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:

1. Присутствие подрамника не на много, но ухудшает пассивную безопасность автомобиля (не деформируется при ударе, не позволяет гасить удар).
2. 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

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:

1. Больше, чем в рамных, ощущается вибрация. Выше и уровень шума. В современных авто эта проблема решена за счет применения шумопоглощающих элементов – подрамников.
2. Ржавчина может ухудшить жесткость всей конструкции, негативно скажется на безопасности водителя и пассажиров. Поэтому производители предусматривают меры для обеспечения максимально возможной защиты от коррозии.
3. Лишь силовые элементы созданы из высокопрочной стали, остальное из тонкого листа, прочность которого увеличена за счет штампования.
4. Автомобили с несущим кузовом менее безопасны в случае бокового столкновения (по результатам краш-тестов).
5. Общий уровень прочности ниже, чем у рамных агрегатов.
6. Так как кузов – единое целое, при столкновении возможны второстепенные повреждения.
7. Затруднен капитальный ремонт. Нет возможности как с рамной конструкцией отделить кузов от «начинки», чтобы получить к ней удобный доступ.
8. 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).
9. 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).

Установка багажника на крышу автомобиля

Типичная история, когда при подготовке к дальней поездке в салоне автомобиля заканчивается свободное пространство. По статистике каждый пятый устанавливает автобагажник на крышу автомобиля. На приобретение прицепа многие не решаются так как много сложностей. Вариант установить багажник проще и менее затруднительный. Попробуем разобраться в вопросе установки багажника на крышу автомобиля.

Виды автобагажников

Для каждой модели машины существуют свои способы установки багажника. Иногда это зависит от вида багажника:

1. Открытый. Позволяет размещать объемные предметы и надежно их фиксировать. Представляет собой открытую платформу. Этот доступный способ для транспортировки отличается невысокой ценой. Недостаток конструкции в преобладании слабых аэродинамических характеристик и минимальной защиты в непогоду. А плюс в том, что крепление прочное и прослужит долгое время. Конфигурация открытого багажника:
   • Легковесная алюминиевая корзина с бортами. Сезонный «друг» дачника.
   • Экспедиционный багажник весом до 30 кг. Защита для езды по бездорожью, нежели багажник. Ставится на внедорожники.
   • Поперечно-дуговая площадка из круглого или квадратного профиля. Облегчает перевозку строительных материалов.

Их отличает специальная система удержания предметов от падения во время поездки.

Тонкости выбора

Выбирая багажник, тщательно изучаются виды и информация о грузоподъемности. Если у прицепа пружинистая подвеска в любом исполнении, которая облегчает манёвры по бугоркам и ямкам, то в случае с багажником на крыше автомобиля, с амортизирующей подвеской авто его разлучает та самая крыша. Она не имеет ярко-выраженных свойств нивелировать колебания и принимать на себя векторные удары массы груза. Но кузов с межоконными стойками – это демпфер между дорогой и дополнительным закреплённым высоко центром тяжести. Поэтому крепят багажник как можно ниже к крыше, важен даже один сантиметр.

Конструкция багажника

Золотое правило: если у автомобиля пара рейлингов на крыше, то подбираются соответствующие поперечины. Размеры должны соответствовать расстояние между рейлингами. Это крайне важно для равномерного распределения, где большая часть веса приходится на ключевые крепежные элементы.

При отсутствии элементов с помощью набора крепежей устанавливается соединение багажника и верхней части автомобиля. Составных частей базового багажника мало:

• Продольные дуги.
• Поперечные перекладины.

Стойки опоры, которые состоят из:

• Кронштейнов.
• Уголков.
• Пластиковых площадок.
• Болтов, гаек и шайб.

На практике автомобильные багажники в своём виде различные. Материал исполнения и механические свойства креплений совместно с показателями крыши машины определяют конструкцию и будущее назначение устройства.

Простой подбор багажника

При покупке автобагажника на крышу машины стоит уточнить:

• Марку транспортного средства.
• Тип крыши и кузова.
• Год выпуска машины.

Эти параметры помогут не допустить ошибок при покупке. Далее следуют тонкости. Важно знать, из чего сделаны опоры багажника и установочные стержни на крыше. Их изготавливают из стали и алюминия. При небольшом периоде использования багажника останавливаются на крепежных элементах из стали. При длительном использовании они приходят в негодность и ухудшают аэродинамические свойства.

Преимущество багажников из алюминия:

• Антикоррозийное покрытие. С ним срок эксплуатации увеличивается в разы, следовательно, автовладелец экономит деньги.
• Улучшенная аэродинамика. Чем меньше сопротивление воздуха, тем больше топлива экономит автомобиль.
• Алюминиевая корзина легче. Монтаж и демонтаж происходят быстро.
• Важным параметром является размер конструкции. Лучше использовать автобагажник с регулировками.

Способы крепежа багажника

Рассмотрим способы крепежа автобагажника к крыше:

Штатный. При покупке автомобиля в комплекте уже идут крепежные элементы багажника. А отверстия монтажа спрятаны за дверной уплотнитель. Этот вариант удобен и позволяет не тратить силы на поиск необходимых приспособлений. Чтобы стойки крепко держались, в наборе используют специальные болты.

Важные моменты

Даже после вышеизложенной информации экономный водитель скажет: «И что? Специальный багажник дорогой, бокс – маломер, экспедиционный подавно не нужен. Буду собирать из разных комплектов». На сегодня существуют все багажники со всей комплектацией, но если у такого автовладельца получится собрать подходящие детали по отдельности, раза с пятого, то он передаст свой опыт коллегам по гаражу:

• Поперечины и рейлинги подбираются путём замера крыши.
• Простые опоры изготавливаются из дешевого пластика. Поэтому они подвержены разрушению, так как не переносят и жару и холод.
• Практичней стойки из алюминия, стали или ABS-пластика. Они прослужат намного дольше, не теряя своих свойств.
• Чем больше объем автобагажника, тем больше вещей он вмещает.

Удобно иметь крупный автобагажник и не задумываться о том, сколько места в нем осталось, но:

• Придется доплатить за объем.
• Увеличиться расход топлива.
• Конструкция будет иметь ухудшенные аэродинамические свойства.

Любая модель имеет допустимую нагрузку. При покупке неправильно подобранный автобагажник приведет к ухудшению управления автомобилем и быстрому износу конструкции. Крыша машины также обладает допустимой грузоподъёмностью.

Рекомендации по установке

• Установка багажника на крышу машины – несложный процесс, занимающий небольшое количество времени. Но если установка предстоит впервые, то лучше обратиться в автосервис, чтобы установку произвели, основываясь на рекомендациях производителей автомобиля.
• Рынок креплений предоставлен отечественными и импортными аналогами. Правильно установить автобагажник на крышу, не имея качественных запчастей невозможно. Это приведёт к порче автомобиля, а в худшем случае к аварии.

Наличие рейлингов позволяет установить на машину разнообразные модели автобагажников. Сборка простая и быстрая. Конструкция отличается надежностью.

Установка багажника без рейлингов или точек крепления. Это популярный вид автобагажника с регулирующимся расстоянием между ножками. Этот способ подразумевает установку и сборку поперечины на крыше, закрепление фиксаторов и корпуса. После этого можно прикрепить дополнительные элементы для перевозки снаряжения.

Установка багажника на якорных точках. Если на автомобиле не оборудованы стержни, то используются якоря. Они крепятся к привязке, которую предоставляет производитель автобагажника. Для установки якоря нужно закрепить установочную муфту, установить и закрепить поперечины крепежами.

Сборка

Самостоятельная сборка ничем не отличается от сервисной.

1. Лучшим вариантом для самостоятельного монтажа по степени надежности будет установка автобагажника на штатные крепежные элементы. Машины таких моделей изначально заточены на перевоз грузов при помощи багажника на крыше:
   • Необходимо обнаружить крепёжные отверстия за дверной резиновой прокладкой на кузове.
   • Приложить дуги к отверстиям.
   • Зафиксировать на болты.
2. Сборка с опорами немного отличается:
   • Необходимо предварительно собрать площадку.
   • Смонтировать и крепко зафиксировать кронштейн опорной стойки.
   • Соединить, но не докручивать площадку к стойке.
   • Уложить поперечины или корзину.
   • Отцентровать конструкцию.
   • Затянуть гайки.
3. Сборка на водостоки и на дверной проём одинакова:
   • Смонтировать, но не докрутить кронштейны на водостоках (дверных проёмах).
   • Уложить перекладины или корзину.
   • Закрепить конструкцию.
4. Рейлинги, имеющие два или три крепления на дуге, монтируются моментально без предварительной отцентровки.
5. Экспедиционная корзина идентична в сборке. Нужно учесть только то, что она уже готова (сварена) и для её установки необходимо как минимум два человека.

Каждый водитель решает сам покупать-не покупать, устанавливать самому или в автосервисе. А также экономия денег без учёта важной информации не сэкономит эмоции на дороге. Золотая середина заключается в соблюдении порядка действий при установке и в предшествующем грамотном выборе багажника на крышу автомобиля.

Источник Источник Источник Источник https://car4road.ru/blog/nesushhij-kuzov
Источник Источник https://pricepclub.ru/bagazhniki/ustanovka-na-kryshu