Kabriolet z dachem materiałowym czy metalowo-szklanym - różnice techniczne

Wśród kabrioletów istnieją dwa niezależne światy – jeden, w którym królują auta z dachem płóciennym i drugi, w którym spotkamy skomplikowane konstrukcje dachów stalowych lub szklanych. Czym różnią się od siebie te dwa podejścia do przestrzeni ponad głowami pasażerów?

Mogłoby się wydawać, że kabriolety z miękkim dachem skazane są na wymarcie przez pojawienie się nowocześniejszych konstrukcji stalowych. Jednak tak się nie stało, bo oba rozwiązania celują w innego klienta, znajdując swoje miejsce w samochodowej niszy.

Wyraźnie widać to na przykładzie najmniejszych modeli kabrioletów. Te z segmentu premium mają zazwyczaj dachy miękkie (np. BMW serii 1 czy Audi A3), z kolei konstrukcje bardziej pospolite jak Peugeot 207 CC wyposażane są zazwyczaj w dachy sztywne.

Wynika to z tego, że te drugie często trafiają do klientów, którzy próbują traktować te auta zdecydowanie bardziej uniwersalnie, często na co dzień i jako jedyne. Te pierwsze, to raczej modne zabawki, użytkowane raczej z rzadka, przy dobrej pogodzie.

Obecnie dachy materiałowe są dalekie od swoich poprzedników. To często bardzo zaawansowane technologicznie konstrukcje, składające się z kilku warstw materiału. Jedna z nich to zazwyczaj warstwa wyciszająca, bo bycie w dzisiejszych czasach kabrioletem nie uprawnia do bycia autem głośnym.

Warstwa ta odpowiedzialna jest także za izolację cieplną, tak aby kabriolet, nawet z dachem miękkim, mógł być autem całorocznym. Wykonana jest zazwyczaj ze spienionego poliuretanu i obita materiałem tapicerskim.

Warstwa zewnętrzna to nieprzemakalna tkanina, odporna na uszkodzenia mechaniczne powstałe w wyniku eksploatacji lub prób dostania się do wnętrza pojazdu. Do impregnacji tej warstwy powszechnie stosowany jest polichlorek winylu.

Aby możliwe było rozłożenie tak zaawansowanego materiałowo dachu potrzebny jest odpowiedni szkielet. Punktem oparcia jest rama przedniej szyby, a sam szkielet złożony jest z ramy belkowej. Mocowanie z przednią szybą następuje zazwyczaj poprzez zamek-blokadę.

Do ramy dachu mocowane są poprzeczki oraz taśmy napinające poszycie, gdy jest rozłożone. Całość dopełniona jest przegubami i zawiasami, które pozwalają na sprawne składanie dachu.

Taki rodzaj dachu charakteryzuje się tylną szybą wykonaną albo ze szkła albo (najczęściej) z tworzywa sztucznego. Te szklane występują rzadziej, ale są trwalsze i nie rysują się po latach eksploatacji. Dodatkowo mogą być podgrzewane.

Miejsce chowania dachu uzależnione jest po części od rodzaju pojazdu. W dwumiejscowych roadsterach dach chowa się za przednimi siedzeniami, natomiast w czteroosobowych kabrioletach dopiero za dodatkowymi miejscami. Samo rozkładanie i składanie dachu może odbywać się ręcznie, ale może również elektrycznie.

Nawet te najprostsze, rozkładane ręcznie posiadają obecnie sprężyny, które pozwalają na brak siłowania się z upartym mechanizmem. Osobną kwestią jest odblokowywanie i zablokowywanie dachu w rejonie mocowania z przednią szybą. Nawet przy dachu rozkładanym elektrycznie niekiedy wykonywane jest to ręcznie.

Gdy dach jest elektryczny, to za jego przemieszczanie odpowiadają siłowniki elektryczne lub elektryczno-hydrauliczne. W tym drugim przypadku konieczna jest obecność w układzie pompy hydraulicznej, pompującej roboczy czynnik hydrauliczny.

Coraz częściej producenci przebijają się wzajemnie czasami składania dachów. Często, zwłaszcza w przypadku konstrukcji materiałowych, jest to jedynie kilka – kilkanaście sekund. Dlatego dach można z powodzeniem rozłożyć podczas postoju na światłach lub w czasie jazdy z niewielką prędkością.

Do dachów materiałowych producenci proponują także tzw. hardtopy, czyli dodatkowe wyposażenie w metalowy lub wykonany z tworzyw sztucznych, sztywny dach - na zimę.

Zachwyt konstrukcjami sztywnych dachów składanych trwa nieprzerwanie od 1996 roku, kiedy to Mercedes zastosował po raz pierwszy taki dach w modelu SLK. Od tej pory kabriolety stały się zdecydowanie bardziej praktyczne, a po sukcesie modelu takie rozwiązania zaczęli wprowadzać także inni producenci.

Dach podzielony jest zazwyczaj poprzecznie na kilka części-segmentów. Aby mógł się chować w bagażniku konieczny jest układ elektrycznego zamykania i otwierania z cięgnami Bowdena i suwakowymi zaworami blokującymi. Do tego konieczna jest szklana szyba oraz wzmocnienia i uszczelnienia. To wszystko sprawia, że auto dodatkowo zyskuje na masie i wersje kabriolet za sprawą konstrukcji dachowych oraz dodatkowych wzmocnień są znacznie cięższe od pierwowzorów.

Producenci zamiast stali używają często paneli szklanych, dzięki czemu podróżni mogą rozkoszować się widokiem nieba także podczas jazdy z dachem zamkniętym. Jednak nie są to zwykłe szklane panele, a przebadane konstrukcje, odporne na uszkodzenia i chroniące pasażerów nie gorzej niż stal.

Dodatkową ich cechą jest stosowanie filtrów nieprzepuszczających promieniowanie podczerwone. W najbardziej zaawansowanych konstrukcjach szklane panele mogą być odsuwane, tworząc coś na kształt szyberdachu.

Proces składania lub otwierania takiego dachu trwa zazwyczaj dłużej niż materiałowego odpowiednika – nawet do pół minuty. Operację realizuje układ elektrohydraulicznych sterowników, gdzie ciśnienie robocze spokojnie osiąga kilkanaście MPa. Nie tylko sam dach jest sterowany, zazwyczaj dochodzi do tego sterowanie wnękami za siedzeniami oraz zabezpieczenia mocowania dachu z przednią szybą.

Wszystko steruje moduł elektroniczny, który czuwa także nad współpracą z wycieraczkami czy ogrzewaniem tylnej szyby. Do tego dochodzi konieczność opuszczania bądź podnoszenia szyb bocznych oraz uchylenia pokrywy bagażnika. Konstrukcje te są jednak tak przewidziane, aby w przypadku awarii możliwe było zamknięcie dachu ręczne.

Komora bagażnika musi być odpowiednio podzielona, tak aby bagaż nie wpływał na funkcjonowanie mechanizmu. Poważnym wyzwaniem dla konstruktorów jest opracowanie mechanizmu kinematycznego składania dachu w taki sposób, aby można go było złożyć nawet w niskich garażach i parkingach.

Zaletami rozwiązania są przede wszystkim uniwersalność, niewrażliwość na czynniki atmosferyczne, wysoki komfort termiczny i akustyczny, wyższa trwałość i odporność na akty wandalizmu oraz wyższe bezpieczeństwo.

Nie bez znaczenia jest lepsza aerodynamika, osiągana poprzez optymalizację kształtu dachu i jego gładkości oraz znacznie większa odporność nadwozia na skręcanie (gdy dach jest zamknięty).

Przyjrzyjmy się teraz pokrótce wadom. Po pierwsze ograniczona zostaje pojemność bagażnika. Po drugie konieczny jest zaawansowany technicznie i drogi mechanizm składania, który podwyższa masę i podwyższa koszta produkcji, a w konsekwencji cenę pojazdu. Podczas składania dachu na pasażerów może polecieć woda na nim zgromadzona (konstruktorzy starają się to eliminować). Dodatkowo długie słupki A nadwozia poważnie utrudniają wsiadanie.

Jak z trwałością dachów typu coupe-cabrio? Zazwyczaj projektowane są na około 10 000 – 20 000 cykli pracy, czyli w przybliżeniu na całe życie samochodu. Koszt ewentualnej naprawy będzie zapewne tak drogi, że nie będzie się to opłacać.