Что такое и для чего нужны лонжероны в автомобиле
Конструкция любого автомобиля четко продумана и каждый элемент в ней имеет свое определенное назначение. В устройстве кузова немаловажную роль играют лонжероны. Этим элементам отведена не только опорная функция, но также защитная и поглощающая внешние воздействия. В этой статье разберемся, что представляет собой лонжерон автомобиля, его функции, положение и последствия деформации.
Назначение и устройство
Лонжерон представляет собой продольный профиль или швеллер, который располагается попарно спереди и сзади кузова автомобиля.
В конструкции несущего кузова они находятся на уровне днища параллельно друг другу. В некоторых моделях могут располагаться под небольшим углом. Если несущая часть рамная, то детали расположены по всей ее длине как цельные элементы. На рисунке можно увидеть положение деталей. Они отмечены красным.
От целостности и прочности этих элементов во многом зависит безопасность и управляемость автомобиля. Лонжероны предназначены выдерживать различное давление и нагрузки. Это вес внутренних агрегатов, пассажиров, грузов, а также внешние удары и вибрации во время движения. Как видно, эти элементы выполняют важную несущую функцию в конструкции кузова.
Функции лонжеронов
Таким образом, лонжероны выполняют следующие функции:
Особенности конструкции и виды
В большегрузных автомобилях и внедорожниках используется рамная конструкция несущей системы. Это обусловлено увеличенной нагрузкой. В таких конструкциях лонжероны располагаются параллельно друг другу по всей длине. Цельные элементы соединяются между собой специальными перемычками. За своеобразную форму рамы водители часто называют такую конструкцию «лестницей».
В современных легковых автомобилях несущей частью является сам кузов. Поэтому лонжероны уже интегрированы в конструкцию кузова и являются его частью. Они могут быть как цельными, так и раздельными и обязательно устанавливаются в передней и в задней части, хотя встречаются конструкции без задних несущих элементов. Задние лонжероны не несут такой большой нагрузки, как передние.
Цельные лонжероны также могут использоваться в несущем кузове. Это дает свои преимущества. Конструкция становится более жесткой и надежной, но имеет сложную форму. Это сказывается на технологии изготовления.
Таким образом, лонжероны можно разделить на два вида:
Если преимущество цельных в жесткости, то составные более практичны. При столкновении чаще всего страдают лонжероны. Они гнутся, ломаются. Составные элементы будет легче заменить на новые.
В свою очередь, многое зависит от геометрии элементов. Дополнительные изгибы позволяют повысить прочность конструкции при ударе сбоку или спереди. Также изгибы позволяют повысить маневренность автомобиля и угол поворота колеса.
Положение лонжеронов в кузове
Положение этих элементов будет зависеть от конструкции кузова и модели автомобиля. Выделяют несколько вариантов:
Первый вариант, как было уже сказано, встречается на рамной конструкции большегрузных автомобилей. Остальные три варианта встречаются на несущих кузовах разных марок.
Возможные неисправности
Для изготовления лонжеронов используют только особые сплавы алюминия или титан. Прочность конструкции очень важна, так как элементы испытывают постоянные нагрузки.
Такое воздействие со временем может привести к их деформации. В процессе эксплуатации на металле могут появиться микротрещины. Данный эффект часто называют «усталостью» металла. Повреждения, изгибы и трещины могут повлиять на изменение геометрии кузова и на многие другие параметры автомобиля. Например, изменятся углы установки колес, появится неправильный зазор при закрывании дверей, разного рода скрипы в салоне и так далее.
Также эти важные элементы могут деформироваться во время ДТП. Это наиболее частые случаи. Изгиб лонжеронов грозит серьезным ремонтом, а то и вовсе утилизацией кузова. Возникают щели, зазоры, нарушается геометрия кузова. Эксплуатировать автомобиль в таком случае небезопасно. Даже ремонт не всегда дает нужный результат. Из-за нарушения геометрии, вероятнее всего, увеличится износ покрышек и нарушатся заводские настройки рулевого управления.
С другой стороны, лонжероны также относятся к элементам пассивной безопасности. На них есть зоны запрограммированной деформации. В случае ДТП деталь погнется именно в этом месте, забрав часть энергии удара.
Особенности ремонта
В большинстве случаев обращаются с проблемами именно передних лонжеронов, задние деформируются не так часто. Погнутые элементы «вытягивают». Это делают с помощью специальной установки. Сложность также заключается в том, что приходится разбирать большую часть автомобиля. Снимать двигатель, элементы подвески, кузова и так далее. Не каждый мастер берется за такой сложный ремонт.
Если лонжерон лопнул, но основная его часть в нормальном состоянии, то ремонт может обойтись сварочными работами. В этом случае стоит иметь в виду, что даже после качественной сварки добиться прежнего состояния этих элементов будет уже невозможно. Прочность снизится именно в месте шва. В рамных конструкциях заменить эти элементы намного легче.
В некоторых кузовах лонжероны крепятся не с помощью сварки, а кронштейнами. Это также облегчает ремонт, так как заменить деталь уже проще. Но если элементы сильно повредились или изогнулись, то зачастую смысла в ремонте нет.
Некоторые водители пытаются заранее усилить лонжероны, добавив дополнительные ребра жесткости. В этом случае нужно понимать, что деталь теряет амортизирующие свойства.
Лонжероны являются одними из важнейших деталей не только кузова, но и всего автомобиля. Может они и скрыты в глубине кузова, но не стоит забывать об их значении. Они играют большую роль в безопасности и управляемости автомобиля. При деформации этих важных элементов нужно обязательно обращаться в автомастерскую, чтобы избежать возможного дорогостоящего ремонта в будущем.
Лонжерон: для чего нужен, как ремонтируют и другие нюансы
Что такое лонжерон
Лонжерон — это силовой элемент конструкции автомобиля, который расположен по всей его длине: спереди и сзади кузова. Фактически он представляет собой трубу или продольный профиль. Само слово лонжерон (longeron) образовано от французского longer — «идти вдоль».
В свою очередь раму формируют два лонжерона, между которыми расположены поперечные элементы. Именно она нужна в качестве опоры для крепления кузова, элементов подвески и других важных деталей машин. Для их фиксации на лонжероны приваривают специальные кронштейны. Причем лонжероны применяют не только в автомобильном производстве, но и в авиастроении, кораблях и даже железнодорожном транспорте.
Сейчас лонжерон — это одна из самых прочных деталей в машине, которая рассчитана на очень большие нагрузки. Впрочем, на заре автомобилестроения этот силовой элемент делали из дерева, позже на смену пришли металлические конструкции. В 1920-х инженерами фирмы Auburn была разработана лонжеронная рама, оснащенная поперечиной в виде буквы Х. В те времена такая конструкция напоминала лестницу и несколько отличалась от современных аналогов. Со временем инженеры стали внедрять лонжеронную раму в пол кузова автомобиля. С тех времен эта деталь является неотъемлемой частью конструкции любого автомобиля, которая дает возможность перевозить тяжелые грузы и уменьшает вероятность травмирования пассажиров во время аварии.
Где находятся лонжероны в автомобиле
Лонжероны представляют собой силовые элементы, которые находятся по бокам днища автомобиля. Однако увидеть лонжероны просто так не получится — их не будет видно за колесами машины. Для этого понадобится поднять автомобиль на подъемнике. Следует помнить, что лонжероны устанавливают в разном положении, которое напрямую зависит от вида автомобиля.
Для чего нужен лонжерон
Главная функция лонжерона — повышение прочности днища машины для того, чтобы выдержать нагрузку, которую оказывают двигателя, кузов, багаж и пассажиры. Однако это не единственное предназначение. Среди других важных функций:
Неисправности лонжерона
Как и любая автомобильная деталь, со времен лонжероны также мог прийти в негодность. Это может произойти из-за банальной усталости металла, которая связана со значительными нагрузками на конструкцию. Сначала на детали появятся трещины, которые со временем вполне могут привести к полному разрушению лонжеронов. Нарушить их геометрию может и ДТП. Очень важно своевременно выявить неисправность лонжеронов. Поэтому даже после мелкой аварии следует показать машину на СТО.
Если этого не сделать, неисправность лонжерона может привезти к очень серьезным последствиям. Так, у машины значительно ухудшится рулевое управление и ее будет постоянно «вести». Одновременно в разы возрастет износ шин. Деформация лонжеронов в результате аварии приведет к нарушению геометрии кузова и, как следствие, изменит положение узлов в машине. Все это закончится повышенным износом агрегатов и их поломкой. Кроме этого, снаружи машины появляются щели и зазоры, отрегулировать которые невозможно. При этом у автомобиля будут плохо открываться двери и багажник. Еще один из признаков деформации лонжеронов — неправильный развал-схождение колес.
Ремонт лонжерона
Ремонт и замена лонжеронов тяжелый, а также дорогостоящий и долгий процесс. Все работы необходимо проводить в надежном сервисном центре с высококвалицированными мастерами. Для устранения деформации они используют специальные стенды (стапели) для вытягивания. Перед этим с автомобиля снимаются все основные детали. Особенно этот способ эффективен при небольших повреждениях лонжеронов.
Если от удара детали разрушилась, ремонтировать ее уже нет никакого смысла. В таком случае машине поможет лишь полная ли частичная замена лонжеронов с помощью газосварочных работ. Этот очень тяжелый и трудоемкий процесс, за который возьмутся не в каждом СТО.
В случае образования трещин на лонжероне их можно попробовать заварить при помощи специального аппарата. Впрочем, этот способ не будет работать, если деталь сделана из алюминия или титана.
Усиление лонжерона
Многие водители усиливают лонжероны, добавляя дополнительные ребра жесткости. По мнению экспертов, такие работы актуальны только в случае, если машина задействована в автоспорте или предназначается для езды в особо тяжелых условиях. При этом среди негативных последствий таких работ — потеря деталями амортизирующих свойств. Также к усилению лонжеронов некоторых водители прибегают после ДТП или образовании небольших трещин на детали.
Лонжерон автомобиля – конструкция, функционал, ремонт
Вопросы, рассмотренные в материале:
Что такое лонжерон автомобиля? Каковы последствия, если лонжерон «устанет» или «уйдет»? Может ли он лопнуть? Как выглядит? И, в конце концов, где находится этот элемент авто? Эти вопросы очень беспокоят особенно начинающих автовладельцев.
Лонжерон представляет собой трубу прямоугольного сечения. Также его можно назвать продольной балкой набора кузова. Проходят лонжероны через заднюю или переднюю часть кузова. Конструкции корпуса отличаются по многим признакам, поэтому бывают и такие, что проходят насквозь между бамперами. На все вопросы, связанные с особенностями подобных приспособлений, мы ответим в данной статье, причем сделаем это так, чтобы понятно было всем водителям.
Что такое лонжерон автомобиля
Давайте рассмотрим, что такое лонжерон автомобиля. Все просто – это конструктивный узел (фото наглядно показывает его внешний вид) машины, точнее профиль из металла прямоугольного сечения.
Данный элемент служит дополнительной опорой, проходящей через переднюю и заднюю части кузова. Также можно увидеть детали между бамперами, все зависит от конструктивных особенностей основания автомобиля.
Еще узел может быть цельного вида либо составного, то есть собранный из нескольких деталей.
Классическая комплектация состоит из двух элементов, установленных справа и слева.
Все детали поделены на три группы: переднюю, среднюю и заднюю. Основное отличие – место расположения.
К примеру, деталь, которая установлена слева и спереди, располагается на порядок ниже, по сравнению с такими же элементами сзади и на крыле.
Как правило, один узел параллелен другому, однако возможно их размещение под самым маленьким углом.
Для изготовления лонжеронов автомобиля в качестве исходного материала применяется алюминий либо титан. Изредка используются компонентные слои, которые делают конструкцию более крепкой. В местах наибольшей нагрузки сечение увеличивается. В разрезе деталь имеет П-образную форму.
Основным достоинством элемента является его необыкновенная прочность. Детали могут выдерживать огромные нагрузки: массу автомобиля, багажа, различных узлов и пр.
Помимо этого, лонжероны выдерживают различные удары, возникающие на ухабах либо при ДТП.
Тип конструкции – это лестничная рама, имеющая форму буквы «П» в сечении, которую уложили на бок.
Рекомендуем
Данная конфигурация является составляющей частью большинства внедорожников и грузовых машин.
В конструкции легковых автомобилей лестничная конфигурация не используется. Для того чтобы увидеть нужные детали, достаточно просто заглянуть под машину.
Функции лонжерона автомобиля
Данное название имеет французские корни и говорит о продольном движении чего-либо. Такое наименование есть у разных инженерных конструкций в авиации, ж/д и водном транспорте.
Почти у каждого ТС есть такая несущая конструкция. Лишь рамные автомобили являются исключением. У них несущая деталь – рама.
В традиционных автомобилях лонжероны находятся там, где располагаются пассажиры и массивные габаритные узлы, усиливая конструкцию кузова, выполняют функции демпфера между кузовом и подвеской.
Некоторая доля нагрузки, которую получает автомобиль от дорожного покрытия, приходится на лонжерон. Соответственно, увеличивается комфорт людей, находящихся в машине.
Для того чтобы смягчить удары и прочие воздействия, элемент может быть с разными особенностями в конструкции:
Виды лонжерона
Конструктивные особенности элементов и их монтаж зависят от технологии изготовления определенного типа транспортного средства, где лонжероны автомобиля могут располагаться так:
Одинаковый тип можно увидеть на транспортных средствах совершенно разного исполнения и назначения: грузовик, внедорожник, легковой автомобиль. Несущие конструкции, выполненные горизонтально параллельно, обычно можно увидеть на машинах с улучшенной проходимостью.
Конструкция в вертикальном исполнении дает возможность снизить пол, не изменяя его плоских качеств. Изогнутые элементы позволяют получить такой же результат, только при этом появляется дополнительная безопасность.
Рекомендуем
Между лонжеронами кузова автомобиля есть поперечные вставки, которые являются ребрами жесткости. Расположение вставок может быть различным: К- либо Х-образно, под углом 90° к лонжерону. Для легковых машин используется для закрепления деталей сварка, для грузовых – клепки.
Элементы оборудуются специальными кронштейнами, с помощью которых происходит установка функциональных узлов.
Преимущества и недостатки лонжерона
Лонжерон автомобиля – прочный конструктивный элемент, который может выдержать огромные нагрузки от веса кузова, двигателя, багажа, пассажиров и пр. Также данный элемент способен выдержать значительные нагрузки, которые формируются колесами ТС во время движения.
Главная ценность конструкции таких элементов – это возможность создать необходимый уровень жесткости при малой массе. Небольшой вес способствует улучшению маневренности и управляемости.
Наиболее эффективна пассивная безопасность, которая достигается за счет указанных выше инженерных решений.
Однако есть и недостатки:
Неисправности лонжерона
Итак, лонжерон – это деталь автомобиля, которая подвергается сильной нагрузке за счет веса кузова, мотора и всего остального, что находится в машине.
Испытывая такие нагрузки, с течением времени он может деформироваться. Если эксплуатация будет интенсивной на протяжении длительного промежутка, то лонжерон автомобиля может растрескаться. В результате его очень важные свойства претерпят изменения в худшую сторону. При этом и элементы ТС могут поменять свое расположение. Более подвержены таким изменениям подвеска, мотор, крылья.
Если автомобиль попал в ДТП, то в большинстве случаев меняется геометрия лонжерона. Происходит нарушение конструкции кузова: целостность, размеры.
При изменении формы данной детали в результате ДТП меняет свои геометрию и подвеска. Снаружи машины появляются щели, которые нельзя устранить. Рулевое управление нарушается, изнашивание покрышек повышается.
Если возникли данные неполадки, то можно точно сказать, что деталь деформирована. В связи с этим, мастера обязательно проверяют положение и состояние элемента при осмотре машины после аварии.
Есть вероятность того, что, получив огромную ударную нагрузку, элемент может треснуть полностью. В итоге конструкция кузова оказывается полностью разрушенной. Следовательно, нужно проверять состояние детали даже после незначительных ДТП.
Распространенные повреждения лонжеронов
Как было сказано выше, детали повреждаются обычно вследствие серьезных ДТП. Такие неполадки можно поделить на три вида:
Внешние неполадки можно обнаружить в результате простого осмотра и проведения контрольного измерения. Внутренние изменения определить намного сложнее. В такой ситуации поможет спектрографическое изучение структуры детали и съемка в инфракрасном диапазоне.
Ремонт лонжерона автомобиля
Ремонт лонжеронов автомобиля либо их замена производится в зависимости от того, как высока степень повреждения. Обычно изменения элементов происходят во время различных ДТП. Помимо этого, поводом для того, чтобы менять полностью или частично деталь, может стать появление коррозии, трещин, возникших в ходе эксплуатации автомобиля.
Если после аварии повреждение без резких изломов, то деталь можно отремонтировать. При наличии острых углов (менее 90°) на небольшом участке, трещин, коррозии, от которых проблематично избавиться после вытягивания, элемент подлежит частичной либо полной замене. Структура и характеристики металлической детали меняются при наличии таких повреждений.
Рекомендуем
Элементы, которые имеют значительные повреждения и выполнены из ультрапрочной стали (UHSS-Ultra High Strenth Steel), чаще других нуждаются в замене. Дело в том, что их нельзя отремонтировать либо ремонт связан со значительными сложностями. Прочность такого сплава ослабляется в результате нагрева.
Подготовительные мероприятия перед заменой лонжерона:
Для полной замены переднего лонжерона нужно:
Обычно хватает и частичной замены данной детали.
При этом необходимо провести вытягивание элемента до изначальных размеров, вырезать и заменить только поврежденные его части. Такие действия оправданы тем, что при ремонте не будут затронуты точки сварки, выполненные на заводе, и герметик в неповрежденных зонах. Проводить частичную замену лонжерона можно только в тех местах, которые рекомендует производитель. Если выполнить замену неверно, можно нарушить жесткость и прочность машины.
Советы профессионалов по эксплуатации лонжерона автомобиля
«Сначала для остова использовались твердые породы деревьев, иногда – трубы из металла. В 1910-х гг. на грузовых ТС стали применять рамы с открытым профилем.
Если знаешь английские термины, то понять, как выглядит лонжерон на автомобиле, не составит труда. Нередко его называют лестничным, потому что внешне он похож на лестницу. Элементы, расположенные продольно, обычно выполняют из открытого профиля. Поперечные балки по форме могут быть различными: К- и Х-образные, перпендикулярные. Куски рам могут быть соединены друг с другом с помощью сварки (в легковых машинах), заклепок (в грузовых ТС) либо болтов (выполняется на заказ).
Рекомендуем
На сегодняшний день рамы на заклепках используют для грузовиков и пикапов. Некоторые инженеры считают Х-образные рамы лонжеронными, потому что они гораздо легче. Такие приспособления использовались в американских автомобилях 1950-х годов, в советских «Чайках» (ГАЗ-13 и ГАЗ-14). Основное преимущество лонжеронной рамы – технологичность и несложная конфигурация. Из недостатков – громоздкость, большой вес, что приводит к уменьшению полезного пространства в машине».
«Если вы приобретаете машину с рук, то необходимо проверить лонжероны. Если их повело, то кузов может деформироваться. В итоге развал станет неверным и у покрышек увеличится износ, зазор между деталями кузова станет больше. Помимо этого, нужно помнить, что ездить на машине опасно при лопнувшем или сгнившем элементе. При большой скорости автомобиль теряет управляемость, потому что нарушена жесткость кузова. Во время аварии данный элемент обеспечивает пассивную безопасность, не позволяя кузову сминаться.
Найти небольшое искривление элемента и изменение геометрии кузова возможно лишь на стенде. При этом глобальные деформации можно выявить и самостоятельно. Необходимо проверять:
Лонжерон автомобиля – что это такое, для чего нужны ланжероны в машине
Лонжерон – основа конструкции практически любого легкового автомобиля. Он служит для фиксации агрегатов, на него приходятся основные нагрузки. Лонжероны в автомобиле имеют парное расположение. Для их соединения между собой применяются перемычки. За счет этого формируется несущая конструкция, отвечающая за жесткость кузовной части.
Основные детали кузова и многие агрегаты транспортного средства закреплены на данной раме. Это одна из прочнейших деталей транспортного средства, рассчитанная на высокие нагрузки. Последние обусловлены не только весом автомобилей, но и вибрацией от дороги.
Особенно прочность важна в российских условиях, когда качество дорожных покрытий оставляет желать лучшего. Лонжероны устойчивы к ударным нагрузкам, возникающим на дорогах с ямами.
Термин имеет французское происхождение и обозначает продольное движение чего-либо. Так называют различные инженерные конструкции в ж/д, авиа и водном транспорте.
Почти каждое легковое транспортное средство оборудовано такой несущей конструкцией. Исключение составляют только рамные автомобили. Соответственно в них несущей деталью выступает рама.
В традиционных легковушках лонжерон расположен вдоль кузова. В точках расположения пассажиров и крепления габаритных массивных узлов деталь усиливает кузовную конструкцию. Можно сказать, он выступает демпфером между подвеской и кузовом.
Определенная часть нагрузок, которая от дороги могла бы быть передана на кузов, гасится именно лонжероном. Следовательно, это повышает комфортабельность для пассажиров.
Для смягчения ударов и других воздействий лонжерон может иметь различные конструктивные особенности:
— уменьшение толщины и изменение сечения в определенных зонах;
— технологические отверстия всегда выполняются в местах, меньше всего подверженных статическим нагрузкам;
— имеются своеобразные складки, за счет которых при ударе значительной силы деталь сминается. Это уменьшает воздействие на кузов для защиты пассажиров.
Виды использующихся несущих конструкций
Особенности конструкции и ее монтажа определяются технологией производства конкретной модели машины. Лонжероны могут быть расположены следующими способами:
— горизонтально параллельно между собой;
— изогнуто, повторяя контуры днища по всей его длине;
Один и тот же тип может встречаться на автомобилях абсолютно разной конструкции и предназначения – легковушке, внедорожнике или грузовике. Горизонтальные параллельные несущие конструкции часто встречаются на машинах с улучшенной проходимостью.
Вертикальная конструкция позволяет значительно снизить пол, сохранив его плоскую конфигурацию. Изогнутые дают такой же результат, но и обеспечивают дополнительную безопасность.
Между лонжеронами имеются поперечные вставки. Они выступают в качестве ребер жесткости для кузова. Могут располагаться разными способами – под углом 90° к лонжерону, К или Х-образно. В легковых ТС поперечные детали крепятся сваркой, в грузовых – клепками.
На лонжеронах монтируются специальные кронштейны, посредством которых затем устанавливаются функциональные узлы.
Сильные и слабые стороны
Ключевое достоинство лонжеронной конструкции – создание требуемого уровня жесткости при небольшом весе. Невысокий вес улучшает управляемость и маневренность.
Пассивная безопасность имеет самый высокий уровень эффективности, за счет ряда вышеописанных инженерных решений.
Но без недостатков не обошлось:
каждый агрегат ТС (мотор, КПП и т. д.) фиксируется на лонжеронной части. Следовательно, элементы связываются. При повреждении кузова повреждаются и узлы;
в большинстве случаев при деформации лонжерона исключается возможность его ремонта.
Проблемы автомобилей, обусловленные лонжеронной конструкцией
Ключевая проблема подобной конструкции ТС – «усталость» металла. Понятие усталости металла действительно существует и играет важную роль. По мере эксплуатации вследствие высоких нагрузок металл постепенно «устает». Поэтому спустя, допустим, 10 лет конструкция будет уже значительно менее прочной.
При попадании в ДТП лонжерон сильно повреждается и может изменить свою форму, что непосредственно сказывается на характеристиках ТС. Может сместиться мотор, составляющие подвески и иные узлы.
Восстановить изначальную форму крайне тяжело, а зачастую невозможно. Если лонжерон автомобиля лопнул, кузов становится значительно менее прочным. Поэтому проверку состояния несущей конструкции нужно выполнять даже при незначительных авариях.
В рамных машинах при повреждении лонжеронов замена производится достаточно легко. Значительно сложнее произвести ремонт, если они выступали составляющими кузовной конструкции. Зачастую замена таких деталей является нецелесообразной.
При частичном повреждении иногда можно вернуть лонжерону изначальную форму посредством вытягивания на специальном стенде. Но, это уже не позволит полностью вернуть прежнюю прочность.
При серьезных авариях вытягивание конструкции невозможно, она подлежит замене. Важно правильно подобрать новые детали. В противном случае неправильный монтаж станет причиной скорой поломи кузова. От лонжерона зависит прочность кузова и автомобиля в целом, а значит и безопасность пассажиров, поэтому к ремонту данной детали следует подходить крайне взвешенно.