Конструкция кузова автомобиля

Изначально при конструировании автомобилей, в качестве несущей системы использовалась рама. Она представляла собой основу, на которую крепились узлы и агрегаты транспортного средства. Все вместе это называлось шасси. Кузов автомобиля крепился к шасси при помощи болтов и являлся съемным элементом автомобиля.

На сегодняшний день, далеко не все транспортные средства имеют рамную конструкцию. Как правило, это грузовые автомобили и некоторые внедорожники. Рама позволяет значительно увеличить нагрузку на транспортное средство в ходе его эксплуатации. Для легковых автомобилей рама не используется. Современные технологии сборки кузова обеспечивают ему необходимую жесткость и прочность. Кузова, не имеющие раму, называются несущими.

Конструкция несущего кузова

Несущий кузов автомобиля, представляет собой сложную конструкцию из отдельных панелей, соединенных друг с другом при помощи сварки. Они изготавливаются из листового железа, жесткость которым придают ребра и усилители. Данная конструкция получается достаточно прочной и легкой.

Несущий кузов автомобиля можно разделить на три основные части:

Передняя часть кузова

Основными элементами передней части несущего кузова являются передние лонжероны. Они представляют собой полые балки, которые привариваются к щитку моторного отсека и к нижней части передних брызговиков. Лонжероны являются самыми прочными элементами передней части. В них предусмотрены специальные зоны смятия, которые гасят фронтальный удар.

Брызговики представляют собой панель вокруг колеса, обеспечивающую защиту от попадания грязи в моторный отсек. Они имеют усиленные области, которые называются чашки. Чашки служат надежной опорой для передних стоек подвески. Брызговики частично приварены к лонжеронам и имеют верхний усилитель.

Еще одним элементом передней части, является суппорт радиатора. Он крепится к обоим лонжеронам, что придает дополнительную жесткость конструкции. Суппорт радиатора является основой для крепления радиатора охлаждения, радиатора кондиционера, вентиляторов и других элементов передней части автомобиля. Так же суппорт крепится к верхним усилителям брызговика.

Усилитель бампера предназначен для основного гашения фронтального удара. Он тоже крепится к лонжеронам. И придает дополнительную жесткость передней части кузова.

В качестве дополнительного усиления конструкции, может использоваться подрамник. Он располагается в передней нижней части между лонжеронами.

Необходимо заметить, что суппорт радиатора, подрамник и усилитель бампера являются съемными элементами и могут крепиться к кузову при помощи болтов. Несъемные элементы крепятся при помощи точечной сварки. Когда все элементы передней части в сборе, они составляют крепкую конструкцию, на которой размещаются детали двигателя и передней подвески.

Центральная часть кузова

Основным элементом жесткости центральной части автомобиля можно назвать днище. Чаще всего днище является одной штампованной деталью. Оно имеет ребра жесткости и усиление в местах крепления сидений.

Дополнительным усилением днища автомобиля являются пороги. Пороги расположены в нижней части дверных проемов. Они привариваются к днищу и служат опорой для средних стоек автомобиля.

По бокам, с обеих сторон, расположены стойки.

Стойки – это вертикальные элементы кузова. Они обеспечивают необходимую защиту центральной части в случае переворота транспортного средства, а так же при боковых ударах.

Крыша устанавливается на боковые стойки. Она тоже имеет ребра жесткости, которые придают конструкции дополнительную прочность.

Еще одним элементом центральной части, является задняя полка. Она представляет собой панель, расположенную под задним стеклом. Конструкция седанов предполагает наличие задней перегородки, которая отделяет центральную часть и багажное отделение.

К съемным элементам центральной части относятся двери. В закрытом состоянии они также придают дополнительную прочность кузову транспортного средства.

Задняя часть кузова

Особую прочность задней части придают задние лонжероны. Они крепятся к полу багажника и изготавливаются из высокопрочной стали.

Пол багажника является штампованным элементом. Он имеет ребра жесткости. В современных автомобилях форма пола багажника позволяет разместить запасное колесо. Пол крепится к задним лонжеронам, к задним брызговикам и к задней панели.

Задние брызговики имеют усиленные чашки, которые удерживают элементы подвески.

Задние крылья тоже являются элементами несущего кузова автомобиля. Они также усиливают конструкцию придавая ей жесткость и прочность.

Заключение

При изготовлении элементов несущего кузова автомобиля используют различные типы стали. В местах, где необходимо обеспечить дополнительную прочность применяют высокопрочный и ультра высокопрочный вид стали.

Зная конструкционную особенность автомобиля, можно значительно упростить и ускорить некоторые кузовные работы.

Схема кузова автомобиля подробно

Кузов нынешней автомашины представляет собой наиболее важную часть средства передвижения. Как правило, остов автомашины выполняет функцию несущего типа, хотя может быть и ее обособленным компонентом.

Разновидности

Известны три разновидности современных кузовов для «легковушек». Рассмотрим их подробнее.

1. Несущий. Такой автомобильный остов способен воспринимать все нагрузки, действующие на автомашину. На сегодняшний день таким кузовом оснащается большая часть современных авто.
2. Разгруженный. Данная разновидность автомобильного остова отличается наличием пружинистой интеграции с рамой. Кузов этого типа способен воспринимать лишь массовые нагрузки. Данной разновидностью кузова оснащают, как правило, внедорожники.
3. Полунесущий. Данный вид автомобильного остова занимает срединную ступень между двумя другими. Схема этого кузова подразумевает жесткое соединение с рамой.

Кузов автомобиля не зря считается самой дорогой составляющей автомобиля. Именно по нему определяется стоимость машины, ее удобство, уровень ПБ и т.д.

Подробная схема

Корпус или каркас – это основная часть кузова. Именно к корпусу бывают шарнирно прикреплены все навесные части остова, включая капот, двери и так далее.

Сам корпус является безоговорочно прочной сварной формой, собранной из сепаратных компонентов. В частности, это днище, передок, задок, крыша и боковины.

• Основание кузова или днище изготавливается в виде ЦЛМ панели, форма которой напоминает корыто. По центру днища проходит тоннель, в которой спрятаны бывают топливные и жидкостные коммуникации, а также некоторые узлы трансмиссии. Благодаря тоннелю можно не только скрыть коммуникации, но и увеличить жесткость пола. Также в основании предусмотрена бывает ниша для запаски, а вдоль днища привариваются лонжероны.
• Передок нужен для соединения лонжеронов, крыльев и брызговиков. Выполняя функцию силовых элементов, передние лонжероны держат силовую установку и подвеску одновременно. Крылья могут иметь съемную либо несъемную конструкцию.
• В задней части располагается багажная панель и брызговики.
• Боковина – это часть кузова, состоящая из панелей.
• Крыша является ЦЛШ составляющей, упрочненной поперечинами.

Основание кузова некоторых современных автомобилей подразумевает наличие датчика положения. Этот регулятор предназначен бывает для автоматического поддержания уровня низа кузова над дорогой. Датчик или датчики (их на кузове может быть два) обеспечивают постоянную высоту уровня. Фиксируются они непосредственно к кузову.

Схема автомобильного остова обязательно предполагает требования, которые выдвигаются к нему. В частности, это параметры безопасности, определенная масса и многое другое.

Примечательно, что соответствие современным требованиям всегда достигается за счет использования в конструкции автомобильного остова инновационных материалов, передовых технологий, и активных профилей.

В качестве материалов принято использовать при изготовлении кузова современного авто сверхпрочные стали, алюминий, различные композитные материалы. Для создания специальных зон деформаций принято использовать комбинацию материалов различной толщины.

В роли лучших передовых технологий в последнее время выступают такие методики, как точечная или лазерная сварка, структурная клейка и лазерная пайка и т.д.

Рассмотрим подробнее схему кузова на примере автомобиля Ауди А6 ниже.

Материалы и технология

Остов современного автокара изготавливается из хорошей, прочной стали. Последняя обязательно проходит несколько этапов обработки. Если применяются тонкие стали, то это помогает уменьшить массу автомобиля. Уменьшение веса положительно сказывается на динамике автомашины, экономичности и других параметрах. В последнее время в некоторых частях кузова также стали применять другие материалы, такие как алюминий, что заметно облегчает массу.

Соединение деталей кузова между собой возложено на точечную сварку. Именно эта технология позволяет обеспечить сверхнадежность креплений, одновременно минимизируя количество острых углов и кромок (последние наиболее подвержены к воздействию коррозии).

В будущем производители намерены пользоваться только лазерной сваркой для соединения деталей. Такой подход к делу сведет к минимуму наличие впадин или выпуклостей на сварных швах, конструкция автомобильного остова станет в целом более простой и надежной.

Деформации кузова: перекосы и их устранение

Понятие перекоса подразумевает нарушение допустимых пределов геометрических размеров кузова, а также изменение местоположения базовых точек.

Известно, что перекосы бывают нескольких видов. Как правило, принято различать перекос несложный, перекос кузова средней сложности, тяжелый перекос и так далее. В таблице ниже приведены виды перекосов.

Разновидности перекосов кузова

Видео о том, как устраняются перекосы кузова

Устранение перекоса подразумевает восстановление деформированных геометрических размеров на стапельном оборудовании.

Используя специальное измерительное оборудование, сегодня становится возможным определять объем работ на стапельном оборудовании. Как правило, это бывает компьютер с возможностью выведения диагностических карт и фотографий на монитор.

Экспозиция КТ высчитывается и передается на монитор автоматически. Картинки базовых точек увеличиваются на весь экран, что позволяет без сложностей определять местоположение.

Современные компьютерные измерительные системы легко устанавливаются на различные стенды для восстановления автомобильных остовов. Благодаря их универсальности, хорошей компоновке и мобильности их несложно передвигать.

Давно известно, что с перекошенным кузовом ездить крайне воспрещается. Это очень опасно, ведь в таких случаях нормальное функционирование автомашины не обеспечивается, прежней управляемости и устойчивости автомобиля на дороге нет.

Грамотно восстановленный кузов – это полное соответствие всех размеров, дистанций между базовыми точками с заводскими параметрами, приведенными в документации производителя.

В частности, для того чтобы устранить перекосы кузова проверяются и восстанавливаются следующие характеристики.

• Зазоры между корпусом и навесными деталями, такими как капот, двери и т.д.
• Проемы окон, особенно лобового и заднего (проверяются дистанции по диагонали, вертикали, горизонтали и т.п.).
• Соответствие по отношению друг с другом базовых контрольных точек.

Итак, несложно догадаться, что перекос кузова определяется по изменению дистанций в зазорах, несоответствии между базовыми точками и тому подобное.

Читайте полезные рекомендации по пошаговому кузовному ремонту в других статьях нашего сайта. Посмотрите видео о том, как устраняются перекосы, изучите таблицы и схемы.

100% ЗАЩИТА ОТ КАМЕР ГИБДД — НАНОПЛЕНКА! Подробнее по ссылке

• Скрывает номер от камер и радаров.
• Начинает действовать сразу после установки.
• Быстро и легко приклеивается.
• Защита номеров до 2-х лет.

ЧТО ВЫ ПОЛУЧИТЕ БЛАГОДАРЯ НАНОПЛЕНКЕ

• На 100% скрывает номер от камер ГИБДД в любую погоду.
• Невозможно обнаружить защиту глазом.
• Прочно держится в любую погоду и после мытья автомобиля.

НАНОПЛЕНКА является полностью незаметной для человеческого глаза.

Что такое и из чего состоит кузов легкового автомобиля

Автомобиль состоит из множества элементов, которые слаженно работают вместе. Основными из них принято считать двигатель, ходовую часть и трансмиссию. Однако, все они закреплены на несущей системе, которая и обеспечивает их взаимодействие. Несущая система может быть представлена разными вариантами, но наиболее популярным является кузов автомобиля. Это важный конструктивный элемент, который обеспечивает крепление составных частей транспортного средства, размещение пассажиров и грузов в салоне, а также воспринимает все нагрузки во время движения.

Назначение и требования

Если двигатель называют сердцем автомобиля, то кузов – это его оболочка или тело. Как бы то ни было, именно кузов является самым дорогим элементом машины. Основное его назначение – это защита пассажиров и внутренних компонентов от воздействия окружающей среды, размещение посадочных мест и прочих элементов.

Кузов автомобиля

Как к важному конструктивному элементу к кузову предъявляются определенные требования, среди которых:

• стойкость к коррозии и долговечность;
• сравнительно небольшая масса;
• необходимая жесткость;
• оптимальная форма, чтобы обеспечить ремонт и обслуживание всех агрегатов автомобиля, удобство погрузки багажа;
• обеспечение необходимого уровня комфорта для пассажиров и водителя;
• обеспечение определенного уровня пассивной безопасности при столкновении;
• соответствие современным стандартам и тенденциям в дизайне.

Компоновка кузовов

Несущая часть автомобиля может состоять из рамы и кузова, только кузова или быть комбинированной. Кузов, который выполняет функции несущей части, так и называется несущим. Именно такой тип наиболее распространен на современных автомобилях.

Также кузов может быть выполнен в трех объемах:

Однообъемный выполняется как цельный корпус, который объединяет отделение для двигателя, пассажирский салон и багажный отсек. Такая компоновка соответствует пассажирским (автобусы, микроавтобусы) и грузопассажирским автомобилям.

Двухобъемный имеет две зоны пространства. Пассажирский салон, объединенный с багажником, и моторный отсек. К такой компоновке относятся хэтчбек, универсал и кроссовер.

Трехобъемный состоит из трех отсеков: пассажирского, отсека для двигателя и багажного отделения. Это классическая компоновка, которой соответствуют седаны.

Разные компоновки можно рассмотреть на рисунке ниже, а более подробно почитать в нашей статье о типах кузовов.

Компоновка кузовов

Устройство

Несмотря на разнообразие компоновок, кузов легкового автомобиля имеет общие элементы. Они показаны на рисунке ниже и включают в себя:

1. Передние и задние лонжероны. Представляют собой прямоугольные балки, которые обеспечивают жесткость конструкции и гашение колебаний.
2. Передний щит. Отделяет моторный отсек от пассажирского.
3. Передние стойки. Также обеспечивают жесткость и крепят крышу.
4. Крыша.
5. Задняя стойка.
6. Заднее крыло.
7. Багажная панель.
8. Средняя стойка. Обеспечивает жесткость кузова, изготавливается из прочной листовой стали.
9. Пороги.
10. Центральный тоннель, где располагаются различные элементы (выхлопная труба, карданный вал и т.д.). Также увеличивает жесткость.
11. Основание или днище.
12. Надколесная ниша.

Детальное устройство кузова автомобиля

Конструкция может быть иной в зависимости от типа кузова (седан, универсал, микроавтобус и т.д.). Особое внимание в конструкции уделяется несущим элементам, таким как лонжероны и стойки.

Жесткость

Жесткость – это свойство кузова автомобиля сопротивляться динамическим и статистическим нагрузкам в процессе эксплуатации. Она напрямую влияет на управляемость.

Чем выше жесткость, тем лучше управляемость автомобиля.

Жесткость зависит от типа кузова, общей геометрии, количества дверей, размера машины и окон. Большую роль также играет крепление и положение лобового и заднего стекол. Они могут увеличить жесткость на 20-40%. Для большего увеличения жесткости устанавливаются различные распорки-усилители.

Наиболее устойчивыми считаются хэтчбеки, купе и седаны. Как правило, это трехобъемная компоновка, которая имеет дополнительные перегородки между багажным отделением и двигателем. Недостаточную жесткость показывают кузова типа универсал, пассажирский, микроавтобус.

Есть два параметра жесткости – на изгиб и на кручение. На кручение проверяют сопротивление при давлении в противоположных точках относительно его продольной оси, например, при диагональном вывешивании. Как уже было сказано, современные автомобили имеют цельный несущий кузов. В таких конструкциях жесткость обеспечивается главным образом за счет лонжеронов, поперечных и продольных балок.

Материалы для изготовления и их толщина

Прочность и жесткость конструкции можно увеличить за счет толщины стали, но это скажется на массе. Кузов должен быть легким и одновременно прочным. Это обеспечивается за счет применения низкоуглеродистой листовой стали. Отдельные детали изготавливаются путем штамповки. Затем части прочно соединяются друг с другом точечной сваркой.

Основная толщина стали составляет 0,8-2 мм. Для рамы применяется сталь толщиной 2-4 мм. Наиболее важные детали, такие как лонжероны и стойки, изготавливаются из стали, чаще всего легированной, толщиной 4-8 мм, большегрузные автомобили – 5-12 мм.

Плюс низкоуглеродистой стали в том, что она хорошо подвергается формовке. Можно сделать деталь любой формы и геометрии. Минус в низкой устойчивости к коррозии. Для повышения стойкости к коррозии листы стали подвергаются оцинковке или добавляется медь. Лакокрасочное покрытие также защищает от коррозии.

Наименее важные детали, которые не несут основной нагрузки, изготавливаются из пластмасс или сплавов алюминия. Это снижает вес и стоимость конструкции. На рисунке показаны материалы и их прочность в зависимости от назначения.

Материалы для изготовления кузова

Алюминиевый кузов

Современные конструкторы постоянно ищут способы снижения массы без потери жесткости и прочности. Одним из перспективных материалов является алюминий. Масса алюминиевых деталей в 2005 году в европейских автомобилях составила 130 кг.

Сейчас активно применяется материал пеноалюминий. Это очень легкий и одновременно жесткий материал, который хорошо поглощает удар при столкновении. Пенистая структура обеспечивает высокую термостойкость и шумоизоляцию. Минусом данного материала является его высокая стоимость, примерно на 20% дороже традиционных аналогов. Широко применяют алюминиевые сплавы концерны «Ауди» и «Мерседес». Например, за счет таких сплавов удалось значительно снизить массу кузова Ауди А8. Она составляет всего 810 кг.

Алюминиевый кузов Audi A8

Кроме алюминия рассматриваются пластиковые материалы. Например, инновационный сплав «Fibropur», который по жесткости практически не уступает стальным листам.

Кузов является одним из важнейших конструктивных компонентов любого автомобиля. От него во многом зависит масса, управляемость и безопасность транспортного средства. Качество и толщина материалов сказывается на долговечности и устойчивости к коррозии. Современные автопроизводители все чаще применяют углепластик или алюминий, чтобы снизить массу конструкции. Главное, чтобы кузов смог обеспечить максимально возможную безопасность для пассажиров и водителя в случае столкновения.