Hino-avto.ru

официальный дилер Hino Motors
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Конструкция несущего кузова автомобиля

Рама и несущий кузов

Кузов и рама, порознь или вместе, воспринимают вес агрегатов автомобиля и пассажиров, а также нагрузки при торможении и разгоне, при крене и переезде через неровности дороги.

Безлошадные экипажи, появившиеся в прошлом столетии на улицах европейских городов, унаследовали от карет и колясок их шасси, подвеску, кузов. До середины двадцатых годов почти каждый автомобильный кузов представлял собой каркас из дуба или ясеня, обшитый стальным или алюминиевым листом и снабженный складным матерчатым тентом. Такой кузов, как и агрегаты машины — двигатель, трансмиссия, подвеска, крепился к раме, которая служила становым хребтом, основой всего автомобиля. Ее вид сверху напоминал лестницу — два продольных лонжерона с четырьмя или пятью поперечинами — траверсами.

К середине двадцатых годов многие заводы развернули массовый конвейерный выпуск легковых автомобилей, и кузова с деревянным каркасом, весьма трудоемкие и дорогие в производстве, оказались невыгодными. Этот недостаток был особенно ощутим на закрытых кузовах, которые к тому времени начали получать широкое распространение.

ХРЕБТОВАЯ РАМА. По сравнению с обычной лонжеронной обладает значительно большей «жесткостью на кручение и легче по весу. Соединяется с кузовом дополнительными траверсами, не воспринимающими нагрузки.

Автомобили совершенствовались, скорости год от года росли. Все больше внимания конструкторы стали уделять управляемости машины. Это повлекло за собой увеличение жесткости рамы на кручение. Исследования показали, что желаемого эффекта можно добиться, жестко соединив цельнометаллический кузов с рамой. В этом случае ее можно заведомо сделать, образно говоря, ажурной, а следовательно, более легкой. По существу рама превратилась теперь в подрамник. Так в середине тридцатых годов появились кузова, которые теперь мы называем несущими («Опель-олимпия», 1935 год; «Ситроен-ТА», 1934 год). Безрамные конструкции автомобилей вынудили сторонников рам пойти на усовершенствования. Чтобы повысить жесткость на кручение, были созданы хребтовые рамы с центральной трубчатой или коробчатой балкой. Их можно было встретить на довоенных автомобилях НАМИ-1 (СССР, 1927 год), «Шкода-популяр» (Чехословакия, 1937 год), «Мерседес-Бенц-130» (Германия, 1934 год). Другие ввели в конструкцию рамы Х-образную поперечину, которая также резко увеличила жесткость на кручение. Пример тому модель ГАЗ-M1 (CСCP, 1936 год).

Почему же, несмотря на преимущества несущих кузовов, некоторые фирмы по-прежнему привержены к рамам?

НЕСУЩАЯ РАМА. Воспринимает все нагрузки. На кузов, упруго соединенный с рамой, действует его собственный вес и вес пассажиров. Кузов изолирован от вибраций, которым подвержена рама, но и не может сообщить ей дополнительной жесткости.

Несущий кузов — это сварная конструкция (см. рисунок) из штампованных стальных деталей. Основные силовые элементы его — пол, крыша, коробки порогов, стойки дверей, щит передка, колесные ниши — изготовлены из металла толщиной от 1,2 до 0,8 мм. Хотя на них наносят антикоррозионные покрытия, такие детали кузова, как пороги, пол, ниши колес, быстрее разрушаются ржавчиной, чем лонжероны и траверсы рам из 2,5—3,5-миллиметровой стали.

Поскольку к несущему кузову присоединяются пружины, рессоры, амортизаторы и рычаги подвески его панели воспринимают все дорожные толчки и вибрации, и создается «дорожный гул». На больших машинах с несущими кузовами он превышает допустимый уровень. На малолитражках площади отдельных панелей невелики, следовательно, и вибрация их не столь ощутима на слух.

Компромиссное решение применяется на американских легковых машинах, отличающихся, как известно, большими габаритами. У них сравнительно жесткий кузов связан через упругие подушки с так называемой контурной, или периферийной, рамой. У этой рамы нет поперечин — она представляет собой замкнутый контур коробчатого сечения, идущий по всему периметру кузова. Резиновые подушки гасят нежелательные вибрации, а наличие большого числа точек соединения кузова с рамой обеспечивает в целом достаточную прочность и жесткость всей конструкции.

НЕСУЩИЙ КУЗОВ. Все нагрузки воспринимаются его панелями и коробчатыми элементами. Обладает высокой жесткостью на кручение. Обеспечивает наиболее рациональное использование металла и наименьшие затраты в массовом производстве.

Таким образом, оценив все плюсы и минусы, инженеры оставили рамные конструкции для дорогих или крупногабаритных легковых машин высшего класса («Роллс-Ройс», «Чайка»), а для массовых автомобилей с двигателями рабочим объемом до 3-3,5 литра («Москвич-412», «Жигули», ГАЗ-24, «Шкода-110», «Ровер-2000») избрали более дешевый в производстве несущий кузов.

Тенденция к увеличению поверхности стекол наметившаяся в последние годы, заставила конструкторов делать более узкими стойки окон и дверей. В результате связь днища и крыши на несущих кузовах становилась все менее жесткой. На отдельных моделях крыша и верхняя часть стоек несет лишь незначительную часть нагрузок. Основная же приходится на днище с высокими порогами коробчатого сечения, массивными поперечинами и усилителями. Практически здесь главным несущим элементом является пол, и такая конструкция — ее примерами могут служить «ситроены» (серий ИД и ДС) — получила название «несущего днища».

НЕСУЩЕЕ ДНИЩЕ. По существу разновидность несущего кузова. Большая часть нагрузки воспринимается развитыми порогами, поперечинами пола, колесными нишами и подрамниками.

На современных спортивных автомобилях несущие кузов или днище применяются реже, чем на обычных легковых. Для экономии в весе их кузовные панели делают из стеклопластика или алюминиевого листа. Они мало пригодны для восприятия больших нагрузок. Поэтому спортивные машины снабжают либо обычными и хребтовыми рамами («Лотос-элан»), либо пространственным трубчатым каркасом («Астон-мартин»), на который навешивают кузовные панели.

Таким образом, сегодня не существует единого решения в выборе несущего элемента для машин разного назначения. Что касается наиболее распространенных малолитражек и легковых автомобилей среднего класса, то у них, повторяем, как правило, бывает несущий кузов.

Общее устройство кузова автомобиля. Применяемые материалы

Несущий кузов, характерный для большинства легковых автомобилей, содержит полые элементы, изготовленные из листовой стали, на которых устанавливаются и крепятся сваркой кузовные панели. В зависимости от типа автомобиля, около 5000 сварных точек должны быть выполнены вдоль сварочных фланцев общей длиной 120…200 м. Ширина сварочного фланца составляет 10-18 мм. Другие части (передние крылья, двери, капот, крышка багажника) крепятся к опорным конструкциям кузова на болтах или с помощью точечной сварки. Существуют также каркасные и скелетные типы конструкций кузовов.

В качестве материала для кузовов применяется тонколистовая сталь. Наиболее преобладающая толщина 0,75…1 мм, однако, отдельные части кузова могут иметь толщину от 0,6 до 3,0 мм.

Для изготовления высоконапряженных конструктивных элементов применяется высокопрочная низколегированная листовая сталь. Некоторые детали кузова, например, бампера, молдинги, люки, спойлеры, решетки радиаторов, облицовки надколесных ниш, колпаки и др. могут изготавливаться из пластмасс.

Общая конструкция кузова легкового автомобиля показана на рисунке.

Рис. Кузов легкового автомобиля:
1 – подоконная балка; 2 – передняя балка крыши; 3 – лонжерон крыши; 4 – задняя балка крыши; 5 – задняя стойка кузова; 6 – задняя панель; 7 – пол в задней части кузова; 8 – задний лонжерон; 9 – средняя стойка кузова; 10 – поперечина под задним сиденьем; 11 – передняя стойка; 12 – поперечина под сиденьем водителя; 13 – порог; 14 – надколесная ниша; 15 – поперечная балка опор двигателя; 16 – передний лонжерон; 17 – поперечина передняя; 18 — поперечина радиатора

Для защиты кузова от коррозии при изготовлении кузова применяются следующие меры:

  • снижение до минимума фланцевых соединений, острых кромок и углов
  • устранение зон, где могут скапливаться пыль и влага
  • выполнение отверстий для предварительной антикоррозионной обработки и обработки методом электрофореза
  • обеспечение доступности к элементам кузова для ввода ингибиторов коррозии
  • обеспечение вентиляции полых элементов
  • предотвращение проникновения пыли и влаги в скрытые полости
  • выполнение дренажных отверстий
  • снижение до минимума зон, подвергаю­щихся воздействию ударов камней
  • покрытие нижней части кузова и тех частей кузова, которые в наибольшей степени подвержены коррозии (двери и силовые элементы в передней части автомобиля) специальными защитными средствами

Для снижения массы кузова, при сохранении его прочности, в современных автомобилях применяют высокопрочную сталь, доля которой в верхней и нижней частях кузова составляет 50…60%. Применение высокопрочной листовой стали позволяет снизить массу применяемых деталей кузова на 25%.

Стальной листовой материал современных автомобилей подвергается электролитиче­скому или термическому цинкованию. Соединение отдельных деталей кузова производится с помощью лазерной сварки, обеспечивающей абсолютно гладкие швы.

Фланцы, подверженные активному коррозион­ному воздействию, обрабатываются специальными пастами (поливинилхлорид или эпоксидная смола) в зоне расположения точечных швов.

Перспективным направлением в развитии автомобильных кузовов является применение алюминия и в 2005 году масса алюминиевых деталей на один автомобиль в Европе составляет 130 кг. Среди новых материалов, активно завоевывающих автомобилестроение, следует назвать пеноалюминий – чрезвычайно легкий, жесткий, с высоким энергопоглощением при столкновении. Металлические пенистые структуры обладают и высокими характеристиками, обеспечивающими шумоизоляцию и термостойкость, однако стоимость деталей из такого материала выше, чем у стальных, примерно на 20%.

Читать еще:  Как отполировать кузов автомобиля с помощью полировальных машин «ИНТЕРСКОЛ»

Разработан новый материал «AAS» трехслойной структуры, способной кардинально изменить конструкцию кузова и снизить его массу до 50%.

В конструкции концептуальных автомобилей компаний «Ауди» и «Даймлер-Бенц» использованы каркасы из прессованных алюминиевых профилей. Масса кузова модели «Ауди А8» за счет этого снижена до 810 кг.

Структура передней части современных легковых автомобилей разработана таким образом, чтобы в случае легкого ДТП (скорость до 15 км/ч) необходимо было менять только поперечину бампера 5 и прикрепленные к ней поглотители энергии деформации 1. Если повреждения структуры автомобиля более значительны, тогда может возникнуть необходимость замены лонжеронов, для этого также следует отвернуть болтовое соединение. Все значительные повреждения в передней части автомобиля могут быть устранены только сваркой соответствующих оригинальных деталей.

Рис. Нижняя часть легкового автомобиля Audi:
1 – поглотитель энергии; 2 – лонжерон 1; 3 – лонжерон 2; 4 – болтовое соединение; 5 – поперечина бампера

Большой интерес представляет новый пластиковый материал под маркой «Fibropur». В его структуре – полиуретан и натуральные волокна (лен и сизаль в равных пропорциях). Детали из такого пластика отличаются легкостью, жесткостью, ударной вязкостью и меньшей стоимостью в сравнении с полиуретаном.

Замены металлических узлов и деталей на пластиковые позволили уменьшить стоимость их производства. В результате уже на нынешнем этапе создаются условия для снижения себестоимости автомобиля на 20 … 30%.

В настоящее время 48% всех пластмассовых деталей в легковом автомобиле приходятся на долю внутренней отделки кузова. Однако пластмассы применяются и в других агрегатах автомобилей – например, самоклеящиеся листовые материалы для повышения жесткости и прочности кузова из тонких стальных листов, оконные стекла из поликарбоната, которые на 40% легче, всасывающие патрубки из полиамида на двигателях.

В последнее время производители транспортных средств все большее внимание обращают на химические способы соединения узлов и деталей автомобиля. Так, компания «Крайслер» разрабатывает концептуальный автомобиль (CCV) с кузовом из термопластов, соединенный с рамой специальным клеем.

Стекла кузовов легковых автомобилей выполняют многослойными с высокой теплоотражающей способностью. Такие стекла эффективно защищают от теплового воздействия извне, причем теплоотражающая способность никак не сказывается на их прозрачности. Они уменьшают интенсивность ультрафиолетовых лучей и обладают шумоизолирующими свойствами. Для этого в многослойной структуре стекла предусмотрены защитная и отражающая прослойки. Многослойная конструкция травмобезопасна, потому что между слоями стекла находится защитная пленка, предотвращающая образование осколков.

Производители автомобилей большое внимание уделяют травмобезопасным конструкциям кузова, которые описаны в разделе «Системы пассивной безопасности».

Типы кузовов легковых автомобилей. Кузов несущей конструкции, рамная и полурамная конструкция кузова. Виды кузовных рам


Трёхобъёмный кузов имеет три функциональных отсека (моторный отсек, салон и багажное отделение). Например: лимузин, купе, седан, кабриолет.

Двухобъёмный кузов имеет два функциональных отсека. Пассажирский салон, «совмещённый» с багажным отделением и моторный отсек. Примеры: универсал, хэтчбек, комби.

Моторный отсек, салон и багажник являются единым пространством в однообъёмном кузове. Пример: мини-вэны с центральным расположением силового агрегата или фургоны типа «буханка».

Кузова бывают открытыми и закрытыми, пассажирскими, грузопассажирскими и грузовыми.

Краткий обзор некоторых типов кузовов (см. рис.):

  1. Лимузин (от лат. limes – закрытый, ограниченный) – трёхобъёмный (на базе седана), или двухобъёмный (на базе универсала) кузов, со стеклянной перегородкой между водителем и пассажирами, закрытого типа, но иногда со сдвигающейся крышей. Кузовом комплектуются автомобили представительского класса;
  2. Седан – закрытый кузов легкового автомобиля. В классическом исполнении имеет четыре двери, центральную стойку и три чётко выраженных объёма — моторный отсек, пассажирский салон и багажник. Багажник структурно отделён от пассажирского салона;
  3. Купе (от фр. coupes – укороченный, купированный) – закрытый кузов легкового автомобиля. В классическом исполнении имеет три чётко выраженных объёма — моторный отсек, пассажирский салон и багажник. Багажник структурно отделён от пассажирского салона. От седана отличается меньшим объёмом пассажирского отделения (иногда, только для двух пассажиров) и двухдверным исполнением;
  4. Хэтчбэк (от англ. hatchback от hatch — люк и back — сзади) – закрытый двухобъёмный кузов с укороченным задним свесом, где пассажирский салон объединён с багажным отсеком. Крыша салона продлена до заднего габарита и в задней части, как правило, скошена. Имеет три или пять дверей. Одна из дверей – задняя, служит для доступа в багажник. Багажник может быть функционально отделён от салона специальной крышкой;
  5. Универсал (от лат. universalis — общий) – закрытый, двухобъёмный кузов легкового автомобиля. Пассажирский салон объединён с багажным отделением. Имеет, как правило, пять дверей. Пятая дверь – задняя, для доступа в багажное отделение. Крыша салона продлена до заднего габарита. От хэтчбэка отличается увеличенным задним свесом и отсутствием задней кузовной панели для удобства пользования грузовым отсеком (погрузки и разгрузки);
  6. Кабриолет (от фр. cabriolet) – кузов с откидывающимся верхом, на базе седана, т.е. в классическом исполнении – трёхобъёмный, четырёхдверный, с числом посадочных мест – от 4-х, но чётких градаций не существует. Откидывающийся верх выполняется из полотна или пластика.
    К кузовам открытого типа также относятся: родстер — открытый кузов на базе купе, фаэтон — открытый кузов на базе четырёхдверного универсала, тарга — открытый кузов на базе купе с задним стеклом и дугой безопасности.
  7. Пикап (от англ. pickup — поднимать, отрывать, подвозить) — двухобъёмный кузов легкового автомобиля коммерческого назначения с открытой грузовой платформой, которая структурно отделёна от пассажирского салона стационарной перегородкой. В случае оснащения кузова жёстким несъёмным верхом пикап превращается в фургон.

Кузовы несущей конструкции выпускаются с 50-х годов прошлого столетия.

Корпус несущего кузова (см. рис.), объемный, из листового металла толщиной 0,5 –2,0 мм., представляет собой жесткую сварную конструкцию (до трех тысяч сварочных точек), состоящую из отдельных, предварительно собранных, узлов: основания (пола) 4 с передней и задней частями корпуса, левой и правой боковин 1 со стойками дверей и задними крыльями, крыши 2 и передних крыльев 3.
Согласно общемировой классификации Союза работников технического надзора, все элементы кузова подразделяются на несущие первичные, несущие вторичные, а также детали облицовки.

К первичным несущим элементам и узлам кузова относятся главные лонжероны, основной поперечный лонжерон, стойки дверей и места креплений (двигателя, КП, подвесок, амортизационных стоек, опор педали тормоза, дверных петель и замков, буксирного устройства).

Вторичными несущими элементами и узлами кузова считаются малые параллельные, продольные и поперечные лонжероны, диагональные полые распорки, надколёсные арки, пол кузова (включая полые профили), крылья (если они приварены к корпусу), наружные декоративные панели (если они приварены и если на них установлены приборы сигнализации и освещения).

К деталям облицовки относятся передняя и задняя панели, крылья (если они соединены с кузовом при помощи резьбовых соединений), капот, крышка багажника, пол багажника (если он не является местом крепления буксирного устройства).

Большинство автомобилей имеет несущие кузова бескаркасной конструкции. Такой кузов обычно имеет стальной неразъёмный корпус, к которому прикреплены капот двигателя, крышка багажника, двери, крылья и детали декоративного оформления (облицовка радиатора, передний и задний бамперы, накладки и т.п.). В двухобъёмных кузовах (универсал, хэтчбек) крышкой багажника служит задняя дверь. Такие кузова имеют относительно меньшую жёсткость, большие размеры и сложность пространственных форм деталей.

Жёсткость несущего кузова обеспечивается образованием специальных профилей из штампованных деталей, которые при соединении создают закрытые коробчатые сечения. Элементы несущего кузова типа «седан» можно посмотреть на рисунке.

Долговечность кузова зависит от его конструкции и условий эксплуатации и составляет 2 – 10 и более лет до наступления предельного состояния. Под предельным состоянием кузова понимается состояние, при котором дальнейшая эксплуатация кузова недопустима по условиям безопасности, а восстановление технически невозможно или экономически неоправданно.

Рамная конструкция кузова.

Рама является самостоятельным узлом автомобиля и выполняет функцию несущей конструкции. На раму крепятся все части и механизмы автомобиля, включая кузов. Рама воспринимает все силы, возникающие при движении автомобиля. По способу передачи нагрузок выделяют следующие типы рам: 1). Пространственные рамы, применяются в кузовах, воспринимающих большие нагрузки (например, спортивные автомобили); 2). X – образные рамы, находят применение в автомобилях повышенной проходимости и удобны для независимой подвески каждого колеса; 3). Хребтовые рамы, представляют собой основание в виде «трубы» с поперечными траверсами; 3). Рамы с лонжеронами, наиболее распространены среди несущих конструкций как легковых, так и грузовых автомобилей (см. рис.). Рама состоит из двух продольных балок – лонжеронов прямоугольного профиля и некоторого числа поперечин (траверс). Элементы рамы скреплёны между собой сваркой и/или клёпкой.

Читать еще:  Полировка деталей автомобиля: обработка мелких элементов авто

Конструкцию с несущим основанием образуют элементы несущей рамы, соединенные с профильными элементами панели пола. Полученное таким образом основание, представляет собой отдельный узел автомобиля.

Что такое и из чего состоит кузов легкового автомобиля

Автомобиль состоит из множества элементов, которые слаженно работают вместе. Основными из них принято считать двигатель, ходовую часть и трансмиссию. Однако, все они закреплены на несущей системе, которая и обеспечивает их взаимодействие. Несущая система может быть представлена разными вариантами, но наиболее популярным является кузов автомобиля. Это важный конструктивный элемент, который обеспечивает крепление составных частей транспортного средства, размещение пассажиров и грузов в салоне, а также воспринимает все нагрузки во время движения.

  1. Назначение и требования
  2. Компоновка кузовов
  3. Устройство
  4. Жесткость
  5. Материалы для изготовления и их толщина
  6. Алюминиевый кузов

Назначение и требования

Если двигатель называют сердцем автомобиля, то кузов – это его оболочка или тело. Как бы то ни было, именно кузов является самым дорогим элементом машины. Основное его назначение – это защита пассажиров и внутренних компонентов от воздействия окружающей среды, размещение посадочных мест и прочих элементов.

Кузов автомобиля

Как к важному конструктивному элементу к кузову предъявляются определенные требования, среди которых:

  • стойкость к коррозии и долговечность;
  • сравнительно небольшая масса;
  • необходимая жесткость;
  • оптимальная форма, чтобы обеспечить ремонт и обслуживание всех агрегатов автомобиля, удобство погрузки багажа;
  • обеспечение необходимого уровня комфорта для пассажиров и водителя;
  • обеспечение определенного уровня пассивной безопасности при столкновении;
  • соответствие современным стандартам и тенденциям в дизайне.

Компоновка кузовов

Несущая часть автомобиля может состоять из рамы и кузова, только кузова или быть комбинированной. Кузов, который выполняет функции несущей части, так и называется несущим. Именно такой тип наиболее распространен на современных автомобилях.

Также кузов может быть выполнен в трех объемах:

  • однообъемный;
  • двухобъемный;
  • трехобъемный.

Однообъемный выполняется как цельный корпус, который объединяет отделение для двигателя, пассажирский салон и багажный отсек. Такая компоновка соответствует пассажирским (автобусы, микроавтобусы) и грузопассажирским автомобилям.

Двухобъемный имеет две зоны пространства. Пассажирский салон, объединенный с багажником, и моторный отсек. К такой компоновке относятся хэтчбек, универсал и кроссовер.

Трехобъемный состоит из трех отсеков: пассажирского, отсека для двигателя и багажного отделения. Это классическая компоновка, которой соответствуют седаны.

Разные компоновки можно рассмотреть на рисунке ниже, а более подробно почитать в нашей статье о типах кузовов.

Компоновка кузовов

Устройство

Несмотря на разнообразие компоновок, кузов легкового автомобиля имеет общие элементы. Они показаны на рисунке ниже и включают в себя:

  1. Передние и задние лонжероны. Представляют собой прямоугольные балки, которые обеспечивают жесткость конструкции и гашение колебаний.
  2. Передний щит. Отделяет моторный отсек от пассажирского.
  3. Передние стойки. Также обеспечивают жесткость и крепят крышу.
  4. Крыша.
  5. Задняя стойка.
  6. Заднее крыло.
  7. Багажная панель.
  8. Средняя стойка. Обеспечивает жесткость кузова, изготавливается из прочной листовой стали.
  9. Пороги.
  10. Центральный тоннель, где располагаются различные элементы (выхлопная труба, карданный вал и т.д.). Также увеличивает жесткость.
  11. Основание или днище.
  12. Надколесная ниша.

Детальное устройство кузова автомобиля

Конструкция может быть иной в зависимости от типа кузова (седан, универсал, микроавтобус и т.д.). Особое внимание в конструкции уделяется несущим элементам, таким как лонжероны и стойки.

Жесткость

Жесткость – это свойство кузова автомобиля сопротивляться динамическим и статистическим нагрузкам в процессе эксплуатации. Она напрямую влияет на управляемость.

Чем выше жесткость, тем лучше управляемость автомобиля.

Жесткость зависит от типа кузова, общей геометрии, количества дверей, размера машины и окон. Большую роль также играет крепление и положение лобового и заднего стекол. Они могут увеличить жесткость на 20-40%. Для большего увеличения жесткости устанавливаются различные распорки-усилители.

Наиболее устойчивыми считаются хэтчбеки, купе и седаны. Как правило, это трехобъемная компоновка, которая имеет дополнительные перегородки между багажным отделением и двигателем. Недостаточную жесткость показывают кузова типа универсал, пассажирский, микроавтобус.

Есть два параметра жесткости – на изгиб и на кручение. На кручение проверяют сопротивление при давлении в противоположных точках относительно его продольной оси, например, при диагональном вывешивании. Как уже было сказано, современные автомобили имеют цельный несущий кузов. В таких конструкциях жесткость обеспечивается главным образом за счет лонжеронов, поперечных и продольных балок.

Материалы для изготовления и их толщина

Прочность и жесткость конструкции можно увеличить за счет толщины стали, но это скажется на массе. Кузов должен быть легким и одновременно прочным. Это обеспечивается за счет применения низкоуглеродистой листовой стали. Отдельные детали изготавливаются путем штамповки. Затем части прочно соединяются друг с другом точечной сваркой.

Основная толщина стали составляет 0,8-2 мм. Для рамы применяется сталь толщиной 2-4 мм. Наиболее важные детали, такие как лонжероны и стойки, изготавливаются из стали, чаще всего легированной, толщиной 4-8 мм, большегрузные автомобили – 5-12 мм.

Плюс низкоуглеродистой стали в том, что она хорошо подвергается формовке. Можно сделать деталь любой формы и геометрии. Минус в низкой устойчивости к коррозии. Для повышения стойкости к коррозии листы стали подвергаются оцинковке или добавляется медь. Лакокрасочное покрытие также защищает от коррозии.

Наименее важные детали, которые не несут основной нагрузки, изготавливаются из пластмасс или сплавов алюминия. Это снижает вес и стоимость конструкции. На рисунке показаны материалы и их прочность в зависимости от назначения.

Материалы для изготовления кузова

Алюминиевый кузов

Современные конструкторы постоянно ищут способы снижения массы без потери жесткости и прочности. Одним из перспективных материалов является алюминий. Масса алюминиевых деталей в 2005 году в европейских автомобилях составила 130 кг.

Сейчас активно применяется материал пеноалюминий. Это очень легкий и одновременно жесткий материал, который хорошо поглощает удар при столкновении. Пенистая структура обеспечивает высокую термостойкость и шумоизоляцию. Минусом данного материала является его высокая стоимость, примерно на 20% дороже традиционных аналогов. Широко применяют алюминиевые сплавы концерны «Ауди» и «Мерседес». Например, за счет таких сплавов удалось значительно снизить массу кузова Ауди А8. Она составляет всего 810 кг.

Алюминиевый кузов Audi A8

Кроме алюминия рассматриваются пластиковые материалы. Например, инновационный сплав «Fibropur», который по жесткости практически не уступает стальным листам.

Кузов является одним из важнейших конструктивных компонентов любого автомобиля. От него во многом зависит масса, управляемость и безопасность транспортного средства. Качество и толщина материалов сказывается на долговечности и устойчивости к коррозии. Современные автопроизводители все чаще применяют углепластик или алюминий, чтобы снизить массу конструкции. Главное, чтобы кузов смог обеспечить максимально возможную безопасность для пассажиров и водителя в случае столкновения.

Устройство современного двигателя

Устройство кузова легкового автомобиля

Как оценить повреждения кузова автомобиля

для определения объёмов ремонтных работ,

которые нам надо будет выполнить, то есть

перед нами стоит задача по выявлению

повреждений и определению стоимости, как общего,

так и локального ремонта кузова автомобиля.

Назначение кузова

К узов автомобиля является самой дорогостоящей деталью автомобиля. Кузов автомобиля может быть как несущей системой, так и отдельным ее элементом. Кузов современного легкового автомобиля состоит из моторного отсека, пассажирского салона и багажника.

К узов выполняет функцию несущего элемента современного легкового автомобиля. В кузове размещен салон автомобиля и на кузов устанавливается ходовая часть, трансмиссия, двигатель, механизмы управления, электро- и дополнительное оборудование. На кузов также замыкается «минус» электрической цепи. В основном кузов автомобиля изготавливается из металла, но бывают и исключения, когда используется специальная крепкая пластмасса.

Металлическая часть кузова состоит из следующих кузовных деталей:

  • Днище кузова (обрабатывается антикоррозийными материалами для уменьшения коррозии);
  • Крыша кузова;
  • Крылья кузова (обрабатываются антикоррозийными материалами для уменьшения коррозии);
  • Панели кузова;
  • Двери кузова(крепятся к стойкам кузова петлями, которые держатся винтами, с помощью которых регулируются двери по вертикали и горизонтали); Замки на дверях имеют специальную конструкцию, которая исключает открытие двери даже при ДТП.
  • Капот кузова;
  • Крышка багажника.
Читать еще:  Как клеить карбоновую пленку

Спереди и сзади кузова установлены бампера. На современных автомобилях бампера изготавливаются из пластмассы или других схожих материалов. В случае ДТП именно бампер автомобиля первый воспринимает на себя удар.

Для размещения водителя и пассажиров в салоне автомобиля устанавливаются сиденья. Устанавливаются сиденья автомобиля на специальные салазки, которые позволяют регулировать сиденье в продольном направлении. Также можно регулировать наклон сиденья, что обеспечивается специальными ручками по бокам сидений. Регулировка наклона сиденья может осуществляться вплоть до установки спального места.

С недавнего времени очень популярными стали автомобили с формами кузова «хэтчбэк» и «универсал». Такая популярность объясняется возможностью трансформировать автомобиль как под грузовой, так и под пассажирский вариант.

Салон

В салоне размещаются органы управления автомобилем, а также устройства и приспособления, которые обеспечивают комфорт, удобство и безопасность во время движения автомобиля.

Внешняя часть кузова окрашивается заводом изготовителем автомобиля. Для покраски автомобиля необходимо придерживаться технологии покраски кузова автомобиля.

Технология покраски кузова современного легкового автомобиля это сложный и трудоемкий процесс, который состоит из нескольких основных этапов: подготовка кузова к покраске, грунтовка кузова, сушка кузова, нанесение основного слоя краски. Соблюдение правильной технологии покраски кузова гарантирует высокую антикоррозийную стойкость кузова, учитывая неблагоприятные условия эксплуатации автомобиля.

Какие бывают типы кузовов автобусов?

Устройство кузова автомобиля:



Кузова грузовых автомобилей могут быть универсальными

По конструкции кузова легковых автомобилей могут быть трехобъемными, двухобъемными и однообъемными.

У трехобъемного кузова имеется три отсека: для двигателя, пассажиров и багажа.

У двухобъемного кузова два отсека: в одном может находиться двигатель, а в другом — пассажиры и багаж. Если отсеки для двигателя, пассажиров и багажа объединяются в одно целое с кузовом, такой автомобиль называется одно-объемным.

  • Кузов грузовогоавтомобиля
  • Типы кузовов автобусов
  • Конструкция рамы автомобиля
  • Конструкция тягово-сцепного устройства

Виды кузова

В настоящее время наибольшее распространение имеют устройства кузовов легковых автомобилей следующих типов:

• трехобъемный кузов с двумя или четырьмя боковыми дверями седан;
• трехобъемный кузов с двумя или четырьмя боковыми дверями и с перегородкой сзади переднего сиденья, отделяющей водителя от пассажиров — лимузин;
• кузов с мягким складывающимся тентом и съемными боковыми окнами — фаэтон;
• двухобъемный кузов с задней дверью с грузовым помещением, не отделенным перегородкой от пассажирского салона — универсал;
• двухобъемный кузов с двумя или четырьмя боковыми дверями, имеющий заднюю дверь — комби (хетчбек);
• кузов грузопассажирского автомобиля с открытой платформой, убирающимися боковыми сиденьями и с двухместной закрытой кабиной — пикап.

Каркасные несущие кузова легковых автомобилей имеют специальный каркас, к которому прикреплены детали основания из тонкостенных про филей, образующих жесткую сварную пространственную форму, на которой крепятся облицовочные панели.
В бескаркасных кузовах, применяемых на современных легковых автомобилях массового производства, достаточную жесткость достигают соответствующим соединением панелей облицовки, в которые заформовывают стальную арматуру из тонкостенных профилей. Комфортабельные легковые автомобили с двигателями большой мощности обычно имеют рамную конструкцию. Хорошему обзору дороги в непосредственной близости от автомобиля способствует низко опущенный капот двигателя. Для защиты пассажиров и водителя от пыли, влаги, низких и высоких температур кузов должен быть герметичным. С этой целью применяют специальную изоляцию.

Элементы устройства кузова автомобиля ГАЗ-3102 «Волга»:

1 — петля передней двери; 2 — болт крепления петли к кузову; 3 — болт крепления петли к двери; 4 — ограничитель; 5 — дуга; 6 — резиновая втулка.

