модульная платформа автомобиля что это
Автомобильные платформы
Платформа автомобиля – это совокупность основных компонентов, набор комплектующих, типовые конструктивные и технологические решения. Стратегия использования базового набора конструкторских и инженерных решений и унификация процесса производства позволяет снизить стоимость автомобиля.
Платформа является отдельным и главным компонентом, на котором создается авто, и каждый производитель решает сам, что в нее входит.
платформа автомобиля
Модульная платформа или архитектура, состоит из унифицированных узлов и деталей, и позволяет собирать из этих модулей, как из конструктора, автомобили различных классов и назначений, от компактных хетчбеков и представительских седанов до семиместных кроссоверов, минивенов и даже пикапов.
платформа MQB фольцваген
В 2012 году Volkswagen Group первым представил модульную платформу MQB на модели Audi A3. Кроме подвески, в платформу входит климатическая система, электронная и электрическая архитектура, а также рулевое управление, трансмиссия и моторы, которые для MQB располагаются поперечно, и могут быть выбраны из широкого диапазона вариантов с одинаковыми точками крепления, включая гибридные силовые установки.
Колесная база, колея, размеры салона, передние и задние части кузова запросто могут меняться. Фиксировано лишь расстояние от передней оси до блока педалей.
Такой подход к автомобилестроению также позволяет оснащать бюджетные автомобили системами и техническими решениями премиальных моделей, когда ранее разрабатывать их отдельно для каждого класса авто не представлялось целесообразным.
Немного другой подход к модульной архитектуре у концерна Renault-Nissan. Их CMF выполнена из пяти более крупных взаимозаменяемых блоков: моторный отсек, салон, передние и задние составляющие шасси, электрика и электроника.
На платформе Common Module Family также можно собирать самые разнообразные модели:
Все массовые автопроизводители уже давно поняли преимущества модульной архитектуры и активно внедряют ее в производственный процесс. А группа VAG опять открывает новые возможности и лидирует уже в сфере модульных двигателей.
Модульная платформа Compact Modular Architecture (CMA) от Volvo
Модульная платформа Peugeot-Citroen EMP2
Что такое платформа автомобиля и как сегодня строят машины?
Вы часто читали в автомобильных новостях и обзорах, что очередная новинка была построена на одной платформе с предшественником или с другой моделью концерна. А что же это такое – платформа автомобиля? Рассказываем, чем плоха и чем хороша унификация.
Платформа – это, по сути, некий набор общих деталей, из которых собирают разные автомобили одной или даже нескольких марок. Так, например, платформа Ford C1 использовалась при постройке Ford Focus второго поколения, Mazda3, Volvo C30, LR Freelander 2 и др. Платформу невозможно пощупать или осмотреть, так как это скорее «философия», перечень определенных принципов постройки автомобиля.
Как это начиналось?
Многие думают, что унификация и строительство машин на общих платформах — продукт современной глобальной экономики, но это ошибочное мнение. На заре автомобилестроения понятие платформы понимали буквально. Была рама с установленными на ней силовым агрегатом и подвеской, их конструировали собственно автоконцерны. А сверху на эти «тележки» ставили разные кузова, построенные отдельными кузовными ателье.
Rolls-Royce Phantom I в кузове от Jonckheere Coupe 1934
«Самобеглые коляски» покупали по большей части люди богатые. А значит, желающие выделяться. Это сейчас в состоятельные слои общества прорвались вчерашние слесари, предел мечтаний которых — Toyota Land Cruiser 200 или Mercedes-Benz G-class, а тогда высокородная и образованная верхушка общества жаждала эксклюзива. Поэтому на одни и те же «тележки», скажем, от Ford или General Motors ставили кузова, которые могли выглядеть совершенно по-разному.
У кузовных ателье были целые «меню» от дизайнеров, и каждый мог создать свой шедевр. В конце 30-х производители начали поглощать такие ателье, и пик индустрии кузовного дизайна пошел на спад. В послевоенные годы исчезли практически все кузовные ателье. Остались немногие, такие как Zagato, Bertone, Karmann и Pininfarina. Они переориентировались в дома дизайна, а уникальные автомобильные кузова выпускали лишь по специальным заказам за огромные деньги.
Ford Mustang 2+2 1965 в кузове от Bertone
В 60-е годы все стало еще сложнее, так как производители начали постепенно переходить с рамных конструкций на несущие кузова и построить нечто эксклюзивное в таких условиях стало невозможно.
На первый взгляд, современное платформенное строительство имеет совершенно другую философию. Тогда стояла задача сделать автомобиль дороже и уникальнее, а сегодня, наоборот, максимально удешевить конструкцию. Но суть, в общем-то, одна. Мы имеем платформу и некий выбор кузовов, которые люди раскупают исходя из своих вкусов. Одному больше нравится Ford, другому — Mazda, а третий предпочтет Volvo. Главное изменение — чисто технологическое. Создание кузова теперь — это поиск невероятно сложного компромисса между аэродинамикой, безопасностью, весом, удобством и дизайном. Поэтому-то вместо сотен маленьких кузовных ателье процессом «рулят» несколько мощных автоконцернов. Только им с их ресурсами под силу разработать столь сложный продукт, как автомобильный кузов.
Из чего состоит платформа сегодня?
Из-за того, что на одной платформе может быть построено большое количество автомобилей разных моделей, марок и классов, набор элементов конструкции варьируется. В рамках одной платформы закладывается перечень силовых конструкций: несколько типов лонжеронов, полов, моторных щитов. Так определяются несколько основ автомобилей (условно говоря, «тележек»), на которые в дальнейшем будут устанавливаться различные двигатели, трансмиссии и кузова.
Также в рамках платформы определяется линейка силовых агрегатов и трансмиссий, устанавливаемых на те или иные силовые конструкции, определенные ранее. Здесь необходимо пояснить. Моторы у соплатформенных автомобилей могут быть как одинаковыми, так и совершенно разными. Скажем, у Ford Focus и Mazda3 в рамках платформы С1 по моторам нет ничего общего, а у также соплатформенных Renault Logan и Nissan Almera они одинаковые.
Виды и описание автомобильных платформ
Рынок автомобилестроения постоянно меняется. Производителям необходимо успевать за современными тенденциями: разрабатывать новые модели, производить много и быстро. На этом фоне появились автомобильные платформы. Многие водители даже не догадываются, что одна и та же платформа может использоваться для совершенно разных марок.
Что такое платформа автомобиля
По сути, платформа – это база или основа, на которой могут производиться десятки других автомобилей. И это необязательно одна марка. Например, на платформе Ford C1 производятся такие модели как Mazda 3, Volvo c30, Ford Focus и другие. Нельзя точно определить, какой будет будущая автоплатформа. Отдельные конструктивные элементы определяет сам производитель, но база все же есть.
Она позволяет унифицировать производство, что значительно экономит деньги и время на разработку новых моделей. Можно подумать, что автомобили на одной платформе совсем не отличаются друг от друга, но это не так. Они могут отличаться внешним дизайном, отделкой салона, формой сидений, руля, качеством комплектующих, но основная база будет идентична или почти идентична.
Эта общая база обычно включает следующие элементы:
Немного истории
Унификация автомобильного производства произошла не на современном этапе, как это может показаться. В начале своего развития автомобильной платформой считалась рама, с установленным двигателем, подвеской и другими элементами. На эти универсальные «тележки» устанавливали разные по форме кузова. Производством кузовов занимались отдельные ателье. Богатый клиент мог заказать свой уникальный вариант.
В конце 30-х годов крупные автопроизводители вытеснили с рынка мелкие кузовные ателье, поэтому пик разнообразного дизайна пошел на спад. В послевоенные годы они и вовсе исчезли. Выдержали конкуренцию лишь немногие, среди них Pininfarina, Zagato, Karmann, Bertone. Уникальные кузова в 50-е годы уже выпускались за огромные деньги по спецзаказам.
В 60-е годы крупные автопроизводители стали постепенно переходить на несущие кузова. Разработать что-то уникальное стало ещё труднее.
Сейчас существует огромное количество марок, но не многие знают, что все они производятся всего несколькими крупными концернами. Их задача как можно больше удешевить производство, не теряя качества. Только крупные автокорпорации могут разработать новый кузов с правильной аэродинамикой и уникальным дизайном. Например, крупнейшему концерну Volkswagen Group принадлежат марки Audi, Skoda, Bugatti, Seat, Bentley и несколько других. Не удивительно, что многие комплектующие разных марок подходят друг к другу.
Во времена СССР также производились автомобили на одной платформе. Это всем известные «Жигули». База была одна, поэтому детали подходили впоследствии к разным моделям.
Современные автоплатформы
Так как одна база может быть основой для большого числа автомобилей, набор конструктивных элементов варьируется. Производители заранее закладывают в разработанную платформу возможный потенциал. Подбирается несколько типов двигателей, лонжеронов, моторных щитов, форм пола. На эту «тележку» затем устанавливают различные кузова, двигатели, трансмиссии, не говоря уже об электронной начинке и салоне.
