Рамна конструкція кузова

Призначення

У автомобіля, як і у людини, є свій скелет. Саме до нього прикріплюються всі навісні системи і елементи. Називається такий каркас несучою системою автомобіля. Ці системи бувають рамними або безрамними. Чим же вони відрізняються?

Типи несучих систем

В основі рамних несучих систем лежить жорстка стрижнева конструкція, в якій елементи з'єднані між собою у всіх або декількох вузлах. Саме до цієї окремій рамі надалі прикріплюються всі основні системи автомобіля (двигун, рульове управління і т. д.). Кузов теж може кріпитися до рами. Така система характерна для вантажних автомобілів, тракторів і позашляховиків.

У безрамних системах функцію опори виконує сам кузов, тобто стає несучим. Такі системи складні у виготовленні, обслуговуванні і ремонті. Тим не менш, вони часто використовуються для сучасних легкових автомобілів і мінівенів.

В рамно-кузовних системах рама і кузов являють собою єдину конструкцію. Навантаження розподіляються між рамою і каркасом кузова. Ця система проста у виготовленні і обслуговуванні.

Пристрій рами

Рама – це найважча частина автомобіля. У середньому маса рами складає близько 15% від загальної маси машини. Рама повинна бути міцною, одночасно міцною та легкою, володіти високими технологічними якостями. Основні деталі рами – це дві подовжні балки, з'єднані поперечними. Кількість балок змінюється в різних марках машин. Рами часто виготовляють змінної ширини: в зоні двигуна трохи ширше, а в зоні заднього моста вже. Найбільш поширені клепані рами. Вони прості у виготовленні і найбільш технологічні. При дрібносерійному виробництві можливо болтове з'єднання. Бувають і суцільнозварні рами, використання яких доцільно для важкої дорожньої техніки. На окремій рамі кузов зазвичай кріпиться за рахунок кронштейнів на болтах з товстими гумовими прокладками, які потрібні для зменшення рівня вібрацій, одержуваних кузовом.

Основні види рам

Рами класифікують в залежності від типу несучої структури.

Лонжеронні. По своїй конструкції ці рами схожі на звичайні сходи. Тому іноді можна зустріти назву «сходова рама». Складаються такі рами з поздовжніх балок (лонжеронів) і поперечок. Застосовуються майже у всіх вантажівках.

Періферійні. У цих рам лонжерони в центральній частині значно розсунуті. При установці кузова вони виявляються за порогами дверей. Це дозволяє значно опустити підлогу кузова і зменшити загальну висоту автомобіля. Така конструкція підвищує безпеку при бічному зіткненні. Цей тип рами використовувався в радянських автомобілях ЗІЛ.

Хребтові. Головний елемент такої рами – центральна трансмісійна труба. Конструкція використовується в автомобілях з независимоей підвіскою обох осей. Перевага хребтової схеми – підвищена крутильная жорсткість. Однак ремонт вкрай утруднений, тому використовують цей вид рідко, лише на вантажівках покращеної прохідності.

Гратчасті. Ще їх називають трубчастими і просторовими . Вони являють собою систему з дуже тонких труб, легких , але при цьому жорстких на кручення. Такі рами використовують у спортивних і гоночних автомобілях.

Історія появи рамних конструкцій

Ідея використовувати раму в якості несучої конструкції виникла ще в самому початку розвитку автомобілебудування. У кінних екіпажах каркас кузова був дерев'яний, але для автомобіля його міцності було б недостатньо. Тому перші автомобільні рами робилися за аналогією з залізничним транспортом.

Втім, рами спочатку теж виготовляли з твердого дерева і лише іноді з металевих труб.

У 20-ті роки чехословацька фірма «Татра» придумала хребетну раму і застосувала її на ряді своїх моделей. Однак ця інновація використовувалася лише в Чехословаччині і не знайшла реалізації в інших країнах.

Приблизно в цей же час машинобудівники запропонували просторову раму. Аналогію вони провели з конструкцією човнової корпусу. Перший автомобіль з такою рамою - це Lancia Lambda 1922 року.

Американська компанія «Оберн» (Auburn) в ті ж роки розробила лонжеронну раму з Х-образної поперечиною. Вона поєднала в собі відносну легкість і підвищену крутну жорсткість.

Деякі довоєнні автомобілі оснащувалися сильно полегшеної рамою. Вона хоч і була відокремлена від кузова, але самостійно витримати всіх навантажень не могла. Тому частина з них все одно припадала на кузов. Приклад автомобіля з такою системою – Ford Префект.

Вже після Другої Світової війни популярність набуває несучий кузов. Проте не всі фірми-виробники прагнули перейти на виробництво автомобілів з таким типом каркасу. Адже при рамної конструкції можна було міняти дизайн кузова, в той час як рама залишалася в тому вигляді, в якому і була. У випадку з несучим кузовом автомобіля зміна дизайну ставало дуже складної і дорогої завданням.

Рами легкових машин і позашляховиків з 70-х років до нашого часу практично не змінилися. Певну еволюцію пройшла лише технологія їх виробництва. Наприклад, з'явився метод штампування еластичними засобами (обробка металів тиском). Однак використовують самі рами зараз значно рідше, ніж в 70-е. В основному ними обладнуються великі пікапи і позашляховики.

Переваги і недоліки

В сучасних легкових автомобілях перевагу віддано несучого кузова. Це відбувається в силу ряду причин. Незважаючи на явні переваги (проста конструкція, спрощена складання автомобіля на заводі, легкий ремонт), у рамного кузова є й істотні недоліки. По-перше, при розподілі функцій кузова і рами, доводиться значно збільшувати масу. По-друге, лонжерони, які проходять під кузовом , забирають у пасажирського салону значну частину. Пороги виявляються більшими, а це ускладнює посадку в автомобіль. По-третє, у рамних автомобілів рівень пасивної безпеки значно нижче, зважаючи на можливості зміщення рами відносно кузова при ударі. По-четверте, плоска рама поступається несучого кузова за показником жорсткості на кручення.

Таким чином, так як легковий автомобіль повинен бути і комфортним і безпечним, несучий кузов для нього став незамінний. У тих же автомобілях, якими необхідно працювати в складних умовах, використовують тільки рамні конструкції.

Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read