Каркасы безопасности и жесткость кузова

Содержание

Каркасы безопасности и жесткость кузова

Каждый спортсмен, занимающийся автоспортом (в свое удовольствие или профессионально), обязан повысить безопасность автомобиля. Ни одна салонная машина не рассчитана на нагрузки, с которыми кузов сталкивается на гонках. Чтобы на высоких скоростях, при столкновении водитель не получил серьезные травмы, в салон устанавливают каркас безопасности (safety cage).

Каркас безопасности

Из материала вы узнаете об особенностях этой конструкции, разновидностях и их отличиях. Ознакомитесь с технической документацией, и прочей полезной информацией по теме.

Что такое каркас безопасности

Каркас безопасности представляет собой конструкцию, состоящую из стальных труб. Монтируется внутри транспортного средства, после чего прикручивается или приваривается к кузову в ключевых точках. Основная задача каркаса – придание дополнительной жесткости.

Пространственный каркас безопасности предотвращает серьезную деформацию кузова при перевороте или столкновении транспортного средства с другими объектами. Необходимость монтажа конструкции продиктована международным регламентом спортивной ассоциации FIA, а также рядом других контролирующих органов.

Каркас безопасности

Жесткость кузова

Жесткость кузова современных автомобилей являет собой важный параметр, от которого зависит его безопасность. Чем меньше жесткость кузова, тем быстрее в нагруженных местах начнут появляться трещины, усталость металла.

С другой стороны, при попадании в дорожно-транспортное происшествие, кузов с небольшим запасом жесткости деформируется сильнее. Это увеличивает вероятность смертельного исхода при одинаковой скорости по сравнению с машиной, у которой этот показатель на порядок выше.

Кроме того, этот параметр характеризует общую прочность транспортного средства, степень пассивной безопасности и долговечности. Кузов является несущей конструкцией всего автомобиля, навесных элементов, пассажиров и перевозимых грузов.

Если жесткость на кручение недостаточная, при проезде по неровностям машина начинает «играть». Это приведет к неправильной работе подвески, непрогнозируемому ее поведению на высокой скорости. Кручение нужно снизить настолько, насколько это вообще возможно.

Тест жесткости кузова

Главный параметр, опираясь на который, специалисты проводят тестирование – жесткость кузова на кручение вдоль продольной оси. Задача определить, какое усилие нужно приложить к кузову, чтобы вызвать деформацию на 1 градус. Измеряется жесткость в Нм/градус.

Наиболее жесткими считаются автомобили с однообъемной компоновкой кузова, когда силуэт напоминает форму куба, например минивэны. Куда меньшее сопротивление имеют двух и трехобъемные кузова. Большое количество дверей также снижает показатель. Самая низкая жесткость у автомобилей с открытым верхом.

Объем кузова

Таблица значений жесткости кузова

Передний УЖ

Самый простой и доступный способ – установка усилителей жесткости, в народе распорок или «УЖей». Делятся на три типа:

  • Верхний УЖ. Является связующим звеном между стаканами, делая их положение фиксированным. Распорка распределяет нагрузку между стойками, создавая единый механизм.
  • Нижний УЖ. В процессе прохождения неровных участков дороги не позволяет лонжеронам расползаться. Вместе нижняя и верхняя распорки значительно повышают жесткость, создавая раму.
  • Задний УЖ. Увеличивает жесткость задних стаканов, распределяя между ними нагрузку.

Кроме этого существует масса дополнительных усилителей для конкретных марок и моделей автомобилей: подрамные, распорки вдоль порогов, на крылья (косынки), каркас под бампер — башбар (bash bar).

Башбар под передний бампер

Установка распорок не относится к способу подготовки автомобиля к участию в автогонках, разве что на любительском уровне.

Усиление кузова

Это уже более продвинутый способ увеличения жесткости, весьма трудоемкий и затратный в финансовом плане.

При интегрированном усилении, места точечной сварки обвариваются дополнительно. Точки крепления агрегатов и особо нагруженные места кузова, усиливаются дополнительными слоями металла. Особое внимание уделяется зонам деформации, предусмотренным производителем. На эти места ввариваются косынки и перемычки.

Однако, для подготовки к участию в профессиональных спортивных дисциплинах, потребуется установка каркаса.

Виды каркасов

С конструктивной точки зрения, каркас безопасности бывает двух видов – болтовой и вварной. Рассмотрим каждую разновидность поподробнее.

Болтовой каркас безопасности

Также называется сборно-разборным. Крепится к боковым стойкам, порогам и полу при помощи болтов. В любой момент конструкцию можно полностью разобрать. Как правило, болтовый каркас пользуется популярностью среди начинающих автогонщиков, а также владельцев, использующих транспортное средство в комбинированном режиме – для повседневной езды и участия в соревнованиях.

