Nido - studie bezpečného kompaktu

Na projektu prototypové studie vozu s českým názvem "hnízdo", která se v současnosti nachází ve stadiu zkoušek průmyslové proveditelnosti, si chce Pininfarina ověřit designérské a konstrukční schopnosti svých techniků a možnost konstrukce malého kompaktního vozu. Hlavním cílem je aplikace nových principů, které v každém detailu rozhodují o bezpečnosti vozu při použití inovativního strukturního materiálu, jakým je nerezavějící, přesněji korozivzdorná ocel.

Projekt Nido řeší každý aspekt nejen vnitřní, ale i vnější bezpečnosti vozu, a tak se zaměřuje i na omezení následků nehod při střetu s chodci. Běžně aplikovaným principem v této oblasti je zaručit při čelním střetu osádce dostatečný prostor absorpcí energie plastickou deformací přední části vozidla a přenesením přebytečné energie do zadní části karoserie, včetně použití aktivní ochrany pomocí bezpečnostních pásů a airbagů. Uplatnění tohoto principu u kompaktního vozu je mnohem kritičtější. Projekt Nido ovšem nabízí tři nové možnosti:

V případě čelního nárazu je část energie pohlcena profilovým nárazníkem vyplněným integrální plastovou pěnou, část se rozptýlí celulárním svislým firewallem do středového tunelu a podélníky až do zadní části vozidla. Zbývající energie posune sáně vpřed, stlačí dva voštinové absorbéry nárazu a dovoluje řízené a postupné zpomalení figurín při crash testu. Sáně mají i dva další absorbéry, které fungují stejně v případě zadního nárazu. Maximální posun saní je 350 mm vpřed a 120 mm vzad. Aplikace těchto principů se předpokládá i pro dvousedadlové sportovní vozy s motory středního obsahu.

Jestliže při simulovaných crash testech s čelním nárazem dosahuje tuhá buňka maximálního zrychlení téměř 70 g po 60 ms, pak sáně dosahují se zpožděním 20 ms po 80 ms max. 17,8 g. Cílem projektu bylo přitom dosažení maxima 20 g.

Výběr nerezavějící oceli jako konstrukčního materiálu pro podvozek je spojen s jejími vlastnostmi, např. vysokou schopností pohlcení nárazu, vysokou houževnatostí a schopností deformačního zpevnění za studena. Deformačním zpevněním absorpcí značného množství energie tak může dojít při deformaci kolem 40 % ke zvýšení meze kluzu R_p0,2 z asi 230 MPa na hodnoty kolem 900 MPa.

Nerezavějící ocel přitom v konstrukci automobilu není žádnou novinkou. Stávající návrhy se však zpravidla zaměřovaly na řešení korozní odolnosti karoserie. To však není tento případ, jenž uvažuje použití nerezavějící oceli jako strukturního materiálu, a karoserie s vyklápěcími dveřmi na nerezovém rámu je řešena jako plastová. Výhodou nerezavějící oceli je vysoká torzní tuhost a možnost provedení lehké lineárně-celulární plechové konstrukce jako sendviče. Čtyři i více tenkých plechů s prolisy jsou použity pro konstrukci podlahových dílů, tunelu, firewallu i vnějších obkladů.

Použitou nerezavějící ocelí je ocel X5CrNi18-10 (1.4301) dle EN 10088, která umožňuje flexibilnější výrobu, nevyžaduje protikorozní úpravy, jako je kataforézní proces, a dovoluje racionální použití polotovarů "tailored blanks". Její nasazení v projektu Nido umožnily laserové procesy svařování sendvičů se 400 kruhovými svary prolisů průměru 10 mm, svary přeplátováním, 3D svary nerezových profilů a celkově 14 m lineárních svarů. Svařování je prováděno robotizovaným Nd:YAG laserem o výkonu 1,5 kW s rychlostí svařování 6 m.min^-1. Ploché materiály pro výrobu projektu dodala ocelárna ThyssenKrupp Acciai Speciali v Terni, svařované trubky a profily závod Ital Inox a na projektu dále spolupracovalo výzkumné středisko Centro Sviluppo Materiali.

Studie proveditelnosti počítají s denní výrobou 100 až 120 vozů Nido v celkové produkci 20 000 vozů během pěti let. O motoru s pohonem zadních kol bude teprve rozhodnuto; počítá se s automatickou převodovkou a řízením drive-by-wire. Výroba Nido je ekologičtější, protože odpadají povrchové úpravy s použitím toxických látek, náročné na úpravy odpadních vod, a protože nerezavějící ocel je plně materiálově recyklovatelná.