Pełna historia budowy samochodu Orca MP05
 

Pełna historia
Projekt rozpoczął się w 2002 roku od żmudnej fazy koncepcyjnej, szkiców, rysunków. Określone zostały główne założenia konstrukcyjne samochodu:
- przygotowanie auta według specyfikacji klasy O1 RMPST (silnik o pojemności do 2500ccm, bez doładowania, budowa auta dowolna, pod warunkiem spełniania wymogów ruchu drogowego),
- uzyskanie idealnego rozkład mas,
- umieszczenie silnika z przodu,
- maksymalne odchudzenie konstrukcji,
- stosowanie panelowej zabudowy pozwalającej na dogodne serwisowanie,
- dokładnie określono podstawowe wymiary.

Z tych założeń wynikało, że auto będzie musiało opierać się o konstrukcję rurową i nadwozie z materiałów kompozytowych. Na jednostkę napędową wybrano silnik BMW 2,5 l, skrzynię biegów tej samej marki, a skrzynię rozdzielczą i dyferencjały z Mercedesa klasy G, gdyż elementy te uznawane są za bardzo trwałe i jednocześnie typowo terenowe, gdyż wyposażone w blokady. Trzymanie się tych założeń oznaczało konieczność wykonania prawie wszystkich elementów od podstaw. Następnie rozpoczęto gromadzenie podstawowych, niezbędnych podzespołów.

Mając określone założenia oraz zakupione podstawowe elementy napędowe rozpoczęło się projektowanie ramy przestrzennej. Zespół podjął podjąć ryzyko i bazować na własnym pomyśle, zamiast kopiować inne konstrukcje. Oczywiście za pewien wzór posłużyły auta typu Trophy Truck ścigające się w amerykańskich rajdach typu baja oraz najnowsze konstrukcje typu Volkswagen Race-Touareg oraz Mitsubishi MPR10

Rama waży aż 280kg, ale trudno powiedzieć którą rurę można by usunąć...

startujące w pucharze świata rajdów terenowych, ale tylko w pewnym stopniu. Rama Orci opiera się bowiem na centralnym tunelu oraz obudowanej wokół niego drugiej warstwie rur tworzących klatkę bezpieczeństwa. Ponadto w miejscach najbardziej podatnych na przeciążenia zastosowano metodę wzmacniania rur blachą, zamiast zwiększania profilu rur i tworzenia dodatkowych zastrzałów. W ten sposób rur jest mniej niż w konkurencyjnych ramach przestrzennych, a podłoga oraz burty stają się również konstrukcją nośną samochodu. Przy konstrukcji ramy współpracowano z Politechniką w Bielsku Białej, gdzie dokonywane były przeliczeń komputerowe wytrzymałości i naprężeń ramy. Cała rama jest bardzo wytrzymałą, ale dość ciężka, gdyż waży aż 280 kg.

Nadwozie i rama były budowane na specjalnej kratownicy, dla zachowania wymiarów.

Mając wirtualny obraz ramy, należało odtworzyć ją w rzeczywistości, jednocześnie starając się jak najprecyzyjniej rozmieścić wszelkie podzespoły. Auto miało mieć jak najniżej umieszczony środek ciężkości, a jednocześnie miało być dość wysoko zawieszone; miało być jak najdłuższe, ale bez ryzyka zawieszania się na hopach; jak najszersze oraz bez zwisu przedniego, który przeszkadza w szybkim pokonywaniu stromych wniesień. Poszczególne elementy musiały być tak rozplanowane, aby załoga czuła się wygodnie, silnik nie kolidował z rurami, wykrzyże wałów nie były zbyt ostre itd. Planowanie tego wszystkiego przypominało grę w szachy, gdyż każdy element wpływał na rozmieszczenie innego. Początkowo powstała makieta ramy w skali 1:1. Była ona wykonana ze zwykłych rur stalowych. Dawało to komfort dokonywania zmian, nie niszcząc wysokogatunkowych i zarazem kosztownych rur docelowych. Równolegle trwały poszukiwania, a potem czasochłonny proces sprowadzenia do Polski nieosiągalnych w kraju odpowiednich rur.

Po stworzeniu makiety ramy dalsze prace prowadzono dwutorowo. Z jednej strony odwzorowano właściwą ramę, a z drugiej,
na stworzonej makiecie zaczęto modelować nadwozie. Najpierw powstała środkowa część poszycia. Po ściągnięciu formy i wytworzeniu docelowego egzemplarza odwrócono dalszą kolejność prac - mając właściwy środkowy element nadwozia dopasowano do niego środkową część konstrukcji ramy wykonaną z docelowych rur. W ten sposób powstała cała środkowa część auta. W ten sposób można było rozplanować wnętrze - usytuowanie załogi, skrzyni biegów, reduktora, lewarków, pedałów, kierownicy itd. W dalszej kolejności rozbudowano ramę do przodu i do tyłu. Konstrukcja przedniej części ramy była dużym wyzwaniem, gdyż wyważenie auta wymuszało jak najdalsze cofnięcie kabiny, a to utrudniało wysokie wyprowadzenie górnych zastrzałów przedniego zawieszenia. Jednocześnie należało pomieścić w gąszczu rur: silnika, kolektora wydechowego, ssącego i pozostałego osprzętu, kolumny kierowniczej, przekładni, wspomagania, chłodnicy oleju, chłodnicy wspomagania, mocowania silnika i zawieszenia. Z tyłu sytuacja była dużo prostsza - rury zastrzałów do mocowania tylnego zwieszenia można było wyprowadzić z górnego pałąka, a wśród rur musiało się zmieścić jedynie kilka elementów, takich jak m.in.: zbiornik paliwa, koło zapasowe, chłodnice płynu chłodniczego silnika oraz skrzyni biegów i skrzyni rozdzielczej oraz kilka mniejszych rzeczy typu akumulator, pompy paliwa, narzędzia itp. Po zbudowaniu ramy rozpoczęto prace nad przednią i tylną częścią nadwozia.

Budowanie nadwozia okazało się dużym i bardzo czasochłonnym wyzwaniem. Zajęło ono w sumie dokładnie rok.

1 kwietnia 2004. W drodze do firmy modelarskiej, która miała wykonać symetryczne odwzorowanie lewej połowy nadwozia oraz ściągnąć formy.

Załoga miała od początku określoną wizję stylistyczną, którą trzeba było nałożyć na wymagania wiążące się z terenowym przeznaczeniem samochodu. Konstrukcja terenowej rajdówki uwarunkowana jest niezwykle dużą ilością czynników, które bardzo ograniczają projektanta i z których często nie zdajemy sobie sprawy, nawet gdy od dawna użytkujemy auta terenowe w rajdach. Pierwszym elementem nadwozia była kabina. Musiała ona być na tyle szeroka, aby pomieścić pomiędzy fotelami tunel ze skrzynią biegów i reduktorem. Jednocześnie założeniem było, aby obaj zawodnicy mieli maksymalnie dużą przestrzeń wokół głów i barków, na wypadek ewentualnego zderzenia bocznego lub rolowania. Ponadto należało uzyskać dobrą widoczność. Te dwa ostatnie warunki wymusiły zainstalowanie dość dużej szyby przedniej. Stylizację przedniej części nadwozia warunkował założony całkowity brak zwisu przedniego. Wyzwaniem był również duży skok kół, który nie pozwalał poprowadzić linii auta tak tworzyła klin. Brak zwisu oraz duży skok kół spowodował trudności w umiejscowieniu przednich świateł. Założeniem było usytuowanie świateł w linii kół, a nie pomiędzy kołami (tak jak np. we Wranglerze czy Schlesserze). W związku z tym nadkola zostały wyoblone oraz dobrano maksymalnie płaskie wkłady lamp. Tylna część nadwozia pozwalała na dużo większą swobodę projektowania. Zdecydowano, aby z tył wprowadzić zwis, ale by był on dość krótki. Całość konstrukcji miała przypominać samochody typu coupé. Oczywiście wydatnie zmniejsza to przestrzeń ładunkową za grodzią za fotelami, ale rajdówce w specyfikacji RMPST wystarcza stosunkowo niewielki zbiornik paliwa oraz tylko jedno koło zapasowe. Starano się również zachować choć odrobinę praktyczności w eksploatacji, choć w przypadku tego auta od razu zrobiono założenie, że nadwozie z lekkich materiałów będzie bardzo podatne na uszkodzenia i będzie musiało być co jakiś czas wymieniane.

Najważniejszym zadaniem było ciągłe zwracanie uwagi jak wzrasta waga auta. Nadwozie składa się z trzech oddzielnych części. Konstrukcja pozwala na zdjęcie całości nadwozia z ramy przez dwie osoby w ciągu ok. 10 minut. Pomimo takiej prostoty budowy, nadwozie składa się aż w sumie z ok. 40 oddzielnych elementów. Każdy z nich pochodzi z osobnej formy. Ich stworzenie wiązało się z dużym nakładem pracy, ale dzięki temu uzyskano możliwość odtwarzania poszczególnych elementów lub zbudowania identycznego drugiego egzemplarza.

W trakcie prac nad nadwoziem powstało kilka egzemplarzy poszczególnych elementów.


Na elementy nadwozia składają się:
1. Maska
2. Klosz światła lewego
3. Klosz światła prawego
4. Osłona przeciwbłotna światła lewego
5. Osłona przeciwbłotna światła prawego
6. Wachlarz lewy przedni
7. Wachlarz prawy przedni
8. Osłona-grill
9. Osłona chłodnicy

Pod zewnętrzną powłoką nadwozia znajdują się ultralekkie elementy osadzające nadwozie na ramie.


10. Łapacz powietrza z prawego wentylatora
11. Nawiew powietrza na kolektory
12. Dystans maski przód lewy
13. Dystans maski przód prawy
14. Rant wachlarza lewy
15. Rant wachlarza prawy
16. Kabina
17. Drzwi lewe zewnętrzne poszycie
18. Drzwi lewe wewnętrzne poszycie
19. Drzwi prawe zewnętrzne poszycie
20. Drzwi prawe wewnętrzne poszycie
21. Lusterko
22. Deska rozdzielcza front
23. Deska rozdzielcza podszybie
24. Nawiew powietrza na szybę lewy

25. Nawiew powietrza na szybę prawy
26. Dystans dachowy pałąk przedni
27. Dystans dachowy lewy bok
28. Dystans dachowy środek
29. Dystans dachowy prawy bok
30. Dystans dachowy pałąk główny
31. Tylna pokrywa
32. Wachlarz lewy tył
33. Wachlarz prawy tył

Gotowy wachlarz wykonany z formy.


34. Osłona przeciwbłotna światła lewego
35. Osłona przeciwbłotna światła prawego
36. Wręga lewa
37. Wręga prawa
38. Osłona zbiornika paliwa
39. Osłona pomp paliwa

Zbiornik paliwa został umieszczony z tyłu. Został on wykonany specjalnie do tego samochodu i jest to połączenie blachy z włóknem węglowym. Ma on pojemność 63 litrów. Z tyłu znalazły się także w sumie trzy chłodnice: płynu chłodzącego silnika z dwoma wentylatorami, oleju reduktora oraz oleju skrzyni biegów z pojedynczymi wentylatorami. Wszystkie układy mają własne pompy. Układ pomp paliwa jest zdublowany.

Dane po lewej pokazują parametry silnika nr 2 na starym osprzęcie, ale bez strojenia elektronicznego. Oznacza to, że wyważenie układu korbowego, obróbka głowicy i właściwe ustawienie wałków dało przyrost ok. 20KM. Po zestrojeniu osiągnięto parametry: 220KM i 260NM (dane po prawej).

Sercem auta jest silnik BMW M50B25, o pojemności 2494 ccm, bez zmiennych faz rozrządu, o mocy fabrycznej 192 KM przy 5900 obr/min i momencie obrotowym 245 Nm przy 4700 obr/min. Silnik został poddany tuningowi, za który odpowiadało kilka krajowych firm tunerskich. Za względów regulaminowych nie mogła zostać zwiększona pojemność skokowa, ani nie można było zastosować doładowania. Obróbkę korbowodów oraz głowicy wykonano we własnym zakresie. Układ dolotowy i wydechowy został zaprojektowany przez inż. Pachonia i wykonany wspólnie przez zespół oraz firmę Michael. Wałki rozrządu przygotował inż. Świątek. Za elektronikę odpowiada kilka firm. Ostateczne strojenie silnika zostało wykonane w krakowskim V-Techu. Tak zestrojony silnik charakteryzuje się mocą 220KM przy 6000 obr/min oraz momentem obrotowym 260Nm przy 5200 obr/min.

Moment obrotowy przekazywany jest za pomocą specjalnie przygotowanego
jednomasowego koła zamachowego oraz specjalnie dobranego docisku. Tarcza sprzęgła wyposażona jest w sześć okładzin spiekowych. Skrzynia biegów pochodzi z BMW M3. System zmiany biegów został zaprojektowany i wykonany przez zespół, co pozwoliło przesunąć manetkę w optymalne miejsce i znacznie skrócić drogę przełączania biegów (tzw. quickshift). Skrzynia biegów jest dodatkowo wyposażona w system chłodzenia oleju. Skrzynia redukcyjno-rozdzielcza pochodzi z Mercedesa G460. Jej obudowa została przerobiona i również wyposażona w system chłodniczy. Wały napędowe zostały wykonane od podstaw. Przedni składa się z dwóch elementów oraz dwułożyskowanej podpory. Wały wyposażone są w podwójne przeguby krzyżakowe. Za konstrukcję i serwis wałów odpowiada firma Welte. Dużo pracy poświęcono mostom. Pochodzą one z

Amortyzatory to HP Sporting wyposażone w sprężynę główną i pomocniczą. Początkowo były one montowane tłoczyskiem do góry.

Mercedesa - przedni z G460, tylny ze Sprintera 4x4. Oryginalne mosty były zbyt wąskie i słabe. Poszerzenie rozstawu kół przez poszerzanie felg powodowałoby zbyt duże przeciążenia dla zwrotnic, stąd postanowiono poszerzyć mosty. Wymagało to dorobienia nowej przedniej lewej półosi. Ponadto zmieniono wewnętrzną konstrukcję mostów, tak aby zaadoptować elementy z najnowszych wersji Mercedesa. Z zewnątrz mosty zostały wzmocnione. Przerobiono mocowania i system drążków poprzecznych. Oba mosty są wyposażone w blokady. Zmieniono przełożenia dyferencjałów na przełożenie 1:4,4. Wahacze zostały stworzone od podstaw i zamocowane do ramy za pomocą przegubów kulowych, a do mostów za pomocą oryginalnych silentblocków marki Mercedes. Za amortyzację odpowiada system ośmiu regulowanych amortyzatorów firmy HP Racing, wyposażonych w zewnętrzne zbiorniczki oraz w podwójne sprężyny.

Układ elektryczny został zbudowany od podstaw. Tablica przyrządów jest łatwa w obsłudze, a dzięki budowie panelowej prosta w serwisowaniu. Wszystkie przełączniki, przekaźniki i bezpieczniki zostały umieszczone na desce rozdzielczej. Wykorzystano wskaźniki analogowe, zamiast systemu ciekłokrystalicznego, z uwagi na brudne warunki pracy w aucie terenowym, choć kosztem nieco wyższej wagi. Wskaźniki pozwalają kontrolować: obroty silnika, temperaturę płynu chłodniczego silnika w bloku i w chłodnicy, temperaturę oleju skrzyni biegów i reduktora, temperaturę i ciśnienie oleju silnika, ładowanie akumulatora, ciśnienie w układzie paliwowym, poziom paliwa. W kabinie znajduje się spora ilość urządzeń, w tym m.in.: zbiorniczki płynu hamulcowego, manetki załączania blokad, hydrauliczny hamulec ręczny pracujący na tylne koła poprzez główny układ hamulcowy, ręczny korektor siły hamowania tylnej osi, komputer sterujący pracą silnika, nagrzewnica, dwie wykonane na zamówienie haldy (dwumonitorowy metromierz oraz dwumonitorowy zegaro-stoper), obrotomierz z shiftlightem oraz pamięcią .

Prezentowany samochód jest efektem prawie trzyletniej pracy trzech osób, a w ostatnich miesiącach budowy - pracy pięciu osób.


Zobacz galerie zdjęć:

Nadwozie
Rama
Silnik
Mechanika
Zawieszenie
Pierwsze jazdy

 

 
ORCA Rally Team, Tomasz i Patryk Łoszewscy
Projekt i wykonanie: Michał Olawski, Piotr Stawarski