Rád studuji nákladní automobily dob minulých a jejich konstrukci, dnes tak opomíjenou. Čím houběji se dostávám, tím zajímavější věci objevuji. Nejde jen o to poznat dávno zaniklé značky, ale hlavně o seznámení se s technickými detaily vozidel, která před desitiletími brázdila silnice Evropy. Koncepce, uspořádání, motory, převodovky i nápravy a podvozky. Díky nim objevuji krásu a pestrost veteránů, kterou nelze s dnešními vozidly vůbec srovnávat. Dříve byla vozidla projektovaná a stavěná, aby zůstala v provozu navěky. Svět byl mnohem více rozdělený a také přístupy jednotlivých výrobců nákladních automobilů se od těch druhých často lišily. V jejich konstrukci se mnohem více projevovaly místní zvyklosti a potřeby místních dopravců pracujících ve specifických podmínkách. Kamiony tak byly všechno jen ne stejné.

Poslední měsíce se intenzivně věnuji studiu vozidla Volvo F89. V souvislosti s tímto vozidlem je použití zvedací nápravy obecně známé, ovšem v kontextu již zaniká skutečnost, že jde o zajímavý systém, který umožňuje zvedání nepoháněné nápravy u vozidla odpruženého listovými pery, což je na míle vzdálené dnešním systémům vzduchového odpružení. Mechanismus, který Volvo ve své terminologii nazývá A-ride, a jemu podobné byly ovšem ve své době standardem nejen u Volva a na dlouhou dobu ovlivnily vzhled konstrukci nákladních automobilů se zvedací nápravou.

Příběh tohoto zavěšení je nesmírně zajímavý a sahá daleko za hranice svého rodiště - Severní Evropy. Informace a zajímavosti o těchto systémem sbírám dlouhé roky, ale teprve letos se mi toho podařilo dohledat tolik, že o tom všem již mohu napsat souvislý článek. Článek samotný jsem začal psát v červnu 2012 a teprve teď, na konci roku, se mi ho povedlo dokončit podle mých představ. Díky za pomoc všem, kteří nějakým způsobem přiložili ruku k dílu, aby tento článek mohl vzniknout. Tátovi a Karlosovi za "osmdesát devítku", Karlovi za fotky Fiatu, Hapíkovi za nafocený Fiat v Itálii, Emilovi za katalog dílů na Iveco, Borutovi za skeny prospektů Mercedes a Volvo a Gáborovi a Kustimu za informace o zvedačkách na kamionech Rába.

Dnes je zvedací náprava běžným standardem u velké části vícenápravových vozidel a nabízí ji všichni výrobci nákladních automobilů. Díky nejrozšířenějšímu systému odpružení silničních nákladních vozidel dnešní doby – gumovým vakům plněným tlakovým vzduchem – je realizace mechanismu zvedání nápravy levnou záležitostí. Negativní vliv na pořizovací hodnotu vozidla a zvýšenou pohotovostní hmotnost vozu je malý a navíc bohatě vyvážený sníženým valivým odporem při jízdě nezatíženého vozidla, sníženým opotřebením pneumatik a zlepšenými manévrovacími schopnostmi vozidla při jízdě se zvednutou nápravou.

Dnes tedy stačí pouze vypustit vzduch z měchů na zvedané nápravě a pomocí přídavného měchu (který se naopak nafoukne) nápravu přizvednout tak vysoko, až se její kola nedotýkají země. Vypuštěné měchy se v průběhu této operace zdeformují (zmáčknou), ale protože v nich není tlak a jejich materiál je pružný, nepředstavuje to žádný problém. Ovládání celého mechanismu je řešené nejčastěji obyčejným přepínačem na přístrojové desce s polohami „zvednout“ a „spustit“ a prostřednictvím kontroly zatížení vozidla jej lze řešit i automaticky (což je již dlouhé roky běžné například na evropských návěsech). Stačí tak pouze stisknout tlačítko a vozidlo je připravené k jízdě během několika málo vteřin (nebo je tuto změnu dokonce možné provádět během jízdy vozidla). Jízdní vlastnosti vozidla se příliš nemění, světlá výška vozidla (výška rámu) zůstává obvykle stejná a tuto změnu lze realizovat prakticky kdykoli – ať už je vozidlo prázdné či zatížené.

V minulosti to ale nebylo tak jednoduché. Klíčovým prvkem funkce moderního zvedání nápravy je možnost deformace gumových pružících prvků (vaků) a snížení jejich tuhosti vypuštěním vzduchu z jejich nitra. Masové použití vzduchových vaků k odpružení náprav kamionů je ale v porovnání s nákladními automobily samotnými poměrně mladé. Jejich rozšíření můžeme v Evropě datovat zhruba k přelomu sedmdesátých a osmdesátých let. Do té doby byly běžným standardem v odpružení vozidel silné svazky listových per, jejichž deformaci nelze při zvedání nápravy využít stejným způsobem jako v případě vzduchových vaků. Neznamená to ale, že by v minulosti zvedací nápravy neexistovaly. Vyskytovaly se však méně často a jejich mechanismy fungovaly na jiném principu.

Je jasné, že vlečené nápravy na nákladních automobilech existují již dlouhá desetiletí a byly na vozidlech používané zřejmě ještě před druhou světovou válkou. Nevím, která firma zavedla zvedací nápravu nákladního automobilu do sériové výroby jako první, nicméně lze očekávat, že zvedání nápravy se objevilo zřejmě až v okamžiku, kdy jeho výhody (redukce jízdních odporů a opotřebení pneumatik) zvítězily nad nevýhodami (zvýšená hmotnost vozidla, nárůst pořizovací hodnoty vozidla) a konstrukční složitostí mechanismu danou možnostmi té doby.

Hydraulicko-mechanický systém zvedání nápráv, kterému se tento článek především věnuje vzniknul pravděpodobně na severu Evropy někdy v padesátých letech. Všechny stopy v souvislosti s tímto systémem vedou do Finska. Nejstarší vozidla vyráběná s mechanicky odpruženou vlečenou nápravou se zvedáním hydraulickými písty vyrábělo v padesátých a šedesátých letech Sisu, resp. firma Vanaja a konstrukce tohoto systému je spjata s konstruktérem Veikko Muronenem (1927 - 2006), který ve firmě Vanaja působil a tento systém vyvinul a posléze rozvíjel po převzetí firmy Vanaja firmou Sisu. Ta toto zavěšení náprav použivá v jisté míře dodnes. Systém Veikko Muronena vzniknul pro zlepšení jízdních vlastností svozových soupra dřeva v náročných severských podmínkách. Zde nebylo nezbytně nutné dlouhodobě provozovat plněpohonná vozidla, ovšem vozidla s vlečenými nápravami trpěla při odlehčení hnací nápravy ztrátou adheze. To bylo možné omezit přizvednutím vlečené nápravy, díky čemuž byla hnací kola dostatečně zatížena a vozidlo tak získalo dostatečnou průchodnost. Systém "Muronen" poznáte snadno díky umístění hydraulických pístů - jsou uložené horizontálně vně rámu nad listovými pery, na každé straně rámu jeden. Uspořádání celého zavěšení je obdobné jako pozdějších systémů (ty se jím zřejmě později inspirovaly). Hnací náprava je odpružena svazkem listových per s nímž jsou spojena vahadla (každé ovlávané jedním výše uvedeným pístem) s levým respektive pravým kolem vlečené nápravy. Náprava nemá společnou nápravnici, vahadla jsou uložena otočně na mohutné příčce v rámu, ovšem osa jejich otáčení je předsunutá před osu vlečených kol.

V šedesátých letech se objevily dva systémy, které si byly dosti podobné a výše uvedeným systémem Veikko Muronena se nejspíše inspirovaly: systém Volvo a systémy Nummek a Scania. S výše uvedeným systémem firmy Vanaja mají společná vahadla a způsob jejich uložení na rámu, odlišné je ovšem uspořádání zvedacího pístu. Systémy Scania a Nummek jsou (s výjimkou partie spojení vahadel s listovými pery) velice podobné, systém Volvo se od nich liší v mechanické části zvedání vahadel. Těmto systémům se budeme nyní věnovat podrobněji.

Mnoho indícií naznačuje, že systém Nummek byl zřejmě druhý, který po systému "Muronen" spatřil světlo světa neboť firma Nummek na něj vlastní patent. A zatímco ve Volvu se jím inspirovali (a mírně odlišnou konstrukcí patent obešli), ve Scanii použili jen jeho málo pozměněnou variantu.

Z výše uvedeného historického exkursu vyplývá, že mechanismus zvedání nápravy odpružené listovými pery vyžaduje další přídavná zařízení (páky, ramena), neboť listová pera nelze jednoduše „vyfouknout“ a nápravu přizvednout. Systém vahadel zvedaných hydraulickým pístem na tuto situaci nabízel řešení a největšího rozšíření se dočkal na nákladních automobilech Volvo a Scania, které jej nabízely od šedesátých let. Zatímco Scania se tohoto systému zvedání nápravy vzdala někdy v polovině osmdesátých let (jemu je věnovan další odstavec), značka Volvo ho několikrát přepracovala, ovšem jeho základní princip byl zachován až do dnešní doby a, byť výjimečně, se dle požadavků zákazníka vyskytuje i na dnešních moderních vozidlech. V terminologii Volvo je tento systém odpružení pojmenován jako A-ride.

Při porovnání mechanismu značek Volvo a Scania se dopátráte k jistým rozdílům ve tvaru dílů a rozmístění součástí, ovšem princip je stejný a stejné je i charakteristické nahrbení vozidla se zvednutou nápravou.

Mechanismus se skládá z následujících součástí (na obrázku je pro názornost vynechán levý podélník rámu):

A – hnací náprava
B – listová pera hnací nápravy
C – vahadla zvedací nápravy (levé a pravé)
D – hydraulický píst zvedání
E – hřídel s pákami
F – páky s kladkou (levá a pravá)
G – příčka s uložením výkyvných ramen

Princip, který zvolila značka Volvo funguje tak, že zatímco hnací (A) náprava je klasická tuhá a odpružená vlastními svazky listových per (B), zvedací nápravu tvoří dvě vahadla (C), u kterých chybí společná nápravnice a obě kola jsou na sobě nezávislá. Tato výkyvná ramena jsou pak čepem spojena se zadní částí svazku listových per (A) hnací nápravy. Jejich prostřednictvím jsou jednotlivá ramena odpružená a své vlastní pružiny nemají. Obě výkyvná ramena mají společnou osu, kolem které se otáčejí (příčka G). Zvedání nápravy, resp. kol na těchto ramenech zavěšených probíhá prostřednictvím mechanismu s pístem (D), malým elektrickým čerpadlem a vlastní olejovou nádrží používanou pouze pro zvedání této nápravy (vše je umístěné v malé schránce v rámu). Hydraulický píst (D) je pákou spojen s hřídelí (E), na jejíž koncích jsou umístěny dvě páky s kladkami (F), které při jízdě vozidla se spuštěnou nápravou ničeho nedotýkají.

VIDEO: Zvedání napravy

VIDEO: Zvedání nápravy, detail

VIDEO: Spouštění nápravy

Jakmile je třeba kola zvednout, začne se píst (D) vysouvat, přes středovou páku otáčí hřídelí (E) a ta otáčí pákami na koncích hřídele (F), jejichž kladky dosednou na plochu ramen (C), na kterých jsou zavěšena kola a začnou jimi otáčet kolem osy, na které jsou ramena uložena. To znamená, že přední část výkyvných ramen se pohybuje dolů, zatímco zadní část ramen (kterou probíhá osa kol) se pohybuje vzhůru a kola se tak zvedají ze země. Protože je přední část ramen spojena se zadní částí listových per hnací nápravy, mají i pera tendenci pohybovat se směrem dolů. Protože ovšem nepřenášejí žádné zásadní zatížení (zvedací náprava je určena pro jízdu prázdného nebo jen částečně zatíženého vozidla vozidla), jejich deformace není velká a tak místo jejich pohybu směrem dolů se naopak rám vozidla pohybuje směrem nahoru a způsobuje tak charakteristické nahrbení vozidla – mezera mezi koly hnací nápravy a podběhem se výrazně zvětšila, zatímco kola zvedací nápravy jsou do podběhu zamáčknuta.

Mechanismus prošel jistým vývojem a proto se na jednotlivých variantách vozidel v některých partiích liší. První variantu lze spatřit na vozidlech Volvo generace F88. Ve srovnání s pozdějšími variantami je jiný tvar výkyvných ramen a všimněte si také balíku přímých listových per. Pozdější varianta (k vidění například na Volvech F89) měla již pera poloeliptická a ramena byla přepracována.

Další modifikace mechanismu zvedání nápravy, která se objevila společně s první generací modelu F12 směřovala k přepracování uložení vahadel (hřídel v ose otáčení vahadel již není k příčce přivařená, ale šroubovaná) a tento mechanismus byl k vidění i na modelech F12 druhé generace. Později byly přepracovány ještě další díly, které se již od těch původních na pohled liší, ale je to pouze v detailech a celé uspořádání mechanismu je stejné jak na kamionech Volvo FH a FM z devadesátých let tak i na vozech vyrobených po roce 2000.

Volvo F89:

Volvo FM:

Systémy Nummek a Scania jsou sice mírně odlišné ale v obecném popisu je lze považovat za totožné. Fungují stejně a mají stejné uspořádání. Nejzásadnější viditelný rozdíl je ve spojení zadních konců listových per s vahadly. Co do funkce to ovšem nepředstavuje žádný zásadní rozdíl.

Tento systém zavěšení (Scania/Nummek) funguje obdobně jako systém Volvo, ale je jednodušší a robustnější. Zcela odpadají páky s kladkami. Místo toho se mohutná centrální páka pístu opírá přímo o vahadla. Osa otáčení této páky je shodná s osou otáčení vahadel. Celkové uspořádání je ovšem obdobné s tím, že schránka s olajovou nádrží a čerpadlem je umístěna v prostoru pod rámem, zpravidla vpravo za posední nápravou.

Systém zavěšení Scania lze pozorovat na kamionech Scania od modelu LB76 až po modely 2.řady. Během tohoto téměř třicetiletého období se systém vyvíjel a v detailech měnil podobně jako systém Volvo. Měnilo se uložení hydraulického pístu i tvar vahadel. Na modelech 141 je například možné spatřit tlumiče, které ovšem na pozdějších systémech na modelech druhé řady již nebyly. Rozdíly v provedení zavěšení mezi modely 141 a 142 lze pozorovat na níže uvedených fotografiích.

Firma Nummek jako externí dodavatel poskytovala své zavěšení firmám Mercedes Benz (nákladní automobily NG, např. tahač návěsů 2235), Ford (model Transcontinental), DAF (modely 2800-3600) a Iveco (TurboStar). ale i daleko za mořem (například v Austrálii, ačkoli zde bylo požití vlečených náprav legislativně dosti omezené).

Během sedmdesátých a osmdesátých let se díky výrobnímu programu značek Volvo a Scania a také spolupráci firmy Nummek s mnoha dalšími výrobci nákladních automobilů rozšířil do mnoha zemí mimo chladné oblasti Severní Evropy. Kromě většiny západních států se hydraulicky ovládané zvedací nápravy s dvojmontáží dostaly i do mnoha zemí Východního bloku. Kromě tahačů Volvo F12 a F89 z našeho ČSAD, polského PKS a maďarského Hungarocamionu byly ve Východní Evropě k vidění například i tahače Mercedes Benz NG 2235 (Sovtransavto) či Iveco TurboStar (PKS, Hungarocamion, SOMAT, ČSAD).

Scania 141, Scania 142:

Nummek / Mercedes Benz:

Iveco TurboStar:

V průběhu padesátých a šedesátých let se staly vlečené nápravy populární v Itálii. Bylo to zejména kvůli specifickým hmotnostním limitům, které v šedesátých letech umožňovaly legálně využívat pro čtyřnápravová vozidla hmotnost až 22 tun a to samé platilo také pro přívěsy, takže ve spojení čtyřnápravového vozidla a čtyřnápravového přívěsu bylo možné využívat celkové hmotnosti soupravy až 44 tun (na tehdejších 200 koní!). K tomu byla speciálně upravovaná zejména vozidla italské výroby (Fiat, OM, Alfa Romeo, Lancia), přičemž konstrukce a montáž přídavných sunutých i vlečených náprav (vybavených v drtivé většině případů jednoduchou montáží pneumatik a které byly navíc často zároveň zvedací i řídící) a související přestavby vozidel připadaly většinou nikoli výrobcům vozidel samotných, ale externím karosářským firmám, mezi kterými dominovaly jména jako Fresia, Perlini, Battaglino, Viberti či Bartoletti. Konstrukce těchto náprav byla dosti netradiční. Odpružení bylo zajištěno kombinací listových per a vzduchových vaků. Náprava byla zvedaná horizontálně uloženým vzduchovým pístem o poměrně velkém průměru pomocí pák a táhel a navíc byla samořiditelná. Toto provedení je koncepci Volvo dosti vzdálené a ukazuje odlišný přístup italských konstruktérů včetně potřeby řešit také manévrovatelnost vozidel na klikatých silničkách. Pro našince může být zajímavé, že výše uvedený systém zavěšení byl k vidění na polských kamionech Fiat 190 NT33 firmy PKS.

Koncem šedesátých let se objevily kombinované mechanismy (odpružení listovými pery, zvedání vzduchovým vakem namísto hydraulického pístu) u vozidel MAN a jejich licenčních produktů Rába vyráběných v Maďarském Györu a tvořících páteř flotily maďarského národního dopravce Hungarocamion. Nápravy byly odpružené stejně jako systémy Muronen, Nummek i Volvo prostřednictvím svazku listových per nad hnací nápravou, zadní náprava byla opět vahadlová s odděleným vahadlem pro pravé a levé kolo ovšem zcela odpadnul hydraulický systém, který byl nahrazen dvěma vzduchovými vaky po stranách rámu.

Kromě nápravy firmy Nummek nabízel Mercedes nápravu s vahadly odpruženou v původní variantě listovými pružinami, později vzduchovými vaky. Tyto mechanismy lze rozpoznat díky jednoduché montáži pneumatik. Žádný z firemních prospektů neuvádí možnost zvedání a ani na fotografii není po hydraulickém pístu ani stopy.

V polovině osmdesátých let Volvo u příležitosti představení 2. generace modelu F12 uvedlo na trh vlastní systém kombinovaného odpružení náprav společným svazkem listových per se zvedáním vlečené nápravy za pomoci vzduchových vaků S-ride. To už ale byly vzduchové vaky na nákladních automobilech běžným jevem a systémy zvedání náprav odpružených listovými pery byly postupně odsunuty do pozadí, byť jsou v malých počtech vyráběny a nabízeni několika firmami dodnes.

Systém S-ride, který kombinoval odpružení náprav centrálně uloženými listovými pery a zvedání pomocí vzduchového vaku nad zadní nápravou. Tento systém se poprvé objevil na kamionech Volvo F12 2.generace v 80.letech. Mimo termínu A-ride a S-ride se pak v souvislosti s kamiony Volvo můžete setkat ještě s pojmem T-ride, který představuje klasické symetrické zavěšení dvojice hnacích náprav centrálně uloženým svazkem per a je určen pro trvale hnané nápravy.

Mechanismus S-ride se skládá z následujících součástí (přeloženo z materiálů Volvo, scan: Borut):

1 – Jednomontáž kol na (zadní) vlečené nápravě (snižuje valivý odpor a hmotnost)
2 – Zvedání nápravy měchem (je ovládáno tlakovým vzduchem)
3 – Silentbloky (absorbují otřesy a vibrace)
4 – Olejem mazaná ložiska zvedací nápravy s dlouhou životností
5 – Trojúhelníková ramena (přenáší boční síly)
6 – Nízká zástavba dovoluje přepravu rozměrnějších nákladů při zachování celkový výšky vozidla 4 m
7 – Podélné vedení náprav
8 – Vysoká pozice per poskytuje vozidlu dobrou stabilitu

Zvedací nápravy odpružené a zároveň zvedané vzduchovými vaky jsou na moderních nákladních automobilech dnes běžným standardem a to jak v provedení s jednoduchou i dvojitou montáží kol jako vlečené, případně vlečené řídicí a také jako sunuté s jednoduchou montáží kol ať už s koly pevnými či jako řídící. Jedná se o vzájemně dosti podobné systémy, jejichž jednoduchost je v porovnání v sýše uvedenými systéme zjevná. O to menší je ovšem jejich pestrost a zajímavost, kterou nelze systémům minulosti upřít. Je škoda, že v minulosti vzniklo velké množství nejrůznějších konstrukčních prvků nákladních vozidel (a nejde jen o systémy zavěšení a odpružení náprav), které dnes již zavál prach a nikdo jim nevěnuje žádnou pozornost. Přesto hrály při cestě za dnešními moderními prvky nákladních automobilů nezanedbatelnou roli a měly by býti zachovány nejen jako doklad o šikovnosti a schopnostech minulých generací ale zároveň jako zdroj poznatků, které není třeba znovu poznávat a objevovat, neboť s nimi bylo již v minulosti získáno mnoho zkušeností, že kterých bychom je možné učit se i dnes.

Zajímáte-li se o stavbu modelu s některou zajímavou variantou zavěšení náprav, máte v měřítku 1/24 omezený výběr. Pokud si vyberete řešení firmy Scania, pak vás čeká poměrně snadná cesta, neboť celý mechanismus zvedání nápravy je obsažen ve stavebnicích třínápravových vozidel Scania 142 a 143 a je možné ho bez nějakých zásadních úprav použít také na starší modely ze stavebnice Heller. Téměř bez práce tak dostanete poměrně slušně zpracované díly, které stačí pouze vyšperkovat o drobné detaily.

Podobnosti dílů vozidel Scania a Mercedes by se dalo v měřítku 1/24 využít. Některé drobnosti by bylo asi dobré vyrobit od nuly, ale velkou část dílů je možné využít prakticky bez úprav a kombinací dílů ze stavebnice Scania 142 a Mercedes Benz NG (Italeri kat. 786, 757) je možné relativně snadno postavit třínápravový Mercedes se zvedací nápravou Nummek.

Máte-li v hledáčku některý systém zvedání nápravy firmy Volvo, musím vás zklamat. Tento systém totiž není dostupný ani v plastu a ani v resinu. Jeho přestavba z dílů Scania sice není nemožná (viz moje Volvo F12), ovšem hlavní prvky (vahadla, konzoly předních per) se tvarově dosti odlišují a tak toto řešení není úplně pro všechny.

Honza Rosecký, 25.12.2012