Рамная конструкция кузова

Разновидности велорамы

Изначально велорамы подразделяются на мужские и женские типы. Женские модели выпускаются со спущенной верхней трубой или без неё.

Женские типы велосипедных рам разработаны с учётом физиологических особенностей тела и является наиболее удобными для велосипедистки.

В зависимости от предназначения и эксплуатационных особенностей велорамы подразделяются на внедорожные, дорожные и тандемные модели.

  • Хардтэйл.

Производится без задних подвесок, предназначены для МТВ (маунти байк), не оснащены амортизаторами заднего треугольника. Есть места для установки багажа.

Софт-тейл.

Для бездорожника с двумя амортизаторами. Оптимален на неровных дорогах, но не предназначен для прыжков.

Двухподвесные конструкции с задним амортизатором.

Предназначаются для экстремального катания, но в модели не предусмотрены места крепления багажа.

Тандемная модель внедорожника.

Рама с возможностью использования широких шин и амортизаторных вилок.

  • Велорамы для дорожных байков
    • Классическая модель велорамы ситибайка с местами крепления багажа и корзины.

Отличается вертикально установленным седлом.

Рама шоссера.

Обладает отличными аэродинамическими характеристиками, динамичным накатом, подходит для низких посадок, но нет места крепления багажа.

Ригид.

Велорама для моделей байка без амортизатора. Такой велосипед предназначен только для жестких покатушек по ровным поверхностям.

Циклокросс

Для маневренного катания по пересеченной местности.

Туринг

Для длительных туристических велопутешествий, оптимально сочетает комфортабельность и обтекаемость. На туринг можно устанавливать два багажника.

Тандемные модели.

Предназначаются для одновременного педалирования двух велосипедистов.

Кроме общеизвестных конструкций есть виды велосипедных рам по форме

подходящие для профессионального экстремального спорта: лигерад, триал.

Основные виды рам кузова

Есть несколько основных видов:

«Лестничная» или лонжеронная

. Как понятно из названия, похожа на обычную лестницу. Тут нет слабых мест все элементы очень прочные, поэтому такие виды устанавливаются в основном на грузовой коммерческий транспорт. Посмотрите пример видео

Переферийные или «кузовные»

. Передняя и задняя части узкие, а вот центральная часть (которая находится под большой частью кузова) расширена. Это делают для того чтобы опустить в эту часть кузов, тем самым сделав автомобиль намного ниже, что благоприятно сказывается на аэродинамике.

Хребетная

. Усиленная центральная часть рамы, представляет из себя трансмиссионную трубу. Основное применение в автомобилях, где независимая подвеска как спереди, так и сзади. Очень прочная на кручение, однако используется редко из-за сложного строения и трудного ремонта.

«Гоночная», решетчатая или трубчатая

. Представляет из себя — не только раму, но и практически полный каркас автомобиля, строится из тонких (но прочных и легких) труб. Используются на спортивных автомобилях (отсюда и название), наверное все видели обвязку спортивных авто, это именно рамное спортивное строение кузова.

Эволюция и разнообразие рам

И все же что лучше рама или несущий кузов…Если о рамах, то по своему исполнению рамы довольно разнообразны. Существуют такие виды:

  • лонжеронные;
  • хребтовые;
  • пространственные.

Хребтовая рама

Хребтовый вид менее популярен, можно даже сказать, что он сейчас является редкостью. Основу такого остова составляет одна балка, расположенная посредине, а к ней, как рёбра крепятся поперечины. К одной из особенностей хребтовых рам можно отнести подвеску, которую в этом случае можно выполнить только по независимой схеме. Главным носителем такого остова были грузовики Tatra.

Предлагаем ознакомиться: Нужен ли юрист для сопровождения сделки с недвижимостью?

Что может объединять автобусы и спортивные автомобили? Как оказалось – пространственные рамы. Эти каркасы, больше схожие на несущие кузова, представляют собой как бы 3D-модель автомобиля, но только без кузовных панелей.

