Вводное слово.
Многие люди при выборе и эксплуатации автомобиля обращают внимание в основном на ходовые показатели, оборудование салона, внешнюю составляющую. Но кузов легкового автомобиля иногда остаётся без должного внимания, а ведь это самый главный элемент, отвечающий за безопасность водителя и пассажиров.
Так же кузов выступает лицом автомобиля, первое впечатление о машине складывается именно благодаря нему. Крыша, окна, двери, капот, пассажирские салоны и грузовые отсеки- всё это составляющие кузова. Кроме того, что он отвечает за безопасность, он так же выполняет аэродинамические и декорирующие характеристики.
Кузов легкового автомобиля - это комплект деталей из пластмассы, стали, стекла, алюминия и других материалов для облицовки транспортного средства. Основным материалом для кузова на протяжении достаточно длительного времени остается низкоуглеродистая сталь. Данный материал получил такую популярность за счет своей пластичности, упругости, прочности. Но из-за того, что сталь подвержена коррозии, вместо нее иногда применяют другие материалы: карбон, алюминий, пластик и т.д.
Лакокрасочные покрытия предназначены не только для декорации, но и для защиты от коррозии.
Конструкция кузова должны отличаться максимальной жёсткостью при изгибе и кручении, поглощать кинетическую энергию в процессе удара, иметь низкую частоту колебаний, а так же быть стойкой к постоянным напряжением. Главным условием для удовлетворения данных требований является верный подбор материалов для изготовления.
Материалы применяемые для изготовления кузова
1. Карбон. С технологической точки зрения, в автомобилестроении самым передовым материалом является карбон. В основе карбона лежат нити углерода, которым свойственны выдающиеся показатели: характеристики сопротивления сжатию-растяжению аналогичны стали, при этом плотность и масса несколько меньше, чем у алюминия (при сравнении - одинаковой прочности карбон на 20% легче алюминия и на 40% легче стали). Карбон отличается минимальным расширением в процессе нагрева, устойчивостью к химическим воздействиям, высокой износостойкостью. Но, разумеется, карбон не может быть полностью идеальным и его нити рассчитаны исключительно на растяжение, поэтому Он применяется в качестве армирующего материала. Для применения в панелях и кузовах авто используют сплав, а если более точно выразиться, то модифицированное волокно - в карбоновые нити вплетаются нити резины. Данное карбоновое волокно участвует при изготовлении карбоново-керамических дисков сцепления и тормозных дисков, Taк как они очень устойчивы к перегреву и могут сохранять высокую работоспособность при более высоких температурах, по сравнению с дисками из стали.
2. Алюминий. Второй известный материал, используемый для изготовления суперкаров - алюминий, а именно его сплавы. Основное преимущество этих сплавов заключается в том, что они практически не подвергаются коррозии и очень легки. Сплавы из алюминия используются для производства моторных блоков цилиндров, некоторых деталей подвески автомобиля, самого несущего кузова, наружных кузовных панелей. Почему же алюминий применяют вместо стали? Из-за его лёгкого веса данные конструкции намного легче аналогичных из стали. Но и алюминий имеет свой недостаток, который заключается в его сварке: все дело в том, что процедуру сварки необходимо осуществлять в среде инертных газов, применяя специальную присадочную проволоку. В связи с этим некоторые автомобильные производители ищут замену сварке и выполняют склеивание элементов из алюминия специальным составом, а так же усиливают стыки заклёпками.
3.Стекловолокно. Это комплексная нить или волокна, формирование которой происходит из стекла. В данном виде стекло проявляет очень удивительные свойства: не ломается и не бьётся, а вместо этого отлично гнется без всяких повреждений. Это дает возможность ткать из него стеклоткань, используемую в автомобильной промышленности. За счет того, что ткань из стекла может принять любую форму, ее активно используют при разработке аэродинамических обвесов. Стеклоткани придаётся нужная форма с помощью специального макета, а для его фиксации применяют смолы. В конечном итоге получается прочный и легкий каркас спортивной модели автомобиля.
4.Пластик. В разработке спорт-каров широкое применение получил различный пластик. Самый эластичный и прочный пластик используется в изготовлении кузовных панелей, а на некоторых машинах - всей внешней части кузова. В подобном автомобиле несущая конструкция изготавливается в виде каркаса, на который монтируется декоративный кузов. Автомобильная промышленность активно развивается в сторону потребителя, который мечтает о безопасном и быстром транспортном средстве. Все это приведет к тому, что в будущем для изготовления автомобилей будут применяться более новые материалы, которые станут отвечать всем современным требованиям.
Устройство кузова.
Рассмотрение ходовой части транспортного средства начнем с рассмотрения устройства кузова автомобиля. По сути, рама и кузов это одно и то же. На раме крепятся все основные узлы и агрегаты, а она, в свою очередь, держится через подвески на автомобильных колесах. Разница в целевом предназначении транспортного средства. В легковых автомобилях рама и каркас образуют единый корпус, который и получил название кузова. То есть, кузов легкового автомобиля - это все, что мы видим-от колес до крыши, включая капот, двери, багажник, салон и т.д.
Но есть автомобили, у которых нет рамы. Они получили название безрамные. Вроде бы, где логика? Как крепить тот же двигатель, кузов, элементы трансмиссии автомобиля и все остальное, если нет рамы? В подобных легковых машинах роль рамы полностью заменил кузов легкового автомобиля, у которого усилено днище, а большинство крупных узлов и агрегатов выполнено из лёгких металлов и держится на этом днище.
Простой пример устройства кузова автомобиля гоночная машина Формула-1, где роль кузова легкового автомобиля выполняет капсула, в которой находится пилот. Цель таких конструктивных решений - значительно облегчить массу автомобиля, экономя при этом на материалах, топливе и улучшая скоростные характеристики машин. Недостаток у таких автомобилей только один - они не приспособлены к перевозке крупных и тяжёлых грузов, но и назначение, как вы поняли, совсем иное.
Рама.
Рама несет на себе большую часть постоянных и переменных нагрузок, на неё устанавливаются все узлы и агрегаты автомобиля. Расчет рамы дело ответственное, к которому нужно отнестись с особым вниманием. Рама автомобиля должна работать без остаточных деформаций на изгиб и кручение, иметь необходимые жесткость и прочность, чтобы не допустить поломки её при движении автомобиля по неровной поверхности. Устройство рамы должно обеспечивать лёгкую, удобную и рациональную установку на неё всех узлов и агрегатов автомобиля, при этом необходимо выполнять условие низкого расположения центра тяжести автомобиля, достаточных хода подвесок и углов поворота ведущих колёс. Основные виды автомобильных рам:
Лонжеронная рама. Состоит из двух почти параллельных лонжеронов, которые соединяются между собой поперечинами. В местах крепления переднего моста и сзади над осью устанавливаются усилители с учётом максимального крутящего момента, действующего на раму. Обычно лонжероны изготавливают из труб или профиля прямоугольного сечения. Для уменьшения высоты пола в необходимых местах уменьшают высоту лонжеронов и поперечин за счёт увеличения поперечного сечения, выдерживая требуемый момент сопротивления.
Лонжеронная периферийная рама. Применяется для уменьшения клиренса. В средней части она несколько расширена и лонжероны располагаются рядом с порогами, а по концам рама сужена для размещения колёс и возможности поворота ведущих колёс. При такой конструкции рамы высота туннеля для карданного вала получается минимальной, а ширина порогов немного больше.
Хребтовая рама. Представляет собой большого диаметра балку, чаще трубчатого сечения к которой приварены вилки спереди и сзади для размещения на них двигателя и мостов. Концы вилок обычно имеют несколько поперечин.
Точки крепления кузова выбирают там, где поперечная жесткость кузова наибольшая и где усилия, действующие в кузове, могут быть переданы на раму. Для снижения уровня шума от шасси, проникающего в салон автомобиля, в местах соединения кузова и рамы размещают амортизирующие подушки. При слишком жестком соединении, когда увлекаются использованием большого количества крепежных деталей, в салон передаются все звуки от двигателя и дорожного покрытия и тем самым снижается комфортабельность автомобиля. При слишком слабом креплении возможно появление вибрации, писков и скрипов.
Раму автомобиля обычно сваривают. В местах сварки происходит науглероживание металла и снижение прочности рамы, поэтому там, где привариваются элементы конструкции рамы (лонжерон, поперечина), приваривают косынки. Косынки так же используются для крепления кузова или каркаса автомобиля.
Ну вот и всё, спасибо за прочтение статьи:)