Конструкция кузова автомобиля: из чего состоит и название деталей

По мере развития автомобилестроения было создано несколько видов несущей части. Но несмотря на имеющиеся различные типы, эта составляющая включает в себя один из основных компонентов – кузов автомобиля.

В задачу кузова входит не только крепление составных частей авто, а еще и восприятие всех нагрузок и воздействий окружающей среды, а также обеспечение пространства для размещения пассажиров и груза.

Изначально на автотранспорте применялась несущая часть, состоящая из двух элементов – кузова и рамы. В такой конструкции кузов по большей части принимал на себя только нагрузки, которые создавали пассажиры и груз. Основные же воздействия приходились на раму, которая также выступала основным связующим элементом для составных частей авто (именно к ней крепились узлы и механизмы).

Но существуют и другие виды несущей части. В целом, она подразделяется на:

1. Рамную;
2. С несущим кузовом;
3. Комбинированную.

Рамный вид, как уже отмечено, состоит из двух элементов – рама и кузов автомобиля. Между собой эти элементы соединены посредством эластичных проставок. Изначально он применялся на всех авто. Сейчас же такую компоновку несущей части можно встретить только на грузовиках и внедорожниках (хотя на последних – не всегда). Поскольку кузов в такой конструкции не используется в качестве компонента, к которому крепятся составные элементы, второе название этого типа – с разгруженным кузовом.

Со временем на легковом транспорте рамную конструкцию вытеснил несущий кузов автомобиля. Особенность его заключается в том, что рама, как таковая, отсутствует. При этом все составные части крепятся к кузову. Но поскольку в этом типе вся нагрузка приходится на кузов, в некоторых участках присутствуют усиливающие элементы, повышающие жесткость конструкции. Сейчас этот тип несущей части используется на всех легковых авто, а также кроссоверах и некоторых внедорожниках.

Последний вид – комбинированный, он же – полунесущий кузов автомобиля, отличается тем, что в несущей части присутствуют как рама, так и сам кузов, но при этом они между собой жестко связаны. В такой компоновке воспринимаемая нагрузка распределена между ними, также оба они выступают в качестве элементов для крепления составных узлов. Этот тип несущей части применяется в автобусах.

Элементы управления в салоне автомобиля

Садясь в салон любого автомобиля, вы попадаете в пространство, наполненное переключателями, индикаторами, рычагами и деталями, наличие которых характерно для всех легковых транспортных средств.

Рисунок 3.4 Элементы управления в салоне автомобиля.

В этой главе рассмотрим по порядку основные элементы управления, находящиеся в салоне, на примере приведенного рисунка 3.4.

1. Щиток приборов

На щитке приборов отображается информация о состоянии всех систем автомобиля: с какой скоростью движется машина, на каких оборотах работает двигатель, какая передача включена, какова температура охлаждающей жидкости двигателя, уровень топлива в топливном баке и т. д. Если автомобиль оборудован бортовым компьютером, то возможен вывод информации о мгновенном расходе топлива, суточном пробеге, о приблизительном пробеге до следующей заправки, подсказки о техническом обслуживании автомобиля и еще многих полезных данных.

2. Рулевое колесо

Вращение рулевого колеса передается на рулевой механизм, а тот в свою очередь поворачивает в соответствующую сторону управляемые колеса. На современных автомобилях на рулевое колесо устанавливаются кнопки дистанционного управления дополнительными системами автомобиля, как то: мультимедиа (аудиосистема/радио), круиз-контроль, управление бортовым компьютером и т. д., в зависимости от желания покупателя и фантазии автопроизводителя.

3. Замок зажигания или тренд последнего времени – кнопка включения зажигания и пуска/остановки двигателя

Ключ в замке может быть установлен в несколько положений, каждое из которых имеет определенное назначение. В одном положении включается питание всех вспомогательных электросистем, то есть ко всем потребителям подводится электричество – от аудиосистемы до освещения салона и стеклоподъемников (обычно данное положение называется АСС), а также происходит разблокировка рулевого колеса. Если повернуть ключ далее – в положение ON – включится система зажигания двигателя и начнется самодиагностика всех систем автомобиля (это обычно занимает 2-4 секунды).

В отличие от замка, кнопка не имеет фиксированных положений. Зачастую, чтобы включить зажигание, необходимо нажать на кнопку и отпустить в течение 1-2 секунд, а чтобы запустить двигатель надо будет нажать второй раз и удерживать эту же кнопку, пока двигатель не заведется. На автомобилях премиум-сегмента кнопку для пуска двигателя удерживать необязательно, на нее достаточно кратковременно нажать после включения зажигания.

Некоторые производители, отдавая дань спорту, устанавливают отдельно замок зажигания и отдельно кнопку пуска двигателя («привет» от Porsche).

4. Универсальные подрулевые переключатели

Эти переключатели наделены полномочиями по управлению системой внешнего освещения, указателями поворотов, очистителями и омывателями стекол. Иногда на рычагах переключателя появляются и дополнительные функции – все зависит от философии разработчика.

5. Педальный узел

Если коробка передач автоматическая (далее — АКП), то педали две: педаль тормоза (слева) и педаль акселератора (справа). Если коробка передач механическая (далее — МКП), то слева от педали тормоза можно обнаружить еще и педаль сцепления.

6. Центральная консоль

На ней обычно установлена панель облицовки рычага переключения передач (на автомобилях с МКП) или селектора выбора режима работы (на автомобилях с АКП). Центральная консоль также является поверхностью для размещения различных вспомогательных переключателей, дополнительных емкостей, пепельниц, подлокотника и прочего дополнительного оборудования. Иногда на автомобилях с АКП селектор как таковой отсутствует, вместо него на центральной консоли, на самом почетном месте, установлена шайба переключения режимов работы АКП.

Также на консоли может быть установлен рычаг стояночного тормоза (в разговорной речи — «ручник») или кнопка включения тормоза (если стояночный тормоз электромеханический).

Для заметки
Рычаг переключения передач/селектор режимов, в зависимости от конструкции, может располагаться по-разному: на центральной консоли, на центральной панели управления и на приборной панели под рулевым колесом.

7. Центральная панель управления (на сленге – «борода»)

Обычно на данной панели расположены переключатели и регуляторы системы вентиляции, отопления и кондиционирования (если таковой предусмотрен комплектацией). Также, как под копирку, автопроизводители размещают на этой панели головное устройство аудиосистемы (сленговое название — «голова»), со всеми регуляторами и переключателями. Здесь же монтируют экран мультимедийной системы, который по совместительству может выводить информацию системы навигации (в зависимости от комплектации автомобиля).

Материал и технология изготовления

Кузов современного легкового автомобиля изготавливается из высокопрочной стали, которая проходит несколько этапов обработки. Небольшая толщина используемого металла позволяет намного уменьшить общий вес машины, что положительно сказывается на его динамике и экономичности. Несмотря на маленькую толщину стали, конструкция кузова рассчитана таким образом, что он является одновременно и легким, и прочным.

На большинстве современных авто кузовные детали скрепляются между собой точечной сваркой. Это позволяет обеспечить надежность соединения элементов и уменьшить количество кромок и острых углов, которые наиболее уязвимы по отношению к коррозии. В перспективе автомобильная промышленность будет применять лазерное сваривание деталей. Такой подход сводит к минимуму наличие выпуклостей и впадин на швах, а конструкция кузова станет более простой и надежной.

Трансмиссия

Главное назначение трансмиссии состоит передаче крутящего момент от коленчатого вала двигателя на колёса. Элементы, из которых она состоит, носят такие названия:

• Сцепление, представляющее собой два фрикционных диска, прижатых друг к другу, которые соединяют коленвал двигателя с валом редуктора. Это соединение валов двух механизмов выполнено разъёмным, чтобы, отжимая диски, можно было разорвать связь двигателя и редуктора, для переключения передачи и изменения скорости вращения колёс.

Это силовая передача, осуществляющая взаимосвязь двигателя с ведущими колесами автомобиля

• Коробка передач (или редуктор). Этот узел служит для изменения скорости и направления движения авто.
• Карданная передача, представляющая собой вал с шарнирными соединениями на концах, служащий для передачи крутящего момента задним приводным колёсам. Она используется только в заднеприводных и полноприводных машинах.
• Главная передача, расположенная на приводном мосту автомобиля. Она передаёт крутящий момент от карданного вала полуосям, изменяя направление вращения на 90о.
• Дифференциал – это механизм, служащий для обеспечения разных скоростей вращения правого и левого приводных колёс при поворотах автомобиля.
• Приводные валы или полуоси – элементы, передающие вращение колесам.

В полноприводных машинах имеется раздаточная коробка, распределяющая вращение на обе оси.

Устройство кузова автомобиля:

Кузова грузовых автомобилей могут быть универсальными

По конструкции кузова легковых автомобилей могут быть трехобъемными, двухобъемными и однообъемными.

У трехобъемного кузова имеется три отсека: для двигателя, пассажиров и багажа.

У двухобъемного кузова два отсека: в одном может находиться двигатель, а в другом — пассажиры и багаж. Если отсеки для двигателя, пассажиров и багажа объединяются в одно целое с кузовом, такой автомобиль называется одно-объемным.

• Кузов грузовогоавтомобиля
• Типы кузовов автобусов
• Конструкция рамы автомобиля
• Конструкция тягово-сцепного устройства

Элементы (части) кузова: обзор

Элементами любого автомобильного остова выступают определенные элементы (каркас и навесные детали).

Корпус или каркас

Иначе также принято называть остовом. Это самая большая и главная часть кузова. К нему соединены все навесные части, такие как бамперы, капот и так далее.

Корпус – это всегда жестковыверенная структура сварного типа, слагаемая из разных составляющих, в свою очередь. Принято выделять днище, передок и задок, боковинки и т.д.

Днище или основание каркаса являет собой ЦЛМ панель штампованную, выполненную в виде корыта. Посередине пола проходит всегда тоннель, выполняющий функцию размещения коммуникационных элементов авто. Сюда относятся топливные и жидкостные коммуникации и многое другое. На заднеприводных версиях тоннель служит также для расстановки элементов трансмиссии.

Примечание. Тоннель призван не только оберегать расположенные внутри него элементы, но и служить усилителем для основания корпуса.

Передок корпуса – это сочетание лонжеронов, щитка, панели брызговиков и крыльев. В данной зоне роль силовых элементов берут на себя лонжероны, которые выдерживают массу силовой установки вместе с другими деталями.

Крылья передка могут быть снимаемыми или нет. Другими словами, они либо привариваются к корпусу точечным методом, либо болтами. В первом случае, чтобы их снять, придется вырезать, во втором, все намного проще.

