Автомобили с ДВС и гибриды: история, настоящее, будущее

В модели NX выпущенной в 2021-м Тойота значительно увеличила использование алюминия к предыдущему поколению (что интересно, в UX в кузове его больше, в подвеске почти что нет).

Кузов NX.

Изменения в целях снижения массы:

- алюминиевый капот и передние крылья, балки переднего и заднего бампера,
- клетка и передние лонжероны из AHSS сталей уменьшенной толщины,
- перемычка крыши и рокер-панели порогов из UHSS сталей уменьшенной толщины (1,470 и 1,180 MPa),
- остальное из обычных сталей.

NX-TU 01.jpg


Чтобы алюминиевый капот не вибрировал на скорости, применили двойные замки. Сделали опору передней панели более жёсткой чем ранее, на это же работает двойная замкнутая структура задней части с поперечиной между задними арками, и дополнительными рёбрами жёсткости в ключевых местах. Точечная сварка в ключевых для жёсткости местах порогов и низа стоек стала чаще, в области дуг крыши и средней стойки добавилась сплошная лазерная. В области задних арок и поперечин жёсткости пола применили адгезивы. Эти изменения работают в основном на повышение глобальной динамической жёсткости или же на повышение первой резонансной частоты, и отсюда, на снижение шумов и вибраций.

NX-TU 02.jpg


У ключевых точек крепления подрамников к кузову добавили добавили перемычки на болтах. Это работает на повышение локальной динамической жёсткости и тоже на снижение шумов и вибраций.

NX-TU 04.jpg


Передний Макферсон с единственными нижними L-рычагами в штампованной стали принципиально остался тем же, но его кулаки сменили кованую сталь на литой алюминий, ради снижения неподрессоренных масс, и упрощения работы диссипативных элементов (амортизаторов), и, в конечном итоге, повышения комфорта.

Он теперь установлен на ином штампованном-сварном стальном подрамнике, О-формы, точки крепления к кузову которого сильнее разнесены чем ранее, для повышения глобальной жёсткости.

Минусы Макферсона по установке колеса по кастеру и развалу и компромиссы по предельному уровню сцепления и устойчивости остались, как и по линейности рулевого управления остались. Ровно как и компромиссы по фильтрации приходящего на кузов и руль.

Передние суппорты стали двухпоршневыми, оставшись с чугунными корпусами и со скобой.

NX-TU 05.jpg


Задняя 4-рычажная система с основными продольными рычагами в штампованной стали, Multilink типа, осталась принципиально неизменной, получив кулаки в литом алюминии вместо кованой стали, для снижения неподрессоренных масс и повышения комфорта, минимизации одного из недостатков предыдущей.

Подрамник стал более жёстким гидроформованно-сварном, H-формы, и получил дополнительные сайлентблоки крепления к кузову, что повысило степень фильтрации ударов и вибраций, увеличив комфорт. Одновременно, это достаточно незначительно снизило общую жёсткость конструкции, и точность управления.

Оставшиеся минусы этой схемы, не лидерская жёсткость на скручивание, несколько повышенная масса, и необходимость иметь достаточно незанятого пространства для установки продольных рычагов.

NX-TU 07.jpg


Компоновка агрегатов машины осталось поперечной, с мотором и коробкой вынесенными над/перед передней осью, что сохранило при данной колёсной базе размер салона максимальным, но, одновременно, сохранило и не очень оптимальное распределение массы по осям вида 60:40%.

Сама колёсная база выросла на 5 см, как и колея, на 5/7 см, что увеличило объём салона, незначительно увеличило устойчивость прямолинейного движения, чуть снизило поперечный перенос массы, и, одновременно чуть снизило скорость реакции на рулевые воздействия, и живость захода в поворот.

NX-TU 09.jpg
 
Последнее редактирование:
Реклама
Тойотовский RX представляет из себя практически то же самое, что и младшие NX и UX. Это очень в духе этой компании, экономить. Содержание алюминия в его кузове даже ниже чем в NX и тем более в UX (как и в подвеске).

Кузов NX.

Изменения в целях снижения массы:

- алюминиевые передние крылья, и балки переднего и заднего бампера,
- панели дверей и капота из AHSS сталей уменьшенной толщины,
- клетка и передние лонжероны из AHSS сталей, средней стойки из UHSS стали горячей штамповки, уменьшенной толщины,
- остальное из обычных сталей.

RX 01.jpg


Те же решения что на обновлении NX, двойные замки капота, двойная замкнутая структура задней части с поперечиной между задними арками, и дополнительными рёбрами жёсткости в ключевых местах, точечная сварка в ключевых для жёсткости местах стала чаще, добавилась сплошная лазерная, в области задних арок и поперечин жёсткости пола применили адгезивы. Всё это работает на снижение шумов и вибраций.

RX 02.jpg


Принципиально тот же передний Макферсон, с его минусами, только не с алюминиевыми кулаками, как на NX, а с коваными чугунными, как на UX, что чуть повышает неподрессоренные массы и чуть ухудшает условия работы амортизаторов.

Передние суппорты остались как на актуальном NX, недорогими, с чугунными корпусами и со скобой, двухпоршневыми.

RX 03.jpg


Та же задняя 4-рычажная система с основными продольными рычагами в штампованной стали, Multilink типа, но, c наклонными амортизаторами как на первом NX, и кулаками в кованой стали как на нём и UX, а не в литом алюминии как на актуальном NX, поэтому снижения неподрессоренных масс и повышения комфорта, минимизации одного из её недостатков, здесь нет.

Подрамник как на актуальном NX, жёсткий гидроформованно-сварной, H-формы, как и у него есть дополнительные сайлентблоки крепления к кузову, что повышает степень фильтрации ударов и вибраций, и увеличивает комфорт (и одновременно, чуть снижает общую жёсткость конструкции, и точность управления).

Все минусы этой схемы остались, не лидерская жёсткость на скручивание, повышенная масса, и необходимость иметь достаточно незанятого пространства для установки продольных рычагов.

RX 04.jpg


Чтобы компенсировать баланс смещённый с точности установки колеса на повышенные демпфирование и комфорт, доступны к заказу амортизаторы с несколькими электронно-переключаемыми характеристиками сжатия и отбоя (как и на актуальном NX).

RX 05.jpg


Компоновка агрегатов машины та же поперечная, с мотором и коробкой вынесенными над/перед передней осью, с целью максимизации объёма салона при данной колёсной базе. Отсюда же не самое оптимальное распределение массы по осям вида 60:40%.

Сама колёсная база на 16 см больше, чем у актуального NX, колея больше на очередные 5/7 см, что опять-таки увеличило объём салона, заметно увеличило устойчивость прямолинейного движения, чуть снизило поперечный перенос массы, а также снизило скорость реакции на рулевые воздействия, и живость захода в поворот.

Чтобы компенсировать увеличение колёсной базы и её последствия, опционально предлагается система подруливания задней осью.

RX 06.jpg
 
Последнее редактирование:
в США города сразу построены под большое количество персональных авто, отсюда приличное количество доступных паркомест,
Это утверждение справедливо для загородной застройки частными одно\двухэтажными домами из расчета "один дом - одна семья - две, ну три машины.
Практически во всех городах городах с многоэтожной застройкой, где один дом - сто семей и двести\триста машин "приличное количество доступных паркомест" - недостижимая мечта.
У меня дочь живет в маленьком четырехэтажном доме, четыре квартиры на этаже, итого 16 квартир, под домом гараж на.... шесть машин! Остальные десять семей должны каждый день искать партовку. Мы, когда приезжаем к дочке в гости, ищем паркинг минут по 15-20, и в результате может оказаться, что от запаркованной машины до дому идти минут десять - пятнадцать.
Вот такая суровая правда жизни.

Сама колёсная база на 16 см больше, чем у актуального NX, колея больше на очередные 5/7 см,
Сама колёсная база выросла на 5 см, как и колея, на 5/7 см,
Вопрос от авточайника. В каких единицах рисуют чертехи европейских автомобилей? Самолеты - в мм. А машины в сантиметрах? Я прямо подпрыгнул от размера 5/7см. Это сколько в миллиметрах или в дюймах?
Откуда такой странный размер? И это ведь не опечатка, ибо два раза упомянуто.
Расскажите, пожалуйста плиз! ;)
 
Что до парковок, конечно зависит от типа застройки и желания регуляторов/девелоперов нормировать/делать подземные этажи там где в силу плотности застройки не выходит обойтись плоскостной наземной. Но, по тому что мне шлют, в США в среднем размернее парковки, расчёт на частные машины в проектировании городов и всех объектов заметен. В Европе теснее в среднем. К тому же есть намеренная политика снижения их числа, кроме нормирования в виде коэффициента обеспеченности ими жилищ, в ряде стран есть официальные вещи "не построил паркоместо хотя мог по нормативам, получил бонус".

Я намеренно привёл размеры в см, считаю что так обывателям нагляднее (судя по реакции, видимо, нет ,) Все размеры конечно же в мм в Европе в документации.
 
Последнее редактирование:
Что до парковок, конечно зависит от типа застройки и желания регуляторов/девелоперов нормировать/делать подземные этажи там где в силу интенсивности застройки не выходит обойтись плоскостной наземной. Но, по тому что мне шлют, в США в среднем размернее парковки, расчёт на частные машины в проектировании городов и всех объектов заметен. В Европе теснее в среднем. К тому же есть намеренная политика снижения их числа, кроме нормирования в виде коэффициента обеспеченности, в ряде стран есть официальные вещи "не построил паркоместо хотя мог по нормативам, получил бонус".

Я намеренно привёл размеры в см, считаю что так обывателям нагляднее (судя по реакции, видимо, нет ,) Все размеры конечно же в мм в Европе в документации.
в канаде всё метрическое но почему то вес в фунтах. ну и все что связано со стройкой в дюймах. когда был в Германии в OBI трубки продаются в дюймах. Я то боялся такие краны заказывать думая то не подойдут а они оказывается для покупателей пишут в миллиметрах а как начинаешь читать описание оказывается там дюймовое всё
 
А конкретно итальянцы привыкли к расходу в километрах на литры, меня всё время от этих цифр переклинивает.
 
У британцев тоже mpg но галлон свой имперский, на 20% более вместительный чем в США, сиди пересчитывай.
 
У меня дочь живет в маленьком четырехэтажном доме, четыре квартиры на этаже, итого 16 квартир, под домом гараж на.... шесть машин!
Это что за город и в каком штате? Штат республиканский или демократический?

Для справки: в Германии (да и в Западной Европе почти повсеместно) давным-давно (лет 50) не строят многоквартирных домов без хотя бы одного машиноместа на квартиру. Включая "социальное" жильё. Продаётся (сдаётся) не квартира, а доля в кондоминимуме, включая саму квартиру, гараж и чулан (для хранения "одной лыжи" и пр.).
 
У британцев тоже mpg но галлон свой имперский, на 20% более вместительный чем в США, сиди пересчитывай.
известный в авиации Гимли глайдер у Эйр Канада Боинг 767 отличался от остальных тем что на заправочной панели градуировка была в литрах. Не долго это длилось когда заправили по цифрам думая что это галлоны. вот так вылетев из Монреаля самлёт на пустых баках приземлился где то в Альберте на пол пути в Ванкувер.
 
Реклама
Это что за город и в каком штате? Штат республиканский или демократический?

Для справки: в Германии (да и в Западной Европе почти повсеместно) давным-давно (лет 50) не строят многоквартирных домов без хотя бы одного машиноместа на квартиру. Включая "социальное" жильё. Продаётся (сдаётся) не квартира, а доля в кондоминимуме, включая саму квартиру, гараж и чулан (для хранения "одной лыжи" и пр.).
Город Jersey City, что водной остановке метро или в десяти минутах на паромчике или в пяти минутах по тоннелю от Манхетена.
Штат Нью Джерси - демократический.
Дому девять лет, реновейтнутыф из старого фонла надстройкой этажа и постройкой паркинга. Квартиры с машиноместом процентов на сорок дороже остальных. У детей как раз с машиноместом.
ЗЫ чулана и вовсе нет.
 
Приводил ранее фиатовскую платформу класса С (Compact) разработки начала 00-х как пример интересного подхода по контролю массы и использования алюминия/магния/высокопрочных сталей. Нашёл её обзор 2010-го, нетипичный, который точно не маркетолог писал.

----------------------------

Пять лет назад, в 2005 году, после долгих обсуждений и ряда остановок и рестартов, Фиат наконец начал работу над своей новой платформой, названной Compact. Цель состояла в том, чтобы создать гибкую основу для автомобилей размерного сегмента C, которая стала бы базой не только для Giulietta, сменщика выпускавшейся целых десять лет модели Alfa Romeo 147, но и для преемников других малолитражных семейных автомобилей группы, включая Fiat Bravo и Lancia Delta.

Это означало, что платформа должна была обеспечить хорошую управляемость и ходовые качества (требования Alfa); топливную экономичность и практичность (запросы Fiat); и высокий комфорт (пожелания Lancia — эталоном по изоляции от дорожных ударов и вибраций и комфорту езды являлся тогда VW Golf). Также, она также должна была соответствовать новейшим стандартам безопасности, ровно как и экологическим.

С самого начала платформа Compact предназначалась не только для европейских марок группы, но и для её подразделений в странах Латинской Америки, в частности в Бразилии и Аргентине, что означало особое внимание к отказоустойчивости. Последующий альянс между Fiat и Chrysler добавил в список потенциальных рынков сбыта Северную Америку, поэтому, зимой 2009 года команда инженеров потратила несколько месяцев на то, чтобы убедиться, что она подойдёт для использования в США.

Эта архитектура, изначально предназначенная для переднего привода, допускает и полноприводные конфигурации. И хотя на разработку Giulietta ушло целых пять лет, последующие автомобили на этой платформе могут быть спроектированы всего за 18-20 месяцев.

В настоящее время автомобили группы Фиат сегмента С используют различные конфигурации подвесок и систем рулевого управления, при том что Compact предлагает одно стандартизированное решение, которое, по словам его создателей, сможет удовлетворить требованиям всех трёх основных марок.

Выбранная система рулевого управления представляет собой топливно-экономичную конструкцию с электроусилителем. Специалисты группы по шасси и динамике, возглавляемые Филиппом Крифом, с самого начала тесно работали с её поставщиком, ZF Lenksysteme, чтобы добиться нужных им характеристик: «Достижение желаемого качества рулевого управления всегда является нашим приоритетом», — говорит Криф. «В первую очередь, оно обусловлено хорошими механическими характеристиками. Передаточное отношение рулевого управления Giulietta составляет всего 12.5:1 — оно очень непосредственное, поэтому с большими нагрузками на рулевые тяги. Мы много работали над достижением максимальной жесткости, низкого трения и низкой инерции, уделяя особое внимание электродвигателю, чтобы обеспечить быстрое изменение угла поворота руля, и достигли 1000°/сек без задержек. После того, как у нас появилось настолько хорошее "железо", мы смогли поработать над алгоритмами, чтобы обеспечить нужные ощущения. Мы довольны полученным результатом».

Передняя подвеска представляет собой стойки Макферсона, геометрия которых была изменена так, чтобы приблизить контроль развала колес к тому, что предлагала двухрычажная подвеска предыдущей 147-й модели. Электрический усилитель рулевого управления был настроен таким образом, чтобы компенсировать еще одно из утраченных преимуществ двухрычажной подвески — точное управление осью поворота, также из-за лучшего контроля ею угла развала. Применённые поворотные кулаки из алюминия снижают неподрессоренную массу в сумме на 4 кг.

Задняя подвеска представляет собой компактную трёхрычажную конструкцию, которая, по словам Крифа, сочетает в себе противоречивые требования, хороших характеристик управляемости и контроля (Alfa) и недорогого, компактного решения (Fiat). Использование алюминия для основных рычагов подвески и заднего подрамника, как утверждается, позволило сэкономить порядка 10 кг по сравнению с многорычажными подвесками из стали.

Giulietta имеет два варианта настройки подвески: «тяжелый» и «легкий», которые зависят от массы двигателя и коробки передач. В каждом из этих классов есть еще два варианта: Normal и Sport. Криф говорит: «В режиме Normal комфорт близок к Golf, или даже лучше его в некоторых аспектах, при этом обеспечивается отменный уровень динамических характеристик. Даже в режиме Sport уровень комфорта остается удовлетворительным».

Применение адаптивной системы демпфирования (амортизаторов) Magneti Marelli SDC значительно улучшило качество езды модели MiTo Cloverleaf c задней торсионной балкой, но появление такой системы на Giulietta отнюдь не гарантировано. «Да, на MiTo разница между обычным фиксированным и адаптивным демпфированием очень велика, но на Giulietta, где подвесочный компромисс между комфортом и управляемостью изначально иной, гораздо лучший, она уже не так существенна», — объясняет он. «Поэтому мы рассматриваем альтернативный вариант, такой как пассивные двухклапанные амортизаторы с частотно-зависимыми характеристиками и системой байпаса. С помощью таких частотно-зависимых амортизаторов можно добиться характеристик, очень близких к характеристикам адаптивной системы, но, при этом, с меньшими затратами».

Благодаря использованию виртуального моделирования инженеры группы Фиат, работавшие над программой Giulietta, смогли всесторонне протестировать поведение автомобиля в самых неблагоприятных условиях, значительно тщательнее, чем это было возможно даже пять лет назад. Поскольку каждая деталь шасси имеет допуск на изготовление вокруг её номинального значения, возможна ситуация «идеального шторма», когда несколько параметров компонентов будут находиться на пределе допусков и создадут итоговое нежелательное поведение автомобиля.

Для Giulietta команда Крифа, занимающаяся шасси, провела соответствующее моделирование, в основном в программе Adams со специальным алгоритмом генерации множества вариантов тестирования, чтобы проработать каждую мыслимую комбинацию и выявить аномалии, которые влияют на динамические характеристики.
 
Последнее редактирование:
Штат Нью Джерси - демократический.
Тут-то собака и порылась!