Моторы у соплатформенных автомобилей могут быть как разными, так и совершенно одинаковыми. Например, на известной платформе Ford С1 построены Mazda 3 и Ford Focus. Они имеют абсолютно разные двигатели. А вот Nissan Almera и Renault Logan имеют одинаковые двигатели.
Часто у соплатформенных автомобилей совпадает подвеска. Ходовая часть унифицируется, как и рулевое управление и тормозная система. Разные модели могут иметь разные настройки этих систем. Более жесткая подвеска достигается за счет подбора пружин, амортизаторов и стабилизаторов.
Виды платформ
В процессе развития появились несколько видов:
Обычные платформы
Обычные автоплатформы развивались с развитием автомобилестроения. Например, на платформе от Фольксваген PQ35 было построено 19 автомобилей, включая Volkswagen Jetta, Audi Q3, Volkswagen Touran и другие. Трудно поверить, но это так.
Также взять отечественную платформу Lada C. На ней были построены многие автомобили, включая модельный ряд Lada Priora, Lada Vesta и другие. Сейчас от этого производства уже отказались, так как эти модели устарели и не выдержали конкуренции.
Бейдж-инжиниринг
В 70-е годы на автомобильном рынке появился бейдж-инжиниринг. По сути, это создание клона одного автомобиля, но под другой маркой. Зачастую отличия состоят только в нескольких деталях и эмблеме. Особенно много таких примеров в современном автомобилестроении. Самым близким к нам можно назвать автомобили-бейджи Lada Largus и Dacia Logan MCV. Внешне они отличаются только формой решетки радиатора и бампером.
Также можно назвать автоклоны Subaru BRZ и Toyota GT86. Это действительно автомобили-братья, которые внешне совсем не отличаются, только логотипом.
Модульная платформа
Модульная платформа стала дальнейшим развитием автоплатформ. Такой подход позволяет создавать автомобили разных классов и комплектаций на основе унифицированных модулей. Это значительно снижает стоимость и время на разработку и производство. Сейчас это новая тенденция на автомобильном рынке. Модульные платформы уже разработали и используют все ведущие автоконцерны мира.
Первой модульную платформу Modular Transverse Matrix (MQB) разработала компания Volkswagen. На ней будет выпускаться более 40 моделей автомобилей разных марок (Seat, Audi, Skoda, Volkswagen). Разработка позволила значительно снизить вес и расход топлива, открылись новые перспективы.
Модульная платформа состоит из следующих узлов:
На базе такой платформы могут создаваться автомобили разных габаритов и характеристик, с разными силовыми установками, включая электродвигатели.
Например, на базе MQB может меняться расстояние и габариты колесной базы, кузова, капота, но остается неизменным расстояние от оси переднего колеса до педального узла. Двигатели могут быть разными, но имеют общие точки крепления. Так же и с другими модулями.
На MQB применимо только продольное положение двигателя, поэтому есть фиксированное расстояние до педального узла. Также на этой базе выпускаются только переднеприводные автомобили. Для другой компоновки у Volkswagen есть базы MSB и MLB.
Хотя модульная платформа снижает затраты и время на производство, но есть и свои недостатки, которые также касаются всего платформенного производства:
Несмотря на это, именно в модульной платформе все производители видят будущее мирового автомобилестроения.
Можно подумать, что с появлением платформ автомобили потеряли свою индивидуальность. Но это касается в большинстве своем только машин с передним приводом. Унифицировать автомобили с задним пока не удается. Есть только несколько похожих моделей. Платформы позволяют производителям экономить деньги и время, а покупатель может экономить на запчастях от «родственных» автомобилей.
Модульная платформа автомобиля
Мир автомобилей достаточно динамично меняется. Требования к производимым машинам постоянно меняются, появляется все больше разнообразных технологий, да и любой, даже самый современный дизайн очень быстро устаревает. В таких условиях для того, чтобы не отстать от конкурентов и своевременно выпускать модели, интересные для покупателей, производителям необходимо решить проблему оперативной разработки и наладки выпуска нового продукта.
Первым шагом в этом направлении стало использование автомобильных платформ. Стратегия использования базового набора конструкторских и инженерных решений для производства автомобилей разных классов и марок оказалась достаточно удачной для производителей, но не идеальной.
В чем суть модульной платформы?
Следующий этап развития платформенной стратегии производства автомобилей стала модульная платформа. Сейчас она достаточно активно разрабатывается многими автопроизводителями, но в целом, она еще только на стадии доводки, поэтому автомобилей, построенных с использованием этого типа платформы не так уж и много.
Модульное шасси Toyota TNGA
Суть модульной платформы сводится к тому, что для создания авто разных классов используются унифицированные узлы и детали – модули. Она напоминает собой конструктор, позволяющий из одних и тех же составных элементов создавать совершенно разные модели – от компактных городских авто до крупногабаритных кроссоверов.
Составными элементами платформы – модулями, являются:
На деле модульная платформа выглядит примерно так – производитель выпускает линейку силовых установок с самыми разными рабочими характеристиками, но имеющие одинаковые точки крепления. Также поступают и с остальными модулями. А далее просто составные части компонуются между собой, чтобы получить на выходе «тележку» с требуемыми показателями и характеристиками. А далее полученную «тележку» остается только оснастить всем недостающим и автомобиль готов.
MQB – первая платформа из модулей
Отметим, что каждый автопроизводитель по-своему подходит к созданию модульной платформы. Первопроходцем в ее использовании считается концерн VAG, который уже начал выпускать некоторые свои модели (Audi A3) с использованием модулей. Также производитель заявил о полном переходе на такое построение автомобилей в ближайшее время.
Свою первую модульную платформу VAG обозначил как MQB. Применима она для автомобилей с поперечным расположением силовой установки. Примечательно, что ее также можно использовать и для создания гибридных версий, а также электрокаров.
Основной особенностью MQB является возможность изменения габаритных параметров тележки в достаточно широком диапазоне, что и позволяет создавать авто самых разных классов. Так, размеры салона, колесная база, ширина между колесами, передние и задние части кузова запросто могут меняться. Но есть один параметр, который неизменен – расстояние от передней оси до блока педалей. Обусловлено это за счет того, что конструкция предусматривает единое положение силовой установки для всех авто, построенных из модулей.
Но MQB не подходит для авто с иными видами компоновки. Ее невозможно использовать для машин с продольным положением силового агрегата, а также версий с задним приводом. Для таких авто VAG создает свои модульные платформы – MLB и MSB.
Достоинства и недостатки
Для производителей внедрение модульной платформы обеспечивает немало выгоды:
Все это позволяет оптимизировать и удешевить производство автомобилей, но при этом на стоимости конечного продукта это практически не сказывается. Все потому, что разработка модульной платформы обходится очень дорого, и такие затраты могут себе позволить только крупнейшие концерны.
Недостатки в такой постройке авто также имеются:
В общем, для внедрения модульной платформы в производство авто, автоконцернам следует очень серьезно подходить к ее разработке, ведь она должна себя хорошо зарекомендовать как на маленьких городских авто, так и 7-местных кроссоверах. Любые ошибки для производителей будут выливаться в очень серьезные затраты.
Разработки других производителей
И все же, существующие риски не останавливают концерны. О решении перехода на модульные платформы уже заявили:
Концепция CMF от Reno-Nissan
И у каждого из производителей свои взгляды на модульную архитектуру построения авто. К примеру, у Reno-Nissan платформа CMF подразумевает использование 5 модулей (моторный отсек, салон, передние и задние составляющие шасси, электрика и электроника) каждый из которых будет включать в себя несколько вариаций. Все модули между собой полностью сочетаемы, что и позволяет создавать автомобили разных классов.
Что в дальнейшем?
Продолжением модульной концепции построения автомобилей является разработка силовых установок по такому же принципу. Максимальная унификация составных частей силовых агрегатов позволит значительно сократить затраты на их выпуск. При этом предусматривается, что использование модулей не приведет к уменьшению линейки силовых установок, предлагаемых к той или иной модели.
В модульной разработке силовых установок тоже лидирует концерн VAG. При этом он действует сразу в двух направлениях – создании модульных бензиновых моторов (MOB) и дизелей (MDB). Также над использованием модулей для постройки силовых агрегатов работает BMW.
Разработка концерна VAG
В общем, модульная архитектура построения автомобилей — новое направление, которая активно начала разрабатываться автопроизводителями, хотя в ней и имеется множество нюансов и негативных сторон. К тому же, все достоинства больше относятся к самим производителям, покупатели от этого не особо выигрывают.
В чем суть современных модульных платформ?
Одна платформа и на ее базе построено несколько десятков моделей автомобилей. Звучит просто, но это определенно не так. Так что же такое модульная платформа в автомобильной промышленности и что о ней стоит знать?
Некоторое время назад производитель просто готовил платформу для автомобиля из определенного сегмента и использовал ее в этом сегменте. Если Volkswagen хотел построить Polo, он работал над старой платформой A0 (или PQ). Если Volvo сделает 850 или S70, он будет работать с P80.
Конечно, это не обязательно означало, что на одной платформе может быть построена только одна машина или только одна версия кузова. Volkswagen мог «сделать» свою небольшую платформу доступной для Skoda, которая сделала Fabia на ее основе, Audi, которая сделала A2 и Seat, что сделало ее Ibiza и Cordoba. Volvo, с другой стороны, использовала P80 для создания седана, универсала, кабриолета, внедорожника и так далее.
Общей чертой старых платформ было то, что они были весьма ограничены с точки зрения гибкости и адаптации. Вышеупомянутая платформа Volkswagen фактически использовалась только для создания небольших автомобилей. Платформа Volvo – только для больших. Примерная колесная база, ширина колеи, общая геометрия, масса общих деталей, примерные внешние размеры. Часто даже внешний вид или пропорции были похожи, потому что платформа в значительной степени навязывала дизайнерам то, что в конечном итоге увидит заказчик.
Плюсы такого решения? Можно считать, что это было посвящение процесса проектирования определенному сегменту. Платформа, созданная для Passat B5, не должна была хорошо работать в Polo – на ней строились Audi A4 и Skoda Superb, то есть автомобили из того же сегмента. У покупателя, с другой стороны, сложилось впечатление, что он покупает что-то на заказ, то есть его Passat не ездит по тем же принципам, на которых он ездит во много раз дешевле Polo.
В какой-то момент производители оказались в ситуации, когда им предлагалось множество платформ. Клиенты хотели все больше и больше новых типов автомобилей, все больше и больше новых поколений, и чтобы все они быстрее пускались в производство. Производители, в свою очередь, также хотели, чтобы процесс от разработки до сборки был быстрее и, возможно, прежде всего, дешевле. С подходом «одна платформа – один сегмент» это было невозможно.
В какой-то мере проблема заключалась также в специализации заводов. Различные платформы и разные спецификации означали, что конкретный завод должен был быть подготовлен к производству конкретной модели, что, конечно, было связано со значительными затратами и потенциально значительным риском – что произойдет, если спрос модель X упадет, а модель Y слишком хорошо продается, но производить ее негде.
И тут на помощь пришла модульная платформа. Однако следует уточнить, что сегодня мы имеем дело не столько с платформой, сколько с архитектурой, предоставляющая, в большинстве случаев, набор определенных общих параметров, которые не могут быть нарушены ни при каких обстоятельствах, набор общих элементов, которые будут общими независимо от всего, и набор параметров, которые можно изменять в определенном диапазоне.
Самым важным из всего этого, конечно же, является последний пункт, и именно он во многом отличает старые платформы от новых.
В случае действительно модульных архитектур, таких как Volvo SPA или Volkswagen MQB – в основном все, что можно увидеть невооруженным глазом и придающее автомобилю его форму. Расстояние между передней осью и передней кромкой автомобиля. Расстояние между задней осью и концом заднего бампера. Оформление. Тип подвески (например, торсионная балка или многорычажная подвеска). А также колесная база, которая в течение многих лет была одним из основных факторов, определяющих сегмент, к которому принадлежит данная модель.
Конечно, модульная платформа не является бесконечно модульной. Большинство модульных архитектур имеют максимальные и минимальные размеры с точки зрения колесной базы, которые … в некоторой степени также определяют сегмент, к которому будет принадлежать автомобиль.
Если для примера взять платформы CMF от Renault, можно понять, что CMF-A, теоретически предназначенная для сегмента A, может использоваться для производства автомобилей из сегмента B. CMF-B в его лучшей версии (HS) – для производства автомобилей компактного сегмента, по крайней мере, более дешевых или малогабаритных.
Понимание этого приводит нас к побочному выводу – это не совсем тот случай, когда производитель в какой-то момент осознает, что может быть дешевле создать новый автомобиль на модульной платформе из более низкого сегмента. Он подготовлен для этого с самого начала и предназначен для использования в кузовах различных размеров.
И еще одно важное замечание по поводу модульности этих структур. Одна из причин, по которой они называются модульными, а не гибкими, например, заключается в том, что в большинстве случаев даже эти теоретически изменяемые элементы добавляются из готовых элементов.
Сам Renault в своем пресс-релизе о CMF утверждает, что CMF не следует рассматривать как единую платформу, а скорее, как семейство платформ. TNGA от Toyota на самом деле не является единой «растянутой» платформой — это набор допущений и фиксированных размеров, унификация которых ограничена отдельными платформами, т.е. общие элементы можно найти в Prius и Corolla, а не в Yaris и Lexus LS несмотря на то, что TNGA присутствует в маркировке обеих платформ.