EFC › Блог › Рамная конструкция кузова

Рамная конструкция кузова — один из видов несущих систем автомобиля

У автомобиля, как и у человека, имеется свой скелет. Именно к нему прикрепляются все навесные системы и элементы. Называется такой каркас несущей системой автомобиля. Эти системы бывают рамными или безрамными. Чем же они отличаются?

Типы несущих систем

В основе рамных несущих систем лежит жесткая стержневая конструкция, в которой элементы соединены между собой во всех или нескольких узлах. Именно к этой отдельной раме в дальнейшем прикрепляются все основные системы автомобиля (двигатель, рулевое управление и т.д.). Кузов тоже может крепиться к раме. Такая система характерна для грузовых автомобилей, тракторов и внедорожников.

В безрамных системах функцию опоры выполняет сам кузов, т.е. становится несущим. Такие системы сложны в изготовлении, обслуживании и ремонте. Тем не менее, они часто используются для современных легковых автомобилей и минивэнов.

В рамно-кузовных системах рама и кузов представляют собой единую конструкцию. Нагрузки распределяются между рамой и каркасом кузова. Эта система проста в изготовлении и обслуживании.

Устройство рамы Рама – это самая тяжелая часть автомобиля. В среднем масса рамы составляет около 15% от общей массы машины. Рама должна быть прочной, одновременно крепкой и легкой, обладать высокими технологическими качествами. Основные детали рамы – это две продольные балки, соединенные поперечными. Количество балок меняется в разных марках машин. Рамы часто изготавливают переменной ширины: в зоне двигателя чуть шире, а в зоне заднего моста уже. Наиболее распространены клепаные рамы. Они просты в изготовлении и наиболее технологичны. При мелкосерийном производстве возможно болтовое соединение. Бывают и цельносварные рамы, использование которых целесообразно для тяжелой дорожной техники. К отдельной раме кузов обычно крепится за счет кронштейнов на болтах с толстыми резиновыми прокладками, которые нужны для уменьшения уровня вибраций, получаемых кузовом.

Рамы классифицируют в зависимости от типа несущей структуры.

Лонжеронные. По своей конструкции эти рамы похожи на обычную лестницу. Поэтому иногда можно встретить название «лестничная рама». Состоят такие рамы из продольных балок (лонжеронов) и поперечин. Применяются почти во всех грузовиках.

Переферийные. У этих рам лонжероны в центральной части значительно раздвинуты. При установке кузова они оказываются за порогами дверей. Это позволяет значительно опустить пол кузова и уменьшить общую высоту автомобиля. Такая конструкция повышает безопасность при боковом столкновении. Этот тип рамы использовался в советских автомобилях ЗИЛ.

Принцип устройства рамных конструкций автомобилей

Рамные конструкции современных автомобилей представляют собой жесткий остов, на котором осуществляется фиксация элементов подвески, узлов трансмиссии, силового агрегата, различного дополнительного оборудования, и, собственно, самого кузова машины. Несложно догадаться, что этот элемент автомобиля является одним из основных, поскольку на него приходится большая часть нагрузки.

Основная нагрузка приходится на несущие балки, ширина которых вдоль кузова варьируется. Между ними располагаются короткие балки, которые исполняют роль ребер жесткости. Рамы могут быть клепаными, цельносварными и собранные с использованием болтовых соединений.

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:

  1. Лонжеронные
  2. Хребтовые
  3. Пространственные

Некоторые из этих видов имеют подвиды, также нередко используются комбинированные типы, в конструкции которых имеются составные элементы разных рам.

Лонжеронная и ее подвиды

Лонжеронная рама автомобиля является самой распространенной. Конструкция ее включает две продольных силовых балки – лонжероны, тянущихся вдоль всего кузова и соединенных между собой поперечинами.

Лонжеронная рама Toyota Land Cruiser

Сами лонжероны изготавливаются из стали, а для обеспечения высоких показателей на скручивание используются разные типы профиля сечения – короб, двутавр, швеллер.

Причем не обязательно, чтобы они были ровными, многие лонжероны имеют изгибы как вертикальной, так и горизонтальной плоскости. К примеру, на некоторых авто рама изогнута в передней и задней частях (в районе расположения колес), что позволяет переместить центр тяжести вниз.

Помимо этого, лонжероны размещаются как в строго горизонтальном положении относительно пола, так и могут находиться под углом. Второй вариант применяется на внедорожниках.

Лонжероны соединяются поперечинами, которые могут располагаться разными способами. В так называемой раме лестничного типа поперечины крепятся перпендикулярно лонжеронам (считается классической). Но есть и конструкции, у которых эти составные части располагаются под углами – К-образные и Х-образные рамы.

Лонжеронная х-образная рама

Для соединения лонжеронов с поперечинами применяется сварка (во внедорожниках), заклепки (грузовики). В некоторых случаях используются болтовые соединения. Для крепления узлов авто и лонжероны, и поперечины оснащаются кронштейнами.

Подвидом лонжеронной рамы является периферийная. Отличительной особенностью ее является большое расстояние между лонжеронами. После полной сборки авто они располагаются возле порогов кузова, что значительно повышает устойчивость к воздействию боковых ударов, а также позволяет опустить уровень пола (насколько это возможно).

Периферийная рама Corvette

Еще одна разновидность лонжеронной рамы – Х-образная. Суть конструкции такой рамы сводится к тому, что в передней и задней части лонжероны разведены, а в центральной – по максимуму сведены (пространство между ними позволяет разместить разве что валы трансмиссии). Внешне этот тип напоминает букву «Х», отсюда и название.

Еще один вариант – несущее основание. В конструкции этой рамы все так же используются продольные лонжероны, но здесь они соединены между собой не поперечинами, а днищем. При этом несущее основание, хоть в него и входит днище, не является элементом кузова, поэтому и относится этот вид к рамам.

Хребтовая рама

Рамы хребтового типа в меньшей степени распространены и ее, по сути, используют только на грузовиках «Татра». Основным составным элементом этого типа несущей части выступает центральная балка, изготовленная из трубы.

Примечательно, что в такой раме некоторые узлы авто используются в качестве несущих элементов, а именно мотор, КПП, корпусы главной передачи. Все они соединены между собой центральной балкой, вращение же между узлами осуществляется при помощи валов, располагаемых в трубе.

Центральная часть несущего кузова

Срез пане­ли при­бо­ров пока­зы­ва­ет уси­ле­ние, уве­ли­чи­ва­ю­щее без­опас­ность сало­на при ава­рии.

Цен­траль­ная часть кузо­ва (салон) окру­же­на уси­лен­ны­ми пане­ля­ми для без­опас­но­сти води­те­ля и пас­са­жи­ров. Боко­вая цен­траль­ная стой­ка име­ет внут­ри уси­ле­ние, две­ри име­ют уси­ли­те­ли внут­ри и сами явля­ют­ся доста­точ­но проч­ной кон­струк­ци­ей, за пане­лью при­бо­ров нахо­дит­ся уси­лен­ная кон­струк­ция, кры­ша обыч­но име­ет уси­лен­ную попе­ре­чи­ну, сбе­ре­га­ю­щую салон при пере­во­ро­те.

