Spojlery samochodowe – czym są, do czego służą i jak się je projektuje?.

Wbrew pozorom spojlery samochodowe nie stanowią wyłącznie charakterystycznego elementu nadwozia aut sportowych i wyścigowych. Ich atuty sprawiają, że znajdują zastosowanie również w samochodach osobowych, które każdego dnia można spotkać na ulicach. Spojlery samochodowe doskonale łączą w sobie estetykę i funkcjonalność. Zapewniają pojazdom dodatkowe walory wizualne, a przy tym zwiększają ich aerodynamikę. 

Istnieje kilka rodzajów spojlerów różniących się między sobą przede wszystkim kształtem, materiałem, z jakiego zostały wykonane, a także miejscem mocowania. Niezależnie jednak od typu spojlera, specjaliści pracujący nad jego zaprojektowaniem muszą wziąć pod uwagę takie czynniki jak m.in. bezpieczeństwo, odpowiednia technologia produkcji czy estetyka.

Spojlery samochodowe to bez wątpienia fascynujący temat, który budzi duże zainteresowanie u wielu miłośników motoryzacji. Jeśli i Twojemu sercu bliskie są rzetelne informacje i najświeższe nowinki ze świata automotive, to dalsza część tego artykułu dostarczy Ci naprawdę solidną dawkę wiedzy. Wyjaśniamy w niej między innymi: co to są spojlery samochodowe, dlaczego się je stosuje, z czego się je wykonuje, a także jak wygląda proces projektowania tych elementów nadwozia.

Czym są spojlery samochodowe?

Istotnym obszarem, o jaki należy zadbać w procesie projektowania samochodu, są jego elementy zewnętrzne, określane z języka angielskiego jako Exterior. To szeroka grupa części, wśród których znajdują się m.in. zderzaki, lusterka, grille, nakładki, a także rozwiązanie, na jakim dziś się skupimy, czyli spojlery samochodowe.

Czym tak naprawdę jest spojler samochodowy? Tym mianem określa się element aerodynamiczny, którego podstawowym zadaniem jest manipulacja przepływem powietrza wokół nadwozia auta w taki sposób, aby poprawić aerodynamikę pojazdu oraz jego właściwości jezdne. Jak do tego dochodzi? Spojler pomaga zredukować różnicę ciśnień występującą między strefą znajdującą się nad samochodem a strefą rozciągającą się pod nim. Jest to korzystne dla zapewnienia stabilności prowadzenia auta oraz odpowiedniego poziomu przyczepności kół do jezdni.

Wysoka różnica ciśnień między obszarami nad i pod pojazdem może generować niepożądane siły nośne skierowane pionowo w górę, co wpływa negatywnie na zachowanie samochodu na drodze. Wartość tej siły zwiększa się wraz ze wzrostem prędkości pojazdu. Zastosowanie spojlera samochodowego przyczynia się do zwiększenia docisku auta do nawierzchni, dzięki czemu jego właściwości jezdne, szczególnie przy wyższych prędkościach, ulegają zauważalnej poprawie. Z tego powodu funkcjonalna strona spojlerów interesuje zazwyczaj głównie:

• właścicieli samochodów sportowych,
• kierowców, którzy często przemieszczają się często poza terenem zabudowanym, gdzie można poruszać się ze znacznie wyższą prędkością niż 50-60 km/h.

Przy standardowych prędkościach, które można osiągać w np. w mieście, efekty związane z poprawą właściwości jezdnych auta w wyniku zastosowania spojlera są znikome. Podstawowym celem stosowania spojlerów w „miejskich” samochodach osobowych jest więc najczęściej chęć wizualnego uatrakcyjnienia danego pojazdu.

Spojlery samochodowe a inne elementy aerodynamiczne w pojeździe

Chociaż wiele osób potocznie określa różne zewnętrzne elementy aerodynamiczne w samochodzie jako „spojlery”, to w języku profesjonalnym termin „spojler” ma bardziej specyficzne znaczenie. Mocowanie spojlera wykonuje się najczęściej bezpośrednio do górnej krawędzi tylnej części nadwozia – w przypadku sedanów miejscem montażu jest zwykle koniec bagażnika, natomiast w hatchbackach spojler zazwyczaj mocuje się na końcu dachu, choć istnieje też możliwość zastosowania analogicznego sposobu montażu jak w sedanach. Specjalne elementy aerodynamiczne mogą być mocowane także z przodu, przy czym spojler przedniego zderzaka ma już osobną nazwę i jest określany mianem splittera.

