PRUMYSL.CZ KONSTRUKTER.CZ 3D-TISK.CZ MATEMATIKA.CZ HLEDAME.CZ

Trendy ve výrobě automobilů

Výrobci automobilů nezažívají v posledních letech zrovna snadné období a nejsou tím myšleny pouze odbytové problémy v Evropě. Jak na to reagují? Jaké jsou trendy? Dochází k unifikaci, nebo je zde stále prostor pro zásadnější konstrukční inovace?

Automobiloví konstruktéři a designéři musí vyhovět stále většímu počtu podmínek, které jsou na ně kladeny. Zpřísňují se emisní normy, stupňuje se tlak na bezpečnost, je patrná jasná preference globálního vývoje a sdílení komponent a nad tím vším dominuje všudypřítomné hlídání výrobních nákladů.

Změn, kterými automobilový trh za poslední dekádu prošel, je opravdu hodně. Jednou z těch obecných, ale poměrně zásadních, je odklon od evropských zákazníků. Není tomu tak dávno, kdy se téměř všechna nová auta vyvíjela tak, aby vyhověla Evropanům, kteří byli považováni za nejnáročnější automobilové zákazníky. Vůz, který uspěl v Evropě, získal cejch kvality a po tom, co bylo dobré pro evropské řidiče, lačně skočil zbytek světa. Asijští výrobci otvírali v Evropě svá vývojová a designérská centra, přesouvali sem i výrobní závody. Pak ale začal odbyt v Evropě váznout, některé trhy, zejména jižní, se počaly hroutit. Lidé na starém kontinentu přestali být pro výrobce prioritní a trend se velmi rychle otočil. Ten z evropských výrobců, kdo neviděl dostatečně dopředu a nepřipravil si půdu v Asii, zejména v Číně, začal mít problémy.

Zřejmým trendem dneška je zdokonalování podvozkových platforem, v nichž je pionýrem i lídrem německý koncern Volkswagen.

Zřejmým trendem dneška je zdokonalování podvozkových platforem, v nichž je pionýrem i lídrem německý koncern Volkswagen.

Číně vděčí řada automobilových výrobců za svou existenci, tamější trh, který je největší na světě, spolyká zhruba dvaadvacet milionů aut ročně a stále roste. A přidávají se i další důvody, proč přestává být Evropa pro výrobce zajímavá. Je zde poměrně drahá pracovní síla, jedná se o trh se spoustou regulací a legislativních omezení, je to trh z velké míry nasycený a možná i historicky přehnaně náročný. Evropa sice nadále drží svou pozici automobilové kolébky, je inovátorem automobilové konstrukce i designu, ale již to není tak samozřejmé jako dříve a stojí to určitě mnohem více úsilí i peněz. To vše, jakkoliv to možná na první pohled vypadá až příliš filozoficky, se nakonec odráží i v samotné konstrukci současných automobilů, která se více než kdy předtím točí hlavně kolem ekologie, snižování spotřeby a optimalizace výrobních nákladů.

Downsizing – snižování zdvihového objemu

Ochrana životního prostředí ze strany velkých průmyslových podniků je bezesporu chvályhodná věc, která samozřejmě vyžaduje i jisté direktivy, regulace a dohled. To, co většinou pouze od stolu rozhodnou úředníci v Bruselu, o jejichž kompetencích pro danou oblast mohou existovat vážné pochyby, však v konečném důsledku představuje pro automobilové konstruktéry náročnou výzvu, jejíž výsledek je leckdy vykoupen řadou kompromisů, jež se dotýkají i běžných spotřebitelů. Zřejmě nejviditelnější jsou reakce automobilových výrobců na stále se zpřísňující emisní normy.

Dokladem výtečné propracovanosti současného konceptu vozů Mazda jsou i motory řady Skyactiv-G s netradičním kompresním poměrem 14:1 u benzinové varianty i turbodieselu.

Dokladem výtečné propracovanosti současného konceptu vozů Mazda jsou i motory řady Skyactiv-G s netradičním kompresním poměrem 14:1 u benzinové varianty i turbodieselu.

Jak u motoru dosáhnout nižší spotřeby a nižších emisí? Zvýšením jeho efektivity. V praxi se téměř všichni výrobci vydávají směrem tzv. downsizingu, tedy snižováním zdvihového objemu motorů, přičemž požadovaný výkon u maloobjemového motoru dohánějí přeplňováním, nejčastěji turbodmychadlem. Tento trend je poslední zhruba čtyři roky patrný zejména u benzinových motorů, ale částečně se nevyhnul ani turbodieselům. Součástí tohoto přístupu je zároveň i snižování počtu válců, takže se na scénu opět dostávají tříválce, a to i do poměrně velkých vozů nižší střední třídy (např. Ford Focus), popřípadě i dvouválce, jako motor TwinAir od Fiatu, který je používán v menších autech této značky. Papírový výkon je u těchto motorů lákavý stejně jako nízká spotřeba.

Problémem však bývá odlišná skutečnost v běžném provozu. Zejména benzinové maloobjemové přeplňované motory jsou totiž v praxi velmi senzitivní na reálné zatížení a vykazují tak v konečném důsledku velký rozptyl spotřeby, která je hodně závislá na jízdním stylu i provozních podmínkách. Při dálniční jízdě, větším zatížení, v kopcovitém terénu… tam všude má malý objem, byť dopovaný turbem, s pohonem automobilu hodně práce, což se logicky odráží na spotřebě paliva. Naopak při klidné vyrovnané jízdě s rovinatým jízdním profilem lze u těchto motorů skutečně dosahovat poměrně nízkých spotřeb, jakkoliv těm tabulkovým se řidiči přibližují jen těžko. Když už jsme u tématu tabulkové spotřeby, i to je faktor, který zásadně ovlivňuje konstrukci automobilu. Výrobci jsou totiž dle normy 99/100/ECE nuceni vykazovat emise dle direktiv Evropské unie, a tak je již při samotném vývoji pohonného ústrojí vše podřízeno hlavně tomu, aby se v měřicím cyklu, který je na hony vzdálený reálným provozním podmínkám, dosáhlo co nejnižších hodnot spotřeby. V některých automobilech se tak například používá pětistupňová manuální převodovka s dlouhými převody namísto šestistupňové skříně, která je pro běžné ježdění mnohem vhodnější. I samotní konstruktéři vám mimo záznam potvrdí, že museli při vývoji udělat spoustu ústupků legislativě, a to proti zdravému rozumu a výhodám pro konečného zákazníka.

A do těch musíme zohlednit i trvanlivost motoru, což je další úskalí v konstrukci pohonných agregátů, u nichž se hledá kompromis mezi celou řadou požadavků. Agregáty se odlehčují, vše je dimenzováno „na hraně“ a o následných problémech by mohla vyprávět celá řada i renomovaných výrobců, jejichž motor sice velmi dobře jede, má relativně nízkou spotřebu, ale bohužel vyžaduje pravidelnější servisní péči a z dlouhodobého hlediska řidiči moc dlouho nevydrží.

Odlehčování konstrukce automobilu

Snaha o snižování spotřeby se netýká pouze motorařiny, ale prostupuje i dalšími oblastmi konstrukce vozu. Spotřeba paliva je samozřejmě také ve vztahu s hmotností vozu. Proto se někteří (zdaleka ne všichni) výrobci snaží signifikantně odlehčovat automobil již při samotné konstrukci. Hlavním důvodem, proč touto cestou nejdou všichni výrobci, je značná finanční zátěž a vysoké nároky na kompetenci konstruktérů. I zde totiž musí být zároveň vyhověno nejen celé řadě předpisů (zejména bezpečnostních), ale také požadavkům zákazníků na pohodlí a prostor (např. komfortní výbava, pohodlná sedadla, odhlučnění vozu atd.).

Mazda se zdařile vyrovnala s odlehčením stavby karoserie, přičemž našla cenově zajímavé řešení, které vyhoví všem normám, nezhoršuje jízdní komfort a zlepšuje jízdní vlastnosti.

Mazda se zdařile vyrovnala s odlehčením stavby karoserie, přičemž našla cenově zajímavé řešení, které vyhoví všem normám, nezhoršuje jízdní komfort a zlepšuje jízdní vlastnosti.

I v této oblasti se tedy konstruktéři snaží nalézt optimální řešení často protichůdných požadavků. Jeden z nejpropracovanějších konceptů má v současnosti Mazda a označuje jej Skyactiv. Jedná se o komplexní přístup ke konstrukci automobilu, který je unikátní hned v několika ohledech. Pohonné jednotky nejdou cestou přeplňování, ale i tak díky celé řadě specifických řešení dosahují solidně nízké spotřeby při zachování zajímavého výkonového charakteru motoru. U motorů řady Skyactiv je zajímavý parametr kompresního poměru 14:1, který má jak turbodiesel, tak benzinový motor shodný, což znamená, že naftový agregát ho má nezvykle nízký a naopak benzinový čtyřválec nezvykle vysoký. Mazda se rovněž velmi zdařile vyrovnala s odlehčením stavby karoserie, přičemž našla takové řešení, které vyhoví všem normám, nezhoršuje jízdní komfort, zlepšuje jízdní vlastnosti a hlavně má stále konkurenceschopnou koncovou cenu.

Mezi masovými automobilkami je přístup Mazdy víceméně unikátní, a to ani ne tak jednotlivými řešeními, ale skutečností, že jej opravdu dostala až do sériové výroby u vozů běžných tříd. Vzpomeňme třeba malé Audi A2 s hliníkovým prostorovým rámem, které se objevilo na přelomu tisíciletí a předběhlo svou dobu. Aplikace drahých technologií do malého auta se nesetkala u zákazníků s pochopením a byla i varováním pro ostatní, že experimentování v těchto vodách automobilového trhu není zrovna dobrý nápad.

Pomocné systémy a asistenty

Zřejmě nejrozšířenější systém, který používají výrobci u svých automobilů s cílem dosáhnout nízké spotřeby podle dané metodiky 99/100/ECE, je stop-start systém, jenž samočinně zhasíná motor v situacích, kdy není vůz v pohybu, například při stání v koloně či na semaforech. Jeho vliv na výslednou spotřebu paliva při zjišťování normovaných hodnot je poměrně zásadní, neboť městský cyklus ovlivňuje dle metodiky této normy výsledek z více než 35 %.

Jakkoliv se zdá logické, že motor nemusí být v chodu, když není potřeba, lze u tohoto systému vidět několik kritičtějších míst. Prvním z nich je cena, byť je čím dál častěji součástí standardní výbavy, je bezesporu započítán do prodejní ceny. Vozy vybavené tímto systémem mívají výkonnější (dražší) akumulátory, jinak dimenzované startéry a rovněž se podle výrobce liší ve funkčnosti a uživatelském komfortu. Kromě toho v reálném provozu přicházejí ke slovu jen v případě splnění celé řady podmínek, takže třeba během zimního období a kratších cest po městě se systém ani jednou neaktivuje, aby nedošlo k poškození motoru opakovaným startováním za studena. Na druhou stranu zase ne všechny systémy bedlivě sledují všechny faktory, takže se stává, že bez rozpaků zhasnou motor, který byl pod větší zátěží, což zase nedělá dobře hlavně turbodmychadlům.

Běžnou součástí nových aut se rovněž stávají indikátory řazení, které pomáhají řidiči lépe volit moment přeřazení právě s ohledem na co nejnižší spotřebu paliva. Obecně nabádají spíše k tzv. podtáčení motorů, s čímž se ale moderní agregáty vypořádávají bez větších problémů. Vyloženě nízké otáčky mají samozřejmě negativní vliv na jízdní dynamiku a pružné zrychlení. Některé automobilky implementují i propracovanější systémy, jako jsou například celé softwarové aplikace sledující jízdní styl řidiče s následným vyhodnocením a radami. Některé palubní počítače rovněž dávají řidiči tipy nejen s ohledem na jeho jízdní styl, ale berou v potaz třeba i zbytečně běžící klimatizaci či jiné „palubní spotřebiče“.

Alternativní přístupy

Samostatnou kapitolou jsou konstrukční odklony od hlavního směru v podobě zejména hybridních vozů a elektromobilů. V oblasti hybridů je průkopníkem Toyota a popřípadě Lexus, mnoha následovníků se však tyto značky nedočkaly. Nejčastější je kombinace klasického zážehového spalovacího motoru s podpůrným elektromotorem. Stále častější je schopnost alespoň krátkodobého provozu výhradně na elektřinu a možnost dobíjení přímo z elektrické zásuvky (plug-in-hybrid).

Koncern PSA (Peugeot-Citroën) transformoval tuto technologii i na kombinaci turbodieselu a elektromotoru, a to v modelech Citroën DS5 Hybrid4, Peugeot 3008 Hybrid4 a Peugeot 508 RXH. I tyto vozy však hrají na trhu absolutně okrajovou roli. Vlna zájmu ostatních výrobců o hybridní pohony se buď vůbec nedostavila, nebo poměrně rychle opadla a kvůli mizivému zájmu zákazníků tyto vody vyklidily i značky jako Honda, Mercedes-Benz či BMW. Namísto toho se automobilky s velkou vervou, ambicemi a proklamacemi vrhly do konstrukce elektromobilů.

I to je však oblast, která si hledá své místo na slunci a bude si ho hledat ještě poměrně dlouho. Problém nespočívá ani tak v samotné konstrukci – elektromobil dnes dokáže z dostupných komponent a technologií vyrobit téměř jakákoliv automobilka na světě a ani pořizovací cena (stále dost vysoká) není tím hlavním důvodem, bránícím většímu rozšíření. Úskalí je mnohem pragmatičtější – elektromobily zatím nejsou schopny nabídnout zákazníkům odpovídající univerzálnost použití a užitek. Jejich reálný dojezd je většinou kolem 100 km, mají omezené dynamické vlastnosti a ani infrastruktura dobíjecích stanic není kdovíjak slavná. O čase potřebném k nabití raději nehovořit.

Cost-cutting diktuje konstruktérům

Do konstrukce automobilů samozřejmě zásadní měrou promlouvají i výrobní náklady. Vliv tohoto faktoru je z důvodu ztížené hospodářské situace od roku 2009 čím dál markantnější. Zatímco ještě před pěti deseti lety se automobilky snažily své vozy odlišit právě použitím náročnějších konstrukčních řešení, dnes je situace zcela obrácená. Nejen masové automobilky, ale i luxusnější výrobci hledají takovou konstrukci vozu, která vyhoví většině řidičů, ale zároveň využívá co nejjednodušších, tj. levných řešení. Patrné je to zejména na podvozkových platformách, vnitřním vybavení, elektronických systémech a ve sdílení komponent nejen v rámci jednotlivých skupin a aliancí, ale také napříč trhem a značkami.

Automobily dnes varují řidiče před blížící se únavou, mají propracované systémy osvětlení vozovky, umí číst dopravní značky, udržují odstup od vpředu jedoucího vozidla…

Automobily dnes varují řidiče před blížící se únavou, mají propracované systémy osvětlení vozovky, umí číst dopravní značky, udržují odstup od vpředu jedoucího vozidla…

Dochází k dalšímu zdokonalování platformových strategií, v nichž je pionýrem a lídrem německý koncern Volkswagen. Na jeho příkladu je názorně vidět, jak se původní myšlenka naprosté unifikace podvozkové skupiny se shodným rozvorem, rozchodem kol i možností zástavby předem určených pohonných jednotek a převodovek, postupně změnila v samostatnou technickou disciplínu, která dnes konstruktérům umožňuje výrazně větší variabilitu.

Modulární platforma pro vozy s napříč uloženým motorem, pro niž se vžila zkratka MQB (Modularer Querbaukasten), může tvořit na principu stavebnice základ malých vozů stejně jako modelů vyšších tříd. Díky tomu bylo dosaženo požadovaného rozložení vývojových a výrobních nákladů na mnohem početnější skupinu modelů z různých tříd, což je v konečném důsledku finančně mnohem efektivnější, než navrhování platforem pro jednotlivé segmenty. MQB přitom umožňuje použití různých typů náprav (vlečená ramena, víceprvková náprava), rozměrů kol, rozvorů, rozchodů, zástavbu všech druhů pohonu včetně elektrického a třeba i odlišnou pozici sedadel.

Zákazníci dávají najevo, že více než jízdní vlastnosti je zajímá palubní elektronika. Interiér automobilu – palubní deskou počínaje – se tak stává multimediálním centrem.

Zákazníci dávají najevo, že více než jízdní vlastnosti je zajímá palubní elektronika. Interiér automobilu – palubní deskou počínaje – se tak stává multimediálním centrem.

Koncern Volkswagen samozřejmě není jediným, kdo tento přístup používá. Aktuálně přichází s novou platformou EMP2 (Efficient Modular Platform 2) třeba také francouzský koncern PSA (Peugeot-Citroën) a její možnosti jsou podobně variabilní, byť je primárně určena pro vozy nižší střední a střední třídy. Do budoucna by z jejího základu měla vycházet zhruba polovina produkce francouzského koncernu. Stejné podvozky a konstrukční skupiny sdílejí rovněž korejští výrobci Hyundai-Kia, u nich však platformy zůstávají většinou v rámci segmentů a sesterských modelů.

Výše zmíněné přístupy v konstrukci automobilů vedly v posledních letech k neoddiskutovatelnému vyrovnání technické kvality drtivé většiny vozů. Rozdíly v jízdních vlastnostech, pohonných jednotkách či výbavových prvcích se v rámci trhu běžných vozů víceméně smazaly, nejsou zdaleka tak markantní jako třeba ještě před osmi deseti lety. Důsledkem jsou i změny v tržním chování spotřebitelů – automobil opravdu začíná být spotřební věcí a čím dál většímu počtu lidí je jedno, jakou bude mít značku.

Bezpečnost na vedlejší koleji?

Čerstvá novinka od Volva s krkolomným označením S60L PPHEV je benzinový plug-in hybridní sedan, kombinující dvoulitrový zážehový čtyřválec a elektromotor s bateriemi pod podlahou kufru.

Čerstvá novinka od Volva s krkolomným označením S60L PPHEV je benzinový plug-in hybridní sedan, kombinující dvoulitrový zážehový čtyřválec a elektromotor s bateriemi pod podlahou kufru.

Minimálně v oblasti automobilového marketingu je patrný odklon od tématu bezpečnosti. Opět je za tím konstrukční vyspělost současné automobilové produkce. Není tomu totiž tak dávno, kdy měli konstruktéři primární zadání, dosáhnout pětihvězdičkového hodnocení v nárazových zkouškách EURO-NCAP. A pokud se tak stalo, musel být tento úspěch náležitě zužitkován v argumentaci směrem ke koncovým zákazníkům. Výše zmíněné srovnání konstrukční kvality ale aktuálně také znamená, že maximální hodnocení bezpečnosti získá téměř každý nový automobil, čímž se smazává případná konkurenční výhoda a přidaná hodnota.

Bezpečnost je stále pro automobilové techniky velké téma, ale poté, co víceméně všichni dosáhli na adekvátní hodnocení, soustředí vývojáři jednotlivých automobilek své síly spíše na dílčí vylepšení a systémy, které pomohou daný vůz či značku odlišit. Setkáváme se tedy například s airbagy pro chodce (Volvo), airbagy, které jsou součástí bezpečnostních pásů (Ford), systémy samočinného nouzového brzdění při nižších rychlostech atd.

Většina těchto nadstavbových bezpečnostních asistentů je k dispozici jako příplatková výbava a lze ji nalézt i u vozů nižších tříd. Automobily tak dnes hlídají mrtvý úhel vnějších zpětných zrcátek, udržují vůz v jízdním pruhu, varují řidiče před blížící se únavou, mají propracované systémy osvětlení vozovky, umí číst dopravní značky, udržují odstup od vpředu jedoucího vozidla…

Design a konektivita jako důvod ke koupi?

Poté, co už v nárazových zkouškách dosáhla většina automobilek nejvyšších met, snaží se rozvíjet specifické bezpečnostní prvky, které pomohou daný vůz či značku odlišit.

Poté, co už v nárazových zkouškách dosáhla většina automobilek nejvyšších met, snaží se rozvíjet specifické bezpečnostní prvky, které pomohou daný vůz či značku odlišit.

Pokud se znovu zamyslíme nad aktuálním vývojem v automobilovém průmyslu a v samotné konstrukci nových modelů, musíme dojít k závěru, že se výrobcům zmenšil manévrovací prostor pro odlišení jejich produktů. Význam samotné elementární automobilové konstrukce, jako přidané hodnoty, ustupuje do pozadí a výrobci ve stále větší míře sází na design, individualizaci a propracované multimediální systémy.

Význam designu v procesu výběru nového auta neoddiskutovatelně roste, jakkoliv se musí i designérské týmy „napasovat“ do celé řady omezení, a to nejen konstrukčních, ale i bezpečnostních, aerodynamických (a jsme zase u spotřeby) či výrobních. Čím více jsou automobily uvnitř totožné, tím více by se měly lišit svým zevnějškem. Zpět na scénu se dostávají vzpomínky z minulosti – Citroën oživil svou řadu DS, Renault koketuje se značkou Gordini, Fiatu se daří znovu budovat rodinu modelu 500. Stejně tak i u řady normálních modelů mají dnes zákazníci možnost volit ze stylistických paketů, dvoubarevných karoserií, zajímavých laků, disků kol či jiných doplňků. Podobně jsou v kurzu moderní komunikační technologie, přístup na internet, dotykové a hlasové ovládání, vzájemná konektivita přístrojů atd.

Zhodnotit něco tak komplexního, jako je vývoj a výroba automobilů, je velmi složité a do jisté míry i nemožné. Trendy, které automobilovým průmyslem hýbou, jsou však poměrně dobře patrné. Vývoj se ani zdaleka nezastavuje, konstruktéři jsou ale stavěni před jiné výzvy, než dříve. Odzvonilo velkoobjemovým motorům, frekvence novinek, které zásadně mění automobilovou konstrukci, se výrazně zpomalila, zákazníci dávají najevo, že více, než jízdní vlastnosti je zajímá palubní elektronika. S některým směřováním automobilové branže sice nemusí každý souhlasit, ale dříve či později budeme muset výsledky práce jednotlivých automobilek všichni akceptovat.

Napsal Jan Blažek, šéfredaktor a vydavatel webu Autoblogger.cz. Obrazový doprovod z archivu autora.

www.autoblogger.cz

Německý respekt k českým konstruktérům

skoda-auto-respekt-ke-konstrukterum

Tuzemská automobilka Škoda Auto má díky příslušnosti ke koncernu Volkswagen přístup ke všem technologiím a konstrukčním prvkům v rámci této skupiny. V praxi to ale samozřejmě neznamená, že by mohla Škodovka navrhovat, vyvíjet a vyrábět automobily zcela podle vlastních představ. Naopak. Do hry vstupuje řada faktorů od výrobních kapacit jednotlivých komponentů včetně jejich nákupní ceny, přes odlišné směřování jednotlivých značek v rámci koncernu, generační stáří modelových řad až po všudypřítomnou vysokou politiku, která jasně definuje, kdo bude v rámci celé skupiny nositelem pokroku, a kdo bude k technologiím připuštěn až následně. Navzdory tomu všemu si Škodovka vybudovala velmi výhodnou pozici, a to i díky šikovnosti českých konstruktérů, kteří se v rámci celého koncernu těší vysokému respektu.

Nové modely mladoboleslavské automobilky počínaje aktuální generací Octavie využívají modulární platformu MQB. Díky ní je Octavia momentálně konstrukčně nejmodernějším vozem v nabídce a zejména dostupností některých systémů předčí i Superb. V případě Octavie je platforma MQB používána s rozvorem 2680 mm a zadní náprava se liší dle použité motorizace. Jednodušší vlečená zadní náprava je používána pro všechny motory vyjma benzinového 1,8 TSI (132 kW) a sportovní verze RS.

Octavii je možné rovněž vybavit celou řadou aktuálních jízdních a bezpečnostních asistentů, jako jsou například systém pro udržování vozu v jízdním pruhu, automatické přepínání dálkových a potkávacích světel, rozpoznávání únavy řidiče, rozpoznání dopravních značek nebo sledování odstupu od vpředu jedoucího vozidla včetně automatického zpomalování a brzdění.

Platforma MQB se podle zatím nepotvrzených informací letos objeví pravděpodobně už i v nové generaci Fabie, která tak předběhne příští VW Polo a Seat Ibiza, což by v kontextu dosavadního přístupu koncernu znamenalo malou revoluční změnu.

 

Mohlo by vás také zajímat

Přidejte k článku svůj komentář

Komentář podléhá autorizaci ze strany redakce, proto se nezobrazí ihned po vložení. Vyhrazujeme si právo odstranit příspěvky, které jsou v rozporu s dobrými mravy nebo platnou legislativou. Slušnou a konstruktivní diskusi vítáme!