Демократы и социалисты всех стран и всех видов лютой животной ненавистью ненавидят человека за рулём. И всячески создают ему пакости.
 
Про потенциал практического снижения массы.

Чуть ранее приводился концепт облегчённого кузова машины класса D/E от AcelorMittal, это были данные их виртуального моделирования середины 2010-х, с применением advanced сталей.

AM.jpg


Фиат практически реализовал его даже раньше, в 2010-м, в более низком классе С, на альфовской Giulietta, платформы Compact, про которую был предыдущий пост.

giulietta-06.jpg



Полностью стальная Giulietta, преимущественно высокопрочные стали, распределение массы:
----------------------
272.6 кг кузов в комплектации BIW
----------------------
Передние двери = 35.2 кг
Задние двери = 25.3 кг
Капот = 14.4 кг
Фронтальный крэш-модуль = 12.1 кг
Траверса передней панели салона = 11.4 кг
Крышка багажника = 11.3 кг
Передний нижний крэш-модуль = 9.3
Балка переднего бампера = 8.2 кг
Балка заднего бампера = 7.2 кг
Передние крылья = 6.1 кг
----------------------
140.5 кг
----------------------
Передний подрамник с болтами = 19.1 кг
Задний подрамник с болтами = 5.6 кг
----------------------
437.8 кг кузов с навесными и закрывающимися частями, а также подрамниками (всё сталь)
 
Последнее редактирование:
Фиат тогда в 2010-м пошёл дальше простого применения высокопрочных сталей для удовлетворения самым требовательным тестовым процедурам Euro-NCAP, и потратил ещё около 50 евро на облегчение кузова серийной машины, сняв с него 18 кг к полностью стальному варианту.

giulietta-07.jpg

giulietta-09.jpg

giulietta-12.jpg


Серийная Giulietta, с включениями алюминия, магния и пластика:
----------------------
Передний нижний крэш-модуль в алюминии = 4.7 (-4.3 кг)
Балка переднего бампера в алюминии = 4.3 кг (-4.2 кг)

Балка заднего бампера в пластике = 3.2 кг (-4.0 кг)
Траверса передней панели салона в магнии = 7.4 кг (-4.0 кг)

Задний подрамник в алюминии /со стальными болтами/ = 3.9 кг (-1.7 кг)
----------------------
-18.2 кг
----------------------
419.6 кг кузов с навесными и закрывающимися частями, а также подрамниками (94% сталь)
 
скажите, 30-40 кг снижения веса на среднеразмерной машине (класс Е) на что-то влияет? динамика, экономичность
 
скажите, 30-40 кг снижения веса на среднеразмерной машине (класс Е) на что-то влияет? динамика, экономичность
Практически ни на что, это полтора-два процента от общей массы, для движения в городе они дадут один-полтора процента изменения расхода, на трассе даже менее процента. Изменение динамики на те же полтора-два процента, то есть, незаметное.
 
Реклама
Как я приводил ранее, Фиат при разработке кузовов седана Giulia и СУВа Stelvio класса D в начале 2010-х вложил ещё чуть больше, выполнив для них из алюминия капот, передние крылья, опоры передних стоек, передний подрамник, и двери (а также крышку багажника в случае СУВа).

skitch-3.png


Если бы он потратился и перенёс на кузова Giulietta класса С меры по облегчению а-ля старшие Giulia/Stelvio класса D, то вышло бы убрать ещё 54 кг:
----------------------
Передние двери в алюминии (со стальными брусьями) = 18.3 кг (-16.9 кг)
Задние двери в алюминии (со стальными брусьями) = 13.2 кг (-12.1 кг)
Капот в алюминии = 7.8 кг (-6.6 кг)
Опоры передних стоек в алюминии = 4.0 кг (-6.0 кг)
Крышка багажника в алюминии = 6.1 кг (-5.2 кг)
Передние крылья в алюминии = 3.1 кг (-3.0 кг)
Передний подрамник в алюминии /со стальными болтами/ = 15.1 кг (-4.0 кг)

----------------------
-53.8 кг
----------------------
365.8 кг кузов с навесными и закрывающимися частями (-72.0 кг в сумме с мерами первого реализованного шага)

Данный шаг стоил бы ему ещё около 150 евро, и 200 в сумме с предыдущим, за 72 кг убранных из кузова.

Но, автопроизводители считают для класса С этот второй шаг чрезмерно дорогим, поэтому, такие решения появляются у них только в "премиальном" D с гораздо более высокой ценой реализации. И то не у всех, например у актуальных БМВ 3-й серии есть только часть из этих мер, а раньше не было ни одной.
 
Последнее редактирование:
Назад