Jak Porsche před 40 lety radikálně změnilo jízdní vlastnosti. Díky zavěšení Weissach

Porsche 928 se stalo po menší 924 druhým modelem značky Porsche, který zcela hodil za hlavu před tím nezbytnou koncepci se vzduchem chlazeným motorem se čtyřmi nebo šesti protiběžnými písty, umístěným podélně za zadní nápravou. Místo toho dostalo 928 vidlicový osmiválec chlazený kapalinou a umístěný podélně z větší části za přední nápravou. Aby toho nebylo málo, převodovka se nacházela v tomto případě před zadní nápravou (u 924 je až za ní) a s motorem ji spojovala pevná trubka, v níž hřídel rotoval v ložiskách.

Porsche 928 ale nabídlo celou řadu další pokrokové techniky, takže souhrnně vzato i s přihlédnutím k jeho evolucím, které se do ukončení výroby v roce 1995 odehrály, jej lze považovat za jeden z nejlepších automobilů, jaké kdo kdy vyrobil.

Weissach není jen městečko

Výrobce automobilů Porsche má své hlavní sídlo v Zuffenhausenu, což je předměstí Stuttgartu. Pokud se odtud vydáte západním směrem, narazíte na městečko Weissach. O něm by se patrně ve světě mnoho nevědělo, kdyby v něm Porsche nezřídilo své hlavní vývojové pracoviště. Právě tady vznikla většina úspěšných závodních vozů této značky a samozřejmě i produkčních modelů, například i vzpomínaná 928.

Veřejnosti se model 928 představil v roce 1977, avšak do prodeje se dostal až o rok později. V něm také vůz získal titul evropské Auto roku 1978. S modelem 928 se na trh dostala také známá zadní náprava tohoto vozu, pojmenovaná Weissach.

Porsche připomnělo 40 let modelu 928 jeho výjimečnými prototypy

Její jméno však nevzniklo ze jména města, v němž sídlí vývoj značky, jak by se mohlo na první pohled zdát, ale z důvodu pojmenování její tehdy přelomové vlastnosti. Weissach je v tomto případě akronymem slov „Winkel EInstellende, Selbst Stabilisierende Ausgleichs Charaktersitik“. Pod poněkud krkolomným německým názvem se ukrývá zásadní vlastnost této nápravy, kterou je „samostabilizující efekt vozidla při průjezdu zatáčkou“, neboli zavěšení s takzvaným elastokinematickým efektem. K tomu přispívá specifická konstrukce spolu s vedením ramen na každé straně. Svým způsobem tak jde o úplně první moderní víceprvkové zavěšení zadních kol, které je dnes běžné, samozřejmě v různých modifikacích i na některých vozech kompaktní třídy.

Přirozená reakce mohla vyústit v nehodu

Rozbory dopravních nehod uskutečňované od padesátých let ukázaly, že k nehodě vozidla v zatáčce často nedochází proto, že by byla porušena přilnavost pneumatik, nebo že by řidiči takzvaně „nezvládl řízení“, ale z důvodu porušení stability vozidla při jízdě po kruhové dráze – tedy v zatáčce.

Šlo zejména o vozidla se zcela nezávisle zavěšenými zadními koly na tehdy velmi hojně rozšířené kyvadlové-úhlové nápravě. Tedy zavěšení s trojúhelníkovými rameny se šikmou osou jejich kývání. Aby se potlačil přenos chvění (odborně třepetání) od odvalujícího se kola a jeho pneumatiky do karoserie vozidla, musí být jeho vodící závěsné členy (ramena) uložena v karoserii či rámu pružně. Za tímto účelem se používají silentbloky, o nichž jsme nedávno psali. Čím více pryže tyto silentbloky používají, tím je lépe izolován přenos vibrací a tedy i hluk od odvalujících se kol k uším posádky vozidla. Auto je tedy tišší a zároveň komfortnější.

Porsche 968 a 928 spojuje koncepce a rozděluje osud (+video)

Problém je, že více pryže na prvcích zavěšení kol znamená také jejich méně přesné vedení a tedy zvýšenou náchylnost kol na působení sil vznikajících při jízdě. Takto vedené kolo pak lidově řečeno při působení síly, vznikající při jízdě, hůře drží stopu. Tomuto lze předejít vyloučením pružných uložení ramen a jejich nahrazením tuhými prvky, což mají závodní automobily. U běžných aut, která musejí poskytovat posádce také odpovídající komfort, je však celá situace mnohem složitější.

Bylo to právě pružné uložení trojúhelníkových ramen, které u někdejších vozidel způsobovalo jejich nestabilitu při jízdě v zatáčce. Pokud do ní řidič vjel příliš rychle, bylo jeho přirozenou reakcí ubrání plynu, v extrému dokonce přibrzdění brzdou. V tu chvíli však vznikla brzdná síla, orientovaná ve směru opačném, než je pohyb vozidla.

Jejím účinkem docházelo u náprav s vlečnými trojúhelníkovými rameny ke zmenšení sbíhavosti, v extrému pak k rozbíhavosti vnějšího zadního kola a tím zvětšení stáčivého momentu vozidla do zatáčky. Výsledkem uvedené, jakkoliv jinak přirozené reakce řidiče, mohlo být až vybočení zadní části vozidla, tedy přetáčivý smyk doprovázený ztrátou stability vozidla. Pokud řidič tento smyk včas nekorigoval řízením, zpravidla celá situace skončila nehodou vozidla. Celou věc měl na svědomí brzdný moment motoru, případně brzd. V anglosaské literatuře se popsaný jev označuje jako „tuck-in efekt“.

Hra se sbíhavostí

Zadní náprava Weissach vozu Porsche 928 poprvé v historii dokázala tento jev eliminovat. Sice také využívala pružných uložení ramen, ovšem celé zavěšení bylo navrženo tak, aby při ubrání plynu (případně při brzdění v zatáčce) docházelo naopak ke zvětšování sbíhavosti vnějšího zadního kola. To se ve svém pružném uložení při působení brzdné síly jakoby „natáčelo“ ve stejném smyslu jako přední kola.

Celý vtip této nápravy spočíval zejména v sofistikovaném uložení spodního ramene tvaru trojúhelníku, kdy jedna část supluje příčné rameno, ta druhá podélné. To je navíc ještě uložené v kraťoučké součástce tvaru písmene „T“. Celek doplňovalo ještě horní příčné rameno, vyrobené z hliníkových slitiny.

Opel Admiral se dvěma volanty

Porsche 928 sice na silnice vyjelo v roce 1978, avšak úvahy o elastokinematickém zavěšení zadních kol údajně spadají už do období 50. a 60. let. Vývoj nápravy Weissach byl započat v roce 1970. Za účelem vývoje popisované zadní nápravy modelu 928 zakoupilo vývojové oddělení Porsche testovací mulu známou jako V2. Tou byl na první pohled vcelku obyčejný Opel Admiral, někdejší luxusní vůz své značky s osmiválcovým motorem.

Od září 1970 se právě v něm hledal soulad mezi ztrátou stability vozidla (nekontrolovatelném stáčením vozidla do zatáčky z důvodu vzniku přetáčivého smyku) a zvětšením sbíhavosti vnějšího zadního kola, která měla danému jevu při určité rychlosti předejít. Jak po letech vzpomínají inženýři oddělení podvozků značky Porsche Hans-Hermann Braess a Gebhard Ruf ve firemním magazínu Christophorus, bez neexistujících počítačových simulací a digitálního modelování to znamenalo, že „okamžik pravdy“ se dozvíte až na testovací dráze.

Zvláštností testovací muly V2 v podobě Opelu Admiral, byly proto dva volanty. Jeden klasický, k řízení předních kol, doplněný o druhý, nacházející se v prostoru zadních sedadel. Jenže nasimulovat výše popsaný jízdní manévr nebylo vůbec jednoduché. Jeden z inženýrů seděl za normálním volantem a zatáčel předními koly, druhý v zadní části auta jej následoval, přičemž se snažil jakoby „chytit“ počínající přetáčivý smyk.

Změny ve sbíhavosti skutečně ovlivňovaly stabilitu vozidla či přesněji rychlost jeho stáčení do zatáčky poměrně výrazně. Ovšem pouze v případě, že k nim došlo ve velmi krátkém čase. Jako mezní určili inženýři časovou prodlevu od okamžiku natočení předních kol do okamžiku, než začne zadní vnější kolo zvětšovat sbíhavost, maximálně pouhých 0,2 sekundy. Pokud by to bylo více, efekt zvětšení sbíhavosti vnějšího zadního kola by již své ovoce nepřinesl.

Evropské Automobily roku: Porsche 928 (1978)

Až teprve 15 října 1973 se podařilo získat relevantní data. Ty říkaly, o kolik a jak rychle musí vnější zadní kolo přejít do sbíhavosti, aby se tím předešlo nekontrolovatelnému stočení vozidla do zatáčky a tedy jeho nestabilitě (tuck-in efektu).

Vyhráno ale ještě zdaleka neměli, neboť bylo potřeba získané zkušenosti aplikovat na zavěšení modelu 928. Celý vývoj nápravy se přesunul do další testovací muly, a sice Audi 100 Coupe, u něhož byla upravena původně tuhá zadní náprava. Vinuté pružiny inženýři Porsche nahradily dvojicí torzních tyčí, umístěných pod zadními sedadly. Postupně vznikaly jednotlivé části nápravy, které se ale také s dobou měnily. Tak například od roku 1972 vzniklo hned šest variant spodního trojúhelníkového ramene, přičemž původní řešení nevyužívaly onen tolik progresivní elastokinematický efekt.

Celá věc se ale nakonec povedla a Porsche 928 skutečně nabízelo nejen na svoji dobu vynikající jízdní vlastnosti v kombinaci s jízdním komfortem. Svým jízdním chováním tak předčilo vše, co tehdy nabízela konkurence, a stanovilo tak nová měřítka pro posuzování jízdního chování nejen výkonných osobních automobilů.