Автомобиль из алюминия

Любопытно, что технология получения дешевого алюминия, была разработана в 1886 году, то есть, в тот год, когда Бенц запатентовал свой самодвижущийся экипаж. В его машине алюминия не было, но было множество медных и железных деталей. Представляете, какие резервы по уменьшению массы транспортного средства открылись перед конструкторами, когда алюминий все-таки нашел применение в автомобиле.

А произошло это в США в 1906 году. Компания “Mormon” представила автомобиль с алюминиевым блоком цилиндров. Свое завоевание автомобилей легкий металл начал именно с двигателей. Острой необходимости его использования, какая возникла в авиации, в автомобилестроении не было.

Серьезный импульс отрасль получили только после Второй мировой войны. Памятен пример британской фирмы «Land Rover», начавшей выпуск вездеходов, на кузова которых пошла облицовка от бомбардировщиков. Разумеется, такой автомобиль мог появиться только при условии жесточайшего дефицита стали. По другую сторону Атлантики, где правительство лимитировало ее продажу, автомобильные компании выходили из положения, выпуская машины с деревянными кузовами.

Если в 1985 году в современном автомобиле применялось 60 кг алюминия, то сегодня эта цифра преодолела центнер. Вдобавок алюминий стали использовать для основы конструкции кузова. Да еще из него штампуют капоты, крылья и двери. Специалисты прогнозируют, что к 2020 году использование алюминия возрастет до 150 кг. Прежде всего это касается подвесок. Применение легкого металла в подвеске BMW позволило сократить массу узлов на 36%.

Впрочем, как мы видим, примеры использования алюминия, преимущественно на дорогих моделях. Где на общем фоне затрат не столь заметна доля расходов, связанных с применением альтернативной технологии. Очевидно, что прямой выгоды от этого материала, ждать не приходится. Вряд ли алюминий будет дешеветь столь же стремительно, как технология его применения, которая становится более простой и доступной. Хотя ведь Советский Союз выплавлял примерно два с половиной миллиона тон крылатого металла в год. Интересно, превзошла ли Audi, выпускающая автомобили с алюминиевым несущим кузовом, тираж выпущенных в нашей стране боевых машин, имеющих алюминиевые бронекорпуса.

Алюминизировать автомобиль пытались многие. Выдающийся французский автомобильный инженер Жак Альбер Грегуар в 1934 году выступил с новой конструкцией – несущим каркасом из алюминия. Эти наработки он использовал в серийном автомобильчике, который имел массу 750 кг.

Список автомобилей с оцинкованным кузовом. Технологии цинкования, плюсы и минусы каждой.

Но дело как-то не пошло. После войны Грегуар разработал для фирмы «Panard» небольшой автомобильчик Dina. Ее выпустили в очень небольших количествах.

Оставила свой след и итальянская фирма Карросири Туринг, выпускавшая в 30-х — 50-х годах дорогие спортивные автомобили с кузовами, на которых алюминиевые наружные панели крепились на стальном трубчатом каркасе. Позднее эту итальянскую технологию приобрел Aston Martin.

Сегодня и то и другое название, произнесенное применительно к автомобилю, заставляет трепетать сердца коллекционеров.

Кузов является одной из самых наиважнейших деталей автомобиля. В его основные качества в первую очередь должны входить безопасность, прочность, относительная при этом дешевизна, но в тоже время он должен быть оптимально удобным для всех пассажиров салона авто и отличаться стилем и дизайном. Согласитесь, что качества эти порой противоречивы, поэтому между производителями нет единого мнения, какой из кузовных материалов наиболее лучше подходит для производства.

Мы расскажем вам о современных кузовных материалах и рассмотрим их плюсы и минусы.

Стальной кузов

Стальной кузов может быть различной вариантности сплава, что дает совершенно непохожие свойства его разновидностям. Так, к примеру, отличной пластичностью обладает листовая сталь, она же и позволяет производить из себя наружные панели деталей кузова, которые порой могут иметь довольно необычную и сложную форму. Логично, что высокопрочные сорта обладают изрядной энергоемкостью и отличной прочностью, поэтому этот вид стали применяют в производстве силовых деталей кузова.

Выгодно еще и то, что за всю историю автомобилестроения производителям удалось упростить и отладить мастерство изготовления стальных кузовов, что делает их довольно недорогими.

Именно этот фактор сделал стальные кузова на сегодняшний день самыми популярными на автомобильном рынке.

При всех этих плюсах недостатки у стали все же имеются и существенные. Так, например, неудобно то, что стальные детали имеют не малый вес, а также подвержены коррозийным процессам, что вынуждает производителей использовать приемы оцинковки стальных деталей и параллельно искать альтернативные варианты кузовных материалов.

Алюминиевый кузов

Сегодня все чаще можно услышать об использовании в производстве кузовов для авто такого материала как алюминий. Этот металл, который в народе назвали «крылатым», не подвержен образованию ржавчины на деталях корпуса, а сам алюминиевый кузов при такой же прочности и жесткости весит в 2 раза меньше, чем его стальной собрат. Но и тут есть подводные камни.

При всех своих качествах у алюминия имеется весомый недостаток — это хорошая проводимость шума и вибрации.

Поэтому автопроизводителям приходиться усиливать кузов противошумовой изоляцией, что, в конечном счете, приводит к удорожанию машины, да и сам металл стоит дороже стали. Эти факторы способствуют тому, что ремонт кузова в последующем может потребовать использования специального оборудования.

В итоге, все это приводит к увеличению цены самого автомобиля. Полностью алюминиевый кузов могут позволить себе далеко не все производители, один из немногих — Audi. Но чаще всего приходится идти на компромисс и компоновать алюминиевые и стальные детали в одном кузове. Так, к примеру, в модели BMW пятой серии вся передняя часть кузовного корпуса изготовлена из алюминия и сварена со стальным каркасом.

Пластиковый кузов

Пластик не так давно считался в автомобилестроении наиболее перспективным кузовным материалом. Он легче даже вышеупомянутого алюминия, ему можно придать любую, даже вычурную и замысловатую форму, да и покраска его обходится намного дешевле, ведь провести ее можно уже на стадии производства, используя различные химические добавки.

Абсолютные «нержавейки». Машины белорусского рынка бэушек с кузовами не из стали

Ну и наконец, этот материал уж точно не знает, что такое коррозия. Но недостатков у пластика гораздо больше и они довольно значимые.

Так, свойства пластика меняются под влиянием различных температур — мороз делает пластик более хрупким, а жара размягчает этот материал.

По этим причинам и ряду других из пластика нельзя изготавливать те детали, на которые оказываются довольно высокие силовые нагрузки, ремонту некоторые пластиковые детали и вовсе не поддаются, и требуют полной своей замены. Именно это привело к тому, что на сегодняшний день из пластика изготавливают лишь навесы, бампера да крылья.

Композитный кузов

Еще одним видом материала для изготовления кузова являются композитные материалы. Это «гибридный» материал, получаемый из нескольких соединенных вместе. Такое производство делает композитный кузов оптимальным по качествам, так как в нем соединяется все лучшее от каждого компонента.

Кроме того, композитные материалы более долговечны, из них можно изготавливать самые крупные и сплошные детали, что, несомненно, упрощает само производство.

К композитным материалам относится, например, углеволокно, которое, кстати, используется в производстве чаще всего. Из углеволокна изготавливают остовы к кузовам для суперкаров.

К минусам данного материала можно отнести трудоемкость при его использовании в автомобилестроении. Иногда даже необходим ручной труд, что, конечно, в итоге сказывается на цене. Еще один недостаток — это практически невозможность восстановления деталей из углепластика после деформации при авариях. Все это способствует тому, что массово автомобили в углепластиковом кузове практически не выпускаются.

У каждого типа кузовов есть свои достоинства и недостатки. Тут уж все зависит от вкусов потребителей, то есть нас с вами.

Удачных вам приобретений и будьте аккуратны!

В статье использованы изображения с сайтов www.rul.ua, www.alu-cover.ru, www.tuning-ural.ruwww.torrentino.com

24 июня, Плехов Константин

Теги: Автомобили, История, Кузов, Ремонт

Алюминиевая деталь

Cтраница 2

На алюминиевые детали нанесено покрытие из химического никеля с содержанием 90 вес. Анодное растворение такого покрытия в растворе H2SO4 при плотности тока 20 А / дм2, проводившееся для определения его толщины, продолжалось до снятия покрытия 3 мин 10 с.  

Осветляют алюминиевые детали в растворе буры ( 50 г / л) с добавлением нашатырного спирта ( 5 мл / л), которым протирают поверхность детали, а после высыхания деталь протирают ветошью. Детали из силумина ( сплава алюминия с кремнием) зачищают, обезжиривают и помещают на 10 — 20 мин в раствор хромового ангидрида ( 100 г / л) и серной кислоты с удельным весом 1 84 ( 10 г / л), после чего деталь промывают и сушат.  

Почему алюминиевые детали нельзя паять обыкновенным оловянньш припоем.  

Склеивать алюминиевые детали необходимо под давлением 0 2 — 0 6 кГ / см2 при температуре в помещении 18 — 20 С. Оптимальной при холодном способе склеивания является выдержка под давлением в течение суток. Однако клеевое соединение приобретает достаточно высокую прочность уже после истечения 12 ч с момента его изготовления.  

На алюминиевые детали методом химического никелирования нанесено покрытие с содержанием 90 % ( мае. Анодное растворение такого покрытия в растворе H2SO4 при плотности тока 20 А / дм2, проводившееся для определения его толщины, продолжалось 3 мин 10 с. При растворении 15 % фосфора из покрытия окислялось до фосфита, остальная часть-до фосфата.  

Производство алюминиевых деталей методом кокильного литья и в литьевых машинах обеспечивает высокую производительность, точность и экономию металлов.  

Подготовку алюминиевых деталей под покрытие кристаллит ( обезжиривание, травление) производят обычным путем.  

Применение алюминиевых деталей, отлитых под давлением, позволяет создать тонкие и прочные стенки отливок. В этом случае при переходе от чугунных деталей к алюминиевым значительно уменьшается масса отливок. Толщипа стенок чугунных отливок в настоящее время доведена до 3 2 — 3 5 мм. В этом случае массы чугунных блок-картеров приближаются к алюминиевым.

Автомобили с алюминиевым кузовом

В конструкциях блок-картеров, особенно из алюминиевых сплавов, переходы от толстых стенок к тонким должны быть плавными.  

Из алюминиевых деталей сломавшиеся шпильки удаляют путем травления, для чего в теле шпильки высверливают отверстие, при этом надо остерегаться повреждения резьбы детали. В качестве катализатора применяют кусочки железной ( вязальной) проволоки, которые опускают в раствор кислоты, налитой в отверстие шпильки. Процесс продолжается несколько часов, до тех пор, пока металл шпильки не будет окончательно разрушен. После этого остатки кислоты удаляют, а отверстие промывают.  

Из алюминиевых деталей сломавшиеся шпильки удаляют путем травления, для чего в теле шпильки высверливают отверстие, при этом надо остерегаться повреждения резьбы детали. В качестве катализатора применяют кусочки железной ( вязальной) проволоки, которые опускают в раствор кислоты, напитой в отверстие шпильки. Процесс продолжается несколько часов, до тех пор, пока металл шпильки не будет окончательно разрушен. После этого остатки кислоты удаляют, а отверстие промывают.  

Сварку алюминиевых деталей из-за высокой жидкотекучести нагретого алюминия производят, устанавливая под завариваемыми трещинами стальные или графитовые подкладки.  

В алюминиевых деталях целесообразно заменять болты на шпильку и гайку. Сначала в корпусе устанавливают на клей шпильку, на которую будет надеваться деталь и крепиться гайкой. В этом случае износ соединения при сборке и разборке значительно уменьшается. Если позволяет конструкция, допускается восстанавливать резьбовое отверстие рассверливанием до ближайшего большего диаметра размерного ряда резьбы.  

При этом алюминиевые детали покрываются тонкой пленкой цинка ( 0 1 — 0 15 мкм), предохраняющей поверхность от окисления. Наиболее чпрочное сцепление с гальваническими покрытиями металлов достигается при нанесении более тонких, плотных и сплошных цинковых пленок. Снижение концентрации раствора приводит к образованию более толстых и менее плотных осадков.  

В практике алюминиевые детали обезжириваются ( перед анодированием) травлением в 5б — ном растворе NaOH. Для длительного хранения алюминиевых изделий их промывают 2 % — ным раствором смеси NaOH, Na2CO3 и жидкого стекла, применяющегося в качестве ингибитора.  

