Niższa masa samochodów
Auta z generacji na generację stawały się coraz cięższe. Ta spirala wreszcie przestała się nakręcać, nowe modele zwykle są lżejsze od poprzedników.
Jednym z najważniejszych trendów w konstruowaniu nowych samochodów jest od pewnego czasu downsizing - mniejsze, ale wydajniejsze silniki pozwalają na ograniczenie zużycia paliwa przy zachowaniu osiągów na takim samym poziomie. Teraz zarysował się kolejny kierunek projektowania aut - dążenie do redukcji masy pojazdów.
Spójrzmy dla przykładu na Volkswagena Golfa. Nawet najcięższe odmiany pierwszej generacji tego modelu z 1974 r. ważyły mniej więcej 800 kg. Poprzedniej, szóstej - około 1500 kg. W przypadku najnowszej, właśnie debiutującej siódmej generacji Golfa udało się zejść do poziomu 1400 kg. To wartość porównywalna z modelem trzeciej generacji, z lat 90. ubiegłego wieku. Zauważmy, jak bardzo w tym czasie zmieniły się wymogi dotyczące bezpieczeństwa i komfortu jazdy.
To właśnie zaostrzające się kryteria ochrony pasażerów i stale wzbogacane wyposażenie auta w największym stopniu wpływały na sukcesywny wzrost masy pojazdu. Dokładanie kolejnych wzmocnień nadwozia a także niezbędnych gadżetów (klimatyzacja, elektrycznie sterowanie "wszystkim co się rusza") zrobiło swoje. Dodatkowe kilogramy trzeba rozpędzić - co oznacza większe zużycie paliwa - a także zahamować czy przewieźć po zakrętach. Co za tym idzie - dalsze komplikacje konstrukcji auta.
Egzotyczne materiały odpadają
A więc koniec ze zwiększaniem masy. Problem w tym, że w rachubę nie wchodzi obniżenie odporności na zderzenia czy pogorszenie komfortu jazdy. Przeciwnie, tu ciągle oczekuje się poprawy. Trzeba szukać innych sposobów.
Pierwsze co przychodzi na myśl, to szukanie alternatywnych materiałów do budowy auta. Może skorzystać z kompozytów wzmacnianych włóknem węglowym? W Formule 1 sprawdzają się znakomicie. Pozwalają na uzyskanie niezwykle sztywnej struktury nadwozia przy niewielkiej masie, a do tego bardzo dobrze pochłaniają energię w trakcie zderzenia. Niestety, nie opracowano jeszcze technologii masowej, zautomatyzowanej produkcji elementów z takich materiałów. Są więc zbyt drogie, by można je powszechnie stosować. Z podobnego powodu trudno jest wykonywać podzespoły np. z magnezu, cztery razy lżejszego od stali i o połowę od aluminium. Jego obróbka jest jednak bardziej skomplikowana.
Każdy gram się liczy
Pozostaje szukanie rezerw z wykorzystaniem bardziej konwencjonalnych materiałów i szukanie pomysłowych rozwiązań. Bardzo przydaje się wspomniany na początku downsizing. Mniejsze silniki są przy okazji lżejsze. W skali auta kompaktowego - jak Golf - można zaoszczędzić na ich wykorzystaniu nawet 40 kg.
Intensywnie pracuje się też nad optymalizacją struktury nadwozia. Naczelna zasada - stosować właściwy materiał, we właściwej ilości, we właściwym miejscu. Stąd coraz szersze wykorzystanie stali o ultrawysokiej wytrzymałości w najbardziej obciążonych miejscach i lekkich, ażurowych materiałów tam, gdzie działają najmniejsze siły. Coraz bardziej precyzyjne metody obliczeniowe i nowe sposoby produkcji pozwalają na ciągłą optymalizację konstrukcji. Liczy się jednak każdy gram, zatem ważne jest też aby zaoszczędzić nawet niewiele masy na takich detalach jak plastik na desce rozdzielczej, moduł klimatyzacji czy szkielet siedzeń. W przypadku dużych SUV-ów - jak najnowszy Range Rover - wykorzystanie wszystkich tego typu rezerw pozwala odchudzić auto o ponad 400 kg.
W planach jest szersze wykorzystanie "egzotycznych" materiałów, takich jak włókna węglowe. Niedawno Ford zaprezentował Focusa z maską z karbonu. To na razie prototyp, ale technologie wypracowane przy tej okazji będą wykorzystane w masowo produkowanych autach. Największym problemem jest opracowanie sposobu seryjnej, zautomatyzowanej produkcji, co pozwoliłoby na znaczne obniżenie kosztów. Jest się o co bić - zastosowanie karbonowych elementów pozwoliłoby na ograniczenie masy auta nawet o 340 kg.
Bartosz Zienkiewicz
