Авто рама – что это означает, плюсы и минусы данных конструкций. В чем отличие от каркасных? Список марок

Рама автомобиля. Основные виды рамных конструкций

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.

 

Лонжеронные рамы

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.

 

Хребтовые рамы

Разработка хребтовой рамы была осуществлена чехословацкой компанией «Татра» в 20-х годах прошлого столетия. Именно такими рамными шасси тогда оборудовались многие автомобили, выпускаемые этим предприятием. Основной конструктивный элемент хребтовой рамы – это центральная трансмиссионная труба, на которой объединяются картеры силового агрегата и таких узлов, как сцепление, коробка передач, главная передача.

Установке такой рамы сопутствует необходимость в оборудовании автомобиля независимой подвеской всех колес, что в большинстве случаев реализуется путем крепления по бокам к хребту пары качающихся полуосей (на каждой из них присутствует по одному шарниру). Главным достоинством данной схемы является высокий показатель крутильной жесткости. К тому же, становится возможной беспроблемная разработка всевозможных модификаций автомобилей с разным числом ведущих мостов. Основной недостаток – это сложность ремонта агрегатов, которые жестко закреплены на раме. С этим и связана невысокая популярность хребтовых рам в современном автомобилестроении.

 

Вильчато-хребтовые рамы

Своего рода разновидностью рассмотренного выше типа рамы является вильчато-хребтовая конструкция. Здесь передняя, а иногда – и задняя части выполняются в виде вилок, образованных парой лонжеронов, служащих для крепления силовой установки и агрегатов трансмиссии. Такая рама отличается от обычной хребтовой тем, что картеры узлов силовой передачи изготовляются отдельно. Многие специалисты относят сюда и так называемые Х-образные рамы, которые иногда называют разновидностью лонжеронных установок.

 

Периферийные рамы

Периферийная рама также часто рассматривается в качестве разновидности конструкции лонжеронного типа. В центральной части периферийной рамы расстояние между парой лонжеронов делают настолько большим, что после монтажа кузова лонжероны можно обнаружить прямо за дверными порогами. «Ахиллесова пята» такой рамы – это места, где осуществляется переход от увеличенного расстояния между лонжеронами к нормальному. В этих местах монтируются специальные коробчатые усиления, аналоги которым нередко встречаются в машинах с несущим кузовом. Результатом применения периферийной конструкции становится значительное понижение пола кузова, который целиком размещается между лонжеронами, что в итоге обеспечивает уменьшение общей высоты транспортного средства.

 

Решетчатые рамы

Решетчатые рамы иногда называют пространственными или трубчатыми. Такая система представляет собой пространственную ферму, для изготовления которой используются относительно тонкие трубы. Эти трубы выполняются из легированных сталей, отличающихся высокой прочностью. Кроме того, этот материал должен быть легким и прочным на кручение. Трубчатые конструкции нашли применение в гоночных и спортивных машинах, ведь для них одним из важных параметров является минимальная масса при максимальной прочности. Интегрированная в кузов рама конструктивно не имеет существенных отличий от обычной, однако она соединяется с кузовом при помощи сварки.

 

К главным преимуществам рамных конструкций

автомобиля относятся: простота, довольно низкая стоимость, возможность унификации базовых моделей транспортных средств, восприятие серьезных нагрузок при езде, повышение комфортабельности, обеспечение лучшей шумоизоляции. Кроме того, ремонт автомобиля с рамой после дорожно-транспортного происшествия значительно легче, нежели ремонт машины, имеющей несущий кузов. Недостатками рам являются увеличение массы автомобиля (если сравнивать с несущим кузовом), а также худшая пассивная безопасность, связанная с трудностями, возникающими при создании зон запрограммированной деформации.

 

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

 

Какие есть рамы для автомобилей, их типы

Каждый автомобиль представляет собой совокупность механизмов и систем, закрепленных на несущей части. Выпускаются автомобили, у которых роль несущей части выполняет кузов, но существуют автомобили, у которых все механизмы и системы устанавливаются на раму.

Автомобильная рама

Рамную конструкцию поначалу использовали на всех типах автомобилей, но со временем при производстве легковых машин стали использовать несущий кузов, а рамы до сих пор продолжают использовать, но только на грузовых автомобилях.

Не отказались и от рамных конструкций и при производстве автомобилей высокой проходимости, поэтому большинство внедорожников тоже обладают рамной несущей частью. Преимуществом использования рамы является обеспечение более жесткой конструкции автомобиля, что в свою очередь дает возможность перевозки больших грузов.

Виды рам автомобилей

Использование рамных конструкций на автомобилях началось практически на заре автомобильной эры. За это время было предложено несколько основных типов рам автомобилей:

  • лонжеронная рама;
  • и хребтовая.

Каждый из этих типов рам имеют разновидности. Разновидностью лонжеронной рамы является так называемая периферийная. А помимо хребтовых рам выпускались также автомобили с вильчато-хребтовыми рамами.

Лонжеронная рама

Самой распространенной рамной конструкцией является лонжеронная рама.

Устройство лонжеронной рамы автомобиля Toyota Land Cruiser 200:
1 — кронштейн крепления передней подвески; 2 — поперечина; 3 — лонжерон; 4 — кронштейн крепления кузова.

Эта рама состоит из двух лонжеронов, которые располагаются продольно, а также с поперечин. Лонжероны изготовляются из швеллеров с разной высотой сечения. В местах, которые будут более нагружены, высота делается больше.

Поперечины также могут иметь разную конструкцию, встречаются обычные, прямой формы, а также К- и Х-образные. Чтобы обеспечить установку механизмов автомобиля, на лонжероны и поперечины установлены кронштейны и крепления для них. Для крепления элементов рамы между собой могут быть использованы заклепки, болты или сварочное соединение.

Отличительной особенностью периферийной рамы от обычной лонжеронной является то, что при изготовлении лонжеронов их изгибали, что приводило к тому, что посредине между лонжеронами было наибольшее расстояние между ними. Делась это для того, чтобы была возможность расположить днище автомобиля как можно ниже. Использовались такие рамы в Америке при производстве легковых автомобилей.

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.

Рама Татры

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.

Загрузка…

Рама автомобиля

Категория:

   Ходовая часть автомобиля

Публикация:

   Рама автомобиля

Читать далее:



Рама автомобиля

Рама служит основанием, на котором укреплены все части и механизмы автомобиля и его кузов.

Раму имеют все грузовые автомобили. Рама состоит из двух продольных балок — лонжеронов, соединенных несколькими поперечинами — траверсами. Лонжероны изготовлены штамповкой из листовой стали и имеют корытиое или коробчатое сечение переменного профиля, наиболее усиленного в средней части. Части рамы скреплены при помощи угольщиков и косынок на заклепках или путем сварки.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 1. Рама грузового автомобиля

Передние поперечные балки служат для крепления двигателя. К лонжеронам прикреплены кронштейны для крепления деталей подвески.

У грузовых автомобилей в задней части рамы на специальных поперечных балках устанавливают буксирное устройство, включающее крюк с запором и амортизирующей пружиной или с резиновым амортизатором. Крюк предназначен для присоединения буксируемых автомобилем прицепов.

В передней части рамы закреплены два простых крюка, используемых для буксировки автомобиля при его неисправности, вытаскивания из грязи и т. д.

К передней части рамы прикреплен металлический упор — буфер. Рама со всеми собранными на ней частями опирается через детали подвески на оси с колесами.

Рамой оборудуются также легковые автомобили большой вместимости, имеющие значительное расстояние между осями колес («Чайка», ЗИЛ-111).

Рис. 2. Несущий кузов легкового автомобиля

Для получения необходимой прочности и устранения возможности деформаций кузова раму легковых автомобилей изготовляют специальной конструкции, обычно с Х-образной поперечной балкой и с балками, имеющими увеличенные сечения. К передней и задней частям рамы присоединяют буферы.

У легковых автомобилей малой и средней вместимости отдельная рама обычно отсутствует и вместо рамы используется жесткое основание кузова. Такой кузов называется несущим. Несущую конструкцию кузова имеют автомобили «Запорожец», «Москвич» и «Волга».

У легкового автомобиля с несущим кузовом раму заменяет жесткая конструкция каркаса кузова (рис. 2), состоящая из пола, усиленного балками, передней части, боковых стоек, крыши и задней части. Эти части снабжены усилителями и соединены сваркой. В передней части к полу кузова прикреплена болтами или с помощью сварки короткая (подмоторная) рама, служащая для установки силового агрегата и передней подвески автомобиля. Подкосы, приваренные к раме, крепятся болтами или привариваются к щитку кузова.

Рама автомобиля служит для крепления на ней двигателя, агрегатов шасси, кузова и, таким образом, является несущей конструкцией.

Рис. 3. Лонжеронная рама автомобиля ЗИЛ-130: 1 — буксирный крюк; 2 — буфер; 3 — кронштейн амортизатора; 4 — поперечина; 5 — лонжерон; 6 — буксирный прибор; 7 — кронштейны рессор; в — кронштейн опоры двигателя

Раму имеют все грузовые автомобили, легковые автомобили высокого класса и некоторые типы автобусов. По конструкции различаются рамы лонжеронные, центральные (хребтовые) и Х-образные (комбинированные).

Лонжеронная рама, получившая наибольшее распространение, состоит из двух лонжеронов (продольных балок), связанных между собой несколькими поперечинами (рис. 3). К переднему торцу рамы крепится буфер с двумя буксирными крюками, в задней части рамы установлен буксирный прибор. На лонжеронах крепятся кронштейны для амортизаторов, рессор, опор двигателя, кабины и платформы.

Лонжероны и поперечины штампуются из листовой стали и соединяются между собой заклепками. Сечение лонжеронов имеет корытообразный профиль с наибольшей высотой и жесткостью в средней, более нагруженной части рамы. Поперечины могут иметь специальную форму, необходимую для установки определенных узлов и агрегатов автомобиля.

Безрамная конструкция автомобиля предусматривает применение несущего кузова и используется в легковых автомобилях малого, среднего класса и некоторых типах автобусов. Это позволяет снизить вес легкового автомобиля примерно на 5%, автобуса — на 15%. Корпус кузова легкового автомобиля представляет собой жесткую сварную конструкцию, включающую в себя пол, усиленный лонжеронами и поперечинами, передок с двумя лонжеронами подмоторной рамы, заднюю часть с панелью, боковины со стойками, крылья и крышу.

Рама автомобиля при движении испытывает значительные вертикальные динамические нагрузки от сил инерции подрессоренных частей — самой рамы, двигателя, сцепления и коробки передач, кузова. Рама рассчитывается на прочность при изгибе, кручении и изготовляется из малоуглеродистых или малолегированных сталей с хорошей прочностью и пластичностью.

Рама автомобиля представляет собой остов, на котором укреплены все механизмы автомобиля. Рама должна обладать высокой прочностью и жесткостью, но в то же время быть легкой и иметь такую форму, при которой возможно более низкое расположение центра тяжести автомобиля для увеличения его устойчивости.

Существует три основных типа рам:
— лонжеронные, состоящие из двух продольных балок (лонжеронов), соединенных поперечинами;
— центральные, имеющие в качестве хребта одну продольную балку или трубу;
— комбинированные, сочетающие в своей конструкции оба принципа (среднюю часть рамы выполняют как центральную, а концы делают лон-жеронными).

На грузовых автомобилях наибольшее распространение получили лонжеронные рамы, состоящие из двух продольных параллельных балок — лонжеронов, соединенных поперечинами (траверсами), с использованием сварки или заклепок. В зонах, подвергающихся наибольшим нагрузкам, лонжероны имеют более высокий профиль, а иногда усиливаются местными вставками. Материалом для лонжеронов служат стальные корытообразные профили (швеллеры). Лонжероны иногда делают выгнутыми в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Рис. 3. Автомобильные рамы: а и б — лонжеронные; в — центральные; г — комбинированные

К лонжеронам приклепывают или привертывают кронштейны для крепления рессор, подножек и запасного колеса, а также буфера и тягово-сцепное устройство. Буфера предохраняют кузов от повреждения при наездах, а тягово-сцепное устройство используют для буксирования прицепов.

Рама является основанием для крепления агрегатов, механизмов и кузова автомобиля.

Рама грузового автомобиля состоит из двух продольных балок — лонжеронов, и нескольких поперечин. Элементы рамы изготовляются штамповкой и соединяются между собой заклепками. Лонжероны по овоей длине имеют неодинаковое сечение; в средней части, а у трехосных автомобилей и в задней, они имеют большую высоту. Поперечины изготовлены такой формы, которая обеспечивает крепление к раме соответствующих механизмов.

В передней части рамы к лонжеронам крепятся буфер и буксирные крюки. Автомобили ЗИЛ на переднем буфере имеют откидывающуюся подножку. На задней поперечине устанавливаются буксирное устройство и съемные упругие буферы. На автомобилях ЗИЛ на задней поперечине имеются по два рым-болта для крепления аварийных цепей прицепа.

Буксирное устройство состоит из крюка с защелкой, резинового буфера с упорными шайбами, корпуса с кронштейном и колпаком. Защелка крюка удерживается в закрытом или открытом положениях собачкой. Для устранения самопроизвольного расцепления в отверстия защелки и собачки вставлен шплинт, прикрепленный к крюку на цепочке. Смазка трущихся поверхностей осуществляется через пресс-масленку. У буксирного устройства автомобиля «Урал-375Д» в качестве упругого элемента, используется пружина, а само устройство закреплено в специальной поперечине, которая снизу крепится к задним концам лонжеронов рамы.

Рис. 4. Рама автомобиля ЗИЛ-131:
1 — передний буфер; 2 — буксирный крюк; 3 — кронштейн пусковой рукоятки; 4, 9, 12, 13, 14 — поперечины; 5 — брызговик; 6 — кронштейн задней опоры двигателя; 7 — верхний кронштейн амортизатора; .8—- кронштейн крепления электромагнитного клапана управления включением переднего моста; 10 — кронштейн задней подвески кабины; 11 — кронштейн крепления раздаточной коробки; 15 — рым цепи прицепа; 16 — буксирное устройство; 17 — кронштейны буферов задней рессоры; 18, 20 — кронштейны передней рессоры; 19 — лонжерон

Основными неисправностями рамы являются ослабление заклепок, появление в раме трещин и изломов. Ослабленные заклепки обнаруживаются по дребезжащему звуку, который они издают при простукивании молотком. Трещины и изломы определяются внешним осмотром. Ослабевшие заклепки следует заменить новыми или вместо них поставить болты с пружинными шайбами.

Вследствие высокой прочности и жесткости рама особого технического обслуживания не требует. Необходимо ежедневно очищать ее от грязи и пыли (снега), производить мойку. При ТО-1 проверяют состояние заклепочных соединений и целостность отдельных элементов рамы. Необходимо следить за состоянием окраски рамы и своевременно подкрашивать места, где окраска нарушена.

Рама автомобиля должна отличаться высокой прочностью и жесткостью. Рама должна быть легкой и иметь такую форму, которая обеспечивала бы возможность более низкого расположения центра тяжести автомобиля, что увеличивает его устойчивость.

Рис. 5. Рамы:
а — с параллельными лонжеронами; б — с суживающимися лонжеронами; в — с изогнутыми лонжеронами; 1 — лонжерон; 2 — поперечина

Лонжеронные рамы получили свое название от составляющих их основу продольных балок—лонжеронов, соединяемых между собой поперечинами с помощью сварки или клепки. В местах, подвергающихся наибольшим нагрузкам, лонжероны имеют более высокий профиль, а иногда усиливаются местными вставками. Лонжероны часто делают выгнутыми в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Чтобы защитить от повреждений .радиатор и крылья, на переднем конце рамы устанавливаются буферы в виде поперечных балок, воспринимающих удары при наезде автомобиля на препятствие.

Передняя поперечина рамы имеет форму, специально приспособленную для установки двигателя. Для усиления поперечин иногда в местах их крепления к лонжеронам накладываются косынки и угольники.

В автомобилях с несущими кузовами рама отсутствует, но имеется подрамник для крепления двигателя и передних колес к кузову.

На рис. 6 показана рама грузового автомобиля, состоящая из двух лонжеронов, имеющих профиль швеллера переменного сечения, и поперечин. Лонжероны и поперечины изготовляются из листовой малоуглеродистой стали.

Передний буфер и буксирные крюки крепятся к лонжеронам спереди с помощью кронштейнов и болтов.

Для крепления радиатора и передних опор двигателя служит передняя поперечина, приклепанная к лонжеронам. Задними опорами для двигателя являются кронштейны.

Передние рессоры крепятся к кронштейнам. Резиновые буферы предотвращают удар рессор о лонжерон. Задние рессоры крепятся к кронштейнам. У груженого автомобиля концы подрессорников (дополнительных рессор) опираются на опорные площадки.

На левом лонжероне- установлены гнездо для аккумуляторных батарей и кронштейн крепления картера рулевого механизма. На правом лонжероне имеется кронштейн 6 крепления запасного колеса.

Промежуточная опора карданного вала укреплена снизу второй поперечины, к верхней части которой крепится задняя опора кабины.

Тягово-сцепной прибор крепится распоркой и растяжками к задней поперечине. На заднем конце правого лонжерона помещается кронштейн указателя поворота, а на заднем конце левого лонжерона — кронштейн заднего фонаря.

Рис. 6. Рама автомобиля ЗИЛ-130:
1 — передний буфер; 2 — кронштейн крепления буксирного крюка; 3 — буксирный крюк; 4 — кронштейн крепления двигателя; 5 — усилитель лонжерона; 6 — кронштейн крепления запасного колеса; 7 — кронштейн указателя поворота; 8 — растяжка; 9 — буксирное устройство; 10, 13, 16, 17 и 24 — поперечины; 11 — кронштейн заднего фонаря; 12 — распорка крепления тягово-сцепного прибора; 14 — кронштейн крепления задней рессоры; 15 — опорные площадки подрессорника; 18 — кронштейн крепления платформы; 19 — лонжерон; 20 — гнездо аккумуляторных батарей; 21 — кронштейн крепления картера рулевого механизма; 22 — кронштейн крепления передней рессоры; 23 — резиновый буфер; 25 — кронштейн для направления пусковой рукоятки

Кронштейны служат для крепления платформы, а кронштейн — для направления пусковой рукоятки.

Для повышения жесткости и прочности рамы к ее лонжеронам крепятся усилители.

При буксировке автомобиля используются крюки.

Рама является основанием грузового автомобиля и служит для установки на нее всех агрегатов. Чтобы обеспечить правильное взаимодействие агрегатов, рама должна иметь высокую жесткость. Рама состоит из двух продольных балок-лонжеронов, имеющих сечение швеллера, и нескольких поперечных балок-траверс. Балки рамы изготовляются из полосовой стали методом горячей штамповки. Для лонжеронов применяют низколегированную сталь, а для траверс—углеродистую. По длине лонжероны имеют переменное сечение — большее в средней части и меньшее по обоим концам. К ним приклепаны кронштейны рессор, боковых опор двигателя, гидроусилителя рулевого управления и др.

Спереди к раме крепится буфер, а в задней ее части у автомобилей, предназначенных для буксировки прицепов, установлено тягово-сцепное устройство. В передней части раму оснащают буксирной вилкой или крюками для буксировки автомобиля. Продольные и поперечные балки рамы соединяются между собой заклепками. Отдельные траверсы рамы имеют коробчатое сечение, задняя часть рамы усилена диагональными растяжками. У автомобилей-самосвалов рамы короче, чем у автомобилей с бортовыми платформами. Для крепления опор цилиндров гидравлического подъемника на раме устанавливают дополнительную траверсу.

Рекламные предложения:


Читать далее: Назначение и основные типы подвесок

Категория: — Ходовая часть автомобиля

Главная → Справочник → Статьи → Форум


Рама или не рама — что лучше для внедорожника?

Рама и несущий кузов — в чём разница?

Так называемая рама была неотъемлемым элементом конструкции автомобиля со времён первых самобеглых повозок. И даже ещё раньше: так делали кареты — к крепкой основе из скреплённых между собой прочных балок крепили оси для колес, а сверху ставили пассажирский отсек с полом, боковыми стенками и крышей.

В случае с автомобилями на раме монтируются также силовой агрегат, трансмиссия и подвески, а кузов просто прикрывает все узлы и соединяет органы управления с исполнительными механизмами. А также является основой для комфортного и изолированного пассажирского отсека.

Старый Land Rover DefenderНовый Land Rover Defender

Есть и альтернативная архитектура автомобиля — с несущим кузовом. Как следует из названия, именно он несёт на себе все прочие элементы и является основой конструкции.

Именно к кузову присоединяют мотор, коробку передач, детали подвески и так далее. И поскольку автомобиль строится вокруг кузова, то в основном на него и приходятся все механические нагрузки — скручивание, на излом, ударные и пр.

Почему инженерам не понравилась рама?

Долгое время проектировщики были уверены, что у рамных автомобилей есть ряд существенных плюсов по сравнению с машинами с несущим кузовом. Главный — прочность и долговечность. Обычно рама проектируется из толстого металла и имеет высокую жёсткость, поэтому её сложно деформировать в процессе эксплуатации или ДТП. Также рамные автомобили более ремонтопригодны: достаточно отделить кузов от основы, чтобы получить полный доступ к агрегатам или кузовным панелям.

Однако у рамы есть и огромные недостатки. Например, рамные машины почти всегда довольно тяжёлые. Ведь массивная и громоздкая стальная конструкция по определению весит много. Получаем проигрыш в экономичности, динамике и управляемости. Также рама уменьшает полезный объем кузова. Да и в плане безопасности все не так однозначно, как принято считать в среде автолюбителей («прочнее — значит безопаснее»). Потому что при наличии жесткой рамы сложнее реализовать программируемую деформацию кузова.

Старый Defender с рамной конструкцией

Причём если в процессе эволюции несущего кузова его недостатки постепенно вылечивались, то с минусами рамы сделать что-то было чрезвычайно сложно. К концу 20 века стало понятно, что несущий кузов окончательно вытесняет раму — врожденные недостатки последней слишком сильны. Однако рама в легковом мире жила до 2011 года, когда прекратили выпускать Ford Crown Victoria, любимый полицейскими и таксистами в США. А в мире внедорожников рамная конструкция применяется и поныне — правда, часто это вынужденная мера производителей, которые хотят сэкономить на разработке.

Переходный вариант

В прошлом веке создатели внедорожников понимали, что от рамы им надо отказываться, но перейти на полноценный несущий кузов в отсутствие некоторых технологий они еще не могли. И тогда появилась так называемая «интегрированная рама» — часть рамной конструкции встраивали в силовой каркас кузова. Именно по этой формуле построено, например, третье поколение Land Rover Discovery (2004 г.). Но, повторим еще раз, — интегрированная рама оказалась лишь переходным вариантом.

Почему несущий кузов победил?

Со времен Карла Бенца и Генри Форда поменялась ситуация с дорожной инфраструктурой и нашим восприятием автомобиля. Когда-то давно ровных дорог практически не было, а поездки по бездорожью были ежедневной нормой. Но в 21 веке ровный асфальт и скоростные магистрали никого не удивляют. Поэтому и покупатели стали предъявлять к машинам другие требования: от внедорожника нужна не только проходимость, но и хорошее поведение на асфальте (до грязи надо сначала доехать).

Выросли скорости. Даже в России появились участки с разрешенной максималкой в 130 км/ч! Мало того, кардинально поменялись за последние 100 лет и требования к безопасности машин.

Новый Defender с несущим кузовом

В начале 20 века про краш-тесты никто не думал, да и ремни безопасности в их современном виде начали серийно устанавливать лишь в 1959 году. Но когда краш-тесты стали обязательными, то стало ясно, что рамные автомобили не лучшим образом защищают водителя и пассажиров при самых опасных авариях — фронтальных столкновениях (жесткая рама не позволяла правильно деформироваться кузову при столкновении и поглощать энергию удара).

Еще одна причина смерти рамы — появление новых материалов. Современные машины делают не только из обычной стали. Инженеры используют алюминий, карбон, пластик и пр. Благодаря этому появилась возможность значительно повысить надежность и долговечность автомобиля без использования рамной конструкции.

Во время загрузки произошла ошибка.

Что дает несущий кузов внедорожнику?

Впервые несущий кузов в массовом производстве появился в середине 30-х годов. Почти сразу эту идею подхватили и многие спортивные команды. Еще бы — такая конструкция давала существенный выигрыш в массе машины, увеличивала жесткость кузова, снижала центр тяжести, позволяла добиться гораздо лучшей управляемости и увеличивала обратную связь.

А что с Defender?

Первый «Дефендер», который появился еще в 1948 году, имел классическую для своего времени рамную конструкцию. Однако, создавая принципиально новый «Деф», британские инженеры поняли, что они вовсе не обязаны ориентироваться на стандарты 70-летней давности.

После долгих размышлений и тестов было решено использовать для новой модели несущий кузов. И в итоге Defender образца 2019 года получился в три раза более жёстким на кручение, чем старый рамный.

А еще Defender, несмотря на переход на несущий кузов, имеет лучшие в сегменте показатели геометрической проходимости. Дорожный просвет — аж 291 мм, а углы въезда, рампы и съезда (у версии 110) — 38, 28 и 40 градусов соответственно. Это очень круто! Поражает и глубина преодолеваемого брода — до 900 мм. Кстати, перед запуском нового «Дефендера» его прогнали по главным внедорожным маршрутам (джиперы должны знать, что такое Hell’s Revenge, Poison Spider и Steel Bender).

Кроме того, Defender получил современную мультимедийную систему, которой управлять также просто, как и смартфоном: в машине стоит огромный экран, на который можно выводить самую разнообразную информацию. Приборная панель тут, кстати, тоже виртуальная, что позволяет удобно настраивать ее под себя. Имеется и проекционный дисплей, который выводит на лобовое стекло ключевую информацию, в том числе скорость движения, выбранную передачу и указания навигационной системы.

Отдельно хочется отметить динамику нового Defender: теперь это по-настоящему современный и быстрый автомобиль.

История создания Land Rover Defender

Во время загрузки произошла ошибка.Во время загрузки произошла ошибка.

Интегрированная рама

Разновидности несущих систем

Несущие системы автомобилей  можно разделить на несколько групп. Чаще всего их делят на рамные и безрамные.

В основе рамной конструкции лежит рама, которая в этом случае и воспринимает все основные нагрузки, т.е. является несущей.

В безрамных системах несущим является непосредственно кузов, что позволяет сделать машину более легкой и комфортной для рядового водителя.

Однако при классификации выделяют еще одну группу – автомобили с рамой, интегрированной в кузов. Что же представляют из себя автомобили этой группы? И что дает использование такой несущей системы?

Конструкция интегрированной рамы

По конструкции такая рама очень похожа на классический вариант (чередование продольных и поперечных стержней). Разница состоит лишь в том, что в данном случае, рама неотделима от кузова, т.е. крепится к нему не болтами, а представляет с ним единую сварную конструкцию.

Superleggera — фирменная пространственная рама ателье Carrozzeria Touring для спортивных автомобилей. Интегрированная трехмерная рама из тонких стальных труб выполняет несущую функцию

От обычного несущего кузова такая система тоже отличается. Несущий кузов в основании имеет не раму, а подрамники, в то время как у интегрированной рамы в основании настоящие рамные лонжероны (лонжерон с фр. «идущий вдоль»).

Если нагрузки небольшие, необходимую  жесткость создает кузов, а рама, хотя она и неделима  с кузовом,  берет на себя основные нагрузки при езде по бездорожью.

История

Первыми стали отказываться от классической  рамы спортсмены. Для них была важна не только масса машины, но и повышенная жесткость кузова, что позволяло улучшить управляемость. У несущего кузова жесткость на кручение больше, что тоже говорило в его пользу. Применение несущего кузова позволило уменьшить вес  машины и сделать автомобиль значительно более послушным  на высокой  скорости.

Однако автомобили с такой конструкцией были гораздо более шумными, чем рамные. В связи с этим были разработаны системы расчета вибро- и шумораспределения., и простенькие резинки между рамой и кузовом заменили на шумопоглощающие покрытия. 

Сидеть на заднем сиденье в рамном внедорожнике (например, в Mitsubishi Pajero 2) так неудобно, потому что сиденье расположено над колесными арками. Рама поднимается вверх, чтобы их «обогнуть»

В 30-е годы практически все производители легковых автомобилей старались уйти от использования рамы как таковой. В связи с этим начались поиски и эксперименты. Некоторые автомобили тех лет имели  облегченный вариант рамы (довоенный Ford Prefect или КИМ-10). Эта рама хотя и существовала отдельно от кузова, но не была достаточно жесткой для восприятия нагрузок, и могла их воспринимать только в сочетании с кузовом. Такая рама значительно облегчала сборку автомобиля на заводе: с начала к ней прикреплялись все системы, а уже затем раму соединяли с кузовом.

В это же время появились первые автомобили, в которых рама с кузовом имели сварную конструкцию. Примерами таких машин являются «Победа» ГАЗ-М-20 и «Волга» ГАЗ-21.  Хотя считалось, что это машины с несущим кузовом, в их основании были самые настоящие лонжероны.  Передний подрамник был не плоским, а объемным, и представлял из себя небольшую,  идущую до середины автомобиля  раму . Задний подрамник был  соединен с кузовом при помощи сварки и не отделялся от него. Но все равно представлял из себя  заднюю часть классической лонжеронной рамы. Можно сказать, что это были автомобили с частично интегрированной рамой.

Интегрированную раму  имеют пикапы и внедорожники (за исключением тяжелых внедорожников, у которых в основании обычная рама).

Самый первый в мире внедорожник с интегрированной рамой – Jeep Cherokee 1984 года. Сварную конструкцию с ланжеронной рамой имеет кузов автомобиля Иж Комби и многие другие, например, «ВАЗ 2121», ЛуАЗ 969, Volga Siber. У Chrysler Sebring в кузов вварена переферийная рама. Кроме того интегрированные  рамы используют в автобусах.

Преимущества и недостатки

Конечно, всех преимуществ отдельной рамы интегрированная  не имеет. Конструкцию не так легко ремонтировать, нет возможности легко менять дизайн и т.д. Однако в некоторых случаях интегрированная рама  оказывается более дешевой  и выгодной  в производстве и может лучше воспринимать  нагрузки, чем несущий кузов (нагрузки распределяются равномерно между рамой и кузовом).  Иногда можно даже встретить такое название «рамно-кузовная» несущая система. Кроме того, в сравнении с обычной рамой,  интегрированная повышает жесткость системы на кручение и уменьшает вес конструкции. А это, конечно, сказывается на управлении автомобилем.

Как правило, рамный автомобиль, значит — долговечный. Массивная рама не сгнивает полностью даже при непрерывном хранении автомобиля без движения в течение 25 лет

Минусом же является то, что изготовить интегрированную раму можно только из тонкого металла, следовательно, конструкция уступает по жесткости раме. Кроме того,  тонкий металл более подвержен коррозии и усталости, а стало быть, срок эксплуатации автомобиля сокращается.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о