20.05.1987 — Шины для спецтехники, шины для погрузчика

Безопасная конструкция кузова автомобиля

Конструкция кузова автомобиля (рис. 1) должна отвечать многим требованиям. С одной стороны, необходимо снижать его массу и улучшать аэродинамические качества, с другой стороны, все большее значение приобретают факторы пассивной безопасности автомобиля.

Рис. 1. 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

Кузов относится к элементу пассивной безопасности автомобиля и, чтобы в случае ДТП максимально снизить вероятность травм и летальных исходов, должен выполнять основные требования:

Передняя и задняя части автомобиля должны легко деформироваться и при ДТП складываться в «гармошку».
Для выживания пассажиров каркас салона автомобиля должен иметь максимальную жесткость и прочность. Для этого используют прочные и особо прочные стали, а некоторые конструктивные элементы в зоне каркаса автомобиля изготавливают методом горячей штамповки. Такие элементы позволяют уменьшить массу автомобиля, а также увеличить жесткость кузова.
В случае лобового столкновения двигатель должен перемещаться вниз от салона.
Зоны размещения ног в салоне водителя и пассажиров в случае ДТП должны минимально изменяться в объеме и геометрии.
Установка контура безопасности для уменьшения деформации и придания жесткости конструкции салона в виде диагональных и продольных брусьев кузова: в дверях автомобиля, передней и задней панелях салона.
Применение высокопрочных материалов для изготовления стоек автомобиля, обеспечивающих минимальную вероятность деформации крыши и днища салона, а также каркаса дверей.
Защита топливной системы от повреждения должна обеспечиваться жесткой геометрией подвески автомобиля и рациональным расположением топливного бака.
С целью смягчения удара при столкновении с пешеходом или другим объектом необходимо использовать эластичные защитные элементы на переднем бампере.

Жесткая конструкция салона кузова — основа безопасности при аварии. Для достижения высокой прочности кузова используются чрезвычайно прочные материалы, особенно в пассажирском пространстве, где допускаются только минимальные деформации. Чтобы удовлетворить противоречивые требования, конструкцию автомобиля совершенствуют в следующих направлениях:

использование алюминиевых и магниевых сплавов;
применение высокопрочного листового материала;
оптимизация толщины панелей;
новые технологии соединения деталей;
достижение, по возможности, наименьших зазоров в соединениях.

Для выдерживания внешних нагрузок в легковых автомобилях используются преимущественно несущие кузова. Несущий кузов достаточно легкий, однако благодаря целостной конструкции обладает значительной жесткостью на кручение и на изгиб. Он представляет собой сочетание тонких стальных штампованных листов различной формы, соединенных вместе точечной сваркой.

Передняя и задняя части автомобиля обеспечивают максимальное поглощение энергии во время аварии. Специальные опоры двигателя не допускают его перемещения в салон. Деформация передней и задней частей автомобиля обеспечивается путем продольного складывания, так называемой «гармошки». Для этого коробчатые профили, из которых изготавливается кузов, имеют углубления и выступы в определенных расчетных местах — точках концентрации напряжений.

При фронтальном столкновении особое внимание уделяется минимизации смещения элементов конструкции автомобиля в пространство для ног водителя и пассажира.

Требования к прочности кузова при ударе сзади состоят из жесткости каркаса салона и деформируемости задней части кузова. Защита топливной системы от удара сзади обеспечивается геометрией задней подвески и расположением топливного бака.

При боковом столкновении важнейшими конструктивными элементами, воспринимающими основную энергию бокового удара, являются средняя стойка и двери. При их изготовлении используются сверхвысокопрочные материалы. Центральным звеном системы является средняя стойка, которая переносит возникающие силы на порог и каркас крыши. Двери, усиленные диагональными брусьями безопасности, также гасят чрезмерную энергию столкновения. Таким образом, при боковом столкновении достигается невысокая скорость смятия и минимальное смещение конструктивных элементов внутрь салона.

При расчете передней части автомобиля учитываются дополнительные силы инерции и жесткость таких элементов, как двигатель и колеса.

Первоначальной целью конструкторов является проектирование такого автомобиля, чтобы его внешняя форма способствовала минимизации последствий при основных видах ДТП (при столкновениях, наездах, а также при повреждениях самого транспортного средства).

Наиболее тяжелым травмам подвергаются пешеходы, которые наталкиваются на переднюю часть автомобиля. Последствия столкновения с участием легкового автомобиля могут быть уменьшены лишь конструктивными мерами, которые включают:

убираемые фары;
спрятанные заподлицо стеклоочистители;
заделанные заподлицо с панелями сточные желоба;
утопленные дверные ручки.

Определяющими факторами обеспечения безопасности пассажиров являются:

деформационные характеристики кузова автомобиля;
длина пассажирского отсека, объем пространства для выживания во время и после возникновения столкновения;
удерживающие системы;
зоны возможного столкновения;
система рулевого управления;
извлечение пользователей;
противопожарная защита.

Для защиты от ударов на легковых автомобилях имеются три различные области, которые в случае аварии должны принимать удар на себя: верхняя, средняя и нижняя поверхности, т.е. соответственно крыша, боковая часть и днище автомобиля. Целью всех мер по защите от удара является минимизация деформации кузова и, следовательно, минимизация риска травматизма пассажиров при ударе. Она достигается за счет того, что возникающие при ударе силы целенаправленно действуют на конкретный компонент структуры кузова (рис. 3). Таким образом, снижается коэффициент деформации деталей, на которые приходится удар, так как возникающие при этом силы распределяются по большей площади.

Рис. 3. Распределение сил при ударе: а — боковой удар; б — лобовой удар

Чтобы силовая конструкция кузова могла соответствовать предъявляемым требованиям, в ней используются прочные и особо прочные стали.

Одним из способов повышения безопасности при изготовлении кузовов является применение многофункциональных литых узлов, имеющих оптимизированные по толщине и массе стенки, а также оптимизированную общую конфигурацию. Такие узлы изготовлены из алюминиевых сплавов и отливаются в вакууме. Эти детали обладают не только высокой прочностью, но и высокой пластичностью. Поэтому их используют преимущественно в составе узлов, заведомо деформируемых при ДТП, например в виде лонжеронов, опор амортизаторных стоек, а также передних и центральных стоек кузова. Например, отливаемый в вакууме лонжерон (рис. 4) обладает рядом преимуществ по сравнению с лонжероном, изготовляемым по обычной технологии. Обе половины лонжерона оптимизированы по толщине стенок, а их конструкция и размещение ребер рассчитаны на строго определенные деформации. Места крепления подвески на нижних частях лонжеронов сконструированы так, что энергия удара расходуется прежде всего на деформацию лонжеронов, а не относительно жесткого подрамника. Обе литые части лонжерона образуют многофункциональную конструкцию: они воспринимают усилия с объединенной подвески двигателя и коробки передач, служат в качестве опор для домкрата и несут проушину для буксировки.

Рис. 4. Передний лонжерон автомобиля Audi A2, установленный на болтах: 1 — лонжерон; 2 — подрамник

Боковой удар или боковое столкновение имеют свою специфику в части повреждения водителя или пассажира при аварии. Запас зоны деформации при боковом столкновении, в отличие от передней или задней части автомобиля, составляет незначительную величину — всего 100…200 мм.

Фирма Faurecia разработала механизм для предотвращения последствий бокового удара (рис. 5). Механизм начинает работать за 0,2 с до столкновения по коду специальных сенсоров. По команде контроллера уже через 60 мс удлиняется изготовленный из сплава «с памятью» (Shape Memory Alloy) стержень 2, установленный под сиденьями поперек кузова автомобиля, выдвигая стальной штырь почти до самой двери. Одновременно срабатывает механизм внутри двери, поворачивая в рабочее положение упор 3. Теперь при боковом ударе дверь не сможет вмяться внутрь кузова. Указанный механизм позволяет уменьшить деформацию двери внутрь кузова на 70 мм.

Рис. 5. Механизм для предотвращения последствий бокового удара: а — исходное состояние механизма; б — рабочее состояние механизма; 1 — штырь; 2 — стержень; 3 — поворотный упор; 4 — возвратная пружина

Работа механизма обратима, так как в нем нет одноразовых пиропатронов. Если аварии не случилось, штанга укоротится до исходной длины, а пружина подтянет штырь обратно.

В процессе разработки кузова, наряду с безопасностью пассажиров, все большее внимание уделяется безопасности пешеходов. Для снижения риска травматизма пешеходов в переднем бампере автомобиля используется эластичный ударопоглощающий (защитный) элемент. Он позволяет достичь определенной зоны деформации передней части кузова при ударе.

Особенностями пассивной безопасности легковых автомобилей с кузовом «кабриолет», у которых отсутствует крыша, является защита пассажиров при опрокидывании автомобиля. В таких автомобилях усилены стойки и двери. Кроме того, за подголовниками задних сидений расположено по одному активному элементу безопасности. Вместе с усиленными стойками активные элементы обеспечивают защиту пространства для выживания при опрокидывании автомобиля (рис. 6).

В состоянии покоя электромагниты элемента безопасности обесточены и удерживают элементы с помощью фиксирующей планки во вдвинутом положении. Если блок управления подушек безопасности распознает столкновение или угрозу опрокидывания автомобиля, на электромагниты подается напряжение и они освобождают элементы безопасности. Находящиеся в сжатом состоянии пружины распрямляются и выдвигают элементы безопасности за 0,25 с.

Рис. 6. Защита пассажиров при опрокидывании автомобиля на примере Volkswagen EOS: 1 — элемент безопасности в исходном положении; 2 — элемент безопасности после срабатывания

Выдвинутые элементы безопасности можно разблокировать механически и вновь вернуть в исходное положение.

Защита при опрокидывании автомобиля срабатывает при помощи блока управления подушек безопасности при сильных лобовых, боковых и задних столкновениях, при опрокидывании автомобиля или при предельном боковом крене.

Конструкция рулевой колонки ограничивает движение рулевого колеса в случае фронтального удара. Конструкция педалей гарантирует соскальзывание в случае удара, уменьшая риск травмы ноги водителя.

Кузов — основа безопасности современного автомобиля. Сочетание специальных сминаемых зон, зон с повышенной энергоемкостью удара, успешное обеспечение прогрессивной деформации — вот лишь некоторые качества, присущие современному безопасному кузову.

Когда тяжесть аварии велика, есть вероятность того, что двигатель и (или) другие силовые агрегаты автомобиля могут проникнуть в его салон. Чтобы избежать этого, салон окружают особой «решеткой безопасности», которая помогает достичь наибольшей защиты водителя и пассажиров в подобных случаях. Такие же элементы жесткости (ребра, трубы и брусья) можно найти и в других элементах автомобиля, например в дверях (защита на случай боковых столкновений). Также в кузове присутствуют области погашения энергии.

Как правило, при тяжелой аварии автомобиль резко и неожиданно замедляется, вплоть до полной остановки. В результате этого тела водителя и пассажиров испытывают колоссальные перегрузки, и в некоторых случаях летальный исход неизбежен. Это означает, что жизненно важно найти способ, который помог бы уменьшить нагрузки на тело человека. Одним из вариантов решения этой задачи является проектирование областей разрушения, которые могли бы снижать энергию столкновения в передней и задней части кузова автомобиля. При этом разрушение автомобиля будет более сильным, так как кузов возьмет на себя значительную часть энергии удара, но пассажиры уцелеют. Обратный эффект может быть при авариях старых автомобилей, когда на машине остаются легкие царапины, а пассажиров приходится везти в реанимацию.

Конструкция современного кузова автомобиля предполагает, что при аварии определенные части кузова деформируются по отдельности.

Кроме того, в конструкции кузова широко применяются высоконапряженные листы металла, благодаря чему кузов становится более жестким, одновременно не увеличивая вес автомобиля.

Для производства кузовных элементов немецкие компании BASF и SGL разработали новый легкий и прочный материал, состоящий из полиамидной смолы и углеродного волокна. Специалисты BASF занимались разработкой новых полимерных матриц, а инженеры SGL готовили проекты термообработки нового материала при высоких температурах и сочетания его с углеродным волокном.

В конструкции новой, четвертой по счету генерации Range Rover компании Land Rover главным материалом является алюминий. Он применен как в постройке кузова, так и в деталях подвески. Новая модель получила цельный алюминиевый кузовной каркас. Благодаря этому конструкторам удалось снизить массу автомобиля на 420 кг, что на 39 % легче, чем масса стального кузова предыдущей модели.

Конструктивные особенности кузова легкового автомобиля

Конструктивные особенности кузова легкового автомобиля

Конструкция кузова автомобиля должна отвечать многим требованиям. С одной стороны, необходимо снижать его массу и улучшать аэродинамические качества, с другой стороны все большее значения приобретают факторы пассивной безопасности автомобиля. Чтобы удовлетворить противоречивые требования используются следующие направления совершенствования конструкции:

-использование алюминиевых и магниевых сплавов;

-применение высокопрочного листового материала;

-оптимизация толщины панелей;

-новые технологии соединения деталей;

-достижение, по возможности, наименьших зазоров в соединениях.

Общая конструкция кузова легкового автомобиля показана на рис.1.17.

Рис.1.17. 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 выдерживания внешних нагрузок в легковых автомобилях используется преимущественно несущие кузова. Несущий кузов достаточно легкий, однако благодаря целостной конструкции обладает значительной жесткостью на кручение и на изгиб. Он представляет собой сочетание тонких стальных штампованных листов различной формы, соединенных вместе точечной сваркой.

Шумы и вибрации от силового привода и от шасси могут легко передаваться на несущий кузов, который выступает в роли акустической камеры и усиливает их. Поэтому при ремонте автомобилей, поврежденных при столкновении, следует уделять особое внимание шумо- и виброизоляции.

Наряду с изготовленными из алюминия литыми деталями, прессованными профилями и листовыми деталями на некоторых конструкциях кузова, например Audi TT Coupe, используются стальные кузовные детали, которые в совокупности и образуют структуру кузова (рис. 1.20).

Рис. 1.20. Кузов автомобиля Audi TT Coupe

Благодаря применению стальных кузовных элементов в задней части автомобиля достигается оптимальная развесовка по осям. Проблемой при изготовлении таких кузовов является соединение изготовленной из листовой стали задней части автомобиля с алюминиевыми деталями кузова. К соединениям алюминиевых и стальных узлов кузова предъявляются высокие требования по прочности и антикоррозийной защите. Термические методы соединений, как например, сварка MIG, здесь неприменимы, поскольку этим способом нельзя создать соединения, обладающие соответствующей статической и динамической прочностью и не служащие источником контактной коррозии. Чтобы удовлетворить поставленным требованиям, используются нетермические методы соединений, как например, заклепки со специальным покрытием и специальные болты в комбинации со склеиванием (рис. 1.21).

Рис. 1.21 Методы соединений алюминиевых и стальных деталей кузова:

1 – клей; 2 – заклепка; 3 – болт

Основой антикоррозийной защиты на местах соединений алюминия и оцинкованной стали, подверженных коррозии, является использование клеящих веществ на кузовных деталях. Благодаря этому создается изолирующий слой, препятствующий возникновению коррозийных процессов в месте контакта. Дополнительно все разнородные соединения после катафорезного погружного окрашивания покрываются обрабатываются воском.

В связи с все более широким применением в качестве материала кузова алюминия и при соединении деталей из алюминия и стали все большее применение находит метод соединения кузовных деталей с помощью заклепок (рис.1.23, а ), штифтов (рис. 1.23, б), и винтов (рис. 1.23, в). Такой метод является более дешевым и прочным относительно просечки и точечной электросварки.

Рис. 1.23. Процесс установки заклепки и штифта при изготовлении кузова:

1 – пуансон; 2 – заклепка; 3 – матрица; 4 – соединяемые детали; 5 – штифт; 6 – винт

Штифтовое соединение представляет собой соединение, устойчивое к изменению формы под воздействием силы, образованное частичным продавливанием скрепляемых деталей с последующим свариванием их давлением. Полученное таким образом соединение обладает, однако, меньшей прочностью по сравнению, например, с заклепочными соединениями.

Заклепки используются в различных частях кузова автомобиля, но преимущество для соединения листовых деталей, прессованных профилей и их комбинаций. Штифты используется на навесных деталях, например, дверях, капоте, крышке багажного отсека, или задней арки колеса. Размеры заклепок и штифтов выбираются в соответствии с размерами соединяемых деталей.

При использовании винтов возможно создание любых соединений материалов, даже при одностороннем доступе. Винт со специальным покрытием заворачивается под давлением через отверстие в верхнем из соединяемых слоев. Отверстие в нижнем слое при этом отсутствует.

Так как в конструкции широко используются стальные листы, необходимо принимать меры по защите от коррозии, особенно в нижней части кузова.

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.

Кузов проектируется таким образом, чтобы выдерживать нагрузки во время движения и обеспечивать безопасность пассажиров в случае столкновения. Он должен сминаться и поглощать максимальное количество энергии в случае серьезного столкновения и сводить к минимуму вероятность получения травм пассажирами. Поэтому кузов проектируют таким образом, чтобы при столкновениях передняя и задняя части кузова относительно легко деформировались, поглощая энергию удара, и одновременно с этим были прочными, защищая пассажирский салон.

Для повышения жесткости и способности поглощать энергию удара кузов автомобиля изготавливается из деталей, имеющих различную форму сечения. При столкновении напряжения концентрируются в зоны деформации (сминаемые участки) (рис.1.24,а) и поднимающиеся участки (рис.1.24,б). В результате столкновения энергия удара проходит через весь кузов и деформирует менее прочные элементы. Для повышения уровня защиты пассажиров в передней и задней частях кузова широко применяются зоны, поглощающие энергию удара. Энергию удара поглощают лонжероны и верхние усилители брызговиков крыльев, а также верхние боковые панели моторного отсека. Лонжероны в задней части кузова проектируются таким образом, чтобы поглотить энергию удара и защитить топливный бак.

Рис. 1.24. Задняя часть кузова переднеприводного легкового автомобиля, с зонами, поглощающими энергию удара

Во многих случаях для повышения жесткости кузова применяется лазерная сварка. Это полностью автоматический процесс получения высокопрочных сварочных соединений. Особенно это важно при соединении внешних панелей кузова, где требуется чистота сварочного шва, высокая прочность и небольшой перехлест панелей.

Преимущества лазерной сварки:

-малая деформация;

-минимальная последующая обработка;

-герметичность шва;

-хорошее состояние поверхности под покраску;

-высокая прочность шва;

-отсутствие коррозии.

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 (рис. 14.26 А). 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. 14.26А Нижняя часть легкового автомобиля Audi:

1 – поглотитель энергии; 2 – лонжерон 1; 3 – лонжерон 2; 4 – болтовое соединение; 5 – поперечина бампера

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%.

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.

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.

Для повышения стабильности движения автомобиля на высоких скоростях в кузовах отдельных автомобилей, например Audi TT, устанавливается выдвигаемый задний спойлер (рис.) . На скорости 120 км/ч спойлер автоматически выдвигается, на скорости 80 км/ч – возвращается в исходное положение. На скорости ниже 120 км/ч выдвинуть спойлер можно вручную, при помощи выключателя в центральной консоли.

Модуль заднего спойлера и сам спойлер установлены в крышке багажного отсека. Модуль заднего спойлера с приводным блоком, приводным валом и поворотными механизмами (шарнирами) прикреплен при помощи саморегулирующихся элементов к стальному спойлеру, выдержанному в цветах автомобиля.

Рис. Выдвигаемый задний спойлер

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

Рихтовка, сварка, покраска, антикоррозийная обработка

Конструкция кузова легкового автомобиля

Назначение кузова современного легкового автомобиля определяется двумя функциями: кузов обеспечивает пассажирам и водителю комфорт и безопасность в аварийных ситуациях.

По назначению и исполнению кузова легковых автомобилей подразделяют на следующие 5 классов:

– «седан» – двух– или четырехдверный, 4–5-местный, с отдельными отсеками для двигателя, пассажиров и багажа;

– «универсал» – автомобиль с вагонной формой кузова, используется для перевозки людей и грузов;

– «кабриолет» – 4–6-местный автомобиль со складной крышей и съемными стенками боковых окон;

– «лимузин» – автомобиль высокого уровня комфортабельности, водитель отделен от пассажиров стеклянной перегородкой;

– «купе» – двухместный автомобиль с двумя дополнительными местами на заднем сидении.

Кузова большинства легковых автомобилей являются несущим элементом конструкции, к ним крепятся элементы ходовой части и шасси. Это уменьшает массу автомобиля, снижает его общую высоту, а значит, и центр тяжести, делая автомобиль более устойчивым. С другой стороны, эта несущая конструкция создает трудности для шумоизоляции салона. Комфортабельные автомобили высокого класса имеют рамную конструкцию.

Основа кузова – каркас. Требования к нему следующие. Конструкцию каркаса рассчитывают так, чтобы при ударе с любой стороны энергия удара гасилась. Детали кузова, образующие салон, должны получить при этом минимально возможные деформации, другими словами, кузов должен устранить или снизить тяжесть последствий аварии.

Для поглощения энергии удара при столкновении служат бамперы. Для обеспечения безопасности внутри салона – мягкая панель приборов, накладки стоек, конструкция других элементов. Определенную роль в обеспечении безопасности играют также ремни безопасности.

Для примера охарактеризуем конструкцию кузова автомобиля ВАЗ-2108. Каркас кузова включает следующие элементы: передок, пол, боковины, крышу с рамой ветрового окна, панель задка и силовые элементы – лонжероны, поперечины, стойки. Детали оперения: лицевые панели кузова и навесные узлы – капот, дверь задка, передние крылья. Все детали и узлы, кроме навесных элементов и передних крыльев, соединены контактной точечной сваркой, а значительно нагруженные детали каркаса дополнительно приварены электродуговой сваркой.

Передок состоит из вертикального щитка, брызговиков, поперечин, коробки воздухопритока, усилителей и других мелких деталей. Брызговики соединены с передними лонжеронами.

Пол автомобиля включает передний, средний и задний полы. В переднем, имеющем корытообразную форму, находится тоннель для размещения выпускных труб, топливных и тормозных трубопроводов. Тоннель служит для предохранения этих деталей от повреждений и увеличения жесткости пола. Задний пол имеет нишу для запасного колеса. Вдоль полов приварены лонжероны. К полу приварены также передняя, средняя и задняя поперечины.

Боковины кузова состоят из наружных и внутренних панелей. Наружные являются цельными с центральными и задними стойками и с проемами боковых окон. Внутренние панели кузова конструктивно объединяют в себе наружные арки задних колес и усилители стоек. За усилителем у правой боковины есть ниша для установки улавливателя паров бензина, желобки и фланцы под уплотнители дверей и стекол.

Съемные узлы – это передние двери, дверь задка, капот, передние крылья, бамперы, облицовка радиатора и др. Крылья прикреплены к каркасу самонарезающими болтами; под крыльями для уменьшения вибрации установлены прокладки. Петли передних дверей и капота допускают регулировку их положения.

Для повышения жесткости и прочности кузова применяют усиливающие накладки, кронштейны, ребра жесткости.

Для защиты от механических повреждений, создания термо– и шумоизоляции нижняя наружная часть кузова, брызговики колес и внутренние поверхности крыльев покрыты антикоррозионным материалом, а пол салона и багажника – специальными вибродемпфирующими мастиками. Перед сваркой коррозионно– опасных мест свариваемые детали покрывают специальным консервирующим составом. Внешние и внутренние поверхности кузова обрабатывают специальными составами, в результате чего на них образуются не растворимые в воде защитные соединения. Снаружи кузов окрашивают синтетическими эмалями.

Стеклоподъемники отечественных автомобилей двух типов – рычажные и тросовые. Тросовый привод стеклоподъемника крепят на внутренней панели двери гайками к приварным болтам.

Трос охватывает два ролика на верхнем и нижнем кронштейнах направляющей стеклоподъемника. В механизме привода стеклоподъемника трос наматывается на барабан, на его ведущем валике есть пружинный тормоз, который препятствует самопроизвольному опусканию стекла.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Основные элементы, узлы и агрегаты легкового автомобиля

Основные элементы, узлы и агрегаты легкового автомобиля Любой легковой автомобиль, независимо от производителя, марки и модели, состоит из трех основных частей: двигателя, шасси и кузова. В данном разделе мы подробно расскажем только о кузове, а на остальных элементах

Техническое обслуживание кузова

Техническое обслуживание кузова Соблюдение правил эксплуатации кузова и правильный уход за ним являются гарантией многолетней надежной его службы. Учтите, что кузовной ремонт сегодня стоит немалых денег (устранение небольшой вмятины размером пару сантиметров может

Повреждения кузова, возникшие при эксплуатации

Повреждения кузова, возникшие при эксплуатации В этой главе речь идет о менее значительных повреждениях кузова, возникших в процессе эксплуатации автомобиля и ухудшающих внешний вид. Вмятины появляются в результате остаточной деформации при ударе, неправильном

Разборка кузова

Разборка кузова В зависимости от объема ремонта и состояния разборка кузовов бывает частичная и полная. Частичную производят, когда кузов находится в хорошем состоянии и ремонта требуют только отдельные его части, поврежденные в результате износа, ослабления креплений

Проверка геометрии кузова

Проверка геометрии кузова Если автомобиль побывал в аварии, то часто деформируется при этом не только его кузов. Последствия аварии оказываются более значительными и глубокими, чем это кажется на первый взгляд неискушенному человеку. Последствия могут быть самыми

Детали кузова из пластических материалов

Детали кузова из пластических материалов Пластические материалы находят очень широкое применение в машиностроении. Кузова автомобилей из пластика производятся редко, но некоторые широко распространенные модели имеют наружные детали из пластика.Если говорить о

Технология сборки кузова

Технология сборки кузова Обычно технологический процесс сборки кузовов состоит из сборки до окрашивания и общей сборки после окрашивания. Принципиально процесс общей сборки после окрашивания кузова при его ремонте ничем не отличается от сборки нового кузова, меняются

Шпатлевание кузова

Шпатлевание кузова При нанесении защитно-декоративных многослойных покрытий для выравнивания и исправления микро– и макродефектов поверхности применяют шпатлевки. При грунтовании кузовов автомобилей второй слой грунтовки, наносимый по электрофорезной грунтовке,

Покраска кузова

Покраска кузова Во всех случаях перед окраской кузова проверяют его соответствие техническим требованиям. Если автомобиль после аварии, проверяют геометрические параметры основания кузова, которые должны соответствовать данным карты контрольных точек пола данной

Защита кузова от коррозии

Защита кузова от коррозии Статистика говорит, что после трех лет эксплуатации автомобиля на его металлических деталях возникает более 100 очагов коррозии. Сколько очагов коррозии на автомобиле, хранящемся под открытым небом и эксплуатируемом на дорогах, обрабатываемых

Признаки наиболее часто встречающихся неисправностей легкового автомобиля, влияющих на безопасность движения, которые легко выявит любой водитель

Признаки наиболее часто встречающихся неисправностей легкового автомобиля, влияющих на безопасность движения, которые легко выявит любой водитель 1. Мелкая вибрация автомобиля при определенной скорости (например, от 60 до 70 км/час) указывает на дисбаланс колеса (любого).

Признаки наиболее часто встречающихся неисправностей легкового автомобиля, влияющих на безопасность движения, которые легко выявит любой водитель

Из какого материала делают кузова автомобилей. Материалы, применяемые дня изготовления кузовных деталей Как делают кузов автомобиля

Добрый день, сегодня мы расскажем о том, из чего изготавливают автомобильный кузов , какие материалы применяют при производстве , а также при помощи, каких технологий осуществляется этот важный процесс. Кроме того, узнаем, какие существуют основные разновидности металлов , пластика и прочих материалов , которые зачастую используются при производстве элементов кузова транспортного средства, а также рассмотрим, какими преимуществами с недостатками обладает то или иное сырье в отдельности каждого вида . В заключении мы поговорим о том, какой материал на сегодняшний день является самым востребованным у автопроизводителей , а также от чего зависит качество и долговечность готового кузова машины.

КАК СОБИРАЮТ АВТОМОБИЛИ LEXUS И TOYOTA

ЧТО ТАКОЕ КРУПНОУЗЛОВАЯ СБОРКА АВТОМОБИЛЕЙ

Кузов любого автомобиля играет роль несущей конструкцией , в котором использовано при производстве огромное многообразие различных материалов и комплектующих . Чтобы кузов машины отслужил свой срок службы надежно, а также качественно, необходимо понимать, как за ним правильно следить и эксплуатировать . Чтобы это понимать, нужно знать из чего изготовлена несущая конструкция транспортного средства, а также какая технология сварки и производства применялась. Благодаря этой информации , мы сможем без труда определить преимущества и недостатки того или иного типа кузова .

Справочно заметим, что для изготовления кузова нужны сотни отдельно взятых запасных частей , компонентов и деталей , которые затем необходимо очень точно , а также грамотно соединить в единую конструкцию , которая будет объединять в себе все элементы транспортного средства. Чтобы изготовить прочный , при этом безопасный , легкий и по приемлемой стоимости кузов современного автомобиля, нужно постоянно искать различные компромиссы , а также новые технологии с материалами .

1. Изготовление кузова автомобиля из стали. Преимущества и недостатки

Большинство кузовов автомобиля, а точнее его детали изготавливается из разных сортов стали , алюминиевых сплавов и даже пластмассы с добавлением стекловолокна . Но основным материалом на сегодняшний день все же выступает низкоуглеродистая листовая сталь с примерной толщиной в 0,7-2 миллиметра . Благодаря использованию тонкого листа стали , автопроизводителям удалось уменьшить общую массу транспортного средства и при этом увеличить жесткость кузова .

Высокая прочность кузова получается благодаря специальным свойствам и составу стали , а также его способностью к глубокой вытяжке , то есть можно изготавливать детали сложных форм . Кроме того, нельзя забывать, что новые технологии в сварке помогают получать высокотехнологичные соединения . Однако сталь обладает высокой плотностью и слабой коррозионной стойкостью , поэтому такой материал требует специальных дополнительных мероприятий для защиты от коррозии .

В процессе создания кузовов из стали , задача конструкторов заключается в том, чтобы наделить материал прочностью и обеспечить высокий уровень пассивной безопасности . Задача технологов заключается в правильном подборе состава стали , его сочетание с другими сплавами и компонентами , чтобы материал был хорошо штампуем . Задача же металлургов заключается в том, чтобы правильно отлить нужную по составу и качеству сталь . Справочно заметим, что ежегодно разрабатываются десятки новых сортов и марок стали , которые позволяют упростить производство , а также получить заданные специалистами свойства несущей конструкции транспортного средства.

Как правило, изготовление кузова происходит в несколько стадий производственного процесса . Первоначально происходит изготовление , а затем прокатка стальных листов , которые обладают разной толщиной . После этого листы подвергают штамповке для создания определенных деталей машино-комплекта . На заключительной стадии готовые отштампованные детали свариваются специальным методом и собираются в единый несущий узел , он же кузов . Справочно заметим, что почти вся сварка на автозаводах производится специальными высокоточными роботами .

Положительные стороны стали при производстве автомобильных кузовов :

— низкая стоимость материала в сравнении с другим сырьем ;

— четко отработанная технология изготовлени я и утилизации материала;

— оптимальная ремонтопригодность готового кузова .

Отрицительные стороны стали при производстве автомобильных кузовов :

— высокая масса материала и готового кузова ;

— потребность в специальной штамповке и большом количестве штампов для скрепления деталей;

— не высокий срок службы готового кузова .

Что касается негативных сторон при производстве кузова из стали , то благодаря постоянному совершенствованию технологий изготовления автомобильных деталей , а также процесса штамповки , данный материал становится наиболее оптимальным для автопроизводителей. На сегодняшний день, доля высокопрочных сталей в структуре кузова постоянно увеличивается . Сегодня большинство автопроизводителей применяют сверхвысокопрочные сплавы стали нового поколения .

К таким видам материала относят такую марку стали , как TWIP , которая содержит большое количество марганца в своем составе , доля вещества может доходить до 25 процентов . Сталь такого типа обладает высокой пластичностью , устойчивостью к частым деформациям , благодаря чему материал можно подвергать относительному удлинению . Удлинение «ТВИП-стали » может происходит на 50-70 процентов , а пределом прочности служит показатель в 1450 МегаПаскаль . Для сравнения , прочность обычной стали составляет не более 250 МегаПаскаль , а высокопрочной до 600 МегаПаскаль .

2. Изготовление кузова автомобиля из алюминия. Преимущества и недостатки

Что касается автомобильных кузовов из алюминиевых сплавов , то их стали производить совсем недавно, примерно около 15 лет назад, для промышленности это считается маленьким сроком. Как правило, алюминий в автомобилестроении применяют для изготовления отдельных частей кузова , реже всего целиком. В большинстве случаев алюминий используется для производства капотов , крыльев , дверей , крышки багажника , а также прочих элементов и деталей .

Автопроизводителями на сегодняшний день сплавы из алюминия используются в ограниченном количестве. Все это из-за того, что жесткость и прочность алюминиевых сплавов намного ниже, чем у той же стали . В связи с чем толщину деталей из этого материала производители увеличивают , поэтому значительного снижения массы готового кузова получить почти невозможно. Кроме того, такой параметр , как шумоизоляция у алюминиевых деталей также хуже, чем у элементов из стали , к тому же при производстве требуются более сложные процедуры , чтобы достичь оптимального акустического эффекта и добиться положительных характеристик кузова по этому показателю .

Что касается производственного процесса, на котором изготавливают готовый алюминиевый кузов , то он очень схож с ранее описанной процедурой создания несущей конструкции из стали . На первой стадии , детали из листа алюминия подвергают штамповке , а затем собираются в единый цельный узел . При сварке применяется аргон , детали соединяются при помощи специальных заклепок или клея . На завершающей стадии , основные участки будущего кузова подвергают точечной сварке , а затем к стальному каркасу , изготовленному из труб разного сечения , прикрепляются кузовные панели и машино-комплекты .

Положительные стороны алюминия при производстве автомобильных кузовов :

Появляется возможность производства кузовных элементов любой формы и сложности ;

— масса готового алюминиевого кузова значительно легче стального , при равной прочности ;

— материал легко подвергается обработке , процесс утилизации прост;

— высокая устойчивость к коррозии и ржавчине ;

— низкая стоимость технологических процессов при производстве.

Отрицительные стороны алюминия при производстве автомобильных кузовов :

Высокая сложность ремонта деталей;

— при производстве используются дорогостоящие крепежи для соединения панелей ;

— необходимость наличия специального высокоточного оборудования ;

— намного дороже стали , в связи с высокими энергозатратами .

