Что такое и из чего состоит кузов легкового автомобиля

Автомобиль состоит из множества элементов, которые слаженно работают вместе. Основными из них принято считать двигатель, ходовую часть и трансмиссию. Однако, все они закреплены на несущей системе, которая и обеспечивает их взаимодействие. Несущая система может быть представлена разными вариантами, но наиболее популярным является кузов автомобиля. Это важный конструктивный элемент, который обеспечивает крепление составных частей транспортного средства, размещение пассажиров и грузов в салоне, а также воспринимает все нагрузки во время движения.

1. Назначение и требования
2. Компоновка кузовов
3. Устройство
4. Жесткость
5. Материалы для изготовления и их толщина
6. Алюминиевый кузов

Назначение и требования

Если двигатель называют сердцем автомобиля, то кузов – это его оболочка или тело. Как бы то ни было, именно кузов является самым дорогим элементом машины. Основное его назначение – это защита пассажиров и внутренних компонентов от воздействия окружающей среды, размещение посадочных мест и прочих элементов.

Как к важному конструктивному элементу к кузову предъявляются определенные требования, среди которых:

• стойкость к коррозии и долговечность;
• сравнительно небольшая масса;
• необходимая жесткость;
• оптимальная форма, чтобы обеспечить ремонт и обслуживание всех агрегатов автомобиля, удобство погрузки багажа;
• обеспечение необходимого уровня комфорта для пассажиров и водителя;
• обеспечение определенного уровня пассивной безопасности при столкновении;
• соответствие современным стандартам и тенденциям в дизайне.

Компоновка кузовов

Несущая часть автомобиля может состоять из рамы и кузова, только кузова или быть комбинированной. Кузов, который выполняет функции несущей части, так и называется несущим. Именно такой тип наиболее распространен на современных автомобилях.

Также кузов может быть выполнен в трех объемах:

• однообъемный;
• двухобъемный;
• трехобъемный.

Однообъемный выполняется как цельный корпус, который объединяет отделение для двигателя, пассажирский салон и багажный отсек. Такая компоновка соответствует пассажирским (автобусы, микроавтобусы) и грузопассажирским автомобилям.

Двухобъемный имеет две зоны пространства. Пассажирский салон, объединенный с багажником, и моторный отсек. К такой компоновке относятся хэтчбек, универсал и кроссовер.

Трехобъемный состоит из трех отсеков: пассажирского, отсека для двигателя и багажного отделения. Это классическая компоновка, которой соответствуют седаны.

Разные компоновки можно рассмотреть на рисунке ниже, а более подробно почитать в нашей статье о типах кузовов.

Устройство

Несмотря на разнообразие компоновок, кузов легкового автомобиля имеет общие элементы. Они показаны на рисунке ниже и включают в себя:

1. Передние и задние лонжероны. Представляют собой прямоугольные балки, которые обеспечивают жесткость конструкции и гашение колебаний.
2. Передний щит. Отделяет моторный отсек от пассажирского.
3. Передние стойки. Также обеспечивают жесткость и крепят крышу.
4. Крыша.
5. Задняя стойка.
6. Заднее крыло.
7. Багажная панель.
8. Средняя стойка. Обеспечивает жесткость кузова, изготавливается из прочной листовой стали.
9. Пороги.
10. Центральный тоннель, где располагаются различные элементы (выхлопная труба, карданный вал и т.д.). Также увеличивает жесткость.
11. Основание или днище.
12. Надколесная ниша.

Конструкция может быть иной в зависимости от типа кузова (седан, универсал, микроавтобус и т.д.). Особое внимание в конструкции уделяется несущим элементам, таким как лонжероны и стойки.

Жесткость

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

Чем выше жесткость, тем лучше управляемость автомобиля.

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.

Материалы для изготовления и их толщина

Прочность и жесткость конструкции можно увеличить за счет толщины стали, но это скажется на массе. Кузов должен быть легким и одновременно прочным. Это обеспечивается за счет применения низкоуглеродистой листовой стали. Отдельные детали изготавливаются путем штамповки. Затем части прочно соединяются друг с другом точечной сваркой.

Основная толщина стали составляет 0,8-2 мм. Для рамы применяется сталь толщиной 2-4 мм. Наиболее важные детали, такие как лонжероны и стойки, изготавливаются из стали, чаще всего легированной, толщиной 4-8 мм, большегрузные автомобили – 5-12 мм.

Плюс низкоуглеродистой стали в том, что она хорошо подвергается формовке. Можно сделать деталь любой формы и геометрии. Минус в низкой устойчивости к коррозии. Для повышения стойкости к коррозии листы стали подвергаются оцинковке или добавляется медь. Лакокрасочное покрытие также защищает от коррозии.

Наименее важные детали, которые не несут основной нагрузки, изготавливаются из пластмасс или сплавов алюминия. Это снижает вес и стоимость конструкции. На рисунке показаны материалы и их прочность в зависимости от назначения.

Алюминиевый кузов

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.

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.

Детали автомобиля, элементы кузова и салона. Устройство автомобиля

Автомобилестроение стремительно развивается: появляются новые технологии, увеличивается скорость и проходимость машин, уменьшается их вред для окружающей среды, растет уровень безопасности, благодаря электронике на водителя возлагается все меньше функций. При этом принципиальное устройство автомобиля остается неизменным. Многие, эксплуатируя машину, толком даже не знают, из чего она состоит и как работает. Да, вот такой вот парадокс. Сегодня мы рассмотрим главные детали автомобиля, а точнее, его основные узлы и агрегаты.

Существует три конструктивные схемы авто, определяющей чертой которых является привод. Он бывает передним, задним и полным. Автомобиль состоит из таких частей:

1. Кузов.
2. Ходовая часть.
3. Мотор.
4. Трансмиссия.
5. Рулевое управление.
6. Тормозная система.
7. Электрооборудование.

Иногда детали автомобиля классифицируют несколько иначе, к примеру, объединяя ходовую часть, трансмиссию, рулевое управление и тормозную систему в одну группу механизмов, именуемую «шасси». Но суть от этого не меняется. Рассмотрим каждый из элементов подробнее.

Кузов

Кузов – это не только красивая оболочка автомобиля, но и его несущая часть. К кузову современных машин крепятся практически все детали. На некоторых внедорожниках и грузовых авто роль каркаса выполняет специальная рама. В легковых машинах от нее давно уже отказались из соображений снижения массы. Детали кузова автомобиля:

• лонжероны (передние и задние);
• крыша;
• моторный отсек;
• навесные элементы.

Это разделение весьма условно, ведь все части кузова связаны между собой. Лонжероны, как правило, объединяются в одну часть с днищем или привариваются к нему. Они играют роль опор для подвески. Навесные элементы кузова автомобиля представлены дверьми, капотом, крышкой багажника и крыльями. При этом задние крылья обычно привариваются к каркасу, а передние являются съемными. На кузове можно встретить глянцевые, матовые или хромированные детали автомобиля (ручки, эмблемы, декоративные элементы прочее).

Ходовая часть

Ходовая часть состоит из задней и передней подвески, ведущих мостов и колес. Большинство современных авто оборудуется передней независимой подвеской типа «МакФерсон». Она позволяет сделать передвижение в автомобиле максимально комфортным. Независимая подвеска подразумевает, что каждое колесо крепится к кузову отдельно. Что касается зависимой, то она уже давно устарела. Однако на многих автомобилях она по-прежнему ставится на заднюю часть. Зависимая подвеска может выполняться в виде жесткой балки или — в случае с заднеприводным авто — в виде ведущего моста.

Мотор

Двигатель – источник механической энергии. Она, в свою очередь, создает на валу крутящий момент, который и двигает колеса. Обычно мотор расположен в передней части автомобиля, но иногда его ставят сзади. Кроме двигателя внутреннего сгорания (ДВС), бывают также электрические и гибридные моторы.

В ДВС химическая энергия, полученная в процессе сгорания топлива, преобразуется в механическую. ДВС бывает поршневым, газотурбинным и роторно-поршневым. На сегодняшний день применяется в основном поршневой мотор.

Машины, которые приводятся в движение электрическим двигателем, называются электромобилями. В этом случае для возникновения энергии применяются аккумуляторы.

Гибридный мотор объединяет ДВС и электрический. Их контакт происходит с помощью генератора. Этот тип является наиболее перспективным, так как он, с одной стороны, наносит меньше вреда окружающей среде, чем ДВС, а с другой – не требует частой подзарядки, как электродвигатель.

Трансмиссия

Продолжаем поверхностно изучать детали автомобиля и переходим к трансмиссии. Главное предназначение этого элемента – передача крутящего момента с вала мотора на колеса автомобиля. Трансмиссия состоит из:

Сцепление предназначено для соединения вала мотора с валом КПП и плавной передачи между ними крутящего момента. КПП, в свою очередь, снижает нагрузку на мотор путем подбора подходящего передаточного числа. В случае переднего привода в корпусе коробки передач монтируется ведущий мост. Если авто имеет задний привод, то он располагается сзади и дополнительно играет роль балки. ШРУСы или карданная передача нужны для того, чтобы передать крутящий момент с КПП на колеса.

Рулевое управление

От положения руля зависит угол поворота колес. За данный процесс отвечает система рулевого управления. Если с ней что-то не так, автомобиль становится неуправляемым, что может привести к необратимым последствиям. Рулевое управление состоит из привода и механизма. Когда руль поворачивается, специальные тяги выставляют колесо под соответствующим углом. На сегодняшний день распространено три типа рулевых механизмов: «червяк-ролик», «рейка-сектор» и «винт-гайка». Крупные автомобильные концерны всерьез работают над заменой механических рулевых систем на электронные. Вместо приводов и тяг будет блок управления, который с помощью электромоторчиков будет поворачивать колеса.

Тормозная система

Как можно заметить, в автомобиле нет маловажных частей. Тем не менее одни из них при поломке приносят только неудобства, а другие – могут стоить жизни. Именно к последним относятся тормоза. Они представляют собой систему, состоящую из ряда деталей и компонентов, которые в совокупности нацелены на замедление и остановку машины.

Принципиально тормозная система делится на две: рабочую и стояночную. Как можно понять из названия, первая служит для снижения скорости и полной остановки машины. Стояночная система удерживает автомобиль на парковке. Детали тормозной системы представлены такими элементами: диски, барабаны, цилиндры, колодки и приводы.

Львиная доля современных авто оборудуется фрикционными тормозами, работа которых построена на применении силы трения. Например, неподвижные колодки трутся о подвижные диски. Усилие передается от педали к колодкам через гидравлическую систему.

Электрическое оборудование

Сюда относятся такие детали автомобиля:

1. Аккумулятор.
2. Генератор.
3. Проводка.
4. Потребители электроэнергии.
5. Система, управляющая мотором.

Аккумулятор представляет собой возобновляемый источник электроэнергии, который служит главным образом для запуска мотора. Когда эта процедура произведена, питание приборов осуществляется от двигателя через генератор, преобразующий механическую энергию в электрическую. Когда двигатель запущен, аккумулятор питает все приборы самостоятельно.

Генератор поддерживает в бортовой сети постоянное напряжение и заряжает аккумулятор, пока работает мотор. Электропроводка представлена множеством проводов, которые, подобно кровеносным сосудам в нашем теле, распределены по всему авто. Они прячутся под пластиковые детали салона автомобиля.

Система управления мотором состоит из блока управления и множества различных датчиков. Потребители энергии – это фары, зажигание, стеклоочистители и прочие приборы.

Внутренние детали автомобиля

Сев за руль автомобиля, человек созерцает множество переключателей, индикаторов, рычагов, кнопок и прочего. Разберем основные внутренние элементы управления машиной, которые присутствуют практически на всех моделях авто.

Здесь можно увидеть информацию о состоянии основных систем вашего авто. В зависимости от цены машины на приборном щитке, кроме информации о скорости (спидометр есть у всех), можно увидеть: на каких оборотах работает мотор, какая передача сейчас активна, какова температура охлаждающей жидкости, сколько в топливном баке горючего и так далее. Если модель оснащается бортовым компьютером, то на панель приборов могут выводиться также следующие данные: мгновенный расход горючего, суточный пробег, приблизительный пробег до заправки и др.

Как вы уже знаете, вращение руля приводит к повороту колес. Но для современного авто это далеко не все функции данного элемента. Сейчас на руль устанавливают кнопки для управления аудиосистемой, климат-контролем и прочими устройствами. Тут все зависит от фантазии производителя.

Практически во всех машинах они одинаковы и выполняют функцию активации: светотехники, сигналов поворота, «дворников» и омывателей стекол. Часто под рулем можно также встретить лепестки переключения передач. Тут, опять же, все зависит от концепции производителя.

Здесь все просто. Если на машине стоит МКПП, то тут находятся три педали: сцепления, тормоза и акселератора («газа»). В случае с АКПП педаль сцепления отсутствует.

Грубо говоря, это пространство между передними креслами. Здесь располагается рычаг коробки передач (иногда представляет собой шайбу), панель его облицовки, рычаг стояночного тормоза («ручник»), всяческие вспомогательные переключатели, подстаканники, пепельницы и прочее.

Здесь можно встретить регуляторы и переключатели системы отопления/вентиляции (кондиционирования на дорогих авто). Еще одним элементом центральной панели, который можно встретить на всех машинах, является аудиосистема. Здесь же находится мультимедийная система, если таковая предусмотрена комплектацией.

Заключение

Сегодня мы с вами рассмотрели принципиальное устройство автомобиля и еще раз убедились в том, что машина – это сложнейшая система. Тем не менее, чтобы на обывательском уровне познакомиться с ней, достаточно иметь лишь немного усидчивости. Ну а чтобы досконально изучить основные детали автомобиля и научиться их ремонтировать, потребуются годы.

Источник Источник http://techautoport.ru/nesuschaya-sistema/kuzov-i-rama/kuzov-avtomobilya.html
Источник http://fb.ru/article/280865/detali-avtomobilya-elementyi-kuzova-i-salona-ustroystvo-avtomobilya