Кузова полегчают

КУЗОВА ПОЛЕГЧАЮТ

ТЕХНИКА

ТЕХНОЛОГИИ

КУЗОВА ПОЛЕГЧАЮТ

А помогут им в этом новейшие технологии, разработанные фирмой «Порше» в сотрудничестве с крупнейшими в мире производителями стального проката.

Аркадий АЛЕКСЕЕВ, Михаил ГЗОВСКИЙ

Положение фирмы «Порше» к началу девяностых было, можно сказать, аховым. Журналисты уже прикидывали, кто из международных акул автобизнеса в конце концов поглотит знаменитую, но, увы, обедневшую фирму. История знала немало случаев, когда компаниям, опасно приблизившимся к роковой черте разорения, удавалось-таки сохранить независимость и восстановить производство. Но у тех были в запасе новые модели, которые с выходом на рынок окупали убытки прежних лет. У «Порше» такого резерва не было — реально продавалась лишь одна-единственная модель, старушка «девятьсот одиннадцатая», да и та с каждым годом все труднее вписывалась в ужесточающиеся европейские нормы. Особой головной болью был кузов — да, традиционный и узнаваемый, но, по новым меркам, уже недостаточно жесткий и не вполне безопасный.

Вряд ли кто-то, далекий от автомобильного производства, представляет, сколь недешево обходится разработка нового кузова. У «Порше» таких денег не было, да и занимать никто не спешил — можно получить кредит под производство конкретной, уже готовой модели, но под исследования... Да еще с неизвестным результатом... Насколько актуальны подобные проблемы в автобизнесе, говорит хотя бы свежайший пример: имидж моделей «Роллс-Ройса» покупатели перестали считать «традиционным», склоняясь к тому, что они попросту устарели. А денег на разработку новых машин оказалось недостаточно. Результат — одна из старейших автомобильных фирм пошла с молотка.

Но было, было у «Порше» нечто такое, что отсутствовало у того же «Роллса», а именно — отделение «Порше инжиниринг», один из признанных мировых центров инженерной мысли. (Не только автомобильной: вспомните рекламу «Малышка от „Порше“ — это о стиральной машине.) В критический момент руководство фирмы распорядилось этим резервом более чем грамотно и, в конечном счете, удачно.

Итак, фирме требуется новый кузов. Но ведь в то же время и весь мир ждет каких-то принципиальных новинок, свежих идей, подходов к конструированию этой, безусловно главной детали автомобиля. Руководство «Порше» решило: почему бы не объединить две задачи — отрабатывать технологии, а заодно и готовить их внедрение на своем производстве? Теперь оставалось найти состоятельных попутчиков. И они не замедлили появиться: под флагами «Порше» объединили свои интересы 35 крупнейших производителей стального проката из 18 стран мира! Проект получил амбициозное название ULSAB — «Ультралегкий Стальной Кузов». Пускай другие ставят на алюминий и пластик, старая добрая сталь еще немало послужит, ведь из нее в мире ежегодно делают более 52 миллионов кузовов.

Понятное дело, был у инженеров «Порше» определенный задел, так что дело пошло споро. А задача была поставлена так: максимальное снижение веса, упрощение и удешевление конструкции, но, в то же время, повышение безопасности и срока службы автомобиля.

Недавно был представлен один из промежуточных, но уже довольно продвинутых результатов этой работы — кузов несущей конструкции, длиной 4,8 м, шириной 1,8 м и весом всего 203 кг. Будь подобный создан по традиционным технологиям, весить ему все 250 кг, а то и больше. Однако мы не будем разбирать сейчас достоинства образца — их немало, ведь он удовлетворяет абсолютно всем сегодняшним нормам. Лучше остановимся на тех новейших технологиях, которые позволили добиться столь впечатляющего результата.

Из чего делают стальные кузова? На первый взгляд, вопрос звучит издевательски, почти как: «Петров, назовите вашу фамилию!» Однако не спешите смеяться. Сталь, как известно, бывает разная, и среди номенклатуры «автомобильных», применяемых для кузовов, вряд ли вы нашли бы высокопрочные (с пределом текучести 550–800 МПа). Конечно, они дороже обычных, но зато позволяют при той же прочности делать более легкие детали, а зачастую и более простые, поскольку отпадает надобность в чересчур развитых ребрах жесткости. Стало быть, можно обойтись не таким сложным, как обычно, штамповочным оборудованием.

Пойдем дальше. Как снизить общее число деталей? Постараться по возможности «объединять» соседние в более крупные по размеру панели. Мало того, что сократится число операций на той же штамповке, еще и сварочных швов потребуется намного меньше. А вместе это дает и третий плюс: цельноштампованная деталь впишется в куда более жесткие допуски, чем такая же, но сваренная из нескольких элементов. Представьте сами. В первом случае точность зависит лишь от степени износа матрицы и пуансона (задающих форму частей пресса). Во втором она складывается из точности позиций подающих элементы роботов (кстати, дорогих), а это совсем другая, во много раз более сложная задача.

Итак, с панелями мы вроде разобрались. Теперь требуется усовершенствовать производство усилительных элементов — брусьев, балок. Была придумана просто уникальная технология: полую заготовку (вообще говоря, трубу) герметически закрывают с торцов и помещают в форму. А затем подают в нее специальную жидкость под высоким давлением. Подобно резиновому шарику, труба раздувается и принимает нужную форму. А ведь так бы пришлось отштамповать как минимум две детали, да еще сварить их, опять-таки, с гораздо меньшей точностью...

Вот, все уже заготовлено — и панели, и усилительные элементы. Осталось соединить. И здесь было решено применить лазерную сварку. Это, конечно, не последняя новость в автостроении, но преимущества лазера раньше не могли быть реализованы столь полно — этот процесс вписывали в уже существовавшие технологические цепочки. Кузова же типа ULSAB предполагается варить почти исключительно лазером. Не только потому, что так повышается жесткость и коррозионная стойкость соединений. Именно лазерная сварка позволяет сократить число деталей кузова — ведь, скажем, точечной сваркой, традиционной для автостроения, нельзя приварить панель к протяженному замкнутому коробу, поскольку нет доступа для второго электрода. А лазер легко справится с этой задачей — двусторонний доступ ему не нужен. Не обязательно и варить детали «внахлест» — можно соединить их и «встык».

В качестве примера приведем конструкцию лонжерона «Фольксвагена-Гольф IV». На прежних моделях это была очень сложная по форме деталь — с «гармошкой» в сминаемой при аварии передней части и с продольными ребрами жесткости в задней. Теперь же это просто короб — более технологичный и в то же время более безопасный: сминаемая часть сделана из более тонкого стального листа, а ближе к кузову применен металл более толстый, чем в средней части. Все три элемента соединены встык лазерной сваркой.

Это не единственный пример внедрения разработок лаборатории ULSAB. Назовем еще несколько.

Кузовщики БМВ одними из первых рискнули применить высокопрочные стали в конструкции недавно дебютировавшей «трешки». В результате жесткость на кручение у этой машины была признана одной из лучших в своем классе. По словам представителя БМВ Бруно Людке, применение высокопрочных сталей позволило почти в два раза улучшить показатель активной безопасности автомобиля. Добавим к этому, что, хотя снаряженная масса нового и слегка «подросшего» БМВ третьей серии все же выросла на 3% по сравнению с одноклассником предыдущего поколения, высокопрочные стали позволили избежать как минимум десятипроцентного ее увеличения.

В автомобиле " Кадиллак Севиль" 1998 модельного года инженеры фирмы внедрили сразу нескольких новшеств: крупноразмерные штампованные детали, лазерную сварку и гидроформовку. В результате наряду с усилением каркаса кузова они добились уменьшения зазора между кузовными деталями до 4 мм, что, в свою очередь, улучшило аэродинамические показатели автомобиля.

Это всего лишь наиболее наглядные примеры первого обращения к технологии ULSAB в современном автомобилестроении. Работы продолжаются, но и сейчас очевидно, что $22 млн., уже потраченных на исследования, принесут солидные дивиденды. А уж кому разработки лаборатории точно принесли немалую пользу — так это фирме «Порше». Она смогла выпустить на рынок сразу две перспективные модели — «Бокстер» и новую «911», вероятно спроектированные с учетом собственного опыта в работе над кузовом ULSAB. Новинки с восторгом приняли покупатели, возросло число заказов, да и финансовые дела пошли на лад... Нет, что ни говорите, мозги, если их с толком приложить — капитал. Да еще какой!

Кузов ULSAB на 25% легче обычного.

Компьютерная имитация крэш-теста — «виртуальные» пассажиры не пострадали.

Технология штамповки крупноразмерных деталей применена при производстве кузова «Кадиллака-Севиль».

Продольная балка крыши изготовлена гидроформовкой и приварена лазерной сваркой.

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Читать комментарии

Самые новые