W dzisiejszym transporcie europejskim kabiny montowane na silnikach stały się standardem, podobnie jak umiejscowienie zabudowy lub naczepy za kabiną. Jednak w przeszłości podejmowano próby, aby całkowicie zmienić układ samochodów użytkowych, wprowadzając innowacyjne rozwiązania, takie jak ciągniki siodłowe z płaską podłogą.
Historia i pionierskie konstrukcje
Büssing Supercargo 22-150 Decklaster
Pierwszą znaną konstrukcją tego typu był pojazd nazwany Supercargo 22-150 Decklaster, który pojawił się w 1965 roku. Był to projekt niemieckiej firmy Büssing, powstały na specjalne zamówienie koncernu Volkswagen.
- Przestrzeń ładunkowa: Górną część ciężarówki zajmowała całkowicie płaska przestrzeń ładunkowa, znajdująca się 1,5 metra nad ziemią.
- Kabina: Tuż pod nią, na samym przodzie, zamontowano niewielką szoferkę.
- Układ osi: Ciężarówka posiadała trzy osie, przy czym dwie przednie, umieszczone za kabiną, były skrętne.
- Zawieszenie: W konstrukcji zastosowano pneumatyczne miechy, umożliwiające kierowcy regulację wysokości i twardości zawieszenia.
- Jednostka napędowa: Silnik znajdował się pomiędzy osiami, również pod przestrzenią ładunkową. Büssing stosował taki układ już od 1951 roku, z czasem czyniąc z niego swoją cechę charakterystyczną. Jednostka "leżała" wówczas na boku, równolegle do podłoża, mając cylindry pracujące na jedną stronę.
Zalety i wady Supercargo Decklastera
Supercargo Decklaster posiadał szereg zalet:
- Umieszczenie kabiny pod przestrzenią ładunkową znacząco poprawiło rozkład mas i stabilność pojazdu.
- Do szoferki nie przedostawało się ciepło oraz hałas silnika, co zapewniało dobrą izolację akustyczną. Kabina była tak dobrze wyciszona, że zmiana biegów "na słuch" okazywała się praktycznie niemożliwa, dlatego konieczne stało się zamontowanie automatycznej skrzyni marki Allison.
Nie uniknięto jednak kilku wad:
- Pojazd wymagał bardzo dużej siły potrzebnej do prowadzenia, dlatego szybko dodano wspomaganie kierownicy.
- Początkowo silnik był całkowicie odsłonięty, co powodowało dostawanie się zanieczyszczeń, takich jak błoto, do jednostki napędowej.
Ogółem powstało 50 egzemplarzy Supercargo Decklastera. Pomimo pozytywnych opinii kierowców, pojazd okazał się zbyt drogi w produkcji. Firma Büssing została wykupiona przez MAN-a w 1971 roku. Choć zarzucono pomysł z niską kabiną, silnik umieszczony pod ramą dalej stosowano, również w ciężarówkach marki MAN.
Manfred Steinwinter Supercargo 2040
Projekt firmy Büssing pozostałby jedyny w swoim rodzaju, gdyby nie postać Manfreda Steinwintera. W 1978 roku rozpoczął on prace nad projektem, który miał zrewolucjonizować transport samochodowy.
- Typ pojazdu: Supercargo 2040, w przeciwieństwie do Büssinga, był ciągnikiem siodłowym.
- Niska kabina: Cechą wspólną tych dwóch konstrukcji była niska kabina, której przestrzeń znajdowała się poniżej linii siodła.
- Wymiary: Cała konstrukcja miała zaledwie 1170 mm wysokości, mniej niż niektóre supersamochody. Steinwinter mierzył 6500 mm długości, 2500 mm szerokości, a rozstaw osi wynosił dokładnie 3000 mm.
- Partnerstwo: Partnerem Manfreda Steinwintera przy projektowaniu pojazdu był Mercedes-Benz, dlatego wiele elementów pochodziło właśnie od tego producenta.
- Silnik i skrzynia biegów: Jednym z elementów był 14,7-litrowy silnik V8 o oznaczeniu OM422, generujący 375 KM i będący najmocniejszą jednostką z ówczesnej oferty Mercedesa NG. Motor połączony został z 16-biegową skrzynią manualną ZF.
- Zawieszenie: Obie osie pojazdu zawieszone były na pneumatycznych miechach.
- Szoferka: Wnętrze szoferki Steinwintera robiło wrażenie, w szczególności sportowe fotele renomowanej marki Recaro.
Przyczyny porzucenia projektu Supercargo 2040
Supercargo 2040 był bardzo ambitnym pomysłem, który miał szanse powodzenia. Jednak po serii testów i przejechaniu około 3000 kilometrów, projekt został zarzucony z kilku powodów:
- Negatywnie oceniano widoczność z kabiny kierowcy.
- Obawiano się następstw ewentualnych kolizji z udziałem takiego pojazdu.
- Jakość wykonania była dyskusyjna.
- Z powodu krótkiego rozstawu osi ciągnik miał tendencję do wpadania w poślizg.
Oficjalnie zbudowano tylko jeden egzemplarz, który testowano w różnych wariantach: jako ciągnik siodłowy lub z zamontowaną na górze platformą na BDF-y. Analiza zdjęć pozwala jednak dostrzec pewne różnice pomiędzy pojazdami, np. inne logo lub zmienione światła. Do tej pory nie wiadomo, czy ciężarówka była modyfikowana z biegiem lat, czy też w rzeczywistości powstało więcej egzemplarzy.
Schnibbelmobil - improwizacja w transporcie
O ile wyżej wymienione konstrukcje były przemyślanymi tworami, tak Schnibbelmobil to wynik naglącej potrzeby i ciekawej improwizacji. Pojazd ten powstał na specjalne zamówienie firmy VAW Aluminium, która planowała dostarczanie 55-metrowych profili aluminiowych do klienta w Holandii. W tym celu zwrócono się do firmy Colonia Spezialfahrzeuge GmbH, specjalizującej się w budowie specjalistycznych pojazdów.
- Podstawa konstrukcji: Schnibbelmobil zaczął swój żywot jako zwyczajny MAN F8 z 400-konnym turbodieslem, z którego zdjęto kabinę.
- Niska szoferka: Podobnie jak w przypadku poprzednich konstrukcji, tutaj również planowano zastosować niską szoferkę. Pomysł ten zrealizowano tanim kosztem, wykorzystując nadwozie osobowego Forda Granady Turnier (odmiany kombi).
- Kombinacja marek: Schnibbelmobil był mieszanką MAN-a, Forda oraz Mercedesa.
- Pochodzenie nazwy: Nazwa pojazdu do tej pory nie została oficjalnie wyjaśniona, chociaż najbardziej prawdopodobną genezą jej pochodzenia jest ksywka kierowcy tego wynalazku.
- Modyfikacje wnętrza: Wnętrze Forda zostało odpowiednio przebudowane, m.in. poprzez zamontowanie wygodniejszych foteli oraz przekształcenie tylnej części w przestrzeń sypialną.
Wady i zastosowanie Schnibbelmobila
Sam kierowca niezbyt przepadał za tą konstrukcją. Narzekał przede wszystkim na straszliwe bujanie podczas jazdy i hamowania, a także na niski komfort mieszkania. Mimo to pojazd przejechał setki tysięcy kilometrów, kursując pomiędzy Zagłębiem Ruhry a Holandią z aluminiowymi profilami.
Ostatecznie ultra niskie kabiny nie przyjęły się na szeroką skalę w ciągnikach siodłowych. Spotyka się je co najwyżej w pojazdach lotniskowych i generalnie specjalistycznych. Jest jednak pewna branża, w której takie kabiny zdobyły stałą popularność - to amerykański transport ponadnormatywny, gdzie naczepa może mieć własnego kierowcę, jadącego w ultra niskiej szoferce pod podłogą.
Nowoczesne rozwiązania w ciągnikach siodłowych
Optymalizacja masy w MAN TGS-TS
W przypadku transportu materiałów, w których liczy się maksymalne wykorzystanie ładowności, szczególnie istotna jest niska masa ciągnika siodłowego. MAN TGS-TS jest dopasowany zarówno do transportu krajowego, jak i długodystansowego.
- Dostępność: TGS jest dostępny w wersji 18.D20 4×2 BLS, z silnikiem o mocy od 400 do 440 KM, w kabinie L/LX, z ręczną lub zautomatyzowaną skrzynią biegów, a także dołączalnym napędem przedniej osi HydroDrive.
- Optymalizacja wagowa: Optymalizacja wagowa ciągnika TGS-TS zaowocowała niską masą własną ciągnika z kabiną L, nieprzekraczającą 6500 kg. W efekcie ładowność (w porównaniu ze standardową wersją) jest większa o 450 kg.
- Osiągnięcia: Taki rezultat osiągnięto przez nowe, lżejsze jednopiórowe zawieszenie osi przedniej (zamiast 2 piór), aluminiowy zbiornik oraz felgi.
- Dodatkowe wyposażenie: Innym dodatkowym wyposażeniem, dopasowanym do zastosowania ciągnika, może być np. ProfiDrive - profesjonalny trening kierowców pod kątem ekonomicznej i bezpiecznej jazdy.
Elementy konstrukcyjne i wyposażenie ciągnika siodłowego
Kabina samochodu ciężarowego
Kabina samochodu ciężarowego to część nadwozia, wyposażona w urządzenia i przyrządy niezbędne do kierowania samochodem, a także przydatne podczas wypoczynku. Rozróżnia się dwa rodzaje kabin:
- Kabina wagonowa: miejsce kierowcy i pasażerów ulokowane jest nad jednostką napędową.
- Kabina klasyczna (long nose): charakterystyczna dla pojazdów produkcji amerykańskiej, gdzie miejsce kierowcy i pasażerów znajduje się za silnikiem.
Kabiny samochodów ciężarowych muszą sprostać wymaganiom opisanym w rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 31 grudnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych pojazdów oraz zakresu ich niezbędnego wyposażenia. Powinny zawierać oznaczenia, umieszczone w widocznym miejscu, które wskazują na ważne dane.
Elementy konstrukcyjne kabiny
- Belka nadokienna: Profil tłoczony z blachy, górna część szkieletu nośnego kabiny, połączona ze słupkami przednimi, środkowymi i tylnymi.
- Belka nośna podłogi: Profil tłoczony z blachy, część konstrukcji nośnej kabiny, połączona z wytłoczką podłogi, pełni funkcję podłużnicy, usztywnia podłogę i wzmacnia szkielet.
- Belka podokienna: Profil tłoczony z blachy, część szkieletu konstrukcji nośnej kabiny, łączy oba słupki przednie i stanowi dolną część ramy okna przedniego.
- Belka progowa: Profil tłoczony z blachy stalowej, dolna boczna część szkieletu konstrukcji nośnej kabiny, połączona ze słupkiem przednim, bocznym i tylnym oraz wytłoczką podłogi.
- Słupek przedni: Profil tłoczony z blachy stalowej, boczna część szkieletu konstrukcji nośnej kabiny, łącząca belkę nadokienną, belkę podokienną i belkę progową.
- Słupek boczny: Profil tłoczony z blachy stalowej, boczna część szkieletu konstrukcji nośnej kabiny, łącząca belkę nadokienną i belkę progową.
- Słupek tylni: Profil tłoczony z blachy stalowej, boczna część szkieletu konstrukcji nośnej kabiny, łącząca belkę nadokienną i belkę progową.
Wyposażenie wnętrza kabiny
- Lusterka: Niezbędne elementy pojazdu, umożliwiające obserwację przestrzeni z tyłu oraz z boku.
- Kierownica: Powinna działać płynnie i zapewniać łatwy dostęp do przełączników kierunkowskazów, wycieraczek oraz świateł. Najlepiej sprawdza się kierownica wielofunkcyjna pozwalająca na łatwe zarządzanie komputerem pokładowym wraz z tempomatem.
- Fotel kierowcy: Siedzisko powinno być odpowiednio szerokie i zapewniać stabilizację odcinka lędźwiowego kręgosłupa. Ważna jest również możliwość regulacji wysokości fotela, kąta siedziska oraz oparcia.
- Deska rozdzielcza: Musi zapewniać czytelny odczyt informacji o pojeździe, takich jak: prędkość jazdy, stan oleju silnikowego, temperatura płynu chłodniczego, potencjalne usterki sygnalizowane różnymi kontrolkami oraz wyświetlanie danych z komputera pokładowego.
Rama pojazdu
Rama pojazdu jest elementem przenoszącym wszystkie siły wynikające z pracy układów samochodu i przewożonych ładunków. Służy do połączenia wszystkich układów i elementów pojazdu.
Rama podłużnicowa
Rama podłużnicowa jest złożona z dwóch podłużnych belek (tzw. podłużnic) i poprzecznych belek (tzw. poprzeczek), łączących ze sobą obie podłużnice. Odpowiedni kształt poprzeczek ułatwia mocowanie części podwozia i nadwozia.
Zalety i wady ramy podłużnicowej
- Zalety: tania i nieskomplikowana konstrukcja.
- Wady: duży ciężar.
Ramy podłużnicowe są powszechnie stosowane w samochodach ciężarowych. Podłużnice ułożone są równolegle lub nieznacznie równolegle do osi podłużnej samochodu. Ramy te mają zazwyczaj płaską powierzchnię górną i posiadają wsporniki oraz otwory, służące do połączenia z nią wszystkich mocowanych do niej układów i mechanizmów.
Elementy mocowane do ramy
Elementy mocowane do ramy łączy się z nią przy użyciu wsporników i łączników. Większość tych pierwszych jest mocowana do podłużnic, które zapewniają ramie wymaganą wytrzymałość. Funkcję zderzaków pojazdu pełnią specjalne belki montowane na końcach ramy. Do tylnej poprzeczki ramy może być umocowane urządzenie, które sprzęga samochód z przyczepą. Podłużnice wykonuje się zwykle z belek stalowych o przekroju ceowym. Mogą one być także wzmocnione wkładkami, które umieszcza się w miejscach szczególnie obciążonych.
Poprzeczki
Poprzeczki mają odpowiednio dobrane przekroje otwarte lub zamknięte, które są przynitowane lub przyspawane do podłużnic. Coraz częściej w tych miejscach stosuje się połączenia śrubowe. Połączenia poprzeczek z podłużnicami są wykonywane w taki sposób, aby uzyskać najkorzystniejszy rozkład naprężeń w materiale łączonych elementów. W tym celu końce poprzeczek zwykle kształtuje się tak, aby poprzeczka przylegała do podłużnicy na większej powierzchni niż powierzchnia przekroju poprzeczki. Dzięki temu naprężenia występujące w miejscach połączeń są rozłożone na większą powierzchnię i nie powodują tym samym niekorzystnego spiętrzenia naprężeń.
Często w miejscach łączenia podłużnic i poprzeczek stosuje się płaskie płyty stalowe, które pełnią funkcję lokalnych wzmocnień. Zwykle dąży się do uzyskania jak najniższego położenia ramy względem podłoża, co pozwala na uzyskanie niskiego położenia nadwozia. Obniżenie wysokości samej ramy osiąga się poprzez stosowanie podłużnic o małej wysokości przekroju. W połączeniach większych zespołów i elementów z ramą wykorzystuje się elementy metalowo-gumowe. Ich zadaniem jest zmniejszenie dynamicznych obciążeń w miejscu połączenia. Często stosuje się obniżenie przedniej części ramy przez odpowiednie ukształtowanie podłużnic.
Wsporniki mocujące
Wsporniki mocujące poszczególne podzespoły do ramy są wykonywane jako odlewy staliwne lub żeliwne oraz jako stalowe wytłoczki. Silnik mocuje się do ramy w kilku punktach. Wykorzystuje się do tego wsporniki i łączniki metalowo-gumowe, których zadaniem jest tłumienie drgania silnika i ograniczanie przełożenia tych drgań na ramę samochodu. Wsporniki mocowania silnika do ramy są zwykle kształtowymi elementami stalowymi. Często stosuje się dodatkową, odpowiednio profilowaną poprzeczkę ramy, podtrzymującą tylną część silnika. Podobnie jak silnik są mocowane do ramy skrzynia biegów i skrzynia rozdzielcza oraz wał napędowy. Kabinę, osie jezdne i mosty napędowe wiążą z ramą elementy ich zawieszenia. Skrzynię ładunkową łączy się z ramą za pomocą metalowych lub metalowo-gumowych wsporników. Urządzenia specjalne, takie jak cysterny czy żurawie, są zwykle mocowane do ramy pośredniej połączonej z ramą samochodu obejmami i śrubami. Stosowanie ramy pośredniej ułatwia montowanie urządzeń na podwoziu samochodu i usztywnia konstrukcję nośną.
Rodzaje naczep i ich zastosowanie
Ciągnik siodłowy to pojazd mechaniczny wykorzystywany do przewozu naczep. Naczepy są pozbawione przednich kół i mogą zostać zaczepione o siodło. Potocznie nazywamy ciągnik siodłowy „koniem”. Istnieje wiele rodzajów naczep, największe zapotrzebowanie jest na plandeki oraz sztywne zabudowy, w których skład wchodzą m.in. chłodnie i izotermy. Każda z nich może mieć różne rodzaje konstrukcji i być przeznaczona do innych celów przewozowych.
Plandeki i firanki (curtainsider)
Potocznie nazywane TILT. Możemy w nich przewieźć zdecydowaną większość towarów np. meble lub materiały budowlane. Czym różnią się od siebie? Tylko sposobem otwierania. Kurtyna firany zwijana jest w bok, a plandeki należy najpierw rozwiązać i unieść do góry. Obie naczepy załadujemy bokiem i tyłem. Spotkamy się też z otwieranym dachem do załadunku górą.
MEGA
Nadwozie podobne do plandeki. Wyróżnia się swoją wysokością ok. 3m (w zależności od modelu niektóre mogą podwyższyć swój dach nawet do wysokości 3,2 przy załadunku). Często wykorzystywana jest do przewozów papieru lub automotive. Posiadają mniejsze koła przez co są w stanie zakopać się na miękkiej powierzchni.
Chłodnie (cooler)
Dzięki swojemu systemowi nadają się do przewozu ładunków wymagających odpowiedniej temperatury (kierowca ustawia ją na termografie czyli rejestratorze temperatury z drukarką). Agregat może znajdować się w środku naczepy lub na zewnątrz co wpłynie na jej powierzchnie załadunkową.
Izotermy (isotherm)
Charakteryzują się tym, że są zbudowane ze ścian z materiałów termoizolujących, przez co temperatura utrzymywana jest samoistnie. Często wykorzystywana jest do przewozu ładunków o podwyższonym ryzyku uszkodzenia np. w kurierce, przy elektronice. Będzie też odpowiednia dla artykułów spożywczych takich jak nabiał czy świeże owoce.
Kontenery (containers)
W transporcie drogowym wykorzystujemy kontenery morskie. Umieszczane są na naczepie tzw. podkontenerówce umocowanej do siodła. Używane są do przewozu wielkogabarytów i drobnicy. Kontenery 20’ pomieszczą maksymalnie 11 europalet (EP) lub 10 palet przemysłowych (PP).
Platformy (platform)
Uniwersalne naczepy, które można wykorzystać do przewozu towarów standardowych, jak i tych bardziej nietypowych pod względem wymiarów. Maksymalna ich szerokość nie może przekraczać 2,45m. Naczepy te mają płaskie i otwarte nadwozie, co ułatwia załadunek i rozładunek ładunku.
Wyposażenie platformy:
- Podłoga - blacha ryflowana + drewno twarde gr. spawanej.
- Zamki kontenerowe w ilości 4 szt.
- Uchwyty do mocowania ładunków - 24 szt.
- Zamknięcie na - 2 kłódki - 1 szt. kłódki z kpl.
- Oświetlenie LED - Tablice ponadgabarytowe wraz z oświetleniem i przewodami elektrycznymi.
- Dwa kliny pod koła wraz z mocowaniem.
- Nadkola z blachy ryflowanej.
- Kolor ramy i najazdów czerwony.
- 3 osie marki SAF 11.000 kg.
- Uchwyty do mocowania ładunków 5t.
Cysterny i silosy (tank, silo)
Specjalistyczne naczepy do przewozu płynów, gazów, ADR i drobnych sypkich ładunków.
Ruchoma podłoga (moving floor)
Innowacyjne rozwiązanie w transporcie, które ułatwiło przewóz wielu rzeczy. Hydraulicznie napędzana podłoga w naczepie nie zmniejsza przestrzeni ładunkowej, za to ułatwia załadunek/rozładunek np. sypkich towarów.
Zastosowanie w siłach zbrojnych
Zarówno ciągniki siodłowe, jak i podwozia pod hakowe systemy załadowcze wykorzystywane są w siłach zbrojnych od dekad, przy istnieniu określonych ograniczeń prawnych oraz związanych z masami, naciskami i wymiarami. Takie rozwiązanie od lat z powodzeniem wykorzystują przykładowo Siły Zbrojne Finlandii. W ich przypadku m.in. 3-osiowe, uterenowione i zmilitaryzowane cywilne podwozia Scania R500 6×4, z długą sypialną kabiną oraz 500-konnym silnikiem, w formie podstawowej zabudowy otrzymują hakowy system załadunkowy Multilft. Do tego konieczne jest przystosowanie takiego podwozia do holowania naczep, co zachodzi poprzez montaż w nim w partii zakabinowej połączeń oraz przewodów instalacji elektrycznej i pneumatycznej do naczepy. W powiązanych układach eksploatacyjnym i ekonomicznym takie połączenie funkcji podwozia z hakowym systemem załadowczym i naczepy oznacza zarówno militarną elastyczność (przygotowanie danego środka transportu do wykonywania szeregu zadań o wojskowym charakterze), jak i militarną efektywność (możliwość realizacji tych zadań w sposób możliwie najbardziej produktywny).