20 października 2017


W 2006 r. europejska dywizja Forda przystąpiła do projektowania drugiej generacji modelu C-Max. Model powstawał na bazie globalnej platformy C, czyli wykorzystywanej na całym świecie płyty podłogowej aut klasy Forda Focusa.

Piotr Bednarski


Jakie elementy składają się na proces projektowania auta?

Wygląd auta oraz poszczególnych jego elementów to wypadkowa funkcji, jaką ma ono spełniać, zastosowanych materiałów oraz użytej technologii ich kształtowania. W praktyce dochodzi jeszcze „czynnik ludzki” w miejscu projektowania. Chodzi mianowicie o siłę argumentacji poszczególnych departamentów w biurze projektowym w trakcie walki o miejsce dla komponentów, za których wykonanie te departamenty są odpowiedzialne. Co jest w danym momencie ważniejsze dla producenta samochodu? Czy będzie to np. komfort miejsca na nogi podróżnych zajmujących przednie fotele czy raczej zwiększenie bezpieczeństwa tych podróżnych, uzyskane poprzez rozbudowanie struktury nadwozia pochłaniającej energię zderzenia w miejscu, które mogłoby powiększyć komfort nóg pasażera? Czy będzie to większy bagażnik, czy też lepsze prowadzenie auta uzyskane poprzez rozbudowanie tylnego zawieszenia, kosztem pojemności bagażnika? Wieloletnie utrwalenie przewagi argumentacji poszczególnych departamentów tworzy zespół charakterystycznych cech, specyficzny dla poszczególnych marek aut. Tak też powstaje wyróżniający każdego z producentów kanon (rutyna) projektowania.
Stale zmieniające się środowisko projektowania powoduje, że ów kanon podlega ciągłej ewolucji.
Zdarza się, że do spokojnie rozwijającego się kilkugeneracyjnego projektu auta wprowadzone zostaje jedno nowe, niepozorne założenie, co doprowadza do sytuacji, w której rutyna projektowania zdecydowanie przestaje pomagać.



Podjęto decyzję, że krótsza wersja podstawowa wyposażona zostanie w drzwi konwencjonalne, a wersja wydłużona, o nazwie Grand C-Max (a roboczo C344), będzie miała tylne drzwi przesuwne. W europejskich zakładach Forda (w Kolonii, w Niemczech) miały to być pierwsze drzwi przesuwne opracowane do samochodu osobowego. Europejski Ford produkował w tym czasie dwa nadwozia samochodu dostawczego pod nazwą Transit i Transit Connect, wyposażone w drzwi przesuwne. Przymiotnik „dostawczy” oznacza jednak znacząco niższy poziom dopracowania drzwi (szczelności, hałaśliwości, estetyki etc.).

projektowanie c max
Rys. 1

Na wstępie przyjrzyjmy się z grubsza wybranym aspektom projektowania drzwi konwencjonalnych (tj. zamontowanych na zawiasach). Ten niepozorny podzespół okazuje się być zaskakująco kompleksowym i istotnym zespołem determinującym także kształt ściany bocznej auta. Pozytywne przejście komputerowej symulacji tłoczenia wewnętrznego panelu drzwi daje jednocześnie spore prawdopodobieństwo wytłoczenia ściany bocznej zewnętrznej (co dokładnie sprawdzane jest w dalszej kolejności). Dzieje się tak, ponieważ kształt i głębokość tłoczenia panelu drzwi wewnętrznych definiują kształt i głębokość tłoczenia ściany bocznej zewnętrznej nadwozia, a wiele względów powoduje, że skalę trudności tłoczenia można uznać za podobną, ze wskazaniem na większą trudność tłoczenia drzwi. Jeżeli symulacja kilkuetapowego procesu tłoczenia panelu wewnętrznego drzwi nie rokuje nadziei na sukces, (tj. pomimo wprowadzenia serii możliwych modyfikacji powierzchni technicznych, czasem dodania jednej fazy tłoczenia symulacja niezmiennie wskazuje na rozrywanie, nadmierne przewężenie bądź fałdowanie tłoczonej blachy), zmianie musi w ostateczności ulec stylistyka ściany bocznej. Konkretnie: szerokość zewnętrznej „półki podokiennej”, znajdującej się poniżej dolnej linii szyb drzwiowych (w niektórych firmach samochodowych żartobliwie nazywanej wybiegiem – „catwalk”) ulega w takich sytuacjach zmniejszeniu.

Rys 2 c-max projektowanie
Rys. 2

Jak zwiększała się kompleksowość drzwi na przestrzeni ostatnich dekad? Pośrednią odpowiedzią na to pytanie jest fakt, że wiązka elektryczna zasilająca współczesne drzwi samochodowe ma podobną średnicę do głównej wiązki elektrycznej produkowanego do niedawna w Brazylii Volkswagena Garbusa pierwszej generacji. To porównanie pozwala zrozumieć, że drzwi stają się miejscem montażu coraz większej ilości elementów elektrycznego wyposażenia auta. Ponadto, od ponad trzydziestu lat zaczęły się tam także pojawiać stalowe, a później także tworzywowe elementy pochłaniające energię zderzenia bocznego.
Nie zapominajmy o mechanizmach podnoszenia szyby, o małej szybie nieruchomej, dwu- lub trzypoziomowych uszczelkach drzwiowych, systemach prowadzenia i uszczelnienia szyby ruchomej, elementach ozdobnych wokół szyby ruchomej, czy też o ozdobnym panelu wewnętrznym drzwi. Upakowanie tych wszystkich komponentów w niewielkiej przestrzeni drzwi i umożliwienie drzwiom bezkolizyjnej ruchliwości wymaga relatywnie dużo większej ilości spotkań i ustaleń pomiędzy poszczególnymi działami odpowiedzialnymi za strukturę drzwi i ich wyposażenie, a działem odpowiedzialnym za zaprojektowanie ściany bocznej nadwozia, niż ma to generalnie miejsce w przypadku struktury nadwozia. Właśnie ta duża ilość koordynujących działań między departamentami stanowi specyfikę pracy nad drzwiami samochodowymi ogólnie.

Jeżeli podjęta zostaje decyzja, że tylne drzwi mają być przesuwne z opcjonalnym napędem elektrycznym, do wyposażenia drzwi należy obowiązkowo dodać czujnik przytrzaśnięcia. Sensor ten zatrzymuje napęd, gdy na drodze przesuwających się drzwi pojawi się nieznany element (najczęściej palce dziecka).

Rys 3 c-max projektowanie
Rys. 3

Pomimo usilnych prób, czujnik przytrzaśnięcia okazał się w przypadku opisywanego auta niemożliwy do zabudowania. Założone kąty widzenia ze standardowej pozycji kierowcy, w połączeniu z założonym systemem uszczelnienia drzwi i użytymi elementami ozdobnymi na wysokości szyb, skutecznie uniemożliwiły upakowanie elastycznej listwy sensorowej czujnika przytrzaśnięcia, w taki sposób, aby na całej długości przedniej krawędzi drzwi skutecznie wypełniał on swoje zadanie. W konsekwencji zniknął też opcjonalny napęd elektryczny drzwi przesuwnych. W tej klasie pojazdu stanowiłby ewenement.
Aby zrozumieć, na czym polega specyfika projektowania drzwi przesuwnych powtórnie odnieśmy się do sytuacji, gdy drzwi są konwencjonalne tj. zamontowane na zawiasach.

Rys 4 c-max projektowanie
Rys. 4

W takiej sytuacji drzwi połączone są z nadwoziem auta zawiasami i posiadają jeden stopień swobody, czyli obrót. Fakt, że oba zawiasy są zamontowane na jednym podkomplecie nadwozia (tj. komplecie ściany bocznej), skutkuje relatywnie łatwym współcześnie do „opanowania” łańcuchem tolerancji wykonania i montażu drzwi i nadwozia. Tak więc drzwi dają się bezkolizyjnie zamknąć i otworzyć nawet w najmniej sprzyjających położeniach otaczających je komponentów, przy przeciętnym poziomie technologicznym producenta.