Ackermannova podmínka

Mechanismus řízení, který ovládá řízená kola, musí splňovat určité geometrické podmínky. Vnější a vnitřní kola opisují při jízdě zatáčkou kružnice s jinými poloměry, aby se kola při jízdě pouze odvalovala a nevznikalo nežádoucí smýkání po vozovce, musí podvozek splňovat tzv. Ackermanovu podmínku.

Nejdříve uvažujme ideální případ, kdy jsou kola bočně nepoddajná. Ackermannova podmínka řízení říká, že střed otáčení musí ležet na prodloužené ose zadní nápravy. Pro splnění této teoretické podmínky se používá tzv. lichoběžník řízení, tzn. řídící páky spolu se spojovací tyčí mají tvar lichoběžníku.

Tuto podmínku lze vyjádřit matematicky, označíme-li rozvor náprav jako l, rozchod kol b₀, r teoretický poloměr zatáčení, β₁ úhel natočení vnějšího kola a β₂ úhel natočení vnitřního kola, pak z geometrie vyplývá následující vztah:

Zavedeme-li pomocné veličiny x a y, můžeme odvodit rovnici přímky ideálního natavení geometrie řízení. Taková přímka vede ze středu přední nápravy do bodu na zadní nápravě ležícího ve vzdálenosti b₀/2 od osy nápravy, viz obrázek. Díky složitosti řídícího mechanismu prakticky nelze u klasického řízení dosáhnout této ideální přímky. Lze se pouze více či méně přiblížit k této ideální přímce. Grafickou kontrolou geometrie řízení lze získat tzv. křivku chyb. Konstrukce křivky chyb platí pouze pro tuhou nápravu. Pro nezávislé zavěšení kol by bylo nutno uvažovat pohyby jednotlivých pák a tyčí řízení.

křivka chyb a ideální přímka

Ve skutečnosti při zatáčení vznikají na všech kolech směrové úchylky, vyvolané především vlivem odstředivé síly a poddajností pneumatik. Směrové úchylky vyjádřené úhlem α_i posouvají skutečný střed otáčení mimo teoretický střed otáčení. Ackermannova geometrie řízení tedy platí jen pro malé rychlosti a ideálně tuhá kola. Geometrie řízení s vlivem směrových úchylek je zobrazena na dalším obrázku.

vliv směrových úchylek na polohu středu otáčení

Text: Jan Sajdl
Foto: www.autolexicon.net
Klíčová slova: Ackermanova podmínka, řízení, geometrie zavěšení