Конструкция кузова автомобиля
Изначально при конструировании автомобилей, в качестве несущей системы использовалась рама. Она представляла собой основу, на которую крепились узлы и агрегаты транспортного средства. Все вместе это называлось шасси. Кузов автомобиля крепился к шасси при помощи болтов и являлся съемным элементом автомобиля.
На сегодняшний день, далеко не все транспортные средства имеют рамную конструкцию. Как правило, это грузовые автомобили и некоторые внедорожники. Рама позволяет значительно увеличить нагрузку на транспортное средство в ходе его эксплуатации. Для легковых автомобилей рама не используется. Современные технологии сборки кузова обеспечивают ему необходимую жесткость и прочность. Кузова, не имеющие раму, называются несущими.
Конструкция несущего кузова
Несущий кузов автомобиля, представляет собой сложную конструкцию из отдельных панелей, соединенных друг с другом при помощи сварки. Они изготавливаются из листового железа, жесткость которым придают ребра и усилители. Данная конструкция получается достаточно прочной и легкой.
Несущий кузов автомобиля можно разделить на три основные части:
Передняя часть кузова
Брызговики представляют собой панель вокруг колеса, обеспечивающую защиту от попадания грязи в моторный отсек. Они имеют усиленные области, которые называются чашки. Чашки служат надежной опорой для передних стоек подвески. Брызговики частично приварены к лонжеронам и имеют верхний усилитель.
Еще одним элементом передней части, является суппорт радиатора. Он крепится к обоим лонжеронам, что придает дополнительную жесткость конструкции. Суппорт радиатора является основой для крепления радиатора охлаждения, радиатора кондиционера, вентиляторов и других элементов передней части автомобиля. Так же суппорт крепится к верхним усилителям брызговика.
Усилитель бампера предназначен для основного гашения фронтального удара. Он тоже крепится к лонжеронам. И придает дополнительную жесткость передней части кузова.
В качестве дополнительного усиления конструкции, может использоваться подрамник. Он располагается в передней нижней части между лонжеронами.
Необходимо заметить, что суппорт радиатора, подрамник и усилитель бампера являются съемными элементами и могут крепиться к кузову при помощи болтов. Несъемные элементы крепятся при помощи точечной сварки. Когда все элементы передней части в сборе, они составляют крепкую конструкцию, на которой размещаются детали двигателя и передней подвески.
Центральная часть кузова
Основным элементом жесткости центральной части автомобиля можно назвать днище. Чаще всего днище является одной штампованной деталью. Оно имеет ребра жесткости и усиление в местах крепления сидений.
Дополнительным усилением днища автомобиля являются пороги. Пороги расположены в нижней части дверных проемов. Они привариваются к днищу и служат опорой для средних стоек автомобиля.
По бокам, с обеих сторон, расположены стойки.
Стойки – это вертикальные элементы кузова. Они обеспечивают необходимую защиту центральной части в случае переворота транспортного средства, а так же при боковых ударах.
Крыша устанавливается на боковые стойки. Она тоже имеет ребра жесткости, которые придают конструкции дополнительную прочность.
Еще одним элементом центральной части, является задняя полка. Она представляет собой панель, расположенную под задним стеклом. Конструкция седанов предполагает наличие задней перегородки, которая отделяет центральную часть и багажное отделение.
К съемным элементам центральной части относятся двери. В закрытом состоянии они также придают дополнительную прочность кузову транспортного средства.
Задняя часть кузова
Особую прочность задней части придают задние лонжероны. Они крепятся к полу багажника и изготавливаются из высокопрочной стали.
Пол багажника является штампованным элементом. Он имеет ребра жесткости. В современных автомобилях форма пола багажника позволяет разместить запасное колесо. Пол крепится к задним лонжеронам, к задним брызговикам и к задней панели.
Задние брызговики имеют усиленные чашки, которые удерживают элементы подвески.
Задние крылья тоже являются элементами несущего кузова автомобиля. Они также усиливают конструкцию придавая ей жесткость и прочность.
Заключение
При изготовлении элементов несущего кузова автомобиля используют различные типы стали. В местах, где необходимо обеспечить дополнительную прочность применяют высокопрочный и ультра высокопрочный вид стали.
Зная конструкционную особенность автомобиля, можно значительно упростить и ускорить некоторые кузовные работы.
Основные элементы автомобиля — кузов, ходовая, двигатель
Машина — это и роскошь, и средство передвижения, и свидетельство инженерного гения. В каждой конструкции используются тысячи деталей и узлов, среди которых выделяют основные части автомобиля: кузов, двигатель и ходовая. Автомобилистам нужно не просто уметь управлять машиной, но и знать названия отдельных узлов и агрегатов, чтобы правильно оценить проблему, если случится неисправность.
Кузов
Главная и самая дорогая часть автомобиля — кузов. Корпус автомобиля защищает все внутренние агрегаты, но это одновременно и основа, на которой держится большинство автомобильных узлов. Главные элементы кузова:
Если концепция автомобиля предполагает наличие рамы как несущего узла, кузовные запчасти располагаются на раме (шасси). В безрамных конструкциях несущая нагрузка ложится на кузов. По типу действующих нагрузок кузов разделяют:
В зависимости от типа сборки кузов разделяется на классы:
По количеству видимых внутренних объемов различают виды кузова:
К однообъемному типу кузова можно отнести комплектации Renault Megane Scenic и Toyota Avensis Verso последнего поколения. Если смотреть на автомобиль сбоку, четко виден только один объем. Трехобъемные кузова — это классические седаны, где каркас автомобиля разделен на части: салон, багажник и моторный отсек.
Устройство кузова автомобиля зависит от конкретной модели, но для всех классов характерно наличие этих основных деталей.
Передняя часть
Если рассматривать кузов автомобиля на примере всех поколений ВАЗ, то можно определить главные детали передней части, в который входит моторный и пассажирский отсек:
Крылья, бампер и обвес — элементы кузовной облицовки. Главные детали передней части кузова: передняя балка и лонжероны. Эти элементы принимают на себя всю нагрузку при лобовом столкновении. Правильно выверенная геометрия кузова не позволит двигателю влететь в салон: он провалится под днище.
В качестве тюнинга передняя часть кузова и пороги дополняется обвесами. Обвесы плотнее прижимают автомобиль к земле на скорости больше 120 км/ч, улучшая аэродинамические показатели.
Задняя часть
Основные кузовные детали задней части авто — задняя панель, нижняя поперечина, крылья и бампер. В скелетной конструкции навесными элементами остаются:
Задняя часть автомобиля в кузовной конструкции купе не имеет центральной стойки, которая поддерживает крышу. Это главное отличие купе от седана.
К задней части кузова относят и пассажирский отсек, бывают комплектации авто одного модельного года на два или три ряда сидений.
Несущие элементы кузова и навесные боковые детали изготавливаются из высокопрочного металла необходимой жесткости, они способны обеспечить пассивную безопасность пассажиров при боковом столкновении.
Днище
На днище кузова ложится 60 % всего веса автомобиля. Элемент изготавливается из металла и в обязательном порядке проходит горячую оцинковку. Исключением остаются автомобили китайского производства. Отсутствие антикоррозийного покрытия приводит к тому, что днище автомобиля на второй год начинает гнить. Основные элементы:
Крыша
В зависимости от конструкции кузова автомобиля крыша может быть панорамной, изготовленной из прозрачного пластика или стекла или цельной. По конструкции крыши кузов относится к открытому или закрытому типу. Закрытый вариант встречается на таких концепциях:
К открытым типам кузова (без крыши или со съемной конструкцией) относят комплектации:
Двигатель
Главная классификация силовых агрегатов автомобилей проходит по типу потребляемого топлива. Сегодня это бензин, дизельное топливо (солярка) и газ. Гибридные автомобили использую два вида моторов: ДВС и электродвигатель. Электромобили используют только заряд аккумуляторной батареи.
Классический топливный двигатель автомобиля состоит из более тысячи деталей (двигатели от Bosch комплектуются из более чем 3000 деталей).
Главные элементы ДВС независимо от типа используемого топлива:
Неправильно говорить, что в ДВС есть главные и второстепенные элементы. Выход из строя самой даже незначительной детали — втулки, сальника, кольца — может привести к блокировке работы всего агрегата.
Водители со стажем определяют корректную работу двигателя на слух. ДВС должен работать плавно, без перепадов мощности и скачков, не «стучать».
Ходовая часть
Наименование деталей этого блока автомобиля говорит само за себя. В устройство ходовой части входят:
Подвеска гасит колебания во время езды. По конструкции подвески могут быть независимыми, зависимыми, полунезависимыми. В зависимости от того, какие демпфирующие элементы установлены в подвеске, различают:
Зависимая подвеска жестко установлена на мостах, крепеж к кузову через пружинные элементы. Чаще используется на грузовом транспорте. Независимая подвеска обеспечивает разное положение колес во время передвижения, каждое крепится к кузову через отдельные элементы.
Трансмиссия
Трансмиссия — это не отдельный элемент в машине, а система узлов и агрегатов, которые передают крутящий момент с маховика двигателя на ведущие колеса. В полноприводных автомобилях момент распределяется на все колеса, в полуприводных — на передний или задний мост.
Название деталей трансмиссии знакомо каждому автомобилисту:
Это главные составные части машины в узле трансмиссии. По своей конструкции могут значительно отличаться для разных модельных комплектаций, сохраняя одинаковый принцип работы.
Блок сцепления соединяет либо разрывает связь коленвала с ведущим валом при переключении передач. В механической коробке передач переключение дисков сцепления — задача водителя. В АКП переключение скоростей происходит автоматически после перевода рычага коробки передач:
Рулевое управление
Главные внутренние детали кабины со стороны водителя — это рулевое колесо и торпеда — панель управления и контроля за всеми автомобильными системами. Рулевое управление предназначено для передвижения автомобиля и состоит из главных запчастей.
Конструктивно усилители руля, призванные облегчать водителю поворот рулевого колеса, перешли на легковые автомобили с грузового транспорта. Например, при повороте руля КАМаЗа без гидроусилителя водителю пришлось бы приложить усилие, равное повороту груза весом в 400 кг. В зависимости от типа используемого усиления приводы называются и классифицируются на гидравлические, механические, пневматические и пр.
Система рулевого управления остается самой простой в комплектации автомобиля, но одной из самых важных. Рулевой привод соединяет рулевое колесо с передними колесами через рулевой механизм. Передача вращательного движения колеса переходит в поступательное движение рейки в горизонтальной плоскости.
Тормозная система
Первая система, которая позволяет водителю безопасно управлять авто — это тормоза. Большинство тормозных систем используют для работы гидравлику, где применяется тормозная жидкость.
Для легкового автомобиля в тормозную систему входят следующие узлы и комплектующие:
В автомобиле есть три вида тормозной системы: стояночная с использованием ручного тормоза, средняя запасная, рабочая.
В список систем безопасности авто тормозная система входит как основная; жесткость кузова и наличие элементов пассивной безопасности — как вторичная.
Электрооборудование
Детали автомобиля, которые обеспечивают работу мотора, запускают сигналы, участвуют во всех процессах, связанных с электроснабжением, входят в общий класс электрооборудования. Уже в базовых моделях система электрики отличалась сложностью. Главные элементы системы электрооборудования:
Электрооборудование обеспечивает работу ЭБУ, электронику роботизированной КП, сигналы датчиков на всех узлах.
Это краткий перечень главных элементов автомобиля, которые необходимо знать каждому автовладельцу. Понимание устройства кузова и входящих в него комплектующих, поможет определить область неисправности.
Конструкция несущего кузова автомобиля
Приветствую Вас на блоге Kuzov.info!
В этой статье поговорим о несущем кузове автомобиля, о истории появления, его характеристиках и устройстве.
Несущий кузов пришёл на смену рамной конструкции автомобиля. Грубо говоря, он объединяет раму и кузов в одно целое и имеет дополнительные усиления в необходимых местах. Раму замещают продольные (лонжероны) и поперечные силовые элементы.
Некоторые автомобили, такие как грузовики и некоторые внедорожники, по-прежнему имеют рамную конструкцию.
Несущий кузов имеет похожий принцип и дизайн, который годами использовался в авиастроении ещё до появления его в автомобилях.
История появления несущей конструкции кузова
Первая попытка создания несущего кузова была предпринята в 1922 году. Был создан автомобиль Lancia Lambda. Он был без крыши и по конструкции больше напоминал раму с встроенными боковыми элементами. Ключевую роль в развитии несущего кузова съиграла американская компания Budd Company, которая снабдила оборудованием для прессовки листовой стали автопроизводителей Dodge, Ford, Buick и Citroën. В 1930-ом году инженер из Австрии Joseph Ledwinka совместно с компанией Budd создал прототип несущего кузова, который сразу запатентовал.
Несущий кузов автомобиля Citroen Traction Avant
Компания Citroen выпустила первый автомобиль с несущим кузовом Citroen Traction Avant. Этот автомобиль имел полноценный несущий кузов со всеми силовыми элементами, которые применяются на современных автомобилях. Как и при изготовлении современных несущих кузовов, для соединения элементов кузова была применена контактная сварка. Массовая продукция его была начата в 1934 году. В дальнейшем, такая конструкция кузова постепенно стала замещать традиционную рамную конструкцию.
Характеристики несущего кузова
Конструкция кузова сделана из комбинации прессованных листовых панелей разных форм, соединённых в единую конструкцию при помощи точечной контактной сварки. Кузов получается относительно лёгким и очень прочным.
Такой тип конструкции часто сравнивают со скорлупой яйца. Если пытаться раздавить яйцо, прилагая усилие продольно, с противоположных концов, то это будет сделать не просто. Так получается из-за того, что вся сила не концентрируется в одном месте, а рассеивается по всей скорлупе. Подобным образом функционирует несущий кузов. В рамных автомобилях, которые были до появления несущих кузовов, рама принимала на себя все нагрузки, а кузов обеспечивал только функциональные нужды. В несущем же кузове силовые элементы являются частью кузова, который, в свою очередь, состоит из множества панелей, приваренных друг к другу и образующих единую конструкцию. Даже вклеенные стёкла автомобиля (лобовое и заднее) влияют на общую жёсткость. Таким образом, нагрузка распределяется по всему кузову.
Благодаря отсутствию рамы, автопроизводители получили возможность делать автомобили более компактным и лёгкими, а также появилась большая свобода в дизайне.
Недостатками несущего кузова можно считать шум и вибрацию, которая больше передаётся на кузов, чем на рамном автомобиле. В современных автомобилях эта проблема решается благодаря применению шумо-вибро изолирующих материалов.
В несущих кузовах используется достаточно тонкий листовой металл, прочность которого увеличена благодаря штампованию. Силовые элементы сделаны из высокопрочной стали. В таких типах кузовов ржавчина может влиять на структурную жёсткость кузова и на безопасность. Поэтому антикоррозионная защита, в особенности структурных элементов, очень важна.
Несущий кузов даёт преимущество более низкого центра тяжести автомобиля, увеличивается экономия и рейтинг безопасности. Благодаря более низкому центру тяжести улучшается устойчивость и управляемость и уменьшается вероятность переворота автомобиля.
Неоднократно проводились краш-тесты с автомобилями, имеющими рамную конструкцию и автомобилями с несущим кузовом. Автомобили с несущим кузовом показывают лучшую безопасность при фронтальном столкновении и при перевороте, но немного худшую безопасность при боковых столкновениях.
Рассмотрим конструкцию несущего кузова, разделив её на три части: переднюю, центральную и заднюю.
Конструкция передней части кузова
Центральная часть несущего кузова
Задняя часть кузова
Зоны запланированного сжатия (смятия)
Это зоны кузова, прочность которых специально ослаблена при изготовлении автомобиля. Это сделано, чтобы, сжимаясь в этих местах, элементы кузова гасили энергию удара. Зоны запланированного смятия обеспечивают определённый контроль второстепенных повреждений и увеличивают безопасность водителя и пассажиров. Элементы кузова с такими ослабленными зонами сминаются более предсказуемо, чем без них. Передние и задние лонжероны имеют зоны запланированного сжатия, в которых они сгинаются при аварии, гася энергию удара. Капот, также, имеет такие зоны.
Несущий кузов так спроектирован, что передняя и задняя часть сминается относительно легко, в то время как средняя часть, где находится водитель с пассажирами, остаётся целым.
Типы стали в конструкции несущего кузова
Сталь по-прежнему самый часто используемый материал при изготовлении различных видов транспорта. При изготовлении силовых элементов несущего кузова применяется высокопрочная сталь, высокопрочная низколегированная сталь и сверхпрочная сталь. Предел прочности такой стали в 2–4 раза больше обычной, низкоуглеродистой стали. Штампование ещё больше усиливает прочность панелей. Применение высокопрочной стали, позволило автопроизводителям уменьшить толщину листового металла при изготовлении структурных элементов без ухудшения прочности кузова.
На некоторых современных автомобилях структурные элементы кузова могут быть сделаны, из комбинации разных типов стали. Лазером сваривается сталь разной толщины и прочности. Получается одна цельная панель.
Пенный наполнитель внутри закрытых конструкций несущего кузова
Расположение пенного наполнителя внутри закрытых конструкций кузова может варьироваться у разных автомобилей. Пена может располагаться в порогах, стойках кузова, лонжеронах. Пенный наполнитель используется для уменьшения шума, вибрации и увеличения прочности кузова.
Нежелательно сваривать панели рядом с местом, где расположен пенный наполнитель. Если есть такая необходимость, то наполнитель нужно сначала удалить, а потом восстановить по завершению ремонта.
Пенный наполнитель не плавится и не горит, если резать «болгаркой» часть кузова рядом с ним.
Для замены специального пенного наполнителя не рекомендуется использовать строительную пену.
Ремонт несущего кузова
Автомобиль с несущим кузовом, в отличие от рамной конструкции, требует другой подход к ремонту.
Так как кузов представляет собой взаимосвязанную конструкцию, то, часто, дополнительно к основному, он получает второстепенные повреждения. Это нужно всегда учитывать при осмотре перед ремонтом.
Типы, конструктивные элементы автомобильного кузова и названия деталей
Любой легковой автомобиль построен на базе кузова, и это самая большая деталь автомобиля, которая выполняет много функций. Особая конструкция кузова позволяет автомобилю выдерживать нагрузки при движении и поглощать энергию удара в случае аварии. Также эта часть машины служит основанием, на котором крепятся все функциональные детали и узлы. Производители легковых машин выпускают самые различные варианты кузовов, что делает каждую модель уникальной по внешним признакам. Однако те же производители придерживаются основных параметров при изготовлении, которые характеризуют тип кузова и вариант его исполнения.
Основные типы
Прежде чем разобрать, из чего состоит кузов легкового автомобиля, нужно выделить основные типы его исполнения. Легковые машины серийного производства выпускаются в таких основных типах:
Есть и другие типы, но эти три являются основными и наиболее распространенными.
Кузов типа седан являются самыми популярным. Серийный седан имеет четыре двери для пассажиров, моторный отсек и багажный. Такой тип кузова является наиболее оптимальным для перевозки пассажиров и небольшого багажа.
Хетчбэк представляет собой машину с двумя дверями для пассажиров, моторный отсек и багажное отделение, не разделенное с салоном. Такой тип имеет ограничения по перевозимому грузу, а также не очень удобен для перевозки пассажиров. Однако такое исполнение имеет свои преимущества. Автомобили в таком типе кузова имеют более низкий вес и размеры, что положительно сказывается на его экономичности относительно расхода топлива.
Легковые машины в кузове универсал рассчитаны на усиленные нагрузки. Багажное отделение таких машин отличается увеличенным объемом, что не мешает оставаться салону в полноценном размере. Устройство универсала дает возможность еще больше расширить багажное отделение за счет складывания задних пассажирских сидений.
Материал и технология изготовления
Кузов современного легкового автомобиля изготавливается из высокопрочной стали, которая проходит несколько этапов обработки. Небольшая толщина используемого металла позволяет намного уменьшить общий вес машины, что положительно сказывается на его динамике и экономичности. Несмотря на маленькую толщину стали, конструкция кузова рассчитана таким образом, что он является одновременно и легким, и прочным.
На большинстве современных авто кузовные детали скрепляются между собой точечной сваркой. Это позволяет обеспечить надежность соединения элементов и уменьшить количество кромок и острых углов, которые наиболее уязвимы по отношению к коррозии. В перспективе автомобильная промышленность будет применять лазерное сваривание деталей. Такой подход сводит к минимуму наличие выпуклостей и впадин на швах, а конструкция кузова станет более простой и надежной.
Общее устройство кузова
Чтобы разобраться, из чего состоит кузов легкового автомобиля, следует рассмотреть основные детали, которые входят в его устройство. Для более простого понимания, устройство кузова автомобиля можно условно разделить на три отсека. Из чего же состоит кузов? Общая схема расположения частей следующая:
Рассмотрим, из чего состоит каждый из этих элементов более подробно.
Моторная часть состоит из следующих основных деталей:
Схема моторного отсека устроена таким образом, что при столкновениях энергию удара принимают на себя лонжероны и передняя балка. Деформируясь, они уменьшают нагрузку на пассажирский отсек. Такая конструкция повышает шансы водителя и пассажиров уберечься от травм в ДТП.
Схема расположения деталей пассажирского отсека легкового авто следующая:
В других источниках названия деталей кузова могут незначительно отличаться, однако сути дела это не меняет. Приведенная схема позволяет в общих чертах разобраться, из чего состоит кузов и каково его устройство.
Все части пассажирского отсека легкового авто имеют необходимую жесткость, которая обеспечивает надежное крепление облицовочных и функциональных деталей. Помимо этого устройство пассажирской части делается таким образом, чтобы обеспечить максимальную пассивную защиту в случае боковых столкновений.
Багажный отсек легкового авто состоит из задней панели и крыльев. Схема этого отделения разработана таким образом, что его устройство позволяет выдерживать нагрузки от полезного багажа, а также обеспечить пассивную безопасность в случае ударов в заднюю часть автомобиля.
Устройство кузова легковых машин зависит от модели, производителя и других деталей. Однако в большинстве серийно выпускаемых машин схема расположения кузовных деталей примерно одинакова. Резкое отличие имеют только спортивные автомобили и прототипы концептуально новых моделей, произведенных в количестве нескольких единиц. Кузов таких машин может иметь иную конструкцию.