Что значит кузов повышенной прочности
Таблица жесткости кузова
Как известно, жесткость кузова на кручение — это залог хорошей управляемости, «собранности» и долговечности автомобиля…
Нашел хорошую (надеюсь, обновляемую) таблицу жесткости кузовов:
a-dat.ru/auto-body-rigidity/
и то же самое topruscar.ru/terms/zhestkost-kuzova
Марка Величина жесткости, Нм/град
1 Alfa Romeo 147 3d 18800
2 Alfa Romeo 147 5d 16250
3 Alfa Romeo 156 18800
4 Alfa Romeo 159 31400
5 Alfa Romeo 166 24400
6 Alfa Romeo MiTo 17650
7 Aston Martin DB9 Convertible 15500
8 Aston Martin DB9 Coupe 27000
9 Aston Martin Vanquish 28500
10 Audi A2 11900
11 Audi A8 D2 25000
12 Audi A8 D3 36000
13 Audi A8 D4 45000
14 Audi R8 40000
15 Audi TT Coupe mk1 19000
16 Audi TT Roadster mk1 10000
17 Audi TT Roadster mk2 22000
18 Bentley Azure 18000
19 Bentley Continental Supersports 24000
20 Bentley Flying Spur mk2 36500
21 BMW 7 series E65 31200
22 BMW 7 series F01 37500
23 BMW E34 17200
24 BMW E36 Touring 10900
25 BMW E39 24000
26 BMW E46 Convertible 10500
27 BMW E46 Coupe 12500
28 BMW E46 Sedan 13000
29 BMW E46 Wagon 14000
30 BMW E60 24000
31 BMW E90 22500
32 BMW F10 37500
33 BMW F30 25000
34 BMW X5 E53 23100
35 BMW X5 E70 28000
36 BMW Z3 mk1 5600
37 BMW Z4 Coupe mk1 32000
38 BMW Z4 Roadster mk1 14500
39 BMW Z8 10500
40 Bugatti EB110 19000
41 Bugatti Veyron 50000
42 Chevrolet Corvette C5 9100
43 Chrysler Crossfire 20140
44 Citroen Picasso mk1 17000
45 Daewoo Lanos 3d 1997 10500
46 Daewoo Nubira 1997 14500
47 Dodge Durango mk1 6800
48 Dodge Viper Coupe mk2 7600
49 Ferrari 360 Spider 8500
50 Ferrari 575M Maranello 14700
51 Ferrari F50 34600
52 Fiat Brava 9100
53 Fiat Bravo 10600
54 Fiat Punto 3d 19700
55 Fiat Tempra 6700
56 Ford Fiesta 3d 1995 6500
57 Ford Focus 3d mk1 19600
58 Ford Focus 5d mk1 17900
59 Ford GT 27100
60 Ford GT40 MkI 17000
61 Ford Maverick 5d 1995 4400
62 Ford Mustang 2003 16000
63 Ford Mustang 2005 21000
64 Ford Mustang Convertible (2003) 4800
65 Ford Mustang Convertible (2005) 9500
66 Jaguar XK mk2 16000
67 Jaguar X-Type Estate 16300
68 Jaguar X-Type Sedan 22000
69 Koenigsegg Agera 58000
70 Koenigsegg Agera R 65000
71 Koenigsegg CC-8 28100
72 Lamborghini Aventador 35000
73 Lamborghini Gallardo 23000
74 Lamborghini Murcielago 20000
75 Lancia Kappa Coupe 27350
76 Land Rover Freelander 2 28000
77 Lexus LFA 39130
78 Lotus Elan 7900
79 Lotus Elise S2 / Exige (2004) 10500
80 Lotus Esprit SE Turbo 5850
81 Maserati Quattroporte 2008 18000
82 Mazda CX-5 27000
83 Mazda CX-7 23700
84 Mazda Rx-7 FD 15000
85 Mazda Rx-8 30000
86 McLaren F1 13500
87 Mercedes SL R230 16400
88 Mercedes SL R231 19400
89 Mercedes SLS Roadster 18000
90 Mercedes E-Class W212 29920
91 Mercedes S-Class W221 27500
92 Mercedes S-Class W222 40500
93 Mini (2003) 24500
94 Nissan Micra 1995 4000
95 Nissan Prairie 4×4 5d 1995 7500
96 Nissan Sunny 3d 1995 8200
97 Opel Astra 3d 1998 10500
98 Opel Astra 4d 1998 11900
99 Opel Astra 5d 1998 11700
100 Opel Combo 1999 18500
101 Opel Corsa 3d 1995 6500
102 Opel Corsa 3d 1999 8000
103 Opel Omega 1999 13000
104 Opel Vectra 4d 1999 8800
105 Pagani Zonda C12 S 26300
106 Pagani Zonda F 27000
107 Pagani Zonda Roadster 18000
108 Peugeot 206 CC 8000
109 Peugeot 407 22700
110 Porsche 911 Carrera S 991 30400
111 Porsche 911 Turbo 993 13500
112 Porsche 911 Turbo 996 27000
113 Porsche 911 Turbo 996 Convertible 11600
114 Porsche 911 Turbo 997 34000
115 Porsche 959 12900
116 Porsche Carrera GT 26000
117 Porsche Cayman 981 42000
118 Porsche Panamera 25000
119 Range Rover mk3 32500
120 Renault Sport Spider 10000
121 Renault Twingo 1995 14200
122 Rolls-Royce Phantom 40500
123 Saab 9-3 Cabriolet mk2 11500
124 Saab 9-3 Sedan mk2 22000
125 Saab 9-3 Sportcombi mk2 21000
126 Seat Leon 2005 23800
127 Toyota Corolla 3d 1995 10500
128 Toyota Prius 2001 22700
129 Toyota Starlet 5d 1995 7600
130 Volkswagen Fox 2007 17900
131 Volvo S60 mk1 20000
132 Volvo S80 mk1 18600
133 VW Golf V GTI 25000
134 VW Passat B6 32400
135 VW Phaeton 37000
136 ВАЗ-1111Э Ока 7000
137 ВАЗ-21043 6300
138 ВАЗ-2105 7300
139 ВАЗ-2106 6500
140 ВАЗ-2107 7200
141 ВАЗ-21083 8200
142 ВАЗ-21093 6800
143 ВАЗ-21099 5500
144 ВАЗ-2110 8000
145 ВАЗ-21102 8400
146 ВАЗ-21106 12200
147 ВАЗ-21106 (гоночный) 51800
148 ВАЗ-21108 Премьер 10500
149 ВАЗ-21109 Консул 14300
150 ВАЗ-2111 7400
151 ВАЗ-2112 8100
152 ВАЗ-2115 5500
153 ВАЗ-2120 Надежда 10000
154 ВАЗ-21213 Нива 8900
155 ВАЗ-2123 Шеви-Нива 12000
156 ВАЗ-2131 Нива 7400
157 ГАЗ-М20 Победа 4600
158 МЗМА-400 Москвич 2500
Жесткость кузова ВАЗ
Широкие светлые коридоры, застекленные двери с автоматически открывающимися транспондерными замками — и, наконец, большой отгороженный участок с массой стендов и приспособлений. Это ОДК ВАЗа — отдел доводки кузова. Здесь постоянно испытывают кузова и кузовные детали всех вазовских машин. Их скручивают, гнут, подвергают воздействию вибраций…
Главная прочностная характеристика автомобильного кузова — это его жесткость на скручивание. Заезд одним колесом на бордюр, подъем автомобиля на домкрате, диагональное вывешивание на бездорожье, прохождение поворота — во всех этих ситуациях нагрузки на кузов стремятся скрутить его вокруг продольной оси. Если жесткость кузова невелика, то после поддомкрачивания у машины перестают нормально открываться и закрываться двери, на бугристой дороге начинают «дышать» все панели в салоне. Реакции на повороты руля становятся «размазанными» — изгиб кузова и податливость металла в зонах крепления рычагов подвески вносят рассогласование в работу передней и задней подвесок. К тому же постоянное скручивание заставляет кузов стареть интенсивнее. Начинают потихоньку «раскрываться» сварные швы, в образовавшиеся микротрещины пробирается коррозия… Рыба гниет с головы, а кузов — с ослабленных, нагруженных участков.
Измеряется крутильная жесткость кузова в ньютон-метрах на градус (Нм/град.). Чем выше эта величина, тем меньше деформируется кузов от приложенной скручивающей нагрузки. Например, для автомобилей с рамной конструкцией жесткость на скручивание была невелика и редко превышала 4000 Нм/град. Несущие кузова легковых автомобилей 60—90-х годов были уже жестче — нормой считались величины 5000—10000 Нм/град. Но современные высочайшие требования к управляемости и пассивной безопасности заставляют автомобильных инженеров идти на всяческие ухищрения. Кузова автомобилей последнего поколения разрабатывают с помощью компьютерной оптимизации, а в производстве используют особо прочный металл, лазерную сварку и клееные соединения. Поэтому в технических описаниях таких машин, как Volvo S60, Alfa Romeo 147 или Citroen C5, с гордостью упоминается о жесткости кузова свыше 20000 Нм/град!
Интересно, как на этом фоне выглядят отечественные автомобили?
Загляните в таблицу. Жесткость кузовов большинства вазовских машин — это и вся «классика», и все серийные переднеприводные модели — лежит в пределах 6000—8000 Нм/град. То есть гордиться вазовцам особо нечем, но и краснеть не за что. Ведь все эти машины разрабатывались в эпоху, когда жесткости кузовов придавали не столь большое значение. Любопытно, что, по данным заводских измерений, самая низкая жесткость кузова — всего 5500 Нм/град. — у седана ВАЗ-21099 и сделанной на его базе рестайлинговой «пятнадцатой» версии. При этом жесткость кузова «девятки» составляет уже 6800 Нм/град, а трехдверной «восьмерки» — все 8200 Нм/град! Откуда такая разница?
— К сожалению, при самостоятельной разработке «девяносто девятой» в начале 90-х годов наши инженеры о жесткости кузова этой модели практически не заботились, — сетуют инженеры ОДК. — Просто не стояло такой задачи. Вот вам и результат…
Но дело здесь не только в конструктивных просчетах. Вообще, по словам специалистов, кузова трехобъемных седанов при прочих равных условиях, как правило, обладают меньшей жесткостью, чем кузова двухобъемных и однообъемных машин! То есть чем больше структурных переходов (от моторного отсека к салону, от салона к отдельному багажнику), тем сложнее инженерам обеспечить высокую жесткость кузова. То же касается количества дверных проемов — чем их больше, тем слабее кузов. Как видно из таблицы, наиболее жесткие кузова среди серийных машин разработки до 80-х годов — у трехдверных Нивы и «восьмерки». Лучше этих автомобилей по жесткости кузова только однообъемная Надежда ВАЗ-2120 и новая Нива ВАЗ-2123, кузов которой проектировался уже с использованием компьютерных технологий.
А что же «десятка», кузов которой с самого ее появления все ругают за недостаточную жесткость? Инженеры ОДК считают, что их совесть здесь абсолютно чиста.
— Нам смешно, когда мы читаем в автомобильной прессе заявления о том, что углы установки передних колес на «десятках» уплывают из-за податливости кузова. Наши измерения показывают, что по жесткости силовая структура всех автомобилей «десятого» семейства ничуть не хуже, чем у других вазовских машин. Да, проблемы с управляемостью есть. Но в этом нет нашей вины! Несколько раз мы даже проводили специальные испытания — например, измеряли податливость моторного щита при работе рулевого механизма. С кузовом все в порядке! Так, может быть, сначала надо проверить крепления рулевой «рейки» к щиту передка, а потом грешить на кузов? А помните случаи, когда на первых «десятках» лопались задние стекла? Все шишки сразу посыпались на нас — мол, кузов настолько «пластилиновый», что вклеенные стекла не выдерживают больших перекосов заднего проема. А потом оказалось, что была нарушена технология вклейки — стекло монтировалось в проеме без необходимого зазора. Естественно, что даже при расчетной деформации проема кузов начинал д
Любопытно, что рекордсмен по жесткости кузова среди «гражданских» вазовских машин — длиннобазный лимузин Консул с перегородкой за передними сиденьями. Жесткость на скручивание у длинного кузова — 14300 Нм/град! Очевидно, свою роль здесь сыграли и дополнительные меры по усилению несущей структуры, и «лимузинная» перегородка, разделяющая салон.
— Жесткость любого кузова можно существенно увеличить с помощью распорок и усилителей, — уверяют вазовские кузовщики. — Например, мы недавно испытали распорки для «десятки», которые крепятся в проеме кузова между полом и «чашками» верхних креплений задних амортизаторов. На «заряженные» версии ВАЗ-21106 с двигателями Opel подобные задние распорки теперь ввариваются серийно — именно благодаря им жесткость кузовов этих машин достигает 12000 Нм/град. Теперь одна из тольяттинских тюнинговых фирм собирается наладить выпуск дополнительных распорок для обычных «десяток» — их можно будет смонтировать за задним сиденьем на болтах. Мы обеими руками за!
А самый радикальный способ увеличения жесткости кузова используют строители гоночных автомобилей. Взгляните на цифры жесткости кузова спортивной кольцевой «сто шестой» машины заводского гонщика Александра Никоненко, которую в ОДК измерили перед сезоном 2000 года. Результат фантастический — свыше 50000 Нм/град!
— Каркас безопасности из стальных труб на этой машине очень грамотно «завязан» на несущие точки опор подвески, — комментируют такое достижение инженеры. — Но так бывает далеко не всегда. Недавно нам на измерение привезли хэтчбек ВАЗ-2112, подготовленный для клубных гонок. Жесткость кузова, несмотря на вваренный каркас, оказалась гораздо ниже, чем у «десятки» Никоненко, — всего 20000 Нм/град. Мы попытались дать несколько советов строителям автомобиля. Начали объяснять, что сам по себе каркас обеспечивает только безопасность гонщика. А для того, чтобы клетка из труб еще и эффективно увеличивала жесткость кузова на кручение, каркас надо вваривать в зоны приложения нагрузок от подвески. Но нас не захотели слушать. Обиделись, что ли…
Как ни странно, в пользе хорошо известных в тюнинговом мире дополнительных распорок между «чашками» передних стоек подвески McPherson вазовцы сомневаются:
— Мы провели не одно стендовое испытание таких распорок. Эффекта от них практически никакого…
Но ведь эксперты Авторевю не раз убеждались в том, что управляемость тюнинговых «десяток» после установки передних распорок заметно улучшается! И это — вкупе с результатами измерения жесткости «десяточных» кузовов — уже настораживает. Насколько честно и непредвзято тольяттинцы относятся к измерениям собственных машин? Насколько точны вазовские стенды?
Как уверяют ветераны ОДК, всю методику измерения жесткости кузовов ВАЗ перенял у специалистов фирмы Porsche еще в начале 80-х годов. «Голые» кузова, как правило, лишенные всех навесных деталей — капота, дверей и крышки багажника, — скручивают на специальном стапеле, закрепляя за точки крепления подвесок с помощью специальных переходников. При этом внутрь кладут мешки с балластом, загружая кузов полезной нагрузкой. Если у автомобиля современные вклеенные стекла, то испытания проводят с ними — по словам тольяттинцев, вклейка положительно сказывается на жесткости кузова.
Но чаще всего жесткость оценивают на уже собранном автомобиле. Для этого на ВАЗе используется стенд именитой фирмы Schenck с четырьмя подвижными платформами-весами, которые имитируют ситуацию диагонального вывешивания. Автомобиль загоняют на весы и начинают поднимать левое переднее и правое заднее колеса, подвергая кузов скручивающей нагрузке и измеряя при этом деформацию передка машины. Такие испытания проходят без нагрузки, а все двери, капот и багажник, как правило, открывают — навесные элементы не считаются несущими, и их влияние на жесткость силовой структуры кузова должно быть исключено. Хотя дверь багажника у универсалов и хэтчбеков (особенно трехдверных) в закрытом состоянии заметно увеличивает жесткость кузова. Например, жесткость кузова пятидверного хэтчбека Fiat Brava, по данным измерений вазовцев, с открытыми дверьми составляет 9100 Нм/град., а с закрытыми увеличивается до 10500 Нм/град. У трехдверного хэтчбека Fiat Bravo подобная прибавка уже больше: жесткость с открытыми и закрытыми дверьми — 10
А еще на жесткость кузова заметно влияет и то, как именно установлен силовой агрегат. Поэтому разница в результатах измерений «голого» кузова и автомобиля в сборе бывает выше у автомобилей классической компоновки — у Жигулей и Нив жесткость на кручение повышает балка передней подвески. А вот данные испытаний по обеим методикам для переднеприводных машин с поперечным расположением двигателя и передней подвеской типа McPherson, по опыту вазовцев, примерно одинаковы. Основную прибавку в жесткости на таких машинах дает… спинка заднего сиденья! Например, в «восьмерках» и «девятках» заднее сиденье увеличивает жесткость кузова примерно на 1000 Нм/град. Поэтому ВАЗ рекомендует владельцам этих машин как можно реже ездить со сложенным задним сиденьем — кузов при этом ослаблен и хуже сопротивляется скручивающей нагрузке. И вообще, всем, кто использует хэтчбеки и универсалы для перевозки длинномеров и складывает для этого заднее сиденье, можно посоветовать вести машину поаккуратнее и избегать высоких бордюров и резких
Однако для современных автомобилей это предупреждение становится все менее актуальным. Взгляните на результаты измерений иномарок. У всех машин, разработанных ближе к середине 90-х годов, жесткость выше 10000 Нм/град. Весьма жесткие кузова у малышки Renault Twingo, у седанов Opel Omega и Daewoo Nubira — до 14000 Нм/град. А жесткость кузова гибридомобиля Toyota Prius (ВАЗ закупил эту машину, поскольку сам экспериментирует с гибридными силовыми агрегатами) оказалась на высшем современном уровне — 22700 Нм/град! Любопытно, что наш опыт вождения этой машины подтверждает вазовские измерения — Prius с отменной четкостью слушается руля, что характерно для автомобилей последних поколений с «20-тысячной» жесткостью кузова.
При этом внедорожник Ford Maverick (перелицованный Nissan Terrano II) показал на стенде всего 4400 Нм/град. И это вполне правдоподобный результат для автомобиля с рамной конструкцией кузова.
По словам вазовских кузовщиков, они постоянно изучают данные измерений зарубежных коллег (например, той же фирмы Porsche) и «поверяют» свои результаты. Правда, расхождения встречаются.
— Недавно мы с интересом прочли доклад одной из фирм об опыте увеличения жесткости кузова с помощью склейки кузовных панелей. Закупили этот клей (это специальный компаунд на основе эпоксидной смолы) и использовали его для сборки нескольких кузовов новой Нивы. Но, по данным наших измерений, на жесткость кузова склейка практически не повлияла! Пользу от применения клеев мы видим в другом. Судя по первым испытаниям клееных соединений на вибростендах, усталостная прочность таких кузовов будет на порядок выше.
Интересно, что на Дмитровском полигоне и на ГАЗе пользуются немного иной методикой измерения жесткости кузова на автомобиле в сборе, позаимствованной у фирмы FIAT. Например, дмитровский стенд похож на вазовский Schenck, но для вывешивания автомобиля там поднимают только одно переднее колесо, а не два по диагонали. К тому же автомобиль испытывают не пустым, а загружают балластом до полной массы. Разница вроде невелика, а на результат повлиять может.
Кстати, мы настолько заинтересовались нюансами измерения жесткости кузовов, что задумали провести собственные испытания. Проверим обе методики, изучим мнения инженеров зарубежных фирм. Тогда и узнаем, влияет ли на жесткость кузова перемычка между опорами передних стоек или нет…
Л. ГОЛОВАНОВ
Фото АвтоВАЗа
и из архива
А. Воскресенского
Результаты измерений жесткости кузовов в ОДК АвтоВАЗа
(стенд фирмы Sсhenck, автомобиль в сборе, открыты двери, капот и крышка багажника)
Автомобили ВАЗ
Автомобиль Тип кузова Жесткость,
Нм/град.
ВАЗ-1111Э Ока 3-дверный хэтчбек 7000
ВАЗ-21043 универсал 6300
ВАЗ-2105 седан 7300
ВАЗ-2106 седан 6500
ВАЗ-2107 седан 7200
ВАЗ-21083 3-дверный хэтчбек 8200
ВАЗ-21093 5-дверный хэтчбек 6800
ВАЗ-21099 седан 5500
ВАЗ-2115 седан 5500
ВАЗ-2110 седан 8000
ВАЗ-21102 седан 8400
ВАЗ-2111 универсал 7400
ВАЗ-2112 5-дверный хэтчбек 8100
ВАЗ-21106 седан 12200
ВАЗ-21106* 2-дверный седан 51800
ВАЗ-21108 Премьер** седан 10500
ВАЗ-21109 Консул** лимузин 14300
ВАЗ-21213 Нива 3-дверный хэтчбек 8900
ВАЗ-2131 Нива 5-дверный хэтчбек 7400
ВАЗ-2123 новая Нива 5-дверный хэтчбек 12000
ВАЗ-2120 Надежда 4-дверный минивэн 10000
* Автомобиль заводского гонщика Александра Никоненко, подготовленный для чемпионата России 2000 года по шоссейно-кольцевым гонкам.
** Модификации седана ВАЗ-2110 с удлиненной базой.
Автомобили зарубежного производства
Автомобиль Год
замера Тип
кузова Жесткость,
Нм/град
Daewoo Lanos 1997 3-дверный хэтчбек 10500
Daewoo Nubira 1997 седан 14500
Fiat Tempra 1994 седан 6700
Fiat Brava 1996 5-дверный хэтчбек 9100
Fiat Bravo 1996 3-дверный хэтчбек 10600
Ford Fiesta 1995 3-дверный хэтчбек 6500
Ford Maverick 1995 5-дверный хэтчбек 4400
Nissan Micra 1995 3-дверный хэтчбек 4000
Nissan Sunny 1995 3-дверный хэтчбек 8200
Nissan Prairie 4×4 1995 5-дверный хэтчбек 7500
Opel Corsa 1995 3-дверный хэтчбек 6500
Opel Corsa 1999 3-дверный хэтчбек 8000
Opel Astra 1998 3-дверный хэтчбек 10500
Opel Astra 1998 5-дверный хэтчбек 11700
Opel Astra 1998 седан 11900
Opel Vectra 1999 седан 8800
Opel Omega 1999 седан 13000
Opel Combo 1999 фургон 18500
Renault Twingo 1995 3-дверный хэтчбек 14200
Toyota Starlet 1995 5-дверный хэтчбек 7600
Toyota Corolla 1995 3-дверный хэтчбек 10500
Toyota Prius 2001 седан 22700
На чём держатся наши автомобили, что как и почему.
Итак, на данный момент существует несколько классических конструкций силовых элементов автомобиля.
1. Несущий лонжеронный кузов.
2. Лонжеронная рама с закреплёнными на ней не силовыми элементами.
3. Кузов с интегрированой рамой.
4. Пространственная рама обшитая кузовными панелями. Либо просто пространственная рама.
Первый вариант – несущий кузов.
Самая распространённая конструкция, совмещающая в себе технологичность, удобство, жёсткость и малый вес. Для автопроизводителей самый выгодный вариант.
Части кузова отштамповываются каждая из своего вида стали или алюминия.
Верх рамки лобового стекла и верхние части центральных стоек крыши делают из конструкционной стали. Дверные проемы и пол изготавливаются из стальных сплавов повышенной прочности; а более нагруженные вертикальные части рамки лобового стекла и поперечины, отделяющие салон от багажника – из прочной стали. Наконец, из особо высокопрочной стали делаются подмоторный каркас и балки, перед которыми ставятся бамперы. При этом внешние панели, не влияющие на пассивную безопасность, могут быть не только стальными, но и алюминиевыми, пластиковыми и даже стекловолоконными – применение таких материалов повышает стойкость к коррозии и снижает вес автомобиля в целом.
Все детали кузова и ответственность каждой из них за какие либо конкретные элементы нагрузки или безопасности перечислять не буду, их там вагон и маленькая тележка.
В отличие от рамных, все агрегаты крепятся к кабине, и сама кабина (вместе со всеми внешними и наружными элементами кузова) несет всю нагрузку. Яркое преимущество перед рамами — легкий вес и лучшая жесткость на кручении (в рамных машинах её во многом обеспечивает водружённый сверху кузов, хотя силовым несущим элементом он как бы и не является.). Следствие низкого веса — лучшая управляемость, экономичность и динамика. Другое неоспоримое преимущество — лучшая пассивная безопасность, так как изначально конструкторы могут создать специальные зоны, которые при аварии будут поглощать энергию удара.
И всем бы был хорош несущий кузов, вроде бы всё круто, но… Есть и один очень существенный минус. Из-за того, что все элементы несущего кузова взаимосвязаны и вместе отвечают за всю конструктивную нагрузку, при повреждении одного элемента страдает весь кузов, теряя свои характеристики и жесткость. Есть и другие минусы не несущие таких критических факторов. Например, есть такой фактор, как низкая ремонтопригодность несущего кузова. В отличие от рамы восстановить родную геометрию кузова после повреждений практически невозможно, не говоря уже об исходных характеристиках жёсткости и управляемости.
Ещё у большинства легковых машин со временем начинает деформироваться передняя часть кузова, особенно в местах крепления стоек кузов нажинает «разъезжаться». Проявляется это в связи с эксплуатацией на плохих (читай наших) дорогах, банальной усталости металла и общей нагруженности передней части авто.
И тут к нам на выручку приходит подрамник. Замечательный «кусок рамы» который более равномерно распределяет нагрузку от подвески на несущий кузов и препятствует локальным перегрузкам силовых элементов. Бывает как передний, так и задний. Является наиболее часто применяющимся силовым элементом усиливающим конструкцию несущего кузова.
И ещё большинство кузовных деталей, особенно не относящихся к капсуле безопасности, плохо дружат с сопроматом, что впрочем компенсируется некоторым избытком прочности на этих деталях.
Итак: Несущий кузов применяется на подавляющем большинстве современных легковых автомобилей и автобусов.
Плюсы:
Вес.
Жёсткость на кручение.
Технологичность изготовления.
Высокая степень безопасности из-за поглощения силовыми элементами энергии удара.
Управляемость, вследствие меньшего веса и высоты, а также возможности минимизации паразитных факторов вроде лишних элементов.
Минусы.
Низкая ремонтопригодность.
Низкая жёсткость на излом.
Плохая приспособленность к агрессивным условиям эксплуатации без дополнительных усилений.
Несущая лонжеронная рама с размещёнными на ней прочими элементами конструкции.
Несущая рама в наше время встречается чаще всего на внедорожниках и грузовых автомобилях. Это достаточно мощная конструкция, хорошо приспособленная к агрегатированию на неё кузова-кабины и прочих элементов авто. Использование её на технике подразумевающей тяжёлые условия эксплуатации или серьёзные силовые нагрузки оправдано, и компенсирует большинство её недостатков. Помимо этого такая конструкция обладает большой модульностью, т. е. на одной и той же раме можно построить разные авто, например пикап или вагон, или же, в случае грузовиков седельный тягач или самосвал.
В основе рамы лежит конструкция, к которой крепятся все агрегаты вашего автомобиля, и вся нагрузка (удары от подвески, вибрации от мотора, вес всех агрегатов) ложится именно на нее. Она может быть сварной реже цельнолитой или даже клёпаной. Сварные рамы имеют ряд преимуществ: их части штампуются, большинство деталей сваривается между собой при помощи электросварки, а некоторые элементы делаются съемными (части, к которым крепится силовой агрегат, и те, которые находятся в наиболее часто подверженных деформациям местах).Кабина (место, где размещены водитель и пассажиры) минимальную силовую нагрузку и крепится через элементы, которые полностью или частично убирают вибрации (демпфирующие элементы, как то резиновые, гидравлические или пневматические подушки), к самой раме. Рама же представляет собой жесткую стальную конструкцию, способную выдержать серьезные нагрузки.
Плюсов у такой конструкции много. Во первых, как уже было сказано выше, это модульность. Т. е. «испортив» старый кузов на неё можно с успехом водрузить новый. Кроме того восстановить геометрию повреждённой рамы значительно проще, для этого, правда, придётся демонтировать все навесные элементы. Раму можно весьма эффективно усиливать без применения сложных конструкций, при этом, правда пострадает вес. Но в целом любые усиливающие элементы требуют увеличения веса. Кроме того, у такой машины после долговременной езды по плохим дорогам не будет перекосов дверных проемов и трещин на стойках лобового стекла. И еще немаловажный момент: если взять два внедорожника одного класса, – рамный и безрамный – и посмотреть на их склонность к опрокидыванию, то можно заметить, что первую машину перевернуть существенно сложнее, ведь у нее центр тяжести гораздо ниже.
Но, естественно у такой конструкции масса минусов. Для начала это вес, ведь кроме рамы нам нужен ещё и кузов, который весит хоть и меньше несущего, но всё же немало. Естественно лишний вес сказывается и на управляемости и на расходе топлива. Кроме того на «чувство машины» сильно влияют опорные элементы между рамой и кузовом. При езде на рамном авто сложно отделаться от ощущения валкости и «ватности». Минусом рамной конструкции также является неудобство установки на неё легкового кузова. Либо авто будет избыточно высоким, либо придётся жертвовать местом в салоне. Кроме того от избыточных нагрузок рама может лопнуть, и хотя восстановить её не так уж сложно, но всё же это фактор достаточно неприятный.
Есть свои минусы и в плане безопасности. Хотя практически, при столкновении двух авто тяжёлый внедорожник оказывается более безопасным в силу веса и прочности, то например, при ударе в дерево или столб рама играет злую шутку. Она практически не деформируется, соответственно минимально гася энергию, соответственно вся кинетическая энергия «прилетает» водителю и пассажирам. Не менее неприятный расклад при срыве кузова с рамы. И хотя современные рамы относительно травмобезопасны в этом плане, они всё же проигрывают кузовам.
Итак: несущая лонжеронная рама применяется в большинстве грузовиков и достаточно большём количестве внедорожников.
Плюсы:
Прочность.
Модульность.
Ремонтопригодность.
Хорошая изоляция от шумов и вибраций за счёт элементов крепления кузова к раме.
Лояльное отношение к серьёзным нагрузкам.
Практически никогда не нуждается в серьёзном усилении сторонними элементами.
Минусы:
Вес.
Управляемость и экономичность.
Безопасность при столкновении со слабо деформируемыми препятствиями.
Кузов с интегрированой рамой.
Тут существует 2 варианта.
Представитель первого Jeep Cherokee – конструкция проста до безобразия. Классическая лонжеронная рама с наваренным на неё кузовом.
Представители второго — многочисленные кроссоверы. Например, Suzuki Grand Vitara нового поколения. В этом случае рама и кузов являются равноценно нагруженными элементами. Да и сама рама не такая мощная как на Джипе.
Собственно такая конструкция включает в себя и плюсы, и недостатки, как несущего кузова, так и несущей рамы. Всё зависит от конкретного автомобиля. Там, где рама мощнее, соответственно больше от «рамника», там где рама больше походит на родные лонжероны кузова, больше от авто с несущим кузовом.
Итак: интегрированая рама встречается на кроссоверах и лёгких внедорожниках, реже на среднеразмерных внедорожниках. Своеобразный компромис двух миров, и, что характерно, неплохо работает. Малые нагрузки воспринимает кузов, большие рама.
Пространственная рама.
Пространственная рама представляет собой несущую конструкцию в виде клетки опоясывающей с разных сторон части авто. К ней крепятся все элементы конструкции и декоративные элементы кузова. В серийных авто встречается крайне редко по причине низкой технологичности и сложности изготовления. Лучше всех дружит со сопроматом, поэтому самая прочная при минимальном весе.
Реально применяется при постройке суперкаров или гоночных автомобилей. Было несколько премиум моделей не спортивных авто строящихся на пространственной раме, но на данный момент таковых нет.
Обладает массой плюсов и практически не имеет минусов. Главный минус этой конструкции – цена. Т. к для производства требуется несоизмеримо больше времени чем для любой другой конструкции, то авто с пространственной рамой это либо сверхдорогие суперкары, либо строящиеся в единичных экземплярах гоночные авто.
Лёгкая, прочная с хорошо прогнозируемой деформацией, такая рама, практически, представляет собой несущий гоночный каркас и несущую раму одновременно. Декоративные элементы нужны лишь для того чтоб закрыть саму раму, но не несут никакой силовой нагрузки.
Итак: Пространственная рама применяется при строительстве гоночных авто и суперкаров в силу сложности изготовления и низкой технологичности процесса.
Плюсы:
Вес.
Прочность.
Минимальная деформация в любых плоскостях.
Прогнозируемость деформации при ударах.
Лояльность к высоким нагрузкам.
Минусы:
Цена.
Абсолютная «недружелюбность» к водителю. Вибрации и рельеф будут чётко ощутимы даже с мягкой подвеской.