Алюминий обладает средней пластичностью иустойчивостью к разного рода деформациям . Такой материал не рекомендуется подвергать удлинению ,в связи с тонкой номинальной толщиной . Пределом прочности алюминия служит показатель в 180-210 МегаПаскаль . Для сравнения , прочность стандартной стали составляет около 240-250 МегаПаскаль , а высокопрочной в районе 500-600 МегаПаскаль .

3. Изготовление кузова автомобиля из стеклопластика и пластмассы. Преимущества и недостатки

Что касается производства кузова из стеклопластика , то имеется в виду такой материал , как волокнистый наполнитель , который специально пропитывается полимерными смолами . Как правило, материал такого вида используется для облегчения общей массы готового кузова . Самыми известными наполнителями , он же стеклопластик являются стеклоткань , кевлар и карбон .

Справочно заметим, что примерно 85 процентов пластмасс , которые применяются в автомобилестроении , приходятся на 5 основных видов материалов , такие как полиуретаны , поливинилхлориды , ABS-пластик , полипропилены и стеклопластики . Около 15 оставшихся процентов приходится на полиэтилены , полиакрилаты , полиа миды , поликрбонаты и прочие материалы.

Кроме того, из разных видов стеклопластика производят наружные панели кузовов , что в свою очередь обеспечивает значительное снижение массы готового транспортного средства. Например из полиуретана изготавливают подушки и спинки сидений , накладки противоударного типа и прочие компоненты . Буквально, как пару лет назад из стеклопластика начали в массовом порядке производить такие элементы кузова , как капоты , крылья , двери и крышки багажников .

Положительные стороны стеклопластика при производстве автомобильных кузовов :

Имея высокую прочность , деталь имеет небольшой вес ;

— внешняя поверхность элементов обладает оптимальными декоративными параметрами ;

— простота изготовления элементов, которые имеют сложную форму ;

Имеется возможность производства деталей крупных размеров .

Отрицательные стороны стеклопластика при производстве автомобильных кузовов :

— сравнительно высокая цена на наполнители ;

— высокие требования к точности форм , разметке и готовой детали ;

— производство деталей осуществляется продолжительное время;

Высокая сложность в ремонте при повреждении деталей.

Справочно заметим, что довольно часто такие материалы, как поливинилхлориды используются для производства фасонных деталей , например рукояток , панелей приборов и прочие элементы. Зачастую поливинилхлориды применяют совместно с обивочными материалами , на примере разных тканей . Что касается полипропилена , то из него часто изготавливают корпуса фар , рулевые колонки , воздуховоды и прочие элементы. ABS-пластик используют для облицовки деталей , как интерьера , так и экстерьера автомобиля.

Видео обзор: «Из чего изготавливают кузов автомобиля. Какие материалы используются при производстве»

В заключении отметим, что автомобильная промышленность сегодня не стоит месте и старается развиваться лицом к покупателю, который хочет динамичную , экономичную , надежную , безопасную и при этом недорогую машину. Все это ведет автомобилестроение к тому, что в производстве транспортных средств применяются новые технологии и материалы , которые отвечают современным требованиям , а также стандартам .

БЛАГОДАРИМ ВАС ЗА ВНИМАНИЕ. ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШИ НОВОСТИ. ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ.

В протяжении всей истории, с того момента как был сотворен автомобиль, повсевременно велись поиски новых материалов. И кузов автомобиля не был исключением. Производили кузов из дерева, стали, алюминия и разных видов пластика. Но на этом поиски не останавливались. И, наверное, каждому любопытно, из какого материала делают кузова автомобилей сейчас?

Пожалуй, изготовка кузова является при разработке автомобиля одним из самых сложных процессов. Цех в заводе, где выполняются кузова, занимает площадь примерно 400 000 м кВ, цена которого млрд баксов.

Для производства кузова нужно больше сотки отдельных частей, которые потом необходимо соединить в одну конструкцию, соединяющую внутри себя все части современного автомобиля. Для легкости, прочности, безопасности и малой цены кузова конструкторам нужно всегда идти на компромиссы, находить новые технологии, новые материалы.

Разглядим недочеты и достоинства главных материалов, применяемых при изготовлении современных кузовов автомобилей.

Сталь.

Этот материал употребляется для производства кузовов издавна. Сталь имеет отличные характеристики, дозволяющие изготавливать детали различной формы, и при помощи разных методов сварки соединять нужные детали в целую конструкцию.

Разработан новый сорт стали (упрочняющийся во время термообработки, легированный), позволяющий упростить создание и в предстоящем получить данные характеристики кузова.

Делается кузов в несколько шагов.

С самого начала производства из железных листов, имеющих разную толщину, штампуются отдельные детали. После эти детали свариваются в большие узлы и при помощи сварки собираются в одно целое. Сварку на современных заводах ведут боты, да и ручные виды сварки также используются — полуавтоматом в среде углекислого газа либо употребляется контактная сварка.

С возникновением алюминияпотребовалось разрабатывать новые технологии для получения данных параметров, которые должны быть у железных кузовов. Разработка Tailored blanks как раз и является одной из новинок — сваренные встык по шаблону железные листы различной толщины из различных видов стали образуют заготовку для штамповки. Тем отдельные части сделанной детали владеют пластичностью и прочностью.

низкая цена,

высочайшая ремонтопригодность кузова,

отработанная разработка производства и утилизации кузовных деталей.

наибольшая масса,

требуется защита от коррозии,

потребность в большенном количестве штампов,

их накладность,

такжеограниченный срок службы.

Все идет в дело.

Все материалы, о которых говорилось выше, имеют положительные характеристики. Потому конструкторами проектируются кузова, сочетающиеся детали из различных материалов. Тем при использовании можно обходить недочеты, а использовать только положительные свойства.

Кузов Мерседес-бенз CL является примером гибридной конструкции, потому что при изготовлении применялись такие материалы — алюминий, сталь, пластик и магний. Из стали сделаны днище багажного отделения и каркас моторного отдела, и некие отдельные элементы каркаса. Из алюминия сделан ряд внешних панелей и деталей каркаса. Из магния сделаны каркасы дверей. Из пластика изготавливают крышку багажника и фронтальные крылья. Еще вероятна такая конструкция кузова, в какой каркас будет сделан из алюминия и стали, а внешние панели из пластика и/либо алюминия.

вес кузова понижается, при всем этом сохраняется твердость и крепкость,

достоинства каждого из материалов при применении употребляются очень.

необходимость особых технологий соединения деталей,

непростая утилизация кузова, потому что нужно за ранее разобрать кузов на элементы.

Алюминий.

Дюралевые сплавы для производства авто кузовов начали использовать относительно не так давно, хотя и были использованы в первый раз в прошедшем столетии, в 30-е годы.

Употребляют алюминий при изготовлении всего кузова либо его отдельных деталей — капот, каркас, двери, крышу багажника.

Исходный шаг производства дюралевого кузова похожий с созданием железного кузова. Детали сначала штампуются из листа алюминия, позже собираются в целую конструкцию. Сварка употребляется в среде аргона, соединения на заклепках и/либо с внедрением специального клея, лазерная сварка. Также к железному каркасу, который сделан из труб различного сечения, крепятся кузовные панели.

возможность сделать детали хоть какой формы,

кузов легче железного, при всем этом крепкость равная,

легкость в обработке, вторичная переработка не составляет труда,

устойчивостьк коррозии (не считая химической), такжемалая стоимость технологических процессов.

низкая ремонтопригодность,

необходимость в дорогостоящих методах соединения деталей,

необходимость специального оборудования,

существенно дороже стали, потому что затраты энергии намного выше

Термопласты.

Это таковой тип пластического материала, который при повышении температуры перебегает в жидкое состояние и делается текучим. Этот материал используется при изготовлении бамперов,деталей обшивки салона.

легче железного,

при переработке малые издержки,

низкая цена подготовки и самого производства при сопоставлении с дюралевыми и железными кузовами (не нужна штамповка деталей, сварочное создание, гальваническое и окрасочное производства)

потребность в огромных и дорогостоящих литьевых машинах,

при повреждениях сложность в ремонте, в неких случаях единственным выходом является подмена детали.

Стеклопластик.

Под заглавием стеклопластик имеется в виду хоть какой волокнистый наполнитель, который пропитан полимерными термореактивными смолами. Более известными наполнителями числятся — карбон, стеклоткань, кевлар, также волокна растительного происхождения.

Карбон, стеклоткань из группы угле-пластиков, которые представляют собой сеть из переплетенных углеродных волокон (притом, переплетение происходит под различными определенными углами), которые пропитаны особыми смолами.

Кевлар — это синтетическое полиамидное волокно, отличающееся небольшим весом, устойчивое к высочайшей температуре, негорючее, по прочности на разрыв превосходит сталь в пару раз.

Разработка производства кузовных деталей заключается в последующем: в особые матрицы укладывается слоями наполнитель, который пропитывают синтетической смолой, потом оставляют для ее полимеризации на определенное время.

Есть некоторое количество методов по изготовлению кузовов: монокок (весь кузов — одна деталь), внешняя панель из пластика, установленная на дюралевом либо железном каркасе,атакже идущий без перерывов кузов с вставленными в его структуру силовыми элементами.

при высочайшей прочности небольшой вес,

поверхность деталей обладает неплохими декоративными свойствами (это позволит отрешиться от покраски),

простота в изготовлении деталей, имеющих сложную форму,

огромные размеры кузовных деталей.

высочайшая цена заполнителей,

высочайшее требование к точности форм и к чистоте,

время производства деталей довольно длительное,

при повреждениях сложность в ремонте.

6.2. Из чего делают кузова автомобилей

Ни в одном другом элементе легкового автомобиля не использовано так много разнообразных материалов, как в кузове. Это конструкционные, отделочные, изолирующие и другие типы материалов.

Основные детали кузова изготовляют из стали, алюминиевых сплавов, пластмасс и стекла. Причем предпочтение отдается низкоуглеродистой листовой стали толщиной 0,6…2,5 мм. Это вызвано ее высокой механической прочностью, недефицитностью, способностью к глубокой вытяжке (можно получать детали сложной формы), технологичностью соединения деталей сваркой и т. д. Недостатками этого материала являются очень высокая плотность (поэтому кузова получаются тяжелыми) и низкая коррозионная стойкость, требующая сложных и дорогостоящих мероприятий по защите.

Алюминиевые сплавы применяются в кузовостроении пока еще в ограниченном количестве. Поскольку прочность и жесткость этих сплавов ниже, чем у кузовной стали, поэтому толщину деталей приходится увеличивать и существенного снижения массы кузова получить не удается. Кроме того, шумоизолирующая способность алюминиевых деталей ниже, чем стальных, и требуются более сложные мероприятия для достижения необходимой акустической характеристики кузова. Учитывая высокую теплопроводность материала и образование на его поверхности окислов алюминия с высокой температурой плавления, для сварки алюминиевых деталей необходимо применять более мощное и дорогое оборудование.

И тем не менее известны примеры широкого использования алюминия в кузовах легковых автомобилей. Еще в 50-е гг. во Франции выпускался автомобиль «Панар-Дина» с кузовом из алюминиевого сплава, а позже автомобиль «Ситроен ZXS-19». имел алюминиевую крышу. Есть основания полагать, что по мере улучшения физико-механических свойств алюминиевых сплавов, решения технологических и других вопросов эти материалы займут достойное место в кузовостроении.

Около 80% пластмасс, применяемых в автомобилях, приходится на пять типов материалов: полиуретаны, поливинилхлориды, полипропилены, АБС-пластики, стеклопластики. Остальные 20% составляют полиэтилены, полиамиды, полиакрилаты, поликарбонаты и др.

Из стеклопластиков изготовляют наружные панели кузовов, что обеспечивает существенное уменьшение массы автомобиля. Так, кузов легкового автомобиля «Корвет» модели 1984 г. на 113 кг легче аналогичного стального.

Из полиуретановой пены делают подушки и спинки сидений, противоударные накладки и т. д. Сравнительно новым направлением является применение этого материала для изготовления крыльев, капотов, крышек багажника и т. д.

Поливинилхлориды применяют для изготовления многих фасонных деталей (щиты приборов, рукоятки и т. д.) и обивочных материалов (ткани, маты и т.д.). Из полипропилена делают корпуса фар, рулевые колеса, перегородки и многое другое. АБС-пластики используют для различных облицовочных деталей.

Количество стекла в кузовах автомобилей неуклонно увеличивается. Это объясняется стремлением улучшить обзорность, придать автомобилю более эстетичный вид. В основном применяют неорганические стекла. Прозрачность их зависит от качества обработки поверхности (неполированные или полированные), а механические характеристики — от термообработки (незакаленные или закаленные). После закалки стекло нельзя резать или сверлить. В случае удара оно дробится на мелкие кусочки с тупыми краями, поэтому такое стекло называют безопасным. Закаленное стекло имеет толщину 3…6 мм.

Безопасные стекла можно получить склеиванием, например, двух листов неорганического тонкого стекла прозрачной пленкой из полиметилакрилата или полнацетата. Получается безосколочное прочное стекло, называемое триплексом. При сильном ударе такие стекла распадаются на осколки, удерживаемые на промежуточном слое толщиной 0,4…0,8 мм. (Стекла с более толстым промежуточным слоем обладают высокой прочностью при изгибе и ударах.)

Органические (полимерные) стекла обладают высокой прозрачностью, легко окрашиваются, способны задерживать инфракрасные лучи — (препятствуют нагреву салона солнечными лучами). Однако они обладают и весьма существенным недостатком — легко царапаются. Изготавливают такие стекла из поликарбоната или метилметакрилата.

На протяжении всей истории, с того момента как был создан автомобиль, постоянно велись поиски новых материалов. И кузов автомобиля не был исключением. Производили кузов из дерева, стали, алюминия и различных видов пластика. Но на этом поиски не останавливались. И, наверняка, каждому интересно, из какого материала делают кузова автомобилей сегодня?

Пожалуй, изготовление кузова является при создании автомобиля одним из самых сложных процессов. Цех в заводе, где производятся кузова, занимает площадь приблизительно 400 000 м кВ, стоимость которого миллиард долларов.

Для изготовления кузова необходимо больше сотни отдельных частей, которые затем нужно соединить в одну конструкцию, соединяющую в себе все части современного автомобиля. Для легкости, прочности, безопасности и минимальной стоимости кузова конструкторам необходимо все время идти на компромиссы, искать новые технологии, новые материалы.

Рассмотрим недостатки и преимущества основных материалов, используемых при изготовлении современных кузовов автомобилей.

Сталь.

Этот материал используется для изготовления кузовов давно. Сталь имеет хорошие свойства, позволяющие изготавливать детали различной формы, и с помощью различных способов сварки соединять необходимые детали в целую конструкцию.

Разработан новый сорт стали (упрочняющийся во время термической обработки, легированный), позволяющий упростить производство и в дальнейшем получить заданные свойства кузова.

Изготавливается кузов в несколько этапов.

С самого начала изготовления из стальных листов, имеющих разную толщину, штампуются отдельные детали. После эти детали свариваются в крупные узлы и с помощью сварки собираются в одно целое. Сварку на современных заводах ведут роботы, но и ручные виды сварки также применяются — полуавтоматом в среде углекислого газа или используется контактная сварка.

С появлением алюминияпотребовалось разрабатывать новые технологии для получения заданных свойств, которые должны быть у стальных кузовов. Технология Tailored blanks как раз и является одной из новинок — сваренные встык по шаблону стальные листы различной толщины из разнообразных сортов стали образуют заготовку для штамповки. Тем самым отдельные части изготовленной детали обладают пластичностью и прочностью.

низкая стоимость,

высокая ремонтопригодность кузова,

отработанная технология производства и утилизации кузовных деталей.

самая большая масса,

требуется защита от коррозии,

потребность в большом количестве штампов,

их дороговизна,

а такжеограниченный срок службы.

Все идет в дело.

Все материалы, о которых говорилось выше, имеют положительные свойства. Поэтому конструкторами проектируются кузова, сочетающиеся детали из разных материалов. Тем самым при использовании можно обходить недостатки, а использовать исключительно положительные качества.

Кузов Mercedes-Benz CL является примером гибридной конструкции, так как при изготовлении применялись такие материалы — алюминий, сталь, пластик и магний. Из стали изготовлены днище багажного отделения и каркас моторного отсека, и некоторые отдельные элементы каркаса. Из алюминия изготовлен ряд наружных панелей и деталей каркаса. Из магния изготовлены каркасы дверей. Из пластика изготавливают крышку багажника и передние крылья. Еще возможна такая конструкция кузова, в которой каркас будет изготовлен из алюминия и стали, а наружные панели из пластика и/или алюминия.

вес кузова снижается, при этом сохраняется жесткость и прочность,

преимущества каждого из материалов при применении используются максимально.

необходимость специальных технологий соединения деталей,

сложная утилизация кузова, так как необходимо предварительно разобрать кузов на элементы.

Алюминий.

Алюминиевые сплавы для изготовления автомобильных кузовов начали использовать относительно недавно, хотя и были применены впервые в прошлом столетии, в 30-е годы.

Используют алюминий при изготовлении всего кузова или его отдельных деталей — капот, каркас, двери, крышу багажника.

Начальный этап изготовления алюминиевого кузова схожий с изготовлением стального кузова. Детали вначале штампуются из листа алюминия, потом собираются в целую конструкцию. Сварка используется в среде аргона, соединения на заклепках и/или с использованием специального клея, лазерная сварка. Также к стальному каркасу, который изготовлен из труб разного сечения, крепятся кузовные панели.

возможность изготовить детали любой формы,

кузов легче стального, при этом прочность равная,

легкость в обработке, вторичная переработка не составляет труда,

устойчивостьк коррозии (кроме электрохимической), а такженизкая цена технологических процессов.

низкая ремонтопригодность,

необходимость в дорогостоящих способах соединения деталей,

необходимость специального оборудования,

значительно дороже стали, так как энергозатраты намного выше

Термопласты.

Это такой тип пластического материала, который при повышении температуры переходит в жидкое состояние и делается текучим. Этот материал применяется при изготовлении бамперов,деталей обшивки салона.

легче стального,

при переработке минимальные затраты,

низкая стоимость подготовки и самого производства при сравнении с алюминиевыми и стальными кузовами (не нужна штамповка деталей, сварочное производство, гальваническое и окрасочное производства)

потребность в больших и дорогостоящих литьевых машинах,

при повреждениях сложность в ремонте, в некоторых случаях единственным выходом является замена детали.

Стеклопластик.

Под названием стеклопластик имеется в виду любой волокнистый наполнитель, который пропитан полимерными термореактивными смолами. Наиболее известными наполнителями считаются — карбон, стеклоткань, кевлар, а также волокна растительного происхождения.

Карбон, стеклоткань из группы угле-пластиков, которые представляют собой сеть из переплетенных углеродных волокон (притом, переплетение происходит под разными определенными углами), которые пропитаны специальными смолами.

Кевлар — это синтетическое полиамидное волокно, отличающееся маленьким весом, устойчивое к высокой температуре, негорючее, по прочности на разрыв превосходит сталь в несколько раз.

Технология изготовления кузовных деталей заключается в следующем: в специальные матрицы укладывается слоями наполнитель, который пропитывают синтетической смолой, затем оставляют для ее полимеризации на определенное время.

Имеется несколько способов по изготовлению кузовов: монокок (весь кузов — одна деталь), наружная панель из пластика, установленная на алюминиевом или стальном каркасе,атакже идущий без перерывов кузов с интегрированными в его структуру силовыми элементами.

при высокой прочности маленький вес,

поверхность деталей обладает хорошими декоративными качествами (это позволит отказаться от покраски),

простота в изготовлении деталей, имеющих сложную форму,

большие размеры кузовных деталей.

высокая стоимость наполнителей,

высокое требование к точности форм и к чистоте,

время изготовления деталей достаточно продолжительное,

при повреждениях сложность в ремонте.

Сталь.

Изготавливается кузов в несколько этапов.

С появлением алюминия потребовалось разрабатывать новые технологии для получения заданных свойств, которые должны быть у стальных кузовов.

Технология Tailored blanks как раз и является одной из новинок сваренные встык по шаблону стальные листы различной толщины из разнообразных сортов стали образуют заготовку для штамповки. Тем самым отдельные части изготовленной детали обладают пластичностью и прочностью.

низкая стоимость,

высокая ремонтопригодность кузова,

самая большая масса,

требуется защита от коррозии,

потребность в большом количестве штампов,

их дороговизна,

Все идет в дело.

Кузов Mercedes-Benz CL является примером гибридной конструкции, так как при изготовлении применялись такие материалы алюминий, сталь, пластик и магний. Из стали изготовлены днище багажного отделения и каркас моторного отсека, и некоторые отдельные элементы каркаса. Из алюминия изготовлен ряд наружных панелей и деталей каркаса. Из магния изготовлены каркасы дверей. Из пластика изготавливают крышку багажника и передние крылья. Еще возможна такая конструкция кузова, в которой каркас будет изготовлен из алюминия и стали, а наружные панели из пластика и/или алюминия.

вес кузова снижается, при этом сохраняется жесткость и прочность,

необходимость специальных технологий соединения деталей,

сложная утилизация кузова, так как необходимо предварительно разобрать кузов на элементы.

Алюминий.

Используют алюминий при изготовлении всего кузова или его отдельных деталей капот, каркас, двери, крышу багажника.

возможность изготовить детали любой формы,

кузов легче стального, при этом прочность равная,

легкость в обработке, вторичная переработка не составляет труда,

устойчивость к коррозии (кроме электрохимической), а также низкая цена технологических процессов.

низкая ремонтопригодность,

необходимость в дорогостоящих способах соединения деталей,

необходимость специального оборудования,

значительно дороже стали, так как энергозатраты намного выше

Термопласты.

легче стального,

при переработке минимальные затраты,

низкая стоимость подготовки и самого производства при сравнении с алюминиевыми и стальными кузовами (не нужна штамповка деталей, сварочное производство, гальваническое и окрасочное производства)

потребность в больших и дорогостоящих литьевых машинах,

при повреждениях сложность в ремонте, в некоторых случаях единственным выходом является замена детали.

Стеклопластик.

Под названием стеклопластик имеется в виду любой волокнистый наполнитель, который пропитан полимерными термореактивными смолами. Наиболее известными наполнителями считаются карбон, стеклоткань, кевлар, а также волокна растительного происхождения.

Кевлар это синтетическое полиамидное волокно, отличающееся маленьким весом, устойчивое к высокой температуре, негорючее, по прочности на разрыв превосходит сталь в несколько раз.

Имеется несколько способов по изготовлению кузовов: монокок (весь кузов одна деталь), наружная панель из пластика, установленная на алюминиевом или стальном каркасе, а также идущий без перерывов кузов с интегрированными в его структуру силовыми элементами.

при высокой прочности маленький вес,

поверхность деталей обладает хорошими декоративными качествами (это позволит отказаться от покраски),

простота в изготовлении деталей, имеющих сложную форму,

высокая стоимость наполнителей,

высокое требование к точности форм и к чистоте,

время изготовления деталей достаточно продолжительное,

при повреждениях сложность в ремонте.

Ни у кого не вызывает сомнения, что несущий кузов корпуса автомобиля является главной и самой сложной в производстве (а значит, и в цене) деталью современного транспортного средства. О нем и пойдет речь в этой статье.

Из истории.

Конечно, в эру телег и карет (начало истории кузовов) он спасал людей от переменчивой погоды, и служил вместилищем грузов. С зарождением автомобилестроения под внешними панелями кузова «замаскировали» аппараты и узлы. Продолжительное время кузов терпеливо работал только крышей, защищающей грузы, пассажиров, и устройства. Впервые, в полвека XX столетия стартовали мероприятия по снятию несущей функции с рамы, и переводу этой составляющей на кузов. После разработок, длившихся несколько лет, кузов стал «несущим». Другими словами, помимо личных «врождённых» функций, кузов стал исполнять роль рамы опоры для аппаратов, подвески и т.п.

В целях достижения подходящей стабильности, жесткости на кручение и изгиб, в систему кузова ввели силовые детали фрагменты рам: лонжероны и поперечины, попутно укрепили крышу с ее стойками, двери, и так далее. Родоначальником безрамных серийных машин стала отечественная «Победа», создание которой стартовало в 1945 году. Конечно, в самом начале производства несущие кузова по крепости уступали рамным системам.

На данный период обстановка поменялась в сторону первых. Во всяком случае, разница весьма несущественная. В машинах с открытым верхом, нехватку жесткости возместили усилением дна авто. В отдельных конструкциях жёсткость достигали методом соединения лонжеронов передней и задней частей, более устойчивой к ударам конструкцией.

Немного об определениях.

Геометрия кузова строго определённое системой кузова расположение подвески передней и задней части, аппаратов коробки, дверей, окошек и просветов.

Изменение (аварии, модернизация) геометрии кузова приводит к изменениям в движении, неровному износу резины и ухудшает безопасность пассажиров (повышение возможности заноса, распахивания дверей на ходу и прочее).

Зоны деформации определенные конструктивными особенностями кузова места со сниженной жесткостью, специально созданные для поглощения энергии удара. Зоны деформации предусмотрены для сбережения целостности автомобильного салона и здоровья пассажиров.

Контактная сварка метод электросварки, где к участкам свариваемых деталей подводятся электроды, и проводится ток повышенной мощности. В позиции разогрева сплав элементов плавится, образуя однородное соединение. Места сварки бывают непрерывными и точечными. Второй способ так и зовётся «точечная сварка» (соединение производится на дистанции примерно 5 см от соседней точки).

Сварка лазером соединение элементов с использованием сфокусированного лазерного луча. Температура в месте стыка просто огромна, но расстояние плавки от краёв очень незначительно. Отсюда появляется огромный плюс этого метода, практически невидимое место сварки. А значит, и нет необходимости в обработке шва сварки.

Силовой каркас сваренные в общую конструкцию дно, стойки, крыша с рамками окошек, лонжероны, балки-усилители и прочие силовые составляющие, образующие в целом «кокон», в котором располагается пассажирский автомобильный салон.

Кузов-телохранитель.

В современном скоростном мире несущий кузов корпуса автомобиля стал выполнять новую задачу второй уровень защиты пассажиров. На первом — ремни, подушки безопасности и т.д. Для этого кузов автомобиля разбили на зоны, имеющие разную степень жесткости. Переднюю и заднюю изготовили более «податливыми», успешно поглощающими мощность удара, а корпус салона более жёсткая зона, чтобы ликвидировать возникновение травмоопасных ситуаций и вдавливание агрегатов во внутрь кузова. Энергопоглощение поддерживается с помощью смятия «в гармошку» некоторых силовых конструкций, которые могут принести ущерб здоровью пассажиров.

Было принято нетрадиционное решение в пассивной защищенности и увеличении жесткости кузова конструкторами Mercedes класса А. Для того чтобы двигатель, находящийся под коротким капотом, при аварии не мог причинить ущерб пассажирам, само днище было спроектировано конструкторами двойным образовался своего рода «бутерброд» с пустотным промежутком. Разумеется, при таковой сборке, помещенный фактически в самом низу движок, в случае фронтального удара вдавливается в этот промежуток, тем самым защищая пассажиров салона от повреждений. Также, стоит отметить тот факт, что в этом промежутке свободно разместились аккумулятор, бензобак, а также прочие агрегаты и узлы автомобиля.

Из чего и как изготавливают несущие кузова.

При изготовлении кузовов применяют листовое железо, имеющее разный набор параметров. Например, в местах, где силовые нагрузки повышены, применяют 2,5 мм лист металла, а для элементов «оперения» капота, крыльев, дверей, багажника 0,8-1,0 мм.

Все детали, из которых впоследствии появится кузов, соединяют при помощи нескольких видов электросварки. Кстати, некоторые компании применяют необычные методы соединения кузовных элементов, к примеру, применяют лазерную сварку, или же клепают заклёпками в сочетании с очень прочным клеем. В гамме материалов для изготовления несущих кузовов выбор не велик.

До этого времени в серийных автомашинах применялась исключительно листовое железо и, изредка, алюминий. В 80-х для того, чтобы уберечь кузов от ржавчины, начали использовать оцинкованное железо первый период с однослойным покрытием цинком, позднее стали покрывать с обеих сторон. Как результат, гарантии от сквозной ржавчины на кузове возросли от 6 до 10 лет, где-то даже до 12!

Устройство кузова автомобиля легкового

Главная » Разное » Устройство кузова автомобиля легкового

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

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

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.

Конструкция кузова автомобиля: из чего состоит и название деталей

Содержание:

Основные типы
Материал и технология изготовления
Общее устройство кузова

Любой легковой автомобиль построен на базе кузова, и это самая большая деталь автомобиля, которая выполняет много функций. Особая конструкция кузова позволяет автомобилю выдерживать нагрузки при движении и поглощать энергию удара в случае аварии. Также эта часть машины служит основанием, на котором крепятся все функциональные детали и узлы. Производители легковых машин выпускают самые различные варианты кузовов, что делает каждую модель уникальной по внешним признакам. Однако те же производители придерживаются основных параметров при изготовлении, которые характеризуют тип кузова и вариант его исполнения.

Прежде чем разобрать, из чего состоит кузов легкового автомобиля, нужно выделить основные типы его исполнения. Легковые машины серийного производства выпускаются в таких основных типах:

седан;
хетчбэк;
универсал.

Есть и другие типы, но эти три являются основными и наиболее распространенными.

Кузов типа седан являются самыми популярным. Серийный седан имеет четыре двери для пассажиров, моторный отсек и багажный. Такой тип кузова является наиболее оптимальным для перевозки пассажиров и небольшого багажа.

Хетчбэк представляет собой машину с двумя дверями для пассажиров, моторный отсек и багажное отделение, не разделенное с салоном. Такой тип имеет ограничения по перевозимому грузу, а также не очень удобен для перевозки пассажиров. Однако такое исполнение имеет свои преимущества. Автомобили в таком типе кузова имеют более низкий вес и размеры, что положительно сказывается на его экономичности относительно расхода топлива.

Легковые машины в кузове универсал рассчитаны на усиленные нагрузки. Багажное отделение таких машин отличается увеличенным объемом, что не мешает оставаться салону в полноценном размере. Устройство универсала дает возможность еще больше расширить багажное отделение за счет складывания задних пассажирских сидений.

Кузов современного легкового автомобиля изготавливается из высокопрочной стали, которая проходит несколько этапов обработки. Небольшая толщина используемого металла позволяет намного уменьшить общий вес машины, что положительно сказывается на его динамике и экономичности. Несмотря на маленькую толщину стали, конструкция кузова рассчитана таким образом, что он является одновременно и легким, и прочным.

На большинстве современных авто кузовные детали скрепляются между собой точечной сваркой. Это позволяет обеспечить надежность соединения элементов и уменьшить количество кромок и острых углов, которые наиболее уязвимы по отношению к коррозии. В перспективе автомобильная промышленность будет применять лазерное сваривание деталей. Такой подход сводит к минимуму наличие выпуклостей и впадин на швах, а конструкция кузова станет более простой и надежной.

Чтобы разобраться, из чего состоит кузов легкового автомобиля, следует рассмотреть основные детали, которые входят в его устройство. Для более простого понимания, устройство кузова автомобиля можно условно разделить на три отсека. Из чего же состоит кузов? Общая схема расположения частей следующая:

моторная зона – предназначена для расположения силового агрегата и дополнительно выполняет функцию пассивной безопасности автомобиля;
пассажирская часть – нужна для размещения пассажиров и органов управления автомобилем;
багажный отсек – используется для багажа;

Рассмотрим, из чего состоит каждый из этих элементов более подробно.

Моторная часть состоит из следующих основных деталей:

передние верхняя и нижняя поперечины;
фронтальные лонжероны;
нижняя поперечина для расположения двигателя.

Схема моторного отсека устроена таким образом, что при столкновениях энергию удара принимают на себя лонжероны и передняя балка. Деформируясь, они уменьшают нагрузку на пассажирский отсек. Такая конструкция повышает шансы водителя и пассажиров уберечься от травм в ДТП.

Схема расположения деталей пассажирского отсека легкового авто следующая:

нижняя передняя балка под лобовым окном;
передняя и задняя поперечины крыши;
боковой лонжерон крыши;
передние, боковые и задние стойки;
пороги;
днище;
усиливающие конструкции днища.

В других источниках названия деталей кузова могут незначительно отличаться, однако сути дела это не меняет. Приведенная схема позволяет в общих чертах разобраться, из чего состоит кузов и каково его устройство.

Все части пассажирского отсека легкового авто имеют необходимую жесткость, которая обеспечивает надежное крепление облицовочных и функциональных деталей. Помимо этого устройство пассажирской части делается таким образом, чтобы обеспечить максимальную пассивную защиту в случае боковых столкновений.

Багажный отсек легкового авто состоит из задней панели и крыльев. Схема этого отделения разработана таким образом, что его устройство позволяет выдерживать нагрузки от полезного багажа, а также обеспечить пассивную безопасность в случае ударов в заднюю часть автомобиля.

Устройство кузова легковых машин зависит от модели, производителя и других деталей. Однако в большинстве серийно выпускаемых машин схема расположения кузовных деталей примерно одинакова. Резкое отличие имеют только спортивные автомобили и прототипы концептуально новых моделей, произведенных в количестве нескольких единиц. Кузов таких машин может иметь иную конструкцию.

Кузов современного 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:

Рамную;
С несущим кузовом;
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.

Рамный кузов

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.

Несущий кузов

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

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:

Однообъемные;
Двухобъемные;
Трехобъемные.

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:

Грузовой;
Пассажирский;
Грузопассажирский.

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.

Конструкция несущего кузова автомобиля

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.

Печатать статью

Устройство автомобилей

Особенности конструкции и устройства кузовов легковых автомобилей рассмотрим на примере кузова автомобиля ВАЗ-2110.

Устройство кузова автомобиля ВАЗ-2110

Кузов легкового автомобиля ВАЗ-2110 — трехобъмный, цельнометаллический сварной четырехдверный седан (рис. 1).

Основными элементами каркаса кузова являются передок, пол, боковины, крыша 15 со стойками ветрового окна, панель задка и силовые элементы (лонжероны, поперечины, стойки). Панель 15 крыши закрепляется на боковинах, а усилители 13 обеспечивают ей необходимую жесткость. На каркас навешиваются крылья, капот 7, крышка багажника 17, передние и задние двери 8,12,22 и 27. Двери, капот и крышка багажника устанавливаются на кузов шарнирно на петлях.

Все детали, кроме навесных, соединяются в единое целое контактной точечной сваркой, а сильнонагруженные детали привариваются дополнительно электродуговой сваркой. Пол кузова включает в себя три основные детали: передний пол 29, средний пол 24 и задний пол (на рисунке не показан). Задний пол имеет цельнометаллическую нишу 25 для запасного колеса, устанавливаемого в багажнике. Наружные панели боковины выполняются цельными деталями с центральными, передними и задними стойками.

Моторный отсек отделен от пассажирского салона щитком 5 передка, а в передней части он ограничен панелью 35, на которую устанавливается рамка 2 радиатора с ее верхней поперечиной 3. Багажный отсек отделен от салона перегородкой и образован арками задних колес, задним полом и панелью.

Спереди и сзади установлены энергопоглощающие бамперы 35 и 20, которые при столкновении деформируются и даже разрушаются, но при этом гасят энергию удара и пассажирский салон предохраняется от деформации. С этой же целью отдельные части кузова имеют различную жесткость и, следовательно, различную сопротивляемость ударам при дорожно-транспортных происшествиях. Некоторые детали кузова для усиления их жесткости имеют выштампованные ребра (например, пол 24) или делаются с коробчатым профилем (пороги, боковины, центральные стойки 26).

Для установки пружин подвески в кузове спереди и сзади выполняются опоры 31 и 16. Для улучшения антикоррозионных свойств часть кузовных панелей оцинкована. Цинковое покрытие нанесено с внутренней стороны на переднюю и среднюю панели пола, боковину кузова, усилитель ветровой стойки, внешние панели крышки багажника и дверей, передние и задние крылья и ряд других деталей. Арки задних колес оцинкованы снаружи. Стыки панелей и сварные швы герметизированы мастикой.

После сварки панелей кузов фосфатируют, наносят грунт и окрашивают. Скрытые полости кузова обрабатывают консервантом.

Все стекла гнутые полированные безопасного типа. Ветровое стекло трехслойное, стекла дверей и заднее стекло – закаленные. Заднее стекло оборудовано элементом подогрева. Ветровое, заднее и боковые стекла вклеены в проемы кузова и являются частью его силовой схемы.

Двери с опускными стеклами в своих торцах имеют окна вытяжной вентиляции салона. К наружной панели двери прикреплена внутренняя панель, которая служит для размещения механизмов стеклоподъемника, замка и одновременно усиливает жесткость самой двери.

Стеклоподъемник (рис. 2) – тросовый, с механическим или электрическим приводом. Трос 5 охватывает два ролика 4, установленные на верхнем и нижнем кронштейнах направляющей трубы стеклоподъемника. В корпусе механизма 2 стеклоподъемника трос наматывается на барабан. На ведущем валике располагается пружинный тормоз, препятствующий самопроизвольному опусканию стекла.

Ручка стеклоподъемника крепится на шлицевом конце ведущего валика механизма. Обойма опускного стекла крепится к пластине 6, которая, в свою очередь, закреплена на тросе 5. В вариантном исполнении стеклоподъемник может быть укомплектован электроприводом, который обеспечивается посредством моторедуктора 7.

Замок дверей роторного типа. При закрывании двери на храповик 7 (рис. 3) действует палец фиксатора 16, закрепленного на стойке кузова. Храповик поворачивается, и собачка 6 под действием пружины запирает его на первый или второй зуб, обеспечивая предварительное или полное закрывание двери. Храповик и собачка устанавливаются на осях наружного замка. Наружный замок вместе с внутренним замком крепятся двумя винтами к заднему торцу двери. Палец 5 привода замка концом входит во внутренний замок. К наружной панели двери крепится подпружиненная наружная ручка 11 и выключатель замка 9, который фиксируется на внутренней стороне панели скобкой 10. Поводок 13 наружной ручки тягой 14 соединен с рычагом 1 наружного привода, а выключатель замка 9 тягой 8 соединен с рычагом 3 выключения замка.

При воздействии на ручку 11 ее поводок 13 давит на тягу 14 и действует на рычаг 1 наружного привода, который, в свою очередь, давит на палец промежуточного рычага 2. Промежуточный рычаг нажимает на палец 5 привода замка. Палец отводит собачку 6 и освобождает храповик 7. Под действием сжатого уплотнителя дверь открывается.

При оттягивании внутренней ручки 22 двери тяга 23 внутреннего привода поворачивает рычаг внутреннего привода, который вторым плечом наживает на промежуточный рычаг 2, через палец 5 освобождает собачку и храповик – дверь открывается.

Для предотвращения доступа в салон снаружи предусматривается выключение замка. При нажатии на кнопку 15 тяга 18 кнопки поворачивает двуплечий рычаг 19, который плечом действует на рычаг 3. Последний отводит промежуточный рычаг 2 в сторону, чем исключает возможность воздействия на палец 5 и собачку, и, следовательно, не дает освободить храповик 7 замка. Выключение замка может быть осуществлено и выключателем замка. При повороте ключа выключателя его поводок через тягу 8 воздействует непосредственно на рычаг 3 выключения замка.

В вариантном исполнении замок может иметь электроблокировку, которая осуществляется моторедуктором 24, воздействующим на тягу кнопки выключения.

Капот навешивается на петли по заднему краю передка кузова. Увеличенные отверстия в кронштейнах для петель допускают регулировку положения капота в проеме кузова. В передней части передка устанавливается замок, а на капоте – фиксатор и крючок, предупреждающий открывание капота при движении автомобиля. В открытом положении капот удерживается газонаполненными упорами.

Крышка багажника, как и капот, установлена в проеме кузова на петлях. Для увеличения жесткости она имеет внутреннюю панель 19 (см. рис. 1). Для регулировки положения крышки ее петли имеют крепежные отверстия увеличенного диаметра. Крышка фиксируется в закрытом положении с помощью замка, который замыкается на фиксатор панели задка кузова.

Буферы изготавливаются из мелкоячеистого пенополиуретана с добавлением 15% измельченного стекловолокна. Передний буфер устанавливается верхней частью на упоры передка кузова. Крепление осуществляется двумя винтами по концам буфера к кронштейнам кузова. По нижней кромке буфер крепится вместе с брызговиком пятью гайками, которые навертываются на шпильки передка кузова. Задний буфер крепится к панели задка кузова в верхней части двумя болтами и в нижней части двумя гайками.

Сиденья в зависимости от типа и назначения автомобиля могут быть установлены в кузове в один или два ряда. Переднее сиденье обычно двухместное сплошное или раздельное. Для удобства посадки сиденье делают регулируемым в продольном направлении и по наклону спинки.

Заднее сиденье двух- или трехместное, сплошное (диванного типа). Передние и задние сиденья обычно состоят из пружинных металлических каркасов, подушек и спинок, покрытых формовочной губчатой резиной и специальной декоративной обивкой.

Переднее сиденье трехдверного легкового автомобиля марки «ВАЗ» (рис. 4, а) состоит из двух отдельных сидений, оборудованных съемными, регулируемыми по высоте подголовниками 4 с каркасами 5. Каждое сиденье имеет регулировку в продольном направлении и по углу наклона спинки. Сиденье устанавливается на салазках 9 и качающейся стойке 11. Стойка крепится к полу кузова через кронштейны 12 и имеет для торсиона 13, облегчающих перемещение сиденья вперед. При повороте рукоятки 10 сиденье может перемещаться по салазкам.

Основание 1 подушки выполнено штампованным из листовой стали. Каркас 7 спинки – металлический пружинный. Основание и каркас соединены между собой шарнирно, что обеспечивает изменение угла наклона спинки путем вращения рукоятки 8. Рукоятка 6 служит для управления механизмом опрокидывания спинки сиденья. Подушка 2 и спинка 3 имеющие пенополиуретановую набивку и декоративную обивку, установлены соответственно на основание 1 и каркас 7.

Заднее сиденье (рис. 4, б) трехместное нерегулируемое состоит из подушки 21, спинки 16 и их оснований, которые выполнены из листовой стали. Петли 18 и 22 служат для крепления к полу кузова и складывания сиденья. При складывании подушка откидывается к спинкам передних сидений, а спинка укладывается на место подушки. Спинка в нормальном положении удерживается двумя замками 15, управляемыми рукояткой 14, а подушка фиксируется замком с приводом 20.

Ремни безопасности устанавливаются в салоне автомобиля в качестве средства пассивной безопасности и служат для предохранения водителя и пассажиров в случае столкновения автомобиля с другими транспортными средствами или наезда на неподвижные препятствия. Ремни состоят из лямок и языка, который вставляется в специальный замок. Ремни регулируются по длине в соответствии с комплекцией пассажира или водителя.

***

Кузова автобусов

Главная страница

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Смотрите также

Аккумулятор не заряжается от зарядного устройства
Что значит пропустить пешехода по новым правилам
Антифриз как правильно доливать
Как оценить степень заряда аккумулятора
Ремонт авто бмв
Как распознать утопленника машину
Транспортный налог на дизельный автомобиль
Можно ли ездить на 92 бензине вместо 95
Движение по полосам в населенном пункте
Приора диаметр выхлопной трубы
Кпд дизельного двигателя

Безопасная конструкция кузова, основные элементы влияющие на безопасность

Безопасная конструкция кузова реализуется посредством совместной работы двух систем: активной и пассивной безопасности

Содержание

Безопасная конструкция кузова
Активная безопасность.
Пассивная безопасность.

Безопасная конструкция кузова

С каждым годом в сфере производства автомобиля все больше внимания уделяется именно системам безопасности пассажиров и водителя. Разрабатываются не только новые электронные системы слежения или контроля безопасности, но и внедряются различные конструктивные изменения в кузов автомобиля.

Однако, независимо от количества различных систем безопасности в автомобиле, именно на кузове лежит ответственность за безопасное передвижение людей.

Безопасная конструкция кузова реализуется посредством совместной работы двух систем: активной и пассивной безопасности. Давайте рассмотрим каждую из них в отдельности.

Активная безопасность.

Этот параметр включает в себя те элементы конструкции, которые предотвращают столкновение автомобиля с опасностью, соответственно и исключают травмирование людей, которые находятся в салоне авто. К основным элементам автомобиля, которые отвечают за активную безопасность можно отнести следующие пункты:

1. Обзорность и видимость. Конечно же, этот параметр важен именно для водителя автомобиля, ведь то насколько водителю хорошо видна ситуация на дороге,а также вокруг автомобиля влияет на скорость принятия им решений. То есть, чем быстрее водитель увидит опасность, тем быстрее и качественнее он сможет обезопасить авто. На обзорность влияет много факторов:

Противосолнечный козырёк

Площадь остекления;
Отсутствие каких-либо элементов конструкции, которые мешают обзору или создают блики при отражении света;
Размеры и расположение наружных и внутренних зеркал заднего вида, а также есть ли на них возможность обогрева;
Площадь очистки стеклоочистителями лобового и заднего стёкол;
Наличие противосолнечных козырьков;
Качественное освещение дороги (как в темное время суток, так и в тумане).

2. Удобство водителя. От состояния водителя, его усталости, внимательности и реакции очень часто зависит многое. Если водитель уставший, то он зачастую не может быстро сориентироваться и принять правильное решение для выполнения нужного маневра. Об этом говорят многие производители автомобилей, что заставляет их создавать все новые элементы удобств именно для водителя. Расскажем немного о них:

Удобное кресло водителя с наличием различных регулировок;
Удобство расположения, легкость и чувствительность рулевого колеса;
Панель приборов с легкочитаемыми показателями параметров;
Шумоизоляция салона;
Высокоэффективные системы вентиляции и отопления салона.

Если подвести итог, то можно сказать, что за активную безопасность отвечают те элементы кузова автомобиля, которые влияют на комфорт водителя и уменьшают трудоемкость процесса вождения.

Панель приборов

Пассивная безопасность.

К элементам, отвечающим за пассивную безопасность, относят все те элементы, которые помогают снизить травматизм урон, получаемые во время столкновения автомобиля с препятствием. Именно поэтому конструкторы практически всех предприятий, выпускающих транспортные средства, с особой тщательностью просчитывают все элементы конструкции, а также постоянно ее улучшают. Были выделены основные принципы, относительно которых проектируются абсолютно все автомобили. Итак:

1. Передняя и задняя части кузова автомобиля при столкновении должны складываться, по типу гармошки. Именно такой способ признан наиболее эффективным для погашения кинетической энергии от удара. Особенно качественно этот способ действует при основном виде лобовом столкновении. Для обеспечения такого складывания в элементы кузова закладываются специальные отверстия и выпуклости, которые и заставляют каждый отдельный элемент смещаться в нужную сторону и соответственно поглощать энергию.

2. Сам каркас должен обладать достаточными показателями жесткости и прочности, чтобы обезопасить пассажиров от возможных травм. Для этих целей многие элементы выполняют из специальных видов сталей, а также активно применяется метод горячей штамповки для производства. Применение специальных сталей также положительно сказывается и на массе автомобиля.

3. К обязательным принципам относят и направление смещения двигателя во время столкновения. Он должен двигаться обязательно вниз автомобиля и ни в коем случае не в салон.

4. Перемещение рулевой колонки, в свою очередь, совсем недопустимо, ведь даже незначительное смещение руля назад может сильно травмировать грудную клетку водителя. Для этих целей на оси рулевой колонки устанавливают специальные стаканы, которые в случае удара деформируются, но не позволяют переместиться назад рулю.

5. Пространство салона, где располагаются ноги, также не должно деформироваться. Это делается с той целью, чтобы ноги после удара не были зажаты, а человек мог свободно выбраться из салона.

6. Возможность бокового удара заставила разработчиков оснастить двери специальными ребрами жесткости и различными брусьями из особопрочных сталей. Такими же элементами снабжены арки и пороги автомобиля. Это выполняется еще и с целью минимальной деформации той части автомобиля, которая отвечает за дальнейшую эвакуацию из салона пассажиров.

7. Особую роль отводят безопасности топливной системы в случае удара. Бак располагают в самом защищенном месте кузова и дополнительно устанавливают на него ребра жесткости и защитные буферные пластины.

8. Не забывают производители и о пешеходах, ДТП с которыми довольно частое явление. Для этого в конструкцию переднего бампера довольно часто вводят эластичные защитные элементы, которые, деформируясь, принимают часть энергии на себя.

Зеркало заднего вида

11 Цельная конструкция кузова – автомобильные технологии

Последнее обновление пн, 04 июля 2022 г. | Автомобильные технологии

Цельной или единой конструкцией кузова автомобиля можно считать выполненную в виде трех коробчатых отсеков; средний и самый большой отсек, расположенный между передней и задней осями опорных колес, обеспечивает пространство для пассажиров, расширенный передний кузов, построенный над передними опорными колесами и впереди них, охватывает двигатель и агрегаты трансмиссии, а задний кузов за задней осью обеспечивает пространство для багажа. багаж.

Эти коробчатые отсеки сконструированы в виде каркаса из связей (растягивающих) и распорок (сжимающих), деталей (рис. 1.1(а и б)) из катаной листовой стали, спрессованных в различные формы, такие как прямоугольная, треугольная, трапеция, цилиндр или их комбинация для формирования тонких профилей закрытого типа. Эти секции предназначены для сопротивления прямым нагрузкам на растяжение и сжатие или на изгиб и кручение, в зависимости от расположения элементов внутри конструкции.

(b) Поперечная нагрузка кузова

Рис. 1.1 (a и b) Структурная нагрузка на растяжение и сжатие кузова автомобиля

(b) Поперечная нагрузка кузова

Рис. 1.1 (a и b) Структурная нагрузка на растяжение и сжатие автомобиля кузов

1.1.1 Описание и функции компонентов кузова (рис. 1.2)

Основные отдельные компоненты, составляющие каркас кузова, теперь будут описаны отдельно под следующими подзаголовками:

1 Оконные и дверные стойки

2 ветровые и задние рельсы

3 Cantrails

4 Структура на крыше

5 Верхняя четверть панель или окно

6 на этаже и ботинках

7 Центральный туннель

8 Sills

100003

8 Pills

100003

11 Передние лонжероны

12 Передняя обшивка

13 Задняя обшивка

14 Нижняя доска

15 Задняя доска

Оконное стекло и дверные стойки обозначаются буквенным кодом; от переднего ветрового стекла до дверных стоек обозначаются как стойка A, центральные боковые стойки двери — как стойка BC, а задняя дверь — как стойка D. Они показаны на рис. 1.2.

Эти стойки образуют часть конструкции кузова, поддерживающую крышу. Короткая стойка А и задняя стойка D закрывают ветровое стекло и боковые окна и образуют боковые каналы для остекления, в то время как центральная стойка ВС простирается на всю высоту салона от крыши до пола и поддерживает петли задних боковых дверей. Передние и задние стойки действуют как распорки (сжимающие элементы), которые передают часть изгибающего эффекта из-за прогиба колесной базы под днищем на каждый конец балок, которые, таким образом, становятся реактивными стойками, противодействующими горизонтальному изгибу салона на уровне пола. уровень. Однако центральная стойка BC действует как связи (растягивающие элементы), передавая некоторую степень поддержки от середины пролета балок к конструкции пола.

Рельсы ветрового и заднего стекла (рис. 1.2(2)) Эти релинги коробчатого сечения охватывают передние и задние стойки или боковые панели в зависимости от конструкции, так что они способствуют сопротивлению поперечному провисанию между колесными колеями за счет выступающие в роли сжимающих элементов. Другая функция заключается в поддержке переднего и заднего концов панели крыши. Нижняя часть рельсов также включает в себя каналы для остекления.

Контррейлы (рис. 1.2(4)) Контррейлы представляют собой горизонтальные элементы, соединяющие между собой верхние концы вертикальных дверных стоек (стоек) A и BC или BC и D. Эти рейки образуют лонжероны, образующие прямоугольный каркас крыши, и поэтому подвергаются сжимающим нагрузкам. Поэтому они выполнены в виде различных коробчатых сечений, которые обеспечивают максимальное сопротивление сжатию при минимальном весе и сочетаются с кровельным покрытием. Капельница (рис. 1.2(4)) расположена между перекрывающейся панелью крыши и козырьками, стыки защищены точечной сваркой.

