Beskid - opis techniczny

Prace nad pierwszym przedprototypem samochodu osobowego Beskid 106 zakończone zostały w Ośrodku Badawczo-Rozwojowym Fabryki Samochodów Osobowych w Bielsku Białej w dniu 14 lipca 1983 roku. Godne podkreślenia jest , że cały czas wykonania konstrukcji i przedprototypu tego samochodu był bardzo krótki. Założenia konstrukcyjne poparte wcześniejszymi pracami studialnymi zatwierdzono 11 lutego 1982r., makietę kształtu zewnętrznego zaakceptowano 5 czerwca 1982r., dokumentację konstrukcyjna tworzono i przekazywano sukcesywnie do pracowni modelarskiej i prototypowni, które rozpoczęły prace we wrześniu 1982 roku.
Tym samym opracowanie dokumentacji pomocy modelarskich, oprzyrządowania pomocniczego do wykonywania części prototypowych samochodu wraz z jego montażem trwało 10 miesięcy.
Informacje prasowe o małym samochodzie osobowym Beskid 106 były szczątkowe głownie ze względu na ochronę prac konstrukcyjnych fabryki.
Prowadzone w FSM prace studialne dla określenia następcy PF 126p pozwoliły określić trzy główne kryteria konstrukcji nowego samochodu małolitrażowego:
- pełnowymiarowość wnętrza samochodu dla czterech osób 95% polskiej populacji.
- ekonomiczność w eksploatacji, a więc aerodynamiczny kształt i mała masa,
- zunifikowanie z produkowanym licencyjnie PF 126p tj. dostosowanie konstrukcyjne i technologiczne do posiadanej bazy technicznej fabryki i jej kooperantów.


Wnętrze pojazdu

Opracowane w oparciu o pomiary antropometryczne z lat 60-tych typowymiary polskiej populacji stały się nieaktualne w końcu lat 70-tych. Te wymiary były podstawą do analiz ergonomicznych wnętrza budowanego samochodu w celu spełnienia wymogu wygodnej pozycji dla kierowcy i pasażerów 95% polskiej populacji. Analizy prowadzono z udziałem ergonomistów ASP-Kraków. Obejmowały one również porównawcze badania ruchowe. W wyniku tych prac utworzono wnętrze - przestrzeń pasażerską o wymiarach odpowiadających tym z Poloneza. Przestrzeń pasażerska spełniająca wymogi komfortu dla 4 osób z 95% populacji spełnia też wymogi komfortu dla 5 pasażerów 50% tej populacji.
Przestrzeń bagażowa - bagażnik zbudowano za siedzeniem tylnym samochodu. Ma ona prawie 2 razy większą pojemność od tej z PF 126p, a po złożeniu tylnych siedzeń przestrzeń ta wzrasta do 800 litrów.
Trzydrzwiowe nadwozie ma podnoszone drzwi ściany tylnej umożliwiające łatwy dostęp do bagażnika. Drzwi boczne dużej długości zapewniają wygodne wsiadanie i wysiadanie.
W Beskidzie zastosowano przednionapędowy układ jezdny. Układ ten pozwolił uzyskać opisaną powyżej przestrzeń użytkową, przy długości całkowitej samochodu większej tylko o 8 cm w stosunku do "malucha".


Aerodynamiczny kształt

Kształty zewnętrzne budowanych w latach 70-tych samochodów nie były budowane z uwzględnieniem praw aerodynamiki. Omawiana konstrukcja jest świadectwem nowoczesnego podejścia polskich konstruktorów do problematyki nadwoziowej i spełnia wymogi aerodynamicznego kształtu.
Badania aerodynamiczne szeregu modeli w skali 1:10 budowanych z pomocą dr inż. Krzysztofa Meissnera z ASP W-wa, prowadzone były w tunelu aerodynamicznym Politechniki Warszawskiej. Bazą kształtu nadwozia stał się ścięty przekrój profilu skrzydła szybowca, którego ściana tylna nie tylko wypełnia wymóg aerodynamiki, ale również wpływa na pojemność przestrzeni pasażerskiej.
Sylwetka nadwozia Beskida 106 odbiega od 2-pudełkowej, prawie typowej dla ówczesnych samochodów popularnych, gdyż jest klinem. Przebieg strug pod podłogą powoduje istotne opory powietrza, daltego też w Beskidzie zintegrowany ze zderzakiem spojler połączono z osłoną komory silnikowej i gładką podłogą. Wraz z płaskim zbiornikiem paliwa i tłumikiem wylotu spalin ( odchylonym o 10 stopni w górę ) zapewniają one korzystny aerodynamicznie przepływ powietrza nie zakłócony przez rurę wylotową, cięgna i linki we wzdłużnym tunelu nadwozia. W konstrukcji nie wykorzystano tzw. wygładzania nadwozia przez likwidację uskoków na jego powierzchni, np. stosowanie klejonych szyb, mając na względzie technologiczne możliwości naszego przemysłu, a mimo to uzyskano współczynnik oporu czołowego Cx wynosi 0,29.
Badania aerodynamiczne modelu samochodu w skali 1:1 przeprowadził instytut Lotnictwa w Warszawie. Badania te wykazały, że siły aerodynamiczne dociążają oś samochodu, korzystnie wpływają na jego stateczność oraz, że współczynnik oporu czołowego Cx, nie zmienia się wraz z kątowym położeniem nadwozia względem przepływu strug powietrza.

Unifikacja samochodu

Istniejąca baza techniczna Fiata 126p narzuciła konieczność unifikacji konstrukcji jego następcy. Nakłady na uruchomienie produkcji nowego zespołu napędowego są bardzo wysokie. Z tego względu skorzystano ze zmodernizowanego silnika z "malucha". Modernizacja polegała na wprowadzeniu układu chłodzenia cieczą, niezbędnej zmianie położenia koła talerzowego przekładni głównej ( w celu uzyskania odpowiedniego kierunku obrotu ), zmianie przełożeń poszczególnych biegów.
Wyeliminowanie w zmodernizowanym silniku dmuchawy chłodzącej, pochłaniającej prawie 2kW mocy, oraz poprawa sprawności tego silnika dzięki chłodzeniu cieczą pozwoliły na uzyskanie mocy 22 kW ( z jednoczesnym spadkiem zużycia paliwa) wystarczającej dla poprawnej dynamiki pojazdu.
Dalsza unifikacja obejmuje :
- koła jezdne
- podzespoły układu hamulcowego
- podzespoły układu paliwowego
- alternator
- rozrusznik
- przełączniki , zestaw wskaźników, odbłyśnik reflektora i inne
- zamki, podnośniki szyb zawiasy, uszczelki, materiały tapicerskie.
Najistotniejsza jest jednak unifikacja technologiczna samochodów tj. dopasowanie Beskida do posiadanego w FSM parku pras do tłoczenia blach, podwieszonego transportu wewnętrznego na lakierni i linii montażu.
Unifikacja technologiczna nie wpłynęła negatywnie na poprawność technologiczną konstrukcji nadwozia. Samonośna konstrukcja nadwozia Beskida składa się z 129 wytłoczek czyli o ponad 50% mniej niż w PF 126p. Tym samym mniejsza jest liczba punktów zgrzewania o ponad 40%, a masa jest mniejsza o 20 kg.

