Кузов несущей конструкции легкового автомобиля

Кузов автомобиля

Любой автомобиль состоит из ряда составных узлов – силовой установки, трансмиссии, ходовой части, систем управления.Чтобы собрать все эти элементы в единую конструкцию и обеспечить их взаимосвязь между собой, используется еще один конструктивный компонент – несущая часть, к которой и осуществляется крепление всех составляющих элементов.

Назначение, конструкция и виды несущей части

По мере развития автомобилестроения было создано несколько видов несущей части. Но несмотря на имеющиеся различные типы, эта составляющая включает в себя один из основных компонентов – кузов автомобиля.

В задачу кузова входит не только крепление составных частей авто, а еще и восприятие всех нагрузок и воздействий окружающей среды, а также обеспечение пространства для размещения пассажиров и груза.

Изначально на автотранспорте применялась несущая часть, состоящая из двух элементов – кузова и рамы. В такой конструкции кузов по большей части принимал на себя только нагрузки, которые создавали пассажиры и груз. Основные же воздействия приходились на раму, которая также выступала основным связующим элементом для составных частей авто (именно к ней крепились узлы и механизмы).

Но существуют и другие виды несущей части. В целом, она подразделяется на:

1. Рамную;
2. С несущим кузовом;
3. Комбинированную.

Рамный вид, как уже отмечено, состоит из двух элементов – рама и кузов автомобиля. Между собой эти элементы соединены посредством эластичных проставок. Изначально он применялся на всех авто. Сейчас же такую компоновку несущей части можно встретить только на грузовиках и внедорожниках (хотя на последних – не всегда). Поскольку кузов в такой конструкции не используется в качестве компонента, к которому крепятся составные элементы, второе название этого типа – с разгруженным кузовом.

Со временем на легковом транспорте рамную конструкцию вытеснил несущий кузов автомобиля. Особенность его заключается в том, что рама, как таковая, отсутствует. При этом все составные части крепятся к кузову. Но поскольку в этом типе вся нагрузка приходится на кузов, в некоторых участках присутствуют усиливающие элементы, повышающие жесткость конструкции. Сейчас этот тип несущей части используется на всех легковых авто, а также кроссоверах и некоторых внедорожниках.

Последний вид – комбинированный, он же – полунесущий кузов автомобиля, отличается тем, что в несущей части присутствуют как рама, так и сам кузов, но при этом они между собой жестко связаны. В такой компоновке воспринимаемая нагрузка распределена между ними, также оба они выступают в качестве элементов для крепления составных узлов. Этот тип несущей части применяется в автобусах.

Конструкция кузова

Как видно, во всех типах несущей части присутствует кузов автомобиля. От этого элемента во многом зависит внешний вид машины, комфортабельность, показатели безопасности. Поскольку на легковых авто наибольшее распространение получил несущий кузов, то в дальнейшем рассматривать будем именно его.

Такой кузов автомобиля представляет собой некий каркас, состоящий из ряда составных частей, к которым крепятся узлы авто, а также внешние элементы, выполняющие определенные функции, включая и декоративные – крылья, двери, капот, крышка багажника, оптические приборы, бампера и прочее.

Конструкция кузова автомобиля включает в себя:

• основание;
• переднюю и заднюю часть;
• боковины;
• крышу.

Каждая из составных частей состоит из ряда компонентов. Все они соединены между собой при помощи сварки, что обеспечивает необходимую жесткость каркасу.

В качестве основания выступает днище, выполненное в виде щита с подогнутыми краями и проделанным в центральной части тоннелем. Этот тоннель не только повышает жесткость основы, но еще и выступает каналом для прокладки некоторых составных элементов авто – топливных и тормозных трубопроводов, труб системы отвода выхлопных газов, а в задне- и полноприводных авто – еще и для размещения ряда узлов трансмиссии. В некоторых авто в днище дополнительно проделывается ниша для размещения запасного колеса (в задней части).

Одной из основных функций передней части кузова авто является обеспечение пассивной безопасности. При фронтальном столкновении составляющие передка принимают на себя весь удар, и деформируясь гасят энергию. Поскольку для этого необходима достаточно высокая прочность, конструкция передка включает в себя продольные лонжероны. В авто с переднемоторной компоновкой они также выступают в качестве конструкции для крепления мотора. Дополнительно для выполнения этой функции передняя часть может комплектоваться подрамником.

Также в состав этой части входят передний щит, отделяющий мотор от салона, панель для крепления оптики и радиаторной решетки, боковины с колесными арками, которые могут быть выполнены заодно с крыльями. Но зачастую крылья делают съемными, поэтому являются навесной частью, так же, как и бампер с решеткой радиатора. Передняя часть сверху накрывается капотом – специальной крышкой.

Примерно такую же компоновку имеет и задняя часть, но зачастую крылья у нее входят в конструкцию и не являются съемными.

Дополнительно заднее крыло входит в конструкцию боковины кузова. Помимо нее боковина включает в себя пороги – одни из основных элементов, которые на ряду с лонжеронами обеспечивает жесткость конструкции.

К боковинам также относятся стойки – передняя, средняя и задняя, к которым крепиться крыша – цельноштампованный лист металла заданной формы. Съемными элементами этой составляющей являются двери авто.

В целом, днище с порогами и стойки с крышей и дверьми формируют отсек для размещения пассажиров.

Как уже отмечено крепления составных элементов осуществлено при помощи сварки, что делает конструкцию кузова неразъемной, поэтому многие компоненты одновременно относятся к нескольким его составляющим частям.

Стоит сказать, что состав кузова автомобиля может не иметь каких-то определенных частей. К примеру, в кузове кабриолет крыша отсутствует как таковая. Но поскольку в обычной компоновке нагрузка распределяется и на нее (за счет цельной конструкции), и крыша тоже в некоторой мере обеспечивает жесткость, то в кабриолете для компенсации снижения жесткости кузова усиливают пороги и двери.

Компоновка кузовов

На конструктивные особенности кузова автомобиля также влияет и компоновка. Все существующие типы несущей части по этому параметру подразделяются на:

Суть разделения кузовов авто по этому критерию сводится к тому, на сколько частей поделен кузов.

Особенность однообъемной компоновки заключается в том, что разделения между моторным отсеком, салоном и багажником – нет (но это условно). Еще этот вид компоновки называют вагонным.

В авто с таким кузовом передняя часть вообще отсутствует, а двигатель помещен в специальную нишу отсека для размещения пассажиров и груза. Отсутствие разделения между отсеками считается условным потому, что двигатель все же отделен от кабины перегородкой.

Однообъемный кузов автомобиля Tata Nano

В свою очередь однообъемный кузов делится на:

Разница между ними сводится к тому, под что большая часть внутреннего объема кузова отведена. Так, в грузовом для размещения пассажиров отведен совсем незначительный объем, в который входит также и отсек для мотора (по сути, водитель сидит возле, а то и вовсе на двигателе), а все остальное пространство отведено под размещение грузов.

В пассажирском же варианте весь доступный объем предназначен для размещения пассажиров, а под груз выделяется небольшое пространство (которого и вовсе может не быть).

Грузопассажирский кузов отличается тем, что внутренний объем условно делится на два отсека (пассажирский, грузовой). В некоторых случаях все пространство авто заполнено сиденьями для пассажиров, которые можно быстро демонтировать или сложить, тем самым получить грузовой отсек.

Двухобъемный кузов автомобиля включает в себя отдельно переднюю часть, являющуюся моторным отсеком и салон, который совмещен с отсеком для перевозки грузов. Самыми распространенными представителями такой компоновки являются хэтчбек и универсал. Также она используется у внедорожников с кроссоверами.

Двухобъемный кузов кроссовера

В большинстве случаев основная часть салона отведена под размещение пассажиров, а для груза отводится не очень много места. Но если взять универсал, то очень часто конструкторы делают задние сиденья складывающимися, что значительно повышает размеры грузового отсека, делая авто, по сути, грузопассажирским. Для доступа к грузовому отсеку в этом типе предусмотрена отдельная дверь – задняя (в некоторых авто она двойная).

Трехобъемный кузов автомобиля отличается тем, что моторный отсек, салон и грузовой отсек отделены перегородками друг от друга. Основным представителем такой компоновки является седан.

Современные реалии

Напоследок отметим, что конструкторами разработано большое количество разнообразных типов кузовов (перечисленные выше являются основными из них). Из-за этого в некоторых случаях разница между компоновками нивелируется.

К примеру, лифтбек имеет трехобъемную компоновку. Но у него крышка багажника объединена с задним стеклом, поэтому является, по сути, задней дверью. Вот и получается, что вроде и отдельный багажник есть, но в то же время он входит в состав салонного отсека (поскольку открывая багажник получаем одновременно и доступ к салону). И таких примеров несколько.

Но в целом, широкое разнообразие несущих кузовов позволяет делать автомобили разных типов и назначения.

Источник статьи: http://autoleek.ru/nesushhaja-sistema/kuzov-avtomobilja/kuzov-avtomobilya.html

Несущий кузов: конструкция, типы, классификация и характеристики

Каких только авто не передвигается по дорогам мира! В коллекциях производителей есть хэтчбэки, седаны, кроссоверы — все они стильные и манят благоприятной атмосферой комфорта. Есть среди них рамные и безрамные конструкции. Почему на авторынках чаще продается второй вариант, именуемый «несущий кузов», и водители не собираются менять его на другой вариант?

Особенности конструкции

На самом деле история рамного варианта началась много раньше, и термин «несущий кузов» появился в качестве альтернативы. Говоря простыми словами, устройство это нехитрое. Это объединение рамы и кузова в одно практичное целое. Единственный нюанс – раму заменяют лонжероны, дополненные поперечными силовыми элементами.

В грузовиках и внедорожниках по-прежнему сохраняется рама. У несущего кузова технические и дизайнерские особенности схожи с рамными моделями и успешно используются в автостроении.

Записи с исторических страниц

Впервые стремление создать нечто подобное возникло в 1922 году в Lancia Lambda. Агрегат не имел крыши, его сопровождали боковины, служившие намеком на раму. Ключевого момента производственной «эпопеи» конструкторская мысль достигла в 1930 году, когда американцы додумались применить листовую сталь. Плодотворное сотрудничество инженера из Австрии с американской фирмой Budd вылилось в получение патента на производство несущего кузова, быстро приобретшего популярность.

Секреты производства

Удачный союз прессованных металлических листовых материалов разной формы, объединенных в одну систему, – краткая характеристика корпуса. Для создания несущего кузова автомобиля разработчики применяют точечную сварку контактного типа. Главное преимущество заключено в относительно низкой массе и прочности.

Конструктивная составляющая сравнима с принципом устройства яичной скорлупы. Попытки продольно ее раздавить закончатся фиаско. В аварийных ситуациях ударная волна распространяется на всю конструкцию, не концентрируясь на одном участке. В рамных же версиях конструкция несущего кузова служила лишь декором. Три типа стали принимают участие в формировании кузовных частей. Формула успеха исправной службы силовых элементов заключается в использовании высокопрочной, низколегированной и сверхпрочной стали.

Приоритет этого выбора сводится к повышенному пределу прочности, то есть в 2 или 4 раза по отношению к низкоуглеродистому стальному материалу. Особенность позволяет уменьшить толщину листа и вес, не умаляя качества. В отдельных моделях уместна комбинация из разных видов материала. Для получения цельных панелей активно применяют лазерные сварочные техники. Автомобилисты перед покупкой до сих пор гадают, какую версию выбрать, раму или несущий кузов.

Ликбез по отличиям конструкций

Рамные автомобили, созданные из двух балок с поперечиной, стали реже появляться на дорогах. Под словом «рама» понимают жесткий «скелет» машины, на котором держатся запчасти и узлы. Такой аппарат обслуживать и эксплуатировать проще. Можно выделить отличительные черты рамного и несущего кузовов.

1. Нередко рамные модели, изготовленные из полых труб, используются в гоночном транспорте. Подобная конструкция увеличивает габариты транспортного средства.
2. Несущий кузов «съедает» меньше салонного пространства.
3. Несовершенство технологий немного отодвинуло рамные вариации на задний план продаж, но их применяют для производства тяжелых внедорожников, способных справляться с повышенными нагрузками. Причиной падения популярности стала пассивная безопасность при авариях.
4. По мнению производителей, к раме легче крепится навесное оборудование и детали. Сам процесс изготовления намного проще, поскольку она собирается отдельно от кузовной части.

Вывод в вопросе выбора рамного или несущего кузова таков: рамные конструкции успешно выполняют предназначение по большей части в спецтехнике, когда встает ребром вопрос о необходимости провести тяжелые работы. В обычной жизни автолюбители в целях повышения безопасности предпочитают машины без остова.

Немного о типологии

На авторынке представлены следующие типы несущих кузовов безрамных моделей:

• имеющие несущее основание;
• изделия, наделенные несущим корпусом.

Львиная доля нагрузок в машинах первого типа приходится на днище автотранспорта. Оно усилено и имеет плоский вид. В моделях второго типа нагрузка при движении ложится преимущественно на каркас.

В жизни встречаются типы с замкнутой силовой структурой, где происходит синхронизация силовых и вертикальных элементов с крышей. Кабриолеты, родстеры относятся к модификациям с незамкнутой структурой.

Разделение по конструктивным особенностям

Конструкторское оформление также позволяет классифицировать кузова.

• В каркасно-панельном виде несущие элементы кузова крепятся на каркас из металла, сооруженный из труб или штампованных профилей. Облицовка повышает жесткость, долговечность, поэтому этот способ создания использовали в проектах автобусов ПАЗ, мотоколясках С1Л, французских квадрациклах. Достоинства сводятся к тому, что здесь легче выполнить кустарный ремонт.
• «Скелетный» кузов имеет редуцированный формат и представлен в виде отдельных дуг, стоек, зафиксированных с помощью сварки облицовочных панелей. Его отличие от предыдущего в более низкой массе.
• К бескаркасным видам принадлежит большинство автотранспортных средств, которые можно встретить на современных дорогах. Производственная линия основана на обращении к точечному методу сварки и панелям больших размеров. Они отштампованы из стального листа. Выштамповки исполняют роль каркаса.

Вся конструкция разделяется на переднюю, заднюю и центральную части. Стоит рассмотреть подробнее каждую из них.

Хитрости устройства передней части

Лонжероны – исполнители главной роли. Низ передней части крепко удерживает эти полые и продольные детали. В их производстве используется высокопрочная сталь. Одной частью они прикрепляются к двигательному отсеку, другой – к низу фартуков колесной арки.

В состав включены брызговики, фартуки, представляя собой внутренние панели, размещенные вокруг колес. Их миссия — защитить колесные диски от грязи, предостеречь от коррозии. В конструкции несущего кузова они прибавляют жесткость.

Передние крылья держатся за счет внедрения с систему верхних усилений брызговиков. Стойки подвески удерживаются кузовными чашками. Подкапотная рама способствует защите радиаторной системы охлаждения. К ней же фиксируется замок капота. Сама рама синхронизируется с лонжеронами и брызговиками.

Гасит удары в катастрофах усилитель бампера. Болтами прикручиваются передние крылья, располагающиеся вблизи дверок.

Как «рождается» центральная часть?

Особенности центра несущего кузова

Структурным сегментом считается днище — цельная панель, снизу на которой монтируются силовые элементы. Показатели жесткости увеличиваются за счет крепления сидений.

Инженеры продумали безопасность до мелочей, окружив салон усиленными панелями. Центральная стойка, дверцы, крыша, конструкции за приборной панелью – все это наделено усилением. Крыша удерживается благодаря вертикальным стойкам, предназначенным для безопасности пассажиров в случае переворачивания железного коня. Боковые панели не имеют сварных составляющих, меньше подвержены коррозии.

Добавляют прочности конструкции дверные пороги, задняя перегородка, разделяющая багажник и пассажирский ряд. Двери включают в себя внешние панели, усилители внутри, стеклоподъемники. Форма крыши – основной секрет жесткости. Внутренние усилители клеятся к ней изнутри.

Характерные черты задней части кузова

Стальные пластины с высокими параметрами надежности закупаются изготовителями для формирования задних лонжеронов. Их задача – держать пол багажного отделения, сконструированный из штампованного листа, принимая на себя нагрузки при транспортировке грузов.

Задние крылья в конструкции несущего кузова автомобиля не съемные, плотно приварены к кузову. Кузовные чашки держат верх задних стоек. Стоит подвести итог и выделить преимущества несущих кузовов.

Положительные отзывы

Что говорят автовладельцы? Жизнеспособность транспортного средства зависит от работоспособности, надежности основы. Фактически несущий кузов можно сравнить со «скелетом» человека.

• К преимуществам можно отнести отличную жесткость на кручение, небольшую массу.
• Выбирая между рамой и несущим кузовом автомобиля, потребители отдают предпочтение второму варианту ввиду хорошей отзывчивости транспорта на рулевые команды водителя.
• С экономической точки зрения такая стилистика создает меньше условий для большого топливного расхода. Владельцы отмечают улучшение динамики. Рейтинги безопасности тоже бьет рекорды.
• На малолитражных «экипажах» шум рычагов, подвесок, прочих деталей не сильно ощутим.

Отрицательные стороны

Среди минусов упоминают повышенный дорожный гул в грузовиках. Ремонтировать своими руками автомобиль очень сложно, лучше приехать в профессиональную СТО. При условии вождения по глубокому бездорожью приходится сталкиваться со слишком высокой подвижностью комплектующих. Это приводит к скорому износу и вынужденному обращению к мастерам. Что делать автопроизводителям для достижения идеального результата?

Компромисс найден!

Американской инженерной мысли удалось добиться неплохих результатов своих многочисленных испытаний и попыток изобретения лучшего автомобиля для удовлетворения запросов любителей дорог. Легковушки, произведенные в США, имеют немалые размеры. Жесткий кузов соединяется с периферийной рамой, лишенной поперечин. В итоге получается замкнутый контур с коробчатым сечением. Гасят нежелательные вибрации подушки на резиновой основе, а прочность достигается благодаря наличию огромного числа точек соприкосновения кузова с рамой. В связи с этим дорогие и крупногабаритные легковушки премиум-класса создаются на базе рам. Для массового потребления эксплуатируется несущий кузов.

Примерами, где днище выступает определяющим фактором, принимающим нагрузки, служат ситроены. На спорткарах этот способ производства применяют редко. В целях экономии на них боковые пластины изготавливают из алюминия или стеклопластика, поэтому они не способны выдерживать увеличение нагрузок.

Несущий кузов – распространенный вариант, колесящий в современных условиях дорожных покрытий.

Источник статьи: http://fb.ru/article/462621/nesuschiy-kuzov-konstruktsiya-tipyi-klassifikatsiya-i-harakteristiki