Платформенное шасси

Шасси платформы Tesla, используемое как для Model S, так и для Model X.

Шасси -платформа — это форма рамы /автомобильного шасси, построенная в виде плоской пластины или платформы, иногда объединяющая хребтовую или рамную конструкцию с днищем автомобиля.

Дизайн

Шасси-платформа — это отдельное шасси для автомобиля или небольшого транспортного средства. Он отличается от других форм шасси тем, что представляет собой по существу один плоский стальной лист, обычно с дополнительными ребрами жесткости коробчатого сечения.

Платформенное шасси было разработано на основе конструкции лестничного или крестообразного шасси в 1930-х годах, когда кузова автомобилей начали прессовать из крупных стальных листов, а не из шасси, собранных из прокатанных швеллеров. Будучи полумонококом, они по-прежнему представляют собой форму конструкции кузова на раме , а не монокок или цельный кузов , где кузов и шасси объединены в один компонент. Хотя и кузов, и шасси платформы изготовлены из одинаковых прессованных стальных панелей, сваренных вместе, они часто скреплялись болтами как последние два элемента, поэтому после постройки их все еще можно разъединить.

Достичь достаточной жесткости с помощью чистой платформы сложно, поэтому их обычно расширяют вертикально с помощью коробчатой ​​или трубчатой ​​секции той или иной формы. Это может быть либо рама по периметру (например, Renault 4 ), либо центральная рама (например, VW Beetle). Продольная жесткость более важна, чем поперечная жесткость, поэтому эта жесткость в основном осуществляется по направлению от передней к задней балке, а не поперек. Лист диафрагмы обычно также вдавливается в неглубокие гребни жесткости, но они в основном предназначены для устранения барабанного шума и слишком незначительны, чтобы обеспечить значительную прочность конструкции.

Рено 4 (1961)

• 
  Платформа шасси отдельно
• 
  Ходовое шасси с установленными основными компонентами трансмиссии
• 
  GTL в сборе Renault R4 и кузов

Платформы обычно имеют всю ширину автомобиля, но короче и охватывают только длину между колесами. Подвеска колес, а также вес двигателя и трансмиссии вынесены на дополнительные подрамники . Эти подрамники могут быть изготовлены из труб коробчатого сечения, приваренных к шасси, коробчатых профилей глубокой вытяжки, изготовленных из листового металла, или в виде отдельных подрамников, привинченных болтами.

Платформенное шасси использовалось как для заднеприводной (Beetle), так и для переднеприводной (Renault) компоновки. Однако они оставляют двигатель на ведомой стороне с коробкой передач , вместо того, чтобы использовать карданный вал схемы Гочкиса с передним расположением двигателя и задним приводом, которая заранее была универсальной для конструкций шасси. Это позволило избежать передачи крутящего момента карданного вала через платформу. Карданный вал использовался только в редких экземплярах с полным приводом .

Для крепления подвески к шасси платформы требуется независимая подвеска и рекомендуется использовать такие элементы подвески, как торсионы или продольные рычаги . Поскольку шасси находится в одной плоскости, было бы сложно использовать неразрезной мост, не поднимая всю платформу над осевой линией. Также сложно установить крепления для рессор, таких как полуэллиптические рессоры, требующие расстояния вперед и назад от линии оси, или для подвесок с винтовыми пружинами или стойками, требующих точки крепления, поднятой вертикально над платформой. Вместо них используются пружины типа торсионов. Независимо от того, поперечные они или продольные, они лежат в горизонтальной плоскости платформы и поэтому могут быть установлены на такое шасси. Другие системы на основе торсиона, такие как задняя подвеска с поворотной балкой , также могут использоваться для переднеприводных автомобилей с легкой задней частью.

Шасси Фольксваген Жук

Фольксваген Жук 1300 (1966)

Шасси спереди, показаны двигатель и задняя подвеска.

Шасси сзади, видна передняя подвеска.

Volkswagen Type 1 Beetle использовал платформенное шасси с независимой торсионной подвеской на каждом конце. Проект «Фольксваген», «Народный автомобиль» или «KdF-Wagen» начался в 1933 году, а к 1934 году компания Porsche набросала проект автомобиля с задним расположением двигателя, платформенным шасси, четырьмя сиденьями и торсионной подвеской. Центральная труба жесткости обеспечивала большую часть прочности шасси.

Эта базовая конструкция использовалась в довоенном Porsche Type 60 и нескольких военных машинах военного времени, прежде чем, наконец, в 1945 году появился первый послевоенный Volkswagen Beetles массового производства.

Шасси VW Beetle, вид сзади

Beetle Силовая установка включала расположенный сзади оппозитный четырехцилиндровый двигатель с продольной коробкой передач перед ним. Задняя подвеска представляла собой качающиеся мосты . Первый гражданский Beetle 1945 года использовал шасси-платформу, не доходившую до задних колес и имевшую центральную трубку жесткости. Эта трубка простиралась назад в виде Y-образной вилки, проходя через каждую сторону коробки передач и к опорам двигателя. Задние поворотные оси также удерживались на внешних концах с помощью плоских продольных рычагов, которые поворачивались на концах поперечной трубы, содержащей торсионы . В это время задние амортизаторы были только одностороннего действия, рычажного типа .

Передняя подвеска обеспечивалась парами коротких продольных рычагов , опять же с поперечными торсионами, смонтированными в двух отдельных трубах, установленных впереди плоской платформы. Эти торсионы представляли собой стопки плоских полос, а количество листов было изменено для изменения жесткости подвески по сравнению с производством Beetle.

Преимуществом производства автомобиля было то, что перед добавлением кузова на платформу можно было установить такие элементы управления, как педали водителя и тормозные трубопроводы , рычаг переключения передач и ручной тормоз, которые требовали подключения к двигателю или трансмиссии. Даже до 1952 г. двигателя Регулятор воздушной заслонки и его боуденовский трос монтировались на центральном тоннеле. Однако, в отличие от большинства современных конструкций шасси на раме, рулевая колонка была установлена ​​на кузове и не была соединена с рулевым механизмом на платформе шасси до тех пор, пока они не были соединены.

За 35-летнюю историю производства Beetle базовая платформа шасси практически не изменилась, за исключением одного изменения в передней подвеске Super Beetle.

События

С 1970 года на новом 1302 Super Beetle была установлена ​​передняя подвеска со стойками MacPherson . Это увеличило объем переднего багажника почти на 50%, в том числе за счет слегка удлиненного переднего капота, но верхние крепления стоек теперь передавали силы подвески на внутренние панели крыла кузова, а не на платформу: шасси теперь уже не было чистым платформа. Производство модели 1303 «Super Beetle» продолжалось до 1975 года, хотя параллельно с ней продолжали выпускать «Economic Beetle», по-прежнему используя продольные рычаги и платформенное шасси.

Преобразования жуков

VW Дюна Багги

Платформенное шасси и большое количество доступных VW Beetle стимулировали использование платформы Beetle в качестве автомобиля-донора для сборки автомобилей . Самым знаковым из них был багги для дюн : урезанное шасси Beetle с простейшим кузовом типа «ванна» из стекловолокна поверх него.

Первый серийный багги для дюн, Meyers Manx , использовал в качестве основы укороченную платформу VW. Передняя часть шасси была отрезана и заменена более высокой конструкцией из сварных квадратных стальных труб. Это сделало переднюю часть более жесткой по вертикали, а подвеску заменили на подвеску, основанную на деталях Chevrolet, но по-прежнему с двойными продольными рычагами. Meyers Manx широко копировался, и большинство этих копий сохранили полную платформу VW и переднюю подвеску VW.

Военная техника времен Второй мировой войны

В 1936 году компания Porsche адаптировала разрабатываемый «отечественный» автомобиль KdF-Wagen как спортивный автомобиль, подходящий для автоиспытаний, организованных NSKK . Это были соревнования на медленной скорости по бездорожью и препятствиям, в которых развивались как навыки вождения, так и маневренность транспортных средств, что, как ожидалось, было полезно для военного автомобилестроения. Этот Porsche Type 62 представлял собой четырехместный автомобиль с открытым верхом и боковыми стенками, но по-прежнему с закругленным кузовом. Хотя он хорошо показал себя на военных испытаниях в Мюнзингене , его внешний вид был признан «слишком гражданским».

Компания Porsche продолжила разработку Type 62 с такими особенностями, как задний портальный мост, обеспечивающий увеличенный дорожный просвет и возможность передвигаться с пехотой шагом. Округленный кузов также заменили ребристыми плоскими панелями, с дверями, и к концу 1939 года он был принят как военный Type 82 Kübelwagen . Kübelwagen был очень эффективен, во многом благодаря легкому весу, достигнутому за счет использования платформенного шасси. Он весил всего 1510 фунтов, такой же расчетный вес, как и дорожный автомобиль, и был на 200–300 фунтов легче, чем его конкурирующие автомобили от Opel , DKW и Adler .

Также была разработана полноприводная версия, опять же с использованием того же платформенного шасси и базовой компоновки, но под гражданским закрытым кузовом. Он стал Type 87 Kommandeurswagen (Porsche Type 287) и предназначался для использования старшими полевыми командирами. Центральная труба поддона шасси была увеличена, чтобы освободить место для карданного вала и приводного переднего моста с такими же карданными валами, что и задний мост.

Безопасность

Голландский фургон VW Transporter после аварии с поездом на железнодорожном переезде в 1963 году. Кузов фургона теперь находится на некотором расстоянии от шасси.

Платформенное шасси не было существенно более или менее безопасным, чем современное лестничное шасси, хотя и гораздо менее безопасным при ударах, чем современная конструкция с монококом, интегрированным в ячейку безопасности пассажиров. При серьезных авариях у них была тенденция к отделению всего кузова от шасси, как и у лестничного шасси. Однако в случае с шасси-платформой оно образовывало пол пассажирского салона, а не ванну кузова, и к нему были прикреплены сиденья. Таким образом, пассажиры могли оставаться на своих сиденьях на шасси, в то время как кузов пытался пройти сквозь них.

Современное платформенное шасси

Платформа Тесла С

Современные разработки материалов шасси, материалов и дизайна кузова, а также изменения в трансмиссии дали возрождение шасси-платформе. Сейчас они используются в некоторых электрических и гибридных автомобилях , таких как S. Tesla

Электрическая трансмиссия (гибридная или чисто аккумуляторная) не требует механической жесткости между двигателем и главной передачей . Вся трансмиссия может быть установлена ​​на подрамнике с одного или, чаще, с обоих концов.

Требуется место для хранения аккумуляторной батареи, а поскольку аккумуляторная батарея тяжелая, для устойчивости рекомендуется установить ее как можно большим плоским слоем и как можно ниже. Вес упаковки Tesla S составляет 1200 фунтов (540 кг). Поскольку они состоят из 7104 ячеек, упакованных в 16 модулей, их общая форма является гибкой и может быть отрегулирована в соответствии с требованиями автомобиля. Это делает шасси платформы удобным способом его переноски, а сами батареи располагаются над или под платформой шасси, что упрощает доступ к ним для замены.

Пунт шасси

БТР Alvis Saracen со снятым моторным отсеком, видны борта с глубокой броней, которые также образуют шасси плоскодонки.

Шасси плоскодонки похоже на шасси платформы, но помимо нижней платформы имеются еще и глубоко приподнятые борта. Они обеспечивают вертикальную жесткость, не требуя дополнительных ребер жесткости.

Шасси «Пунт» часто использовались с бронетехникой . Бронированный внешний каркас кузова образует прочный монокок , который может выполнять двойную функцию шасси автомобиля. Таким бронемашинам требуется полный привод из-за проходимости по бездорожью, учитывая их вес, многие из которых включают шесть или восемь колес, поэтому часто используется H-образная компоновка привода в трансмиссии . Вместо осей, соединенных центральным карданным валом, две стороны соединены в продольном направлении карданными валами в нижних углах лодки. Это также позволяет увеличить полезное пространство внутри для экипажа или оборудования.

Ссылки

• Эцольд, HR (1988). Жук: полная история . Том. 1. Хейнс. ISBN  0-85429-647-6 .
• Людвигсен, Карл (2014). Войны профессора Порше . Ручка и меч в стиле милитари. ISBN  978-1-52672-679-7 .
• Манро, Билл (2002). Семья Алвиса Сарацина . Кровуд Пресс. ISBN  1-86126-537-9 .
• Сетрайт, LJK (1976). "Шасси". В Яне Уорде (ред.). Анатомия автомобиля . Орбис. ISBN  0-85613-230-6 .
• Уэр, Пэт (1994). В национальной службе . Складские публикации. ISBN  0-9525563-0-8 .