Opis komstukcji

Nadwozie

Blaszany szkielet nadwozia ma zamknięte przekroje słupków, belek nadokiennych, belek poprzecznych połączonych z bardzo sztywnymi belkami progowymi.
Ramownica wewnętrzna okna przedniego wzmacnia pas podokienny i słupki przednie. Obramowanie otworu tylnych drzwi, utworzone również przez profile zamknięte, połączone jest ze sztywną belką tylną usytuowaną nad płaszczyzną podłogi, co korzystnie usztywnia ścianę tylną nadwozia. Podłużnice są energochłonne. Wprowadzone w sztywny szkielet przestrzeni pasażerskiej spełniają wymogi bezpieczeństwa nadwozia samochodu przy zderzeniach. W strukturę przedniej części nadwozia zostały włączone za pośrednictwem nadkoli. Dach nadwozia , przygrzany liniowo do wewnętrznych krawędzi wzdłużnych belek górnych, utworzonych przez poszycia zewnętrzne i wewnętrzne boków, jest podparty belką wbudowaną na podporach słupków środkowych. Ze względów aerodynamicznych wyeliminowano rynienki.
Przegroda czołowa oparta jest o belkę poprzeczną tablicy rozdzielczej i belkę zakańczającą przednią krawędź podłogi. Wzdłuż płaskiej podłogi biegnie usztywniający ją tunel, osłaniający jednocześnie mechanizmy i rurę wylotową.
Drzwi boczne o dużej długości z typowymi poszyciami blaszanymi usztywnione są belką wzdłużną. Profile o przekroju U, przymocowane do poszycia drzwi, tworzą ramę osłaniającą szybę i stanowią prowadnice dla szyby opuszczanej drzwi bocznych.
Drzwi tylne typowej konstrukcji blaszanej są podwieszane na zawiasach mocowanych do wzmocnień górnej belki otworu drzwiowego i podnoszone na sprężynach gazowych pod kątem 15 stopni od poziomu.
Pokrywa komory silnika otwierana jest do przodu na zawiasach mocowanych do belki przedniej. Jej zamknięcie zapewniają dwa zaczepy, zwalniane jedną dźwignią.
Zderzak przedni wyprofilowany zgodnie z wymogami aerodynamiki wsparto na belce przedniej. Jest on przymocowany wraz z tą belką śrubami do energochłonnych poprzecznic. Podobnie zbudowany jest też tylny zderzak.
Szyby sferoidalne wykonane są klasycznymi metodami szklarskimi z produkcyjnych tafli szkła samochodowego. Przednia szyba jest klejona.
Tablica rozdzielcza ma zestaw wskaźników w osłonie prostokątnej, z przełącznikami klawiszowymi na bocznych skrajach osłony. W strefie środkowej tablicy rozdzielczej znajduje się konsola na radio wraz z regulatorami układu ogrzewania i wentylacji.
Fotele przednie z zagłówkami ze spienionego elastycznego poliuretanu są odchylane, układ korbowy, zastosowany do mocowania fotela przedniego umożliwia jego przemieszczenie do przodu i pochylenie , co ułatwia zajmowanie miejsc na tylnej kanapie. Siedzisko tylne jest składane w strefie za fotelami przednimi. Obicia tapicerskie wykonano z tkaniny.
Jednopiórowa wycieraczka przedniej szyby poruszana jest ramieniem mechanizmu usytuowanego w komorze silnikowe. Układ wycieranie szyby adoptowano z samochodu Polonez, Podnośniki szyb drzwiowych, zamki, zawiasy, zaczepy drzwi oraz szyb uchylanych pochodzą od PF 126p. Spryskiwacz szyb jest wspomagany pompą z napędem elektrycznym. Pasy bezpieczeństwa maja zwijacze, wbudowane miedzy poszycia boków. Kolumna kierownicza typu bezpiecznego jest połączona z mechanizmem kierowniczym za pośrednictwem przegubu.
Układ ogrzewania i wentylacji usytuowano w prawej wnęce komory silnikowej pod tablicą rozdzielczą, w jednolitej obudowie obejmującej nagrzewnicę i wentylator osiowy. Koło zapasowe znajduje się w komorze silnikowej, w lewej wnęce szkieletu tablicy rozdzielczej.

Podwozie.

Koła jezdne pochodzą z PF 126p - obręcze 12" x 4,00A z oponami 135SR-12" "Stomil", bieżnik D-124. Zawieszenie przednich kół jest niezależne , na kolumnach MacPhersona, z amortyzatorami hydraulicznymi. Jednoramienne wahacze współpracują z drążkami reakcyjnymi, sprężynami śrubowymi i zderzakami gumowymi. Łożyska kół są kulkowe, dwurzędowe, tzw. II generacji, w zwrotnicy iglicowej kół przednich.
Koła tylne są również zawieszone niezależnie na wahaczach wleczonych z osią wahań pochyloną o 10 stopni ( w poziomie do osi kół tylnych ). Współpracują z nimi amortyzatory hydrauliczne, na których zabudowano sprężyny śrubowe umocowane we wzmocnieniach wewnątrz nadkoli nadwozia. Koła tylne osadzono na dwóch łożyskach stożkowych.
Układ kierowniczy wyposażono w mechanizm zębatkowy zamocowany na wzmocnieniach przegrody czołowej ( liczba obrotów kierownicy 3,4 , przełożenie całkowite 1:19 ).
Układ hamulcowy jest hydrauliczny, dwuobwodowy. Hamulce przednie są tarczowe z zaciskami mocowanymi do zwrotnic ( średnica tarczy hamulcowej 209 mm ). Z tyłu zastosowano bębny hamulcowe i szczęki z PF 126p, średnica wewnętrznego bębna 187mm. W skład tego układu wchodzą ponadto: korektor hamowania, dwuobwodowa pompa hamulcowa i hamulec postojowy mechaniczny uruchamiany dźwignią umieszczoną w tunelu. Napęd na koła przednie przekazywany jest przez przeguby typu Bierfielda-Rzeeppa.
Mechanizm zmiany biegów znajduje się w tunelu nadwozia z dźwignią usytuowaną między fotelami przednimi.
Skrzynia przekładniowa połączona jest z silnikiem sprzęgłem suchym, jednotarczowym, ze sprężyną talerzową. W obudowie skrzyni przekładniowej znajduje się przekładnia główna stożkowa o zębach łukowych z mechanizmem różnicowym i przegubami kamieniowymi półosi napędowych. Skrzynia ma 4 biegi o przełożeniach: 3,25 - 1,42 - 0,96 - 0,76.
Pedały umieszczono w układzie podwieszonym: pedał hamulca przemieszcza tłok pompy za pośrednictwem pręta, a pedały sprzęgła i przyśpieszenia przenoszą ruchy za pomocą ścięgna Bovdena.
Zbiornik paliwa jest metalowy, płaski o pojemności 45 dm3. Wbudowano go pomiędzy wahaczami kół tylnych. Wlew znajduje się z prawej strony pojazdu.

Silnik

W Beskidzie zastosowano silnik 4-suwowy z zapłonem iskrowym, rzędowy. Dwa pionowe cylindry mają wanienkowe komory spalania z wyciskaczami. Silnik ma górnozaworowy ( OHV ) układ rozrządu z wałkiem napędzanym łańcuchem i pojemnością skokową 703 cm3. Osiąga on moc maksymalną 22 kW przy 4800 - 5000 obr/min i maksymalny moment obrotowy 49 Nm przy 2700 obr/min.
Układ chłodzenia ma wymuszony obieg cieczy przez pompę odśrodkową ułożyskowaną na wale alternatora. Chłodnica z wentylatorem napędzanym silnikiem elektrycznym, sterowanym termowyłącznikiem, umieszczona jest po prawej stronie silnika. Układ olejenia jest ciśnieniowy z zębatą pompą olejową i z filtrem odśrodkowym.
Układ zasilania silnika składa się z gaźnika dwugardzielowego, pompy paliwowej membranowej, napędzanej popychaczem z wałka rozrządu, i suchego filtra powietrza z wkładem papierowym.
Układ wylotowy tworzą dwie rury wylotowe scalone w jedną i połączone łącznikiem elastycznym z rurą wylotową biegnącą przez całą długość tunelu nadwozia do tłumika dużej objętości, umieszczonego w tyle nadwozia. Został on wkomponowany w płaszczyznę podłogi wraz ze zbiornikiem paliwa.
Silnik zblokowany ze skrzynią przekładniową zawieszono w trzech punktach: z przodu na wsporniku sprężynowo-gumowym, a z tyłu na poduszce metalowo-gumowej.
Głowice silnika podobnie jak i blok cylindrowy wykonano ze stopu aluminiowego. Tuleje cylindrowe, wał korbowy i wałek rozrządu są żeliwne. Miska olejowa tłoczona jest z blachy stalowej. Płaskie tłoki, trzypierścieniowe odlewane są ze stopu aluminiowego, korbowody stalowe mają stopy korbowe dzielone z półpanewkami bimetalicznymi.
Masa silnika wynosi 52 kg.

Dane eksploatacyjne:
- nośność 420 kg ( 5 osób + 50 kg bagażu ),
- prędkość maksymalna 125 km/h
- zużycie paliwa przy 90 km/h - 3,9 litra/100 km
- przyspieszenie 0-400m - 24 sek
- przyspieszenie 0-100m - 10 sek
- zdolność pokonywania wzniesień 17 stopni

Napisano na podstawie artykułu z magazynu Auto z września 1986 roku.
Autor: Mgr inż. Wiesław Wiatrak - główny konstruktor FSM Beskid 106.