Конструкция крыши (рис. 1.2) Крыша состоит в основном из четырех профилей, образующих внешний край слегка выпуклой панели крыши. Прямоугольная внешняя рама крыши действует как несущие элементы, работающие на сжатие. Жесткость при кручении для сопротивления скручиванию максимизируется за счет сварки четырех углов секций швеллера вместе. Незначительная кривизна панели крыши придает ей жесткость, предотвращая тем самым деформацию и разрушение неподдерживаемой центральной области панели крыши. Для больших автомобилей можно использовать дополнительные поперечные балки, чтобы обеспечить большую поддержку крыши и предотвратить сдавливание крыши в случае опрокидывания автомобиля.

Верхняя четверть или окно (Рис. 1.2(6)) Это вертикальная боковая панель или окно, занимающее пространство между задней боковой дверью и задним окном. Первоначально боковая панель составляла важную часть опоры крыши, но улучшенная конструкция стоек и стремление к максимальному обзору либо заменили их боковыми окнами, либо уменьшили их ширину, а в некоторых моделях автомобилей они были полностью устранены.

Напольное сиденье и поддоны багажника (рис. 1.3) Они представляют собой листы штампованной катаной стали, закрывающие днище как пассажирского, так и багажного отделений. Горизонтальное расправленное давление между переборкой и пяточной панелью называется поддоном пола, а приподнятая платформа над задней подвеской и колесными арками известна как поддон сиденья или арки. Он, в свою очередь, соединяется с нижним стальным прессом, который поддерживает багаж и называется поддоном багажника.

Для повышения локальной жесткости этих панелей платформы или поддонов и их устойчивости к передаваемым вибрациям, таким как барабанный и гудящий, в стальной лист впрессовано (впрессовано) множество узких каналов, поскольку вид сбоку в разрезе показал бы

Рис. 1.2 Элементы коробчатого сечения несущего кузова полугофрированного профиля (или ребра). Эти каналы образуют ряды неглубоких стенок, которые изогнуты и вытянуты перпендикулярно исходному плоскому листу. В свою очередь они разнесены и скреплены полукруглыми вытянутыми днищами каналов. При условии, что эти обжимки предназначены для правильной укладки и не слишком длинные, а металл не слишком растянут, они повысят жесткость 9e центральный туннель, пороги, передняя обшивка и рессорная башня с задним усиленным поддоном сиденья ¡x»* сечения

(c| Продольные передние балки, пороги, задняя сеялка с переборкой и рессорными башнями Рис. 1.3 (a-c) Шасси платформы эти панели так, чтобы они были эквивалентны листу, который может быть в несколько раз толще

Центральный туннель (рис. 1.3(а и б)) Это изогнутый или прямоугольный выступ, расположенный продольно по середине панели пола. Первоначально это было необходимое зло, чтобы обеспечить трансмиссионное пространство для коробки передач и карданного вала для автомобилей с задним приводом и передним расположением двигателя, но поскольку шасси было заменено цельным корпусом коробчатого сечения, оно было сохранено с передним приводом. , двигатели, установленные спереди, так как он вносит значительный вклад в жесткость конструкции пола на изгиб.Его второстепенная функция теперь заключается в размещении системы выхлопных труб и узла троса ручного тормоза.

Пороги (рис. 1.2(9) и 1.3(а, б и в)) Эти элементы образуют нижние горизонтальные стороны кузова автомобиля, которые проходят между передними и задними крыльями опорных колес или арками. Чтобы предотвратить провисание кузова между колесной базой автомобиля и боковым изгибом конструкции, внешние края панели пола поддерживаются боковыми порогами. Эти пороги выполняются в виде одинарных или двойных коробчатых секций (рис. 1.2(9)). Чтобы противостоять более тяжелым вертикальным изгибающим нагрузкам, они имеют относительно глубокое сечение.

Автомобили с открытым верхом, такие как кабриолеты, которые не получают структурной поддержки от элементов крыши, обычно имеют очень глубокие пороги, чтобы компенсировать повышенную нагрузку на днище.

Перегородка (рис. 1.2(м) и 1.3(а и б)) Это вертикальная перегородка, разделяющая пассажирский и моторный отсеки. Его верхняя половина может составлять часть приборной панели, которая изначально использовалась для отображения приборов водителя. Некоторые производители кузовов называют приборной панелью всю перегородку между двигателем и салоном. Если есть двойная перегородка, панель рядом с двигателем обычно называется перегородкой, а панель со стороны пассажира — приборной панелью или панелью. Люк и обшивка с каждой стороны обычно присоединяются к коробчатому сечению переборки. Это укрепляет вертикальную конструкцию, чтобы выдерживать деформацию при кручении и обеспечивать поддержку сопротивления изгибу платформы. Иногда между задними колесными арками или башнями сооружают переборку для усиления чаши сиденья над задней осью (рис. 1.3(с)).

Люк (рис. 1.3(a и b)) Его можно рассматривать как панель, образованную под передними крыльями, которая проходит между задним концом обшивки, где она встречается с переборкой, и дверной стойкой и крылом. Нижний край иллюминатора будет сливаться с днищем, так что в некоторых случаях он может образовывать часть бортика со стороны пассажирского салона. Обычно эти панели образуют наклонные стороны к переборке, а горизонтальный выступ, который охватывает всю ширину переборки, скрепляет стенку переборки, чтобы обеспечить повышенную жесткость конструкции. Таким образом, комбинированная передняя панель и иллюминатор будут иметь как вертикальную жесткость, так и жесткость на кручение.

Передние лонжероны (рис. 1.2(10) и 1.3(а и b)) Эти элементы обычно представляют собой элементы коробчатого сечения, выступающие вверх параллельно и вперед от переборки на уровне пола. Их назначение — выдерживать реакцию опоры двигателя и поддерживать переднюю подвеску или подрамник. Общей чертой этих элементов является их способность выдерживать вертикальные нагрузки в сочетании с обшивкой. Однако в случае лобового столкновения они спроектированы таким образом, чтобы разрушаться и рассыпаться внутри моторного отсека, так что корпус пассажира остается в безопасности и не слишком сильно отбрасывается назад.

Передняя обшивка (рис. l.2 и l.3(a и b)) Эти панели выступают вверх от передних лонжеронов и сзади соединяются со стенкой переборки. Эти панели предназначены для передачи направленной вверх реакции лонжеронов, поддерживающих переднюю подвеску, на переборку. В то же время предотвращается изгиб продольных профилей в стороны, поскольку панели обшивки имеют форму, наклоненную вверх и наружу к вершине. Обшивка обычно изгибается по краям, образуя горизонтальную верхнюю часть с фланцами, что оказывает значительное боковое сопротивление. Кроме того, обшивки иногда делаются ступенчатыми и загибаются к задней части, где они встречаются, и соединяются с переборкой, чтобы получить дополнительную продольную и поперечную жесткость.

Если подвеска с винтовой пружиной встроена, обшивка образует часть полукруглой башни, в которой размещается и обеспечивает реакцию нагрузки пружины, так что слияние этих форм увеличивает жесткость как при горизонтальном продольном, так и при поперечном изгибе переднего двигателя и конструкция кузова трансмиссионного отсека. Там, где необходимо, используются двойные слои листа в частях корпуса рессоры и в задней части обшивки, где они прикреплены к переборке, чтобы снять часть сосредоточенных нагрузок.

Задняя обшивка (Рис. 1.2(7)) Обычно рассматривается как часть коробчатого сечения, образующая переднюю половину рамы задней колесной арки и панель, непосредственно за которой соединяется с пяточной панелью и панелями сиденья. Эти боковые внутренние боковые панели размещают края чаши сиденья в соответствии с его разработанным боковым профилем и, таким образом, усиливают структуру пола над задней осью и подвеской. Когда используется задняя независимая винтовая пружинная подвеска, обшивка или колесная арка выдвигаются вверх, образуя корпус рессорной стойки, и, поскольку она образует полувертикальную конструкцию, в значительной степени способствует жесткости днища кузова между полом и багажником.

Передняя панель Считается, что передняя панель образует нижние области иллюминатора и приборной панели рядом с местом их слияния с днищем. Именно на эту панель со стороны пассажирского салона пассажиры могут положить ноги, когда автомобиль резко замедляется.

Задняя панель (рис. 1.3(b и c)) Задняя панель представляет собой вертикальную, но обычно неглубокую панель, проходящую под и через переднюю часть задних сидений. Его назначение состоит в том, чтобы обеспечить высоту ног пассажиров и сформировать приподнятую ступеньку для чаши сиденья, чтобы задняя ось имела достаточный относительный зазор для перемещения.

1.1.2 Платформенное шасси (рис. 1.3(а, в)) Конструкция большинства современных автомобильных кузовов обеспечивает жесткость в основном за счет платформенного шасси и меньше опирается на верхнюю раму оконных и дверных стоек, боковых панелей, направляющих ветрового стекла и инверсионные следы, которые становятся все тоньше по мере того, как поощряется стремление к лучшей видимости.

Большая часть продольной (колесной базы) жесткости на изгиб для сопротивления провисанию обеспечивается как центральным туннелем, так и коробчатыми секциями боковых порогов (рис. 1.3 (a и b)). Если необходимо дополнительное усиление, продольные элементы коробчатого сечения могут располагаться параллельно порогам, но немного внутрь от них (рис. 1.3 (с)). Эти продольные элементы могут охватывать только часть колесной базы или всю длину, что в значительной степени зависит от конструкции подвески опорных колес, выбранной для автомобиля, глубины как центрального тоннеля, так и боковых порогов, встроенных в платформу, и при наличии подрамников, прикрепленных спереди и сзади колесной базы (рис. 1.6 (а и б)).

Жесткость платформы на кручение обычно определяется спереди перегородкой, приборной панелью и иллюминатором (рис. 1.3(а и б)) сзади за счет пяточной панели, сиденья, колесных арок (рис. 1.3(а) , б и в)), а если используется независимая задняя подвеска, стойками с цилиндрическими пружинами (рис. 1.3(а и в)). Между колесной базой днище обычно снабжено поперечинами коробчатого сечения для придания жесткости и предотвращения провисания платформы в местах расположения пассажирских сидений.

Продолжить чтение здесь: 114Подрамники кузова

Была ли эта статья полезной?

Материалы, используемые в компонентах шасси и кузова транспортного средства

Автомобильный кузов зависит от соображений производителя с законодательством и правилами, а также от требований клиентов. Большинство производителей предпочитают легкие, экономичные, безопасные и пригодные для повторного использования материалы.

Сталь:

Основными элементами выбора материала, особенно для корпуса, является широкий спектр характеристик, таких как термическая, химическая или механическая стойкость, эффективность производства и долговечность. Сталь является лучшим выбором для производителей со всеми необходимыми характеристиками. Улучшение или развитие сталелитейной промышленности сделало сталь прочнее, легче и жестче, чем раньше. Сталь включает в себя не только кузова автомобилей, но и двигатель, шасси, колеса и многие другие детали. Железо и сталь создают критически важные компоненты конструкции для массового производства транспортных средств и имеют низкую стоимость.

Лучшей причиной использования стали в качестве конструкции кузова является ее естественная способность поглощать энергию удара, возникающую при аварии.

Алюминий:

Алюминий широко используется в автомобильной промышленности, в конструкции шасси и кузова. Использование алюминия может уменьшить вес автомобиля. Небольшой вес, высокое удельное поглощение энергии и точная прочность являются его наиболее важными характеристиками. Алюминий устойчив к коррозии, но по низкому модулю гибкости не может заменить стальные детали. Следовательно, эти детали необходимо перепроектировать, чтобы они приобрели ту же механическую прочность.

Использование алюминия в автомобильной промышленности значительно выросло за более короткий период времени. В автомобильной промышленности алюминиевые отливки используются для изготовления поршней, головок цилиндров, впускных коллекторов и трансмиссии. В шасси он используется в качестве колес, для кронштейнов, компонентов тормозов, подвески, компонентов рулевого управления и приборных панелей. Алюминий используется для изготовления кузовных конструкций, отделки и внешних элементов, таких как поперечины, двери или капоты.

Последние усовершенствования показали, что 50 процентов стали экономится для кузова белого цвета за счет замены стали алюминием. Это может привести к снижению общей массы автомобиля на 20-30 процентов.

Магний:

Магний — еще один легкий металл, который все чаще используется в автомобилестроении рядом с алюминием. Он на 33% легче алюминия и на 75% легче стальных элементов. Компоненты из магния имеют много механических недостатков, которые требуют уникальной конструкции для использования в автомобильной продукции.

Магний имеет более низкую прочность на растяжение, усталостную прочность и сопротивление ползучести по сравнению с алюминием. Модуль и твердость сплавов магния ниже, чем у алюминия, а коэффициент теплового расширения выше. Поскольку он имеет низкую механическую прочность, чистый магний использовать нельзя, его необходимо смешивать с другими компонентами. Наиболее распространенными легирующими компонентами для применения при комнатной температуре являются группы Mg-Al-Zn, которые включают алюминий, марганец и цинк.

Особенности:

Легкий вес:

Поскольку сокращение выбросов парниковых газов имеет большое значение, сокращение выбросов и повышение эффективности использования топлива являются наиболее важными для автомобильной компании. Легкие металлы могут улучшить эффективность использования топлива больше, чем другие факторы. Эксперименты показывают, что снижение веса на 10 % может привести к снижению расхода топлива на 6–8 %. Уменьшения веса можно добиться тремя способами:

•   Замена элементов с высокой точностью веса материалами средней плотности без снижения жесткости и долговечности. Например, замена стали алюминием, магнием, композитами и пенопластами.
•   Оптимизация конструкции несущих элементов и внешних креплений для снижения их веса без потери жесткости или функциональности.
•   Оптимизация производственного процесса, например уменьшение количества точечной сварки и использование новых методов соединения.

Экономический:

Наиболее важным отраслевым фактором в автомобильной промышленности является стоимость, которая определяет возможность выбора любого нового элемента для автомобильных компонентов. Он включает три основных экономических фактора; фактическая стоимость сырья, добавленная стоимость производства и стоимость проектирования.

Алюминиевые и магниевые сплавы дороже, чем используемые в настоящее время сталь и чугун. Поскольку стоимость высока, решения о выборе световых элементов должны быть обоснованы исходя из расширенного функционала. Между тем, высокая стоимость является одним из основных барьеров в использовании композиционных материалов.

Безопасность:

Безопасность играет важную роль в автомобильной промышленности, компоненты кузова и шасси проходят проверку качества. Безопасность играет важную роль в автомобильной промышленности, поэтому изготовленные компоненты кузова и шасси проходят проверку качества. Двумя важными рассматриваемыми мерами безопасности в автомобильной промышленности являются ударопрочность и сопротивление проникновению. Более подробно, ударопрочность — это возможность поглощения энергии посредством контролируемых аварийных режимов и механизмов. Сопротивление проникновению относится к полному поглощению без возможности проникновения осколков.

Возможность вторичной переработки:

Наиболее важными проблемами в автомобильной промышленности являются «защита ресурсов», «сокращение выбросов CO2» и «переработка». В странах Европы и Азии действуют рекомендации по переработке. В Соединенных Штатах нет проблем и правил, касающихся окончания срока службы автомобилей. Стальной материал может быть легко переработан, в то время как алюминий имеет высокую стоимость.

Материалы для изготовления автомобильных кузовов и шасси

Pooyan Nayyeri

Университет Семнана

[email protected]

Резюме

Выбор материалов для автомобиля — это первый и самый важный фактор в автомобильном дизайне. Существует множество материалов, которые можно использовать в автомобильном кузове и шасси, но главной проблемой здесь является цель дизайна. Наиболее важными критериями, которым должен соответствовать материал, являются легкий вес, экономическая эффективность, безопасность, возможность вторичной переработки и соображения жизненного цикла. Некоторые из этих критериев являются результатом законодательства и нормативных актов, а некоторые являются требованиями клиентов. Однако некоторые из этих критериев могут противоречить друг другу, поэтому здесь в дело вступает оптимизация.

В начале мы начнем с объяснения каждого критерия, а затем продолжим знакомить с несколькими материалами и где их можно использовать.

Требования к материалам в автомобилестроении

2.1 Легкий вес

Поскольку большое внимание уделяется сокращению выбросов парниковых газов, сокращению выбросов и повышению эффективности использования топлива, этот критерий является наиболее важным для автомобильной компании. Легкие материалы могут повысить эффективность использования топлива больше, чем другие факторы. Эксперименты показывают, что снижение веса на 10 процентов может привести к снижению расхода топлива на 6-8 процентов. Снижение веса можно получить тремя способами:

Замена материалов с высоким удельным весом материалами с меньшей плотностью без снижения жесткости и долговечности. Например, замена стали алюминием, магнием, композитами и пеноматериалами.
Оптимизация конструкции несущих элементов и внешних креплений с целью снижения их веса без потери жесткости или функциональности.
Оптимизация производственного процесса, например сокращение количества точечной сварки и замена новых методов соединения.

Но единственным основным препятствием в применении легких материалов является их высокая стоимость. Тем не менее, снижение веса по-прежнему является наиболее экономичным способом снижения расхода топлива. Снижение веса по сравнению с увеличением цены за счет замены стали на алюминий или магний для некоторых деталей показано в Таблице 1.

Таблица.1

2.2 Экономическая эффективность

Одним из наиболее важных потребительских факторов в автомобильной промышленности является стоимость, которая определяет возможность выбора нового материала для компонента автомобиля. Стоимость включает три компонента: фактическую стоимость сырья, добавленную стоимость производства и стоимость разработки и тестирования продукта.

Алюминиевые и магниевые сплавы, безусловно, дороже, чем используемые в настоящее время сталь и чугуны. Поскольку стоимость может быть выше, решение о выборе легких металлов должно быть обосновано на основе улучшенной функциональности. Между тем высокая стоимость является одним из основных препятствий в использовании композиционных материалов.

2.3 Безопасность

Способность поглощать энергию удара и оставаться в живых для пассажиров называется «ударопрочностью» конструкции транспортного средства. Сначала следует рассмотреть два понятия в автомобильной промышленности: ударопрочность и сопротивление проникновению. В более точном определении ударопрочности это потенциал поглощения энергии через контролируемые режимы и механизмы отказа. Однако сопротивление проникновению связано с полным поглощением без возможности проникновения снаряда или осколка.

2.4 Переработка

Наиболее важными проблемами в таких отраслях, как автомобилестроение, являются «защита ресурсов», «сокращение выбросов CO2» и «переработка». В Европейском Союзе и азиатских странах существуют некоторые рекомендации по этому вопросу. В то время как Соединенные Штаты не издавали никаких правил, касающихся требований по окончании срока службы автомобилей.

Например, в Великобритании около двух миллионов автомобилей ежегодно выходят из строя, и эти автомобили считаются опасными отходами до тех пор, пока они не будут полностью переработаны. Когда потребитель решает больше не использовать транспортное средство, доступны следующие варианты:

Продать весь автомобиль другому пользователю.
Разберите автомобиль.
Восстановите автомобиль.
Утилизируйте автомобиль на материалы.
Утилизируйте автомобиль на свалке.

Материалы

3.1 Сталь

Основными факторами выбора материала специально для кузова являются широкий спектр характеристик, таких как термическая, химическая или механическая стойкость, простота изготовления и долговечность. Так что, если мы хотим выбрать материал с такими характеристиками, первым выбором будет сталь. За последние пару десятилетий в области чугуна и стали было сделано много разработок, которые сделали сталь более легкой, прочной, жесткой и улучшили другие эксплуатационные характеристики. Области применения включают не только кузова транспортных средств, но и двигатель, шасси, колеса и многие другие детали. Железо и сталь являются важнейшими элементами конструкции подавляющего большинства транспортных средств и являются дешевыми материалами.

В последние несколько лет наблюдается неуклонный рост использования высокопрочных сталей, называемых высокопрочными низколегированными сталями. Эти материалы легли в основу Ultralight Steel Auto Body (ULSAB). Кузов автомобиля ULSAB продемонстрировал снижение массы на 19% в конструкции кузова, которая обладала превосходной прочностью и конструктивными характеристиками. Сопоставимое снижение массы и другие преимущества были достигнуты для дверей, капотов, крышек багажников и хэтчбеков.

Основной причиной использования стали в конструкции кузова является присущая ей способность поглощать энергию удара в случае аварии.

3.2 Алюминий

Существует множество вариантов использования алюминия в автомобильных силовых агрегатах, шасси и конструкции кузова. Использование алюминия потенциально может снизить вес кузова автомобиля. Низкая плотность и высокая удельная энергопоглощающая способность, а также хорошая удельная прочность являются наиболее важными свойствами.

Алюминий также устойчив к коррозии. Но из-за его низкого модуля упругости он не может заменить стальные детали, и поэтому эти детали необходимо перепроектировать для достижения той же механической прочности, но все же алюминий обеспечивает снижение веса.

Использование алюминия в автомобильной промышленности за последние годы выросло. В автомобильных силовых агрегатах алюминиевые отливки используются почти для 100 % поршней, около 75 % головок цилиндров, 85 % впускных коллекторов и трансмиссии. Что касается шасси, алюминиевые отливки используются примерно для 40% колес, а также для кронштейнов, компонентов тормозной системы, подвески, компонентов рулевого управления и панелей защиты. Алюминий используется для изготовления кузовных конструкций, крышек и внешних приспособлений, таких как поперечины, двери или капоты.

Последние разработки показали, что за счет замены стали алюминием можно добиться снижения веса до 50 % для кузова белого цвета (BIW). Это может привести к снижению общей массы автомобиля на 20-30%.

Стоимость алюминия и стабильность цен являются самым большим препятствием для его применения.

3.3 Магний

Магний — еще один легкий металл, который все чаще используется в автомобилестроении. Он на 33% легче алюминия и на 75% легче компонентов из стали/чугуна. Компоненты из магния имеют множество недостатков механических/физических свойств, которые требуют уникальной конструкции для применения в автомобильной продукции. Хотя его предел текучести при растяжении примерно одинаков, магний имеет более низкий предел прочности при растяжении, усталостную прочность и сопротивление ползучести по сравнению с алюминием. Модуль и твердость сплавов магния ниже, чем у алюминия, а коэффициент теплового расширения больше.

Магниевые сплавы имеют явные преимущества перед алюминием, включая лучшую технологичность, более длительный срок службы матрицы и более быстрое затвердевание. Также компоненты магния имеют более высокую обрабатываемость.

Из-за слишком низкой механической прочности чистый магний необходимо сплавлять с другими элементами. Наиболее распространенными легирующими элементами для применения при комнатной температуре является группа Mg-Al-Zn, содержащая алюминий, марганец и цинк.

3.4 Современные композитные материалы

Композиты, армированные волокном, предлагают широкий спектр преимуществ для автомобильной промышленности. У него есть потенциал для снижения веса, обеспечиваемый их низкой плотностью. Конструкции компонентов могут быть такими, что волокна лежат в направлении основных напряжений, а количество используемого волокна достаточно, чтобы выдержать напряжение, что оптимизирует использование материалов.

3.5 Эпоксидный композит из углеродного волокна

В последнее время большинство компаний, производящих гоночные автомобили, гораздо больше полагаются на композиты, будь то пластиковые композиты, кевлар и, что наиболее важно, эпоксидный состав из углеродного волокна. Это связано с тем, что композитные конструкции отличаются высокой прочностью и малым весом. Наиболее распространенными материалами, используемыми для гоночных автомобилей, являются углерод (графит), кевлар и стекловолокно. Эпоксидные композиты были первым выбором в автомобильной промышленности Формулы-1 и других гоночных автомобилей.

3.6 Композиты из стекловолокна

Стекловолокно в основном используется для производства спортивных автомобилей, включая автомобили Формулы-1. Он легче стали и алюминия, легко формуется и устойчив к ржавчине. И более важным фактором является то, что это дешево производить в небольших количествах.

Ссылки

1. Новые тенденции и разработки в автомобильной промышленности, глава 20, Элахех Гассеми

2. Легкие высокоэффективные материалы для конструкций кузова автомобиля, д-р Хоссейн Саидпур

автомобиль | Определение, история, промышленность, дизайн и факты

John F. Fitzgerald Expressway

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:: Генри Форд Уолтер П. Крайслер Роберт С. Макнамара Альфред П. Слоан-младший Патрисия Руссо

Похожие темы:: Модель Т Форд 999 Форд Сокол маслкар Понтиак ГТО

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

автомобиль , по имени автомобиль , также называемый автомобиль или автомобиль , обычно четырехколесное транспортное средство, предназначенное в основном для пассажирских перевозок и обычно приводимое в движение двигателем внутреннего сгорания, использующим летучее топливо.

Автомобильный дизайн

Современный автомобиль представляет собой сложную техническую систему, в которой используются подсистемы со специфическими конструктивными функциями. Некоторые из них состоят из тысяч составных частей, возникших в результате прорывов в существующих технологиях или новых технологий, таких как электронные компьютеры, высокопрочные пластмассы и новые сплавы стали и цветных металлов. Некоторые подсистемы возникли в результате таких факторов, как загрязнение воздуха, законодательство о безопасности и конкуренция между производителями во всем мире.

Пассажирские автомобили стали основным средством семейного транспорта. По оценкам, во всем мире эксплуатируется около 1,4 миллиарда автомобилей. Около четверти из них приходится на Соединенные Штаты, где каждый год проезжается более трех триллионов миль (почти пять триллионов километров). За последние годы американцам были предложены сотни различных моделей, примерно половина из них от зарубежных производителей. Чтобы извлечь выгоду из собственных технологических достижений, производители все чаще внедряют новые конструкции. Ежегодно во всем мире производится около 70 миллионов новых устройств, поэтому производители смогли разделить рынок на множество очень маленьких сегментов, которые, тем не менее, остаются прибыльными.

Новые технические разработки признаны ключом к успешной конкуренции. Все производители и поставщики автомобилей нанимали инженеров-исследователей и ученых для улучшения кузова, шасси, двигателя, трансмиссии, систем управления, систем безопасности и систем контроля выбросов.

Викторина «Британника»

Викторина «Транспорт и технологии»

Где была первая практическая линия метро в Соединенных Штатах? Кто первой из женщин преодолела звуковой барьер? Проверьте свои знания. Пройди тест.

Эти выдающиеся технические достижения не обходятся без экономических последствий. Согласно исследованию Ward’s Communications Incorporated, средняя стоимость нового американского автомобиля увеличилась на 4700 долларов (в пересчете на доллар в 2000 году) в период с 1980 по 2001 год из-за обязательных требований к безопасности и контролю выбросов (таких как добавление подушек безопасности и каталитических нейтрализаторов). Новые требования продолжали внедряться и в последующие годы. Добавление компьютерных технологий стало еще одним фактором, поднявшим цены на автомобили, которые выросли на 29%.процентов в период с 2009 по 2019 год. Это в дополнение к потребительским расходам, связанным с инженерными улучшениями в области экономии топлива, которые могут быть компенсированы сокращением закупок топлива.

Конструкция автомобиля в значительной степени зависит от его предполагаемого использования. Автомобили для бездорожья должны быть прочными, простыми системами с высокой устойчивостью к сильным перегрузкам и экстремальным условиям эксплуатации. И наоборот, продукты, предназначенные для высокоскоростных дорожных систем с ограниченным доступом, требуют большего комфорта пассажиров, повышенной производительности двигателя и оптимизированной управляемости на высокой скорости и устойчивости автомобиля. Устойчивость в основном зависит от распределения веса между передними и задними колесами, высоты центра тяжести и его положения относительно аэродинамического центра давления транспортного средства, характеристик подвески и выбора колес, используемых для движения. Распределение веса в основном зависит от расположения и размера двигателя. Обычная практика передних двигателей использует устойчивость, которая легче достигается при такой компоновке. Однако разработка алюминиевых двигателей и новых производственных процессов позволили разместить двигатель сзади без ущерба для устойчивости.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Автомобильные кузова часто классифицируют по количеству дверей, расположению сидений и конструкции крыши. Крыши автомобилей традиционно поддерживаются стойками с каждой стороны кузова. Модели с откидным верхом с убирающимся тканевым верхом полагаются на стойку сбоку от ветрового стекла для прочности верхней части кузова, поскольку трансформируемые механизмы и стеклянные поверхности по существу не являются структурными. Площадь остекления увеличена для улучшения обзора и по эстетическим соображениям.

Из-за высокой стоимости новых заводских инструментов производителям нецелесообразно выпускать каждый год абсолютно новые конструкции. Совершенно новые конструкции обычно разрабатывались в течение трех-шестилетних циклов, при этом в течение цикла вносились, как правило, незначительные усовершенствования. В прошлом для создания совершенно новой конструкции требовалось до четырех лет планирования и покупки нового инструмента. Компьютерное проектирование (CAD), тестирование с использованием компьютерного моделирования и методы автоматизированного производства (CAM) теперь могут использоваться для сокращения этого времени на 50 и более процентов. См. Станок: Автоматизированное проектирование и автоматизированное производство (CAD/CAM).

Автомобильные кузова обычно изготавливаются из листовой стали. Сталь легируют различными элементами, чтобы улучшить ее способность образовывать более глубокие углубления без образования складок или разрывов на производственных прессах. Сталь используется из-за ее общедоступности, низкой стоимости и хорошей обрабатываемости. Однако для некоторых применений из-за их особых свойств используются другие материалы, такие как алюминий, стекловолокно и пластик, армированный углеродным волокном. Полиамидные, полиэфирные, полистирольные, полипропиленовые и этиленовые пластики были разработаны для повышения прочности, устойчивости к вмятинам и сопротивления хрупкой деформации. Эти материалы используются для панелей кузова. Инструмент для пластиковых компонентов обычно стоит меньше и требует меньше времени на разработку, чем для стальных компонентов, и, следовательно, конструкторы могут менять его с меньшими затратами.

Для защиты кузовов от агрессивных элементов и сохранения их прочности и внешнего вида используются специальные процессы грунтовки и окраски. Тела сначала погружают в чистящие ванны для удаления масла и других посторонних веществ. Затем они проходят последовательность циклов погружения и распыления. Широко используются эмаль и акриловый лак. Электроосаждение распыляемой краски, процесс, при котором аэрозоль краски получает электростатический заряд, а затем притягивается к поверхности высоким напряжением, помогает обеспечить равномерное нанесение слоя и покрытие труднодоступных мест. Печи с конвейерными линиями используются для ускорения процесса сушки на заводе. Оцинкованная сталь с защитным цинковым покрытием и коррозионностойкая нержавеющая сталь используются в местах кузова, наиболее подверженных коррозии.

Объяснение типов автомобильных шасси

24 октября 2020 г.

Шасси можно считать недооцененной частью автомобиля. О них мало кто знает, и еще меньше людей заботятся о них. Конечно, у нас нет выбора при выборе шасси, которое мы хотим использовать на нашем автомобиле, но знание о них поможет вам определить, какой потенциал есть у вашего автомобиля и каковы его пределы. Ниже приведены четыре основных типа автомобильных шасси.

Оформление заказа Как классифицируются автомобили по типу кузова?

Лестничная рама шасси
Лестничное шасси
Одно из старейших шасси, лестничное шасси получило свое название из-за формы, которая, проще говоря, напоминает лестницу. Он имеет две длинные и тяжелые балки, которые поддерживаются двумя короткими балками. Основным преимуществом лестничного шасси была простота его изготовления. В начале эры автомобилей технологии были не очень развиты, а простота лестничного шасси облегчала массовое производство. Шасси также облегчает сборку автомобиля. Лестничное шасси довольно тяжелое и поэтому все еще находит применение в транспортных средствах, которым необходимо буксировать тяжелые грузы.
Загрузите приложение GoMechanic прямо сейчас!
Преимущества
- Легче собрать, так как детали можно легко вставить.
- Способ изготовления делает его довольно прочным.
- Легче починить, так как детали не закреплены постоянно.
Недостатки
- Лестничное шасси имеет слабую жесткость на кручение, что затрудняет прохождение поворотов.
- Тяжелый вес делает его не идеальным для спортивных автомобилей или хэтчбеков.
Магистральное шасси
магистральное шасси
Оно также получило свое название благодаря своей конструкции. Цилиндрическая труба прямоугольного сечения, проходящая через середину шасси, соединяющая верхнюю и нижнюю подвески. Костяк. Он присутствует в таких автомобилях, как Skoda Rapid и DMC DeLorean. Цилиндрическая трубка фактически закрывает карданный вал, что делает его более безопасным от повреждений, что также может быть недостатком.
Читать Какой дорожный просвет является хорошим в Индии?
Преимущества
- Благодаря своей конструкции полуось имеет лучший контакт с землей при движении по бездорожью.
- Карданный вал закрыт шасси, что повышает его устойчивость на бездорожье.
- Конструкция имеет хорошую жесткость на кручение, что позволяет ей выдерживать большее скручивание, чем лестничное шасси.
Недостатки
- Ремонт карданного вала при его выходе из строя осложняется тем, что основное шасси закрывает весь вал, что приводит к необходимости его вскрытия.
- Производство магистрального шасси довольно дорогое, что увеличивает стоимость автомобилей, в которых оно находится.
Несущий корпус
Монокок
Цельная конструкция, также получившая свое название благодаря внешнему виду конструкции. Монокок по-французски означает «один корпус» или «один корпус». Монокок сначала использовался на кораблях, а затем и на самолетах. Потребовалось довольно много времени, чтобы понять, что их можно использовать и в автомобилях. Монокок — это оболочка вокруг автомобиля, выполненная с использованием обоих шасси в качестве рамы в единой конструкции. Это наиболее часто используемое шасси в настоящее время из-за ряда преимуществ перед двумя другими шасси.
Преимущества
- Это безопаснее, чем оба других шасси, благодаря своей конструкции в виде клетки.
- Шасси также легко ремонтировать.
- Обладает превосходной жесткостью на кручение.
Недостатки
- Шасси очевидно тяжелое, так как рама и шасси представляют собой единое целое.
- Производство в небольших количествах экономически невыгодно, поэтому его нельзя использовать для автомобилей, которые не производятся серийно.
Трубчатое шасси Трубчатое шасси
Трубчатое шасси в основном использовалось в гоночных автомобилях из-за непревзойденной безопасности, которую они обеспечивают. Это была модернизация лестничного шасси, поскольку они были трехмерными и прочнее лестничного шасси. Они использовали прочную конструкцию под дверями, чтобы получить большую общую прочность. Трубчатые шасси редко используются на легковых автомобилях.

Преимущества

- Повышенная жесткость по сравнению с другими шасси того же веса.
- Предлагает наилучшее соотношение веса и жесткости, позволяя легкому автомобилю оставаться прочным.
- Лучший выбор для гоночных автомобилей благодаря легкому весу и лучшей жесткости по сравнению с другими шасси.

Недостатки

- Трубчатые шасси представляют собой сложные конструкции и не могут быть изготовлены автономными методами.
- Изготовление трубчатых шасси требует много времени и не может производиться серийно.
- Невозможно использовать на легковых автомобилях.
- Конструкция поднимает дверь, что затрудняет доступ в кабину.

Читать Трансмиссии: ручная, бесступенчатая, DSG и AMT!

Сюда входят три основных типа автомобильных шасси. Как вы могли заметить, все три функции играют разную роль и полезны для разных стилей вождения. Вы не можете точно сравнить их и решить, какой тип лучше, потому что все они по отдельности хороши в том, что они делают.

Информационный бюллетень GoMechanic

Конструкция передней части кузова автомобиля — Mazda Motor Corporation

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к конструкции передней части кузова автомобиля.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Кузов автомобиля состоит из передней части кузова, центральной части кузова и задней части кузова. Передняя часть кузова включает в себя моторный отсек или помещение. Такая передняя часть кузова имеет конструкцию боковой стенки, обычно состоящую из части фартука переднего колеса, усиливающих элементов, прикрепленных к верхней и нижней сторонам фартука переднего колеса, и передней рамы. Хотя передняя часть кузова должна быть стойкой к ударам во время движения автомобиля, она, тем не менее, должна быть способна к столкновению или разрушению, чтобы поглотить энергию удара и избежать деформации центральной секции кузова, которая образует пассажирский салон при аварии автомобиля.

Чтобы сделать переднюю часть кузова легко складываемой, считалось, что фартук переднего колеса должен быть усилен за счет усиливающего элемента, состоящего из переднего усиливающего сегмента, который легко складывается, и заднего усиливающего сегмента, имеющего структурную прочность или жесткость выше, чем у переднего сегмент армирования. Когда транспортное средство врезается головой в другое транспортное средство или врезается в прочную конструкцию, передняя усиливающая часть воспринимает силу лобового удара, действующую на кузов автомобиля, в частности, на переднюю часть кузова, и вызывает его разрушение таким образом, что передняя часть кузова автомобиля изгибается или сминается, тем самым укорачивается, тем самым поглощая силу лобового удара, чтобы предотвратить значительный удар или повреждение кабины водителя. Такая конструкция передней части кузова известна из публикации японской нерассмотренной полезной модели № 57-37081. Однако выполнение такого усиления переднего колеса с задним усиливающим сегментом, улучшенным с точки зрения конструктивной прочности или жесткости, приводит к утяжелению передней части кузова и, следовательно, к утяжелению кузова автомобиля.

Чтобы получить низкий коэффициент аэродинамического сопротивления (C _D), в последнее время в конструкции кузова автомобиля наблюдается тенденция конструировать переднюю часть кузова с низким капотом или капотом. Кузов такого автомобиля с низкой передней частью капотного типа усовершенствовали за счет применения подвески на двойных поперечных рычагах. Когда используется подвеска на двойных поперечных рычагах, часто необходимо поддерживать подвеску с помощью фартука переднего колеса. В этом отношении необходимо, чтобы фартук колеса и, в частности, его часть, на которую опирается подвеска, были сконструированы не только так, чтобы иметь высокую структурную прочность или жесткость, но также и для эффективного распределения дорожных толчков, создаваемых подвеской.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, основной целью настоящего изобретения является создание кузова автомобиля, имеющего новую переднюю часть кузова, которая имеет усиленную часть, на которую опирается подвеска.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание кузова автомобиля, имеющего новую переднюю часть кузова, в которой можно использовать преимущества эффективного распределения дорожных толчков, создаваемых подвеской.

Цели настоящего изобретения достигаются конструкцией передней части кузова автомобиля, имеющей фартук переднего колеса, образующий боковую стенку машинного отделения и поддерживающий подвеску. Передний корпус содержит средства передней рамы, проходящие в продольном направлении переднего корпуса и соединенные с нижней частью фартука переднего колеса. Фартук переднего колеса снабжен боковым удлинителем, выступающим в поперечном направлении из его верхней части и продолжающимся в продольном направлении, при этом боковой выступ образован в нем с промежуточным пространством, примыкающим к части переднего колесного фартука, где поддерживается узел подвески. Средство жесткости расположено в промежуточном пространстве боковых удлинителей и прикреплено к боковым удлинителям и имеет большую жесткость, чем фартук переднего колеса. Фартук переднего колеса снабжен средством усиления, которое проходит в продольном направлении передней части кузова над верхней частью фартука переднего колеса и соединено с боковым удлинением и элементом жесткости, образуя вместе с ними замкнутое поперечное сечение. .

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеупомянутые и другие цели и признаки настоящего изобретения будут очевидны из следующего описания предпочтительного варианта осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

РИС. 1 представляет собой частичный вид в перспективе, иллюстрирующий переднюю часть кузова автомобиля в соответствии с настоящим изобретением;

РИС. 2 представляет собой вид в перспективе с пространственным разделением деталей, показывающий левую часть передней части корпуса, показанную на фиг. 1;

РИС. 3 представляет собой поперечное сечение фиг. 1 по линии III—III;

РИС. 4 представляет собой поперечное сечение фиг. 1 по линии IV—IV; и

РИС. 5 представляет собой поперечное сечение фиг. 1 по линии V—V.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Поскольку в целом сам кузов автомобиля хорошо известен, настоящее описание будет направлено, в частности, на элементы, образующие части или взаимодействующие с новой конструкцией передней части кузова в соответствии с настоящим изобретением. изобретение. Следует понимать, что элементы, конкретно не показанные или не описанные, могут принимать различные формы, хорошо известные специалистам в данной области.

Следует отметить, что слова «спереди» и «сзади» в данном описании указывают направления к переднему и заднему концам кузова автомобиля соответственно, а слово «вдоль» означает направление от передней части к задней. задний.

Ссылаясь на чертежи, в частности на ФИГ. 1 и 2 показана передняя часть 1 кузова автомобиля, которая включает в себя машинное отделение или отсек 5А, в котором установлен двигатель и связанные с ним элементы. Передняя часть 1 кузова состоит из левого и правого колесных фартуков 4, образующих части левой и правой боковых стен машинного отделения 5А, приборной панели 3 в качестве перегородки, разделяющей машинное отделение и кабину водителя или пассажирское помещение 5В, а также левой и панели 2 правого переднего кожуха. Эти панели 2 кожуха соединены с верхним кожухом 6 хорошо известным способом, например точечной сваркой или пайкой. Обтекатель 7 соединен с верхним краем передней панели 3. Левый усилительный элемент 8, проходящий в продольном направлении, соединяет левый конец верхнего кожуха 6 и левый передний конец капота 7. Аналогичным образом правый усилительный элемент 8, проходящий в в продольном направлении, соединяет между собой правый конец верхнего кожуха 6 и правый конец капота 7. Панель кожуха 2 и приборная панель 3 соединены между собой левой и правой передними шпангоутами 9., которые в поперечном сечении обычно имеют форму короба-швеллера. Рамы 9 проходят в продольном направлении от переднего к заднему концу передней части 1 соответственно. Левый колесный фартук 4 соединен по нижнему краю с левой передней рамой 9 и по верхнему краю с левым усиливающим элементом 8 в различных точках хорошо известным способом, например точечной сваркой или пайкой. Аналогично правый колесный фартук 4 соединяется по нижнему боковому краю с правой передней рамой 9.и вдоль его верхней стороны к правому усиливающему элементу 8 в различных точках хорошо известным способом, например точечной сваркой или пайкой. Неотъемлемые передние выступы левой и правой передних рам 9 соединены с первой поперечиной 10 косынками 11 (левая боковая косынка скрыта от глаз на фиг. 1). Каждая передняя рама 9, как ясно показано на фиг. 3-5, состоит из U-образного швеллерного элемента с верхними и нижними полками 14а и 14b в качестве внутренней передней рамы 14 и удлиненного пластинчатого элемента в качестве внешней передней рамы 15, прикрепленного к верхнему и нижнему фланцам 14а и 14b, посредством чего каждая передняя рама 9имеет замкнутое поперечное сечение С1.

На фиг. 2, при этом только правая часть передней части 1 по фиг. 1 подробно показана передняя часть 4 колеса, имеющая в целом четвертьсферическую структуру, состоящая из передней части 21 переда, задней части 22 и верхней и нижней боковых частей моста 23 и 24, причем все которые образуют отверстие 25. Секция 21 фартука передней полуколеса содержит, по существу, одну восьмую часть сферической оболочки 21а, плоский передний выступ 21b, проходящий вперед от переднего края сферической части 21а оболочки, и боковую стенку 21d. Передний выступ 21b секции 21 фартука переднего полуколеса образован нижним передним выступом 21с, отогнутым вниз под прямым углом, а боковая стенка 21d секции 21 переднего полуколеса образована передним боковым выступом 21е, отогнутым вбок от верхний край боковой стенки 21d под прямым углом. Точно так же секция 22 фартука заднего полуколеса содержит, по существу, восьмую часть сферической оболочки 22а, плоский задний выступ 22b, проходящий назад от заднего края сферической оболочки 22b, и боковую стенку 22d. Задний выступ 22b передней части 22 заднего полуколеса образован задним нижним выступом 22с, отогнутым вниз под прямым углом, а боковая стенка 22d передней части 22 полуколеса образована задним боковым выступом 22е, отогнутым вбок от верхний край боковой стенки 22d под прямым углом. Передние и задние боковые удлинители 21е и 22е образуют между собой вырезанное пространство. Нижняя секция 24 перемычки образована промежуточным нижним удлинителем 24с, проходящим вниз. Эти передние, промежуточные и задние нижние удлинители 21с, 22с и 24с образуют цельный прямой бортик, проходящий от переднего конца секции 21 фартука передней полуколеса до заднего конца секции 22 фартука задней полуколеса. Передняя и задняя приблизительно восемь сферических оболочек 21а и 22b вместе образуют примерно четверть оболочки. Каждый фартук 4 колеса выполнен как единое целое путем штамповки и штамповки металлического листа. Подвесная башня 26, которая образует часть правой боковой стены машинного отделения 5А и поддерживает или крепит узел передней подвески 12, состоит из изогнутой базовой секции 27 и полой по существу цилиндрической башни 28. Подвесная башня 26 представляет собой также сформированы как единое целое путем прессования. Базовая секция 27 соединена с внутренней поверхностью фартука 4 колеса в различных точках хорошо известным способом, таким как точечная сварка или пайка, чтобы закрыть отверстие 25.

Нижние удлинения 21с22с и 24с секций 21 и 22 фартука передней и задней полуколес и нижней секции 24 моста, которые вместе образуют боковой фланец, проходящий прямо от переднего конца секции фартука 21 переднего полуколеса к задней конец фартука 22 заднего полуколеса вставлены между верхним фланцем 14а внутренней передней рамы 14 и внешней передней рамы 15 и припаяны или приварены к ним. поскольку нижний выступ, достигающий нижнего края нижнего фланца 14b внутренней передней рамы 14, расположен между внутренней и внешней передней рамами 14 и 15. То есть верхняя часть нижней крайней части 27а изогнутой базовой секции 27 припаивается или приваривается к нижней крайней части нижней перемычки 24, припаянной к верхнему фланцу 14а внутренней передней рамы 14, и внутренней передней раме 15. С другой стороны, нижняя часть нижней крайней части 2 7а, изогнутая основная секция 27 припаяна или приварена непосредственно к нижнему фланцу 14b внутренней передней части 14 и внешней передней рамы 15. Подвесная опора 26 обеспечивает повышенную жесткость конструкции.

Промежуточный боковой удлинитель 17 расположен в вырезе для соединения передних и задних боковых удлинителей 21e и 22e передней и задней секций 21 и 22 фартука полуколеса. То есть промежуточный боковой удлинитель 17 состоит из удлиненного бокового элемента 17а и круглого дугообразного выступа 17b, выполненного за одно целое с боковым элементом 17а. Круглая дугообразная манжета 17b имеет форму, соответствующую плечевой части сферических оболочек 21а и 22а. Передняя и задняя концевые части удлинительного элемента 17а соединены с нижними поверхностями передних и задних боковых удлинителей 21е и 22е. В частности, передняя и задняя утонченные секции 17с, объединенные с лонжероном 17а, приварены или припаяны к нижним поверхностям передних и задних боковых выступов 21е и 22 соответственно. Боковая часть 17а имеет большую толщину, чем толщина переднего и заднего боковых выступов 21е и 22е, а верхняя поверхность бокового элемента 17а совпадает с верхними поверхностями переднего и заднего боковых выступов 21е и 22е.

Левый усилительный элемент 8, который, как было описано ранее, проходит в продольном направлении между левым концом верхнего кожуха 6 и приборной панелью 3, содержит U-образный швеллер 8а, открытый вниз, и круглый дугообразный буртик 8b, образованный как единое целое с элемент канала 8а. Круглая дугообразная манжета 8b имеет форму, соответствующую внешней периферии сферических оболочек 21а и 22а. Усиливающий элемент 8 соединен с передними, промежуточными и задними боковыми выступами 21е, 17а и 22е в различных точках хорошо известным способом, таким как точечная сварка или пайка, с образованием замкнутого поперечного сечения С2.

Усиливающая конструкция переднего колеса для левой и правой боковых стен машинного отделения 5А, каждая из которых состоит из усиливающего элемента 8 и передних, промежуточных и задних боковых удлинителей 21е, 17а и 22е левого или правого колесных фартуков 4 как описано выше, имеет структурную жесткость или прочность в промежуточной части усилителя переднего колеса, примыкающей к стойке 26 подвески, выше, чем в его передней и задней частях.

Если автомобиль врезается в другой автомобиль или врезается в прочную конструкцию, кузов автомобиля, особенно его передняя часть, будет подвергаться большой силе лобового удара. При столкновении передние части усиленных колесных фартуков, которые имеют относительно низкую конструктивную жесткость или прочность по сравнению с промежуточной частью, получают большую ударную силу, которая вызывает коробление или смятие передних частей, так что ударная сила частично или частично уменьшается. полностью поглощается передними частями, а пассажирское помещение 5В изолировано от воздействия такой большой силы удара и защищено от повреждений.

С другой стороны, когда автомобиль с конструкцией передней части кузова в соответствии с настоящим изобретением движется по дороге, дорожный толчок, воспринимаемый передней частью кузова, обычно передается на фартуки 4 передних колес через колеса и узлы подвески 12. , Промежуточная часть усиливающей конструкции переднего колеса, имеющая высокую конструктивную жесткость или прочность, в основном подвергается дорожным ударам, передаваемым от узла 12 подвески. Это препятствует начальной регулировке узла 12 подвески, установленного в боковой стенке, от быть избалованным.

Ударная нагрузка от дороги, передаваемая на промежуточную часть переднего колесного фартука 4 через узлы подвески 12, передается также на усилители колесного фартука 8 через передние и задние боковые удлинители 21е и 22е передней и задней половин передних колесных арок 21 и 22, которые имеют относительно низкую конструктивную жесткость и, таким образом, распределены по элементам жесткости 8 колесных арок.

Конструкция кузова автомобиля: Устройство кузова легкового автомобиля

Безопасная конструкция кузова автомобиля

Конструктивные особенности кузова легкового автомобиля

Рихтовка, сварка, покраска, антикоррозийная обработка

Основные элементы, узлы и агрегаты легкового автомобиля

Техническое обслуживание кузова

Повреждения кузова, возникшие при эксплуатации

Разборка кузова

Проверка геометрии кузова

Детали кузова из пластических материалов

Технология сборки кузова

Шпатлевание кузова

Покраска кузова

Защита кузова от коррозии

Признаки наиболее часто встречающихся неисправностей легкового автомобиля, влияющих на безопасность движения, которые легко выявит любой водитель

Признаки наиболее часто встречающихся неисправностей легкового автомобиля, влияющих на безопасность движения, которые легко выявит любой водитель

Из какого материала делают кузова автомобилей. Материалы, применяемые дня изготовления кузовных деталей Как делают кузов автомобиля

Устройство кузова автомобиля легкового

Общее устройство кузова автомобиля.

Конструкция кузова автомобиля: из чего состоит и название деталей

Кузов современного автомобиля

Назначение, конструкция и виды несущей части

Конструкция кузова

Компоновка кузовов

Современные реалии

Конструкция несущего кузова автомобиля

История появления несущей конструкции кузова

Характеристики несущего кузова

Конструкция передней части кузова

Центральная часть несущего кузова

Задняя часть кузова

Зоны запланированного сжатия (смятия)

Типы стали в конструкции несущего кузова

Пенный наполнитель внутри закрытых конструкций несущего кузова

Ремонт несущего кузова

Устройство автомобилей

Устройство кузова автомобиля ВАЗ-2110

Главная страница

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Смотрите также

Безопасная конструкция кузова, основные элементы влияющие на безопасность

Безопасная конструкция кузова

Активная безопасность.

Пассивная безопасность.

11 Цельная конструкция кузова – автомобильные технологии

Материалы, используемые в компонентах шасси и кузова транспортного средства

Материалы для изготовления автомобильных кузовов и шасси

автомобиль | Определение, история, промышленность, дизайн и факты

Прочтите краткий обзор этой темы

Автомобильный дизайн

Объяснение типов автомобильных шасси

Информационный бюллетень GoMechanic

Конструкция передней части кузова автомобиля — Mazda Motor Corporation