При­вет­ствую Вас на бло­ге Kuzov.info!

В этой ста­тье пого­во­рим о несу­щем кузо­ве авто­мо­би­ля, о исто­рии появ­ле­ния, его харак­те­ри­сти­ках и устрой­стве.

Несу­щий кузов при­шёл на сме­ну рам­ной кон­струк­ции авто­мо­би­ля. Гру­бо гово­ря, он объ­еди­ня­ет раму и кузов в одно целое и име­ет допол­ни­тель­ные уси­ле­ния в необ­хо­ди­мых местах. Раму заме­ща­ют про­доль­ные (лон­же­ро­ны) и попе­реч­ные сило­вые эле­мен­ты.

Неко­то­рые авто­мо­би­ли, такие как гру­зо­ви­ки и неко­то­рые вне­до­рож­ни­ки, по-преж­не­му име­ют рам­ную кон­струк­цию.

Несу­щий кузов име­ет похо­жий прин­цип и дизайн, кото­рый года­ми исполь­зо­вал­ся в авиа­стро­е­нии ещё до появ­ле­ния его в авто­мо­би­лях.

История появления несущей конструкции кузова

Пер­вая попыт­ка созда­ния несу­ще­го кузо­ва была пред­при­ня­та в 1922 году. Был создан авто­мо­биль Lancia Lambda. Он был без кры­ши и по кон­струк­ции боль­ше напо­ми­нал раму с встро­ен­ны­ми боко­вы­ми эле­мен­та­ми. Клю­че­вую роль в раз­ви­тии несу­ще­го кузо­ва съи­гра­ла аме­ри­кан­ская ком­па­ния Budd Company, кото­рая снаб­ди­ла обо­ру­до­ва­ни­ем для прес­сов­ки листо­вой ста­ли авто­про­из­во­ди­те­лей Dodge, Ford, Buick и Citroën. В 1930-ом году инже­нер из Австрии Joseph Ledwinka сов­мест­но с ком­па­ни­ей Budd создал про­то­тип несу­ще­го кузо­ва, кото­рый сра­зу запа­тен­то­вал.

Несу­щий кузов авто­мо­би­ля Citroen Traction Avant

Ком­па­ния Citroen выпу­сти­ла пер­вый авто­мо­биль с несу­щим кузо­вом Citroen Traction Avant. Этот авто­мо­биль имел пол­но­цен­ный несу­щий кузов со все­ми сило­вы­ми эле­мен­та­ми, кото­рые при­ме­ня­ют­ся на совре­мен­ных авто­мо­би­лях. Как и при изго­тов­ле­нии совре­мен­ных несу­щих кузо­вов, для соеди­не­ния эле­мен­тов кузо­ва была при­ме­не­на кон­такт­ная свар­ка. Мас­со­вая про­дук­ция его была нача­та в 1934 году. В даль­ней­шем, такая кон­струк­ция кузо­ва посте­пен­но ста­ла заме­щать тра­ди­ци­он­ную рам­ную кон­струк­цию.

Характеристики несущего кузова

Кон­струк­ция кузо­ва сде­ла­на из ком­би­на­ции прес­со­ван­ных листо­вых пане­лей раз­ных форм, соеди­нён­ных в еди­ную кон­струк­цию при помо­щи точеч­ной кон­такт­ной свар­ки. Кузов полу­ча­ет­ся отно­си­тель­но лёг­ким и очень проч­ным.

Такой тип кон­струк­ции часто срав­ни­ва­ют со скор­лу­пой яйца. Если пытать­ся раз­да­вить яйцо, при­ла­гая уси­лие про­доль­но, с про­ти­во­по­лож­ных кон­цов, то это будет сде­лать не про­сто. Так полу­ча­ет­ся из-за того, что вся сила не кон­цен­три­ру­ет­ся в одном месте, а рас­се­и­ва­ет­ся по всей скор­лу­пе. Подоб­ным обра­зом функ­ци­о­ни­ру­ет несу­щий кузов. В рам­ных авто­мо­би­лях, кото­рые были до появ­ле­ния несу­щих кузо­вов, рама при­ни­ма­ла на себя все нагруз­ки, а кузов обес­пе­чи­вал толь­ко функ­ци­о­наль­ные нуж­ды. В несу­щем же кузо­ве сило­вые эле­мен­ты явля­ют­ся частью кузо­ва, кото­рый, в свою оче­редь, состо­ит из мно­же­ства пане­лей, при­ва­рен­ных друг к дру­гу и обра­зу­ю­щих еди­ную кон­струк­цию. Даже вкле­ен­ные стёк­ла авто­мо­би­ля (лобо­вое и зад­нее) вли­я­ют на общую жёст­кость. Таким обра­зом, нагруз­ка рас­пре­де­ля­ет­ся по все­му кузо­ву.

Бла­го­да­ря отсут­ствию рамы, авто­про­из­во­ди­те­ли полу­чи­ли воз­мож­ность делать авто­мо­би­ли более ком­пакт­ным и лёг­ки­ми, а так­же появи­лась боль­шая сво­бо­да в дизайне.

Недо­стат­ка­ми несу­ще­го кузо­ва мож­но счи­тать шум и виб­ра­цию, кото­рая боль­ше пере­да­ёт­ся на кузов, чем на рам­ном авто­мо­би­ле. В совре­мен­ных авто­мо­би­лях эта про­бле­ма реша­ет­ся бла­го­да­ря при­ме­не­нию шумо-виб­ро изо­ли­ру­ю­щих мате­ри­а­лов.

В несу­щих кузо­вах исполь­зу­ет­ся доста­точ­но тон­кий листо­вой металл, проч­ность кото­ро­го уве­ли­че­на бла­го­да­ря штам­по­ва­нию. Сило­вые эле­мен­ты сде­ла­ны из высо­ко­проч­ной ста­ли. В таких типах кузо­вов ржав­чи­на может вли­ять на струк­тур­ную жёст­кость кузо­ва и на без­опас­ность. Поэто­му анти­кор­ро­зи­он­ная защи­та, в осо­бен­но­сти струк­тур­ных эле­мен­тов, очень важ­на.

Несу­щий кузов даёт пре­иму­ще­ство более низ­ко­го цен­тра тяже­сти авто­мо­би­ля, уве­ли­чи­ва­ет­ся эко­но­мия и рей­тинг без­опас­но­сти. Бла­го­да­ря более низ­ко­му цен­тру тяже­сти улуч­ша­ет­ся устой­чи­вость и управ­ля­е­мость и умень­ша­ет­ся веро­ят­ность пере­во­ро­та авто­мо­би­ля.

Неод­но­крат­но про­во­ди­лись краш-тесты с авто­мо­би­ля­ми, име­ю­щи­ми рам­ную кон­струк­цию и авто­мо­би­ля­ми с несу­щим кузо­вом. Авто­мо­би­ли с несу­щим кузо­вом пока­зы­ва­ют луч­шую без­опас­ность при фрон­таль­ном столк­но­ве­нии и при пере­во­ро­те, но немно­го худ­шую без­опас­ность при боко­вых столк­но­ве­ни­ях.

Рас­смот­рим кон­струк­цию несу­ще­го кузо­ва, раз­де­лив её на три части: перед­нюю, цен­траль­ную и зад­нюю.

Конструкция передней части кузова

• Глав­ны­ми сило­вы­ми эле­мен­та­ми перед­ней части несу­ще­го кузо­ва явля­ют­ся лон­же­ро­ны. Это про­доль­ные полые эле­мен­ты, кре­пя­щи­е­ся бли­же к низу перед­ней части кузо­ва. Они явля­ют­ся самы­ми проч­ны­ми эле­мен­та­ми несу­ще­го кузо­ва авто­мо­би­ля. Они изго­тав­ли­ва­ют­ся из высо­ко­проч­ной ста­ли. Лон­же­ро­ны кре­пят­ся частич­но к щиту мотор­но­го отсе­ка и частич­но к низу перед­них брыз­го­ви­ков кузо­ва. Лон­же­ро­ны име­ют зоны запла­ни­ро­ван­но­го смя­тия при ава­ри­ях, что­бы гасить энер­гию при фрон­таль­ном уда­ре.

• Фар­ту­ки (брыз­го­ви­ки) перед­них кры­льев явля­ют­ся внут­рен­ни­ми пане­ля­ми, кото­рые рас­по­ла­га­ют­ся вокруг коле­са и защи­ща­ют от гря­зи. Они частич­но при­ва­ре­ны к лон­же­ро­нам. Брыз­го­ви­ки так­же добав­ля­ют струк­тур­ной жёст­ко­сти кузо­ву.
• Верх­нее уси­ле­ние брыз­го­ви­ка явля­ет­ся струк­тур­ным эле­мен­том перед­ней части кузо­ва. На него при­кру­чи­ва­ют­ся перед­ние кры­лья.
• Чаш­ки кузо­ва – это уси­лен­ные эле­мен­ты кузо­ва, кото­рые удер­жи­ва­ют верх­нюю часть сто­ек под­вес­ки. Они сфор­ми­ро­ва­ны как часть брыз­го­ви­ков кузо­ва.
• Рам­ка ради­а­то­ра (под­держ­ка ради­а­то­ра, под­ка­пот­ная рам­ка) – это струк­тур­ный эле­мент, рас­по­ло­жен­ный в перед­ней части кузо­ва и удер­жи­ва­ет ради­а­тор систе­мы охла­жде­ния, замок капо­та и дру­гие смеж­ные эле­мен­ты авто­мо­би­ля. Рам­ка ради­а­то­ра кре­пит­ся к лон­же­ро­нам и брыз­го­ви­кам. Она при­да­ёт жёст­кость перед­ней части кузо­ва, как попе­реч­ный струк­тур­ный эле­мент.
• Щит мотор­но­го отсе­ка (или перед­няя пере­го­род­ка) – это панель, деля­щая перед­нюю сек­цию кузо­ва и цен­траль­ную сек­цию сало­на. Щит мотор­но­го отсе­ка помо­га­ет защи­тить води­те­ля и пас­са­жи­ров при воз­ник­но­ве­нии пожа­ра в мотор­ном отсе­ки. За щитом идёт сило­вая кон­струк­ция, защи­ща­ю­щая води­те­ля и пас­са­жи­ров в момент ава­рии.
• Перед­ние кры­лья рас­по­ла­га­ют­ся рядом с перед­ни­ми дверь­ми и дохо­дят до перед­не­го бам­пе­ра. Они закры­ва­ют перед­нюю под­вес­ку, и брыз­го­ви­ки перед­ней части кузо­ва. На совре­мен­ных маши­нах кры­лья, обыч­но, при­кру­чи­ва­ют­ся к кузо­ву бол­та­ми.
• Уси­ли­тель бам­пе­ра при­кру­чи­ва­ет­ся к перед­ней части лон­же­ро­нов и пред­на­зна­чен для гаше­ния уда­ра при ава­рии.

Центральная часть несущего кузова

• Дни­ще явля­ет­ся глав­ной струк­тур­ной сек­ци­ей ниж­ней части сало­на кузо­ва. Часто, дни­ще штам­пу­ет­ся как одна боль­шая цель­ная панель. С ниж­ней сто­ро­ны дни­ща кузо­ва про­хо­дят про­доль­ные и попе­реч­ные сило­вые эле­мен­ты. Места креп­ле­ния сиде­ний уси­ле­ны и так­же при­да­ют жёст­кость дни­щу.

Срез пане­ли при­бо­ров пока­зы­ва­ет уси­ле­ние, уве­ли­чи­ва­ю­щее без­опас­ность сало­на при ава­рии.

• Цен­траль­ная часть кузо­ва (салон) окру­же­на уси­лен­ны­ми пане­ля­ми для без­опас­но­сти води­те­ля и пас­са­жи­ров. Боко­вая цен­траль­ная стой­ка име­ет внут­ри уси­ле­ние, две­ри име­ют уси­ли­те­ли внут­ри и сами явля­ют­ся доста­точ­но проч­ной кон­струк­ци­ей, за пане­лью при­бо­ров нахо­дит­ся уси­лен­ная кон­струк­ция, кры­ша обыч­но име­ет уси­лен­ную попе­ре­чи­ну, сбе­ре­га­ю­щую салон при пере­во­ро­те.

• Стой­ки кузо­ва – это вер­ти­каль­ные эле­мен­ты, кото­рые удер­жи­ва­ют кон­струк­цию кры­ши и защи­ща­ют салон кузо­ва в слу­чае пере­во­ро­та авто­мо­би­ля. Стой­ки кузо­ва состо­ят из внеш­них лице­вых частей и внут­рен­не­го уси­ле­ния из высо­ко­проч­ной ста­ли. В кон­струк­ции кузо­ва типа «седан» име­ет­ся 3 типа сто­ек кузо­ва (перед­ние, сред­ние или боко­вые и зад­ние стой­ки, пере­хо­дя­щие в зад­ние кры­лья). Перед­ние стой­ки кузо­ва пере­хо­дят в рам­ку лобо­во­го стек­ла. Цен­траль­ные стой­ки удер­жи­ва­ют кон­струк­цию кры­ши меж­ду перед­ни­ми и зад­ни­ми две­ря­ми. Они помо­га­ют уси­лить кры­шу и обес­пе­чи­ва­ют места креп­ле­ния шар­ни­ров зад­них две­рей. Сред­ние стой­ки кузо­ва рас­пре­де­ля­ют нагруз­ки с ниж­ней части кузо­ва к верх­ней и предот­вра­ща­ют сжа­тие боко­вых частей при боко­вых уда­рах, защи­щая салон кузо­ва. Зад­ние стой­ки кузо­ва удер­жи­ва­ют зад­нюю часть кры­ши и пере­хо­дят в зад­ние кры­лья. Они, так­же, явля­ют­ся поса­доч­ным местом для зад­не­го стек­ла.
• Боко­вая панель явля­ет­ся общей кон­струк­ци­ей, в кото­рой перед­ний и зад­ний про­ём две­рей сде­лан одним эле­мен­том, без сва­ри­ва­ния частей. Такое устрой­ство даёт пре­иму­ще­ство в мень­шей под­вер­жен­но­сти кор­ро­зии.
• Поро­ги – это уси­лен­ные кон­струк­ции, кото­рые нахо­дят­ся в ниж­ней части двер­ных про­ёмов. Они соеди­ня­ют­ся кон­такт­ной свар­кой с флан­ца­ми дни­ща. Внут­ри лице­вой части поро­гов рас­по­ло­же­но уси­ле­ние. Поро­ги удер­жи­ва­ют ниж­нюю часть сред­них сто­ек и слу­жат боко­вой под­держ­кой для дни­ща.
• Зад­няя «пол­ка» — это панель, рас­по­ло­жен­ная за зад­ни­ми сиде­ни­я­ми, под зад­ним стек­лом.
• Зад­няя пере­го­род­ка раз­де­ля­ет салон кузо­ва и багаж­ное отде­ле­ние (на седа­нах).
• Две­ри име­ют состав­ную кон­струк­цию. Они состо­ят из внеш­ней пане­ли, внут­рен­не­го уси­ли­те­ля и части, на кото­рой кре­пят­ся стек­ло­подъ­ём­ни­ки и дру­гие эле­мен­ты две­рей, вклю­чая обшив­ку.

• Панель кры­ши закры­ва­ет цен­траль­ную часть кузо­ва и удер­жи­ва­ет­ся на стой­ках кузо­ва. Панель кры­ши явля­ет­ся одной из самых боль­ших пане­лей кузо­ва и, в то же вре­мя, пред­став­ля­ет собой очень про­стую кон­струк­цию. Жёст­кость кры­ше при­да­ёт её фор­ма, а так­же уси­ли­те­ли, кото­рые рас­по­ла­га­ют­ся с обрат­ной сто­ро­ны и при­кле­и­ва­ют­ся к ней. Кры­ша, пере­хо­дя­щая в зад­нее кры­ло при­ва­ри­ва­ет­ся при помо­щи лату­ни или крем­ни­стой брон­зы. Этот тип соеди­не­ния поз­во­ля­ет делать длин­ный ров­ный шов, даёт эла­стич­ность и хоро­шо про­ти­во­сто­ит нагруз­кам и виб­ра­ци­ям, воз­дей­ству­ю­щим на это место кузо­ва. К тому же, такое соеди­не­ние мень­ше под­вер­же­но кор­ро­зии.

Задняя часть кузова

• Зад­ние лон­же­ро­ны явля­ют­ся сило­вы­ми про­доль­ны­ми эле­мен­та­ми зад­ней части кузо­ва. Они изго­тав­ли­ва­ют­ся из высо­ко­проч­ной ста­ли. Они удер­жи­ва­ют пол багаж­ни­ка и при­ни­ма­ют на себя всю нагруз­ку при пере­воз­ке бага­жа.

Панель пола багаж­ни­ка с поло­стью для запас­но­го коле­са

• Пол багаж­ни­ка пред­став­ля­ет собой штам­по­ван­ный лист, кото­рые часто име­ет вогну­тую фор­му и обра­зу­ет место под запас­ное коле­со. Пол при­ва­рен к зад­ним лон­же­ро­нам, зад­ним брыз­го­ви­кам (или аркам) и зад­ней пане­ли кузо­ва.
• Зад­ние кры­лья пред­став­ля­ют собой несъём­ные пане­ли, при­ва­рен­ные к кузо­ву и явля­ют­ся частью струк­ту­ры зад­ней части кузо­ва.
• Зад­ние чаш­ки кузо­ва удер­жи­ва­ют верх­нюю часть зад­них сто­ек.
• Зад­ние арки кузо­ва кре­пят­ся к зад­ним кры­льям.

Зоны запланированного сжатия (смятия)

Это зоны кузо­ва, проч­ность кото­рых спе­ци­аль­но ослаб­ле­на при изго­тов­ле­нии авто­мо­би­ля. Это сде­ла­но, что­бы, сжи­ма­ясь в этих местах, эле­мен­ты кузо­ва гаси­ли энер­гию уда­ра. Зоны запла­ни­ро­ван­но­го смя­тия обес­пе­чи­ва­ют опре­де­лён­ный кон­троль вто­ро­сте­пен­ных повре­жде­ний и уве­ли­чи­ва­ют без­опас­ность води­те­ля и пас­са­жи­ров. Эле­мен­ты кузо­ва с таки­ми ослаб­лен­ны­ми зона­ми сми­на­ют­ся более пред­ска­зу­е­мо, чем без них. Перед­ние и зад­ние лон­же­ро­ны име­ют зоны запла­ни­ро­ван­но­го сжа­тия, в кото­рых они сги­на­ют­ся при ава­рии, гася энер­гию уда­ра. Капот, так­же, име­ет такие зоны.

Несу­щий кузов так спро­ек­ти­ро­ван, что перед­няя и зад­няя часть сми­на­ет­ся отно­си­тель­но лег­ко, в то вре­мя как сред­няя часть, где нахо­дит­ся води­тель с пас­са­жи­ра­ми, оста­ёт­ся целым.

Типы стали в конструкции несущего кузова

Сталь по-преж­не­му самый часто исполь­зу­е­мый мате­ри­ал при изго­тов­ле­нии раз­лич­ных видов транс­пор­та. При изго­тов­ле­нии сило­вых эле­мен­тов несу­ще­го кузо­ва при­ме­ня­ет­ся высо­ко­проч­ная сталь, высо­ко­проч­ная низ­ко­ле­ги­ро­ван­ная сталь и сверх­проч­ная сталь. Пре­дел проч­но­сти такой ста­ли в 2–4 раза боль­ше обыч­ной, низ­ко­уг­ле­ро­ди­стой ста­ли. Штам­по­ва­ние ещё боль­ше уси­ли­ва­ет проч­ность пане­лей. При­ме­не­ние высо­ко­проч­ной ста­ли, поз­во­ли­ло авто­про­из­во­ди­те­лям умень­шить тол­щи­ну листо­во­го метал­ла при изго­тов­ле­нии струк­тур­ных эле­мен­тов без ухуд­ше­ния проч­но­сти кузо­ва.

На неко­то­рых совре­мен­ных авто­мо­би­лях струк­тур­ные эле­мен­ты кузо­ва могут быть сде­ла­ны, из ком­би­на­ции раз­ных типов ста­ли. Лазе­ром сва­ри­ва­ет­ся сталь раз­ной тол­щи­ны и проч­но­сти. Полу­ча­ет­ся одна цель­ная панель.

Пенный наполнитель внутри закрытых конструкций несущего кузова

Рас­по­ло­же­ние пен­но­го напол­ни­те­ля внут­ри закры­тых кон­струк­ций кузо­ва может варьи­ро­вать­ся у раз­ных авто­мо­би­лей. Пена может рас­по­ла­гать­ся в поро­гах, стой­ках кузо­ва, лон­же­ро­нах. Пен­ный напол­ни­тель исполь­зу­ет­ся для умень­ше­ния шума, виб­ра­ции и уве­ли­че­ния проч­но­сти кузо­ва.

Неже­ла­тель­но сва­ри­вать пане­ли рядом с местом, где рас­по­ло­жен пен­ный напол­ни­тель. Если есть такая необ­хо­ди­мость, то напол­ни­тель нуж­но сна­ча­ла уда­лить, а потом вос­ста­но­вить по завер­ше­нию ремон­та.

Пен­ный напол­ни­тель не пла­вит­ся и не горит, если резать «бол­гар­кой» часть кузо­ва рядом с ним.

Для заме­ны спе­ци­аль­но­го пен­но­го напол­ни­те­ля не реко­мен­ду­ет­ся исполь­зо­вать стро­и­тель­ную пену.

Ремонт несущего кузова

Авто­мо­биль с несу­щим кузо­вом, в отли­чие от рам­ной кон­струк­ции, тре­бу­ет дру­гой под­ход к ремон­ту.

Так как кузов пред­став­ля­ет собой вза­и­мо­свя­зан­ную кон­струк­цию, то, часто, допол­ни­тель­но к основ­но­му, он полу­ча­ет вто­ро­сте­пен­ные повре­жде­ния. Это нуж­но все­гда учи­ты­вать при осмот­ре перед ремон­том.

Несущий кузов автомобиля в массовом производстве – благо или неверное развитие отрасли?

Отрасль автомобилестроения стремительно развивается. Но не все нововведения воспринимаются на ура. Так массовое производство автомобилей с несущим кузовом вместо стандартного рамного у многих вызывает негативные возражения. Уместны ли они? Разберемся в характеристиках, структурных особенностях, плюсах и минусах и сможем сделать объективный вывод.

Несущий кузов – что это? Принципиальные отличия

Традиционной считается рамная конструкция кузова. Но постепенно ей на смену пришла инновационная разработка – несущий кузов. В нём объединены в одно целое рама и сам кузов. Несущий поскольку несет в себе всю тяжесть «начинки».

В местах, наиболее уязвимых установлены усиления, как и в нижней части (там, где в традиционной версии находится рама) стоят поперечные и продольные силовые элементы. Единый кузов «собран» из спрессованных листов разной формы, соединенных методом «контактная сварка». Такую конструкцию годами использовали в авиастроении.

Несущий кузов легче и прочнее. Нагрузка распределена по всей конструкции (а не только на нижнюю часть, как в рамной конструкции). С появлением новой технологии создания кузова автомобиля, появилось и больше возможностей для дизайнеров, для создания уникальных экстерьеров. Однако традиционная форма не «канула в лету»: грузовики, тяжелые внедорожники и некоторые легковые автомобили до сих пор производят на раме.

История: из авиации в автомобилестроение

Первым, кто запатентовал, удачный прототип несущего кузова, оказался инженер Джозеф Ледвинка. И в этом ему помогла производственная мощь компании Budd (снабдила прессом для листовой стали).

Первый автомобиль с несущим кузовом выпустил холдинг Citroen. Все современные автомобили (с такой же конструкцией) похожи на него. Автомобиль Traction Avant 1934 года выпуска имел все необходимые силовые элементы, был сварен методом «контактная сварка».

Широкое распространение автомобили с несущим кузовом получили в 60-70-е годы.

Типы несущих кузовов

В безрамной конструкции нагрузка распределяется по всему кузову. И тем не менее, выделяют типы, в которых несущим является основание и типы, в которых несущим является корпус.

Несущие основание

В основном нагрузки ложатся на днище. Поэтому его изготавливают плоским и используют высокопрочный металл.

Несущий корпус

Нагрузка ложится на каркас. Кузовные панели при этом оказываются менее нагруженными. Усиление используется лишь в некоторых местах.

Устройство несущего кузова

В каждой из частей кузова – передней, центральной и задней – несколько составных элементов.

Конструкция передней части

Передняя часть кузова состоит из следующих элементов:

• это полые, продольные силовые элементы в низу кузова (лонжероны, аналог рамы), крепятся к моторному отсеку и, с другой стороны, к низу колесных арок;
• панели вокруг колес, усиленная верхняя часть и места рядом с передними дверьми (передние крылья);
• чашки кузова – усиленные части, удерживающие стойки подвески (слиты с внутренней частью крыльев);
• подкапотная рама, удерживающая радиатор, является поперечным структурным элементом, который придает жесткости этой части кузова (прикреплена к лонжеронам и крыльям);
• усилитель бампера, защищает от удара при аварии (возле лонжеронов).

Подрамник

В некоторых авто также есть подрамники. Они либо заменяют лонжероны, либо усиливают эти конструктивные элементы. Подрамник монтируют на подвеску, чтобы меньше шума и вибраций доходило до салона. Также он может служить опорой для двигателя и дополнительным силовым элементом, увеличивающим жесткость всего кузова.

Проще говоря это часть рамы, которая позволяет повысить шумоизоляцию.

Производители современных автомобилей искали способ снизить уровень шума, который свойственен машинам с несущим кузовом. И нашли – применение в конструкции фрагмента рамы (подрамника) помогло снизить вибрации, уровень шума от колес, мотора. Кроме того его применение значительно упростило сборку автомобиля. А если требуется подрамник может послужить и опорой для тяжелого мотора (в легких авто такой двигатель можно установить, только обеспечив надежную опору снизу, иначе кузов деформируется).

Подрамники устанавливают на:

• дорогих автомобилях (бизнес-класс), чтобы повысить уровень комфорта в салоне;
• на компактных моделях с тяжелым двигателем (чаще всего подрамник можно встретить на спортивных ТС, класс GT), чтобы обеспечить дополнительную жесткость там, где она необходима.

Подрамники различаются формой (прямоугольные, крестовидные) и конструкцией (тройная, двойная и из одного элемента). Наиболее распространенной разновидностью является конструкция из двух подрамников (переднего и заднего). Монтируются на переднюю и заднюю подвеску, чтобы поглощать шумы и вибрацию.

Но прежде чем выберите автомобиль с несущим кузовом и подрамниками, стоит учесть минусы такой конструкции. А они есть:

1. Присутствие подрамника не на много, но ухудшает пассивную безопасность автомобиля (не деформируется при ударе, не позволяет гасить удар).
2. Наличие подрамников уменьшает дорожный просвет (снижает внедорожные возможности автомобиля).

Центральная часть

Центральную часть можно разделить на следующие составные элементы:

• днище, часто представляет собой цельную панель, усилено в местах крепления кресел и снизу (поперечные и продольные силовые элементы);
• крыша, стойки, двери, т.е. салон, везде усиленные панели (вокруг салона, за панелью приборов, усиленная поперечина в крыше, сами двери и стойки создаются из прочной стали);
• боковая панель, создается из одного элемента, без сваривания (чтобы уменьшить подверженность коррозии);
• пороги в нижней части дверных проемов, также усиленные, служат боковой поддержкой для днища, сварены с ним;
• панель в форме полки за задними сиденьями, у основания заднего стекла;
• перегородка, разделяющая салон и багажник;
• двери, усилены с внутренней стороны.

Одной из самых больших панелей является панель крыши, но при этом являет собой наиболее простую конструкцию. Переходит в заднее крыло (приварена). Шов ровный, создан специальным способом (приварен при помощи кремнистой бронзы либо латуни). Этот способ также позволяет создать единое полотно, устойчивое к нагрузкам, вибрациям и к коррозии. Полотно усилено с внутренней стороны.

Также, как и в передней части здесь присутствуют лонжероны, крылья, задние кузовные чашки. Лонжероны удерживают пол багажного отсека. Пол создают из тонкого листа, усиленного за счет штампования. В этом листе создают нишу под запасное колесо. Пол приварен к задним крыльям, а крылья – к кузову.

Пенный наполнитель в полостях

Для уменьшения вибраций и уровня шума в некоторые детали несущего кузова заносят специальный пенополиуретановый наполнитель (по составу существенно отличается от строительной пены). Заносят внутрь конструкций, но только в тех местах, где не планируется сварка. Он не плавится, не является горючим веществом, и все же варить части кузова рядом с ним нежелательно (можно резать «болгаркой»).

Каждый производитель размещает пену по кузову на свое усмотрение. Но, как правило, она присутствует в углах, изгибах (вдоль стоек), под центральной стойкой и возле колесных арок.

Типы сталей в конструкции

Силовые элементы создают из высокопрочной и сверхпрочной стали (предел прочности в 2-4 раза выше, чем у обычного стального листа). Остальные детали делают из низкоуглеродистой стали. Увеличивают её прочность штампованием.

Как правило, элемент, образующий ниспадающую линию крыши, а также пороги и с внутренней стороны и с внешней созданы из высокопрочной стали. Центральные стойки усилены только снаружи (внутри применен прочный материал). Из прочной стали создают задние стойки (с внешней стороны), а также верхнюю часть передних крыльев (над арками). Полностью из прочной стали создают продольные и поперечные усиленные элементы в нижней части автомобиля (в основании).

Типы сталей используемые при производстве Volvo XC40

Усиленные элементы производители могут создавать из комбинации типов стали. Выше описана лишь примерная схема расположения типов сталей в конструкции несущего кузова.

Все элементы из стали разного уровня прочности сваривают лазером (точечная сварка контактного типа).

Зона запланированного сжатия

В автомобилях с несущим кузовом созданы так называемые зоны запланированного сжатия. Прочность кузова в этих зонах намерено ослаблена, чтобы при ударе автомобиль сжимался в нужных местах. Это позволяет получить предсказуемые повреждения, снизить вред, погасить силу удара. Эти зоны необходимы для увеличения безопасности пассажиров и водителя.

Зоны запланированного сжатия предусмотрены на лонжеронах, на капоте.

Сам несущий кузов спроектирован так, чтобы он легко сжимался спереди и сзади, а в центральной части оставался цельным (где в креслах находятся люди).

Преимущества и недостатки

Несущий кузов – современное конструктивное решение. Но и у него есть как плюсы, так и минусы.

Минусы:

1. Больше, чем в рамных, ощущается вибрация. Выше и уровень шума. В современных авто эта проблема решена за счет применения шумопоглощающих элементов – подрамников.
2. Ржавчина может ухудшить жесткость всей конструкции, негативно скажется на безопасности водителя и пассажиров. Поэтому производители предусматривают меры для обеспечения максимально возможной защиты от коррозии.
3. Лишь силовые элементы созданы из высокопрочной стали, остальное из тонкого листа, прочность которого увеличена за счет штампования.
4. Автомобили с несущим кузовом менее безопасны в случае бокового столкновения (по результатам краш-тестов).
5. Общий уровень прочности ниже, чем у рамных агрегатов.
6. Так как кузов – единое целое, при столкновении возможны второстепенные повреждения.
7. Затруднен капитальный ремонт. Нет возможности как с рамной конструкцией отделить кузов от «начинки», чтобы получить к ней удобный доступ.
8. Как отмечают владельцы, с годами конструктивные элементы кузова начинают «ходить ходуном» (то двери не закрываются, то багажник не попадает в свои границы). Особенно если часто выезжать на бездорожье. Если осознать, что безопасность зависит от степени изношенности металла, вырисовывает плачевная перспектива уже через 7-10 лет (эксплуатировать современные автомобили более 15 лет вообще не представляется возможным).
9. Недостаток несущей конструкции назвали и сами производители. Производить автомобили с несущим кузовом сложнее, чем с рамным. Сложнее прикрепить навесное оборудование.

Плюсы

После внушительного списка минусов, стоит вспомнить обо всех уже названых плюсах:

• несущий кузов легче, а, значит, такой автомобиль динамичнее, резвее, легче управляется;
• меньше расход топлива;
• центр тяжести ниже, а значит автомобиль более устойчив, меньше риск перевернуться;
• повышенная пассивная безопасность; авто с несущим кузовом более безопасны в случае фронтального столкновения, чем с рамным (результаты краш-тестов);
• при создании безрамных конструкций «съедается» меньше салонного пространства.

Вывод

На автомобильном рынке сейчас гораздо больше моделей с несущим кузовом. Эта конструкция популярнее рамной, несмотря на очевидные недостатки. Главная причина, по которой безрамная конструкция пользуется популярностью – повышенная пассивная безопасность (сверхпрочная сталь, зоны запланированного сжатия).

Но даже если отбросить главную причину, во многих ситуациях несущий кузов действительно оказывается уместным решением. Подходит для массового производства, создания классических легковых автомобилей. Для быстрой, комфортной езды по городским дорогам. Не подходит для любителей бездорожья, для любителей премиум-класса (премиальные легковые авто создают на раме).

Несущий кузов

Конструкция каркасно-панельного несущего кузова с металлическим каркасом и пластмассовой обшивкой. Несущее основание кузова (сам кузов отделён с нарушением структурной целостности с целью демонстрации конструкции шасси автомобиля).Несущий кузов скелетного (полукаркасного) типа, состоящий из оболочки и приваренных к ней усилителей, образующих облегчённый каркас.Оболочковый несущий кузов.Бескаркасно-скорлупный кузов-монокок из углепластика с лонжеронным подрамником в передней оконечности.

Несущий кузов — разновидность несущей системы автомобиля, при которой все элементы и связи кузова участвуют в воспринятии воздействующих на него нагрузок.

Автомобили с несущим кузовом также называют безрамными, так как функции рамы такого автомобиля выполняет сам кузов.

Международная терминология

Стоит иметь в виду, что не во всех иностранных языках имеется термин, напрямую аналогичный понятию «несущий кузов». Так, если немецкое Selbsttragende Karosserie полностью соответствует по смыслу русскому «(само)несущий кузов», то уже английское Unibody, Unitised Body, обычно переводимое тем же словосочетанием, на самом деле означает «кузов, объединённый в единый сборочный узел» и может обозначать как собственно несущий кузов, так и жёстко объединённый с рамой полунесущий — то есть, здесь определяющим признаком является не способность воспринимать нагрузки, а физическое объединение кузова с несущей системой. Во французском языке для несущих кузовов используется термин Monocoque (а в других романских языках — «кальки» с него, например, исп. Monocasco, итал. Monoscocca), хотя в с инженерной точки зрения кузова серийных автомобилей почти никогда не бывают чистыми монококами.

Типология

По используемой силовой схеме выделяют безрамные автомобили с несущим основанием и с несущим корпусом.

У автомобилей с несущим основанием основную часть рабочих нагрузок, возникающих при движении автомобиля, воспринимает усиленное плоское днище кузова; у автомобилей с несущим корпусом их восприятие осуществляет объёмный каркас кузова (при практически не нагруженных кузовных панелях) или сама образованная кузовными панелями трёхмерная структура с местным усилением.

Также выделяют несущие кузова с замкнутой силовой структурой, у которых силовая структура образует замкнутый контур благодаря наличию крыши, сводящий вместе все вертикальные силовые элементы, и с незамкнутой силовой структурой, то есть — открытые, вроде кабриолетов и родстеров, а также пикапы и фургоны типа Иж-2715, у которых крыша грузового отсека не является несущей.

По конструктивному оформлению разделяют кузова (не только несущие) каркасно-панельные, скелетные, оболочковые, бескаркасно-скорлупные.

Каркасно-панельный несущий кузов имеет каркас из труб или штампованных металлических профилей, на который крепятся облицовочные панели, в очень незначительной степени повышающие его жёсткость. Такую конструкцию имели, к примеру, кузова мотоколясок С1Л и С3А, многие автобусы (например, ПАЗ-3204), а также — некоторые кузова с наружными панелями из пластиков, например, французской мотоколяски (квадрицикла с кузовом) Aixam A741 с алюминиевым каркасом и наружными панелями из АБС-пластмассы. Такой кузов прост в кустарном ремонте, в особенности при использовании стандартных профилей для каркаса и разъёмных (болтовых, заклёпочных) креплениях наружных панелей. Однако его производство трудоёмко, что делает его пригодным только для автомобилей со сравнительно небольшими масштабами выпуска. Кроме того, каркасно-панельный кузов при прочих равных будет наиболее тяжёлым, так как наружные панели в нём не участвуют в воспринятии нагрузок, вынуждая усиливать каркас.

Этот тип несущего кузова не следует путать с кузовом с пространственной рамой, у которого наружные облицовочные панели играют исключительно декоративную роль и вообще не участвуют в воспринятии нагрузки (как, например, у дрегстеров класса Funny Car, представляющих собой полностью разгруженный пластиковый обтекатель с лёгким подкреплением внутри, установленный на несущей пространственной раме из труб).

У скелетного (полукаркасного) кузова каркас в значительной степени редуцирован, он представлен отдельными стойками, дугами и усилителями, приваренными к наружным и внутренним облицовочным панелям, наравне с ним участвующим в воспринятии нагрузки. Такой кузов легче каркасного, но всё ещё достаточно сложен и трудоёмок в массовом производстве из-за большого количества сборочных операций, многие из которых выполняются вручную и требуют взаимных подгонок деталей.

Оболочковые (бескаркасные) кузова наиболее распространены, большинство современных несущих кузовов принадлежат к этому типу — они свариваются точечной сваркой из крупногабаритных внутренних и наружных панелей, отштампованных как правило из стального листа, которые вместе образуют замкнутую пространственную систему, в которой роль каркаса играют выштамповки на самих панелях. Данный вариант несущего кузова наиболее приспособлен для условий массового производства, экономичен и технологичен, однако его ремонт в процессе эксплуатации в значительной степени затруднён ввиду сложной формы панелей и малого числа их сопряжений, что зачастую даже при незначительных повреждения вынуждает целиком заменять всю панель. В настоящее время происходит распространение алюминиевые или композитные сталеалюминиевые несущие кузова, в производстве которых наряду со сваркой широко используются заклёпочные соединения и склеивание.

Скорлупные кузова представляют собой монокок из неметаллических материалов (стеклопластик, углепластик, термопластик и так далее) с минимальным локальным усилением.

Конструкция

Схема несущего кузова автомобиля как ферменной конструкции. Роль элементов фермы играют приваренные к оболочке кузова усилители и выштамповки на ней.

У несущего кузова различают нижний силовой пояс (днище с усилением — короба порогов, поперечины пола, раскосы пола, лонжероны), средний силовой пояс (щит передка, брызговики крыльев, вертикальные стойки, подоконные брусья) и верхний силовой пояс (каркас крыши и сама крыша). У несущего кузова с незамкнутой силовой структурой (кабриолета, отчасти пикапа) верхний силовой пояс отсутствует, а практически все нагрузки воспринимаются нижним силовым поясом.

С точки зрения характера работы несущий кузов с замкнутой силовой структурой может быть уподоблен пространственной ферме, элементы которой (стержни) образованы либо каркасом (у каркасно-панельного кузова), либо конфигурацией оболочки кузова и прикреплёнными к ней усилителями (короба порогов, стойки и прогоны крыши, подоконные брусья и т. п.). Соответственно, для приближённого расчёта несущего кузова на прочностью используются примерно те же методики, что и для мостовых ферм и подобных конструкций (в настоящее время для этой цели широко используется конечно-элементный анализ напряжённых состояний системы с использованием вычислительной техники).

Несущий кузов с незамкнутой силовой структурой (кабриолет, родстер) может с той же точки зрения быть уподоблен балке.

Ссылки

• Атлас конструкций автомобильных кузовов НАМИ, 1961 г.
• Нагрузки, воспринимаемые несущим корпусом кузова.

Что такое рама автомобиля и какие виды бывают

Одним из важнейших элементов автомобиля является несущая система. Именно она дает возможность сделать из всех составляющих машины единое целое. Ранее все транспортные средства имели рамную конструкцию. Однако со временем она была вытеснена другими типами, в том числе несущим кузовом, который используется почти на всех легковых машинах. Тем не менее, рамная несущая часть все равно используется – на внедорожниках и грузовых авто.

Что такое рама автомобиля: назначение, плюсы и минусы

Рама автомобиля – балочная конструкция, которая выступает как основа для крепления всех узлов и агрегатов, таких как силовая установка, элементы трансмиссии, ходовой части и так далее. Кузов при такой конструкции несущей системы обеспечивает пространство для размещения пассажиров и багажа, а также выполняет декоративную функцию.

Рама автомобиля

Применение рамы дает возможность дать несущей части высокую прочность. Поэтому ее используют в грузовиках и внедорожниках. Также она дает возможность максимальной унификации узлов и механизмов между моделями различных классов.

Ранее производители автомобилей выпускали шасси авто с базовыми частями (рамой, мотором, трансмиссией и т.д.), куда «натягивались» различные типы кузовов.

Рама в автомобиле выступает как «скелет». Она воспринимает все внешние и внутренние нагрузки при движении машины и даже при ее стоянке. Ввиду этого к автомобильной раме предъявляется ряд требований:

• достаточная прочность и жесткость;
• небольшая масса;
• правильная форма, которая будет способствовать рациональной работе всех элементов автомобиля.

Рамная несущая часть обладает рядом преимуществ. Так, благодаря ей собирать машину и ремонтировать ее в дальнейшем становится значительно проще. Основное отличие рамной конструкции от кузовной в том, что любую поломку можно легко устранить благодаря хорошему специалисту и материалам. Еще одно важное достоинство: езда на плохих дорогах не будет чревата перекосами кузова (проемов дверей, стоек и т.д.).

Лонжеронная рама

Наряду с этим, есть и недостатки. Первый – существенное увеличение веса автомобиля ввиду наличия отдельных рамы и кузова. Соответственно, расход топлива также будет больше. Другой минус в том, что для размещения лонжеронов под кузовом нужно дополнительное место, что усложняет посадку в машину и отнимает существенную часть салона.

Также отмечается снижение пассивной безопасности, поскольку есть вероятность смещения рамы относительно кузова в случае удара. Поэтому несущий кузов – неотъемлемый элемент легкового автомобиля. В то же время рамная конструкция хорошо справляется с тяжелыми условиями, в которых ездят грузовые авто и внедорожники.

Виды рам

Рамы разделяются на несколько видов, отличающихся по конструктивным особенностям:

• лонжеронные;
• хребтовые;
• пространственные.

У некоторых видов имеются подвиды. Выделяются также комбинированные типы, сочетающие в конструкции составляющие разных типов рам.

Лонжеронная рама

Это самый распространенный вид. В конструкцию рамы входят две силовые продольные балки, которые называются лонжеронами. Они тянутся вдоль кузова и соединяются посредством поперечин. Балки выполняются из стали. С целью повышения показателей скручивания могут применяться различные виды профиля сечения.

Лонжероны необязательно ровные – иногда они имеют и вертикальные, и горизонтальные изгибы. Они могут располагаться как параллельно горизонтальной плоскости, так и под определенным углом, что присуще для внедорожников. Также возможно разное расположение поперечин, за счет которых соединяются лонжероны. На сегодня это наиболее популярная рамная конструкция, применяющаяся в большинстве грузовиков и внедорожников.

Такая рама отлично подходит для эксплуатации машины в условиях плохих дорог. Также она упрощает ремонт и сборку автомобиля. Минусы же в том, что лонжероны отнимают немалую часть салона и несколько усложняют процесс посадки.

Виды лонжеронных рам

Лонжеронная Х-образная

Х-образная рама – один из видов лонжеронной. Особенность ее конструкции в том, что лонжероны спереди и сзади разведены, а в центре – максимально сведены. Данный тип на вид похож на буку «Х», что и послужило причиной его названия.

Периферийная

Является видом лонжеронных рам. Этот вид начал активно использоваться на крупных легковых машинах европейского производства и «дредноутах» из США в 60-х годах. В таких рамах лонжероны расположены настолько широко, что в процессе установки кузова они располагаются у порогов. Это позволяет существенно снизить уровень пола, одновременно с этим уменьшив непосредственную высоту машины.

Важное достоинство подобной машины в ее максимальной приспособленности к боковым ударам. Однако есть существенный минус – рама не может выдержать значительные нагрузки, поэтому кузов авто должен обладать необходимой прочностью и жесткостью.

Хребтовая рама

Данный вид рам разработали представители компании «Татра» и преимущественно он применялся для машин ее производства. Главный несущий элемент – труба, соединяющая двигатель спереди с элементами трансмиссии, которые расположены внутри нее. По сути, труба выступает единым картером для коробки передач, раздаточной коробки и приводных валов. Крутящий момент от двигателя к трансмиссии поступает посредством помещенного в трубу вала. Причем данный вал не является карданным, что обеспечивает большую надежность.

Хребтовая рама

Подобная конструкция рамы в сочетании с независимой подвеской колес обеспечивает очень большие хода, что делает ее незаменимой в транспортных средствах специального назначения.

Преимущество хребтовой рамы также заключается в том, что она имеет очень высокую жесткость на кручение, а элементы трансмиссии надежно защищены от внешнего воздействия. Но ввиду того, что определенные механизмы расположены внутри конструкции рамы, ремонтные работы заметно усложняются.

Вильчато-хребтовая

Вильчато-хребтовый тип рам тоже является разработкой «Татра». В таком варианте двигатель крепится не к трансмиссионной трубе, а на специальной лонжеронной вилке. Это сделано для того, чтобы сократить уровень передающихся вибраций от работающего ДВС на раму и, следовательно, на кузов автомобиля. Однако, на сегодняшний день вильчато-хребтовые рамы уже не применяются в автомобилестроении.

Вильчато-хребтовая рама

Пространственная рама

Самый сложный тип рамной конструкции, применяющийся для спортивных машин. Это конструкция представляет собой каркас на основе тонких легированных труб и имеет очень высокие показатели по жесткости и прочности. В автомобилестроении данные рамы были вытеснены монококами, однако, похожие конструкции используются при создании автобусов.

Пространственная рама

Несущее основание

Несущее основание – это что-то среднее между кузовом и рамной конструкцией. Тут также используются лонжероны, но они объединены днищем, а не поперечинами. Наиболее массовый и популярный обладатель несущего днища – «Фольксваген Жук», у которого кузов крепится к плоской панели пола посредством болтов. Аналогичную конструкцию имеет и другая машина массового производства — Renault 4СV.

Несущее основание

Несущее днище отличается высокой технологичностью и применяется в крупносерийном производстве. Данная конструкция позволяет сделать пол и центр тяжести автомобиля достаточно низкими.

У рамной несущей части автомобиля есть ряд достоинств и особенностей, которые делают ее незаменимой для грузовых машин и внедорожников. И хотя рама используется сугубо для конкретных видов автомобилей, некоторые элементы ее конструкции применяются крайне широко, так как позволяют сделать несущие кузова более жесткими. Почти любая легковая машина оснащена усиливающими лонжеронами либо подрамниками.

Понравилась статья? Голосуй! Поддержи проект!

У каких машин алюминиевый кузов: подборка фото

Использование алюминия в производстве автомобильного кузова — это технология, которой отдавалось предпочтение гигантами машиностроения ещё в первой половине двадцатого века. Достаточно часто автолюбителей волнует вопрос, у каких машин алюминиевый кузов. Такой интерес совсем непраздный и вызван желанием оценить характеристики корпуса транспортного средства.

Audi A2

Супер экономичный, без потери динамики автомобиль, обладает небольшими размерами, но оснащён самыми современными системами для комфорта и безопасности и передвижения.

Audi R8 (ASF)

Технологичная модель с новым взглядом на кузовостроение минимизирует вес автомобиля, благодаря чему оказывается сильное влияние на характеристику динамических показателей и уровень расхода топлива.

Aston Martin DB9

Заднеприводной четырёхместный спорткар обладает не только отличными характеристиками и эстетичным внешним видом, но и современными кузовными параметрами.

Ferrari 612 Scaglietti

Особенность данной модели представлена длинным капотом и плавно ниспадающей крышей алюминиевого корпуса, что дополнено современными технологиями, а также долговечностью автомобильного кузова.

Honda NSX

Спортивного типа автомобиль, имеющий среднемоторную компоновку, производился компанией Honda до 2005 года, но до сих пор не потерял своей актуальности и популярности.

Jaguar XJ

Машина премиум-класса — это не инновационные технологии, комфорт и роскошный внешний вид, а также отличные ходовые качества, дополненные высокой экономичностью и инженерной безупречностью конструкции кузова.

Lamborghini Gallardo (ASF)

Самая продаваемая и одна из наиболее совершенных моделей бренда Lаmborghini была презентована на известном женевском автомобильном салоне в марте 2003 года, но до сих пор сохранила свою популярность.

