Ideální řešení zadní nápravy! Rozhoduje však tuhost uložení, úhel osy kývání a přídavné táhlo

Historicky vzato, měli konstruktéři automobilů primárně zájem o nezávislé zavěšení předních kol. Důvodem bylo, že jsou řídicí, přičemž uvedené řešení celou věc v podstatě zjednodušuje. U zadních náprav ale byla situace odlišná. V jejich případě je naopak tuhá náprava, teoreticky vzato, přímočařejší, neboť v principu zajišťuje vzájemné neměnné postavení levého a pravého kola. Její výhodou je také robustnost, proto se dodnes používá třeba u pick-upů či opravdových off-roadů.

Nevýhody však převládají, zejména pokud chceme, aby vozidlo lépe jezdilo. Nejde jen o ovladatelnost, ale také o zajištění dobré kvality jízdy, kterou posádka vnímá jako pohodlí při jízdě po nerovnostech. Obecně nejkomfortnější je takové vozidlo, jež nemá nikterak spojená kola téže nápravy. Nejméně komfortní je tak tuhá náprava, nejvíce zcela nezávisle zavěšená kola u nápravy, kde není použit torzní stabilizátor.

Ten je totiž u tohoto typu zavěšení jediným propojovacím členem obou kol, tedy pokud nepočítáme nepřímé propojení přes karoserii či pomocný rám (nápravnici). Z toho vyplývá, že při uplatnění tužších stabilizátorů se sice omezí příčný náklon karoserie (rámu), zároveň ale dojde k redukci kvality jízdy při jízdě na výmolech.

Netradiční konstrukce zadní nápravy. Tyhle se nechytly!

Vzpomínka na Škodu 105/120: Kyvadlová náprava

Historicky vzato, nezávislé zavěšení zadních kol se používalo už ve 30. letech zejména u aut s motory vzadu. Typické byly Volkswagen Brouk a vozy domácí značky Tatra. O řešení v té době velmi pokrokové se zasloužili slavní konstruktéři Hans Ledwinka a Ferdinand Porsche, kteří zmíněné vozy vzadu osadili výkyvnými polonápravami, jimž se později začalo říkat kyvadlová náprava.

Z hlediska kinematiky jde však o zcela nevhodné řešení, neboť při propérování se ze všech nezávisle zavěšených kol nejvíce mění odklon kol a jejich vzájemný rozchod. Oboje způsobuje při jízdě v zatáčce nestabilitu. Nemluvě o vysoké hmotnosti neodpružených částí, když hnací hřídele procházejí tuhou trubkou.

Je s podivem, že kyvadlové nápravy se používaly u vozů Škoda 105/120 až do roku 1990! Byť na každé straně doplněné o podélné rameno, které vedení kola zlepšovalo. Celé řešení pohonu (motor s převodovkou a rozvodovkou) musí být navíc vzájemně velmi tuhé, aby auto obstojně jezdilo. Jenže to zároveň znamená výrazně snížení akustického komfortu. I proto byly uvedené škodovky tak hlučné.

V BMW i Mercedesu: Kyvadlová úhlová náprava

Možnosti kyvadlové nápravy tak byly velmi omezené, takže se hledalo lepší řešení. Tím se stala kyvadlová úhlová zadní náprava. Občas se můžete setkat i s názvem „náprava s trojúhelníkovými vlečnými rameny“.

Kolo je zavěšeno na rameni tvaru trojúhelníka, kdy jeden z vrcholů představuje náboj kola, zbylé tvoří silentbloky, jimiž je rameno uloženo v nápravnici (pomocném rámu). Úhlová se jí říká proto, že osa kývání je v půdorysu (při pohledu shora) šikmá. A většinou je šikmá i při pohledu v nárysu (například zezadu).

Tímto opatřením je zajištěno, že při propružení kola vzniká samořídicí efekt, který má na chování vozidla nedotáčivý účinek. A tedy podporuje stabilitu. V porovnání s kyvadlovou nápravou, jíž je kyvadlová úhlová, evolucí dochází při vhodných geometrických poměrech k výraznému zmenšení změn odklonu kol a jejich rozchodu. Nicméně rozchod se stále mění, což znamená, že hnacím hřídelům musí být umožněno jeho vyrovnání.

Kyvadlová úhlová náprava je historicky spojena zejména se značkami Mercedes-Benz a BMW, jež ji používaly až do 80., respektive 90. let. Dále ji najdete třeba u vozů Ford Sierra či Scorpio a Opel Omega (A i novější B) a Senator či u vozů Porsche 911 (do generace 964), 924, 944 či 968.

A také u naší Tatry 613/700 (předchozí T 603 měla kyvadlovou nápravu) a od roku 1980 u Škody Garde, později u Škody 130/135/136 či Rapid. Ve Francii ji využíval Peugeot 505 a 604 či třeba dnes skoro zapomenutý Talbot Tagora.

Dodnes ji najdete u Volkswagenu T6.1. Na první pohled se zdá, že vlastnosti kyvadlové úhlové nápravy jsou skoro ideální. Ve skutečnosti ale bylo třeba jejího dalšího vývoje k potlačení některých nedostatků.

Přehled koncepcí pohonu osobních automobilů: Předohrab, nebo zadokolka?

Hlavně neubírat plyn

V čem tedy spočívala hlavní nevýhoda kyvadlových úhlových náprav? Pokud jede řidič zatáčku bez větších dynamických změn, fungují velmi dobře. Jak uvádíme výše, vozidlo stabilizují. Jinak tomu ovšem je, pokud řidič v zatáčce ubere (odlehčí) plyn, či dokonce přibrzdí. V tu chvíli dochází u tohoto typu zavěšení k nadměrnému samořízení vlivem klopení, a tedy změně postavení kol, jež se mění na rozbíhavost. A to má na chování vozidla naopak přetáčivý účinek.

Předejít mu lze velmi tuhým uložením trojúhelníkových ramen, což vzhledem k nápravnici (pomocnému rámu) z hlediska zajištění akustického komfortu zase tak nevadí. V průběhu osmdesátých let se však objevila další vylepšení ve snaze tento nežádoucí efekt eliminovat.

Jednou z možností je zmenšit úhel osy kývání. S příchodem BMW řady 5 E28 v roce 1981 byla zadní náprava uvedeného modelu nabízena ve dvou verzích: Motorizace s výjimkou 528i měly úhel osy kývání ramen větší, zatímco špičkový typ 528i dostal odlišné řešení s ostřejším, a tedy zmenšeným úhlem.

Tou hlavní změnou ale bylo vnější uložení trojúhelníkového ramene, které konstruktéři doplnili o krátké přídavné táhlo. Obdobné řešení přineslo ve druhé polovině 80. let také Porsche u modelu 911 generace 964 a dále Opel u Omegy A a později i B či odvozeného, luxusnějšího Senatora B, a sice v rámci takzvaného bezpečného podvozku DSA.

Zmíněné táhlo (každé rameno mělo jedno) zásadně zlepšilo chování kyvadlových úhlových náprav. I proto uvedené modely nabízejí dodnes velmi dobré jízdní vlastnosti, kdy při ubrání plynu v zatáčce auto přejde z pocitové nedotáčivosti k neutrálnímu chování, nikoliv v nebezpečnou přetáčivost. A to až do vysokých rychlostí průjezdu.

Deset vozů s nenápadnou tváří a ďábelským srdcem

Další zdokonalení se pojí s Lotusem Omega, speciální vysokovýkonnou verzí Opelu Omega 3000. V něm původní trojúhelníková ramena omegy konstruktéři doplnili o vnitřní šikmá ramínka tvaru kulatiny.

Kyvadlová úhlová zadní náprava byla velmi oblíbená u aut s pohonem zadních kol, ale i u vozů s poháněnou přední nápravou (například NSU Ro80). A to bez ohledu na koncepci, jak dokazují vozy Porsche (motor vzadu, transaxle) či Matra Bagheera, respektive Murena, které mají pohonnou jednotku uloženou napříč před zadní poháněnou nápravou. Nicméně konstrukcí nezávisle zavěšených kol bylo mnohem více. V podstatě lze říci, že každá země uplatňovala to „své“ řešení.