  • Стой­ки кузо­ва – это вер­ти­каль­ные эле­мен­ты, кото­рые удер­жи­ва­ют кон­струк­цию кры­ши и защи­ща­ют салон кузо­ва в слу­чае пере­во­ро­та авто­мо­би­ля. Стой­ки кузо­ва состо­ят из внеш­них лице­вых частей и внут­рен­не­го уси­ле­ния из высо­ко­проч­ной ста­ли. В кон­струк­ции кузо­ва типа «седан» име­ет­ся 3 типа сто­ек кузо­ва (перед­ние, сред­ние или боко­вые и зад­ние стой­ки, пере­хо­дя­щие в зад­ние кры­лья). Перед­ние стой­ки кузо­ва пере­хо­дят в рам­ку лобо­во­го стек­ла. Цен­траль­ные стой­ки удер­жи­ва­ют кон­струк­цию кры­ши меж­ду перед­ни­ми и зад­ни­ми две­ря­ми. Они помо­га­ют уси­лить кры­шу и обес­пе­чи­ва­ют места креп­ле­ния шар­ни­ров зад­них две­рей. Сред­ние стой­ки кузо­ва рас­пре­де­ля­ют нагруз­ки с ниж­ней части кузо­ва к верх­ней и предот­вра­ща­ют сжа­тие боко­вых частей при боко­вых уда­рах, защи­щая салон кузо­ва. Зад­ние стой­ки кузо­ва удер­жи­ва­ют зад­нюю часть кры­ши и пере­хо­дят в зад­ние кры­лья. Они, так­же, явля­ют­ся поса­доч­ным местом для зад­не­го стек­ла.
  • Боко­вая панель явля­ет­ся общей кон­струк­ци­ей, в кото­рой перед­ний и зад­ний про­ём две­рей сде­лан одним эле­мен­том, без сва­ри­ва­ния частей. Такое устрой­ство даёт пре­иму­ще­ство в мень­шей под­вер­жен­но­сти кор­ро­зии.
  • Поро­ги – это уси­лен­ные кон­струк­ции, кото­рые нахо­дят­ся в ниж­ней части двер­ных про­ёмов. Они соеди­ня­ют­ся кон­такт­ной свар­кой с флан­ца­ми дни­ща. Внут­ри лице­вой части поро­гов рас­по­ло­же­но уси­ле­ние. Поро­ги удер­жи­ва­ют ниж­нюю часть сред­них сто­ек и слу­жат боко­вой под­держ­кой для дни­ща.
  • Зад­няя «пол­ка» — это панель, рас­по­ло­жен­ная за зад­ни­ми сиде­ни­я­ми, под зад­ним стек­лом.
  • Зад­няя пере­го­род­ка раз­де­ля­ет салон кузо­ва и багаж­ное отде­ле­ние (на седа­нах).
  • Две­ри име­ют состав­ную кон­струк­цию. Они состо­ят из внеш­ней пане­ли, внут­рен­не­го уси­ли­те­ля и части, на кото­рой кре­пят­ся стек­ло­подъ­ём­ни­ки и дру­гие эле­мен­ты две­рей, вклю­чая обшив­ку.

Панель кры­ши закры­ва­ет цен­траль­ную часть кузо­ва и удер­жи­ва­ет­ся на стой­ках кузо­ва. Панель кры­ши явля­ет­ся одной из самых боль­ших пане­лей кузо­ва и, в то же вре­мя, пред­став­ля­ет собой очень про­стую кон­струк­цию. Жёст­кость кры­ше при­да­ёт её фор­ма, а так­же уси­ли­те­ли, кото­рые рас­по­ла­га­ют­ся с обрат­ной сто­ро­ны и при­кле­и­ва­ют­ся к ней. Кры­ша, пере­хо­дя­щая в зад­нее кры­ло при­ва­ри­ва­ет­ся при помо­щи лату­ни или крем­ни­стой брон­зы. Этот тип соеди­не­ния поз­во­ля­ет делать длин­ный ров­ный шов, даёт эла­стич­ность и хоро­шо про­ти­во­сто­ит нагруз­кам и виб­ра­ци­ям, воз­дей­ству­ю­щим на это место кузо­ва. К тому же, такое соеди­не­ние мень­ше под­вер­же­но кор­ро­зии.

Их недостатки

Как говорится, у медали две стороны. И внедорожники рамной конструкции – не исключение. Они тоже обладают некоторыми недостатками (в сравнении с кузовными «собратьями»):

  • Во-первых, имеют существенно увеличенную массу, так как рамы создаются из балок закрытого сечения. Управляемость тяжелым автомобилем осложнена такими моментами, как высокий центр тяжести и взаимно направленная деформация рамы и кузова. В связи с этим рамная конструкция уступает по показателям сопротивления на скручивание конструкции автомобилям, где роль несущего элемента выполняет кузов.
  • Во-вторых, рамные внедорожники нуждаются в большем количестве топлива.
  • В-третьих, полезный объем салона снижен.
  • В-четвертых, рассматриваемые машины отличаются худшими показателями пассивной безопасности, которая обусловлена возможностью смещения кузова по отношению к раме и сложностью определения зон деформации.

Несмотря на наличие недостатков рамные внедорожники приобретают не только любители экстремальных видов спорта, рыболовы и охотники. Их предпочитают и обычные автомобилисты: от солидных мужчин до хрупких женщин.

Типы рам автомобилей

С развитием автомобильной отрасли конструкции силовых каркасов машин эволюционировали. Рассмотрим типы рам автомобилей, их назначение и особенности устройства.

Лонжеронная рама

Упрощенно такую конструкцию можно описать как два металлических толстых продольных лонжерона, соединенных между собой несколькими поперечными балками. Лонжеронную раму называют автолестницей за схожесть с одноименным предметом. Конструкция проста, понятна, надежна, поэтому такие рамы устанавливают на грузовых автомобилях, например, ЗИЛах, а также в современных джипах и пикапах.

Лонжероны, изготовленные из прочного металла разного сечения, идут вдоль кузова. Симметричные друг другу на всем своем протяжении, они необязательно параллельны земле. Балки могут изгибаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях, находиться под углом к полу, (например, на внедорожниках). Вертикальный изгиб наблюдается в некоторых марках машин в районе колес: этим достигается смещение центра тяжести вниз, что делает транспорт более устойчивым на дорогах.

Профиль лонжеронов, чтобы поднять показатель скручивания, изготавливают в виде швеллеров, двутавра, коробов. Соединяют поперечины с долевыми балками сваркой, заклепками, болтами. К кузову рама крепится кронштейнами.

Лонжеронная Х-образная

Поперечины не всегда имеют вид лесенки: на чертеже некоторые из них выглядят как буквы «К» или «Х». Более распространенная – Х-образная рама, которая представляет, скорее, подвид классической лонжеронной системы.

Лонжеронная рама

Суть конструкции в том, что лонжероны в передней и задней частях разведены в стороны, тогда как в середине максимально приближены друг к другу. Поперечные балки здесь соединены крестообразно, из-за чего места хватает только на валы трансмиссии.

Х-образный каркас значительно легче классики: его активно использовали в американском автомобилестроении в середине прошлого века. Отечественные премиальные «Чайки» (ГАЗ-13 и ГАЗ-14) также базировались на крестообразной раме.

Периферийная

Это очередная разновидность лонжеронного устройства. Особенностью конструкции периферийной рамы автомобиля является расположение лонжеронов: элементы разведены далеко на края, под самые пороги. Это обстоятельство делает автомобиль (чаще – внедорожник) очень устойчивым на труднопроходимых трассах. Другое достоинство: машина отлично держит боковые удары.

Хребтовая рама

Идея оригинальной конструкции принадлежит инженерам компании «Татра». Несущую основу рамы грузового автомобиля составляет мощная, жесткая на кручение толстостенная труба, которая соединяет силовую установку, расположенную спереди, с трансмиссией. При этом последняя вместе с раздаточной коробкой и приводными валами инсталлирована непосредственно в трубу.

Получается единый картер, надежность которого проверена транспортом особого назначения. На основе хребтовых созданы многоосные полноприводные конструкции. Однако ремонту такие типы рам автомобилей поддаются с трудом.

Вильчато-хребтовая

Вильчато-хребтовые каркасы, также разработанные чешским предприятием «Татра», сегодня ушли в историю. Трансмиссионная труба оставалась, но моторы к ней не крепили, а устанавливали на лонжеронной вилке. Положительным моментом было то, что вибрация от двигателя в меньшей степени передавалась на раму и кузов транспортного средства.

Пространственная рама

Самая сложная, но жесткая и прочная система была придумана для спортивных автомобилей. Трехмерный каркас состоит из множества тонких труб, материалом служит высокопрочная легированная сталь. Трубки формируют отсеки для компонентов авто и ездоков.

Конструкция выдерживает нагрузки на сжатие и растяжение, но не на излом. Поэтому в спортивных авто пространственные системы уступили место монококам (несущим кузовам), но остались в автобусостроении.

Комбинированные

Гибридные рамы появились, когда мировой автопром стал массово переходить на несущие кузова. Процесс, однако, был постепенным: рамы для установки мотора делали на половину длины кузова. Лонжероны простирались от фронтального бампера до ног передних пассажиров. Получилось, что у несущего, вваренного в пол кузова появился спереди полноценный подрамник.

Процедуры для рамы авто

Другим примером комбинированной рамы может служить вильчатая система, сочетающая лонжеронную и хребтовую конструкции. Также существует симбиоз Х-образной рамы с несущим основанием.

Снаряженная масса шасси

Очень часто можно встретиться с понятиями «снаряженная масса шасси», снаряжённая масса автомобиля». Что же это такое?

Снаряжённая масса авто – это суммарная масса автомобиля со всеми эксплуатационными материалами (полным баком бензина, охлаждающей жидкостью, маслом). Масса водителя и пассажиров при этом в расчёт не берётся. Их масса учитывается, если речь идёт о полной массе транспортного средства.

Снаряженная масса у каждого вида автомобиля различна:

  • Пикапы и внедорожники. Вес достигает 2,5 т.
  • Полноразмерные автомобили, минивены. Вес – около двух тонн.
  • Компактные автомобили. Снаряжённая масса – не более 1360 кг.
  • Микрокары, микроавтомобили. Снаряжённая масса – около тонны.

Очень часто снаряжённую массу транспортного средства в характеристиках указывают именно в качестве снаряжённой массы шасси. Как правило, и «Снаряженная масса шасси», иногда же он указывает «Полная масса транспортного средства» и «Снаряжённая масса транспортного средства».

Требования к несущим системам

В части прочностных свойств несущей системы наибольшее значение имеет усталостная прочность, поскольку она определяет срок службы системы, а часто и всего автомобиля, до предусмот­ренного нормативными документами на автомобиль капитального ремонта или списания. Таким образом, усталостная прочность (дол­говечность) несущей системы должна быть достаточной для обес­печения межремонтного или полного пробега автомобиля, но не должна быть слишком большой, поскольку это означало бы, что при конструировании в элементы несущей системы заложен из­лишний запас прочности, излишний материал, что сказалось бы на увеличенной массе, которую пришлось бы перевозить в течение всего срока службы автомобиля.

Статическая прочность несущей системы, ее способность восп­ринимать единовременные эксплуатационные нагрузки без поломок и остаточных деформаций, безусловно, должна быть достаточной, но в то же время при стандартных динамических воздействиях на автомобиль, имитирующих аварии (например, лобовое столкнове­ние), несущая система должна деформироваться таким образом, чтобы поглотить энергию удара и уменьшить динамические нагрузки до предусмотренных нормативными документами величин. С этой точки зрения деформация несущей системы и связанная с ней деформация кузова должна быть возможно большей, но в то же время внутри кузова должен сохраняться объем («пространство вы­живания»), достаточный для того, чтобы водитель и пассажиры травмировались в наименьшей степени и имели наибольшие шансы на сохранение жизни.

В части жесткости требования к несущим системам грузовых и легковых автомобилей существенно отличаются.

Жесткость кузова пассажирского автомобиля, легкового или ав­тобуса, должна быть возможно большей, чтобы кузов уверенно противостоял изгибам и перекосам.

К несущей системе грузового автомобиля, роль которой обычно играет рама, предъявляются иные требования. Если изгибная жест­кость рамы, т.е. способность противостоять изгибающим нагрузкам в вертикальной и горизонтальной плоскости, должна быть доста­точно большой, то крутильная жесткость, т.е. способность проти­востоять скручивающим нагрузкам при движении, например, по дороге с большими неровностями, напротив, не должна быть из­лишней. Конечно, имеются конструктивные возможности получить большую крутильную жесткость рамы, но это влечет за собой зна­чительное утяжеление конструкции в целом, поскольку в ее жестких узлах возникали бы высокие механические напряжения и, соот­ветственно, поломки. Относительно податливая на кручение рама деформируется без появления больших напряжений в ее узлах. К раме грузового автомобиля крепятся агрегаты и узлы, и в ряде случаев деформация рамы могла бы вызвать в корпусах этих агрегатов нежелательные нагрузки. Чтобы избежать этого, предусматривается упругое закрепление агрегатов, и они имеют крепление в трех точках. В этом случае перекосы рамы не могут вызвать соответствующих перекосов агрегатов. Таким образом закрепляется на раме грузового автомобиля, например, кабина или двигатель с коробкой передач. Выше упоминалось о том, что долговечность несущей системы должна соответствовать долговечности автомобиля в целом. При изготовлении деталей, входящих в несущую систему, чаще всего применяется низкоуглеродистая сталь, которая легко штампуется и сваривается. Но сталь подвержена коррозии. Кузов легкового автомобиля, например, выходит из строя обычно именно из-за коррозионного разрушения. Чтобы повысить долговечность несущей системы, предусматривается покрытие различными защитными со­ставами, которые предохраняют металл от воздействия влаги и солей. В ряде случаев для изготовления основания кузовов легковых ав­томобилей применяют оцинкованный металл или подвергают цин­кованию собранный кузов. Следовательно, одним из требований к несущей системе является ее достаточная стойкость к воздействиям окружающей среды.

В чем прелесть рамных автомобилей и какими они бывают

Как собрать воедино все агрегаты самобеглой коляски, обеспечив их точное взаиморасположение при любых условиях движения? Первые автоинженеры об этом долго не думали. Все было уже придумано до них, и варианты были перед глазами: или несущий «кузов» телеги и кареты, или рамная конструкция паровоза и прочего железнодорожного транспорта. Тогда вопрос был решен в пользу рам, а сегодня автомобили с традиционной рамной конструкцией встречаются довольно редко. Хотя элементы рамной схемы использует большинство современных серийных машин.

Что такое рама?

В общем понимании рама (в терминологии первой половины прошлого века — остов) — это пара лонжеронов из металлического профиля, соединенных несколькими поперечинами. Рама служит основой, силовым каркасом, на который «навешиваются» кузов, силовой агрегат, элементы подвески и т.д.

«Остов» автомобиля начала века, фото: Wikipedia.org

Почему конструкторы выбирали раму?

1. Несущий кузов был или недостаточно жестким, или слишком тяжелым — сказывался тогдашний низкий уровень технологий.

Важная особенность рамной конструкции, плоской по сути, заключается в низком сопротивлении кручению по сравнению с несущей конструкцией коробчатого по своей сути кузова. На протяжении всей «рамной эпохи» этот вопрос решали двумя способами — увеличивая толщину металла и количество поперечин или меняя характеристики самого металла.

Проблема в принципе оказалась решаемой, тем более не всегда низкая сопротивляемость кручению вредила автомобилям. Так, в массовом советском грузовике ЗИС-5 «эластичная» рама («перепады» между диагонально противоположными концами рамы могли достигать 3-4 см) значительно повышала проходимость трехтонки, не позволяя на ухабах колесам вывешиваться. Потеря контакта колеса ведущего моста с дорогой чревата остановкой машины из-за «ухода» крутящего момента на поднявшееся колесо, поэтому трехтонка ЗИС ценилась на фронтовом бездорожье в период Великой Отечественной.

2. На одной и той же платформе можно было продавать множество моделей автомобилей под разные запросы клиентов.

ZURABb › Блог › Рама автомобиля

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.

В состав лонжеронной рамы входят несколько поперечин, которые иногда называют «траверсами», пара продольных лонжеронов (так называют главный силовой элемент несущей конструкции, представляющий собой короб сложной формы, выполненный из металла), кронштейны и крепления, предназначенные для установки на них кузова автомобиля и различных агрегатов. Как поперечины, так и лонжероны могут отличаться по конструкции и форме. Выделяют X-образные, К-образные, а также трубчатые поперечины. Их назначение заключается в придании конструкции максимально возможной жесткости. Для изготовления траверс обычно используется гнутый металлический профиль. Для лонжеронов наиболее характерным является переменное по длине П-образное сечение (швеллер). В самых нагруженных участках высоту сечения швеллера увеличивают. Лонжероны могут располагаться параллельно относительно друг друга или под определенным углом. Кроме того, лонжероны могут устанавливаться изогнутыми в вертикальной либо горизонтальной плоскости. Параллельное расположение используется главным образом на грузовых транспортных средствах. Остальные схемы неплохо подходят для внедорожников – автомобилей, обладающих повышенной проходимостью. За счет установки лонжеронов под углом можно добиться получения максимального угла, на который поворачиваются управляемые колеса автомобиля. Изгибы в вертикальной плоскости выполняются для снижения центра тяжести. Вместе с этим становится ниже и уровень пола в машине. Благодаря изгибу лонжеронов в горизонтальной плоскости кроме понижения уровня пола достигается существенное повышение уровня пассивной безопасности в случае возможного бокового столкновения. Для соединения деталей, входящих в состав рамы, между собой используются болты, заклепки. Широкое распространение нашли и сварные соединения. Рамы на заклепках чаще используют в конструкциях грузовых автомобилей, а сварные рамы – при изготовлении легковых машин и самосвалов с большой грузоподъемностью. Болты нашли применение в малосерийном производстве. Лонжеронными рамами оснащаются почти все грузовые машины и внедорожники. Именно популярностью таких конструкций обусловлено то, что под понятием «рама» чаще всего подразумевается как раз лонжеронная несущая система.

Распространенные в РФ модели таких автомобилей

К числу наиболее доступных для жителей нашей страны внедорожников с рамной конструкцией можно отнести УАЗ Patriot, УАЗ Hunter. Спросом пользуются и китайские рамные внедорожники, так как их цена не слишком высокая, а проходимость удовлетворительная. Среди китайских моделей лидерами являются Hover H3 и Hover H5 от Great Wall. Среди «корейцев» можно выделить Ssang Yong Kyron, поскольку помимо отличной проходимости он покоряет оснащением.

Любителям престижных моделей подойдут Toyota Land Cruiser Prado, Nissan Patrol, Toyota Land Cruiser 200, Nissan Pathfinder, Land Rover Defender. Естественно, это далеко не полный список автомобилей, которые могут быть оценены любителями бездорожья.

Преимущества и недостатки рамных конструкций

Рамная конструкция автомобиля очень удобна для конвейерной сборки, так как имеется свободный доступ к большинству агрегатов. Сервисные мастерские также отдают предпочтение подобным автомобилям, потому что так гораздо удобнее демонтировать детали и целые узлы для замены и ремонта. Владельцы рамных внедорожников могут спокойно ездить не только по асфальтовым дорогам, но и по «направлениям», не опасаясь за перекосы кузова, заклинившие в проемах двери и лопнувшие лобовые стекла. Ведь всю нагрузку воспринимает рама.

Безрамные конструкции преобладают среди легковых автомобилей благодаря ряду преимуществ. Во-первых, функционально разнесенные шасси и кузов существенно увеличивают вес автомобиля, отсюда вытекает повышенный расход топлива и ухудшенная динамика. Компоновка салона с лонжеронами вдоль бортов предполагает либо высокие бортики, через которые неудобно перелезать при посадке в авто, либо высокий пол, снижающий высоту потолка в салоне.

В последнее время более жесткие нормы безопасности для водителя и пассажиров не позволяют рамной конструкции автомобиля обеспечивать такой же высокий рейтинг на краш-тестах, как для аналогов с интегрированной схемой. Отдельно смонтированный кузов смещается относительно рамы во время аварии и неэффективно гасит энергию удара.

Теория столкновения

Для понимания масштаба повреждений автомобиля после ДТП, надо четко представлять, что происходит непосредственно в момент удара с кузовом автомобиля, какие участки подвержены деформации. И Вы будете неприятно удивлены узнать, что при фронтальном ударе появляется перекос задней части кузова. Соответственно, после недобросовестного кузовного ремонта передней части, даже если автомобиль был на стапеле, Вы будете наблюдать заедание крышки багажника, перетирание уплотнительной резинки и многое др. Если Вас заинтересовала эта тема, предлагаю ознакомиться с учебным материалом по теории столкновений, который подготовили специалисты нашего учебного центра.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий