Автомобиль состоит из множества узлов и агрегатов. Все эти узлы и агрегаты объединяет одно – кузов. Уберите кузов – и не будет автомобиля. Периодически среди конструкторов можно встретить людей, относящихся к инженерам-кузовостроителям с пренебрежением и считающих, что для проектирования капотов, дверей и крыльев не требуется особых умений. Тем не менее, автолюбители всего мира ценят мастерство специалистов, работающих в знаменитых кузовных ателье, и готовы дорого заплатить, чтобы стать обладателем очередного шедевра от Пининфарина или Бертоне, Гиа или Загато.
Восхищаясь красотой совершенных форм, мы часто забываем о том, что изделия из листового металла или пластика имеют ограниченный срок службы, а ремонт их обходится куда дороже, чем обслуживание двигателей, подвески, тормозов или рулевого управления. Большинство автомобилистов свыклось с мыслью о том, что рано или поздно настанет момент, когда затраты на восстановление кузова превысят разумные пределы и придётся отправлять транспортное средство на переработку. Есть ли выход изменить сложившуюся ситуацию?
Немного истории
Подавляющее большинство автомобильных кузовов, выпускавшихся в первой трети двадцатого века, имели рамную конструкцию. Седаны и лимузины, ландо и кабриолеты служили своим хозяевам по нескольку десятков лет. Съеденные ржавчиной или получившие механические повреждения детали легко заменялись, устанавливаясь на прочное основание, изготовленное из специально обработанного дерева (да-да, именно из дерева) или металлических профилей. Всё изменилось в середине тридцатых годов, когда компания Citroen запустило в производство модель Traction Avant. Считается, что это была первая серийная машина с несущим кузовом.
На том этапе развития технологий объединение несущего каркаса и наружных панелей в единое целое обеспечило серьёзные конкурентные преимущества, позволив сделать автомобиль легче и дешевле. Постепенно всё больше автопроизводителей переходило на выпуск моделей подобной конструкции. Многие, но не все.
Дольше всех оставались верны рамам американские конструкторы. В условиях быстро развивавшейся экономики послевоенного периода жителей США не слишком беспокоило, что приобретаемые ими авто весят на пару сотен килограммов легче, чем европейские аналоги, и расходуют на несколько литров больше топлива.
Однако в период кризиса семидесятых годов ситуация резко изменилась. Дорогие и не слишком экономичные рамные легковые машины были почти полностью вытеснены с рынка. Сегодня это воспринимается как норма, поскольку 90% моделей, продаваемых в автосалонах, имеют несущие кузова. Но так ли уж это хорошо?
Немного статистики
По данным сборника «Ауторепорт», ежегодно публикуемого союзом работников технического надзора ФРГ, при диагностике шасси легковых автомобилей, находящихся в эксплуатации 2 – 4 года, доля обнаруженных неисправностей (от общего количества транспортных средств, проходящих обслуживание) составляет:
- Нарушение углов установки колёс (развала и схождения) – 0,9%.
- Неисправности подвески (недопустимо большие люфты, механические и коррозионные повреждения и т. п.) – 0,4%.
- Износ подшипников колёс – 0,2%.
- Деформации или трещины балок мостов – 0,1%.
- Люфты и механические повреждения карданных валов – 1%.
- Механические или коррозионные повреждения несущих элементов кузова и деталей крепления – 0,6%.
Однако со временем ситуация меняется и показатели выглядят несколько иначе. У транспортных средств, находящихся в эксплуатации 6 – 8 лет выявляются:
- Нарушения углов установки колёс (развала и схождения) – 1,5%.
- Неисправности подвески (недопустимо большие люфты, механические и коррозионные повреждения и т. п.) – 5,2%.
- Износ подшипников колёс – 0,6%.
- Деформации или трещины балок мостов – 1,1%.
- Люфты и механические повреждения карданных валов – 2,5%.
- Механические или коррозионные повреждения несущих элементов кузова и деталей крепления – 19,9%.
Более 30% машин старше 10 лет имеют повреждённые детали кузова. Эта статистика наглядно показывает, что:
- Элементы подвески, возможность замены которых предусмотрена конструкцией техники, не создают серьёзной угрозы для эксплуатации транспортного средства, поскольку в процессе обслуживания отработавшие свой срок комплектующие меняются на новые.
- Детали кузовов трудно поддаются ремонту, а возможность замены их на новые компоненты конструкцией зачастую просто не предусмотрена. В случае их повреждения дальнейшая эксплуатация техники подчас становится невозможной.
Между тем, статистика выглядела бы иначе, перейди разработчики на выпуск машин с рамными кузовами, изготовленными с применением новых материалов и технологий. Ведь тогда проблема ремонта, хотя бы отчасти, оказалась решена.
Ломаем сложившиеся стереотипы
В сознании многих автомобилистов рама ассоциируется с массивной конструкцией из стальных балок, размещённой в нижней части автомобиля и встречающейся разве что на бескомпромиссных внедорожниках.
На самом деле это не так. Существуют интегрированные и пространственные рамы, позволяющие решить проблему дополнительного веса не жертвуя прочностью или эксплуатационными характеристиками. Одним из первых европейцев, начавших работать в этом направлении, стал британский инженер Малькольм Сайер, создавший легендарный Jaguar E-type.
Не все знают, что наружные панели этого красавца, покорившего сердца многих автолюбителей, крепятся к раме, представляющей собою пространственный каркас из металлических труб. При разработке конструкции кузова Сайер использовал опыт, полученный во время работы в авиастроительной отрасли. Прямой конкурент Jaguar E-type – не менее легендарный Mercedes-Benz W198 Gullwing – тоже был построен на пространственной раме.
Не отстали от европейских конкурентов и конструкторы концерна General Motors, наладив производство модели Chevrolet Corvette. Все автомобили этой линейки, начиная с поколения C1 и заканчивая современными модификациями, получают кузова на пространственной раме.
Разработчики суперкаров Pagani Zonda и Huayra, играючи укладывающих стрелку спидометра за отметку 300 км/час, также отдали предпочтение концепции пространственной рамы.
Делаем выводы
А это значит, что проблемы лишнего веса и равномерного распределения масс в кузовах рамной конструкции успешно решены. Вместе с тем, при использовании рамы:
- Существенно упрощаются расчёты на прочность. Инженерам не приходится гадать, не провиснут ли двери после пары месяцев эксплуатации, и выдержит ли каркас нагрузки, возникающие при эксплуатации или проведении краш-тестов.
- Появляется возможность использовать новые конструкционные материалы – алюминиевые сплавы и композиты на основе стекловолокна и углеволокна.
- Упрощается ремонт кузовов. Ведь повреждённые элементы не только наружной обшивки, но и несущего каркаса, легко заменяются.
И возникает закономерный вопрос: почему современные технологические решения остаются недоступными рядовому потребителю? Не потому ли, что владельцы автоконцернов относятся к массовому покупателю как к людям второго сорта? А ведь именно деньги из карманов рядовых граждан удерживают на плаву большие и маленькие компании, занимающиеся производством автомобилей. И это значит, что приходя в автосалон, автолюбитель вправе рассчитывать на то, чтобы ему продали машину, соответствующую его требованиям, а не концепциям, разработанным ушлыми финансистами и маркетологами.