Болтовой каркас на ВАЗ 2107

Устанавливая такой каркас нужно выбирать качественный крепеж. Если болты будут плохими, при аварии конструкция может отстегнуться и повредить водителя.

Вварной каркас безопасности

Чтобы при помощи каркаса безопасности получить жесткость кузова, регламентированную правилами автомобильных ассоциаций, нужно внимательно изучить ряд приложений.

Вварной каркас

Приложение J

Являет собой официальный документ, выпущенный международной автомобильной федерацией FIA (Fédération Internationale de l’Automobile). https://www.fia.com/

Правила повышения безопасности кузова каркасным методом прописаны в статье 253. Там указаны технические параметры каждого элемента конструкции, используемого в «клетке». Читать перевод статьи в формате PDF.

Источник http://www.raf.su/kst/category/74-prilozheniya-j (там же переводы других статей данного приложения).

Приложение 14

Разработано Российской автомобильной федерацией. Являет собой регламент, устанавливающий использования автомобильных каркасов безопасности. Актуален для тех, кто планирует соревноваться в отечественных чемпионатах. Ознакомиться с приложением.

Каркас безопасности своими руками

Как показывает практика, самой удобной платформой для постройки спорткара является отечественный кузов ВАЗ. Разработать и воплотить в реальность конструкцию каркаса можно и самостоятельно.

При изготовлении «клетки», в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ 8734-58, используется стальная труба двух сортаментов – 45х2,5 и 40х2,0 см. Сталь должна быть нелегированной, с содержанием углерода не более 0,3%. Это нужно для того, чтобы каркас был достаточно гибким и не лопался при деформации.

Также придется обзавестись трубогибом, чтобы придавать рабочему материалу оптимальную форму под нужным углом, поскольку нагрев категорически запрещен. При изгибе труба все равно будет плющиться, и разница между меньшим и большим диаметром не должна превышать 10%.

Чтобы точно отрезать и подогнать трубу, можно воспользоваться сервисом http://metalgeek.com/static/cope_big.pcgi После того как программа сделает развертку, нужно распечатать ее на принтере и перенеси на трубу.

Развертка для обрезания трубы

Каркас лучше всего делать как можно ближе к кузову. Это позволит сохранить больше пространства для водителя и максимально повысить жесткость.

Варить лучше на аргоном или полуавтоматом. Основные точки сварки – стойки крыши, пороги. Используются как продольные элементы с левой и правой стороны кузова, так и косынки с накладками для повышения жесткости центральных стоек при боковом столкновении.

Косынки в омологированной конструкции обязательно должны иметь отверстия для инспекции сварного шва.

Отверстие в косынке для инспекции сварного шва

Обратите внимание на схему создания системы безопасности автомобиля ВАЗ, начиная с «копейки» и заканчивая «семеркой».

Если вы планируете принимать участие в соревнованиях на профессиональном уровне, забудьте о самостоятельном изготовлении. Придется покупать омологированный каркас. Это конструкция, прошедшая официальные испытания, качество которой гарантирует производитель. Она обязательно должна быть сварной и отвечать всем требованиям, предъявляемым официальными организациями.

Каркас безопасности. Болтовой и сваренный каркас для автомобиля

Просматривая видео и фото спортивных авто, можно заметить одну важную особенность – это трубы, находящиеся в салоне. Они пересекаются между собой, а водитель автомобиля находится как бы в клетке. Это не что иное, как каркас безопасности. Люди, далекие от автоспорта, могут не знать, что это такое. Итак, давайте подробно рассмотрим, для чего нужен данный каркас.

Что это?

Эти трубы представляют собой специальную пространственную конструкцию, основная задача которой – предотвратить существенные деформации в случае возникновения различных дорожных ситуаций. Каркас безопасности должен защитить кузов при столкновении или же перевороте транспортного средства.

каркас безопасности

Это некая стальная конструкция из труб, собранная при помощи сварных или болтовых соединений. В салоне эта конструкция прикреплена к кузову со всех сторон. Цель не только сберечь кузов автомобиля от повреждений, но и спасти жизни водителя и штурмана машины в случае серьезной аварии. Также эти решения задействуются для продольного усиления жесткости кузова.

каркас безопасности уаз

В гражданских автомобилях увидеть каркас безопасности довольно сложно. Их применяли на раллийных авто, но затем эта конструкция стала главным условием и для других спортивных гоночных дисциплин. Собрана данная система преимущественно из труб круглого сечения, так как они наименее опасны для экипажа.

Виды каркасов

Эти конструкции могут быть разборными или неразборными. Кстати, колебание стоимости в разных вариациях может быть очень широким – от тысячи долларов за простой вариант и до десятков тысяч за более сложные.

Сборно-разборная конструкция

Это клетка безопасности, устанавливаемая в салоне автомобиля. Она закрепляется на боковых стойках кузова, а также на полу. Каждая из труб, которая входит в каркас, соединена при помощи болтовых соединений. Преимущество такого решения в том, что в любой момент можно клетку легко демонтировать и некогда спортивный кузов ВАЗа становится вполне гражданским. Нужно сказать, что это несложные системы и с демонтажом может справиться любой. Каких-либо особых требований к такому решению не предъявляют. Максимального уровня жесткости здесь нет, есть возможность сохранить салонный пластик.

Сваренные каркасы

Сварные варианты уже более сложны в инженерном плане. Здесь каркас связан с силовыми и структурными особенностями кузова. Сварной вариант применяется, когда нужен серьезный, а главное, индивидуальный тюнинг. На монтаж потребуется значительно больше времени – это кропотливый труд. Для внедрения нужно разобрать полностью весь салон вплоть до металла. Затем проделывают крепежные и технические отверстия для монтажа каркаса. Далее вся конструкция соединяется между собой, и после все это сваривается.

Рекомендуется к прочтению  Закон о подушках безопасности в автомобиле в 2021-2022 году

кузов ваз

Требования к такому каркасу безопасности более серьезные. Конструкция может быть изготовлена для разных типов кузовов. При этом если автомобиль двухдверный, то жесткость будет больше. Нужно помнить, что в случае монтажа сложных вариантов автомобиль будет рассчитан только на два места. Причина этого в том, что место под задние сиденья займут крепления, а также переплетенные между собой трубы.

каркас безопасности своими руками

Если отталкиваться от габаритных размеров, то становится ясно, что установка каркаса безопасности несет и другие ограничения. Это в первую очередь обзорность. Для большей безопасности к трубам каркаса крепят особые ремни.

Каркас безопасности и закон

Тем, кто решился установить такую конструкцию, нужно помнить и быть готовым к проблемам с прохождением техосмотра. Нужна необходимая сертификация. Эксплуатация таких авто в городах запрещена. В законе написано, что передвигаться на авто с каркасом можно только в шлеме. Но и здесь есть мелкая деталь – в шлеме также нельзя ездить в городе.

Особенности изготовления

Эти решения производят преимущественно из холоднотянутой стальной трубы. В некоторых случаях актуально применение алюминиевой. Практика показывает, что для максимальной жесткости и эффективности труба должна быть в следующей размерности: длина — 400-450 миллиметров, а диаметр — 20-25.

каркас безопасности на ваз

Вес конструкции для кузова ВАЗа будет примерно сорок килограмм. Масса более серьезных решений напрямую зависит от сложности каркаса. Металлическую трубу окрашивают в достаточно яркие цвета. На некоторых трубах, входящих в конструкцию, устанавливается защита. Это сделано не для эстетики, а для безопасности.

Омологированный и неомологированный каркас

Компании и СТО, занимающиеся созданием таких каркасов, не всегда в работе учитывают технические нормы FIA. Но при этом изделие регулярно подвергается омологации. Это согласование особенностей конструкции, материалов, методик изготовления и сборки с FIA или автомобильной спортивной федерацией в стране.

Так, если какой-либо производитель вдруг решил использовать в своем продукте материалы, которые не соответствуют по свойствам списку требований FIA, то это решение должно быть затем подвержено нагрузочным испытанием. Конструкция должна тестироваться под прессом. Также должны быть представлены соответствующие расчеты характеристик прочности по определенным методикам.

2108 каркас безопасности

Другая особенность – монтаж каркаса безопасности на ВАЗ или другие модели. Если принято решение монтировать конструкцию сваркой, то омологация обязательна. Нередко бывает, что изготовители каркасов не полностью учитывают схемы от FIA. Это тоже потребует проведения омологации. При этом допускается применение решений неомологированных. В этой ситуации каркас изготавливается из конкретных труб, материал которых – конкретная сталь для определенной конструкции. Сами трубы имеют определенные заданные габаритные размеры. Крепление каркаса безопасности на УАЗ осуществляется при помощи болтов. Одна компания может выполнять два варианта изделий, но при условии, что обе конструкции отвечают схемам и спецификациям FIA.

Каркас и управляемость

Главная характеристика прочности кузовов авто – это жесткость. Если кузов недостаточно жесткий, то реакция на руль станет хаотичной. Кузов избивается, а сталь в рычагах подвески входит в резонанс с осями транспортного средства. При скручивании быстрее изнашивается материал, увеличивается усталость металла. Если смонтировать на ВАЗ-2108 каркас безопасности, то кузов больше не будет выполнять свою несущую функцию. Вся нагрузка пойдет на каркас и равномерно распределится по нему. Машина станет более собранной, а реакция на руль увеличится.

Сборка каркаса своими руками

Собрать каркас безопасности своими руками не слишком просто. Мало иметь навыки работы со сварочным аппаратом и иметь материал. Нужно проводить определенные расчеты. Также понадобятся чертежи. Если автомобиль не будет участвовать в гонках, тогда будет достаточно сборной болтовой конструкции – на рынке есть масса готовых вариантов. Схемы лучше подбирать тщательно, и если делать сварную конструкцию, то лучше иметь возможность консультации со специалистами. За сварные решения лучше не браться – здесь расчеты еще более сложные, формул много, учитывается масса нюансов.

каркас безопасности уаз

Но нет ничего невозможного. Конечно, создать серьезную конструкцию, значительно увеличивающую жесткость, в гараже вряд ли выйдет. Но наварить дуги на УАЗ своими руками вполне возможно. Достаточно лишь определиться с диаметром труб и точками прихвата.

Каркас безопасности

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

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

Алюминиевый кузов Audi A8

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

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

Вварной каркас безопасности

Приложение J

Являет собой официальный документ, выпущенный международной автомобильной федерацией FIA (Fédération Internationale de l’Automobile). https://www.fia.com/

Правила повышения безопасности кузова каркасным методом прописаны в статье 253. Там указаны технические параметры каждого элемента конструкции, используемого в «клетке». Читать перевод статьи в формате PDF.

Источник http://www.raf.su/kst/category/74-prilozheniya-j (там же переводы других статей данного приложения).

Приложение 14

Разработано Российской автомобильной федерацией. Являет собой регламент, устанавливающий использования автомобильных каркасов безопасности. Актуален для тех, кто планирует соревноваться в отечественных чемпионатах. Ознакомиться с приложением.

Омологированный и неомологированный каркас

Компании и СТО, занимающиеся созданием таких каркасов, не всегда в работе учитывают технические нормы FIA. Но при этом изделие регулярно подвергается омологации. Это согласование особенностей конструкции, материалов, методик изготовления и сборки с FIA или автомобильной спортивной федерацией в стране.

Так, если какой-либо производитель вдруг решил использовать в своем продукте материалы, которые не соответствуют по свойствам списку требований FIA, то это решение должно быть затем подвержено нагрузочным испытанием. Конструкция должна тестироваться под прессом. Также должны быть представлены соответствующие расчеты характеристик прочности по определенным методикам.

Основные типы

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

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.

По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕСОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ «АВТО-КАРКАС»По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС9718085511

О компании:
ООО «АВТО-КАРКАС» ИНН 9718085511, ОГРН 1187746026490 зарегистрировано 16.01.2018 в регионе Москва по адресу: 107564, г Москва, улица Краснобогатырская, дом 2 СТРОЕНИЕ 66, ЭТАЖ 1 ПОМ 13А. Статус: Действующее. Размер Уставного Капитала 10 000,00 руб.

Руководителем организации является: Генеральный Директор — Дмитриев Андрей Владимирович, ИНН . У организации 2 Учредителя. Основным направлением деятельности является «техническое обслуживание и ремонт легковых автомобилей и легких грузовых автотранспортных средств». На 01.01.2020 в ООО «АВТО-КАРКАС» числится 1 сотрудник.

Рейтинг организации: Низкий подробнее
Должная осмотрительность (отчет) ?

Статус: ?
Действующее

Дата регистрации: По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

?
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

Налоговый режим: ?
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
Упрощенная система налогообложения (УСН) (на 01.01.2020)

Среднесписочная численность работников: ?
01.01.2020 – 1
Фонд оплаты труда / Средняя заработная плата Доступно в Премиум Доступе ?

ОГРН
?
1187746026490
присвоен: 16.01.2018
ИНН
?
9718085511
КПП
?
771801001
ОКПО
?
23282745
ОКТМО
?
45301000000

Реквизиты для договора
?
…Скачать

Проверить блокировку cчетов
?

Контактная информация +7(9… Посмотреть
?

Отзывы об организации
?: 0 Написать отзыв

Юридический адрес: ?
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
107564, г Москва, улица Краснобогатырская, дом 2 СТРОЕНИЕ 66, ЭТАЖ 1 ПОМ 13А
получен 16.01.2018
зарегистрировано по данному адресу:
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
Руководитель Юридического Лица
?По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
Генеральный Директор
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

Дмитриев Андрей Владимирович

По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

Учредители ? ()
Уставный капитал: По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
10 000,00 руб.

Смирнов Олег Александрович
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

6 000,00руб., 16.01.2018 , ИНН

Дмитриев Андрей Владимирович
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

4 000,00руб., 16.01.2018 , ИНН

Основной вид деятельности: ?По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
45.20.1 техническое обслуживание и ремонт легковых автомобилей и легких грузовых автотранспортных средств

Рекомендуется к прочтению  Как разблокировать ремни безопасности при их блокировке в автомобиле

Дополнительные виды деятельности:

Единый Реестр Проверок (Ген. Прокуратуры РФ) ?

Реестр недобросовестных поставщиков: ?
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

Данные реестра субъектов МСП: ?

Критерий организацииПо данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
Микропредприятие

Налоговый орган ?
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
Инспекция Федеральной Налоговой Службы № 18 По Г.москве
Дата постановки на учет: По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
16.01.2018

Регистрация во внебюджетных фондах

ФондРег. номерДата регистрации
ПФР
?
087409017420По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
22.01.2018
ФСС
?
770406105677041По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
17.01.2018

Уплаченные страховые взносы за 2018 год (По данным ФНС):

— на обязательное социальное страхование на случай временной нетрудоспособности и в связи с материнством: 0,00 руб. ↓ -0 млн.

— на обязательное пенсионное страхование, зачисляемые в Пенсионный фонд Российской Федерации: 0,00 руб. ↓ -0 млн.

— на обязательное медицинское страхование работающего населения, зачисляемые в бюджет Федерального фонда обязательного медицинского страхования: 0,00 руб. ↓ -0 млн.

Коды статистики

ОКАТО
?
45263552000
ОКОГУ
?
4210014
ОКОПФ
?
12300
ОКФС
?
16

Финансовая отчетность ООО «АВТО-КАРКАС» ?

Основные показатели отчетности за 2019 год (по данным ФНС):
Сумма доходов: — 122 000,00 руб.
Сумма расходов: — 2 779 000,00 руб.Уплаченные налоги за 2018 г.:По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
— налог, взимаемый в связи с применением упрощенной системы налогообложения: По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
0,00 руб.

В качестве Поставщика:

В качестве Заказчика:

По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

Судебные дела ООО «АВТО-КАРКАС» ?

найдено по ИНН: По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

найдено по наименованию (возможны совпадения): По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

Исполнительные производства ООО «АВТО-КАРКАС»
?

найдено по наименованию и адресу (возможны совпадения): По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

Лента изменений ООО «АВТО-КАРКАС»
?

Не является участником проекта ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС ?

ZURABb › Блог › Рама автомобиля

Рама автомобиля — несущая система автомобиля, представляющая собой «скелет», на который крепятся кузов, двигатель, агрегаты трансмиссии, подвеска. Полученная конструкция называется шасси. Рамное шасси в большинстве случаев может даже перемещаться по дороге отдельно от кузова автомобиля. История рамного шасси уходит корнями к самому началу развития автомобилестроения. Отдельная рама представляла собой полностью автомобильное решение несущей системы.

Конструкторы автомобилей заимствовали эту идею у железнодорожного транспорта. Первые рамы выполнялись из твердых пород дерева. Кроме того, материалом для рам в те годы служили круглые металлические трубы. В начале двадцатого столетия большой популярностью пользовались рамы с конструкцией из штампованных профилей, имеющих прямоугольное сечение. Ближе к 30-м годам XX века многие компании-производители легковых транспортных средств отказались от использования рам в пользу самонесущего кузова. В наши дни рамные шасси используются в основном на машинах с грузовой платформой и тракторах, однако зачастую рамными конструкциями оборудуются многие внедорожники и лимузины. Последние нуждаются в установке рамы, потому что несущий кузов при такой солидной длине машины оказывается переутяжеленным.

Любой автомобильной раме присуща отличительная особенность с точки зрения конструкции. Она заключается в разделении функций несущих деталей кузова и его панелей, имеющих декоративное значение. Декоративные панели также могут быть оснащены усиливающим каркасом. Такой каркас может располагаться, к примеру, в районе дверных проемов, однако в этом случае он не принимает участия в восприятии силовых нагрузок, которые дают о себе знать во время движения машины. Наиболее распространенной является классификация автомобильных рам в зависимости от используемой несущей структуры. Существуют лонжеронные, хребтовые, периферийные, вильчато-хребтовые, решетчатые рамы, а также несущие конструкции, интегрированные в кузов.

В состав лонжеронной рамы входят несколько поперечин, которые иногда называют «траверсами», пара продольных лонжеронов (так называют главный силовой элемент несущей конструкции, представляющий собой короб сложной формы, выполненный из металла), кронштейны и крепления, предназначенные для установки на них кузова автомобиля и различных агрегатов. Как поперечины, так и лонжероны могут отличаться по конструкции и форме. Выделяют X-образные, К-образные, а также трубчатые поперечины. Их назначение заключается в придании конструкции максимально возможной жесткости. Для изготовления траверс обычно используется гнутый металлический профиль. Для лонжеронов наиболее характерным является переменное по длине П-образное сечение (швеллер). В самых нагруженных участках высоту сечения швеллера увеличивают. Лонжероны могут располагаться параллельно относительно друг друга или под определенным углом. Кроме того, лонжероны могут устанавливаться изогнутыми в вертикальной либо горизонтальной плоскости. Параллельное расположение используется главным образом на грузовых транспортных средствах. Остальные схемы неплохо подходят для внедорожников – автомобилей, обладающих повышенной проходимостью. За счет установки лонжеронов под углом можно добиться получения максимального угла, на который поворачиваются управляемые колеса автомобиля. Изгибы в вертикальной плоскости выполняются для снижения центра тяжести. Вместе с этим становится ниже и уровень пола в машине. Благодаря изгибу лонжеронов в горизонтальной плоскости кроме понижения уровня пола достигается существенное повышение уровня пассивной безопасности в случае возможного бокового столкновения. Для соединения деталей, входящих в состав рамы, между собой используются болты, заклепки. Широкое распространение нашли и сварные соединения. Рамы на заклепках чаще используют в конструкциях грузовых автомобилей, а сварные рамы – при изготовлении легковых машин и самосвалов с большой грузоподъемностью. Болты нашли применение в малосерийном производстве. Лонжеронными рамами оснащаются почти все грузовые машины и внедорожники. Именно популярностью таких конструкций обусловлено то, что под понятием «рама» чаще всего подразумевается как раз лонжеронная несущая система.

Жесткость

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

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

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

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

Центральная часть несущего кузова

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.

Таблица значений жесткости кузова

МодельЖесткость (Нм/гр)
Koenigsegg Agera R65000
Koenigsegg Agera58000
ВАЗ-21106 (гоночный) Желтая акула51800
Bugatti Veyron50000
Audi A8 D445000
Porsche Cayman 98142000
Mercedes S-Class W22240500
Rolls-Royce Phantom40500
Audi R840000
Lexus LFA39130
BMW 7 series F0137500
BMW F1037500
VW Phaeton37000
Bentley Flying Spur mk236500
Audi A8 D336000
Lamborghini Aventador35000
Ferrari F5034600
Porsche 911 Turbo 99734000
Range Rover mk332500
VW Passat B632400
BMW Z4 Coupe mk132000
Alfa Romeo 15931400
BMW 7 series E6531200
Porsche 911 Carrera S 99130400
Mazda Rx-830000
Mercedes E-Class W21229920
Aston Martin Vanquish28500
Koenigsegg CC-828100
BMW X5 E7028000
Land Rover Freelander 228000
Mercedes S-Class W22127500
Lancia Kappa Coupe27350
Ford GT27100
Aston Martin DB9 Coupe27000
Mazda CX-527000
Pagani Zonda F27000
Porsche 911 Turbo 99627000
Pagani Zonda C12 S26300
Porsche Carrera GT26000
Audi A8 D225000
BMW F3025000
Porsche Panamera25000
VW Golf V GTI25000
Mini 200324500
Alfa Romeo 16624400
Bentley Continental Supersports24000
BMW E3924000
BMW E6024000
Seat Leon 200523800
Mazda CX-723700
BMW X5 E5323100
Lamborghini Gallardo23000
Peugeot 40722700
Toyota Prius 200122700
BMW E9022500
Audi TT Roadster mk222000
Jaguar X-Type Sedan22000
Saab 43533 Sedan mk222000
Ford Mustang 200521000
Saab 43533 Sportcombi mk221000
Chrysler Crossfire20140
Lamborghini Murcielago20000
Volvo S60 mk120000
Fiat Punto 3d19700
Ford Focus 3d mk119600
Mercedes SL R23119400
Audi TT Coupe mk119000
Bugatti EB11019000
ВАЗ-2180 Лада Веста19000
Alfa Romeo 147 3d18800
Alfa Romeo 15618800
Volvo S80 mk118600
Opel Combo 199918500
Bentley Azure18000
Maserati Quattroporte 200818000
Mercedes SLS Roadster18000
Pagani Zonda Roadster18000
Ford Focus 5d mk117900
Volkswagen Fox 200717900
Alfa Romeo MiTo17650
BMW E3417200
Citroen Picasso mk117000
Ford GT40 MkI17000
Mercedes SL R23016400
Jaguar X-Type Estate16300
Alfa Romeo 147 5d16250
Ford Mustang 200316000
Jaguar XK mk216000
Aston Martin DB9 Convertible15500
Mazda Rx-7 FD15000
Ferrari 575M Maranello14700
BMW Z4 Roadster mk114500
Daewoo Nubira 199714500
ВАЗ-21109 Консул14300
Renault Twingo 199514200
BMW E46 Wagon14000
McLaren F113500
Porsche 911 Turbo 99313500
BMW E46 Sedan13000
Opel Omega 199913000
ВАЗ-2191 Лада Гранта седан13000
Porsche 95912900
BMW E46 Coupe12500
ВАЗ-2110612200
ВАЗ-2123 Шеви-Нива12000
ВАЗ-2170 Лада Приора12000
Audi A211900
Opel Astra 4d 199811900
Opel Astra 5d 199811700
ВАЗ-2191 Лада Гранта лифтбек11700
Porsche 911 Turbo 996 Convertible11600
Saab 43533 Cabriolet mk211500
ВАЗ-1119 Лада Калина хэтчбек11000
BMW E36 Touring10900
Fiat Bravo10600
BMW E46 Convertible10500
BMW Z810500
Daewoo Lanos 3d 199710500
Lotus Elise S2/ Exige 200410500
Opel Astra 3d 199810500
Toyota Corolla 3d 199510500
ВАЗ-21108 Премьер10500
Audi TT Roadster mk110000
Renault Sport Spider10000
ВАЗ-2120 Лада Надежда10000
ВАЗ-1117 Лада Калина универсал10000
Ford Mustang Convertible 20059500
Chevrolet Corvette C59100
Fiat Brava9100
ВАЗ-21213 Нива8900
Opel Vectra 4d 19998800
Ferrari 360 Spider8500
ВАЗ-211028400
Nissan Sunny 3d 19958200
ВАЗ-210838200
ВАЗ-21128100
Opel Corsa 3d 19998000
Peugeot 206 CC8000
ВАЗ-21108000
Lotus Elan7900
Dodge Viper Coupe mk27600
Toyota Starlet 5d 19957600
Nissan Prairie 4×4 5d 19957500
ВАЗ-21117400
ВАЗ-2131 Нива7400
ВАЗ-21057300
ВАЗ-21077200
ВАЗ-1111Э Ока7000
Dodge Durango mk16800
ВАЗ-210936800
Fiat Tempra6700
Ford Fiesta 3d 19956500
Opel Corsa 3d 19956500
ВАЗ-21066500
ВАЗ-210436300
Lotus Esprit SE Turbo5850
BMW Z3 mk15600
ВАЗ-210995500
ВАЗ-21155500
Ford Mustang Convertible 20034800
ГАЗ-М20 Победа4600
Ford Maverick 5d 19954400
Nissan Micra 19954000
МЗМА-400 Москвич2500
Рекомендуется к прочтению  Тест на безопасность автомобиля iihs

В быту автовладелец также может столкнуться с проблемой жесткости. Например, при поддомкрачивании автомобиля, или заезде одним колесом на препятствие. Из-за кручения навесные элементы кузова (двери, капот) начинают плохо открываться. Причина как раз в недостаточной жесткости кузова.

Каким образом установка каркаса может повлиять на управляемость авто

Главной прочностной характеристикой кузова транспортного средства принято считать жесткость, которую закладывают еще во время производство в процессе проектирования транспортного средства

Немаловажно упомянуть, что у спортивных транспортных средств более высокий показатель жесткости, нежели у обычных решений, но поскольку они все равно являются конвейерным продуктом, все равно будут такие зоны, которые требуется дополнительно укреплять, прежде чем использовать кузов в профессиональных разновидностях автомобильного спорта. Если уровень жесткости кузова далек от идеального, тогда реакция на поворотные действия колонки руля становится несколько хаотичной

Изгибы кузова и податливость стали в зонах крепления подвесочных рычагов вносят диссонанс в рабочий процесс обеих осей транспортного средства. Частые скручивания транспортного средства заставляют материал быстрее изнашиваться, увеличивается усталость. Спустя некоторое время это приведет к расхождению швов сварки на кузове и развитию коррозии. Как известно, наши климатические условия далеки от идеальных условий.

Нельзя не затронуть в данной статье и то, что управляемость оказывает влияние и на кузов транспортного средства. В данном случае трех дверные транспортные средства и купе в плане жесткости обгоняют остальных благодаря свойствам кузова. Они обеспечивают максимальный уровень сопротивления изгиба за счет отсутствия дополнительных дверей и компактности формы.

Наиболее мягкими считается транспортные средства типа универсалы.

Если установить каркас безопасности на ваз 2108, тогда кузов перестает нести в себе несущую конструктивную функцию и будет, скорее всего, в качестве обложки. Все нагрузки идут непосредственно на каркас и равномерным образом распределяются по нему, за счет пересечения большого числа элементов, тема которых будет затронута ниже в статье.

Транспортное средство становится собранным, а реакция на рулевые повороты будет значительным образом увеличена.

Последние изменения

Завершено рассмотрение судебного дела
№А60-32801/2006 от 25.10.2006 в
первой
инстанции.
Организация
в роли ответчика, сумма исковых требований 10 900 324 руб.

Новое судебное дело
№А60-32801/2006 от 25.10.2006 в роли ответчика, сумма исковых требований 10 900 324 руб.

Завершено рассмотрение судебного дела
№А60-37051/2005 от 26.10.2005 в
первой
инстанции.
Организация
в роли ответчика, сумма исковых требований 3 094 443 руб.

Новое судебное дело
№А60-37051/2005 от 26.10.2005 в роли ответчика, сумма исковых требований 3 094 443 руб.

Каркас безопасности своими руками

Как показывает практика, самой удобной платформой для
постройки спорткара является отечественный кузов ВАЗ. Разработать и воплотить в
реальность конструкцию каркаса можно и самостоятельно.

При изготовлении «клетки», в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ 8734-58, используется стальная труба двух сортаментов – 45х2,5 и 40х2,0 см. Сталь должна быть нелегированной, с содержанием углерода не более 0,3%. Это нужно для того, чтобы каркас был достаточно гибким и не лопался при деформации.

Также придется обзавестись трубогибом, чтобы придавать рабочему материалу оптимальную форму под нужным углом, поскольку нагрев категорически запрещен. При изгибе труба все равно будет плющиться, и разница между меньшим и большим диаметром не должна превышать 10%.

Чтобы точно отрезать и подогнать трубу, можно воспользоваться сервисом http://metalgeek.com/static/cope_big.pcgi После того как программа сделает развертку, нужно распечатать ее на принтере и перенеси на трубу.

Варить лучше на аргоном или полуавтоматом. Основные точки сварки – стойки крыши, пороги. Используются как продольные элементы с левой и правой стороны кузова, так и косынки с накладками для повышения жесткости центральных стоек при боковом столкновении.

Косынки в омологированной конструкции обязательно должны иметь отверстия для инспекции сварного шва.

Обратите внимание на схему создания системы безопасности
автомобиля ВАЗ, начиная с «копейки» и заканчивая «семеркой». Если вы планируете принимать участие в соревнованиях на профессиональном уровне, забудьте о самостоятельном изготовлении

Придется покупать омологированный каркас. Это конструкция, прошедшая официальные испытания, качество которой гарантирует производитель. Она обязательно должна быть сварной и отвечать всем требованиям, предъявляемым официальными организациями

Если вы планируете принимать участие в соревнованиях на профессиональном уровне, забудьте о самостоятельном изготовлении. Придется покупать омологированный каркас. Это конструкция, прошедшая официальные испытания, качество которой гарантирует производитель. Она обязательно должна быть сварной и отвечать всем требованиям, предъявляемым официальными организациями.

Мне нравится2Не нравится

Итоги

Если Вам захотелось построить настоящее спортивное транспортное средство, с тотальным увеличением жесткости кузова и максимальным уровнем безопасности, тогда рекомендуется забыть о каркасах с болтовым соединением. В таком случае необходима сварка. Не стоит также накручивать себя на тот счет, каким образом приварить конструкции и как это можно осуществить самостоятельно, лучше довериться специалистам в данной области. Поскольку они будут заниматься полной разборкой салона, отталкиваясь от своих схем и чертежей, выполнят каждое необходимое отверстие, согнут необходимую трубу и осуществят все должным образом.

Комфортабельность с такой конструкций несколько уменьшится, однако уровень жесткости и безопасности будет значительно увеличен.

Также стоит помнить и том, что если Вы решите установить в свое транспортное средство данную конструкцию безопасности, пройти технический осмотр в РФ на таком транспортном средстве будет проблематично – потребуется получение необходимой сертификации. Так же эксплуатация по городу машин с каркасами, запрещена. В законе указано, что передвигаться на транспортном средстве с каркасом можно лишь с одетым шлемом, однако и здесь подвох, ведь в нем также нельзя ездить по городу.

Источник https://znanieavto.ru/korpus/karkas-bezopasnosti.html

Источник https://fb.ru/article/368670/karkas-bezopasnosti-boltovoy-i-svarennyiy-karkas-dlya-avtomobilya

Источник https://drag2ter.ru/karkas-bezopasnosti.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: