Несущий кузов автомобиля в массовом производстве – благо или неверное развитие отрасли?

Содержание

Несущий кузов автомобиля в массовом производстве – благо или неверное развитие отрасли?

Отрасль автомобилестроения стремительно развивается. Но не все нововведения воспринимаются на ура. Так массовое производство автомобилей с несущим кузовом вместо стандартного рамного у многих вызывает негативные возражения. Уместны ли они? Разберемся в характеристиках, структурных особенностях, плюсах и минусах и сможем сделать объективный вывод.

Несущий кузов – что это? Принципиальные отличия

Традиционной считается рамная конструкция кузова. Но постепенно ей на смену пришла инновационная разработка – несущий кузов. В нём объединены в одно целое рама и сам кузов. Несущий поскольку несет в себе всю тяжесть «начинки».

В местах, наиболее уязвимых установлены усиления, как и в нижней части (там, где в традиционной версии находится рама) стоят поперечные и продольные силовые элементы. Единый кузов «собран» из спрессованных листов разной формы, соединенных методом «контактная сварка». Такую конструкцию годами использовали в авиастроении.

Несущий кузов легче и прочнее. Нагрузка распределена по всей конструкции (а не только на нижнюю часть, как в рамной конструкции). С появлением новой технологии создания кузова автомобиля, появилось и больше возможностей для дизайнеров, для создания уникальных экстерьеров. Однако традиционная форма не «канула в лету»: грузовики, тяжелые внедорожники и некоторые легковые автомобили до сих пор производят на раме.

История: из авиации в автомобилестроение

Первым, кто запатентовал, удачный прототип несущего кузова, оказался инженер Джозеф Ледвинка. И в этом ему помогла производственная мощь компании Budd (снабдила прессом для листовой стали).

Первый автомобиль с несущим кузовом выпустил холдинг Citroen. Все современные автомобили (с такой же конструкцией) похожи на него. Автомобиль Traction Avant 1934 года выпуска имел все необходимые силовые элементы, был сварен методом «контактная сварка».

Широкое распространение автомобили с несущим кузовом получили в 60-70-е годы.

Типы несущих кузовов

В безрамной конструкции нагрузка распределяется по всему кузову. И тем не менее, выделяют типы, в которых несущим является основание и типы, в которых несущим является корпус.

Несущие основание

В основном нагрузки ложатся на днище. Поэтому его изготавливают плоским и используют высокопрочный металл.

Несущий корпус

Нагрузка ложится на каркас. Кузовные панели при этом оказываются менее нагруженными. Усиление используется лишь в некоторых местах.

Устройство несущего кузова

В каждой из частей кузова – передней, центральной и задней – несколько составных элементов.

Конструкция передней части

Передняя часть кузова состоит из следующих элементов:

это полые, продольные силовые элементы в низу кузова (лонжероны, аналог рамы), крепятся к моторному отсеку и, с другой стороны, к низу колесных арок;
панели вокруг колес, усиленная верхняя часть и места рядом с передними дверьми (передние крылья);
чашки кузова – усиленные части, удерживающие стойки подвески (слиты с внутренней частью крыльев);
подкапотная рама, удерживающая радиатор, является поперечным структурным элементом, который придает жесткости этой части кузова (прикреплена к лонжеронам и крыльям);
усилитель бампера, защищает от удара при аварии (возле лонжеронов).

Подрамник

В некоторых авто также есть подрамники. Они либо заменяют лонжероны, либо усиливают эти конструктивные элементы. Подрамник монтируют на подвеску, чтобы меньше шума и вибраций доходило до салона. Также он может служить опорой для двигателя и дополнительным силовым элементом, увеличивающим жесткость всего кузова.

Проще говоря это часть рамы, которая позволяет повысить шумоизоляцию.

Производители современных автомобилей искали способ снизить уровень шума, который свойственен машинам с несущим кузовом. И нашли – применение в конструкции фрагмента рамы (подрамника) помогло снизить вибрации, уровень шума от колес, мотора. Кроме того его применение значительно упростило сборку автомобиля. А если требуется подрамник может послужить и опорой для тяжелого мотора (в легких авто такой двигатель можно установить, только обеспечив надежную опору снизу, иначе кузов деформируется).

Подрамники устанавливают на:

дорогих автомобилях (бизнес-класс), чтобы повысить уровень комфорта в салоне;
на компактных моделях с тяжелым двигателем (чаще всего подрамник можно встретить на спортивных ТС, класс GT), чтобы обеспечить дополнительную жесткость там, где она необходима.

Подрамники различаются формой (прямоугольные, крестовидные) и конструкцией (тройная, двойная и из одного элемента). Наиболее распространенной разновидностью является конструкция из двух подрамников (переднего и заднего). Монтируются на переднюю и заднюю подвеску, чтобы поглощать шумы и вибрацию.

Но прежде чем выберите автомобиль с несущим кузовом и подрамниками, стоит учесть минусы такой конструкции. А они есть:

Присутствие подрамника не на много, но ухудшает пассивную безопасность автомобиля (не деформируется при ударе, не позволяет гасить удар).
Наличие подрамников уменьшает дорожный просвет (снижает внедорожные возможности автомобиля).

Центральная часть

Центральную часть можно разделить на следующие составные элементы:

днище, часто представляет собой цельную панель, усилено в местах крепления кресел и снизу (поперечные и продольные силовые элементы);
крыша, стойки, двери, т.е. салон, везде усиленные панели (вокруг салона, за панелью приборов, усиленная поперечина в крыше, сами двери и стойки создаются из прочной стали);
боковая панель, создается из одного элемента, без сваривания (чтобы уменьшить подверженность коррозии);
пороги в нижней части дверных проемов, также усиленные, служат боковой поддержкой для днища, сварены с ним;
панель в форме полки за задними сиденьями, у основания заднего стекла;
перегородка, разделяющая салон и багажник;
двери, усилены с внутренней стороны.

Одной из самых больших панелей является панель крыши, но при этом являет собой наиболее простую конструкцию. Переходит в заднее крыло (приварена). Шов ровный, создан специальным способом ( приварен при помощи кремнистой бронзы либо латуни ). Этот способ также позволяет создать единое полотно, устойчивое к нагрузкам, вибрациям и к коррозии. Полотно усилено с внутренней стороны.

Задняя часть кузова

Также, как и в передней части здесь присутствуют лонжероны, крылья, задние кузовные чашки. Лонжероны удерживают пол багажного отсека. Пол создают из тонкого листа, усиленного за счет штампования. В этом листе создают нишу под запасное колесо. Пол приварен к задним крыльям, а крылья – к кузову.

Пенный наполнитель в полостях

Для уменьшения вибраций и уровня шума в некоторые детали несущего кузова заносят специальный пенополиуретановый наполнитель (по составу существенно отличается от строительной пены). Заносят внутрь конструкций, но только в тех местах, где не планируется сварка. Он не плавится, не является горючим веществом, и все же варить части кузова рядом с ним нежелательно (можно резать «болгаркой»).

Каждый производитель размещает пену по кузову на свое усмотрение. Но, как правило, она присутствует в углах, изгибах (вдоль стоек), под центральной стойкой и возле колесных арок.

Типы сталей в конструкции

Силовые элементы создают из высокопрочной и сверхпрочной стали (предел прочности в 2-4 раза выше, чем у обычного стального листа). Остальные детали делают из низкоуглеродистой стали. Увеличивают её прочность штампованием.

Как правило, элемент, образующий ниспадающую линию крыши, а также пороги и с внутренней стороны и с внешней созданы из высокопрочной стали. Центральные стойки усилены только снаружи (внутри применен прочный материал). Из прочной стали создают задние стойки (с внешней стороны), а также верхнюю часть передних крыльев (над арками). Полностью из прочной стали создают продольные и поперечные усиленные элементы в нижней части автомобиля (в основании).

Типы сталей используемые при производстве Volvo XC40

Типы сталей используемые при производстве Volvo XC40

Усиленные элементы производители могут создавать из комбинации типов стали. Выше описана лишь примерная схема расположения типов сталей в конструкции несущего кузова.

Все элементы из стали разного уровня прочности сваривают лазером (точечная сварка контактного типа).

Зона запланированного сжатия

В автомобилях с несущим кузовом созданы так называемые зоны запланированного сжатия. Прочность кузова в этих зонах намерено ослаблена, чтобы при ударе автомобиль сжимался в нужных местах. Это позволяет получить предсказуемые повреждения, снизить вред, погасить силу удара. Эти зоны необходимы для увеличения безопасности пассажиров и водителя.

Зоны запланированного сжатия предусмотрены на лонжеронах, на капоте.

Сам несущий кузов спроектирован так, чтобы он легко сжимался спереди и сзади, а в центральной части оставался цельным (где в креслах находятся люди).

Преимущества и недостатки

Несущий кузов – современное конструктивное решение. Но и у него есть как плюсы, так и минусы.

Минусы:

Больше, чем в рамных, ощущается вибрация. Выше и уровень шума. В современных авто эта проблема решена за счет применения шумопоглощающих элементов – подрамников.
Ржавчина может ухудшить жесткость всей конструкции, негативно скажется на безопасности водителя и пассажиров. Поэтому производители предусматривают меры для обеспечения максимально возможной защиты от коррозии.
Лишь силовые элементы созданы из высокопрочной стали, остальное из тонкого листа, прочность которого увеличена за счет штампования.
Автомобили с несущим кузовом менее безопасны в случае бокового столкновения (по результатам краш-тестов).
Общий уровень прочности ниже, чем у рамных агрегатов.
Так как кузов – единое целое, при столкновении возможны второстепенные повреждения.
Затруднен капитальный ремонт. Нет возможности как с рамной конструкцией отделить кузов от «начинки», чтобы получить к ней удобный доступ.
Как отмечают владельцы, с годами конструктивные элементы кузова начинают «ходить ходуном» (то двери не закрываются, то багажник не попадает в свои границы). Особенно если часто выезжать на бездорожье. Если осознать, что безопасность зависит от степени изношенности металла, вырисовывает плачевная перспектива уже через 7-10 лет (эксплуатировать современные автомобили более 15 лет вообще не представляется возможным).
Недостаток несущей конструкции назвали и сами производители. Производить автомобили с несущим кузовом сложнее, чем с рамным. Сложнее прикрепить навесное оборудование.

Плюсы

После внушительного списка минусов, стоит вспомнить обо всех уже названых плюсах:

несущий кузов легче, а, значит, такой автомобиль динамичнее, резвее, легче управляется;
меньше расход топлива;
центр тяжести ниже, а значит автомобиль более устойчив, меньше риск перевернуться;
повышенная пассивная безопасность; авто с несущим кузовом более безопасны в случае фронтального столкновения, чем с рамным (результаты краш-тестов);
при создании безрамных конструкций «съедается» меньше салонного пространства.

Вывод

На автомобильном рынке сейчас гораздо больше моделей с несущим кузовом. Эта конструкция популярнее рамной, несмотря на очевидные недостатки. Главная причина, по которой безрамная конструкция пользуется популярностью – повышенная пассивная безопасность (сверхпрочная сталь, зоны запланированного сжатия).

Но даже если отбросить главную причину, во многих ситуациях несущий кузов действительно оказывается уместным решением. Подходит для массового производства, создания классических легковых автомобилей. Для быстрой, комфортной езды по городским дорогам. Не подходит для любителей бездорожья, для любителей премиум-класса (премиальные легковые авто создают на раме).

Рамные внедорожники с полным приводом продолжают выпускаться

Тема нашей сегодняшней статьи – рамный внедорожник с полным приводом. Многие считают, что эта конструкция стала давно пережитком прошлого. Но далеко не все автолюбители поддерживают это мнение. Да и ряд производителей продолжает выпускать классические джипы такого типа. Их нашего обзора вы узнаете всё об этом типе конструкции, а также о том, какие машины можно найти на современном автомобильном рынке.

рамная конструкция

Что такое рамные джипы?

Рамный джип – что это такое? Это такой тип автомобиля, в котором на раму крепится двигатель, КПП, раздатка и прочее. А кузов надевается, словно крышка на эту конструкцию. В некоторых авто используется несколько иная система, которую принято называть интегрированной рамой. В этом случае рама сваривается с кузовом, хотя внешне выглядит точно так же.

В чём отличие несущих кузовов от аналогов с интегрированной рамой? Во втором случае имеются лонжероны. Они проходят от заднего бампера к переднему. Есть у такого решения свои плюсы и минусы. Плюс в том, что производитель может создать в нужных местах зоны деформации. Да и ходовая намного лучше воспринимает езду по сложным участкам дороги и перевозку тяжёлых грузов. Минус в том, что такие модели внедорожников имеют проблемы с гашением вибраций на кузове.

Плюсы и минусы рамной конструкции

У рамных моделей есть больше возможностей для тюнинга. К примеру, если владелец авто захочет поставить колёса большего диаметра, или сделать «лифт», он сможет себе это позволить. Второй момент связан с ДТП. Если ваша машина попала в аварию, рамный автомобиль восстановить в разы легче.

Haval H5

Если говорить о ходовой части, то здесь она будет более надёжной и прослужит дольше, при условии регулярного технического обслуживания. Если вам предстоит эксплуатировать машину в тяжёлых условиях, на бездорожье, буксировать другие авто, шансов больше у рамного джипа.

Недостатки есть, и они для многих владельцев являются весьма ощутимыми. К примеру, наличие рамы сразу же сказывается на увеличении массы и уменьшении объёма салона. Приходится искать выход в облегченных материалах, увеличении кузова и т. д. Повышение массы авто негативно сказывается на его экономичности. Сорвать с места более тяжёлый джип сложнее. Увеличивается расход топлива.

В большинстве случаев, управляемость у рамных моделей внедорожников хуже. Уступают они и в таком параметре, как пассивная безопасности. Определить зоны деформации весьма проблематично.

Рамные внедорожники в России

В нашей стране такие автомобили выпускаются довольно таки давно. Самый известный из них, это УАЗ Хантер. Ульяновский джип в привычном ныне виде выпускают с 2003 года. Но, по сути, это просто модернизация старой машины, производившейся с начала семидесятых. А та, в свою очередь, базировалась на ГАЗ-21 «Волга». Если посмотреть на дизайн, то можно понять, что он является отсылкой к «военно-полевому» прошлому, как и Хаммер, Гелендваген и Ленд Ровер Дефендер.

UAZ Patriot

Если вам нужен рамный внедорожник с полным приводом и более современным дизайном, взгляните на УАЗ Patriot. Это такой себе российский Ленд Крузер, только в разы дешевле, и, ясное дело, менее комфортный. Хотя клиренс и габариты примерно те же. При небольшой доплате можно получить машину с ABS и кондиционером. Есть на выбор дизель и бензиновый агрегат.

Современные рамные внедорожники в Китае

Первым мы решили вспомнить китайский бренд Great Wall. У этого производителя есть несколько джипов и пикапов, использующих стандартную рамную конструкцию.

Во-первых, это пикап Wingle 5. В базе он дешевле УАЗа, но, если вы хотите полный привод, цена выше где-то на 20%. Движки на него ставят либо японские от Mitsubishi (бензиновые), либо свои, выпускаемые с использованием лицензированных технологий Бош.

джип Nissan

Популярны и другие две машины – классические джипы Haval H3 и Haval H5. Первый использует двухлитровый движок, выпускаемый по лицензии японцев, имеет ABS и EBD. Машина ломает все стереотипы о китайском качестве, взяв 4 звезды в краш-тестах Euro NCAP.

У «Пятёрки» цена повыше, движок бошевский дизель, созданный совместно с инженерами Great Wall. Полный привод подключаемый. Трансмиссия либо АКПП – 5, либо МКПП – 6.

Модели из Южной Кореи

Верны традициям и в Южной Корее. Мы не стали составлять список рамных внедорожников всех марок, выпускаемых в этой стране, но подобрали интересные и недорогие. Популярный в СНГ бренд Ssang Yong в Южной Корее считается производителем второго дивизиона, уступая KIA и Hyundai. Но нельзя сказать, чтобы продукция заметно уступала конкурентам.

Флагманский кроссовер Rexton – живой пример того, что авто с рамной конструкцией сохраняют актуальность. Предлагается с бензиновым и дизельным двигателями. Доступны версии до и после рестайлинга. Разница в цене между ними около тысячи долларов. Также выпускаются кроссоверы Kyron, Actyon и Actyon Sports (пикап с дизельным движком и АКПП). Машины собираются не только в Южной Корее, но и на заводах Казахстана, России и Украины.

Actyon

Одним из лидеров южнокорейского рынка является торговая марка KIA Motors. Здесь выпускается кроссовер Mohave с рамной конструкцией. Производят его на родине, а также в Калининграде и казахстанском Усть-Каменогорске. Пятидверный SUV выпускается с 2008 года. Недавно объявлено про появление обновлённой версии 2016 – 2017 года. Она получит двигатели:

дизель 3,0 л./255 л.с.
GDI 3,7 л./276 л.с.

Доступны 3 варианта автоматической коробки передач – 5, 6 и 8-ступенчатые.

Японские джипы с рамной конструкцией

Перечислим лучшие рамные внедорожники, выпускаемые в Японии. Начнём мы с Nissan. Этот производитель предлагает два джипа и два пикапа такого типа. Современная версия Pathfinder выпускается с рамой. В базовой комплектацией вы получаете полный привод и дизельный двигатель. Коробки передач есть как автоматические, так и классическая механика.

У последнего поколения Nissan Patrol рама интегрированная. Подвеска независимая. Насколько можно отнести эту машину к описываемой категории? Можно, но лишь частично. Более ранние поколения имели классическую рамную конструкцию.

Nissan Patrol

Также есть пикапы NP 300 и дорогой комфортный Navara. Оба с 2,5 л. дизелем и МКПП. Но если первый хорош для пригорода, то на втором можно с шиком покататься по городу. У Mitsubishi есть две машины на одной платформе – L 200 и Pajero Sport. Движок первого – всё те же, что и у Ниссана, 2.5 литра, коробка АКПП-4.

Кто предлагает самый большой список рамных джипов, так это Тойота. Здесь выбор очень большой:

FJ Cruiser – выпускается с 2007 года. Движок 4 литра, классический дизайн, полный привод, АКПП с возможностью ручного переключения;

FJ Cruiser

Fortuner – SUV на базе Hilux. Выпускается в заднеприводной и полноприводной модификациях. Двигатели есть бензиновые на 2,7 и 4 литра, а также дизели на 2,5 л. и 3 л. с Common Rail;
4Runner – джип, выпускаемый с 1984 года. Сейчас производится 5 поколение с 4-литровым агрегатом и АКПП-5, полный привод;
Land Cruiser 200 и 150 Prado. Знаменитые «крузаки» выпускаются в бензиновом и дизельном исполнении, и пользуются огромным успехом;
Hilux – один из самых успешных пикапов в истории. Есть дизели 2.5 л./144 л.с. с автоматикой и 3 л./172 л.с. с механикой.
Tundra – огромный пикап, выпускаемый с 2000 года. Современное поколение с бензомотором 5,7 литра и АКПП-6. То же «железо» у внедорожника Sequoia, который даже больше, чем Ленд Крузер.

Tundra

Пополнит наш список рамных кроссоверов и внедорожников маленький, но удаленький Suzuki Jimny. Это такой себе «японский УАЗ», только с кондиционером и системами безопасности. Комфортным езду на нём назвать сложно. Зато это полноценный вездеход, простой и надёжный. Доступен только с бензиновым агрегатом 1,3 л./85 л. с. Есть 2 коробки на выбор – АКПП-4 и МКПП-5.

Еще один рамный «малыш» – Daihatsu Terios. Постоянный полный привод и высокая надёжность, двигатель 1,3 и 1,5 л. Полноприводная версия оказалась даже круче более дорогой и престижной RAV4.

Европейские рамные внедорожники

Самый известный представитель Европы – немецкий Mercedes G-class. Что тут говорить – «гелики» знают и любят во всём мире, и наша страна не является исключением.

Mercedes G-class

Продолжает список марок внедорожников с рамной конструкцией другой дорогой джип – Land Rover. От Гелендвагена он отличается очень сильно. Во-первых, он не такой комфортный, во-вторых, совсем другой в управлении. Land Rover Defender выпускают с турбодизелем 2,4 литра и полным приводом.

Также стоит упомянуть Volkswagen Amarok. Это пикап, выпускаемый в двух и четырёхдверной модификациях. Первая машина сошла с конвейера в 2009 году. Производится в Аргентине и Германии. Машина участвовала в ралли Дакар, взяла 4 звезды Euro NCAP, и в целом отлично себя показывает.

Модели из США

Американцы решили не отставать от японских коллег. Они выпускают немало представителей вымирающего семейства, которые, кажется, вымирать не планируют. У компании Крайслер есть сразу два направления. Это внедорожники Jeep Wrangler, имеющие самый классический из возможных дизайн, и пикапы RAM 1500/2500/3500.

Jeep Wrangler

Если перебрать самые известные внедорожники мира, то в числе первых будет Jeep. Он – настоящая легенда мирового автопрома. Выпускается с 3 и 5 дверями, комплектуется бензиновыми и дизельными моторами. Коробка МКПП/АКПП на выбор. Выпускается с 1987 года. Сейчас на рынке представлено 3 поколение. Самый крутой и внедорожный – Rubicon.

Dodge Ram c 2011 года называется просто RAM – добротный пикап, в котором вы будете одинаково комфортно себя чувствовать в городе и на просёлочной дороге. Выбор двигателей огромный. Но самый популярный HEMI 5,7 литра. Очень мощный и очень прожорливый агрегат.

Если продолжить перечислять американские рамные внедорожники, список лучших продолжат Ford F-150 и не менее популярный Expedition. Первый – один из конкурентов RAM – мощный пикап. Второй – классический внедорожник. Сейчас производится 3 поколение этих машин с движками на 3,5 и 5,4 литра и 6-ступенчатой автоматикой.

Cadillac Escalade

Не забываем и про огромный внедорожник Cadillac Escalade. Машина производится также с удлинённой базой и в виде пикапа класса «люкс». В США пользуется огромной популярностью. Выбор двигателей ограничен одним бензиновым агрегатом на 6,2 л, который комплектуется надёжной автоматической коробкой передач.

Также не стоит забывать и про Шевроле Тахо. В СНГ этот автомобиль не стал популярен, а вот у себя на родине покупается весьма неплохо. Машина не самая дешёвая, но своих денег стоит. Есть модели с удлиненной базой, выпускаемые под марками Chevrolet Suburban и GMC Yukon XL.

Chevrolet Suburban

Сейчас на рынке представлено четвёртое поколение «Тахо» с двигателями ЭкоТек на 5,3 и 6,2 литра. Мощные V-образные «восьмёрки» имеют мощность 360 и 426 л. с.

Что лучше – полноприводный кроссовер, или рамный внедорожник?

Есть немало автолюбителей, убеждённых в том, что эра настоящих полноприводных машин прошла. Они считают, что авто, вроде Opel Mokka и Nissan Juke – не более, чем игрушки для девочек и хипстеров. При выезде с более-менее ровной трассы обе машины могут запросто увязнуть в первой же грязевой луже, а поскакав по кочкам года два, попросту рассыплются на отдельные запчасти.

Jimny

Но давайте взглянем правде в глаза – люди хотят ездить с комфортом. Несколько лет назад были сравнительные тесты этих двух кроссоверов и упомянутого Jimny. Современные марки джипов, это сугубо городские машины, рассчитанные на езду по ровной/относительно ровной дороге. При выезде на бездорожье, которое у нас сплошь и рядом, мы получаем практическую бесполезность таких машин, как Juke.

В США и Японии это отлично понимают, поэтому выпуск классических джипов не прекращается. Пока в мире есть сельская местность, степи, прерии и плохая погода, превращающая любую дорогу в направление, классический внедорожник с полным приводом и надёжной рамой будет востребован. Летать над дорогой авто пока не обучились, воздушная подушка тоже не стала общепринятой нормой. Следовательно, ждать «смерти» целой плеяды знаменитых автомобилей не стоит.

Войны между паркетниками с несущим кузовом и джипами с несущей рамой нет. Эти машины создаются для разных условий и разных людей. Есть немало автомобилистов, у которых в гараже может быть УАЗ для рыбалки и Mokka для повседневных поездок по городу. В Европе и США подобное явление тоже давно стало нормой.

Mokka

Американцы похожи на россиян тем, что в большинстве своём консервативны. А в таком деле, как создание машин, они вдвойне верны традициям. Вы можете представить Wrangler в виде паркетника с несущим кузовом? Мы – нет, и инженеры в Крайслер тоже вряд ли видят такую перспективу даже в кошмарах.

Мы предложили вам на рассмотрение список внедорожников всех марок (почти всех), выпускающихся с рамной конструкцией. Упомянуты те, что производятся до сих пор. Если бы мы начали вспоминать те машины, что уже сняты с производства, можно было бы написать не статью, а энциклопедию. На этом наш обзор подходит к концу. Если вы его использовали с целью выбора своей будущей машины, надеемся, что информация оказалась полезной.

А далее видео про конструкцию рамного внедорожника:

В чем прелесть рамных автомобилей и какими они бывают

Все знают, что настоящий крутой внедорожник должен быть рамным, иначе это не внедорожник вовсе, а кроссовер. А, собственно, почему? Мы выяснили, по какой причине конструкторы автомобилей пришли к рамным схемам и как такие конструкции развивались с годами.

Как собрать воедино все агрегаты самобеглой коляски, обеспечив их точное взаиморасположение при любых условиях движения? Первые автоинженеры об этом долго не думали. Все было уже придумано до них, и варианты были перед глазами: или несущий «кузов» телеги и кареты, или рамная конструкция паровоза и прочего железнодорожного транспорта. Тогда вопрос был решен в пользу рам, а сегодня автомобили с традиционной рамной конструкцией встречаются довольно редко. Хотя элементы рамной схемы использует большинство современных серийных машин.

Что такое рама?

В общем понимании рама (в терминологии первой половины прошлого века — остов) — это пара лонжеронов из металлического профиля, соединенных несколькими поперечинами. Рама служит основой, силовым каркасом, на который «навешиваются» кузов, силовой агрегат, элементы подвески и т.д.

«Остов» автомобиля начала века, фото: Wikipedia.org

Почему конструкторы выбирали раму?

1. Несущий кузов был или недостаточно жестким, или слишком тяжелым — сказывался тогдашний низкий уровень технологий.

Важная особенность рамной конструкции, плоской по сути, заключается в низком сопротивлении кручению по сравнению с несущей конструкцией коробчатого по своей сути кузова. На протяжении всей «рамной эпохи» этот вопрос решали двумя способами — увеличивая толщину металла и количество поперечин или меняя характеристики самого металла.

Проблема в принципе оказалась решаемой, тем более не всегда низкая сопротивляемость кручению вредила автомобилям. Так, в массовом советском грузовике ЗИС-5 «эластичная» рама («перепады» между диагонально противоположными концами рамы могли достигать 3-4 см) значительно повышала проходимость трехтонки, не позволяя на ухабах колесам вывешиваться. Потеря контакта колеса ведущего моста с дорогой чревата остановкой машины из-за «ухода» крутящего момента на поднявшееся колесо, поэтому трехтонка ЗИС ценилась на фронтовом бездорожье в период Великой Отечественной.

1autowp.ru_zis_5_2.jpg

2. На одной и той же платформе можно было продавать множество моделей автомобилей под разные запросы клиентов.

Это сейчас термин «платформа» понимают как некую общность деталей двух разных авто. В первой половине ХХ века технология работала буквально.

Многие автомобили продавались в виде шасси — рамы со всеми агрегатами ходовой части вплоть до руля и педалей, а кузов клиент уже сам заказывал специализированному ателье. В итоге покупатель, обладая достаточным количеством финансов, мог позволить себе абсолютно эксклюзивный авто с полностью серийной агрегатной базой. Сейчас такое уже, увы, невозможно.

«Остов» автомобиля начала века, фото: Wikipedia.org

Эволюция рамы

Изначально для изготовления остова применялись твердые породы дерева, реже —металлические трубы. В 1910-х годах на грузовых автомобилях уже стали внедрятся рамы с привычным нам открытым профилем.

Лонжеронные рамы

В английской терминологии этот вид рам часто называют лестничным из-за внешней схожести с одноименным предметом. Два продольных лонжерона чаще всего выполнены из открытого профиля. Форма поперечных балок бывает разной (К-образные, Х-образные, перпендикулярные), а фрагменты рам могут соединяться между собой при помощи сварки (преимущественно легковые автомобили), заклепок (грузовики) или даже болтов (штучные экземпляры).

1Developed_ladder_chassis_with_diagonal_cross-bracing_and_lightening_holes_(Autocar_Handbook,_13th_ed,_1935).jpg

Лонжеронная рама, фото: Wikipedia.org

Сегодня клепаные рамы чаще всего применяются на пикапах и грузовых автомобилях. К лонжеронным рамам некоторые инженеры также относят и Х-образные рамы, которые значительно легче (на них построена вся американская классика 50-х, а также советские «Чайки» — ГАЗ-13 и ГАЗ-14). Главное преимущество лонжеронной рамы — простота конструкции и технологичность. Главные же недостатки — большой вес и громоздкость, что отрицательно сказывалось на полезном пространстве внутри машины.

1autowp.ru_gaz_13__chayka__8.jpg

Хребтовые рамы

История хребтовых (центральных) рам началась в 20-х годах ХХ века в Чехии. Конструкторы автомобилей марки «Татра» первыми разработали и внедрили новую схему в свои автомобили. Главный элемент конструкции — труба, соединяющая картер заднего ведущего моста с силовым агрегатом и трансмиссией. Внутри этой несущей на себе всю нагрузку трубы расположен вал без карданного шарнира, передающий крутящий момент с двигателя на колеса. То есть соединение, в отличие от всех современных задне- и полноприводных автомобилей, было жестким.

Как показал опыт эксплуатации, основными преимуществами хребтовой рамы являются высокая крутильная жесткость и возможность легко создавать многоосные полноприводные конструкции. Основным недостатком считается трудный доступ к встроенным в раму агрегатам.

Хребтовые рамы в свое время применялись на легковушках, а сегодня успешно применяются как раз на грузовиках-вездеходах марки «Татра». Достаточно сказать, что на такой машине «Татра» Карел Лопрайс, выступая в марафоне Париж — Дакар, за 14 лет (с 1988 по 2002 год) шесть раз становился чемпионом в классе грузовиков и четырежды завоевывал серебро.

1autowp.ru_tatra_t815-2_ze_r55-16_600_4x4_2.jpg

Грузовой автомобиль «Татра»

Вильчато-хребтовые рамы

И снова Чехия… Вильчато-хребтовые рамы появились впервые перед Второй мировой на автомобилях родом из этой страны — «Шкодах» и «Татрах». Иногда вильчато-хребтовые рамы называют видом хребтовых рам. Главная особенность данного вида в том, что передняя и задняя части представляют собой трезубцы, образованные центральной трубой каркаса и отходящими от нее двумя лонжеронами, которые используются для крепления узлов и агрегатов.

В отличие от автомобилей с хребтовой рамой, в машинах с вильчатой конструкцией используется обычный карданный вал, а картеры мостов и двигателя не являются единым целым с центральной трубой. Яркими носителями этой конструкции являются довоенные «Татра-77» и «Татра-87». Это были революционные для своего времени комфортабельные автомобили: они отличались одновременно крайне низким для 30-х годов прошлого века коэффициентом лобового сопротивления (0,34), умеренным «аппетитом» и неважной управляемостью, вызванной заднемоторной компоновкой. Сегодня вильчато-хребтовые рамы в автомобильной промышленности не используются.

Периферийные рамы

Они являются следующим витком эволюции лонжеронных рам и нашли массовое применяться на американских «дредноутах» и крупных европейских легковых авто (к примеру, Opel Admiral) первой половины 60-х, по этому же принципу созданы все советские представительские лимузины, начиная с ЗИЛ-114.

Лонжероны в данной конструкции разнесены так широко, что при установке кузова они оказываются возле самых порогов. Вывод массивных элементов рамы к бортам автомобиля позволил конструкторам заметно понизить уровень пола в машине и уменьшить высоту самого автомобиля.

1Chassis_(PSF).jpg

Главными плюсами периферийной рамы считаются высокая стойкость конструкции к боковым ударам, а также лучшая приспособленность к конвейерной сборке. Главный же ее недостаток заключается в том, что такая рама не может сама воспринимать все нагрузки, поэтому кузов автомобиля должен быть более прочным, жестким, что сказывается на его весе.

До недавних пор (до 2012 года) с таким типом рамы выпускался комфортабельный седан Ford Crown Victoria, ставший символом американского такси и полицейского автомобиля 1990-2000-х годов. Инженерам удалось достигнуть удивительных показателей комфорта, в том числе благодаря применению особых резиновых демпферов, через которые кузов крепился к раме.

1autowp.ru_ford_crown_victoria_p71_police_interceptor_1.jpg

Ford Crown Victoria

Пространственные рамы

Пространственные или трехмерные рамы впервые появились в большом автоспорте в 20-х годах прошлого века. Они чаще всего создавались из тонких труб (изготавливавшихся с применением легированных сталей, изделиям из которых несвойственно кручение).

Вообще, трубные конструкции с трудом переносят нагрузки на изгиб. Поэтому, конструкторы стремились всегда к тому, чтобы трубы нагружались только на сжатие или растяжение, но не «на излом». Сегодня в автоспорте пространственные рамы уступили место монококам, но обрели вторую жизнь в автобусостроении. Кстати, до начала 2000-х годов все минивэны Renault Espace были построены именно на пространственной раме — трубчатый каркас обшивали кузовными панелями. Ради безопасности и удешевления производства от этой схемы отказались.

1Mercedes-Benz 300SL Coupe (Gullwing) W198 (1954) Chassis.jpg

Пространственная рама Mercedes-Benz 300SL Coupe (Gullwing) W198 (1954)

Несущее днище

Несущее основание автомобиля — это промежуточный этап между рамной конструкцией и несущим кузовом. В этом варианте рама объединяется с полом кузова. Самым массовым и самым известным обладателем несущего днища является германский «Фолькваген Жук», у которого кузов крепился к плоской панели пола на болтах. Также по схожему принципу выполнен другой массовый автомобильчик из соседней Франции — Renault 4СV аналогичной с «Жуком» заднеприводной компоновки.

Такая конструкция достаточно технологична при крупносерийном производстве, и притом удается обеспечить низкий центр тяжести машины и низкий уровень пола в салоне. У большинства современных автобусов днище также является несущим, только кузов к нему приваривается, а не прикручивается.

1autowp.ru_renault_4_cv_2.jpg

Гибридные конструкции

Конец 40-х годов ознаменовался массовым переходом автопроизводителей на несущие кузова. Но переход был постепенным, и многие автомобили с новомодными на тот момент понтонными кузовами имели элементы рамных конструкций. Чаще всего рамы, выполненные на половину длины машины, служили для установки силового агрегата. В этом плане характерной является конструкция ГАЗ -21 «Волга» (1955 г.).

Хоть ее кузов и был уже типичным цельнонесущим, спереди у нее имелся полноценный подрамник. Вваренный в пол, он имел вид двух лонжеронов, тянущихся от переднего бампера до зоны ног передних пассажиров. Впрочем, интеграция рам в тело кузова (или, если хотите, «обрастание» кузова элементами рам) — это уже другая тема, которой мы посвятим следующую статью.

1autowp.ru_gaz_21_volga_militsiya_2.jpg