Статьи по теме "Кузов и салон"
Рама автомобиля
Под автомобильной рамой понимается вид несущей системы балочной конструкции, который в настоящее время используется на легковых автомобилях повышенной проходимости, некоторых моделях спортивных автомобилей и грузовых автомобилях.
Преимуществами рамной конструкции несущей системы являются простота, низкая стоимость, восприятие значительных нагрузок, унификация базовых моделей автомобиле. Вместе с тем использование рамы приводит к увеличению массы автомобиля. При проектировании и изготовлении автомобильных рам представляет определенную сложность реализация зон запрограммированной деформации в передней и задней части, тем самым снижается уровень пассивной безопасности.
К раме крепятся практически все узлы и агрегаты систем автомобиля: кузов, двигатель, трансмиссия, передняя и задняя подвески, системы управления и др. В совокупности они образуютшасси автомобиля.
В зависимости от конструкции различают следующие основные виды рам:
- лонжеронные;
- хребтовые или центральные;
- решетчатые или пространственные;
- комбинированные.
Схема автомобильной рамы
Самыми распространенными являются лонжеронные рамы. Лонжеронная рама объединяет две продольные балки (лонжероны) и, находящиеся между ними, поперечины.
Лонжерон представляет собой металлическую балку открытого или закрытого поперечного сечения (закрытый короб, швеллер, двутавр), обладающую большой жесткостью на изгиб.
В зависимости от типа автомобиля лонжероны могут устанавливаться:
- параллельно в горизонтальной плоскости;
- под углом в горизонтальной плоскости;
- изогнутыми в вертикальной плоскости;
- изогнутыми в горизонтальной плоскости.
Параллельная схема лонжеронной рамы применяется, в основном, на грузовых автомобилях. Остальные схемы используются на легковых автомобилях повышенной проходимости – внедорожниках. Расположение лонжеронов под углом позволяет добиться максимального угла поворота управляемых колес. Изгибы лонжеронов в вертикальной плоскости обеспечивают снижение центра тяжести, и соответственно низкий уровень пола в кузове автомобиля. Изогнутые в горизонтальной плоскости лонжероны понижают уровень пола в кузове, а также повышают уровень пассивной безопасности при боковом столкновении.
Поперечины служат для придания жесткости конструкции рамы. Поперечины могут иметь прямолинейную, К-образную или Х-образную форму. Поперечины изготавливаются из гнутого металлического профиля.
Лонжероны и поперечины между собой соединяются клепкой (грузовые автомобили) или сваркой (легковые автомобили). Для закрепления кузова, двигателя, агрегатов трансмиссии на раме установлены кронштейны различной формы. В теле лонжеронов и поперечин выполняются различные технологические отверстия.
Хребтовая рама состоит из продольной несущей балки и прикрепленных к ней поперечин. Центральная балка имеет, как правило, трубчатое сечение. Внутри балки располагаются отдельные элементы трансмиссии. Хребтовая рама обладает большей крутильной жесткостью по сравнению с лонжеронной рамой. Хребтовая рама предполагает независимую подвеску всех колес. Хребтовая рама является визитной карточкой чешских автомобилейTatra. Ввиду сложности конструкции хребтовая рама широкого распространения не получила и в настоящее время применяется редко.
Решетчатая рама применяется в конструкции спортивных автомобилей и автобусов. По своей сути она схожа с несущим кузовом. Решетчатая рама обеспечивает высокую жесткость на кручение при сравнительно небольшой массе.
Автомобильная платформа
Под термином «автомобильная платформа» понимается совокупность проектных, инжиниринговых и производственных решений, а также конструктивных элементов, которые используются в производстве нескольких моделей автомобилей одной или различных, но взаимосвязанных, марок.
Основными конструктивными элементами, определяющими автомобильную платформу, являются:
- днище кузова, служащее основой для большинства элементов автомобиля;
- колесная база, представленная расстоянием между передней и задней осями;
- рулевое управление и используемый в нем усилитель;
- передняя и задняя подвески;
- размещение и, соответствующий ему, подбор двигателей и трансмиссии.
В настоящее время на автомобильном рынке побеждает тот, кто быстрее реагирует на потребности клиентов и в итоге может разработать и изготовить конечный продукт (автомобиль) за короткое время и по более низкой цене. Этому условию в большей степени отвечает стратегия использования автомобильных платформ в производстве автомобилей. С другой стороны данная стратегия способствует процессу глобализации автомобильных фирм.
Стратегию автомобильных платформ используют в своей деятельности многие крупные автомобильные компании, среди которых Chrysler, Ford, General Motors, Mitsubishi, Nissan,Toyota, Volkswagen.
Использование автомобильных платформ обеспечивает производителю ряд существенных преимуществ:
- сокращение расходов на разработку новых моделей автомобилей;
- уменьшение времени наладки производства для выпуска новой модели автомобиля;
- гибкое взаимодействие между отдельными автомобильными заводами, позволяющее перевести производство с одного завода на другой;
- более широкое использование производственных возможностей заводов за счет повышения производительности, стандартизации производства;
- оптимизация запасов деталей и компонентов, необходимых для производства автомобиля;
- возможность охвата нескольких сегментов автомобильного рынка (например, бюджетные автомобили и автомобили бизнес-класса);
- повышение качества конечной продукции за счет уменьшения номенклатуры компонентов.
Вместе с тем, стратегия автомобильных платформ имеет ряд существенных недостатков:
- постепенное стирание различий между автомобилями, т.н. псевдоинжиниринг – выпуск нескольких моделей автомобилей, но по сути один автомобиль с разными названиями;
- невозможность внесения изменений в платформу, обусловленная несовместимостью конструктивных элементов;
- размывание ценности конечного продукта, восприятие дорогих автомобилей дешевле их реальной стоимости (например, Lexus никогда не встанет в один ряд с Mercedes-Benz, потому что по сути это Toyota);
- с другой стороны бюджетные автомобили, благодаря платформе, получают большую ценность;
- высокая вероятность отзыва из эксплуатации большого числа автомобилей по причине обнаружения дефекта в платформе.
Несущая система автомобиля
Несущая система автомобиля предназначена для размещения всех узлов, агрегатов и систем автомобиля и соединения их в единую конструкцию, по сути, и являющуюся автомобилем. В качестве несущей системы могут выступать:
- рама автомобиля;
- кузов автомобиля.
Автомобильная рама выполняет функцию каркаса автомобиля. Дополнительно рама придает жесткость и прочность всей конструкции, что позволяет воспринимать различные нагрузки при движении. Для размещения водителя, пассажиров и грузов на раму дополнительно устанавливается кузов или (и) кабина.
Кузов автомобиля служит для непосредственного размещения водителя, пассажиров и груза, защиты их от воздействия плохих погодных условий (дождь, снег, ветер), неблагоприятных факторов в движении (шум, вибрация, пыль), защиты при аварии.
Назначение кузова определяет область применения автомобиля. Кузов может быть несущей системой или конструктивным элементом этой системы.
Кузов, воспринимающий все нагрузки и усилия, действующие на автомобиль при движении, называется несущим. Все современные легковые автомобили оборудуются, как правило, несущим кузовом.
Полунесущий кузов жестко соединен с рамой, за счет чего воспринимает часть нагрузок, приходящихся на раму. Разгруженный кузов имеет упругую связь с рамой и воспринимает нагрузки только от веса пассажиров и перевозимого груза.