KAROSERIJA
Za početak, moramo razjasniti jednu stvar: šasija i školjka nikako nisu isto! Katkada se ovi
pojmovi miješaju.Radi se o dva različita elementa kojima je namijenjena podjednaka uloga - one sačinjavaju podlogu na koju su pričvršćeni svi dijelovi automobila., ...Šasija
Nekadašnji su automobili u pravilu kao podlogu svoje konstrukcije koristili šasiju. Ovdje se radi o konstrukciji koja se doima doslovno poput okvira na koju se (izravno i neizravno) pričvršćuju svi ostali dijelovi automobila. Dok su nekadašnje šasije bile izrađene od kojekakvih metalnih, vjerojatno isključivo željeznih, a kasnije i čeličnih, cijevi ili tračnica, danas je to sofisticirana konstrukcija koju se u pravilu koristi tek pri izradi automobila visokih karakteristika (slika 3). Priča o šasiji dosta je jednostavna. Na drugoj slici prikazana je nosiva platforma (što je sada pak to?) VW Bube. Nosiva platforma u stvari je razrada priče o šasiji od metalnih cijevi odnosno okvira. Ovakva platforma uz okvir ima pričvršćene i kojekakve plohe, također namijenjene montiranju drugih dijelova automobila.
No, jasno je kako sama šasija nije dovoljna da bi se pričvršćivanjem raznoraznih agregata, sjedala i ostalog, dobio kompletan automobil. Nedostaje - karoserija. karoserija, opet, nije isto što i školjka. Iako bi neki jezikoznalci sada mogli uplesti svoje prste tvrdeći ovo ili ono, uzmimo kao zdravo za gotovo da je karoserija automobila ona limena konstrukcija koja se postavlja na šasiju ili nosivu platformu i koja mu, u stvari, daje oblik i izgled.
Dakako, na tako postavljenu karoseriju potrebno je još montirati vrata, poklopac motora, prtljažnika itd. Ah, da, ne zaboravimo i plohe koje sačinjavaju blatobrane, krov...
Šasije današnjih automobila u pravilu su izrađene od aluminija ili njegovih legura, jednostavne su i veoma čvrste konstrukcije koja je otporna na uvijanja. Aluminijska šasija fordovog konceptnog modela Contour (1994.), napravljena u suradnji sa Siemensom, Bayerom, Tevesom i Reynoldsom, prikazuje nam ideju osnove automobila budućnosti. Naime, nakon što su proizvođači sa šasija prešli na samonosive karoserije (vidi slijedeće poglavlje), sada se polako ponovno vraćaju na ovaj, nazovimo ga tako, arhaični oblik gradnje vozila.sl. 2 - Nosiva platforma - VW Buba
Šasija može biti jedna za različita nadgrađa, a više karoserijskih oblika na jednoj te istoj platformi sve je izglednija strategija auto industrije u budućnosti.
Školjka
Da ipak nismo odlučili pričati o morskim stvorenjima dokaz je i naša slika 4 koja prikazuje školjku Xsare Picasso. Pokušamo li preciznije definirati pojam školjke, reći ćemo kako se u stvari radi o "samonosivoj karoseriji". Dakle, radi se o nečemu veoma sličnom karoseriji, no što uključuje i ulogu šasije. Dakle, školjku u stvari nazivamo samonosivom karoserijom jer je njena uloga i da služi kao podloga na koju se pričvršćuju ostali dijelovi automobila, a daje mu i vanjski oblik te osnovu na koju se pričvršćuju vrata, blatobrani, krov kako bi se dobio kompletan automobil. Pametni ljudi, industrijalci, izmislili su samonosivu karoseriju (školjku) iz jednostavnog razloga.
Ovakvom je konstrukcijom pojednostavnjena proizvodnja automobila u velikim serijama. Ipak, pođemo li detaljnije analizirati automobile sa samonosivom karoserijom (školjkom), a to je 90% današnjih osobnih vozila, doći ćemo do spoznaje da ono što je jednostavno za izradu stroju nije i jednostavno oku. Komplicirani oblik školjke sastavljen je od mnogo različitih dijelova prešanog lima koji su u pravilu zavareni zajedno.
sl. 3- Samonosiva karoserija - školjka (Citroën Xsara Picasso)
Ipak, školjka ima nekih svojih negativnih osobina. Serijska automatizirana proizvodnja ovakvog automobila zahtijeva mnogo posebnih strojeva, otežano je popravljanje zbog složene konstrukcije školjke, a nerijetko se rade i konstrukcijski kompromisi kako bi se neki dio mogao lakše "uvaliti" unutar školjke, na štetu karakteristika. Automobilski puristi svakako će glasati za konstrukciju sa šasijom koja je jednostavnija, ali i pruža bolja dinamička svojstva.
Ostalo
Na kraju, na redu su varijacije na temu. Prva koju spominjemo svakako je prostorni okvir (Space Frame) kakav je primjenjen na aluminijskoj konstrukciji Audia A8 (slika 6). Ovdje se, možemo to slobodno reći, radi o mješavini svih do sada spominjanih rješenja, a u Audiu su zaključili da će upravo ovakvom konstrukcijom do kraja iskoristiti potencijal aluminija kao materijala za izradu cijelog automobila.sl. 6 - ASF prostorni okvir od aluminija
Drugim riječima, ASF (Audi Space Frame ili Aluminium Space Frame), djelo stručnjaka tvrtki Audi A.G. i Alcoa, je čvrst poput čelične samonosive karoserije, no pri tome lakši adekvatno manjoj specifičnoj težini aluminija. Ipak, još se uvijek lome mnoga koplja oko opravdanosti proizvodnje aluminijskih automobila. Prednosti su očite - manja težina vozila štedi gorivo te su zagađenja okoliša manja, uz to, aluminij je i 100% reciklabilan. S druge pak strane, proizvodnja i prerada aluminija još uvijek nisu na razini dovoljnoj za masovniju uporabu. U procesu pripreme i obrade ovog materijala u auto industriji još se uvijek troši daleko previše energije čime su ukupna zagađenja barem dostigla, ako ne i premašila, ona koja se javljaju u proizvodnji i eksploataciji klasičnih automobila.
Posljednja verzija priče kojom rješavamo temu šasija i karoserija svakako je i mistični monocoque (monokok). Ovdje se radi o konstrukciji zatvorenih ploha. Drugim riječima, monocoque automobila u stvari je nekakva "kada" koja najčešće predstavlja prostor za vozača/putnike te najnužniju opremu. Ostali dijelovi ovakvog automobila pričvršćeni su na monocoque s prednje i stražnje strane pomoćnim okvirima.
sl. 7 - Monocoque od ugljičnih vlakana s ovjesom,
sjedalom i uvodnicima zraka
(Stewart F1, 1998.)
Tipičan primjer monocoque konstrukcije svakako su natjecateljski jednosjedi poput bolida Formule 1. Uvedena u "predkarbonsko" doba, ovakva je (uvjetno rečeno) šasija postavila nove standarde u smanjenju ukupne težine bolida podižući čak i čvrstoću cijele konstrukcije, a time i sigurnost vozača koja je u tim vremenima bila prilično krhka.
Prve monocoque konstrukcije bolida Formule 1 bile su izrađene od aluminijskih limova, no u 80-im su ih godinama zamijenili umjetni materijali (kevlar i karbon - ugljična vlakna). Put do "civilnih" automobila monocoque konstrukcijama još je uvijek veoma ograničen, prvenstveno zbog visoke cijene materijala i izrade. Doduše, još se veliki Colin Chapman (nekadašnji šef Lotusa F1) okušao pred tridesetak godina izradivši model Elan sa stakloplastičnom monocoque konstrukcijom. Danas "sreću" da budu ovako konstruirani imaju tek rijetki automobili poput Bugattia EB 110 i Ferraria F 50 (karbon).
Karoserija zavisno od momenta vozila,može imati različit oblik.Pri razvoju karoserije posebna pažnja se poklanja dobijanju vozila sa što nižim težištem,obezbjeđenju dobre vidljivosti,utovaru i istovaru,kao i smještanju putnika ii robe.
Djelovanje faktora spoljne sredine kao što su korozija i povišene temperature jako puno utiču na karoseriju.Pojava oštećenja od korozije vozila se može znatno smanjiti korišćenjem adekvatnih sredstava za zaštitu.
Karoserija je ono što vidimo kada gledamo neki automobil. Elementi karoserije se izrađuju od metalnih ploča različitim procesima obrade, najčešće pod presama i obradom u kalupima. Koriste se i drugi materijali kao poliester, kompozitni materijali i slično, ali samo tamo gdje su potrebne osobine koje ovi materijali posjeduju. Ovakva obrada je izuzetno komplikovan proces. Radi se o tome da se ploča od lima stavlja u kalup, a onda presa svojim pritiskom drugim dijelom kalupa pritiska lim koji zauzima oblik kalupa. Taj dio je jako osjetljiv, jer na nekim mjestima dolazi do istezanja materijala, a zbog žilavosti komad nikada nema identične dimenzije zadane kalupom. Zbog istezanja materijala može doći do pojave pukotina, prevelikog smanjenja debljine materijala, što je nepovoljno. Dimenzije i sama promjena nakon vađenja iz kalupa se mora isplanirati do hiljaditog dijela milimetra. Razvoj karoserije ne podrazumijeva samo njeno crtanje nego i razvoj tehnoloških postupaka i izradu specijalnih alata za prese. Proces traje od 3 do 6 godina, a upotrebom CAD i CAM tehnologija ušteda u vremenu je i 50 odsto. Karoserija se izrađuje najčešće od čelika, ali i od drugih legura, naprimjer od aluminijuma. Čelik je pogodan, jer svojim osobinama pogoduje postizanju željene čvrstoće vozila i otpornosti na udar, dostupan je i jeftin. Pored eventualne nekvalitetne izrade karoserije i samih spojeva, najveći problem za karoseriju je (bila) korozija. Uspješno rješavanje prvog problema zavisi od sposobnosti i volje proizvođača, dok rješavanje korozije u današnje vrijeme zavisi samo “od volje” proizvođača, jer adekvatne i svima dostupne tehnologije postoje.
