Motokára s pohonem předních kol přenáší výkon motoru na přední kola, která současně zajišťují řízení. Takové řešení se liší od běžné motokáry, u níž motor pohání zadní nápravu, a vyžaduje pečlivé vyřešení uložení poloos, řízení, přenosu výkonu i chování vozidla v zatáčce.
U klasické motokáry jsou hn>>ané, a tedy i brzděné, obě zadní kola, přičemž mezi nimi není diferenciál. Správně navržená geometrie řízení proto umožňuje, aby se v zatáčce vnitřní zadní kolo odlehčilo nebo zvedlo, takže může urazit menší dráhu než vnější kolo a částečně nahradit funkci diferenciálu.
Jak funguje pohon předních kol
U předního pohonu musí motor přes převod nebo řetěz přenášet sílu na kola, která se zároveň natáčejí. To znamená, že pohonné poloosy nemohou být uloženy stejně jednoduše jako pevná zadní osa. Konstrukce musí počítat s pohybem kol při řízení a s proměnlivým úhlem mezi výstupem převodu, poloosou a nábojem kola.
Významnou částí konstrukce jsou klouby a uložení poloos předních kol. Při zatáčení se mění jejich pracovní úhel, a proto musí být řešení dostatečně pevné, přesné a odolné proti vůlím. Jakákoli nepřesnost v této oblasti se může projevit nejen horším řízením, ale také vibracemi, nerovnoměrným opotřebením pneumatik nebo vytržením pohonné součásti.
U předního pohonu se při akceleraci přenáší hnací síla na kola, která současně mění směr jízdy. Přední pneumatiky proto musí zvládat podélné i příčné síly současně, což může ovlivnit přilnavost, citlivost řízení a chování motokáry při výjezdu ze zatáčky.
Rozdíl mezi předním a zadním pohonem
U běžné motokáry je motor obvykle umístěn tak, aby poháněl zadní osu. Když nejsou zadní kola spojena diferenciálem, musí konstrukce zajistit, aby se v zatáčce vnitřní kolo mohlo otáčet jinou rychlostí než vnější kolo.
U motokáry s pohonem předních kol se stejný problém týká přední nápravy, která je zároveň řízená. Přední kola při zatáčení opisují různé poloměry, takže vnější kolo musí urazit delší dráhu než vnitřní. Pokud jsou obě kola poháněna bez diferenciálu, vzniká mezi nimi rozdíl požadovaných otáček.
Řešením může být diferenciál, vhodně navržený systém kloubových poloos nebo konstrukce, která při zatáčení mění zatížení jednotlivých kol. Bez správné geometrie může docházet k napětí v pohonu, prokluzu pneumatik, zhoršenému zatáčení a zvýšenému namáhání řetězu, převodů a kloubů.
Geometrie řízení bez diferenciálu
U motokáry bez diferenciálu je důležité přesně vyřešené řízení. Poloosy předních kol jsou k rámu uchyceny pod speciálními úhly. Tím je způsobeno to, že když zatočíte například doleva, levé kolo začne tlačit směrem do silnice a pravé kolo se naopak trochu přizvedne.
To způsobí, že do zatáčky jedete vlastně jen po třech kolech. Levé zadní kolo se přizvedne, takže se může protáčet, a v zatáčce tak plní funkci diferenciálu, který zajišťuje, aby vnitřní kolo ujelo menší dráhu než vnější.
U předního pohonu je nutné podobný princip posuzovat s ohledem na přední kola. Při zatáčení se mění jejich zatížení, úhel natočení i pracovní poloha poloos. Geometrie musí umožnit dostatečný rejd a současně zachovat bezpečné uložení hnacích částí.
Proč je důležité odlehčení vnitřního kola
V zatáčce nejedou všechna kola stejnou dráhou. Vnitřní kolo urazí kratší vzdálenost než vnější kolo, a pokud jsou obě kola pevně spojena, musí rozdíl vyrovnat prokluz pneumatik nebo diferenciál.
Správně navržené řízení může vnitřní kolo odlehčit. Tím se sníží jeho přilnavost k povrchu a kolo může prokluzovat nebo se krátce otáčet jinou rychlostí, aniž by se celý podvozek v zatáčce výrazně svíral.
U pohonu předních kol však odlehčení vnitřního předního kola současně snižuje schopnost přenášet hnací sílu. Konstrukce proto musí hledat kompromis mezi snadným zatáčením a dostatečnou trakcí při akceleraci.
Rám motokáry
Rám může být vlastnoručně svařovaný nebo tovární. U vlastnoručně svařovaného rámu je zásadní přesnost geometrie, souosost uložení náprav, tuhost konstrukce a správné umístění motoru i řídicích prvků.
První motokára může být postavena na vlastnoručně svařovaném rámu z klasických topenářských trubek. Druhá motokára může být postavena na továrním rámu Maranello RS1.
Vlastnoručně vyrobený rám může být vhodný pro experimentování, ale jeho vlastnosti závisí na přesnosti měření, svařování a kontrole deformací. Tovární rám obvykle poskytuje předvídatelnější geometrii a usnadňuje správné nastavení řízení, náprav a uchycení motoru.
Pokud není geometrie rámu přesná, může motokára zatáčet jinak na levou a pravou stranu. Projevuje se také nestejnoměrným zatížením pneumatik, horší stabilitou, křížením řetězu nebo nepřesným chodem poloos.
Volba motoru
Pro stavbu motokáry lze použít například motor ČZ 175 typu 477, motor z MZ 251 nebo motor z motokrosové ČZ 125/516. Volba motoru ovlivňuje výkon, hmotnost, chlazení, převod, výfuk, uchycení i namáhání rámu a pohonu.
Motor ČZ 175 typu 477 může být použit v motokáře postavené na vlastnoručně svařovaném rámu. Motor z MZ 251 může být instalován do továrního rámu Maranello RS1.
Motokrosová ČZ 125/516 může být po generální opravě instalována do motokáry. Tento motor je považován za jeden z nejlepších dvoutaktních motorů, které lze do motokáry použít.
Dvoutaktní motor a výfuk
U dvoutaktního motoru je důležité použít výfuk, který je pro daný motor správně dimenzován. Výfuk musí vytvářet zpětnou vlnu, která vrací směs do válce během sání, aby směs neunikala do výfuku.
Výfuk postavený z dostupných dílů nemusí mít správnou délku, objem ani tvar jednotlivých částí. Motor potom nemusí pracovat v optimálních otáčkách a může mít horší plnění, slabší výkon nebo nepravidelný chod.
U motoru MZ 251 může být nutné experimentovat s výfukem, pokud není k dispozici originální výfuk. Při úpravách je třeba sledovat nejen výkon, ale také teplotu motoru, reakci na plyn a bezpečné vedení výfukových plynů mimo řidiče a konstrukční části motokáry.
Stavba dvoutaktní motokáry POD 100 $! (Stavba motoru s motorovou pilou) Jak si postavit motorizovanou motokáru. Udělej si sám.
Přenos výkonu na přední kola
Pohon předních kol musí přenášet výkon z motoru na natáčená kola. Kromě samotného převodu je třeba vyřešit napnutí řetězu, vedení hnací větve, ochranu řetězu, uložení převodových částí a pohyb poloos při řízení.
Pokud je motor uložen pevně v rámu, musí se pohyb způsobený natáčením kol vyrovnat klouby poloos. Při velkém rejdu se mohou měnit úhly kloubů natolik, že se zvyšuje jejich namáhání. Proto je nutné kontrolovat pracovní rozsah v přímém směru i v krajních polohách řízení.
Převodový poměr musí odpovídat výkonu motoru, hmotnosti motokáry, průměru pneumatik a předpokládanému povrchu. Příliš dlouhý převod může zhoršit rozjezdy a zatěžovat motor, zatímco příliš krátký převod omezí maximální rychlost a zvýší otáčky motoru.
Brzdění a bezpečnost
U klasické motokáry jsou poháněná i brzděná obě zadní kola. U předního pohonu je třeba pečlivě rozhodnout, která kola budou brzdit a jak se bude měnit brzdná síla při zatáčení.
Brzdění předních kol může zvýšit účinek na přední nápravě, ale současně zatěžuje řízené a poháněné části. Brzdový kotouč, třmen, náboj, poloosa i uložení musí být dimenzovány na síly vznikající při brzdění a současném zatáčení.
Brzdový systém musí mít spolehlivé uchycení, dostatečnou tuhost a bezpečně vedené ovládání. Pohyblivé části pohonu a řízení je vhodné chránit před kontaktem s řidičem, oblečením a okolními předměty.
Výfuk, řetěz, rotující klouby a další namáhané části musí být umístěny tak, aby neohrožovaly řidiče. Před jízdou je nutné kontrolovat dotažení spojů, stav svarů, vůle v řízení, uchycení motoru a stav pneumatik.
Řízení předních kol
Řízení musí umožnit plynulé natáčení předních kol bez zadrhávání a nadměrných vůlí. U pohonu předních kol je přesnost řízení ještě důležitější, protože přední kola současně vedou motokáru i přenášejí hnací sílu.
Úhel natočení levého a pravého kola nemá být při zatáčení stejný. Vnitřní kolo se pohybuje po menším poloměru než vnější, takže geometrie řízení musí tento rozdíl respektovat.
Nesprávná geometrie může způsobit křížení pneumatik, zbytečný odpor při zatáčení a nerovnoměrné opotřebení. U předního pohonu se k tomu přidává namáhání poloos, kloubů a převodových částí.
Kontrola geometrie
Při kontrole geometrie je třeba sledovat souměrnost řízení, polohu kol v přímém směru, krajní úhly natočení, vůle v čepech a chování poloos při zatáčení.
Každá změna výšky rámu, šířky nápravy nebo polohy uložení může ovlivnit zatížení kol. Proto je vhodné provádět úpravy postupně a po každé změně znovu zkontrolovat řízení, pohon i brzdění.
Pneumatiky a chování v zatáčce
Pneumatiky musí odpovídat výkonu motoru, povrchu a zatížení náprav. U pohonu předních kol mají přední pneumatiky zvlášť náročnou úlohu, protože přenášejí hnací, řídicí i část brzdných sil.
Příliš vysoká přilnavost předních pneumatik může zvýšit zatížení řízení a pohonu. Příliš nízká přilnavost zase způsobí prokluz při akceleraci a horší vedení stopy.
V zatáčce je důležité sledovat, zda motokára zatáčí plynule, zda se vnitřní kola odlehčují a zda nedochází k nadměrnému poskakování nebo k trvalému smýkání přední nápravy.
Praktický postup stavby
- Nejprve je třeba zvolit rám, motor a způsob přenosu výkonu.
- Poté je nutné určit umístění motoru, převodu, předních nábojů a poloos.
- Následuje návrh řízení s ohledem na rejd, zatížení kol a pracovní úhly kloubů.
- Po sestavení podvozku je třeba zkontrolovat souosost, vůle a volný pohyb všech částí.
- Výfuk musí být přizpůsoben konkrétnímu dvoutaktnímu motoru.
- Před první jízdou je nutné ověřit funkci brzd, řízení, akcelerátoru a vypnutí motoru.
U stavby motokáry je vhodné nejprve vyřešit geometrii podvozku a teprve potom definitivně umístit motor a pohonné části. Poloha motoru ovlivňuje rozložení hmotnosti, zatížení přední nápravy i trakci poháněných kol.
Po prvních zkouškách je třeba kontrolovat teplotu motoru, stav výfuku, dotažení motoru, napnutí řetězu, vůle v řízení a případné praskliny v rámu. U předního pohonu je navíc nutné kontrolovat klouby, poloosy a náboje předních kol.
Vhodnost předního pohonu
Pohon předních kol může být zajímavým konstrukčním řešením, ale je technicky náročnější než jednoduchý pohon pevné zadní osy. Největší komplikací je spojení řízení a přenosu výkonu v jednom mechanismu.
Výhodou může být kompaktní uspořádání pohonu a možnost experimentovat s rozložením hmotnosti. Nevýhodou je vyšší náročnost na klouby, poloosy, geometrii, trakci a celkové nastavení podvozku.
Pro amatérskou stavbu je zásadní, aby byly všechny části vzájemně sladěné. Motor, výfuk, převod, rám, řízení, brzdy a pneumatiky nelze posuzovat odděleně, protože změna jedné části ovlivňuje chování celého vozidla.