Устройство корпус кузова легкового автомобиля представляет собой пространственную систему, состоящую из штампованных панелей и элементов каркаса коробчатого сечения, соединенных между собой точечной сваркой. Панели с поперечинами образуют основание (пол), ограниченное с боков порогами (продольными брусьями). Боковины кузова, образующие части порогов и стоек, переходят в задние крылья. Сверху кузов ограничивается панелью крыши. Коробчатые стержни, ограничивающие с боков переднее (ветровое) окно, называются стойками ветрового окна, вертикальные коробчатые стержни между передними и задними дверями — центральными стойками. Все детали кузова изготовляются штамповкой из малоуглеродистой, тонколистовой стали (толщиной 0,7—0,9 мм), сильно нагруженные детали — из листа толщиной 1,2 мм. Некоторые детали, особенно подверженные коррозии, изготовляются из листа, имеющего покрытие на основе цинка.

Оперение передней части кузова автомобиля ГАЗ-3102 «Волга»:

1 — облицовка радиатора; 2 — нижняя панель; 3 — вертикальный молдинг; 4 — облицовка фары; 5 — верхняя панель; 6 — предохранительный крючок; 7 — гайка штыря; 8 — пружина; 9 — запорный штырь; 10 — замок капота; 11 — капот; 12— трос привода замка; 13 — переднее крыло; 14 — петля капота; 15 — рукоятка привода замка капота.

Несущая конструкция кузова

Назначение

Несущий кузов представляет из себя конструкцию, к которой крепятся все элементы автомобиля. Стоит отметить, что помимо несущей рамы и несущего кузова есть и третий вариант, который можно назвать промежуточным: это кузов с интегрированной рамой. Такая схема применяется сейчас в основном на тракторах, грузовиках и некоторых внедорожниках.

Устройство

Несущий кузов имеет упрочненные элементы: например, крышу, стойки, пол багажники. Поэтому в плане безопасности и надежности несущие кузова имеют преимущество над рамными конструкциями. Ко всем автомобилям предъявляются определенные требования, касающиеся аэродинамики и эргономике. Поэтому материал, из которого изготавливают «скелет» автомобиля особенно важен.

В роли этого скелета выступает силовой каркас. Он представляет из себя сваренную конструкцию, включающую: стойки, крышу с рамками окон, дно автомобиля, лонжероны, усиленные балки и так далее.

Для каждого элемента – свой материал. Дверные проемы и пол изготавливают из стальных сплавов повышенной прочности, также как и вертикальные части рамки лобового стекла и поперечные балки, которые отделяют салон от багажника. Верхнюю же часть рамки лобового стекла и центральных стоек, если они есть, делают из конструкционной стали. Однако самая прочная из всех разновидностей стальных сплавов применяется для подмоторного каркаса и балки перед бамперами. А вот элементы, которые не влияют на пассивную безопасность, например, внешнюю обшивку, зачастую делают алюминиевой, иногда – пластиковой, в при производстве спортивных автомобилей – из углеволокна. Это уже зависит от того, насколько производителю важно избавиться от «лишнего» веса автомобиля.

Кузов автомобиля имеет и так называемые зоны деформации: это места со сниженной жесткостью. Они созданы для того, чтобы поглощать энергию удара при аварии.

От кузова напрямую зависит аэродинамика автомобиля, или, проще говоря, сопротивление воздуху. Поэтому при работе над созданием кузова специалисты учитывают такой параметр, как коэффициент лобового сопротивления. Для этого сейчас используют программу, в которой можно виртуально «продуть» в аэродинамической трубе трехмерную модель будущего автомобиля. При положительном результате (а современные легковые автомобили имеют коэффициент лобового сопротивления в диапазоне от 0,26 до 0,40) можно приступать к пластилиновому моделированию. Интересный факт: производитель обычно указывает заниженный коэффициент лобового сопротивления – это маркетинговых ход. Допустимая погрешность составляет порядка 20%.

Именно кузов отвечает за пассивную безопасность водителя и пассажиров. Он – второй «защитник» после подушек безопасности и ремней. Для этого в конструкции кузова предусмотрены несколько зон разной степени жесткости. Например, передняя и задняя часть автомобиля – более податливая, благодаря чему способна принять на себя и поглотить энергию удара. А вот корпус делают более жестким, неподверженным деформации – дабы избежать травмоопасных ситуаций. А чтобы проверить, насколько автомобиль соответствует нормам безопасности, проводят специальные испытания – краш-тесты.

История

Впервые конструкцию с несущим кузовом получил автомобиль итальянской компании Lancia – это была модель Lancia Lambda 1922 году. Правда, ее кузов хоть и был несущим, однако сильно отличался от современного. В основу лег пол с «туннелем» для карданного вала и мощными поперечными балками. К нему приваривались вертикальные стойки – дверные проемы. Далее закреплялись внешние панели, но не усиленные, как у современных автомобилей.

Идея создания автомобиля с такой конструкцией пришла в голову Винченцо Лянча под впечатлением от устройства самолетов – ведь у них все элементы крепятся непосредственно к фюзеляжу.

Позже, в послевоенные годы, безрамные автомобили появились в США, азатем и у нас – первым среди них стала «Победа».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector