Несущий кузов: отличительные особенности конструкции

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

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).

5 самых надежных способов защитить кузов автомобиля в дальних поездках

Летом у многих автовладельцев увеличивается количество поездок. У некоторых это еженедельные визиты на дачу, а у некоторых настоящие путешествия на время отпуска. И в том и в другом случае часто приходится передвигаться по дорогам, чистота которых могла бы быть и получше. Из-под колёс попутных и встречных автомобилей летит масса песчинок и даже небольшие камни, которые оставляют свои следы на кузове машины. Каждая из этих царапин почти незаметна, но со временем и все вместе они делают внешний вид машины более тусклым, а у владельца возникает желание покрасить автомобиль заново. Активное летнее солнце также оставляет свой след – выцветает краска.

1. Полироли и воски для кузова.

Защитная полировка заключается в нанесении на лако-красочное покрытие (ЛКП) кузова автомобиля полимерного микрослоя, который придает кузову блеск и обеспечивает защиту лкп от осадков и возможных микроповреждений. Защитные полироли в применении могут отличаться различной степенью сложности нанесения, а также долговечностью присутствия на кузове. От этого будет зависеть и цена: от пары сотен рублей за пузырёк для самостоятельного нанесения до нескольких тысяч за профессиональную обработку.

Профессиональные полироли бывают на основе тефлона, эпоксидных смол и наночастиц. Тефлоновая полироль держится до 3-х месяцев. Входящие в её состав вещества защищают от воздействия химически активных веществ и обеспечивают водо- и грязеотталкивающие свойства. Полировка кузова на основе эпоксидных смол сохраняется на кузове до 12 месяцев. После нанесения состав взаимодействует с краской на молекулярном уровне, создавая тонкий «стеклянный панцирь», предохраняющий от истирания песком и дорожной пылью, и защищает от появления пятен органического происхождения. Нано полировка кузова автомобиля наиболее долговечная (до 36 месяцев) и стойкая как к механическим, так и к химическим воздействиям внешней среды. В результате такой полировки кузов становится настолько скользким, что значительная часть загрязнений просто слетает с автомобиля.

2. Защитные составы типа «жидкое стекло» или «жидкий чехол».

Эти составы имеют совершенно разный принцип работы, но объединены по способу нанесения. Один подходит для автомобилистов, которым важен внешний вид машины, поскольку «жидкое стекло» помимо защитной функции (рабочий слой в несколько раз толще, чем у полиролей), создаёт ощущение хорошего покрытия лаком. Это современная разработка имеет уникальный состав на основе щелочных растворов силикатов натрия, который на химическом уровне взаимодействует с ЛКП автомобиля, образуя на поверхности кузова стеклянную пленку, которая защищает автомобиль до 3-х лет. На подготовленный кузов автомобиля равномерно наносится состав (обычно это делается губкой), и после этого поверхность в ручную (!) полируется мягкой тканью. Если эту процедуру делать в сервисе, то она будет стоить от 6 000 рублей.

«Жидкий чехол» больше подходит для временного нанесения, и представляет собой быстросохнущий состав, который больше всего похож на плёнку от воздушного шарика. Он достаточно легко наносится на чистый кузов автомобиля простой кисточкой. Лучше процедуру повторить несколько раз, тогда получается более плотный слой, который лучше держится и легче снимается. Выглядит это покрытие не очень эстетично, но защищает не только от пятен, песка и гравия, а также и от царапанья ветками и кустами. При этом «жидкий чехол» является самым доступным средством для самостоятельного использования – одна банка (её хватает на бампер, часть капота и крыльев) стоит около 200 рублей.

3. Защитная плёнка.

Защитная плёнка на сегодняшний день наиболее дорогой, но и самый действенный способ защиты лако-красочного покрытия от механических, химических повреждений и воздействия ультрафиолетовых лучей. Существует два основных вида плёнки виниловая и антигравийная (её использования называют ещё ламинированием). Виниловая плёнка менее устойчива к повреждениям, носит больше декоративных характер, и стоит дешевле антигравийной. Антигравийная плёнка выдерживает настолько сильное воздействие, что может защитить ЛКП автомобиля от последствий небольших аварий. Отличить плёнки между собой можно, попробовав разорвать или проткнуть небольшой кусок – с первой это будет сделать просто, со второй обычному человеку почти нереально.

Помимо защитных свойств, плёнка может сделать внешний вид автомобиля более привлекательным (глянцевым, матовым, зеркальным и даже с индивидуальным рисунком, исполнение которого будет стоить дешевле аэрографии).

Из-за технических требований и необходимости владением определённых навыками наносить эти плёнки лучше в специализирующихся на этом компаниях. Стоимость нанесения зависит от уровня плёнки, размера автомобиля и количества обрабатываемых поверхностей. В бюджетном варианте при обклейке только передней части можно уложиться в 5000 рублей.

Для самостоятельного нанесения можно использовать плёнку называемую «Автоскол». От профессиональных пленок её отличают высокая эластичность, позволяющая избежать множественных складок, и в простота нанесения и удаления с кузова автомобиля. Рулон этой плёнки стоит от 1000 рублей.

4. Чехол на тканевой основе.

Защитные чехлы или капот-маски являются самым простым с точки зрения установки способом защиты лакокрасочного покрытия автомобиля. Они могут продаваться под брендом самого автопроизводителя так и изготавливаться различными компаниями. Цена зависит от сложности конструкции, популярности модели и качества и колеблется в диапазоне 2000-6000 рублей. Чем плотнее чехол прилегает к кузову, тем лучше он защищает и не создает помех при движении. Недостатком такой защиты является подбор изделия под конкретную марку автомобиля и необходимость проверять состояние покрытие под тканью. Если туда попадёт пыль, влага, какой-то мусор, то ЛКП может даже пострадать.

5. Пластиковые дефлекторы

Евгений Дюбаков, руководитель службы сервиса «Независимость CARFIX – Центр кузовного ремонта»: «Сразу заметим, что лакокрасочное покрытие требует регулярного ухода независимо от длительности и частоты поездок. Если Вы решили отправиться в дальнее путешествие, то подготовка к нему напрямую зависит от типа дорог, по которым будет проложен маршрут. В любом случае, необходимо обработать автомобиль защитной полиролью, это убережет покрытие от негативного воздействия солнечных лучей и уменьшит налипание грязи. Чистый автомобиль, в свою очередь, сэкономит расход топлива, так как коэффициент сопротивления у чистого автомобиля ниже.

Если предполагается путешествие по проселочным дорогам с песчаным и гравийным покрытием, Ваш автомобиль поможет защитить специальная пленка для переднего бампера, капота, передних крыльев и арок задних колес.

Для того, чтобы быть уверенным в качестве проведенных работ и профессионализме специалистов, все мероприятия по подготовке автомобиля к путешествию лучше проводить в специализированных центрах».

Источник Источник Источник Источник https://car4road.ru/blog/nesushhij-kuzov
Источник Источник Источник Источник Источник https://aif.ru/auto/practice/5_samyh_nadezhnyh_sposobov_zaschitit_kuzov_avtomobilya_v_dalnih_poezdkah

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *