezpečnostní prvek.

​

Co je obalový list?

​

Obalový list (také nazývaný bezpečnostní list nebo obal pružiny) je obvykle druhý nebo třetí list v sadě vícelistové pružiny. Na rozdíl od běžných podpůrných listů je obalový list prodloužen dopředu, aby obepínal oko hlavního listu. Nepřipojuje se k podvozku a netvoří oko, ale překrývá oblast oka hlavního listu, aby poskytl mechanickou zálohu v případě selhání.

​

Jak funguje, když se hlavní list zlomí?

​

Nejnebezpečnějším scénářem selhání listové pružiny je, když se hlavní list zlomí mezi nápravou a předním okem pružiny. To může způsobit:

• Posun nápravy dozadu nebo do strany

• Ztrátu vyrovnání nebo kontroly nad vozidlem

• Nerovnováhu napětí, zvyšující riziko zlomení druhé pružiny

• V extrémních případech oddělení nápravy od podvozku

Když k tomu dojde, obalový list drží sekci oka pružiny na místě a funguje jako sekundární spojení. Zabraňuje odpojení nápravy nebo jejímu vychýlení, což umožňuje řidiči bezpečně zastavit vozidlo bez úplného selhání odpružení.

Bez obalového listu se může odpružení zhroutit a vozidlo se může stát neovladatelným, což je obzvláště nebezpečné při zatížení nebo vysoké rychlosti.

​

Kde se obalový list běžně používá?

​

Obalové listy se běžně používají v:

• Pružinách přední nápravy nákladních vozidel, pick-upů a dodávek

• Jakékoli bezpečnostně kritické konfiguraci odpružení, kde je potřeba redundance

Na rozdíl od běžného přesvědčení nejsou obalové listy omezeny na klasické vícelistové pružiny. Používají se také v:

• Parabolických pružinách

• Z-pružinách

• Jakémkoli typu listové pružiny, kde by selhání hlavního listu mohlo ohrozit bezpečnost vozidla

Použití obalového listu závisí na konstrukčním cíli, nikoli na typu pružiny. Výrobci mohou tento prvek přidat, aby splnili bezpečnostní normy nebo požadavky zákazníků.

​

Je obalový list vždy zahrnut?

​

Ne. Ne všechny listové pružiny obsahují obalový list. Lehčí aplikace, rozpočtové konstrukce nebo vozidla s alternativními bezpečnostními systémy mohou obalový list vynechat. Nicméně v mnoha užitkových vozidlech, zejména těch provozovaných pod těžkým zatížením nebo na dlouhé vzdálenosti, je obalový list doporučeným nebo dokonce vyžadovaným prvkem.

​

Jednostupňové a dvoustupňové listové pružiny a role pomocných pružin

​

Listové pružiny jsou široce používány v užitkových vozidlech, dodávkách, pick-upech, přívěsech a terénních zařízeních díky své jednoduchosti a schopnosti zvládat vysoká zatížení. Nicméně ne všechny listové pružiny se chovají stejně při různých zatíženích. Způsob, jakým pružina reaguje, závisí na tom, zda je to jednostupňová pružina, dvoustupňová pružina, nebo systém vybavený pomocnými pružinami.

Každá konfigurace je navržena tak, aby vyvážila komfort jízdy s nosností, a pochopení rozdílu pomáhá provozovatelům vozových parků a majitelům vozidel vybrat správný systém odpružení pro jejich potřeby.

​

Co je jednostupňová listová pružina?

​

Jednostupňová (nebo jednorázová) listová pružina má spojitou křivku zatížení-průhyb. To znamená, že:

• Všechny pružinové listy jsou neustále v kontaktu

• Všechny listy spolupracují při lehkém i těžkém zatížení

• Tuhost pružiny je konzistentní v celém rozsahu zdvihu

Výhody:

• Hladší jízda při nezatíženém nebo lehce zatíženém stavu

• Rovnoměrnější rozložení napětí

• Jednoduché a předvídatelné chování pružiny

Nevýhody:

• Omezená schopnost zvládat velmi vysoká zatížení bez obětování komfortu

• Není ideální pro vozidla, která pravidelně přecházejí mezi prázdným a plně naloženým stavem

Jednostupňové listové pružiny jsou běžné v lehkých užitkových vozidlech nebo osobních dodávkách, kde jsou podmínky zatížení poměrně stabilní.

 

Co je dvoustupňová listová pružina?

​

Dvoustupňová (nebo dvourázová) listová pružina je navržena tak, aby zvládala lehká i těžká zatížení pomocí dvou odlišných sad listů:

• Hlavní stupeň (primární sada pružin) podporuje vozidlo při normálním nebo lehkém zatížení

• Sekundární stupeň (dodatečné listy nebo přetěžovací listy) se aktivuje pouze tehdy, když zatížení dosáhne určité prahové hodnoty

To vytváří progresivní tuhost pružiny:

• Měkčí při nízkém zatížení pro lepší komfort jízdy

• Tužší při vysokém zatížení pro zlepšenou nosnost a stabilitu

Výhody:

• Vynikající pro vozidla s proměnlivým užitečným zatížením

• Zabraňuje tvrdé jízdě při prázdném stavu a poskytuje podporu při naloženém stavu

• Lepší ochrana proti dosednutí na dorazy

Nevýhody:

• Složitější konstrukce pružiny

• Potenciálně nerovnoměrné opotřebení mezi primárními a sekundárními listy

Dvoustupňové listové pružiny jsou široce používány ve středně těžkých a těžkých nákladních vozidlech, dodávkových vozidlech a užitkových vozidlech.

​

Co jsou pomocné pružiny?

​

Pomocné pružiny jsou samostatné pružinové prvky přidané na podporu hlavního systému listových pružin. Mohou to být:

• Dodatečné listové pružiny (namontované nad nebo pod hlavní sadou pružin)

• Vinuté pružiny

• Gumové nebo vzduchové pružiny, které se aktivují pouze při těžkém zatížení

Pomocné pružiny obvykle nejsou aktivní během normální jízdy. Aktivují se pouze tehdy, když se hlavní pružina stlačí za určitý bod, poskytujíc dodatečnou podporu pro zabránění prověšení nebo dosednutí na dorazy.

Případy použití:

• Dodatečně namontované do vozidel, která zažívají občasné přetížení

• Běžně viděné v pick-upech, dodávkách a přívěsech

• Užitečné při přepravě nákladu, tažení nebo dočasném přidání hmotnosti

Výhody:

• Cenově efektivní způsob zvýšení nosnosti

• Flexibilita: komfort při prázdném stavu, síla při naloženém stavu

• Není třeba vyměňovat celý systém pružin

 

Klíčové poznatky

​

• Klasické pružiny nabízejí robustní odolnost pro aplikace v těžkém provozu

• Parabolické pružiny poskytují úsporu hmotnosti a zlepšený komfort

• Z-pružiny jsou specializovaná řešení pro přívěsy a systémy vzduchového odpružení

• Oka pružin jsou nezbytná pro spojení s podvozkem ve většině aplikací

• Obalové listy poskytují kritickou bezpečnostní zálohu v případě selhání hlavního listu

• Jednostupňové pružiny nabízejí jednoduchost, dvoustupňové pružiny nabízejí všestrannost

• Pomocné pružiny přidávají nosnost bez výměny hlavního odpružení

 

Související témata

​

Pokračujte ve vzdělávání — prozkoumejte tato související témata:

​

Předchozí: Základy systémů odpružení s listovými pružinami

Další: Výkonnostní charakteristiky listových pružin

Prozkoumat: Průvodce nákupem listových pružin