Wspólne płyty podłogowe

O temacie modułowych płyt podłogowych zrobiło się głośno w 2012 roku, kiedy platformę MQB (Modularer Querbaukasten) koncernu VW wykorzystano po raz pierwszy – w Audi A3. Ale inni producenci nie stoją w miejscu – swoje modułowe płyty podłogowe mają koncern PSA (np. EMP2), Renault-Nissan (CMF) czy Volvo (SPA). Własne konstrukcje rozwijają również mniejsze marki, np. Subaru (SGP). Japoński producent z uwagi na charakterystyczną budowę swoich aut (silniki typu bokser umieszczone wzdłużnie, przekładnie bezstopniowe, symetryczny napęd 4x4) nie może zastosować płyty innych firm, dlatego musiał opracować własną. Subaru Global Platform może zostać wykorzystana do konstrukcji skrajnie różnych modeli – od Imprezy przez XV po Forestera. Płyta SGP trafi nie tylko do aut z silnikami benzynowymi, ale w przyszłości również do tych z napędem hybrydowym i elektrycznym.

NAJDROŻSZY ELEMENT

Współczesny samochód to jedno wielkie matematyczne obliczenie wytrzymałościowe. Używając całych układów równań różniczkowych (tzw. metoda elementów skończonych, wykorzystuje się ją też w lotnictwie) liczy się odporność poszczególnych elementów na rozciąganie, zginanie i skręcanie. Nawet komputerom o ogromnej mocy zajmuje to dużo czasu. Te rachunki kosztują, i to sporo, dlatego współdzielona płyta podłogowa eliminuje problem liczenia od nowa za każdym razem, kiedy projektuje się nowy model. Jak to ujęli inżynierowie z Subaru, „każde kolejne auto startuje już z pewnego, określonego poziomu”. Płyta podłogowa wpływa też na pracę stylistów (wiedzą np., w którym miejscu będzie silnik i gdzie mogą pozwolić sobie na „ścinanie” nadwozia) oraz zespołów projektowych (specjalistów w dziedzinie zawieszenia, napędów itd.). Ci drudzy mogą pracować równolegle, bo znane jest miejsce mocowania poszczególnych elementów zawieszenia silnika. To znacząco skraca czas projektowania modelu i wprowadzenia go do produkcji.

JEDNA DO  WSZYSTKIEGO 

Samochód miejski, przednionapędowy kompakt, a może 7-osobowy SUV z napędem na cztery koła? Z silnikiem spalinowym, zespołem hybrydowym lub z napędem elektrycznym? W przypadku współdzielonych płyt podłogowych nie ma to znaczenia, bo założenie jest takie, że jedna płyta może być bazą bardzo różnych modeli z bardzo różnym rodzajem napędu. Liczy się też szybki czas wprowadzenia do produkcji i standaryzacja procesów w fabrykach w różnych regionach świata.

LEPSZE NIŻ USTAWA PRZEWIDUJE

Płyty podłogowe to oczywiście ważny element podnoszący bezpieczeństwo – zarówno czynne, jak i bierne. Zwiększona sztywność struktury, czy niżej umieszczony środek ciężkości oznaczają bardziej stabilne zachowanie auta na drodze. Kiedy dojdzie do wypadku, konstrukcje są też w stanie pochłonąć więcej energii – Subaru Global Platform (na zdjęciu) aż o 40% więcej niż poprzednie konstrukcje. To efekt zastosowania wielu elementów wykonanych ze stali o wysokiej wytrzymałości, ale też tego, że część energii uderzenia przejmuje wał napędowy. Dlatego mówi się, że nawet współcześnie stosowane płyty mają potencjał, by spełnić normy bezpieczeństwa przewidziane na 2025 rok.

OBLICZENIA WYTRZYMAŁOŚCI KONSTRUKCJI SĄ DROGIE. WSPÓLNE PŁYTY POZWALAJĄ OSZCZĘDZIĆ PIENIĄDZE I CZAS.

JAK KLOCKI LEGO 

Wspólna płyta to nie tylko „podłoga”, ale także szkielet nadwozia, ustawienie silnika, konstrukcja zawieszeń czy wiązki przewodów elektrycznych – to jak zaprojektowanie wielu samochodów za jednym razem. Współdzielone płyty podłogowe można wydłużać, a dzięki temu zwiększać rozstaw osi i zmieniać rozstaw kół auta, regulować też prześwit, a nawet wielkość samego samochodu.

Każdy rodzaj napędu we współdzielonych płytach podłogowych, takich jak MQB czy SGP, jest montowany w tym samym miejscu i położeniu (pod tym samym kątem – to z kolei pozwala stosować te same wały napędowe). Nie zmieniają się też odległości między pedałem przyspieszenia a linią przebiegającą w osi przednich kół. To kluczowa część „szkieletu”, jeśli idzie o bezpieczeństwo, wymagająca ogromnej liczby obliczeń. Konstruktorzy muszą zaprojektować na tyle mocną konstrukcję, żeby w razie silnego uderzenia silnik i pedały nie przesunęły się w głąb kabiny. Dlatego w modułowych płytach jest to element stały. Zmieniać można za to wymiary komory silnika, przedziału pasażerskiego i bagażnika. Zależnie od wielkości samochodu w strukturze nośnej stosuje się blachę o różnej grubości – im auto większe, tym grubsza blacha.

Od modułowych płyt podłogowych nie ma odwrotu. W 2020 r. tylko na 10 platformach ma powstawać prawie 28 milionów pojazdów. To o prawie 10 milionów więcej niż dzisiaj.