Innym interesującym rozwiązaniem jest tzw. „skrzydło”, które wyróżnia się znacznym odstępem od nadwozia samochodu. Aby osiągnąć taki efekt, stosuje się specjalne wsporniki. Nazwa „skrzydło” nawiązuje do podobieństwa do skrzydła samolotu, jednak istotną różnicą jest to, że w przypadku elementów samochodowych generują one siłę nośną skierowaną w dół, a nie w górę. Dzięki temu samochód nie jest unoszony, tylko zostaje dociśnięty aerodynamicznie do nawierzchni.

Jakie funkcje pełnią spojlery samochodowe w autach?

Kiedy wiemy już, czym są spojlery samochodowe, możemy przejść do omówienia ról, jakie odgrywają one w autach oraz korzyści wynikających z ich zastosowania.

• Poprawa aerodynamiki i przyczepności

Tylne spojlery mają na celu zapewnienie pojazdom odpowiedniej aerodynamiki i przyczepności. Dzięki nim kierowanie samochodem przy wyższych prędkościach staje się łatwiejsze – auto cechuje się lepszą przyczepnością i stabilnością, a dodatkowo zredukowany zostaje niepożądany efekt „kołysania się” pojazdu.

• Mniejsze zużycie paliwa

Z perspektywy funkcjonalnej spojlery samochodowe są źródłem także innych korzyści, w tym m.in. nieco niższego poziomu spalania paliwa podczas przemieszczania się z dużą prędkością czy ograniczenia ryzyka utraty kontroli nad pojazdem w wyniku wpadnięcia w poślizg.

• Estetyka

Jak wskazaliśmy wcześniej, efekty związane z poprawą właściwości jezdnych mają gwarantować jednak przede wszystkim spojlery sportowe, które montuje się w autach przeznaczonych np. do jazdy na torze. Warto więc zadać sobie pytanie: po co spojler w samochodzie osobowym, skoro jego działanie może być trudno dostrzegalne przy standardowych prędkościach? Odpowiedź jest prosta: estetyka! Aspekty wizualne dla dużej części kierowców są równie istotne, co aspekty funkcjonalne, dlatego umiejętnie zaprojektowany i dopasowany do danego modelu spojler potrafi być naprawdę silnym argumentem przekonującym potencjalnego klienta do zakupu samochodu. Zazwyczaj spojlery mają podkreślać sportowy charakter auta oraz jego dynamiczną stylistykę. Aby uzyskać jeszcze efektowniejszy rezultat, producent spojlerów samochodowych i aut może zdecydować się na montaż tzw. bodykitu, czyli zestawu, który obejmuje nie tylko spojler, ale także np. specjalne zderzaki i nakładki progów bocznych. W ten sposób możliwe jest wprowadzenie na rynek pojazdów będących standardowymi wersjami silnikowymi z usportowionymi elementami nadwozia.

Z jakich materiałów wykonuje się spojlery samochodowe?

Producent spojlerów dedykowanych zarówno dla samochodów osobowych, jak i sportowych, ma szeroki wachlarz materiałów do wyboru podczas produkcji tych elementów. Wybór materiału ma kluczowy wpływ zarówno na właściwości techniczne spojlera, jak i na jego cenę. Jakie materiały są najczęściej stosowane do produkcji spojlerów do samochodów?

Laminat – połączenie włókna szklanego z żywicą

Najczęściej spotykane na rynku spojlery do samochodów są wykonane z laminatu, do stworzenia którego używa się zwykle włókna szklanego i żywicy. Taki materiał otrzymuje się ze szkła roztopionego w temperaturze sięgającej 1200 stopni Celsjusza, a następnie poddanego odpowiednim procesom utwardzającym z uwzględnieniem dodatku żywicy. Ta technologia wytwarzania spojlerów jest dość prosta i niedroga, dlatego wyprodukowane zgodnie z nią elementy zewnętrzne należą do najtańszych i najpopularniejszych.

Warto zauważyć, że cieszą się one dużym zainteresowaniem kierowców, którzy marzą o niedrogim tuningu auta. Z uwagi na dużą dostępność spojlerów z laminatu na rynku, dobranie odpowiedniego rozwiązania pod względem koloru, wzoru i kształtu do konkretnego modelu samochodu nie stanowi wielkiego problemu. Dużym minusem spojlerów wykonanych z tego materiału jest jednak niska odporność na uderzenia.

Poliuretan

Czy istnieją inne materiały, które można wykorzystać do produkcji spojlerów? Jednym z popularnych wyborów jest poliuretan, który charakteryzuje się trwałością, elastycznością i znacząco większą odpornością na uderzenia i zarysowania w porównaniu do laminatu. Ze względu na to spojlery z poliuretanu są zauważalnie droższe od tych z laminatu. 

Materiały termoplastyczne

Kolejną grupą materiałów, na które może postawić producent spojlerów samochodowych, są tworzywa termoplastyczne, takie jak np. ABS. Charakterystycznymi cechami spojlerów wykonanych z tworzywa ABS jest duża odporność na uszkodzenia mechaniczne, a także negatywne oddziaływanie wysokich temperatur. Najistotniejszym minusem elementów zewnętrznych wyprodukowanych z ABS jest ich zwiększona masa.

Kompozyty

Indywidualnie projektowane spojlery samochodowe na zamówienie lub te, które zdobią droższe modele aut, zazwyczaj wykonywane są z kompozytów. Spośród kompozytów stosowanych do produkcji spojlerów szczególnym uznaniem cieszy się włókno węglowe, określane niekiedy także mianem karbonu. Elementy aerodynamiczne wykonane na jego bazie wyróżniają się m.in.:

• bardzo małą masą,
• wysoką odpornością na uszkodzenia mechaniczne,
• unikalnym designem, który łączy w sobie elegancję i sportowy charakter.

Luksusowe spojlery samochodowe z włókna węglowego to bez wątpienia rozwiązanie premium – kosztują znacznie więcej od części wykonanych z innych materiałów, ale są wyjątkowo funkcjonalne i doskonale się prezentują.

Projektowanie spojlerów samochodowych – na co należy zwrócić uwagę?

Prawidłowo zaprojektowane spojlery samochodowe powinny wyróżniać się określonymi cechami, które będą zapewniać tym elementom zewnętrznym odpowiedni poziom bezpieczeństwa, estetyki i funkcjonalności. Co należy uwzględnić podczas projektowania tych części auta i czy zawsze takie rozwiązania są zgodne z prawem?

• Stosowanie spojlerów samochodowych jest w pełni legalne pod warunkiem, że spełniają one kilka podstawowych kryteriów. Spojlery do samochodu muszą być pozbawione ostrych, niebezpiecznych krawędzi, które mogłyby stanowić zagrożenie dla pieszych i innych uczestników ruchu drogowego. Należy również zadbać o właściwe mocowanie spojlera do pojazdu – zazwyczaj wykorzystuje się w tym celu specjalne, bardzo mocne kleje oraz śruby.
• Istotną kwestią w kontekście projektowania spojlerów samochodowych jest dążenie do jak najniższej wagi takich elementów. Dzięki ich lekkości możliwa jest redukcja zużycia paliwa, a także ilości emitowanych spalin. W celu zapewnienia spojlerom niewielkiej masy projektanci muszą zmierzyć się z kilkoma wyzwaniami, takimi jak np. zmniejszenie liczby części składających się na konstrukcję spojlera czy ograniczenie grubości ścianek przy jednoczesnym zachowaniu wymaganego poziomu trwałości.
• Redukcja liczby komponentów wykorzystanych do produkcji spojlera wpływa nie tylko na jego niższą masę, ale także ograniczenie kosztów i czasu wytworzenia takiego elementu. Firmy, którym zależy na zachowaniu rentowności produkcji, muszą więc spojrzeć na kwestię minimalizacji liczby części składowych spojlera również pod tym kątem.
• Kluczem do sukcesu spojlerów na rynku jest dobór odpowiedniej technologii produkcji. Projekt elementu musi uwzględniać to, aby część mogła być skutecznie wytworzona np. z wykorzystaniem wtrysku tworzywa sztucznego. Kształt projektowanej konstrukcji powinien być poprowadzony w taki sposób, aby nie dochodziło do powstawania tzw. wsysów oraz podziałów formy podczas wtrysku. Dzięki temu otrzymany element zachowa wymaganą trwałość, bezpieczeństwo i estetykę. Należy również zadbać o to, aby grubość ścianek produkowanych elementów została utrzymana – umożliwi to uniknięcie widocznych deformacji i innych wad.
• Przy projektowaniu spojlerów do samochodu oraz innych elementów zewnętrznych auta trzeba zwrócić uwagę na kwestię właściwej aerodynamiki. Projektowanie przemysłowe takich części musi uwzględniać to, że powinny one redukować opory powietrza oraz usprawniać jego przepływ wokół samochodu. Dzięki optymalnym kształtom i odpowiedniemu wygładzeniu powierzchni spojlerów można przyczynić się m.in. do zmniejszenia zużycia paliwa czy redukcji generowanego hałasu.
• Projektowanie elementów samochodu, w tym spojlerów, wymaga także skupienia na estetyce. Spojlery powinny nie tylko harmonijnie komponować się z charakterem konkretnego modelu samochodu, ale także dodawać mu atrakcyjnego wyglądu. Stylowo zaprojektowane elementy zewnętrzne są jednym z istotnych czynników determinujących pozytywny odbiór pojazdu oraz wzbudzających zainteresowanie nim ze strony potencjalnych nabywców.

Jak wygląda proces projektowania spojlerów samochodowych w Endego?

W Endego specjalizujemy się w projektowaniu spojlerów samochodowych oraz innych elementów zewnętrznych auta, które są wspólnie klasyfikowane jako Exterior. Dysponujemy niepowtarzalnym know-how i bogatym doświadczeniem w tej dziedzinie, czego efektem jest ponad dekada udanych projektów technologicznych we współpracy z wiodącymi firmami z branży motoryzacyjnej.  Jak przebiega proces projektowania spojlerów samochodowych w naszym wykonaniu?

Etapem inicjującym projektowanie spojlera samochodowego jest faza Concept Studies. W jej ramach nasz zespół specjalistów m.in.:

• określa potrzeby i wymagania klienta,
• dokonuje analizy porównawczej z innymi rozwiązaniami dostępnymi na rynku,
• przeprowadza dobór materiałów, które pozwolą spojlerowi najlepiej spełniać jego funkcję.

Ustalenia powstałe podczas fazy Concept Studies stanowią podwaliny pod dalsze działania projektowe.

Następnym etapem w kompleksowym rozwoju spojlera samochodowego jest projektowanie. Obejmuje ono szereg działań związanych z m.in.:

• modelowaniem parametrycznym CAD,
• obliczaniem łańcucha tolerancji,
• wykonaniem analizy CAE,
• weryfikacją wykonalności projektu,
• sporządzeniem kompleksowej dokumentacji.

W trakcie prac projektowych zwracamy szczególną uwagę na to, aby opracowywany element charakteryzował się lekkością, trwałością, możliwie tanią produkcją oraz wyjątkową estetyką, która będzie harmonijnie wpasowywać się w stylistykę modelu samochodu, do jakiego ma być zamocowany spojler.

Pomyślna realizacja działań projektowych pozwala przejść do ostatniej fazy kompleksowego rozwoju produktu, czyli prototypowania. Odbywa się ona w pętlach prototypowych, na które składają się:

• tworzenie modelu 3D,
• produkcja prototypu,
• montaż prototypu,
• walidacja przygotowanego modelu.

Cykl prototypowania jest powtarzany do czasu aż uzyskamy akceptację usatysfakcjonowanego klienta na zaproponowaną wersję rozwiązania.

Nasze kompleksowe podejście związane z pełnym zaangażowaniem w każdy etap, od opracowania wstępnej koncepcji do uruchomienia seryjnej produkcji, pozwala zapewnić końcowy sukces całego projektu. Warto zaznaczyć, że na wszystkich etapach kompleksowego rozwoju produktu, w tym przypadku spojlera samochodowego, gwarantujemy naszym partnerom fachowe doradztwo techniczne, obejmujące m.in. wsparcie na żądanie.

Szukasz zespołu wykwalifikowanych inżynierów z dużym doświadczeniem w sektorze automotive, którzy pomogą Ci stworzyć spojler idealnie dopasowany do charakterystyki samochodu projektowanego przez Twoją firmę? Nie czekaj – skontaktuj się z nami już teraz! Twój doskonały spojler jest na wyciągnięcie ręki.