Podwozie platformy
Podwozie platformowe to forma ramy pojazdu / podwozia samochodu, zbudowana jako płaska płyta lub platforma, czasami integrująca szkielet lub konstrukcję ramy z płytą podłogową pojazdu.
Projekt
Podwozie platformowe to osobne podwozie do samochodu osobowego lub małego pojazdu. Różni się od innych form podwozi tym, że jest zbudowany głównie z pojedynczej płaskiej blachy stalowej, zwykle z dodatkowymi usztywnieniami o przekroju skrzynkowym.
Podwozie platformowe opracowane na wzór podwozi drabinowych lub podwozi w kształcie krzyża z lat trzydziestych XX wieku, kiedy nadwozia samochodów zaczęto prasować z dużych blach stalowych, a nie podwozia składanego z walcowanych ceowników. Jako półskorupowe są nadal formą konstrukcji nadwozia na ramie , a nie monocoque lub unibody gdzie nadwozie i podwozie są zintegrowane w jeden element. Chociaż zarówno nadwozie, jak i podwozie platformy są wykonane z podobnych, zespawanych ze sobą paneli ze stali prasowanej, często były one skręcone jako dwie ostatnie jednostki, dlatego po zakończeniu budowy nadal można je rozdzielić.
Osiągnięcie wystarczającej sztywności w przypadku czystej platformy jest trudne, dlatego zwykle są one rozciągane w pionie za pomocą jakiejś formy przekroju skrzynkowego lub rurowego. Może to być rama obwodowa (np. Renault 4 ) lub kręgosłup centralny (np. VW Beetle). Sztywność wzdłużna jest ważniejsza niż sztywność poprzeczna, dlatego też usztywnienie to występuje głównie w przypadku dźwigarów od przodu do tyłu, a nie w poprzek. Arkusz membrany jest zwykle wciskany również w płytkie grzbiety usztywniające, ale mają one głównie na celu wyeliminowanie hałasu bębnienia i są zbyt małe, aby zapewnić znaczną wytrzymałość konstrukcyjną.
Platformy zajmują zwykle całą szerokość samochodu, ale są krótsze i obejmują tylko długość między kołami. Zawieszenia kół oraz ciężar silnika i skrzyni biegów są przeniesione na dodatkowe ramy pomocnicze. Te ramy pomocnicze mogą być utworzone z rur o przekroju skrzynkowym przyspawanych do podwozia, z głęboko tłoczonych profili skrzynkowych utworzonych z blachy lub jako oddzielne ramy pomocnicze przykręcane na miejscu.
Podwozia platformowe były stosowane zarówno w układach z napędem na tylne koła (Beetle), jak i na przednie koła (Renault). Jednak utrzymują silnik na napędzanym końcu, za pomocą mostu pędnego , zamiast wykorzystywać wał napędowy w układzie Hotchkiss z silnikiem z przodu i napędem na tył, który był uniwersalny w przypadku wcześniejszych konstrukcji podwozia. Pozwoliło to uniknąć przenoszenia momentu obrotowego wału napędowego przez platformę. Tam, gdzie zastosowano wał napędowy, były to rzadkie przykłady z napędem na cztery koła .
Mocowanie zawieszenia do podwozia platformowego wymaga niezależnego zawieszenia i zachęca do stosowania elementów zawieszenia, takich jak drążki skrętne lub wahacze wleczone . Ponieważ podwozie jest w jednej płaszczyźnie, trudno byłoby zastosować oś pełną bez podniesienia całej platformy ponad linię osi. Trudno jest również zaprojektować mocowania sprężyn dla resorów, takich jak resory półeliptyczne wymagające zachowania odstępu do przodu i do tyłu od linii osi, lub do zawieszeń ze sprężynami śrubowymi lub kolumnami rozporowymi wymagający punktu mocowania uniesionego pionowo nad platformą. Zamiast tego stosuje się sprężyny, takie jak drążki skrętne. Niezależnie od tego, czy są one poprzeczne, czy wzdłużne, leżą w płaszczyźnie poziomej platformy i dlatego można je wbudować w takie podwozie. Inne układy oparte na skrętach, takie jak tylne zawieszenie z belką skrętną , mogą być również stosowane w samochodach z napędem na przednie koła i lekkimi tyłami.
Podwozie Volkswagena Beetle
Volkswagen Type 1 Beetle wykorzystywał podwozie platformowe z niezależnym zawieszeniem na drążkach skrętnych na każdym końcu. Projekty „Volkswagen”, „Peoples” Car” lub „KdF-Wagen” rozpoczęły się w 1933 r., a do 1934 r. Porsche naszkicowało projekt samochodu z silnikiem umieszczonym z tyłu i podwoziem platformowym z czterema siedzeniami i zawieszeniem na drążku skrętnym. Centralna rura usztywniająca zapewniała znaczną część wytrzymałości podwozia.
Ten podstawowy projekt był kontynuowany w przedwojennym Porsche Type 60 i kilku wojennych pojazdach wojskowych, aż w końcu powstał pierwszy powojenny, masowo produkowany Volkswagen Beetles z 1945 roku.
Pojazdy wojskowe z II wojny światowej
W 1936 roku Porsche zaadaptowało rozwijający się samochód „krajowy” KdF-Wagen jako samochód sportowy odpowiedni do prób samochodowych organizowanych przez NSKK . Były to zawody w małej prędkości na terenie terenowym i z przeszkodami, które rozwijały zarówno umiejętności prowadzenia pojazdu, jak i zwinność pojazdu w sposób, który miał być przydatny w motoryzacji wojskowej. To Porsche Type 62 było czteromiejscowym samochodem z otwartym dachem i bokami, nadal z zaokrąglonym nadwoziem. Chociaż dobrze spisał się w próbach wojskowych w Münsingen , uznano, że jego wygląd jest „zbyt cywilny”.
Porsche w dalszym ciągu rozwijało Typ 62, dodając takie elementy, jak tylna oś portalowa, zapewniająca większy prześwit pod pojazdem i możliwość poruszania się z piechotą w tempie spaceru. Zaokrąglone nadwozie również zastąpiono żebrowanymi płaskimi panelami z drzwiami i pod koniec 1939 roku przyjęto go jako wojskowy Typ 82 Kübelwagen . Kübelwagen był bardzo skuteczny, w dużej mierze dzięki niewielkiej masie osiągniętej dzięki zastosowaniu podwozia platformowego. Ważył zaledwie 1510 funtów, czyli tyle samo, co samochód drogowy i był o 200–300 funtów lżejszy od konkurencyjnych pojazdów marek Opel , DKW i Adlera .
Opracowano również wersję z napędem na cztery koła, ponownie wykorzystującą to samo podwozie platformowe i podstawowy układ, ale pod cywilną zamkniętą karoserią . Stało się to Typ 87 Kommandeurswagen (Porsche Typ 287) i było przeznaczone do użytku przez starszych dowódców polowych. Centralna rura miski podwozia została powiększona, aby zapewnić miejsce na wał napędowy i napędzaną oś przednią, z podobnymi wałami napędowymi jak oś tylna.
VW Garbus
Układ napędowy Beetle składał się z czterocylindrowego silnika montowanego z tyłu i umieszczonej z przodu wzdłużnej skrzyni biegów . Tylne zawieszenie było na osiach wahliwych . Pierwszy cywilny Garbus z 1945 r. miał podwozie platformowe, które zatrzymywało się przed tylnymi kołami i miało centralną rurę usztywniającą. Rura ta rozciągała się do tyłu jako widelec w kształcie litery Y, który przechodził z obu stron mostu pędnego i do mocowań silnika. Tylne osie wahliwe były również utrzymywane na zewnętrznych końcach za pomocą płaskich wahaczy wleczonych, które były obracane na końcach poprzecznej rury zawierającej drążki skrętne . W tym czasie tylne amortyzatory były tylko jednostronnego działania, typu dźwigniowego .
Przednie zawieszenie zapewniały pary krótkich wahaczy wleczonych , również z poprzecznymi drążkami skrętnymi zamontowanymi w dwóch oddzielnych rurach, zamontowanych przed płaską platformą. Te drążki skrętne były stosami płaskich pasków, a liczbę piór zmieniono w celu zmiany sztywności zawieszenia w trakcie produkcji Garbusa.
Zaletą przy produkcji pojazdu było to, że elementy sterujące, takie jak pedały kierowcy i przewody hamulcowe , drążek zmiany biegów i hamulec ręczny , które wymagały połączenia z silnikiem lub układem napędowym, można było zainstalować na platformie przed dodaniem nadwozia. Nawet do 1952 roku sterownik ssania silnika i jego cięgno Bowdena były montowane na tunelu środkowym. Jednak w przeciwieństwie do większości współczesnych konstrukcji podwozia na ramie, kolumna kierownicy została zamontowana na nadwoziu i nie była połączona ze skrzynią kierowniczą na platformie podwozia, aż do połączenia obu.
W 35-letniej historii produkcji Garbusa podstawowe podwozie platformy pozostało w dużej mierze niezmienione, z wyjątkiem jednej zmiany w przednim zawieszeniu „Super Beetle”.
Rozwój
Od 1970 roku w nowym 1302 „Super Beetle” zastosowano przednie zawieszenie z kolumnami MacPhersona . Zwiększyło to pojemność bagażnika z przodu o prawie 50%, również dzięki nieco wydłużonej przedniej masce, ale górne mocowania amortyzatorów przenosiły teraz siły zawieszenia na wewnętrzne panele nadwozia, a nie na platformę: podwozie nie było już wyłącznie platforma. Produkcja „Super Beetle” 1303 trwała do 1975 r., chociaż równolegle z nim kontynuowano produkcję Garbusa Economy, nadal wykorzystując wahacze wleczone i podwozie platformowe.
