Рама автомобиля и все,что нужно о ней знать.
Рама автомобиля — несущая система автомобиля, представляющая собой «скелет», на который крепятся кузов, двигатель, агрегаты трансмиссии, подвеска. Полученная конструкция называется шасси. Рамное шасси в большинстве случаев может даже перемещаться по дороге отдельно от кузова автомобиля. История рамного шасси уходит корнями к самому началу развития автомобилестроения. Отдельная рама представляла собой полностью автомобильное решение несущей системы. Конструкторы автомобилей заимствовали эту идею у железнодорожного транспорта. Первые рамы выполнялись из твердых пород дерева. Кроме того, материалом для рам в те годы служили круглые металлические трубы.
В начале двадцатого столетия большой популярностью пользовались рамы с конструкцией из штампованных профилей, имеющих прямоугольное сечение. Ближе к 30-м годам XX века многие компании-производители легковых транспортных средств отказались от использования рам в пользу самонесущего кузова. В наши дни рамные шасси используются в основном на машинах с грузовой платформой и тракторах, однако зачастую рамными конструкциями оборудуются многие внедорожники и лимузины. Последние нуждаются в установке рамы, потому что несущий кузов при такой солидной длине машины оказывается переутяжеленным.
Любой автомобильной раме присуща отличительная особенность с точки зрения конструкции. Она заключается в разделении функций несущих деталей кузова и его панелей, имеющих декоративное значение. Декоративные панели также могут быть оснащены усиливающим каркасом. Такой каркас может располагаться, к примеру, в районе дверных проемов, однако в этом случае он не принимает участия в восприятии силовых нагрузок, которые дают о себе знать во время движения машины. Наиболее распространенной является классификация автомобильных рам в зависимости от используемой несущей структуры. Существуют лонжеронные, хребтовые, периферийные, вильчато-хребтовые, решетчатые рамы, а также несущие конструкции, интегрированные в кузов.
Назначение, виды
Рама автомобиля представляет собой балочную конструкцию, выступающую в роли основы для крепления всех составных частей авто – силовой установки, узлов трансмиссии, ходовой части и прочего. Кузов, присутствующий в конструкции несущей части выполняет лишь некоторые функции – обеспечивает пространство для размещения пассажиров и грузов, а также выступает в качестве декоративного элемента.
Основным положительным качеством использования рамы является высокий показатель прочности несущей части. Именно благодаря этому она и используется на грузовиках и полноценных внедорожниках. Но при этом из-за рамы общая масса авто увеличена.
Также рама автомобиля позволяет по максимуму унифицировать узлы и механизмы между моделями разных классов. В свое время доходило до того, что многие автопроизводители выпускали шасси авто со всеми основными частями (рамы, мотора, трансмиссии, ходовой части), на которую «натягивали» разные типы кузовов.
При этом было разработано несколько типов рам, каждая из которых обладает своими конструктивными особенностями. Все их можно разделить на:
- Лонжеронные
- Хребтовые
- Пространственные
Некоторые из этих видов имеют подвиды, также нередко используются комбинированные типы, в конструкции которых имеются составные элементы разных рам.
Преимущества и недостатки
В современных легковых автомобилях предпочтение отдано несущему кузову. Это происходит в силу ряда причин. Несмотря на явные преимущества (простая конструкция, упрощенная сборка автомобиля на заводе, легкий ремонт), у рамного кузова есть и существенные недостатки. Во-первых, при разделении функций кузова и рамы, приходится значительно увеличивать массу. Во-вторых, лонжероны, которые проходят под кузовом, забирают у пассажирского салона значительную часть. Пороги оказываются большими, а это затрудняет посадку в автомобиль. В-третьих, у рамных автомобилей уровень пассивной безопасности значительно ниже, ввиду возможности смещения рамы относительно кузова при ударе. В-четвертых, плоская рама уступает несущему кузову по показателю жесткости на кручение.
Таким образом, так как легковой автомобиль должен быть и комфортным и безопасным, несущий кузов для него стал незаменим. В тех же автомобилях, которым необходимо работать в сложных условиях, используют только рамные конструкции.
Хребтовая рама
Рамы хребтового типа для автомобилей были разработаны специалистами компании «Татра». И использовались такие рамы в основном на автомобилях этой компании. Основной несущей частью хребтовой рамы является труба, которая соединяет между собой двигатель и все элементы трансмиссии.
По сути, силовой агрегат, а также сцепление, коробка передач и главная передача являются также и элементами рамы. Крепление всех этих механизмов – жесткое. Крутящий момент от двигателя к элементам трансмиссии выполняет вал, который устанавливается внутри трубы. Использование такой рамной конструкции возможно только при обеспечении всех колес автомобиля независимой подвеской.
Хребтовая рама хороша тем, что обеспечивает высокую жесткость на скручивание, легкое и быстрое создание автомобилей с различным количеством ведущих мостов, но поскольку некоторые механизмы автомобиля находятся внутри рамной конструкции, то и выполнение ремонтных работ довольно затруднительно.
Рамы вильчато-хребтового типа также разработаны сотрудниками «Татра». В данном случае они отказались от жесткого крепления двигателя и трансмиссии к несущей центральной трубе. Вместо этого они с обеих сторон несущей трубы установили специальные вилки, на которые и устанавливаются двигатель с трансмиссией.
Вильчато-хребтовые рамы
Это подвид хребтовых рам, и его главной особенностью является то, что и передняя, и задняя части представляют собой трезубцы, основой которых есть центральная труба каркаса, а от неё уже отходят два лонжерона, которые используют для крепления узлов и агрегатов. В них используется обычный карданный вал, а картеры мостов и двигателя не являются единым целым с центральной трубой. Главный недостаток таких машин – неважная управляемость из-за расположения мотора сзади. В наше время такой вид рамной конструкции в автомобилестроении уже не используется.
Периферийные рамы
Разновидность лонжеронных рам, которую начали массово применять на крупных европейских легковых авто и американских «дредноутах» в 60-х годах. В этих рамах лонжероны размещены так широко сзади, что при установке кузова находятся у порогов, что позволило значительно повысить уровень пола и уменьшить саму высоту автомобиля. Большие плюсы такого авто в том, что он максимально приспособлен к боковым ударам, но и минус немаленький есть – кузов автомобиля должен быть более прочным и жёстким, так как рама неспособна выдержать большую нагрузку.
Пространственные рамы
Эти наиболее сложный вид рамной конструкции, который используется в производстве спортивных авто. Это конструкция из тонких легированных труб, которым несвойственно кручение. Трубные конструкции плохо переносят испытание на изгиб. И сегодня они уступили место в автомобилестроении монококам, но получили применение в автобусостроении.
Несущее днище
Несущее основание автомобиля — это промежуточный этап между рамной конструкцией и несущим кузовом. В этом варианте рама объединяется с полом кузова. Самым массовым и самым известным обладателем несущего днища является германский «Фолькваген Жук», у которого кузов крепился к плоской панели пола на болтах. Также по схожему принципу выполнен другой массовый автомобильчик из соседней Франции — Renault 4СV аналогичной с «Жуком» заднеприводной компоновки.
Такая конструкция достаточно технологична при крупносерийном производстве, и притом удается обеспечить низкий центр тяжести машины и низкий уровень пола в салоне. У большинства современных автобусов днище также является несущим, только кузов к нему приваривается, а не прикручивается.
Лонжерон: для чего нужен, как ремонтируют и другие нюансы
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.
Конспекты 16 сентября 2021 Катализатор: зачем нужен, можно ли ездить без него и как пройти техосмотр
Конспекты 3 августа 2021 Все, что нужно знать о ремне ГРМ и его замене. Памятка для водителей
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.
- Параллельно и горизонтально;
- Горизонтально и под углом;
- Изогнутые элементы, расположенные вертикально;
- Изогнутые силовые балки, размещенные горизонтально.
Все эти варианты можно встретить на абсолютно разных современных автомобилях — от легковушек до внедорожников и грузовиков. Поперечины между лонжеронами делают из стального профиля и могут их размещать в форме букв «Х», «К» или перпендикулярно деталям. В легковых автомобилях поперечины крепят сваркой, а в грузовых фиксируют на заклепках.
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:
- Амортизация. Беря на себя колебания, деталь распределяет нагрузку по всем частям машины;
- При ДТП лонжероны принимаю на себя удар, что приводит к уменьшению силы удара и повышает безопасность водителя и пассажиров;
- Снижают общую массу кузова;
- Улучшают управляемость автомобиля.
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.
Источник https://seite1.ru/zapchasti/rama-avtomobilya-i-vsechto-nuzhno-o-nej-znat/.html
Источник https://www.autonews.ru/news/61a0b0d69a7947fe6f767dfa
Источник