Задок корпуса – это багажный отсек, свои лонжероны, поперечки и брызговики.

Боковинки корпуса состоят в свою очередь из панелей внешнего/внутреннего типа. Первая зона включает в себя стойки, пороги и заднее крыло. Внутренняя зона – power элементы, усилители, перемычки и т.д. Панели удобно и прочно соединяются между собою.

Наконец, крыша корпуса – это ЦЛМ конструкция, которая в свою очередь усиливается поперечинами.

К корпусу автомашины предъявляются особые требования. Таким образом, обеспечивается норма по безопасности. Эти стандарты обеспечиваются сегодня несколькими способами:

• Если масса автомобиля снижается за счет углепластика или других компонентных материалов.
• Если применяются различные технологии по связке деталей между собой (лазерная или точечная сварки, пайка).
• Если используются активные профили каркасных элементов.
• Если применяются компоненты неодинаковой толщины. Тем самым, создается несколько зон деформации.

Навесные элементы

В их число входят все остальные элементы автомобильного кузова. Начнем с капота. Благодаря современным технологиям его удается собрать из двух панелей, прочно соединяя их между собой. К корпусу деталь фиксируется посредством петель, оснащенных в свою очередь пружинами для удобства закрывания/открывания. Также оборудуется капот удобным замком, отпирающимся изнутри салона.

Помимо всего прочего, железный капот явно уступает углепластиковому по длительности эксплуатации. Чего только стоит подверженность железа коррозии. Чем бы ни обрабатывали сталь, как бы не ухаживали за металлом, со временем ржавчина свое берет. На углепластик она, как известно, не действует.

Углепластиковые капоты (большинство моделей) штампуются с красивыми и стильными воздухозаборниками. Это лишний раз выделяет оригинальность машины, повышает охлаждаемость моторной установки, влияет на температурные и АЭД показатели.

Примечание. Например, температура двигателя на трассе при постоянно высокой скорости может снижаться на 5-15 градусов, что не может не расцениваться, как явный прогресс.

Современные углепластиковые капоты не нужно перекрашивать (если они поставлены на другой авто). Лучше их сразу заказать под цвет своего автомобиля.

К сожалению, углепластиковый капот не лишен минусов. В частности, сегодня можно купить совершенно некачественный элемент, изготовленный где-то в Китае. В дальнейшем такая деталь представит всевозможные проявления брака. Не исключены проблемы с монтажом, деформацией после непродолжительного срока эксплуатации и т.п.

Лучшим на сегодня принято считать производителя углепластиковых капотов Субару. Но в данном случае недостатком будет выступать цена элемента, чересчур высокая на фоне аналогов.

Углепластиковый капот отличается низкой прочностью по сравнению с железным. Это замечается уже при визуальном осмотре. Толчок или удар неминуемо приведет к трещинам, на автомобиле с таким капотом придется ездить только по ровным дорогам без пробок и т.д, чтобы избежать столкновений.

Из навесных элементов кузова также стоит рассмотреть отдельно багажную крышку. Как и капот она тоже делается из двух половинок. На внутренней устанавливается замочный механизм. Соединяется крышка с корпусом с помощью торсионных элементов, пружин. Некоторые современные модели авто оборудованы электроприводной системой багажной двери.

Из навесных элементов отдельное место занимают, конечно же, двери. Тоже изготавливаются из двух панелей, оборудуются замковым механизмом, вешаются на петлях. Предусмотрены в нижней части обязательные дренажные зоны.

Кузовные элементы на Фокус и другие авто сегодня можно легко купить и заменить на старые. Таким образом, удастся периодически обновлять автомобиль, продлевая срок его эксплуатации. Нельзя забывать, что именно кузов – это самая дорогостоящая автомобильная часть. Если он деформируется и придет в негодность, восстановить его будет крайне проблематично и затратно.

Основные типы

Прежде чем разобрать, из чего состоит кузов легкового автомобиля, нужно выделить основные типы его исполнения. Легковые машины серийного производства выпускаются в таких основных типах:

седан;
хетчбэк;
универсал.

Есть и другие типы, но эти три являются основными и наиболее распространенными.

Кузов типа седан являются самыми популярным. Серийный седан имеет четыре двери для пассажиров, моторный отсек и багажный. Такой тип кузова является наиболее оптимальным для перевозки пассажиров и небольшого багажа.

Хетчбэк представляет собой машину с двумя дверями для пассажиров, моторный отсек и багажное отделение, не разделенное с салоном. Такой тип имеет ограничения по перевозимому грузу, а также не очень удобен для перевозки пассажиров. Однако такое исполнение имеет свои преимущества. Автомобили в таком типе кузова имеют более низкий вес и размеры, что положительно сказывается на его экономичности относительно расхода топлива.

Легковые машины в кузове универсал рассчитаны на усиленные нагрузки. Багажное отделение таких машин отличается увеличенным объемом, что не мешает оставаться салону в полноценном размере. Устройство универсала дает возможность еще больше расширить багажное отделение за счет складывания задних пассажирских сидений.

Как устроен кузов автомобиля?

• Как устроен кузов автомобиля?
• Кузов автомобиля: что это?
• Функции кузова
• Виды кузовов
• Восприятие нагрузки
• По конструкции
• 4. Устройство кузова

Когда мы говорим «машина», то чаще всего исходим из ее внешнего вида, где наиболее заметной деталью является кузов. Его можно назвать неким сосудом, который и объединяет все составляющие любого автомобиля. Какой же может быть эта деталь, и как научиться различать транспортные средства по форме их кузова? Об этом мы сейчас и поговорим.

• Кузов автомобиля: что это?
• Функции кузова
• Виды кузовов
  • Восприятие нагрузки
  • По конструкции
• 4. Устройство кузова

Кузов автомобиля: что это?

Кузов является наиболее важной составляющей любого современного автомобиля. Он крепится к раме транспортного средства (хотя также встречаются и безрамные конструкции) и может иметь самую разнообразную форму. Исходя из назначения автомобилей, их кузова разделяют на грузовой, пассажирский (легковые машины и автобусы), грузопассажирский и специальный варианты. В кузове грузовых машин перевозят различные грузы, в пассажирском – ездят люди, ну а в грузопассажирском могут перемещаться как люди, так и грузы. Кузова специального назначения созданы для транспортировки различного специализированного оборудования: например, медицинского или лабораторного.

Функции кузова

Все детали, которые входят в конструкцию кузова, принимают непосредственное участие в процессе использования транспортного средства. Так, в кузове размещается автомобильный салон, ходовая часть, трансмиссионные элементы, мотор, механизмы управления, а также электрическое и другое оборудование. Кроме того, именно на кузове замыкается «минус» электроцепи. Одним словом, нельзя переоценить важность данного элемента транспортного средства, но основной функцией кузова было и остается обеспечение максимально возможной безопасности пассажиров в случае столкновения с другой машиной или придорожным объектом, а также их защита от воздействия внешних факторов: например, дождя, снега, ветра и т.д.

Виды кузовов

Учитывая предназначение того или иного транспортного средства, конструкция кузова автомобиля может иметь определенные отличия. Давайте рассмотрим наиболее типичные виды кузова.

Восприятие нагрузки

Исходя из характера воспринимаемых нагрузок, все автомобильные кузова разделяют на: несущие, полунесущие и разгруженные.

Несущий кузов

Для большинства легковых автомобилей характерной является именно несущая конструкция, принимающая на себя все нагрузки, воздействующие на машину. У такого кузова полностью отсутствует рама, а учитывая используемую силовую схему, можно выделить машины с несущим основанием и несущим корпусом. В первом случае, основная часть рабочих нагрузок, появляющихся в процессе движения транспортного средства, приходится на усиленное днище, в то время как во втором варианте этим занимается объемный кузовной каркас или образованная панелями кузова трехмерная структура с местным усилением.

Кроме того, несущие конструкции могут иметь замкнутую силовую структуру (благодаря крыше образуется замкнутый контур, сводящий вместе все вертикальные силовые элементы) или незамкнутую силовую структуру (например, кабриолеты, родстеры, пикапы или фургоны, где крыша грузового отделения не является несущей частью).

Разгруженный кузов

В разгруженном типе кузова жесткое соединение с рамой отсутствует. А сам кузов присоединяется к ней при помощи резиновых и других прокладок (или подушек) и, кроме нагрузки от перевозимого багажа, никаких других нагрузок больше не воспринимает. Такая конструкция используется не только на грузовых, но и на легковых автомобилях. Так, к представителям таких «легковушек» стоит отнести и автомобили повышенной проходимости – внедорожники, которые оснащаются разгруженным кузовом, имеющим упругое соединение с рамой.

Полунесущий кузов

Полунесущий кузов отличается от предыдущего варианта жестким соединением с рамой, из-за чего воспринимает только часть нагрузок, которые на нее приходятся. Данный вид нашел свое применение при конструировании автобусов.

По конструкции

Устройство транспортного средства предусматривает наличие самых разнообразных элементов, а значит, кузов автомобиля также нельзя назвать универсальной деталью. Выделяют три основных его вида: однообъемный (представлен в минивэнах, микроавтобусах и фургонах); двухобъемный (в эту категорию можно отнести универсалы, внедорожники и кроссоверы) и трехобъемный (седан, купе, пикап).

Однообъемный

Однообъемный кузов предусматривает объединение пассажирского и грузового отсека в одно целое. Хорошим примером такой конструкции выступают минивэны и фургоны. Минивэн – это закрытый автомобиль, имеющий однообъемный закрытый пассажирский тип кузова, в котором установлено три — четыре ряда сидений и есть возможность перевозки от 6 пассажиров. Также указанное транспортное средство выделяется увеличенной высотой крыши.

Выпускаемые сегодня минивэны создаются на основании машин гольф-класса, среднего класса и фургонов. Минивэн, спроектированный на основе фургона, имеет собственное название – микроавтобус и используется для перевозки до 16 пассажиров.

Фургоном принято называть транспортное средство с однообъемным типом кузова. В конструкции данного автомобиля предусмотрено наличие перегородки, что позволяет выделить такие две части кузова как грузовой отсек и пассажирский салон. У фургона нет задних боковых стекол, а сама высота кузова увеличена. К типу кузова «фургон» также следует отнести хэтчбек и универсал без задних боковых стекол, которые предназначены для транспортировки малогабаритных грузов.

Двухобъемный

Как следует из названия, двухобъемный кузов состоит из двух частей: моторного отсека и пассажирской части, которая объединена с грузовым отсеком. Среди самых распространенных автомобилей с указанным типом кузова числятся «универсалы». Они представлены в виде двухобъемного закрытого пассажирского транспортного средства с тремя или пятью дверьми и одноуровневой крышей.

Самыми характерными особенностями универсалов, отличающими их от хэтчбеков, выступают длина и существенный наклон окна в задней части кузова автомобиля. Сложив задний ряд сидений, машина автоматически превратится в грузопассажирское транспортное средство. Однако наличие указанных особенностей еще не делает автомобиль «универсалом», и в большей степени это название определятся самим автопроизводителем.

Еще одним представителем группы транспортных средств с двухобъемным типом кузова является семейство внедорожников, или, как их еще называют, – «джипов». Они обладают двухобъемным закрытым пассажирским типом кузова, имеют пять или шесть дверей (одна либо две задние) и два-три ряда сидений для пассажиров. Внедорожники выделяются большими габаритами, полным приводом, пониженной передачей и увеличенным клиренсом, который позволяет машине свободно передвигаться не только по дорогам массового пользования, но и по бездорожью. По сути, внедорожник – это и есть «универсал», только с повышенным уровнем проходимости.

Кузовные элементы и части двухобъемных кузовов характерны и для кроссоверов. От предыдущего транспортного средства его отличает несущий кузов, компактность и несколько меньший дорожный просвет. Зачастую такие машины основываются на автомобилях гольф-класса.

Трехобъемный

Трехобъемный кузов имеет уже три отсека: моторный, пассажирский и грузовой. К этой группе транспортных средств относят седаны, купе и пикапы. Седан оборудован двумя рядами сидений, четырьмя дверьми и жесткой крышей, уровень которой остается неизменным по всей длине. Надо сказать, что это самый распространенный тип кузова. Купе – это автомобиль с трехобъемным закрытым пассажирским кузовом, двумя (реже – четырьмя) дверьми и одним (либо двумя) рядами сидений. Размеры дверей купе несколько больше, чем у седана, в то время как второй ряд сидений, наоборот, уменьшен. Кроме того, крыша в задней части имеет плоскую форму, что придает авто спортивный вид. В обиходе такие автомобили называют 2+2.

Пикап – предназначен для перевозки грузов и так же, как и предыдущий вариант, имеет трехобъемный тип кузова с открытой платформой. Среди кузовных элементов данного вида автомобилей выделяют и стационарную перегородку, которая отделяет кабину от грузовой платформы. Выпускаемые сегодня пикапы создаются на базе внедорожников и «легковушек».

4. Устройство кузова

Общая схема расположения всех частей кузова имеет следующий вид:

• Моторная часть (создана для размещения двигателя, а также выполняет функцию пассивной безопасности машины).

• Пассажирский отсек (необходим для транспортировки пассажиров и размещения органов управления транспортным средством).

• Багажное отделение (используется для перевозки багажа).

В свою очередь, каждая из названных составляющих также имеет свои конструктивные части, которые занимают не последнее место в общем устройстве автомобиля (названия этих элементов известны немногим автолюбителям). К примеру, в моторный отсек входят передние верхняя и нижняя поперечина, фронтальные лонжероны и нижняя поперечина, предназначенная для размещения мотора. Кроме того, схема моторного отсека предусматривает передачу энергии от удара при столкновении сразу на переднюю балку и лонжероны. Их деформация уменьшает нагрузку на пассажирский отсек, повышая шансы водителя и пассажиров избежать травм.

В конструкцию пассажирского отсека легкового автомобиля входят следующие элементы: нижняя передняя балка, размещенная под лобовым стеклом; передняя и задняя поперечины крыши; боковой лонжерон крыши; передние, боковые и задние стойки, пороги, днище и усиливающие конструкции днища.

Если вас интересует, из чего состоит багажный отсек, который также является составной частью кузова автомобиля, то прежде всего нужно отметить, что его конструкция позволяет выдерживать воздействие багажа, а также обеспечивать пассивную безопасность при ударе в зад машины.

В общей сложности, металлическая часть кузова включает в себя: днище, крышу, крылья, панели, двери (вместе с замками), капот и крышку багажного отделения. Спереди и сзади кузова устанавливаются бамперы, которые в современном варианте изготавливаются из пластмассы или других похожих металлов. В ситуации ДТП именно бампер принимает на себя первый удар.

Особенности конструкции кузова легковых транспортных средств во многом зависят от модели, производителя и других деталей, но на большинстве серийно выпускаемых автомобилей (кроме спортивных моделей) схема расположения деталей кузова примерно одинаковая.

К устройству кузова любого легкового автомобиля предъявляется ряд требований, причем не только эстетического характера, но и аэродинамического, так как при движении машины с большой скоростью существенная часть мощности ее мотора тратится на преодоление встречных воздушных потоков. Чтобы уменьшить это сопротивление, кузову придают обтекаемую форму.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Источник: https://zap-online.ru/info/avtonovosti/svarka-avtomobilnogo-kuzova-innovacionnym-sposobom-treniem-s-peremeshivaniem

Детали выплавляются из стали, алюминия, пластика, композитов, имеют разную толщину в зависимости от предназначения, месторасположения, планируемой нагрузки. Примерный состав материалов кузова автомобиля седан: 47 % высокопрочной низколегированной стали, 42 % стандартной стали, 10 % алюминия,1 % пластика. Самая высокая доля листовой стали составляет около 0,75-1,0 мм в толщине.

Крылья автомобиля навешиваются на несущую кузовную конструкцию и крепятся болтами, чтобы облегчить сборку или ремонт после столкновения. Подвижные части – капот, двери, крышка багажника – крепятся болтами и петлями. Кроме крыльев, подвижных частей, передней и задней панелей, вся остальная часть — это цельная несущая конструкция.

Вариации несущих конструкций

История помнит модель Volkнеswagen Beetle с кузовной конструкцией в виде полумонокока. Тесненная листовая сталь и отдельные секции сварены в ней между собой так, чтобы сформировать достаточно жесткую несущую кузовную форму, которая могла обойтись без каркаса. Конечно, в современных моделях Volkswagen типа Up! такого уже не увидишь.

Другой вариант цельной кузовной формы — концепция Superleggera (итал. «суперлегкий»). В основе этого метода, запатентованного в 1936 году, лежала структурная рамка, изготовленная из труб малого диаметра, которая определяет кузовной контур. На этот контур накладывались пластины из алюминия. Преимущества включали легкость изменения контуров и небольшой вес. Но этот метод имел недостатки – сложность сборки, отсутствие ударопрочности, большая вероятность появления коррозии в тех местах, где металл соприкасался с алюминием.

Самая легкая, но дорогая вариация несущего кузова — это цельная пространственная рама или трубчатая. Отличие кузова с пространственной рамой от несущего каркасно-панельного состоит в том, что у первого обшивка чисто декоративная, часто выполнена из пластика или лёгких сплавов, и вообще не участвует в восприятии нагрузки. Обшивка здесь выполняет роль кожуха защищающего агрегаты машины от атмосферного воздействия и выполняющего роль аэродинамического обтекателя. Пространственную раму применяют в Audi A8, Audi R8, Ferrari 360, Lamborghini Gallardo, Mercedes-Benz SLS AMG, Pontiac Fiero, Saturn S-Series.

У Audi даже есть несколько видов цельных алюминиевых пространственных рам (ASF), различающихся процентом алюминия в сплаве и способом сборки — вручную или на конвейере. Например, ASF модели R8 почти полностью собирается вручную, а здоровенный пространственный каркас модели Audi A8 собирается в автоматизированном режиме. Сборочная линия модели A8 включает:

• 215 роботов;
• 48 склеивающих машин;
• 106 машин для самонарезающих винтов;
• почти 300 самозакрывающихся заклепочных систем;
• MIG (металлический инертный газ);
• другие сварочные аппараты.

Плюсы несущих кузовных конструкций автомобиля

Плюс несущей кузовов в ударопрочности и жесткости, которые получаются за счет сварки множества секций из твердых и мягких материалов. Заметим, что ударопрочность и жесткость — это не одно и то же. Ударопрочность зависит от контролируемой деформации. Структура кузова не должна быть жесткой вдоль конкретных путей нагрузки, чтобы рассеять энергию при столкновении. При этом по другим путям нагрузки структура должна оставаться жесткой, сохраняя целостность пассажирского салона, чтобы не травмировать людей. Грубо говоря, при столкновении с препятствием передок автомобиля должен контролируемо сжаться в гармошку сам в себя, а салон остаться целым, чтобы люди внутри получили минимум увечий и остались живы.

Также важна торсионная жесткость – устойчивость к скручиванию. Она важна при боковых ударах, когда нужно, чтобы металл не согнулся, повредив пассажиров в салоне. Торсионная жесткость кузова рассчитывается специальным компьютером и затем проверяется на краш-тестах.

Минус несущего кузова — коррозия

На несущей кузовной конструкции множество сварочных швов, которые накапливают влагу, что приводит к коррозии метала. Чтобы не допустить коррозию нужно изолировать сварочны швы от взаимодействия с влагой и дорожной солью. Делается это путем покрытия кузовных деталей специальными антикоррозийными средствами.

Еще один способ борьбы с коррозией — заводская обработка кузовных швов после сварки на стадии сборки автомобиля, например путем электрогальванизации. Электрогальванизация — это процесс, в котором слой цинка связывается со сталью для защиты от коррозии. В этом процессе по кузову пускается электрический ток для уменьшения содержания растворенных катионов металлов, чтобы они образовывали тонкое когерентное металлическое покрытие на электроде. Электрический ток пропускается через солевой / цинковый раствор с цинковым анодом и стальным проводником. Автопроизводители, применяющие электрогальванизацию, дают десятилетнюю гарантию, что кузовные части автомобиля не подвергнутся коррозии.

Кроме обычной коррозии, существует еще гальваническая коррозия. Вкратце: любые два разнородных металла составляют батарею. В присутствии электролита — к примеру, влаги в воздухе, происходит ионный перенос, разрушающий оба материала. Это особенно актуально для некоторых металлических пар, например, из стали и алюминия, в ущерб концепции Superleggera. Контрмеры по противостоянию гальванической коррозии включают разделение швов непроводящими материалами + специальную обработку поверхностей прилегающих металлов.

Нужно ли дополнительно защищать автомобиль от коррозии после покупки, читайте здесь.

Тенденции развития

В будущем нас ждут легкие модели автомобилей. По оценкам Международного совета по экологически чистому транспорту, работающего с Lotus Engineering, каждые 10% потери веса автомобиля снижают расход топлива на 6-7%. Потеря веса на 33% сокращает расхода топлива на 23%.

Автомобильные производители по-разному добиваются снижения веса моделей. О способах снижения веса читайте здесь. Одна из идей снижения веса — кузовные детали, вылитые из углеродного волокна. Как изготавливают углеродное волокно, читайте здесь.

Конструкция кузова автомобиля

Унифицированный кузов (стандартная конструкция)

Унифицированный кузов состоит из листо­вых металлических панелей, пустотелых труб и панелей кузова, соединяемых между собой многоточечной сваркой. Отдельные детали могут также склеиваться, соединяться за­клепками и свариваться лазером.

В зависимости от типа автомобиля, около 5000 сварных точек должны быть выполнены вдоль сварочных фланцев общей длиной 120-200 м. Ширина сварочного фланца со­ставляет 10-18 мм. Другие части (передние крылья, двери, капот, крышка багажника) крепятся к опорным конструкциям кузова на болтах. Существуют также каркасные и ске­летные типы конструкций кузовов.

Все чаще используется гибридная кон­струкция кузова, когда отдельные его ком­поненты изготавливаются из разных мате­риалов согласно их функциям и требуемой грузоподъемности. К примеру, кузов, изо­браженный на рис. «Конструкция кузова» (Mercedes-Benz W 211), состоит на 47% из высокопрочной стали, на 42% из стандартной стали, на 10% из алюми­ния и на 1% из пластика.

Общие требования, предъявляемые к кон­струкции кузова:

Жесткость кузова

Жесткость кузова должна быть как можно выше при кручении и изгибе для минимизации упругой дефор­мации дверных проемов, проемов капота и крышки багажника. Необходимо учитывать влияние жесткости кузова на вибрационные характеристики автомобиля.

Вибрационные характеристики кузова

Вибрации кузова оказывают негативное влия­ние на комфортабельность подвески и приво­дят к возникновению резонансных колебаний. Частота собственных колебаний кузова и его узлов, подвергаемых вибрациям, может быть уменьшена путем изменения конфигу­рации отдельных элементов кузова, толщины стенок и поперечных сечений для снижения резонансных колебаний и их последствий.

Эксплуатационная надежность кузова

Изменяющиеся нагрузки в процессе эксплуа­тации автомобиля со временем деформируют кузов. Схема кузова (главное в нем с точки зрения эксплуатационной надежности — мон­тажные точки шасси, рулевого управления и привода) должна учитывать изменяющиеся на­грузки, чтобы кузов оставался неповрежден­ным даже в суровых условиях эксплуатации.

Деформация кузова при аварии

В случае возникновения аварии кузов дол­жен обеспечивать превращение как можно большей части кинетической энергии удара в работу деформации кузова с одновременным снижением до минимума деформации салона.

Ремонтопригодность кузова

Те элементы кузова, которые в наибольшей степени могут повреждаться в результате небольших аварий (повреждения крыльев), должны легко заменяться или ремонтиро­ваться (облегченный доступ к наружным панелям кузова изнутри, доступ к болтовым соединениям, оптимальное расположение швов и стыков, возможность повторной окра­ски отдельных элементов кузова).

С чего состоит автомобиль

Безусловно, в устройство современной машины входит множество разнообразных узлов и деталей, но даже среди них можно выделить основные:

• трансмиссия,
• кузов,
• ходовая часть,
• двигатель,
• системы управления,
• электрооборудование.

Каждый из этих элементов выполняет важную роль, которую тяжело переоценить. Чтобы понять, насколько важна правильная работа каждой детали, рассмотрим их более подробно.

Кузов

Кузов — это несущая часть в устройстве автомобиля. Именно к ней крепятся все узлы и агрегаты. Сейчас автомобильные производители стараются сделать всё возможное, чтобы подобрать максимально прочный и лёгкий композитный спав, который послужит основой изделия.

Дело в том, обычный металл весит довольно много. Увеличение веса негативно сказывается на динамике, максимальной скорости и разгоне, да и управлять тяжелым автомобилем очень непросто. В результате сейчас всё чаще используют нестандартные подходы к созданию кузовов. К примеру, применяют в конструкции углеводородное волокно.

Пожалуй, самым ярким автомобилем, где применялась данная технология, был Lykan Hypersport. Вы могли видеть эту машину в фильме «Форсаж 7». Применение углеродного волокна для создания кузова позволило сильно облегчить автомобиль, значительно повысив все его характеристики. Кстати говоря, стоимость машины составляет больше трёх миллионов.

По факту кузов — это рама, которая держит всё устройство автомобиля вместе. В то же время она должна обладать достаточной жёсткостью, чтобы выдерживать по-настоящему большие нагрузки. На скорости более 200 километров в час от её прочности зависит жизнь водителя.

Кузов, применяемый в устройстве автомобиля не только должен быть лёгким и прочным, но и иметь правильные аэродинамические формы. От того насколько эффективно корпус машины будет рассекать потоки воздуха зависит скорость и управление.

Традиционно кузов, являющийся частью устройства автомобиля можно поделить на такие элементы:

• лонжероны,
• крыша,
• тормоза,
• навесные детали,
• моторный отсек,
• днище.

Для того чтобы добиться большей жёсткости к устройству днища автомобиля приваривают усилительные элементы. Они обеспечивают повышенную прочность и большую безопасность всей конструкции.

Каждый из этих элементов связан друг с другом. Так лонжероны представляют собой одну цельную конструкцию вместе с днищем. В некоторых случаях они привариваются к нему. Главная задача этих деталей в устройстве автомобиля заключается в создании опоры для подвески.

Если же говорить про навесные детали, то сразу вспоминаются крылья. Также нельзя обойти вниманием багажник, двери и капот. Они являются навесными деталями, но очень тесно связаны с кузовом автомобиля.

Подобные нюансы нужно учитывать, если вы хотите провести тюнинг своего железного коня. Мало того, именно к навесным деталям кузова прикрепляются детали модинга. Достаточно вспомнить тот же спойлер. Даже неоновые вставки монтируются по периметру днища.

Тюнинг корпуса даёт самый большой зрительный эффект. К тому же дополнительные элементы, вроде же бампера с низкой посадкой могут обеспечить конструкции гораздо лучшие аэродинамические качества.

Без ходовой никуда

Ходовая в устройстве автомобиля играет роль фундамента. Именно за счёт неё автомобиль может двигаться. К примеру, колёса, подвеска и мосты — это всё её элементы. Без них само движение было бы невозможным.

Система может иметь как переднюю независимую подвеску, так и заднюю зависимую. Сейчас в большинстве автомобилей используют именно первый вариант, так как он даёт наилучшую управляемость транспортного средства.

Главным отличием независимой подвески является то, что каждое колесо крепится отдельно. Мало того в устройстве автомобиля все колёса имеют собственные крепёжные системы.

Зависимая подвеска считается неким архаизмом в автомобильных кругах. Тем не менее некоторые компании в целях экономии и максимального упрощения устройства автомобиля до сих пор её используют. Тем не менее она обеспечивает высокую надёжность конструкции. Мало того, ухищрения некоторых производителей позволяют добиться по-настоящему выдающихся результатов при использовании этой устаревшей технологии.

Хочется вспомнить тот же немецкий концерн BMW. Эта компания уже на протяжении многих лет выпускает автомобили, в устройстве которых лежит именно задняя зависимая подвеска.

Тем не менее заднеприводные машины немецкого бренда славятся во всём мире. Мало того, многие водителя покупают данные автомобили с задним устройством подвески как раз из того удовольствия, которое получает водитель, сидя за рулём, этого монстра.

Обычно задняя подвеска представляет собой ведущий мост. В некоторых случаях машиностроители устанавливают жёсткую балку, и этого вполне достаточно, чтобы обеспечить оптимальную прочность конструкции.

Тормоза

Если на предыдущей детали располагался сам автомобиль и всё его устройство, то роль тормозной системы совершенно в другом. Надёжные тормоза позволяют предотвратить множество несчастных случаев и спасти миллионы человеческих жизней.

Многие автомобильные эксперты не считают нужным выделять данный элемент в устройство автомобиля. Они просто считают его частью ходовой. Тем не менее это в корне неправильно. Ведь важность тормозов в современном напряжённом трафике тяжело переоценить.

Сейчас чаще всего выделяют три элемента тормозной конструкции:

• Рабочая — позволяет управлять скоростью. Данная подсистема отвечает за постепенное уменьшение скорости вплоть до полной остановки автомобиля.
• Запасная — она нужна тогда, когда основная система в устройстве автомобиля отказывает. Обычно её делают полностью автономной.
• Стояночная — это ручной тормоз, который удерживает машину на одном месте, пока вас нет.

В современных тормозных системах используется множество дополнительных устройств, которые обеспечивают лучшую работу тормозов. Особое значение имеют разнообразные усилители и антиблокировочная системы. Эти элементы позволяют не только в несколько раз поднять эффективность системы, но и увеличить её комфортность для водителя.

Трансмиссия

Это устройство передаёт крутящий момент с вала на колёса. Конструкция состоит из следующих элементов:

• сцепления,
• шарниров,
• коробки передач,
• ведущего моста.

За счёт сцепления конструкторы в автомобиле устанавливают связь валов двигателя и коробки передач. В свою очередь КПП сильно снижает нагрузку на двигатель, увеличивая его ресурс и обеспечивая наиболее рациональный расход топлива.

Стоит признать, что за последние годы было придумано множество вариантов устройства коробки передач. Первой была МКПП. Она была изобретена вначале двадцатого века. Первая машина, на которой её установили, была всё та же легендарная модель американской компании «Форд» — Т.

С тех пор прошло около 40 лет, и в 50-х годах изобретают автоматическую коробку передач. Теперь не водитель решает, когда включить новую передачу, а гидравлическая система. Плюс такого устройства заключается в его простоте, а также плавности переключения.

Наконец, третьим витком эволюции устройства КПП становится робот. Данная коробка сочетает в себе все достоинства механики и автомата. Всё дело в том, что передачи переключает умная программа. Она до точности в несколько десятых миллисекунды определят нужно время и осуществляет переход. Как результат водитель получает огромную экономию топлива.

Двигатель

Пожалуй, это самая важная часть автомобиля — его сердце. От мощности данного устройства зависят в наибольшей степени скорость и динамика машины. Суть принципа работы этой детали крайне проста. Двигатель превращает тепловую энергию в электрическую за счёт сгорания топлива.

Электрооборудование и системы управления

Дело в том, что с каждым годом эти комплексы устройств автомобиля становятся всё больше связаны друг с другом. Умные системы управляют напряжением в проводке, работой аккумулятора и потреблением электроэнергии. Подобный подход превращает машины в думающие устройства, которые решают где водителю лучше всего парковаться и следят за едущими вблизи автомобилями.