Konwersje chrząszczy
.jpg)
Podwozie platformy i duża liczba dostępnych VW Garbusów zachęciły do wykorzystania platformy Beetle jako samochodu-dawcy do budowy samochodów z zestawów . Najbardziej charakterystycznym z nich był buggy wydmowy : uproszczone podwozie Beetle z najprostszym korpusem „wanny” z włókna szklanego na górze.
Podstawą pierwszego produkcyjnego buggy wydmowego, Meyers Manx , była skrócona platforma VW. Przód podwozia został odcięty i zastąpiony wyższą konstrukcją ze spawanych kwadratowych rur stalowych. Dzięki temu przód stał się sztywniejszy w pionie, a zawieszenie zastąpiono zawieszeniem opartym na częściach Chevroleta, choć nadal z podwójnymi wahaczami. Meyers Manx był szeroko kopiowany i większość z tych egzemplarzy zachowała pełną platformę VW i przednie zawieszenie VW.
Bezpieczeństwo
Podwozia platformowe nie były znacząco mniej lub bardziej bezpieczne niż współczesne podwozia drabinowe, chociaż znacznie mniej bezpieczne w przypadku uderzenia niż nowoczesna konstrukcja z nadwoziem skorupowym zintegrowanym z kabiną bezpieczeństwa pasażera. W przypadku poważnych wypadków zdarzało się, że całe nadwozie oddzielało się od podwozia, podobnie jak podwozie drabinowe. Jednak w przypadku podwozia platformowego tworzyło to podłogę przestrzeni pasażerskiej, a nie wannę nadwozia, i do niej montowano siedzenia. Pasażerowie mogli w ten sposób pozostać na swoich siedzeniach na podwoziu, podczas gdy nadwozie próbowało przez nich przejść.
Nowoczesne podwozie platformowe
Nowoczesny rozwój materiałów podwozia, materiałów i konstrukcji nadwozia, a także zmiany w układzie napędowym spowodowały odrodzenie podwozia platformowego. Są obecnie używane w niektórych samochodach elektrycznych i hybrydowych , takich jak Tesla S.
Elektryczny układ napędowy (hybrydowy lub czysty akumulator) nie wymaga sztywności mechanicznej pomiędzy silnikiem a przekładnią główną . Cały układ napędowy można zamontować w ramie pomocniczej na jednym lub coraz częściej na obu końcach.
Wymagane jest przechowywanie akumulatora, a ponieważ akumulator jest ciężki, dla stabilności korzystne jest zamontowanie go w jak największej płaskiej warstwie, możliwie najniżej. Waga opakowania Tesli S wynosi 1200 funtów (540 kg). Ponieważ składają się one z 7104 ogniw umieszczonych w 16 modułach, ich ogólny kształt jest elastyczny i można go dopasować tak, aby jak najlepiej pasował do pojazdu. Dzięki temu podwozie z platformą jest dobrym sposobem na jego przenoszenie, a same akumulatory znajdują się nad lub pod platformą podwozia, co ułatwia dostęp do nich w celu wymiany.
Podwozie Punt
.jpg)
Podwozie typu punt jest podobne do podwozia platformowego, ale oprócz dolnej platformy ma również głęboko podniesione boki. Zapewniają one sztywność pionową bez konieczności stosowania dodatkowych usztywnień.
Podwozia typu Punt były często używane w pojazdach opancerzonych . Pancerna obudowa zewnętrzna tworzy solidną konstrukcję skorupową , która może pełnić podwójną funkcję podwozia pojazdu. Takie pojazdy opancerzone, ze względu na swoją masę, wymagają napędu na wszystkie koła, aby móc poruszać się w terenie, przy czym wiele z nich obejmuje sześć lub osiem kół, dlatego często w układzie napędowym zastosowano układ napędu H. Zamiast osi połączonych centralnym wałem napędowym, obie strony są połączone z przodu i z tyłu za pomocą wałów napędowych w dolnych rogach łodzi. Zapewnia to również większą przestrzeń użytkową wewnątrz dla załogi lub sprzętu.
- Etzold, HR (1988). Beetle: ostateczna historia . Tom. 1. Haynesa. ISBN 0-85429-647-6 .
- Ludvigsen, Karl (2014). Wojny profesora Porsche . Pióro i Miecz Wojskowy. ISBN 978-1-52672-679-7 .
- Munro, Bill (2002). Rodzina Alvisa Saracena . Prasa Crowooda. ISBN 1-86126-537-9 .
- Setright, LJK (1976). "Podwozie". W Ianie Wardzie (red.). Anatomia samochodu silnikowego . Orbis. ISBN 0-85613-230-6 .
- Ware, Pat (1994). W Służbie Narodowej . Publikacje magazynowe. ISBN 0-9525563-0-8 .