Из каких материалов изготавливают кузов машины

Из чего делают кузова автомобилей? Занимательное материаловедение: из чего можно сделать автомобиль Из чего делают кузов машины

Разрабатывая новую модель автомобиля, каждый производитель стремится повысить динамику своей продукции, но вместе с тем не лишить автомобиль безопасности. Хотя динамические характеристики во многом зависят от типа двигателя, немалое значение играет кузов авто. Чем тяжелее он будет, тем больше усилий будет прилагать ДВС для того, чтобы разогнать транспорт. Но если машина будет слишком легкой, это часто отрицательно сказывается на прижимной силе.

Облегчая свою продукцию, производители стремятся улучшить аэродинамические свойства кузова (о том, что такое аэродинамика, рассказывается в другом обзоре). Уменьшение веса транспортного средства осуществляется не только за счет установки агрегатов из легкосплавных материалов, но и благодаря облегченным кузовным деталям. Разберемся с тем, какие материалы используются для изготовления кузовов автомобилей, а также в чем плюсы и минусы каждого из них.

Предыстория автомобильных кузовов

Кузову современного автомобиля уделяется не меньше внимания, чем его механизмам. Вот каким параметрам он должен соответствовать:

1. Прочный. При столкновении он не должен травмировать людей, находящихся в салоне. Жесткость на кручение должна обеспечивать сохранение формы авто при передвижении по неровной местности. Чем меньшим будет этот параметр, тем больше вероятность, что каркас авто деформируется, и транспорт будет непригодным к дальнейшей эксплуатации. Особенное внимание уделяется прочности фронтальной части крыши. Так называемый «лосиный» тест помогает автопроизводителю определить, насколько безопасным будет машина при столкновении с высоким животным, например оленем или лосем (вся масса туши приходится на лобовое стекло и верхнюю перемычку крыши над ним).
2. Современный дизайн. В первую очередь искушенные автомобилисты обращают внимание именно на форму кузова, а не только на техническую часть машины.
3. Безопасность. Все, кто находится в салоне автомобиля, должны быть защищены от внешнего воздействия, в том числе при боковом столкновении.
4. Универсальность. Материал, из которого изготавливается кузов авто, должен выдерживать разные погодные условия. Вдобавок к эстетичности лакокрасочное покрытие используется для защиты материалов, которые боятся агрессивного воздействия влаги.
5. Долговечность. Нередки случаи, когда создатель экономит на материале кузова, из-за чего автомобиль приходит в негодность спустя всего несколько лет эксплуатации.
6. Ремонтопригодность. Чтобы после небольшого ДТП не пришлось выбрасывать автомобиль, изготовление современных типов кузова подразумевает модульную сборку. Это означает, что поврежденную деталь можно заменить на аналогичную новую.
7. Доступная цена. Если кузов автомобиля будет изготовлен из дорогостоящих материалов, на площадках автопроизводителей будет скапливаться огромное количество невостребованных моделей. Такое часто происходит не по причине плохого качества, а из-за дороговизны транспортных средств.

Чтобы модель кузова соответствовала всем этим параметрам, производителям приходится учитывать особенности материалов, из которых изготавливается каркас и наружные панели кузова.

Чтобы производство автомобиля не требовало много ресурсов, инженеры компаний разрабатывают такие модели кузовов, которые позволяют совместить их основную функцию с дополнительными. Например, к конструкции авто крепятся основные агрегаты и детали салона.

Изначально конструкция автомобилей в основе имела раму, к которой крепились остальные узлы машины. Такой тип до сих пор присутствует в некоторых моделях авто. Примером тому служат полноценные внедорожники (у большинства джипов просто усиленная конструкция кузова, но нет рамы, такой тип внедорожников называется кроссовером) и грузовики. На первых автомобилях каждая панель, закрепленная на рамной конструкции, могла изготавливаться не только из металла, но также из дерева.

Первая модель с несущей конструкцией без рамы была Lancia Lambda, сошедшая с конвейера в 1921 году. Цельную стальную конструкцию кузова получила европейская модель Citroen B10, поступившая в продажу в 1924-м г.

Lancia Lambda

Citroen B10

Эта разработка оказалась настолько популярной, что большинство производителей тех времен редко когда отходили от концепции цельностального несущего кузова. Такие машины были безопасными. От стали некоторые фирмы отказывались по двум причинам. Во-первых, этот материал не во всех странах был доступным, особенно в военные годы. Во-вторых, стальной кузов очень тяжелый, поэтому некоторые ради установки ДВС с меньшей мощностью шли на компромисс в материалах кузова.

В период Второй мировой войны во всем мире сталь была дефицитом, так как этот металл полностью шел на военные нужды. Из желания продержаться на плаву, некоторые компании решали производить кузова своих моделей из альтернативных материалов. Так, в те годы впервые появились машины, кузов которых был алюминиевый. Пример таких моделей – Land Rover 1-Series (кузов состоял из алюминиевых панелей).

Другая альтернатива – деревянный каркас. Пример таких автомобилей – Willys Jeep Stations Wagon модификация Woodie.

Так как деревянный кузов не долговечный и нуждался в серьезном уходе, вскоре от этой идеи отказались, а вот что касается алюминиевых конструкций, производители всерьез задумались над внедрением данной технологии в современное производство. Хотя основная кажущаяся причина – нехватка стали, на самом деле не это было побуждающим фактором, из-за которого автопроизводители стали искать альтернативные варианты.

1. С момента всемирного топливного кризиса большинству автобрендов пришлось пересмотреть технологию своего производства. В первую очередь, аудитория, требующая мощных и объемных моторов, резко сократилась по причине дороговизны топлива. Автомобилисты стали искать менее прожорливые машины. А чтобы транспорт при менее объемном двигателе был достаточно динамичным, требовался легкий, но при этом достаточно прочный материал.
2. Во всем мире со временем стали сильнее ужесточаться экологические нормы по выхлопу автотранспорта. По этой причине начала внедряться технология по снижению потребления топлива, повышению качества сгорания воздушно-топливной смеси и увеличению КПД силового агрегата. Для этого нужно уменьшить вес всего авто.

Со временем появились разработки из композитных материалов, которые позволили еще больше снизить вес транспорта. Рассмотрим, в чем особенность каждого материала, который используется для изготовления кузовов автомобилей.

Двигатель внутреннего сгорания

Многим интересно было бы узнать, как устроен автомобиль (для «чайников» эта тема тем более увлекательна). Конструкция его не сложная, а принцип работы простой и понятный. Хоть современные моторы и усложнились, но общее устройство не изменилось. Существуют бензиновые, дизельные двигатели, электрические моторы.

Как устроен двигатель автомобиля? Он представляет собой блок, в котором есть цилиндр, поршень, впускной и выпускной клапаны, шатун, коленчатый и распределительный валы. На автомобили устанавливаются чаще всего четырехтактные четырехцилиндровые моторы. Но есть 6-, и даже 8-цилиндровые агрегаты.

Читайте также: Как сделать диагностику АБС самому? Причины и виды неполадок в датчике ABS на автомобиле. Как в домашних условиях установить неполадки АБС (ABS) своими руками? Датчики автомобиля — проверяем работоспо

В каждом моторе есть цилиндр и подвижный поршень. Внутри цилиндра тепловая энергия преобразуется в механическую. При открытии впускного клапана, в цилиндр поступает горючая смесь. Посредством искры, созданной системой зажигания, смесь поджигается и сгорает. Энергия горения заставляет поршень двигаться вниз. Когда он двигается, посредством шатуна вращается и коленчатый вал. Далее открывается выпускной клапан. Отработанные газы попадают в выпускную систему и выводятся наружу.

Современный мотор гораздо сложнее, чем 50 лет назад, и состоит он не только из базовых деталей. Сейчас почти все производители начали использовать турбины. Причем не только на дизельных, но и на бензиновых двигателях. Но мы продолжим дальше узнавать, как устроен автомобиль – будет интересно.

Стальной кузов: преимущества и недостатки

Большинство элементов кузова современного авто изготавливаются из стального проката. Толщина металла в некоторых отделах достигает 2.5 миллиметра. Причем преимущественно в несущей части используется низкоуглеродистый листовой материал. Благодаря этому автомобиль достаточно легкий и одновременно прочный.

На сегодняшний день сталь не в дефиците. Этот металл обладает высокой прочностью, из него можно штамповать элементы разной формы, а детали легко скрепить между собой при помощи точечной сварки. При изготовлении автомобиля инженеры уделяют внимание пассивной безопасности, а технологи – простоте обработки материала, чтобы себестоимость транспорта, насколько это возможно, была невысокой.

А для металлургии самая сложная задача состоит в том, чтобы угодить и инженерам, и технологам. Учитывая желаемые свойства, был разработан специальный сорт стали, который обладает идеальным сочетанием способности к вытяжке и достаточной прочности готового изделия. Это упрощает производство кузовных панелей и повышает надежность каркаса авто.

Вот еще некоторые плюсы стального кузова:

• Ремонт стальных изделий самый легкий – достаточно купить новый элемент, например, крыло, и заменить его;
• Его легко утилизировать – сталь отлично поддается вторичной переработке, благодаря чему у производителя всегда есть возможность получить дешевое сырье;
• Технология изготовления стального проката проще, чем обработка легкосплавных аналогов, поэтому сырье стоит дешевле.

Несмотря на эти преимущества, у стальных изделий есть несколько существенных недостатков:

1. Готовые изделия самые тяжелые;
2. На незащищенных деталях быстро появляется ржавчина. Если элемент не защитить лакокрасочным покрытием, повреждение быстро приведет кузов в негодность;
3. Чтобы листовая сталь имела увеличенную жесткость, деталь нужно много раз штамповать;
4. Ресурс у стальных изделий самый маленький по сравнению с цветными металлами.

На сегодняшний день свойство стали повышается за счет добавления в состав некоторых химических элементов, повышающих ее прочность, устойчивость к окислению и характеристик пластичности (сталь марки TWIP способна растягиваться до 70%, а максимальный показатель ее прочности составляет 1300МПа).

Пластмассы

В последнее время повышенный интерес вызывает возможность применения пластмасс в кузовостроении, хотя цельные пластмассовые кузова или даже пластмассовые несущие узлы — дело далекого будущего. Однако известно много предложений по данной теме. с 1953 г. изготовливала в довольно большом количестве автомобиль «Шевроле-корвет» с кузовом, штампуемым из полиэфирного материала, армированного стекловолокном. Кузов имел несущий каркас из стальных труб. Определенный интерес представляет пол многослойной конструкции, экспериментально изготовленный для открытого пластмассового кузова, армированного стекловолокном. В будущем в небольшом количестве можно будет изготовлять легкие открытые кузова из термопласта для специальных автомобилей.

Преимуществами пластмасс являются малый вес, высокая прочность и жесткость, хорошие шумопоглощающие свойства, обусловливаемые высоким внутренним демпфированием, легкая сборка узлов, достигаемая благодаря возможности изготовления крупных деталей, высокая коррозионная стойкость.

Этим несомненным преимуществам пластмасс противостоят существенные недостатки, в частности, высокая стоимость материалов и их изготовления, большая длительность технологического цикла, затрудненные монтаж и ремонт, малое поглощение энергии.

Вследствие обладания этими недостатками пластмассы не подходят для кузовов массового выпуска. Тем не менее высокая технологичность пластмасс, возможность изготовления деталей методом литья или с помощью вакуумной вытяжки позволяют широко использовать пластмассы как для мелких, так и для больших штампованных деталей. При выборе пластмассы в основном руководствуются механическими и термическими свойствами материалов. В кузовостроении применяются следующие важнейшие виды пластмасс:

1. Термореактивные пластмассы (так называемые реактопласты) по стандартам DIN 7708, DIN 16911, DIN 16912 используются для сильно нагруженных деталей (рычаги, ручки); если пластмасса армирована стекловолокном, то ее используют и для больших деталей специальных (спортивных) автомобилей под названием стеклопластик, например, для капотов, крышек багажников, декоративных решеток, крыльев, боковин и т. д.
2. Различные термопласты (ниже приведены только некоторые из возможных материалов, которые предлагаются под различными фирменными наименованиями). Например, акрилонитрил-бутадиенстирол используется для деталей, получаемых вакуумной вытяжкой, таких как облицовки радиатора, панели приборов; акрило-стекло — для прозрачных деталей, окон, рассеивателей, фонарей; полиамид — для быстроизнашивающихся деталей таких, как подвижные элементы замков, корпуса воздуховодов и др.; поливинилхлорид — для эластичных и мягких деталей, искусственной кожи, пленочных покрытий, шлангов, уплотнителей, изоляции; полиуретан— для высокопрочных деталей; пенистый полиуретан — для накладок, изоляционных материалов; полиуретан с твердой поверхностной зоной — для ручек, подлокотников, облицовок, панели приборов, деформируемой облицовки передней части и др.
3. Эластомеры (этилен-пропилеп-резина) с монолитной оболочкой используются, например, для уплотнителей, устойчивых к погодным условиям и старению (двери, окна).

Алюминиевый кузов: преимущества и недостатки

Раньше алюминий использовался только для изготовления панелей, которые закреплялись на стальной конструкции. Современные разработки производства алюминия позволяют использовать материал также и для создания элементов каркаса.

Хотя этот металл по сравнению со сталью менее подвержен воздействию влаги, он обладает меньшей прочностью и механической эластичностью. По этой причине для снижения массы авто данный металл используется при создании дверей, ляд багажников, капотов. Чтобы использовать алюминий в каркасе, производителю приходится увеличивать толщину изделий, что часто работает против облегчения транспорта.

Плотность алюминиевых сплавов намного меньше, чем у стали, поэтому в машине с таким кузовом гораздо хуже шумоизоляция. Чтобы в салон такого автомобиля поступало минимум наружных шумов, производитель использует особенные технологии шумоподавления, из-за чего автомобиль будет стоить дороже по сравнению с аналогичным вариантом, имеющим стальной кузов.

Изготовление алюминиевого кузова на первых этапах схоже с процессом создания стальных конструкций. Сырье разбивается в листы, затем они штампуются в соответствии с нужным дизайном. Детали собираются в общую конструкцию. Только для этого используется аргоновая сварка. В более дорогих моделях используется лазерная точечная сварка, особенный клей или заклепки.

Аргументы в пользу алюминиевого кузова:

• Листовой материал легче штампуется, поэтому в процессе изготовления панелей требуется не такое мощное оборудование, как для штамповок из стали;
• По сравнению со стальными кузовами идентичная форма, выполненная из алюминия, будет легче, а прочность в то же время остается на одинаковом уровне;
• Детали легко обрабатываются и поддаются вторичной переработке;
• Материал более долговечный по сравнению со сталью – он не боится воздействия влаги;
• Стоимость технологического процесса изготовления меньше по сравнению с предыдущим вариантом.

Не все автомобилисты соглашаются на покупку авто с алюминиевым кузовом. Причина в том, что даже при незначительном ДТП ремонт машины будет дорогостоящим. Само сырье стоит больше, чем сталь, а если деталь нужно менять, автовладельцу придется искать специалиста, у которого есть специальное оборудование для качественного соединения элементов.

Как устроен автомобиль: схема, принцип работы и особенности

Изобретение двигателя внутреннего сгорания и автомобиля в корне перевернуло жизнь человечества. Благодаря машинам существенно экономилось время, которое тратилось на передвижение. Также за счет автомобилей появилась возможность осуществлять крупные грузоперевозки. Сегодня водительское удостоверение есть у каждого второго, но далеко не все водители знают, как устроен автомобиль. А ведь эти знания очень полезны – они помогут увереннее чувствовать себя на дороге и не теряться в трудных ситуациях. Машины иногда ломаются, а зная схему устройства и принцип работы, можно устранить неполадку своими силами или хотя бы рассказать автослесарю, что сломалось.
Как устроен автомобиль? Более подробно об устройстве расскажем в нашей статье.

Пластиковый кузов: преимущества и недостатки

Вторая половина ХХ-го века ознаменовалась появлением пластика. Популярность такого материала объясняется тем, что из него можно изготовить любую конструкцию, которая будет намного легче даже алюминия.

Пластик не нуждается в лакокрасочном покрытии. Достаточно добавить в сырье нужные красители, и изделие приобретает нужный оттенок. К тому же оно не выцветает и его не нужно перекрашивать, когда на нем появляются царапины. По сравнению с металлом пластик более долговечный, он вообще не вступает в реакцию с водой, поэтому он не ржавеет.

Модель Хади имеет пластиковый кузов

Стоимость изготовления пластиковых панелей намного ниже, так как для тиснения не нужны мощные прессы. Разогретое сырье текучее, благодаря чему форма кузовных деталей может быть абсолютно любой, чего сложно достичь при использовании металла.

Несмотря на эти явные преимущества, у пластика есть очень большой недостаток – его прочность напрямую связана с условиями эксплуатации. Так, если температура воздуха на улице опускается ниже нуля, детали становятся хрупкими. Даже небольшая нагрузка может привести к тому, что материал лопнет или разлетится на куски. С другой стороны, с повышением температуры увеличивается его эластичность. Некоторые типы пластмасс деформируются при нагреве на солнце.

Вот по каким еще причинам пластиковые кузова менее практичны:

• Поврежденные детали поддаются вторичной переработке, однако для этого процесса нужно специальное дорогостоящее оборудование. То же касается производства пластмассы.
• Во время изготовления пластмассовых изделий в атмосферу выбрасывается большое количество вредных веществ;
• Из пластмассы нельзя изготавливать несущие части кузова, так как даже крупный кусок материала не такой прочный, как тонкий металл;
• Если повреждается пластиковая панель, ее можно легко и быстро заменить на новую, однако это намного дороже, чем приварить металлическую заплатку к металлу.

Хотя в наши дни существуют разные разработки, которые устраняют большинство из перечисленных проблем, довести технологию до идеала все равно пока не удалось. По этой причине из пластика в основном делаются бамперы, декоративные вставки, молдинги, и лишь в некоторых моделях машин – крылья.

Драгоценные металлы в составе деталей автомобилей

Основными драгоценным металлами, содержащимися в деталях таких автомобилей, как КАМАЗ 4308, являются золото и серебро, а также платина, родий, палладий и иридий.

В таблице ниже приведена некоторая доступная информация по содержанию драгметаллов в автомобилях советского производства согласно «Перечню изделий автотранспортных средств, содержащих драгоценные металлы» от 24.02.2000.

Как видно из представленных данных, наиболее весомым по содержанию на общую массу автомобиля оказывается серебро:

Наименование автомобиля	Содержание металлов в составе автомобильных деталей, г
	золото	серебро	платина	металлы платиновой группы
Грузовые
ГАЗ-3310	0,4461	9,7419	0,0476
ГАЗ-3309	0,0407	9,0241	—	0,0476
МАЗ-5440	0,4461	9,7419	—	0,0476
КАМАЗ-4308	0,00849	14,9881	—	0,0434
Легковые
ВАЗ-24	0,00764	5,46485	0,08674	—
ВАЗ-2106, 2103	0,02263	5,1229	—	0,005

Золото и серебро

Золото и серебро в автомобилях, как правило, содержатся в составе комплектующих деталей электроники:

В современных автомобилях данные металлы содержатся в составе микросхем и мониторов бортовых компьютеров, составляющие систему управления и навигации автомобиля.

Элементы платиновой группы

Металлы платиновой группы, а именно, системы платина-палладий-родий, как правило, содержатся в составе катализаторов двигателей.
С улучшением качества двигателей количество родия уменьшалось с 18% до 9-10% от общей массы металлов.

При совершенствовании двигателей количество родия уменьшалось с 17-20%до 9-11% от общей массы платиноидов.

При использовании тройных систем платиноидов обычно платина находится в самом большом количестве, ее содержание составляет 300-1000 мкг/кг, палладия — 200-800 мкг/кг, родия — в диапазоне от 50 до 100 мг/кг.

Содержание металлов различается в зависимости от автопроизводителя, объемов двигателя и размеров автомобилей.

Кузов из композитных материалов: преимущества и недостатки

Под понятием композитный подразумевается материал, в состав которого входит более двух составляющих. В процессе создания материала композит приобретает однородную структуру, благодаря чему конечное изделие будет обладать свойствами двух (или более) веществ, из которых состоит сырье.

Нередко композит будет получаться при склеивании или спекании слоев из разных материалов. Нередко для повышения прочности детали каждый отдельный слой армируется, чтобы в процессе эксплуатации материал не отслоился.

Кузов монокок

Самый распространенный композит, применяемый в автомобилестроении это стеклопластик. Материал получается путем добавления полимерного наполнителя в стекловолокно. Из такого материала делаются наружные элементы кузова, например, бамперы, радиаторные решетки, иногда головная оптика (чаще она изготавливается из стекла, а облегченные варианты – из полипропилена). Установка таких деталей позволяет производителю в конструкции несущих частей кузова использовать сталь, но при этом сохранить модель достаточно легкой.

Помимо перечисленных выше достоинств, полимерный материал занимает достойное место в автомобилестроении по следующим причинам:

• Минимальный вес деталей, но в то же время они обладают достойной прочностью;
• Готовое изделие не боится агрессивного воздействия влаги и солнца;
• Благодаря эластичности на стадии сырья производитель может создавать абсолютно разные формы деталей, в том числе самые сложные;
• Готовые изделия выглядят эстетично;
• Можно создавать огромные кузовные детали, а в некоторых случаях даже полностью весь кузов, как в случае с кит-карами (подробней о таких автомобилях читайте в отдельном обзоре).

Однако инновационная технология не может быть полной альтернативой металлу. Вот несколько причин тому:

1. Стоимость полимерных наполнителей очень высокая;
2. Форма для изготовления детали должна быть идеальной. В противном случае элемент получится некрасивым;
3. В процессе изготовления крайне важно соблюдать чистоту рабочего места;
4. Создание прочных панелей требует много времени, так как композит долго высыхает, а некоторые детали кузова многослойные. Часто именно из этого материала изготавливаются сплошные кузова. Для их обозначения используется крылатый термин «монокок». Технология создания монококовых типов кузовов следующая. Слой углеволокна проклеивается полимером. Поверх него укладывается другой слой материала, только так, чтобы волокна располагались в другом направлении, чаще всего под прямым углом. После того, как изделие готово, его ставят в специальную печку и выдерживают определенное время под высокой температурой, чтобы материал запекся и приобрел монолитную форму;
5. Когда ломается деталь из композитного материала, ее крайне сложно отремонтировать (пример того, как ремонтируются автомобильные бамперы, рассказывается здесь);
6. Детали из композитов не перерабатываются, а только уничтожаются.

Ввиду дороговизны и сложности изготовления, обычные дорожные автомобили имеют минимальное количество деталей из стеклопластика или других композитных аналогов. Чаще всего такие элементы устанавливают на суперкар. Пример такого автомобиля – Ferrari Enzo.

2002 Ferrari Enzo

Правда, некоторые эксклюзивные модели гражданской серии получают габаритные детали из композита. Примером тому служит BMW М3. У этого автомобиля крыша изготовлена из углеволокна. Материал обладает нужной прочностью, но при этом позволяет переместить центр тяжести ближе к земле, что увеличивает прижимную силу при вхождении в повороты.

Еще одно оригинальное решение в применении легких материалов в кузове авто демонстрирует производитель знаменитого суперкара Corvette. Почти полвека компания использует в модели пространственную металлическую раму, на которую крепятся панели из композитов.

Передаточные числа КПП

Чтобы лучше узнать, как устроен автомобиль, с помощью простого примера разберем работу КПП. Имеется, к примеру, две шестерни с разным числом зубьев – на первой 20, на второй – 40. Если первая сделает два оборота, вторая провернется только один раз.

Разные шестерни имеют разные передаточные числа. А значит, скорость вращения будет отличаться. Первая и вторая передача в автомобиле имеет самую большую мощность. Двигатель очень легко вращает колеса и двигает тяжелый автомобиль. Машина при этом едет с низкой скоростью. Более высокие передачи используются, когда машина уже едет по инерции и мотору не тяжело раскручивать колеса. Высшие передачи имеют более низкую мощность. Но они более быстрые – на них развиваются высокие скорости – от 80 и выше километров в час.

Ну, а мы продолжим дальше узнавать, как устроен автомобиль.

Система охлаждения

Двигатель разогревается до высоких температур, а перегрев для мотора очень страшен. Для этого существует система охлаждения, один из элементов которой – радиатор. Что он собой являет? Давайте рассмотрим, как устроен радиатор охлаждения автомобиля. Зачастую, он имеет несколько секций, сердцевину, а также детали крепления. Жидкость, которая поступает из рубашек охлаждения двигателя, должна охлаждаться в радиаторе. Сердцевина – это тонкие пластины, через которые идут плоские вертикальные трубы. Они припаяны к пластинам. Жидкость проходящая через сердцевину и трубки, интенсивно охлаждается.

Из каких материалов изготавливают кузов машины

На протяжении всей истории автомобилестроения компании использовали различные материалы для изготовления и обтяжки кузовов автомобилей. Вот самые популярные из них:

• сталь;
• Алюминий;
• Пластик и стеклопластик.

Сталь

Самым популярным материалом для изготовления кузова сегодня по-прежнему является низкоуглеродистая сталь. Именно этот компонент позволяет снизить общий вес автомобиля.

Сталь характеризуется высокой механической прочностью и соответственно высоким пределом прочности на разрыв. Последняя характеристика материала позволяет изготавливать детали любой формы без дополнительных производственных затрат.

Толщина листа у старых автомобилей была намного больше.

Алюминий

Еще один металл, из которого изготавливают кузова автомобилей, — алюминий. Этот материал является относительно новым для автомобильной промышленности. По сравнению со сталью алюминий имеет гораздо меньшую прочность на разрыв, поэтому начальная толщина листового металла должна быть больше.

Толстый алюминий, в свою очередь, значительно увеличивает общий вес автомобиля, хотя он и легче по сравнению со сталью. Некоторые детали кузова, такие как капот, двери и элементы крышки багажника, также могут быть изготовлены из этого материала. К недостаткам относится плохая звукоизоляция.

Кузовные работы Lada

Производство алюминиевой обшивки для автомобилей очень похоже на производственные процессы, в которых используются стальные листы.

На первом этапе детали получают из исходных материалов с помощью пуансона. Затем детали собираются вместе с помощью сварки, специализированного клея или современного лазерного оборудования. Для соединения деталей между собой можно также использовать заклепки.

процесс сварки на заводе

• высокая прочность
• меньший вес по сравнению со сталью
• технологичность;
• производство деталей различной формы;
• менее подвержены коррозии, чем сталь

• высокая стоимость;
• требуется дополнительное оборудование;
• высокие затраты на электроэнергию;
• дорогостоящий способ соединения конструкций.

Стеклопластик и различные виды пластмассы

Стеклопластик представляет собой волокнистый наполнитель, пропитанный полимерными смолами. Кевлар, углеродное волокно и стекловолокно или стеклоткань — наиболее распространенные материалы и наполнители, используемые в производстве автомобилей.

Большинство пластиковых корпусов собираются из пяти типов исходного материала: стеклопластик, полипропилен, поливинилхлорид, АБС и полиуретан.

Кузов современного BMW из композитных материалов

Для снижения общего веса автомобиля некоторые детали, например, наружные панели, изготавливаются из стеклопластика. Амортизаторы, сиденья и подушки также изготовлены из стеклопластика.

Пластиковый кузов: преимущества и недостатки

Вторая половина 20-го века ознаменовалась появлением пластика. Популярность этого материала обусловлена тем, что из него можно изготовить любую конструкцию, которая будет намного легче даже алюминия.

Пластик не нуждается в лакокрасочном покрытии. Достаточно добавить в сырье необходимые красители, и продукт приобретает нужный оттенок. Кроме того, он не выцветает и не требует повторного окрашивания при появлении царапин. По сравнению с металлом, пластик более прочен и вообще не вступает в реакцию с водой, поэтому он не ржавеет.

У Хади пластиковое тело

Стоимость изготовления пластиковых панелей гораздо ниже, поскольку для экструзии не требуются мощные прессы. Нагретое сырье свободно течет, поэтому твердому материалу можно придать практически любую форму, чего трудно добиться при работе с металлом.

Несмотря на эти очевидные преимущества, у пластика есть существенный недостаток — его долговечность напрямую зависит от условий эксплуатации. Если наружная температура опускается ниже нуля, детали становятся хрупкими. Даже небольшая нагрузка может привести к разрыву или разлету материала. С другой стороны, его эластичность увеличивается при повышении температуры. Некоторые виды пластика деформируются под воздействием солнечных лучей.

Есть и другие причины, по которым пластиковые тела менее практичны:

• Поврежденные детали могут быть переработаны, но этот процесс требует специального дорогостоящего оборудования. То же самое относится и к производству пластмасс.
• В процессе производства пластиковых изделий в атмосферу выбрасывается большое количество вредных веществ;
• Из пластика нельзя изготовить ни одной несущей части тела, потому что даже большие куски материала не так прочны, как тонкий металл;
• Если пластиковая панель ломается, ее можно быстро и легко заменить на новую, но это гораздо дороже, чем приварить заплатку к металлу.

Хотя в настоящее время существуют различные решения, устраняющие большинство вышеперечисленных проблем, довести технологию до совершенства все еще не удалось. По этой причине пластик в основном используется для изготовления бамперов, декоративных вставок, молдингов и, только для некоторых моделей автомобилей, крыльев.

Кузов из композитных материалов: преимущества и недостатки

Термин «композит» относится к материалу, содержащему более двух компонентов. В процессе создания материала композит добивается однородной структуры, так что конечный продукт будет обладать свойствами двух (или более) веществ, из которых состоит сырье.

Часто композит получают путем объединения или спекания слоев различных материалов. Часто каждый отдельный слой армируется для повышения прочности детали, чтобы материал не отслаивался во время использования.

Наиболее распространенным композитом, используемым в автомобильной промышленности, является стеклопластик. Материал создается путем добавления полимерного наполнителя в стекловолокно. Из этого материала изготавливаются внешние детали кузова, такие как бамперы, крышки радиатора и иногда фары (они чаще всего изготавливаются из стекла и более легких вариантов полипропилена). Установка этих деталей позволяет производителю использовать сталь в конструкции несущих частей кузова, но при этом вес модели остается достаточно низким.

Помимо вышеупомянутых преимуществ, полимерный материал занимает достойное место в автомобильной промышленности по следующим причинам:

• Минимальный вес деталей, но при этом достойная прочность;
• Готовый продукт не боится агрессивного воздействия влаги и солнца;
• Благодаря гибкости на стадии сырья производитель может создавать абсолютно разные формы деталей, включая самые сложные;
• Готовые изделия выглядят эстетично;
• Можно создавать огромные части тела, а в некоторых случаях даже целое тело, как в случае с Kit Cars (подробнее о таких автомобилях вы прочтете в отдельном обзоре).

Но инновационные технологии не могут быть полной альтернативой металлу. Вот несколько причин:

1. Стоимость полимерных наполнителей очень высока;
2. Форма для изготовления детали должна быть идеальной. В противном случае деталь получится некрасивой;
3. Очень важно поддерживать чистоту рабочей зоны во время производственного процесса;
4. Создание прочных панелей требует много времени, поскольку композит долго сохнет, а некоторые части корпуса многослойны. Именно из этого материала часто изготавливают твердые тела. Для их описания используется крылатый термин «монокок». Технология изготовления кузовов типа «монокок» заключается в следующем. Слой углеродного волокна соединен с полимером. Поверх него наносится еще один слой материала, только с волокнами, расположенными в другом направлении, обычно под прямым углом. После подготовки детали ее помещают в специальную печь и оставляют на определенный период времени при высокой температуре, чтобы материал затвердел и приобрел монолитную форму;
5. Как только деталь из композитного материала ломается, ее крайне сложно отремонтировать (пример ремонта автомобильного бампера можно посмотреть здесь);
6. Детали из композитов не могут быть переработаны, а разрушаются.

Из-за высокой стоимости и сложности производства обычные дорожные автомобили имеют минимальное количество деталей из стекловолокна или других композитных материалов. Чаще всего такие детали устанавливаются на суперкары. Примером такого автомобиля является Ferrari Enzo.

Однако некоторые эксклюзивные модели гражданской серии получают крупные детали из композита. Примером может служить BMW M3. Крыша этого автомобиля сделана из углеродного волокна. Материал обеспечивает необходимую прочность, но в то же время позволяет сместить центр тяжести ближе к земле, что увеличивает прижимную силу при прохождении поворотов.

Еще одно оригинальное решение по использованию легких материалов в кузове автомобиля демонстрирует производитель знаменитого суперкара Corvette. Уже почти полвека компания использует пространственную металлическую раму, на которую крепятся панели из композитных материалов.

Драгоценные металлы в составе деталей автомобилей

Основными драгоценными металлами, содержащимися в деталях таких автомобилей, как КАМАЗ 4308, являются золото и серебро, а также платина, родий, палладий и иридий.

В таблице ниже приведены некоторые имеющиеся сведения о содержании драгоценных металлов в автомобилях советского производства, согласно «Перечню автомобильных изделий, содержащих драгоценные металлы» от 24.02.2000.

Как видно из представленных данных, серебро имеет наибольший вес в пересчете на полную массу автомобиля:

Обозначение транспортного средства	Содержание металла в деталях автотранспортных средств, г
золото	серебро	платина	Металлы платиновой группы
Грузовые автомобили
ГАЗ-3310	0,4461	9,7419	0,0476
ГАЗ-3309	0,0407	9,0241	—	0,0476
МАЗ-5440	0,4461	9,7419	—	0,0476
КАМАЗ-4308	0,00849	14,9881	—	0,0434
Автомобили
ВАЗ-24	0,00764	5,46485	0,08674	—
ВАЗ-2106, 2103	0,02263	5,1229	—	0,005

Золото и серебро

Золото и серебро в автомобилях, как правило, содержится в компонентах, используемых в электронике:

В современных автомобилях эти металлы содержатся в микрочипах и мониторах бортовых компьютеров, составляющих систему управления и навигации автомобиля.

Элементы платиновой группы

Металлы платиновой группы, а точнее система платина-палладий-радий, обычно присутствуют в составе каталитических нейтрализаторов двигателей.
С усовершенствованием двигателей количество родия уменьшилось с 18% до 9-10% от общего количества металлов.

С усовершенствованием двигателя количество родия уменьшилось с 17-20% до 9-11% от общего количества платинового металла.

В трехкомпонентных платиновых системах платина обычно присутствует в наибольшем количестве, с содержанием 300-1000 мкг/кг, палладий 200-800 мкг/кг и родий 50-100 мг/кг.

Содержание металла зависит от производителя автомобиля, объема двигателя и размера транспортного средства.

Из чего делают кузова автомобилей

Разрабатывая новую модель автомобиля, каждый производитель стремится повысить динамику своей продукции, но вместе с тем не лишить автомобиль безопасности. Хотя динамические характеристики во многом зависят от типа двигателя, немалое значение играет кузов авто. Чем тяжелее он будет, тем больше усилий будет прилагать ДВС для того, чтобы разогнать транспорт. Но если машина будет слишком легкой, это часто отрицательно сказывается на прижимной силе.

Облегчая свою продукцию, производители стремятся улучшить аэродинамические свойства кузова (о том, что такое аэродинамика, рассказывается в другом обзоре). Уменьшение веса транспортного средства осуществляется не только за счет установки агрегатов из легкосплавных материалов, но и благодаря облегченным кузовным деталям. Разберемся с тем, какие материалы используются для изготовления кузовов автомобилей, а также в чем плюсы и минусы каждого из них.

Предыстория автомобильных кузовов

Кузову современного автомобиля уделяется не меньше внимания, чем его механизмам. Вот каким параметрам он должен соответствовать:

1. Прочный. При столкновении он не должен травмировать людей, находящихся в салоне. Жесткость на кручение должна обеспечивать сохранение формы авто при передвижении по неровной местности. Чем меньшим будет этот параметр, тем больше вероятность, что каркас авто деформируется, и транспорт будет непригодным к дальнейшей эксплуатации. Особенное внимание уделяется прочности фронтальной части крыши. Так называемый «лосиный» тест помогает автопроизводителю определить, насколько безопасным будет машина при столкновении с высоким животным, например оленем или лосем (вся масса туши приходится на лобовое стекло и верхнюю перемычку крыши над ним).
2. Современный дизайн. В первую очередь искушенные автомобилисты обращают внимание именно на форму кузова, а не только на техническую часть машины.
3. Безопасность. Все, кто находится в салоне автомобиля, должны быть защищены от внешнего воздействия, в том числе при боковом столкновении.
4. Универсальность. Материал, из которого изготавливается кузов авто, должен выдерживать разные погодные условия. Вдобавок к эстетичности лакокрасочное покрытие используется для защиты материалов, которые боятся агрессивного воздействия влаги.
5. Долговечность. Нередки случаи, когда создатель экономит на материале кузова, из-за чего автомобиль приходит в негодность спустя всего несколько лет эксплуатации.
6. Ремонтопригодность. Чтобы после небольшого ДТП не пришлось выбрасывать автомобиль, изготовление современных типов кузова подразумевает модульную сборку. Это означает, что поврежденную деталь можно заменить на аналогичную новую.
7. Доступная цена. Если кузов автомобиля будет изготовлен из дорогостоящих материалов, на площадках автопроизводителей будет скапливаться огромное количество невостребованных моделей. Такое часто происходит не по причине плохого качества, а из-за дороговизны транспортных средств.

Чтобы модель кузова соответствовала всем этим параметрам, производителям приходится учитывать особенности материалов, из которых изготавливается каркас и наружные панели кузова.

Чтобы производство автомобиля не требовало много ресурсов, инженеры компаний разрабатывают такие модели кузовов, которые позволяют совместить их основную функцию с дополнительными. Например, к конструкции авто крепятся основные агрегаты и детали салона.

Изначально конструкция автомобилей в основе имела раму, к которой крепились остальные узлы машины. Такой тип до сих пор присутствует в некоторых моделях авто. Примером тому служат полноценные внедорожники (у большинства джипов просто усиленная конструкция кузова, но нет рамы, такой тип внедорожников называется кроссовером) и грузовики. На первых автомобилях каждая панель, закрепленная на рамной конструкции, могла изготавливаться не только из металла, но также из дерева.

Первая модель с несущей конструкцией без рамы была Lancia Lambda, сошедшая с конвейера в 1921 году. Цельную стальную конструкцию кузова получила европейская модель Citroen B10, поступившая в продажу в 1924-м г.

Lancia Lambda Citroen B10

Эта разработка оказалась настолько популярной, что большинство производителей тех времен редко когда отходили от концепции цельностального несущего кузова. Такие машины были безопасными. От стали некоторые фирмы отказывались по двум причинам. Во-первых, этот материал не во всех странах был доступным, особенно в военные годы. Во-вторых, стальной кузов очень тяжелый, поэтому некоторые ради установки ДВС с меньшей мощностью шли на компромисс в материалах кузова.

В период Второй мировой войны во всем мире сталь была дефицитом, так как этот металл полностью шел на военные нужды. Из желания продержаться на плаву, некоторые компании решали производить кузова своих моделей из альтернативных материалов. Так, в те годы впервые появились машины, кузов которых был алюминиевый. Пример таких моделей – Land Rover 1-Series (кузов состоял из алюминиевых панелей).

Другая альтернатива – деревянный каркас. Пример таких автомобилей – Willys Jeep Stations Wagon модификация Woodie.

Так как деревянный кузов не долговечный и нуждался в серьезном уходе, вскоре от этой идеи отказались, а вот что касается алюминиевых конструкций, производители всерьез задумались над внедрением данной технологии в современное производство. Хотя основная кажущаяся причина – нехватка стали, на самом деле не это было побуждающим фактором, из-за которого автопроизводители стали искать альтернативные варианты.

1. С момента всемирного топливного кризиса большинству автобрендов пришлось пересмотреть технологию своего производства. В первую очередь, аудитория, требующая мощных и объемных моторов, резко сократилась по причине дороговизны топлива. Автомобилисты стали искать менее прожорливые машины. А чтобы транспорт при менее объемном двигателе был достаточно динамичным, требовался легкий, но при этом достаточно прочный материал.
2. Во всем мире со временем стали сильнее ужесточаться экологические нормы по выхлопу автотранспорта. По этой причине начала внедряться технология по снижению потребления топлива, повышению качества сгорания воздушно-топливной смеси и увеличению КПД силового агрегата. Для этого нужно уменьшить вес всего авто.

Со временем появились разработки из композитных материалов, которые позволили еще больше снизить вес транспорта. Рассмотрим, в чем особенность каждого материала, который используется для изготовления кузовов автомобилей.

Стальной кузов: преимущества и недостатки

Большинство элементов кузова современного авто изготавливаются из стального проката. Толщина металла в некоторых отделах достигает 2.5 миллиметра. Причем преимущественно в несущей части используется низкоуглеродистый листовой материал. Благодаря этому автомобиль достаточно легкий и одновременно прочный.

На сегодняшний день сталь не в дефиците. Этот металл обладает высокой прочностью, из него можно штамповать элементы разной формы, а детали легко скрепить между собой при помощи точечной сварки. При изготовлении автомобиля инженеры уделяют внимание пассивной безопасности, а технологи – простоте обработки материала, чтобы себестоимость транспорта, насколько это возможно, была невысокой.

А для металлургии самая сложная задача состоит в том, чтобы угодить и инженерам, и технологам. Учитывая желаемые свойства, был разработан специальный сорт стали, который обладает идеальным сочетанием способности к вытяжке и достаточной прочности готового изделия. Это упрощает производство кузовных панелей и повышает надежность каркаса авто.

Вот еще некоторые плюсы стального кузова:

• Ремонт стальных изделий самый легкий – достаточно купить новый элемент, например, крыло, и заменить его;
• Его легко утилизировать – сталь отлично поддается вторичной переработке, благодаря чему у производителя всегда есть возможность получить дешевое сырье;
• Технология изготовления стального проката проще, чем обработка легкосплавных аналогов, поэтому сырье стоит дешевле.

Несмотря на эти преимущества, у стальных изделий есть несколько существенных недостатков:

1. Готовые изделия самые тяжелые;
2. На незащищенных деталях быстро появляется ржавчина. Если элемент не защитить лакокрасочным покрытием, повреждение быстро приведет кузов в негодность;
3. Чтобы листовая сталь имела увеличенную жесткость, деталь нужно много раз штамповать;
4. Ресурс у стальных изделий самый маленький по сравнению с цветными металлами.

На сегодняшний день свойство стали повышается за счет добавления в состав некоторых химических элементов, повышающих ее прочность, устойчивость к окислению и характеристик пластичности (сталь марки TWIP способна растягиваться до 70%, а максимальный показатель ее прочности составляет 1300МПа).

Алюминиевый кузов: преимущества и недостатки

Раньше алюминий использовался только для изготовления панелей, которые закреплялись на стальной конструкции. Современные разработки производства алюминия позволяют использовать материал также и для создания элементов каркаса.

Хотя этот металл по сравнению со сталью менее подвержен воздействию влаги, он обладает меньшей прочностью и механической эластичностью. По этой причине для снижения массы авто данный металл используется при создании дверей, ляд багажников, капотов. Чтобы использовать алюминий в каркасе, производителю приходится увеличивать толщину изделий, что часто работает против облегчения транспорта.

Плотность алюминиевых сплавов намного меньше, чем у стали, поэтому в машине с таким кузовом гораздо хуже шумоизоляция. Чтобы в салон такого автомобиля поступало минимум наружных шумов, производитель использует особенные технологии шумоподавления, из-за чего автомобиль будет стоить дороже по сравнению с аналогичным вариантом, имеющим стальной кузов.

Изготовление алюминиевого кузова на первых этапах схоже с процессом создания стальных конструкций. Сырье разбивается в листы, затем они штампуются в соответствии с нужным дизайном. Детали собираются в общую конструкцию. Только для этого используется аргоновая сварка. В более дорогих моделях используется лазерная точечная сварка, особенный клей или заклепки.

Аргументы в пользу алюминиевого кузова:

• Листовой материал легче штампуется, поэтому в процессе изготовления панелей требуется не такое мощное оборудование, как для штамповок из стали;
• По сравнению со стальными кузовами идентичная форма, выполненная из алюминия, будет легче, а прочность в то же время остается на одинаковом уровне;
• Детали легко обрабатываются и поддаются вторичной переработке;
• Материал более долговечный по сравнению со сталью – он не боится воздействия влаги;
• Стоимость технологического процесса изготовления меньше по сравнению с предыдущим вариантом.

Не все автомобилисты соглашаются на покупку авто с алюминиевым кузовом. Причина в том, что даже при незначительном ДТП ремонт машины будет дорогостоящим. Само сырье стоит больше, чем сталь, а если деталь нужно менять, автовладельцу придется искать специалиста, у которого есть специальное оборудование для качественного соединения элементов.

Пластиковый кузов: преимущества и недостатки

Вторая половина ХХ-го века ознаменовалась появлением пластика. Популярность такого материала объясняется тем, что из него можно изготовить любую конструкцию, которая будет намного легче даже алюминия.

Пластик не нуждается в лакокрасочном покрытии. Достаточно добавить в сырье нужные красители, и изделие приобретает нужный оттенок. К тому же оно не выцветает и его не нужно перекрашивать, когда на нем появляются царапины. По сравнению с металлом пластик более долговечный, он вообще не вступает в реакцию с водой, поэтому он не ржавеет.

Модель Хади имеет пластиковый кузов

Стоимость изготовления пластиковых панелей намного ниже, так как для тиснения не нужны мощные прессы. Разогретое сырье текучее, благодаря чему форма кузовных деталей может быть абсолютно любой, чего сложно достичь при использовании металла.

Несмотря на эти явные преимущества, у пластика есть очень большой недостаток – его прочность напрямую связана с условиями эксплуатации. Так, если температура воздуха на улице опускается ниже нуля, детали становятся хрупкими. Даже небольшая нагрузка может привести к тому, что материал лопнет или разлетится на куски. С другой стороны, с повышением температуры увеличивается его эластичность. Некоторые типы пластмасс деформируются при нагреве на солнце.

Вот по каким еще причинам пластиковые кузова менее практичны:

• Поврежденные детали поддаются вторичной переработке, однако для этого процесса нужно специальное дорогостоящее оборудование. То же касается производства пластмассы.
• Во время изготовления пластмассовых изделий в атмосферу выбрасывается большое количество вредных веществ;
• Из пластмассы нельзя изготавливать несущие части кузова, так как даже крупный кусок материала не такой прочный, как тонкий металл;
• Если повреждается пластиковая панель, ее можно легко и быстро заменить на новую, однако это намного дороже, чем приварить металлическую заплатку к металлу.

Хотя в наши дни существуют разные разработки, которые устраняют большинство из перечисленных проблем, довести технологию до идеала все равно пока не удалось. По этой причине из пластика в основном делаются бамперы, декоративные вставки, молдинги, и лишь в некоторых моделях машин – крылья.

Кузов из композитных материалов: преимущества и недостатки

Под понятием композитный подразумевается материал, в состав которого входит более двух составляющих. В процессе создания материала композит приобретает однородную структуру, благодаря чему конечное изделие будет обладать свойствами двух (или более) веществ, из которых состоит сырье.

Нередко композит будет получаться при склеивании или спекании слоев из разных материалов. Нередко для повышения прочности детали каждый отдельный слой армируется, чтобы в процессе эксплуатации материал не отслоился.

Кузов монокок

Самый распространенный композит, применяемый в автомобилестроении это стеклопластик. Материал получается путем добавления полимерного наполнителя в стекловолокно. Из такого материала делаются наружные элементы кузова, например, бамперы, радиаторные решетки, иногда головная оптика (чаще она изготавливается из стекла, а облегченные варианты – из полипропилена). Установка таких деталей позволяет производителю в конструкции несущих частей кузова использовать сталь, но при этом сохранить модель достаточно легкой.

Помимо перечисленных выше достоинств, полимерный материал занимает достойное место в автомобилестроении по следующим причинам:

• Минимальный вес деталей, но в то же время они обладают достойной прочностью;
• Готовое изделие не боится агрессивного воздействия влаги и солнца;
• Благодаря эластичности на стадии сырья производитель может создавать абсолютно разные формы деталей, в том числе самые сложные;
• Готовые изделия выглядят эстетично;
• Можно создавать огромные кузовные детали, а в некоторых случаях даже полностью весь кузов, как в случае с кит-карами (подробней о таких автомобилях читайте в отдельном обзоре).

Однако инновационная технология не может быть полной альтернативой металлу. Вот несколько причин тому:

1. Стоимость полимерных наполнителей очень высокая;
2. Форма для изготовления детали должна быть идеальной. В противном случае элемент получится некрасивым;
3. В процессе изготовления крайне важно соблюдать чистоту рабочего места;
4. Создание прочных панелей требует много времени, так как композит долго высыхает, а некоторые детали кузова многослойные. Часто именно из этого материала изготавливаются сплошные кузова. Для их обозначения используется крылатый термин «монокок». Технология создания монококовых типов кузовов следующая. Слой углеволокна проклеивается полимером. Поверх него укладывается другой слой материала, только так, чтобы волокна располагались в другом направлении, чаще всего под прямым углом. После того, как изделие готово, его ставят в специальную печку и выдерживают определенное время под высокой температурой, чтобы материал запекся и приобрел монолитную форму;
5. Когда ломается деталь из композитного материала, ее крайне сложно отремонтировать (пример того, как ремонтируются автомобильные бамперы, рассказывается здесь);
6. Детали из композитов не перерабатываются, а только уничтожаются.

Ввиду дороговизны и сложности изготовления, обычные дорожные автомобили имеют минимальное количество деталей из стеклопластика или других композитных аналогов. Чаще всего такие элементы устанавливают на суперкар. Пример такого автомобиля – Ferrari Enzo.

2002 Ferrari Enzo

Правда, некоторые эксклюзивные модели гражданской серии получают габаритные детали из композита. Примером тому служит BMW М3. У этого автомобиля крыша изготовлена из углеволокна. Материал обладает нужной прочностью, но при этом позволяет переместить центр тяжести ближе к земле, что увеличивает прижимную силу при вхождении в повороты.

Еще одно оригинальное решение в применении легких материалов в кузове авто демонстрирует производитель знаменитого суперкара Corvette. Почти полвека компания использует в модели пространственную металлическую раму, на которую крепятся панели из композитов.

Карбоновый кузов: преимущества и недостатки

С появлением еще одного материала безопасность и в то же время легкость автомобилей вышли на новый уровень. По сути, карбон, это такой же композитный материал, только новое поколение оборудования позволяет создавать более прочные конструкции, чем при изготовлении монококов. Этот материал используется в кузовах таких известных моделей, как BMW i8 и i3. Если карбон в других автомобилях раньше использовался только в качестве декорации, то это первые в мире серийные машины, кузов которых изготовлен полностью из карбона.

Обе модели имеют похожую конструкцию: базой служит модульная платформа, изготовленная из алюминия. На ней закреплены все агрегаты и механизмы авто. Кузов автомобилей состоит из двух половинок, которые уже имеют некоторые детали салона. Соединяются они между собой в процессе сборки при помощи болтовых зажимов. Особенность этих моделей в том, что они построены по тому же принципу, что и первые автомобили – рамная конструкция (только максимально облегченная), на которой закреплены все остальные чести.

В процессе изготовления детали соединяются между собой при помощи специального клея. Это имитирует сварку металлических частей. Достоинство у такого материала в высокой прочности. Когда автомобиль преодолевает большие неровности, жесткость кузова на кручение не дает ему деформироваться.

Еще одно достоинство карбона в том, что для изготовления деталей требуется минимум работников, так как высокотехнологичное оборудование управляется электроникой. Карбоновый кузов изготавливается из отдельных деталей, которые формируются в специальных формах. В форму под большим давлением закачивается полимер специального состава. Благодаря этому панели получаются более прочными, чем при смазывании волокон вручную. К тому же для запекания небольших элементов нужны менее габаритные печки.

К недостаткам такой продукции в первую очередь относится высокая стоимость, потому что используется дорогостоящее оборудование, которое нуждается в качественном обслуживании. Также цена полимеров намного выше, чем у того же алюминия. А если деталь сломалась, то самостоятельно ее отремонтировать невозможно.

Вот небольшое видео – пример того, как собираются карбоновые кузова BMW i8:

Источник https://spectorg.su/tehobsluzhivanie/iz-chego-delayut-mashiny.html

Источник https://vw-guide.ru/kuzov/iz-kakih-materialov-izgotavlivayut-kuzov-mashiny/

Источник https://avtotachki.com/iz-chego-delayut-kuzova-avtomobilej/