Analiza cech konstrukcyjnych samochodu dostawczego z poprzecznie usytuowanym silnikiem

Konsekwencje zastosowania w samochodzie dostawczym przedniego napędu i usytuowania silnika poprzecznie, podobnie jak to ma miejsce w nowoczesnych samochodach osobowych, są liczne i w większości przypadków pozytywne. Można je kolejno przeanalizować rozpatrując następujące zagadnienia.

Liczba i jakość miejsc w kabinie.
Poprzeczne umieszczenie silnika w kabinie pozwala uzyskać płaską podłogę w strefie nóg kierowcy i pasażerów oraz przesunąć do przodu przednią ścianę kabiny. Dzięki temu kabina staje się przelotowa, wszystkie trzy miejsca są pełnowartościowe, zapewniając wygodną pozycję kierowcy i obydwu pasażerom. W dotychczasowych rozwiązaniach miejsce jednego z pasażerów było bardzo niewygodne ze względu na rozbudowaną pokrywę silnika

Izolacja termo-akustyczna kabiny
Z doświadczeń nad wyciszaniem kabin pojazdów wynika, że warunkiem uzyskania niskiej głośności wewnętrznej jest zapewnienie szczelności ścian kabiny sąsiadujących ze źródłem hałasu. Najlepsze wyniki, spełniające nawet z pewnym zapasem wymagania wynikające z odnośnych norm i przepisów, uzyskuje się w kabinach pozbawionych jakichkolwiek odejmowanych pokryw. Usytuowanie silnika w poprzek samochodu umożliwia zrezygnowanie z dostępu do niego od strony kabiny, co stwarza warunki uzyskania niskiej głośności wewnętrznej. Jest rzeczą oczywistą, że szczelna ściana przednia i połączona z nią na stałe podłoga zapewniają dobrą izolację cieplną i skutecznie chronią przed przedostawaniem się spalin.

Dostęp do silnika i jego osprzętu
Silnik znajduje się w wydzielonej komorze zaopatrzonej w pokaźnych rozmiarów pokrywę. Zapewnia to dobry dostęp do poszczególnych węzłów silnika w czasie czynności obsługowych i bieżących napraw. Celowi temu służy również wyjmowana przednia ściana nadwozia, a także pochylenie silnika do przodu lu’b do tyłu, stosownie do jego budowy.

Strefa zgniotu nadwozia
Z punktu widzenia czołowego zderzenia pojazdu, stworzenie niezbędnej strefy zgniotu nadwozia musi być brane pod uwagę w nowych konstrukcjach, toteż poprzeczne usytuowanie silnika jest korzystne. Szerokość silnika jest znacznie mniejsza niż jego długość. Umożliwia to uzyskanie wymaganej na zgnioty przestrzeni przy zachowaniu komory silnikowej o niewielkiej długości.

Siła napędowa
Cechą charakterystyczną samochodów z przednim napędem jest duży nacisk kół napędzanych — korzystny z uwagi na możliwość przeniesienia siły napędowej. Szczególnie cenne jest to, że duży nacisk występuje także przy nie obciążonym pojeździe. Cecha ta, nawet w nieco większym stopniu, występuje również przy silniku usytuowanym poprzecznie.

Zwartość i prostota układu napędowego
Układ napędowy napędzający koła przednie pojazdu usytuowany wzdłużnie lub poprzecznie ma zbliżony stopień zwartości konstrukcji, z nieznaczną przewagą na rzecz bloku poprzecznego. Również pod względem prostoty technologicznej układ poprzeczny jest korzystniejszy głównie dzięki zastąpieniu stożkowej przekładni głównej parą kół zębatych walcowych i możliwości stosowania tańszych łożysk.

Długość samochodu
Wskaźnikiem zwartości konstrukcji ,pojazdu może być stosunek długości przestrzeni użytkowej do długości całkowitej samochodu. W przypadku samochodów z poprzecznym silnikiem wartość tego wskaźnika wynosi, w zależności od odmiany, 0,56 do 0,62. Jest ona porównywalna do wartości spotykanych w innych samochodach z przednim napędem.

Kształt przestrzeni użytkowej
Samochody dostawcze z przednim napędem, dzięki zgrupowaniu mechanizmów napędowych w przedniej części pojazdu mają korzystnie rozwiązaną przestrzeń użytkową (mały wznios podłogi, duża wysokość wnętrza ułatwiająca prace przeładunkowe, płaska podłoga, stosunkowo duża długość i objętość strefy przeznaczonej na umieszczenie ładunków). Usytuowanie silnika wzdłuż lub w poprzek samochodu nie ma istotnego znaczenia ani wpływu na omówione wyżej zalety.

Problemy hamowania pojazdu
Usytuowanie silnika i mechanizmów napędu w strefie przedniej osi samochodu dostawczego sprawia, że rozkład nacisków na osie nie jest korzystny zwłaszcza przy nieobciążonym pojeździe. Na oś przednią przypada ponad 60% masy pojazdu, a w czasie hamowania następuje dalsze dociążanie przednich kół i odciążanie tylnej osi. Wyłania się więc problem takiego zaprojektowania pojazdu, aby przy jeździe bez ładunku, lecz z trzema osobami w kabinie nie dochodziło do odrywania tylnych kół od jezdni nawet w czasie najostrzejszego hamowania. Poprzeczne usytuowanie silnika pogarsza sytuację, gdyż znajduje się on przed przednią osią i nieco wyżej niż w przypadku usytuowania wzdłużnego. Pojawienie się jednak w produkcji seryjnej samochodu dostawczego z poprzecznie usytuowanym silnikiem dowodzi, że problem ten daje się rozwiązać.

Napęd wszystkich kół pojazdu
W samochodzie o klasycznym układzie napędu oraz w pojazdach przednionapędowych z silnikiem usytuowanym wzdłużnie uzyskanie odmiany z napędem wszystkich kół jest możliwe aczkolwiek okupione rozbudowaniem układu napędowego. Przy poprzecznym usytuowaniu silnika napędzanie wszystkich kół jest również możliwe, ale w stosunku do rozwiązania podstawowego zakres zmian jest większy. W szczególności konieczne jest wprowadzenie do układu napędowego dwu par przekładni stożkowych, co w sposób istotny odbija się na koszcie pojazdu. Jednakże obecnie, kiedy samochody szosowe (z napędzaną jedną osią) produkowane są wielkoseryjnie, a samochody uterenowione powstają jako odrębne konstrukcje w specjalistycznych zakładach są wytwarzane w nieporównywalnie mniejszych ilościach, warunek łatwego uzyskania odmiany 4 X 4 z każdego samochodu podstawowego rzadko kiedy jest wymagany i nie ma uzasadnienia ekonomicznego.

Budowa samochodów FIAT-Ducato, Peugeot-J5, Citroen-C25

Peugeot-J5Rodzina pojazdów, mimo że poszczególne modele były sprzedawane pod różnymi nazwami, oparta jest na jednym rozwiązaniu konstrukcyjnym. Rodzina dzieli się na dwie grupy pojazdów:
—    typ „1000” o ładowności 1070 kg i masie całkowitej 2450 kg,
—    typ „1300” o ładowności 1405 kg i masie całkowitej 2900 kg.

Budowa wszystkich pojazdów jest w wysokim stopniu zunifikowana, różnice polegają na stosowaniu różnych silników, skrzyń biegów, ogumienia i jednej z szesnastu odmian nadwozia. Odmianę podstawową stanowi furgon sa-monośnej konstrukcji dostosowany do dwóch rozstawów osi. Dalsze mutacje to: mikrobus dziewięcio- lub piętnastoosobowy, samochód skrzyniowy, podwozie z kabiną zwykłą i wydłużoną. Kabina może mieć 2 lub 3 miejsca, przy czym jest ona „przelotowa” z jednopoziomową podłogą, pozbawiona elementów utrudniających poruszanie się w kierunku poprzecznym i wyróżnia się tym, że ma prawie płaską przednią ścianę odgradzającą wnętrze kabiny od komory silnikowej. Rozwiązanie takie umożliwia dobre odizolowanie kabiny od silnika zapewniając niski poziom głośności i szczelność. Drzwi kabiny usytuowane są za kołami przednimi, co zapewnia wygodne i łatwe wchodzenie i wychodzenie. Silnik umieszczono w krótkiej wydzielonej komorze wysuniętej przed przednią oś. Przed silnikiem znajduje się chłodnica z dwoma napędzanymi elektrycznie wentylatorami, zaś obok silnika koło zapasowe. Umieszczenie koła zapasowego w komorze silnikowej sprzyja wykorzystaniu przestrzeni użytkowej.

Silnik usytuowany jest poprzecznie w prawej części komory silnikowej. Na przedłużeniu wału korbowego znajduje się sprzęgło i skrzynia biegów zblokowana z przekładnią główną o zazębieniu czołowym. Moment napędowy przekazywany jest od przekładni głównej do kół przednich za pośrednictwem trójpalczastych przegubów, półosi równej długości i przegubów równobieżnych. Układ napędowy jest więc kopią rozwiązań spotykanych w wielu nowoczesnych samochodach osobowych. Odznacza się on zwartością i brakiem kół stożkowych w przekładni głównej, jeśli pominąć koła mechanizmu różnicowego.

Samonośne nadwozie pojazdu oprócz dwojga drzwi przednich ma dwuskrzydłowe drzwi tylne o szerokości 1314 mm i wysokości 1372 mm. Na żądanie nadwozie może być wyposażone w drzwi przesuwne umieszczone po prawej stronie samochodu. Przestrzeń użytkowa ma następujące wymiary: długość — 2680 mm, szerokość — 1715 mm, szerokość między wnękami kół — 1220 mm, wysokość — 1519 (1840) mm, objętość — 6,5 (7,7) m3, wznios powierzchni ładowania bez obciążenia — 540 mm, z obciążeniem — 442 mm.

Wymiary podane w nawiasach odnoszą się do odmiany z podwyższonym dachem. Długość przestrzeni użytkowej odmiany wydłużonej wynosi 3410 mm.

W samochodach grupy „1000” montuje się 4-biegowe skrzynie biegów o rozpiętości przełożeń 3,727 – 0,829, zaś w samochodach grupy „1300” skrzynie 5-biegowe o rozpiętości 3,727-0,767. Sztywna oś tylna wykonana z rury z przyspawanymi czopami prowadzona jest dwoma podłużnymi resorami. Niezależne zawieszenie kół przednich typu McPherson i zębatkowy mechanizm kierowniczy rozwiązano identycznie jak w nowych samochodach osobowych z przednim napędem. Na układ hamulcowy składają się przednie hamulce tarczowe, tylne bębnowe, dwuobwodowy układ sterujący z podciśnieniowym wspomaganiem i ogranicznikiem siły hamowania tylnej osi. Obie grupy samochodów wyposażone są w ogumienie 14-calowe o wymiarach 165 X 14 lub 185 X 14 — odpowiednio do obciążenia.
Samochody miały dobre własności dynamiczne (prędkość maks. 120 – 124 km/h, czas rozpędzania od 0 do 100 km/h wynosi 35 – 45 s) .
Ciekawostką techniczną było umieszczenie dźwigni zmiany biegów pod kierownicą. Rozwiązanie takie, stosowane szeroko w latach sześćdziesiątych, później zostało wyparte przez dźwignię usytuowaną na podłodze zapewniającą wygodne i dokładne przełączanie biegów. Powrót dźwigni zmiany biegów pod kierownicę, w omawianym samochodzie, uzasadniony jest tymi samymi względami. Przy skrzyni biegów położonej w pobliżu mechanizmu kierowniczego skojarzenie tych dwóch zespołów jest logiczne. Ponadto usunięcie dźwigni zmiany biegów z podłogi było jednym z posunięć zmierzających do zapewnienia przelotowości kabiny.

Zagadnieniem, które wymagało sporych nakładów — zwłaszcza w sferze technologii — było zabezpieczenie pojazdu przed korozją. Jak przystało na samochód lat osiemdziesiątych, nadwozie jest bonderyzowane, fosforanowane, a farba gruntowa nakładana jest metodą kataforezy. Profile zamknięte zabezpiecza się przez wstrzyknięcie specjalnego preparatu, którego głównym składnikiem jest wosk. Trwałość profili zwiększa dodatkowo blacha cynkowa, z której są wykonywane.