Lotus Elise

Популярный родстер сегодня относится к категории самых доступных по цене суперкаров на отечественном автомобильном рынке и характеризуется стильным внешним видом, а также превосходной динамикой разгона.

Melkus RS2000

Компактный спортивный автомобиль, обладающий индивидуальностью и необыкновенной харизмой, перестал выпускаться в 2012 году, чему способствовало банкротство и отчуждение производственных активов, принадлежащих компании-производителю.

Mercedes SLS AMG

Современный спорткар, относящийся к линейке крупнейшего автомобильного концерна Мерседес-Бенц, доверил разработку проекта тюнинга известной компании АМГ, благодаря чему модель получила техничный и привлекательный корпус.

Morgan Aero 8

Новинка известного британского автопроизводителя в плане стилистических решений — это иностранный родстер, обладающий уникальной внешностью, а также отменными аэродинамическими свойствами.

Opel Speedster

Несмотря на то что спрос автолюбителей на спортивный родстер был невысоким, автомобиль с такими качественными и техническими характеристиками вполне ожидаемо заслужил к себе повышенное внимание.

Spyker C8

Знаменитый «Спайкер» оснащён центральным расположением двигателя, заимствованным у известной компании Audi, что сделало модель востребованной на зарубежном и отечественном автомобильном рынке.

Tesla Roadster

Серия не стала чем-то новым в хорошо известном автомобилистам модельном ряду Tesla, но такие автомобили отличились стильным и оригинальным дизайном, а также внушительной силовой установкой.

Несмотря на то что автомобили с алюминиевыми кузовами у большинства обывателей чаще всего ассоциируются с маркой Audi, большое количество других зарубежных моделей вполне удачно совмещают такой вариант корпуса с отличными техническими характеристиками.

avtorep.ru

Ремонт рамы это довольно распространенная задача. Повреждения бывают разные, в зависимости от характера, это и трещины (довольно частое явление), и складки и деформация.

Часто при серьезных ДТП, поведенную раму очень сложно восстанавливать и нецелесообразно. Но в большинстве случаев повреждения выражаются в трещинах или рама лопается. Такие повреждения можно благополучно отремонтировать. Но важно соблюсти технологию ремонта, так как конструкция рамы работает в тяжелых условиях, очень сильные нагрузки на скручивание.

Процесс ремонта рамы

Важно:

• варить нужно полуавтоматом,
• избегать перегрева,
• обязательно разделывать швы,
• проваривать корень шва.

Прежде чем начать ремонт, нужно тщательно произвести осмотр рамы на наличие трещин. Для внутреннего осмотра подходит видео-эндоскоп. Если нет специализированного, можно приобрести USB-эндоскоп, который работает с ноутбуком или смартфоном.

Купить можно на сайте elmagaz.ru или aliexpress.com там они дешевле.

Для ремонта нужно обеспечить доступ к месту повреждения, при необходимость демонтировать части мешающие в процессе работы. Лучшем методом будет освобождение рамы от всего навесного оборудования и элементов, чтобы уменьшить нагрузку. Если трещины разошлись, их нужно предварительно свести с помощью домкратов и обязательно промерять диагональные контрольные точки автомобиля. Разница расстояний не должна превышать 5 мм. Если будут отклонения, тогда на стапеле нужно тянуть раму.

Правка рамы, в том числе и в местах трещин производится в холодном состоянии кувалдой и молотками, с помощью оправок и поддержек.

На грузовиках и полуприцепах раму правят с помощью пневмо или гидро оборудования.

Трещины устраняются заваркой и клепкой усиливающих накладок.

Главная особенность в подготовке к сварке:

• определение видимого конца трещины (с помощью лупы);
• засверливание конца трещины (перед сверлением накернить центр под отверстие на расстоянии 5 — 10 мм от видимой границы трещины по линии её направления; сверлить сверлом диаметром 5-6 мм);
• разделка кромок под улом 90 градусов на глубину 2/3 толщины металла детали, плазменным резаком, если нет, можно болгаркой, но это дольше.
• зачистка кромок трещины шириной 20 мм (стальная щетка или электрошлифовальная машинка).

Трещины на лонжеронах устраняются:

• заваркой и установкой наружной или внутренней усиливающей коробчатой накладки на заклепках;
• заваркой трещины и приваркой усиливающей треугольной накладки;
• заваркой трещины и приваркой усиливающей накладки из угловой стали;
• продольные трещины или пучок трещин на вертикальной стенке устраняется вырезкой поврежденного участка и приваркой вставки в виде ромба;

Перед установкой накладки, шов нужно зачищать заподлицо с основным металлом.

Подготовка к сварке

Если нет возможности проварить корень, то за сварку рам лучше не браться.

• Первый проход проварка корня: ток 100 А проволока Св08 1,2мм газ смесь Ар + СО2 20% короткими валиками с лева на права поперек трещины с прерыванием дуги и не перегревая металл, но с образованием обратного валика.
• Второй и третий проход ток 110 А точно так же, но валики должны быть тонкие и перекрывать друг друга.
• Четвёртый проход ток 120 А валик во всю ширину разделки с небольшим заходом на основной металл, валики плотные и в зависимости от теплопотерь можно сплошным швом, но не перегревая металл (3-5 валиков и прерывание дуги).
• Пятый валик перекрывает в каждую сторону минимум варится так же но без прерывания дуги. Шов получается широкий выпуклый довольно ровный.

Вертикал варится только с верху вниз. Если клиент просит скрыть следы сварки, то пятый валик не варится.

Каждый случай сварки рам очень индивидуальный.

Большие швы за раз варить не стоит, так как в зоне термического воздействия метал закалиться и станет хрупким при деформации.

На фото раму уже делали, шов отвратительный. Пришлось переделывать.

Были разделаны швы под 90 градусов, там где VIN, пришлось просверлить отверстия, это для того, что бы снять напряжение, так часть трещины нельзя заварить, а если не делать отверстия, то от напряжения метала, трещина пойдет снова по сварке.

Швы были заварены по технологии выше.

Нужна ли накладка на раму?

В ремонте, что предоставлен выше, накладка не потребовалась. Лишний сварной шов не на пользу конструкции. Накладки применяются в случае, если нужно усилить раму, где уставший металл, и много вертикальных трещин. Накладки виде ромба или эллипса лучше вваривать, а не приваривать внахлест.

Для накладок и заплаток нужно брать такую же сталь из чего сделана рама.

Марки стали рам для автомобилей.

Детали	ЗИЛ-130	ГАЗ-53А	МАЗ-5335	УАЗ-469
Лонжероны	30Т или 14Г2АФ	25	19ХГС	25
Поперечены	20, 08 или 14Г2	25, 08кп или 12ГС	19ХГС или14ХГС	20кп или 08
Буфер	20	25		08 или 20кп
Буксирный крюк	35	40	45	35

Для ремонта рам иномарок лучше брать металл от «донора».

Обработка рамы после ремонта

После проварки всех повреждений, раму нужно обработать. Закрыть металл от агрессивной среды. Для этого раму моют, отчищают «пескоструйкой» или металлическими щетками. Обезжиривают, грунтуют и красят, лучше обработать антигравием «Раптор» или защитным покрытием Line-X.

Цена ремонта рамы автомобиля

Цена ремонта зависит от многих факторов. И все зависит от места повреждения, цена существенно уменьшается если удастся произвести ремонт без демонтажа кузова, но в большинстве случаев кузов необходимо демонтировать. На что тратится большое количество времени.

Рама авто­мо­би­ля явля­ет­ся глав­ной опор­ной струк­ту­рой, к кото­рой при­креп­ля­ют­ся дру­гие ком­по­нен­ты.

Рам­ная кон­струк­ция кузо­ва при­ме­ня­лась прак­ти­че­ски на всех авто­мо­би­лях в мире до нача­ла 1960‑х годов. Пер­вые рамы изго­тав­ли­ва­лись из дере­ва (чаще все­го ясе­ня). В 1930‑х годах на сме­ну дере­вян­ным при­шли сталь­ные рамы. С тече­ни­ем вре­ме­ни, прак­ти­че­ски все пас­са­жир­ские авто­мо­би­ли изме­ни­ли свою кон­струк­цию на «несу­щий кузов» (см. ста­тью “Кон­струк­ция несу­ще­го кузо­ва авто­мо­би­ля”). В наши дни рам­ный кузов при­ме­ня­ет­ся, в основ­ном, для вне­до­рож­ни­ков, гру­зо­ви­ков и авто­бу­сов. Про­доль­ные бал­ки рамы при­ни­ма­ют на себя основ­ные нагруз­ки. Попе­ре­чи­ны обес­пе­чи­ва­ют сопро­тив­ле­ние боко­вым нагруз­кам и уве­ли­чи­ва­ют тор­си­он­ную жёст­кость.

Содер­жа­ние:

• Типы рам авто­мо­би­лей
• Диа­гно­сти­ка рамы
• Как выпря­мить раму?
• Как пра­виль­но резать раму?
• Если трес­ну­ла рама
• Свар­ка рамы авто­мо­би­ля
• Свар­ка рамы из высо­ко­проч­ной ста­ли
• Уси­ле­ние рамы

Рама с одним сло­ем метал­ла исполь­зу­ет­ся на боль­шин­стве неболь­ших и сред­них транс­порт­ных сред­ствах. Неко­то­рые рамы состо­ят из двух сло­ёв метал­ла, име­ют допол­ни­тель­ную бал­ку внут­ри глав­ной бал­ки. Такой дизайн даёт повы­шен­ную проч­ность без поте­ри гиб­ко­сти. Такая кон­струк­ция может быть на боль­ших гру­зо­ви­ках. Часто двой­ной металл исполь­зу­ет­ся толь­ко на отдель­ных сек­ци­ях рамы. Раз­лич­ные про­из­во­ди­те­ли име­ют свои соб­ствен­ные кон­цеп­ции дизай­на и раз­ра­бот­ки, бла­го­да­ря кото­рым дости­га­ют необ­хо­ди­мых харак­те­ри­стик рамы.

Глав­ные функ­ции рамы на транс­порт­ном сред­стве:

• Удер­жи­вать меха­ни­че­ские ком­по­нен­ты и кузов.
• При­ни­мать на себя ста­ти­че­ские и дина­ми­че­ские нагруз­ки.
• Рама долж­на не толь­ко давать хоро­шую под­держ­ку для кузо­ва и его ком­по­нен­тов, но, в тоже вре­мя, обес­пе­чи­вать гиб­кость. Такая гиб­кость необ­хо­ди­ма, так как жёст­кая рама, наи­бо­лее веро­ят­но, трес­нет, чем гиб­кая, кото­рая смо­жет согнуть­ся и воз­вра­тить­ся обрат­но после пре­кра­ще­ния нагруз­ки. Рама с тор­си­он­ной гиб­ко­стью так­же умень­ша­ет нагруз­ку на под­вес­ку при езде по неров­но­стям дорог.

Типы рам автомобилей

Типы рам в зави­си­мо­сти от кон­струк­ции:

• Рама лест­нич­но­го типа (име­ет такое назва­ние из-за сход­ства с лест­ни­цей)
• Рама, сов­па­да­ю­щая с пери­мет­ром кузо­ва авто­мо­би­ля (клас­си­че­ская, подоб­на раме лест­нич­но­го типа)
• Х‑образная (при­ме­ня­лась в аме­ри­кан­ских авто­мо­би­лях 1950–1960 годах)
• Про­стран­ствен­ная рама (space frame), трёх­мер­ная кон­струк­ция из труб.

Типич­ный мате­ри­ал, исполь­зу­е­мый для созда­ния рамы авто­мо­би­ля – угле­ро­ди­стая сталь или спла­вы алю­ми­ния (что­бы достичь кон­струк­ции более лёг­ко­го веса).

В слу­чае с отдель­ной рамой, она сде­ла­на из струк­тур­ных эле­мен­тов, назы­ва­е­мых бал­ка­ми. Это про­стые кон­струк­ции из сталь­ных про­фи­лей раз­но­го сече­ния.

• Сек­ции рамы могут быть изго­тов­ле­ны из С‑образного про­фи­ля (наи­бо­лее рас­про­стра­нён­ный тип балок).
• Короб­ча­то­го про­фи­ля (квад­рат­ной тру­бы)
• труб­ча­тых сек­ций (тру­ба круг­ло­го сече­ния).

Рамы могут иметь закруг­лён­ные арки. Таким обра­зом, вме­сто того, что­бы воз­вы­шать­ся над полу­ося­ми, рама с арка­ми рас­по­ла­га­ет­ся ниже, при­мер­но вро­вень с полу­ося­ми и оги­ба­ет их.

Диагностика рамы

• Если есть подо­зре­ния искрив­ле­ния рамы, то нуж­но сде­лать диа­го­наль­ные заме­ры меж­ду кон­троль­ны­ми точ­ка­ми (см. “Изме­ре­ние гео­мет­рии кузо­ва”), что­бы точ­но опре­де­лить, куда про­изо­шло сме­ще­ние.
• Для длин­но­мер­ных рам­ных транс­порт­ных средств есть несколь­ко мето­дов изме­ре­ния рамы для опре­де­ле­ния иска­же­ния. Все мето­ды исполь­зу­ют пря­мую линию как исход­ную коор­ди­на­ту и срав­ни­ва­ют раму с этой лини­ей, что­бы опре­де­лить пря­мо­ли­ней­ность рамы. Мето­ды опре­де­ле­ния пря­мой исход­ной линии вклю­ча­ют исполь­зо­ва­ние лазер­но­го луча, натя­ги­ва­ние шну­ра.
• Исполь­зо­ва­ние лазе­ра явля­ет­ся точ­ным мето­дом. Лазер настра­и­ва­ет­ся на один конец рамы, при­мер­но 5 см от края рамы и направ­ля­ет­ся вдоль рамы на дру­гой конец, на то же рас­сто­я­ние от края рамы. Часть плос­ко­го мате­ри­а­ла, тако­го как кар­тон, удер­жи­ва­ет­ся у рамы. Это дела­ет­ся в несколь­ких точ­ках вдоль рамы. Изме­ре­ния запи­сы­ва­ют­ся и, в иде­а­ле, долж­ны сов­па­дать на всех точ­ках. Откло­не­ние будет озна­чать искрив­ле­ние рамы. Так­же мож­но про­ве­рять высо­ту. Если она откло­ня­ет­ся вверх или вниз, то это озна­ча­ет изгиб в раме.
• Метод со шну­ром явля­ет­ся подоб­ным мето­дом, как и лазер, кро­ме того, что лазер заме­ня­ет­ся шну­ром.
• Тест отве­сом не тре­бу­ет спе­ци­аль­но­го обо­ру­до­ва­ния и под­хо­дит, если слиш­ком мно­го пре­град вдоль рамы, меша­ю­щих изме­ре­нию и слож­ных в демон­та­же. Метод исполь­зу­ет отвес, что­бы поме­тить точ­ки на полу мастер­ской, и шнур, что­бы соеди­нить эти точ­ки. Сим­мет­рич­ные точ­ки выби­ра­ют­ся на ниж­ней части балок рамы. Отвес опус­ка­ет­ся от внеш­ней сто­ро­ны сим­мет­рич­ных точек, что­бы сде­лать помет­ки мелом на полу. Точ­ки соеди­ня­ют­ся. Все диа­го­на­ли долж­ны пере­се­кать цен­траль­ную линию, если рама ров­ная. Допуск для каж­дой про­вер­ки зави­сит от раз­ме­ра рамы, но 6 мм обыч­но 6 мм откло­не­ния счи­та­ет­ся мак­си­му­мом.

Как выпрямить раму?

Боль­шая часть энер­гии во вре­мя ава­рии погло­ща­ет­ся рамой.

В зави­си­мо­сти от при­ро­ды ава­рий, могут воз­ник­нуть дефек­ты сле­ду­ю­щих видов:

• Сме­ще­ние в гори­зон­таль­ной и/или вер­ти­каль­ной плос­ко­сти
• Скру­чи­ва­ние рамы
• Искрив­ле­ние рамы
• Искрив­ле­ние попе­ре­чин

Часто, при ава­рии, воз­ни­ка­ют несколь­ко видов повре­жде­ний одно­вре­мен­но. Часть рамы может сдви­нуть­ся как в бок, так и одно­вре­мен­но вниз.

При незна­чи­тель­ном повре­жде­нии раму мож­но выпра­вить. Если повре­жде­ние слиш­ком серьёз­ное, что­бы его мож­но было устра­нить, то выре­за­ет­ся повре­ждён­ный металл и при­ва­ри­ва­ет­ся новый, с учё­том раз­ме­ров рас­сто­я­ний меж­ду кон­троль­ны­ми точ­ка­ми. Сва­роч­ные соеди­не­ния уси­ли­ва­ют­ся спе­ци­аль­ны­ми наклад­ка­ми. Как пра­виль­но резать сва­ри­вать и уси­ли­вать раму мы рас­смот­рим в этой ста­тье ниже.

Повре­ждён­ная рама может быть при­чи­ной накло­на кузо­ва на одну сто­ро­ну, повы­шен­но­го изно­са эле­мен­тов под­вес­ки и покры­шек. Два наи­бо­лее частых повре­жде­ния рамы – скру­чи­ва­ние и сги­ба­ние вниз (ино­гда одно­вре­мен­но в бок). Отли­чие этих двух повре­жде­ний едва раз­ли­чи­мое, но важ­ное с точ­ки зре­ния ремон­та. К сожа­ле­нию, ремонт изги­ба как скру­чи­ва­ния или наобо­рот может вызвать допол­ни­тель­ные повре­жде­ния, кото­рые будет слож­но или невоз­мож­но устра­нить.

Скру­чи­ва­ние рамы может про­изой­ти, если авто­мо­биль с раз­го­на попал в тран­шею. Один из глав­ных симп­то­мов скру­чен­ной рамы – авто­мо­биль накло­ня­ет­ся вниз с одной из сто­рон. На фото ниже мож­но уви­деть силь­ное скру­чи­ва­ние рамы, гля­дя с зад­ней части авто­мо­би­ля. Одна сто­ро­на рамы сме­ща­ет­ся вниз, а дру­гая вверх. При таком повре­жде­нии авто­мо­биль может вести себя неста­биль­но, осо­бен­но на пово­ро­тах и на высо­кой ско­ро­сти. Скру­чи­ва­ние рамы обыч­но быва­ет толь­ко в её цен­траль­ной сек­ции. При этом повре­жде­ние может про­яв­лять­ся по все­му кузо­ву. После ремон­та края рамы вста­нут на место, так как скру­чен­ная цен­траль­ная сек­ция их дер­жа­ла в непра­виль­ном рас­по­ло­же­нии. Если не пра­виль­но диа­гно­сти­ро­вать скру­чи­ва­ние рамы и пра­вить её непра­виль­но рас­по­ло­жен­ные отдель­ные части, то мож­но толь­ко усу­гу­бить повре­жде­ние.

На пика­пе заме­тен наклон одной части кузо­ва из-за изме­не­ния гео­мет­рии рамы.

Дру­гой вид дефор­ма­ции, когда одна из про­доль­ных балок сме­ще­на, то это вли­я­ет и на цен­траль­ную сек­цию. Рама при­ни­ма­ет фор­му парал­ле­ло­грам­ма. Такое повре­жде­ние может вли­ять на под­вес­ку и, при дви­же­нии, маши­на будет ехать под углом (перед­няя ось может не на одной линии с зад­ней).

Пере­кос рамы может изме­нить поло­же­ние под­вес­ки

Изме­ре­ние «гео­мет­рии» рамы долж­ны выявить сте­пень её повре­жде­ния. После пони­ма­ния направ­ле­ния и сте­пе­ни сме­ще­ния эле­мен­тов рамы, рама закреп­ля­ет­ся и при­ме­ня­ет­ся спе­ци­аль­ное вытя­ги­ва­ю­щее обо­ру­до­ва­ние для воз­вра­ще­ния пер­во­на­чаль­ной фор­мы. Исполь­зу­ют­ся гид­рав­ли­ка и цепи. Нуж­но избе­гать кон­цен­три­ро­ван­но­го воз­дей­ствия в одно точ­ку, под­кла­ды­вая дере­вян­ные бло­ки, что­бы рас­пре­де­лить уси­лие на боль­шую пло­щадь.

Рама име­ет так назы­ва­е­мую память. Металл стре­мить­ся воз­вра­тить­ся в пер­во­на­чаль­ное поло­же­ние. Важ­но пра­виль­но «помочь» ему при­нять ори­ги­наль­ную фор­му и поло­же­ние при помо­щи вытя­ги­ва­ю­щих устройств. Непра­виль­ные дей­ствия при ремон­те ста­но­вят­ся при­чи­ной допол­ни­тель­ной дефор­ма­ции рамы и услож­не­ния ремон­та.

Глав­ное пра­ви­ло при вытя­ги­ва­нии в кузов­ном ремон­те, кото­рое отно­сит­ся и к раме – вытя­ги­вать в про­ти­во­по­лож­ном уда­ру направ­ле­нию и после­до­ва­тель­но­сти. Вытя­ги­вать дефор­ма­цию нуж­но посте­пен­но, с про­ме­жу­точ­ны­ми изме­ре­ни­я­ми рас­сто­я­ний меж­ду кон­троль­ны­ми точ­ка­ми. После­до­ва­тель­ность такая: вытя­ги­вать, удер­жи­вать в натя­ну­том состо­я­нии и про­дол­жать вытя­ги­ва­ние сно­ва. Делай­те пере­тяж­ку немно­го даль­ше ори­ги­наль­ных пара­мет­ров, так как металл немно­го воз­вра­ща­ет­ся обрат­но после ослаб­ле­ния вытя­ги­ва­ю­ще­го уси­лия.

Если рама не под­вер­га­лась тер­ми­че­ской обра­бот­ки на заво­де, то воз­мож­но нагреть повре­жден­ный эле­мент для облег­че­ния про­цес­са выправ­ле­ния. При исполь­зо­ва­нии нагре­ва металл дол­жен осты­вать есте­ствен­ным путём.

Как правильно резать раму?

Не делай­те сре­зы и не сва­ри­вай­те попе­рёк нагруз­ки

• Не делай­те сре­зов попе­рёк балок. Так, после свар­ки, не созда­ёт­ся зон с кон­цен­тра­ци­ей напря­же­ния. Срез мож­но делать под углом 45 или 30 гра­ду­сов, либо в виде «Z». Это даст боль­ше пло­ща­ди для свар­ки. Так нагруз­ка будет рас­пре­де­лять­ся на более мас­штаб­ный шов.
• Нуж­но пред­ва­ри­тель­но отме­тить линии сре­за рамы. Исполь­зуй­те широ­кую маляр­ную лен­ту, что­бы раз­ме­тить все сре­зы. Её мож­но накле­ить и чер­тить будет лег­че на ней.
• Избе­гай­те резать раму на неров­ных сек­ци­ях, таких как изги­бы, арки, впа­ди­ны.
• При­ва­ри­те, зачи­сти­те шов до уров­ня поверх­но­сти и потом при­ва­ри­те уси­ли­ва­ю­щую наклад­ку.

Треснула рама

Все­гда ста­рай­тесь понять и опре­де­лить при­чи­ну воз­ник­шей тре­щи­ны.

Про­свер­ли­те отвер­стие в кон­це тре­щи­ны и рас­то­чи­те тре­щи­ну в виде “V” на 2/3 глу­би­ны метал­ла. После про­ва­ри­ва­ния и зачист­ки нуж­но поверх при­ва­рить уси­ли­ва­ю­щую наклад­ку.

Частая при­чи­на тре­щин в раме, осо­бен­но гру­зо­ви­ков – уста­лость метал­ла. Так про­ис­хо­дит из-за цик­ли­че­ских погру­зок и раз­гру­зок. Часто тре­щи­ны воз­ни­ка­ют в ниж­ней части балок, так как она часто нахо­дит­ся под наи­боль­шим напря­же­ни­ем.

Уста­лость явля­ет­ся пове­де­ни­ем мате­ри­а­ла, когда под­вер­га­е­мый цик­ли­че­ским нагруз­кам мате­ри­ал может дать тре­щи­ну. Уста­лость – это когда Вы что-то сги­ба­е­те несколь­ко раз, до момен­та, когда мате­ри­ал сло­ма­ет­ся. Каж­дый мате­ри­ал име­ет пре­дел эла­стич­но­сти.

Тре­щи­ны могут быть отре­мон­ти­ро­ва­ны свар­кой, зачист­кой до плос­ко­го состо­я­ния и после­ду­ю­щей при­вар­кой уси­ли­ва­ю­щей пла­сти­ны (см. ниже).

Не при­ва­ри­вай­те запла­ту пря­мо на тре­щи­ну, не зава­рив её по пра­ви­лам.

Сварка рамы автомобиля

• Авто­мо­биль содер­жит мно­го элек­трон­ных моду­лей и бло­ков управ­ле­ния. Они чув­стви­тель­ны к элек­три­че­ско­му вме­ша­тель­ству, кото­рое может исхо­дить от сва­роч­но­го аппа­ра­та. Перед свар­кой сни­ми­те мину­со­вую клем­му с акку­му­ля­то­ра. Топ­лив­ные баки и труб­ки вбли­зи сва­роч­ной зоны долж­ны быть демон­ти­ро­ва­ны. Труб­ки и элек­три­че­ские кабе­ли нуж­но защи­тить от брызг и высо­кой тем­пе­ра­ту­ры при свар­ке. С обла­сти свар­ки крас­ка долж­на быть пред­ва­ри­тель­но уда­ле­на. Рама может иметь завод­ское вос­ко­вое покры­тие для защи­ты от кор­ро­зии. Перед нача­лом свар­ки необ­хо­ди­мо уда­лить воск в зоне ремон­та. При­кре­пи­те сва­роч­ную «мас­су» к раме, как мож­но бли­же к месту свар­ки.
• Не исполь­зуй­те аце­ти­лен-кис­ло­род­ную (авто­ген­ную) свар­ку при ремон­те рамы.
• Одно из глав­ных пра­вил при свар­ке рамы – нико­гда не варить попе­рёк к нагруз­ке. Вер­ти­каль­ные швы кон­цен­три­ру­ют нагруз­ку толь­ко в одной сек­ции сва­роч­но­го шва. Когда рама гнёт­ся, сва­роч­ный шов может создать место кон­цен­тра­ции напря­же­ния, кото­рое при­ве­дёт к появ­ле­нию тре­щи­ны. Вер­ти­каль­ные швы все­гда будут ломать­ся, пото­му что нагруз­ка тянет попе­рёк шири­ны шва вме­сто того, что­бы рас­се­и­вать вдоль дли­ны.
• Для луч­ше­го про­ник­но­ве­ния, сва­ри­ва­е­мые части рамы долж­ны быть при­го­тов­ле­ны двой­ной бук­вой «V» на обе­их сто­ро­нах. На раме с двой­ным сло­ем сва­роч­ное про­ник­но­ве­ние долж­но быть как оди­ноч­ная «V» для каж­до­го слоя. Луч­ше не выре­зать, а выто­чить V‑образную канав­ку. В зави­си­мо­сти от досту­па, при свар­ке, с обрат­ной сто­ро­ны мож­но при­кла­ды­вать охла­жда­ю­щую под­лож­ку (из меди). V‑образная канав­ка с про­ти­во­по­лож­ной ремон­ту сто­ро­ны долж­на быть доста­точ­но глу­бо­кой, что­бы дой­ти до метал­ла, кото­рый обра­зо­вал­ся от свар­ки с дру­гой сто­ро­ны.

• После завер­ше­ния сва­ри­ва­ния, весь излиш­ний металл шва дол­жен быть отшли­фо­ван до плос­ко­го состо­я­ния.
• Если при­ва­ри­ва­ет­ся новая сек­ция к раме, нуж­но про­ве­рить рас­сто­я­ние меж­ду кон­троль­ны­ми точ­ка­ми.
• При свар­ке двух­слой­ной рамы, во вре­мя соеди­не­ния рам­ных балок, оба слоя (внут­рен­ний и внеш­ний) долж­ны быть сва­ре­ны в раз­ных местах, с мини­маль­ным рас­сто­я­ни­ем швов в 30 cм.
• Уси­ли­ва­ю­щая наклад­ка при­ва­ри­ва­ет­ся при ремон­те тре­щи­ны или при соеди­не­нии двух частей рамы, допол­ни­тель­но к основ­но­му сва­роч­но­му шву (см. «уси­ле­ние рамы» ниже).

Сварка рамы из высокопрочной стали

• Совре­мен­ные авто­мо­би­ли могут иметь раму из высо­ко­проч­ной ста­ли (high tensile steel).
• Высо­ко­проч­ная сталь име­ет уве­ли­чен­ную проч­ность, кото­рая дости­га­ет­ся во вре­мя теп­ло­вой закал­ки.
• Боль­шин­ство таких рам тре­бу­ют неко­то­ро­го пред­ва­ри­тель­но­го нагре­ва перед свар­кой, так как име­ют тен­ден­цию быть более чув­стви­тель­ной к рас­трес­ки­ва­нию, чем мяг­кая (мало­уг­ле­ро­ди­стая) сталь. Металл дол­жен быть рав­но­мер­но нагрет по всей тол­щине на 8–10 см в обе сто­ро­ны ремон­та до 100 гра­ду­сов по Цель­сию. Это важ­но, так как свар­ка на холод­ном части высо­ко­проч­ной ста­ли ста­нет при­чи­ной слиш­ком быст­ро­го нагре­ва и слиш­ком быст­ро­го осты­ва­ния. Это быст­рое осты­ва­ние явля­ет­ся глав­ной при­чи­ной появ­ле­ния тре­щин. Пред­ва­ри­тель­ный нагрев так­же помо­га­ет сокра­тить уро­вень водо­ро­да и мини­ми­зи­ру­ет водо­род­ную хруп­кость. Пра­виль­ная тем­пе­ра­ту­ра пред­ва­ри­тель­но­го нагре­ва опре­де­ля­ет­ся кон­крет­ной мар­кой ста­ли и её тол­щи­ной. Так­же, свар­щик дол­жен под­дер­жи­вать пра­виль­ную тем­пе­ра­ту­ру меж­ду интер­ва­ла­ми свар­ки. Тем­пе­ра­ту­ру мож­но отсле­жи­вать, исполь­зуя спе­ци­аль­ный тер­мо­ка­ран­даш или кон­такт­ный пиро­метр, в иде­а­ле на обрат­ной сто­роне соеди­не­ния, на 10 см от зоны ремон­та.
• Вари­те высо­ко­проч­ную сталь без попе­реч­ных коле­ба­ний горел­ки. Это огра­ни­чит нагрев метал­ла и не осла­бит его. Не вари­те на сквоз­ня­ке и при низ­кой тем­пе­ра­ту­ре, ина­че рас­плав­лен­ный металл будет охла­ждать­ся слиш­ком быст­ро, вызы­вая появ­ле­ние тре­щин сра­зу после свар­ки или через несколь­ко дней.
• Как и в любом сва­роч­ном про­цес­се, кон­троль ско­ро­сти дви­же­ния и соблю­де­ние реко­мен­до­ван­ных настро­ек сва­роч­но­го аппа­ра­та мини­ми­зи­ру­ет теп­ло­вую нагруз­ку во вре­мя свар­ки высо­ко­проч­ной ста­ли.

Усиление рамы

После свар­ки шов на раме необ­хо­ди­мо уси­лить.

Есть два типа уси­ле­ний – встав­ка про­филь­но­го уси­ли­те­ля внутрь (или сна­ру­жи) или укреп­ля­ю­щая наклад­ка. Каж­дый тип уси­ли­те­ля пред­ла­га­ет раз­ную сте­пень проч­но­сти. Выбор мето­да уси­ле­ния дол­жен осу­ществ­лять­ся из того, что луч­ше под­хо­дит для кон­крет­ной рамы и рас­по­ло­же­ния места ремон­та.

Все уси­ли­те­ли долж­ны быть сде­ла­ны из одно­го и того же метал­ла, той же тол­щи­ны, что и рама. Если рама из высо­ко­проч­ной ста­ли, то и уси­ли­тель дол­жен быть из высо­ко­проч­ной ста­ли.

Завод­ская уси­ли­ва­ю­щая наклад­ка

Уси­ли­ва­ю­щие наклад­ки исполь­зу­ют­ся на рамах чаще все­го. Они рас­пре­де­ля­ют напря­же­ние (от нагруз­ки) на боль­шую пло­щадь. Нет смыс­ла исполь­зо­вать наклад­ку из более тол­сто­го метал­ла, так как она не будет гнуть­ся так же, как осталь­ная часть рамы, из-за чего может появить­ся тре­щи­на.

На уси­ли­ва­ю­щих наклад­ках и про­филь­ных уси­ли­те­лях не долж­но быть сто­рон, про­хо­дя­щих попе­рёк балок рамы. При при­ва­ри­ва­нии уси­ли­те­ля швы долж­ны про­хо­дить наис­ко­сок и вдоль балок рамы.

При изго­тов­ле­нии уси­ли­ва­ю­щих накла­док, луч­ше сде­лать их фор­му бли­же к оваль­ной или со ско­шен­ны­ми закруг­лён­ны­ми угла­ми. Такая фор­ма поз­во­лит мини­ми­зи­ро­вать появ­ле­ние зон кон­цен­тра­ции напря­же­ния в швах, из-за кото­рых воз­ни­ка­ют тре­щи­ны. Если уси­ли­ва­ю­щая наклад­ка будет иметь ско­шен­ные углы, то не нуж­но при­ва­ри­вать её боко­вые кон­цы пол­но­стью, так как эти места наи­бо­лее под­вер­же­ны к кон­цен­тра­ции напря­же­ния. Луч­ше про­дол­жить шов в про­доль­ном направ­ле­нии в сто­ро­ну от кон­ца при­со­еди­не­ния при­мер­но на 5 см до того, как оста­но­вить шов (см. фото). Это предот­вра­тит появ­ле­ние тре­щин в этих местах. Что­бы под наклад­ку в этот зазор не попа­да­ла вода, нуж­но его зама­зать шов­ным гер­ме­ти­ком.

При­мер уси­ли­ва­ю­щих накла­док, при­ва­рен­ных на зону сва­роч­но­го шва.

Про­свер­ли­ва­ние отвер­стий в наклад­ках поз­во­ля­ет полу­чить допол­ни­тель­ную поверх­ность для сва­ри­ва­ния. Мож­но про­свер­лить одно боль­шое отвер­стие посе­ре­дине.

Хоро­шее пра­ви­ло для раз­ме­ра уси­ли­ва­ю­щей наклад­ки – дли­на = 2 высо­ты рамы.

Про­филь­ные уси­ли­те­ли рамы. Раз­рез по сере­дине на рисун­ке сде­лан для визу­а­ли­за­ции струк­ту­ры кон­струк­ции.

Базо­вые типы про­филь­ных уси­ли­те­лей:

• Уси­ли­тель в виде «L» дол­жен быть исполь­зо­ван в местах с мак­си­маль­ной нагруз­кой, в ниж­ней части бал­ки рамы, где изгиб верх­ней части рамы не про­бле­ма. Они могут быть поме­ще­ны внутрь или сна­ру­жи про­доль­ной бал­ки рамы. Это доста­точ­но уни­вер­саль­ный уси­ли­тель. Одна­ко, уста­нов­ка тако­го уси­ли­те­ля может быть огра­ни­че­на кон­фи­гу­ра­ци­ей рамы.
• Уси­ли­тель в виде пере­вёр­ну­той «L» так­же может быть исполь­зо­ван внут­ри или сна­ру­жи бал­ки рамы. Его уста­нов­ка реко­мен­ду­ет­ся там, где мак­си­маль­ная нагруз­ка пере­да­ёт­ся на верх­нюю часть бал­ки рамы (к при­ме­ру, у само­сва­ла в под­ня­том состо­я­нии). Этот тип уси­ле­ния мож­но уста­нав­ли­вать в местах, где запре­ще­но исполь­зо­вать преды­ду­щий уси­ли­тель в виде «L», где верх­ний фла­нец под­вер­га­ет­ся про­ги­бу.

Каж­дый край про­филь­но­го уси­ли­те­ля дол­жен быть ско­шен на угол 45 гра­ду­сов, что­бы рас­пре­де­лить кон­цен­три­ро­ван­ное напря­же­ние.

Про­филь­ные уси­ли­те­ли могут исполь­зо­вать­ся в пол­ную дли­ну или локаль­но и могут уста­нав­ли­вать­ся внут­ри или сна­ру­жи балок рамы. Два глав­ных недо­стат­ка таких уси­ли­те­лей – доба­воч­ный вес и допол­ни­тель­ное вре­мя для уста­нов­ки. Так­же может быть слож­ным поме­стить такие уси­ли­те­ли внут­ри или поверх суще­ству­ю­щей бал­ки вви­ду про­из­вод­ствен­ных допус­ков, из-за попе­ре­чин или крон­штей­нов на раме.