Несущая часть является одним из важнейших компонентов в устройстве автомобиля, ведь именно благодаря ей удается собрать все составные части машины в единое целое.
Сейчас используется несколько видов несущей части, каждая из которых нашла применение на определенных видах авто. Изначально все автомобили строились на основе рамной несущей части. Но со временем ее вытеснили иные типы, к примеру, практически на всех легковых автомобилях используется несущий кузов, в котором рама отсутствует, а все ее функции выполняет усиленный кузов. И все же рамная несущая часть продолжает использоваться – на грузовых авто и внедорожниках.
Что такое рама автомобиля: назначение, плюсы и минусы
Рама автомобиля – балочная конструкция, которая выступает как основа для крепления всех узлов и агрегатов, таких как силовая установка, элементы трансмиссии, ходовой части и так далее. Кузов при такой конструкции несущей системы обеспечивает пространство для размещения пассажиров и багажа, а также выполняет декоративную функцию.
Рама автомобиля
Применение рамы дает возможность дать несущей части высокую прочность. Поэтому ее используют в грузовиках и внедорожниках. Также она дает возможность максимальной унификации узлов и механизмов между моделями различных классов.
Ранее производители автомобилей выпускали шасси авто с базовыми частями (рамой, мотором, трансмиссией и т.д.), куда «натягивались» различные типы кузовов.
Рама в автомобиле выступает как «скелет». Она воспринимает все внешние и внутренние нагрузки при движении машины и даже при ее стоянке. Ввиду этого к автомобильной раме предъявляется ряд требований:
- достаточная прочность и жесткость;
- небольшая масса;
- правильная форма, которая будет способствовать рациональной работе всех элементов автомобиля.
Рамная несущая часть обладает рядом преимуществ. Так, благодаря ей собирать машину и ремонтировать ее в дальнейшем становится значительно проще. Основное отличие рамной конструкции от кузовной в том, что любую поломку можно легко устранить благодаря хорошему специалисту и материалам. Еще одно важное достоинство: езда на плохих дорогах не будет чревата перекосами кузова (проемов дверей, стоек и т.д.).
Лонжеронная рама
Наряду с этим, есть и недостатки. Первый – существенное увеличение веса автомобиля ввиду наличия отдельных рамы и кузова. Соответственно, расход топлива также будет больше. Другой минус в том, что для размещения лонжеронов под кузовом нужно дополнительное место, что усложняет посадку в машину и отнимает существенную часть салона.
Также отмечается снижение пассивной безопасности, поскольку есть вероятность смещения рамы относительно кузова в случае удара. Поэтому несущий кузов – неотъемлемый элемент легкового автомобиля. В то же время рамная конструкция хорошо справляется с тяжелыми условиями, в которых ездят грузовые авто и внедорожники.
Основные преимущества рамной конструкции
Рамные силовые каркасы еще долго не сдадут позиций несущему кузову, поскольку обладают рядом неоспоримых достоинств:
- Простота конструкций и выверенная методики расчета.
- Прочность. Чтобы погнуть, и тем более, сломать раму, потребуется большое усилие.
- На легковушках кузов присоединяется эластичными креплениями, что повышает комфорт пассажиров. Чтобы достичь подобного эффекта в безрамниках, нужно предпринять ряд дополнительных конструктивных мер.
- Низкое сопротивление кручению. Достигается за счет толщины металла лонжеронов и поперечин.
- Увеличенный клиренс. На рамные конструкции ставят мосты, предполагающие повышенную проходимость.
Рама для грузовиков
На одной платформе можно конструировать разные модели машин.
Решающее преимущество конструкций заключается в удобстве капитального ремонта: рама существует отдельно, кузов – сам по себе. Демонтировав верхнюю часть авто, вы получаете доступ к шасси.
Лонжеронная рама
Это самый распространенный вид. В конструкцию рамы входят две силовые продольные балки, которые называются лонжеронами. Они тянутся вдоль кузова и соединяются посредством поперечин. Балки выполняются из стали. С целью повышения показателей скручивания могут применяться различные виды профиля сечения.
Лонжероны необязательно ровные – иногда они имеют и вертикальные, и горизонтальные изгибы. Они могут располагаться как параллельно горизонтальной плоскости, так и под определенным углом, что присуще для внедорожников. Также возможно разное расположение поперечин, за счет которых соединяются лонжероны. На сегодня это наиболее популярная рамная конструкция, применяющаяся в большинстве грузовиков и внедорожников.
Такая рама отлично подходит для эксплуатации машины в условиях плохих дорог. Также она упрощает ремонт и сборку автомобиля. Минусы же в том, что лонжероны отнимают немалую часть салона и несколько усложняют процесс посадки.
Виды лонжеронных рам
Лонжеронная Х-образная
Х-образная рама – один из видов лонжеронной. Особенность ее конструкции в том, что лонжероны спереди и сзади разведены, а в центре – максимально сведены. Данный тип на вид похож на буку «Х», что и послужило причиной его названия.
Периферийная
Является видом лонжеронных рам. Этот вид начал активно использоваться на крупных легковых машинах европейского производства и «дредноутах» из США в 60-х годах. В таких рамах лонжероны расположены настолько широко, что в процессе установки кузова они располагаются у порогов. Это позволяет существенно снизить уровень пола, одновременно с этим уменьшив непосредственную высоту машины.
Важное достоинство подобной машины в ее максимальной приспособленности к боковым ударам. Однако есть существенный минус – рама не может выдержать значительные нагрузки, поэтому кузов авто должен обладать необходимой прочностью и жесткостью.
Хребтовая рама
Данный вид рам разработали представители и преимущественно он применялся для машин ее производства. Главный несущий элемент – труба, соединяющая двигатель спереди с элементами трансмиссии, которые расположены внутри нее. По сути, труба выступает единым картером для коробки передач, раздаточной коробки и приводных валов. Крутящий момент от двигателя к трансмиссии поступает посредством помещенного в трубу вала. Причем данный вал не является карданным, что обеспечивает большую надежность.
Хребтовая рама
Подобная конструкция рамы в сочетании с независимой подвеской колес обеспечивает очень большие хода, что делает ее незаменимой в транспортных средствах специального назначения.
Преимущество хребтовой рамы также заключается в том, что она имеет очень высокую жесткость на кручение, а элементы трансмиссии надежно защищены от внешнего воздействия. Но ввиду того, что определенные механизмы расположены внутри конструкции рамы, ремонтные работы заметно усложняются.
Вильчато-хребтовая
Вильчато-хребтовый тип рам тоже является разработкой «Татра». В таком варианте двигатель крепится не к трансмиссионной трубе, а на специальной лонжеронной вилке. Это сделано для того, чтобы сократить уровень передающихся вибраций от работающего ДВС на раму и, следовательно, на кузов автомобиля. Однако, на сегодняшний день вильчато-хребтовые рамы уже не применяются в автомобилестроении.
Вильчато-хребтовая рама
Рекомендации
- Раджпут, Р. (2007). Учебник автомобильной техники
. Публикации Лакшми. п. 410. ISBN 9788170089919 . Получено 28 февраля 2015. - «Руководство Kenworth Heavy Duty Body Builder — 2012» (PDF). Kenworth Truck Company
. PACCAR. Август 2012. с. 203. Получено 14 апреля 2022. - «Международная серия HX» (PDF). Международные грузовики
. Navistar, Inc. 2022. Получено 14 апреля 2022. - «тело агрегата». engineering-dictionary.org
. Получено 28 марта 2016. - Виснич, Билл (1 сентября 2008 г.). «Переход к укладке единичного тела без удара данком». Wards Auto
. Получено 28 марта 2016. - ^ аб
Джента, Джанкарло; Морелло, Лоренцо; Каваллино, Франческо; Филтри, Луиджи (2014).
Прошлое, настоящее и будущее автомобилей
. Springer. С. 23–26. ISBN 9789400785519 . Получено 28 марта 2016. - ^ абcdе
Симанайтис, Деннис (5 октября 2011 г.). «От тележек к углеродному волокну. Все о кузове / шасси автомобиля». Дорога и трек. Получено 10 августа 2016. - «Джозеф Ледвинка». Музей и библиотека Хэгли. 29 мая 2013. Получено 10 августа 2016.
- «20 автомобилей, которые навсегда изменили автомобильную промышленность». Magic Online. 13 октября 2014 г.. Получено 10 августа 2016.
- «Конструкции Джона Тьяарда — результат в 1936 году Линкольн Зефир». Старый мотор. 27 декабря 2014 г.. Получено 28 марта 2016.
- Руководство для потребителей
Авторедакторы (1985).
Великие автомобили сороковых годов
. Луи Вебер. п. 54. ISBN 9780881762808 . Получено 28 марта 2016. - Тед, Tidious (8 июля 2014 г.). «Великие американские автомобили сороковых годов — Nash 600 1941 года». Ретрорамблирование
. Получено 28 марта 2016. - «Компактный автомобиль моей матери: двадцать лет рамблера». Автомобиль Ежеквартально
.
33
(2): 33. 1994. Получено 28 марта 2016. - ^ аб
Нарус, Дональд Дж. (2012).
Нэш, 1939-1954 гг.
. Новые книги Олбани. п. 27. ISBN 9781467521246 . Получено 28 марта 2016. - «Chrysler переходит на Unibody (конструкция кузова): 1960». allpar.com
. Получено 28 марта 2016. - Брузек, Джо (22 октября 2008 г.). «Что такое цельная конструкция?». Ask.Cars.com
. Получено 28 февраля 2015. - Фостер, Патрик Р. (2014). Джип: История величайшего автомобиля Америки
. Мотоциклы. п. 124. ISBN 9781627882187 . Получено 28 марта 2016. - Нидермейер, Пол (19 января 2012 г.). «История автомобилестроения: рентгеновский взгляд на X-образную раму GM (1957-1970)». Бордюрный Классик
. Получено 28 февраля 2015. - Андеркоффлер, Дэвид (26 июня 2022 г.). «Кузов на раме и цельный: за и против». Автомобильные новости. Получено 13 октября 2020.
- «Тема: Mercedes Benz 190SL,» тевтонская T-птица «родилась, 1954 год …» vwvortex.com. Получено 28 февраля 2015.
- Людвигсен, Карл (2010). Колин Чепмен: внутри новатора
. Haynes Publishing. С. 150–164. ISBN 978-1-84425-413-2 . - Бургер, Джерри; Хендриксон, Стив (2000). Библия хотроддера
. MBI Publishing. С. 123–124. ISBN 9780760307670 . Получено 28 февраля 2015. - «AMC Pacer универсал». Автомобиль и водитель
. Vol. 22. 1977. с. 24. Получено 28 февраля 2015.
Пространственная рама
Самый сложный тип рамной конструкции, применяющийся для спортивных машин. Это конструкция представляет собой каркас на основе тонких легированных труб и имеет очень высокие показатели по жесткости и прочности. В автомобилестроении данные рамы были вытеснены монококами, однако, похожие конструкции используются при создании автобусов.
Пространственная рама
Распределение веса по осям
За то, какой вес автомобиля приходится на колеса передней и задней оси, отвечает характеристика «распределение веса по осям» («распределение нагрузки шасси»).
Эта характеристика напрямую связана с показателями топливной экономичности и способности транспортного средства поворачиваться. Именно от распределения веса по осям зависит способность транспортного средства маневрировать – поворачивать на заданный угол и сохранять устойчивость.
Идеальный вариант для спортивных автомобилей – это распределение веса – 50/50 (одинаково – не переднюю и заднюю ось).
У переднеприводных автомобилей распределение веса по осям – 70/30 (70% нагрузки на переднюю и 30% на заднюю ось). Это важно для оптимизации тягового усилия на ведущие колеса.
Несущее основание
Несущее основание – это что-то среднее между кузовом и рамной конструкцией. Тут также используются лонжероны, но они объединены днищем, а не поперечинами. Наиболее массовый и популярный обладатель несущего днища – «Фольксваген Жук», у которого кузов крепится к плоской панели пола посредством болтов. Аналогичную конструкцию имеет и другая машина массового производства – Renault 4СV.
Несущее основание
Несущее днище отличается высокой технологичностью и применяется в крупносерийном производстве. Данная конструкция позволяет сделать пол и центр тяжести автомобиля достаточно низкими.
У рамной несущей части автомобиля есть ряд достоинств и особенностей, которые делают ее незаменимой для грузовых машин и внедорожников. И хотя рама используется сугубо для конкретных видов автомобилей, некоторые элементы ее конструкции применяются крайне широко, так как позволяют сделать несущие кузова более жесткими. Почти любая легковая машина оснащена усиливающими лонжеронами либо подрамниками.
Снаряженная масса шасси
Очень часто можно встретиться с понятиями «снаряженная масса шасси», снаряжённая масса автомобиля». Что же это такое?
Снаряжённая масса авто – это суммарная масса автомобиля со всеми эксплуатационными материалами (полным баком бензина, охлаждающей жидкостью, маслом). Масса водителя и пассажиров при этом в расчёт не берётся. Их масса учитывается, если речь идёт о полной массе транспортного средства.
Снаряженная масса у каждого вида автомобиля различна:
- Пикапы и внедорожники. Вес достигает 2,5 т.
- Полноразмерные автомобили, минивены. Вес – около двух тонн.
- Компактные автомобили. Снаряжённая масса – не более 1360 кг.
- Микрокары, микроавтомобили. Снаряжённая масса – около тонны.
Очень часто снаряжённую массу транспортного средства в характеристиках указывают именно в качестве снаряжённой массы шасси. Как правило, и «Снаряженная масса шасси», иногда же он указывает «Полная масса транспортного средства» и «Снаряжённая масса транспортного средства».
