Идет загрузка страницы...

   
      g-class.ru \ Подготовка автомобиля \ Подготовка внедорожника

Скелет внедорожника

  
   
 
 

О Gelandewagen

новости

Подготовка автомобиля
   Подготовка внедорожника
   Полезные вещи
   Mercedes-Benz Gelandewagen
   Внедорожный тюнинг Агаева
   Оборудование для Mercedes G

Cоветы G-Class

G-Life

Наши Партнёры

Мультимедиа

О сайте g-class.ru

По материалам журнала "4x4Club" www.club4x4.ru

В самом общем виде под понятием "несущая система автомобиля" подразумевают раму с укрепленным на ней кузовом. В зависимости от жесткости кузова и податливости соединения его с рамой несущая конструкция может представлять собой только раму; раму и кузов, соединенные через упругие прокладки; раму и кузов, соединенные жестко... и несущий кузов (в этом случае рама отсутствует). Познакомимся же с их основными "плюсами" и "минусами".


Шасси внедорожника Mercedes-Benz M-Класса

На пути к современным рамам

Рама внедорожника служит остовом, на котором закреплены двигатель, агрегаты трансмиссии, системы управления, ходовая часть и кузов автомобиля. В начале развития автомобилестроения рамы изготавливались не только из стальных труб, фасонного проката, но и дерева, усиленного стальными накладками. Штампованная стальная рама впервые была применена ровно 100 лет назад компанией Daimler на первой модели Mercedes. Вскоре она получила широкое распространение. И лишь для грузовиков еще много десятков лет продолжали изготавливать рамы из фасонного проката, которые и сейчас еще можно увидеть на некоторых тяжелых машинах, например "КрАЗах".


Шасси автомобиля Citroen Mehari


На конструкцию рам значительное влияние оказал массовый переход автомобилестроителей к использованию закрытых кузовов. Ведь если открытые кузова отличались чрезвычайно малой жесткостью на кручение, то появление стальной крыши, выполненной заодно с боковинами, значительно повысило общую жесткость системы "рама - кузов".


Рамные шасси автомобилей Land Rover моделей "88" (сверху) и "109" (снизу)

Не меньшее значение в эволюции рам отводится и процессу отхода от жесткого крепления силового агрегата в пользу резиновых опор. Картеры двигателей автомобилей раннего периода обычно отливались с лапами жесткого крепления к лонжеронам. Тем самым значительно увеличивалось сопротивление скручиванию передней части рамы. Введение упругого крепления двигателя избавило раму от большей доли вибраций, но основательно снизило жесткость ее передней части. Начиная с тех далеких лет повышению жесткости рам уделялось огромное внимание. Ограниченные рамками заданной массы машины, конструкторы всеми силами стремятся сделать раму легкой и прочной, с высокой жесткостью на кручение и с большим сроком службы. Появление полноприводных автомобилей лишь усложнило эту, и без того непростую задачу.


Рама автомобиля Land Rover Defender

Влияние местности на раму внедорожника

Представим себе двухосный внедорожник. При движении машины ее кузов в большей или меньшей степени следует за рельефом поверхности, а следовательно, меняются и силы, действующие на колеса. При наезде одного из них на препятствие дополнительная нагрузка, воспринимаемая этим колесом, передается и на колесо, расположенное по диагонали. Так возникают скручивающие усилия в раме, или, говоря точнее, в несущей системе автомобиля.


Рама Nissan Terrano 1993 г.

Гораздо сложнее обстоит дело с автомобилями высокой проходимости. Тут характерны не только скручивающие усилия... При преодолении вертикальных препятствий на раму действуют значительные изгибающие нагрузки, а при движении с высокой скоростью по слабопересеченной местности рама подвергается высоким динамическим нагрузкам, вызванным постоянной передачей вертикальных усилий от рычагов подвески или рессор.

Шасси внедорожика Magnum

Очевидно, что на угол закручивания рамы огромное влияние оказывает жесткость подвески. Найти правильное соотношение жесткости рамы и подвески - одна из главных задач конструкторов. С одной стороны, им хочется сделать систему более податливой и тем самым обеспечить контакт колес с грунтом, с другой - установленные на раме агрегаты и кузов не допускают значительных смещений...

На пути к современным рамам

Рама внедорожника служит остовом, на котором закреплены двигатель, агрегаты трансмиссии, системы управления, ходовая часть и кузов автомобиля. В начале развития автомобилестроения рамы изготавливались не только из стальных труб, фасонного проката, но и дерева, усиленного стальными накладками. Штампованная стальная рама впервые была применена ровно 100 лет назад компанией Daimler на первой модели Mercedes. Вскоре она получила широкое распространение. И лишь для грузовиков еще много десятков лет продолжали изготавливать рамы из фасонного проката, которые и сейчас еще можно увидеть на некоторых тяжелых машинах, например "КрАЗах".

О лонжеронных рамах

Наибольшее распространение на внедорожниках получили фермообразные лонжеронные рамы, имеющие небольшую высоту лонжерона. Первоначально использовались балочные лонжероны открытого профиля, к которым сваркой, а чаще заклепками крепились поперечины. Конструкторы разработали такую методику крепления поперечин к лонжеронам, при которой можно было, не нарушая целостности конструкции, придать раме меньшую жесткость.


Рама автомобиля Nissan Patrol GR

Рамы внедорожников стали изготавливать, применяя лонжероны закрытого сечения. Прочность подобных конструкций оправдывала как их вес, так и большую себестоимость производства. Из последних разработок в этой области, видимо, следует отметить внедрение на заводах General Motors метода гидроформования элементов. Это дало возможность оптимизации сечения лонжерона в зависимости от нагрузки, воспринимаемой отдельными участками. И хотя новый метод позволил значительно уменьшить массу конструкции и поднять прочностные характеристики, на сегодняшний день он не получил распространения ввиду сложности технологии.


Steyr-Puch Haflinger 700 AP

Как показала практика, фермообразные рамы современных внедорожников не в полной мере отвечают предъявляемым к ним требованиям. Они не только не защищают агрегаты трансмиссии от песка, воды и снега, но и сами являются активными собирателями грязи, которая, скапливаясь в труднодоступных уголках рамы, вызывает коррозию.


Tatra 11, 1923 г.

Истина в трубе?

Проблема прочности и жесткости рам, возникшая практически одновременно с началом эксплуатации первых автомобилей, заставляла конструкторов находить все новые оригинальные решения. Так, главным конструктором чешского завода Tatra Г. Ледвинкой еще в 1923 году была предложена центральная трубчатая рама, до сих пор применяемая на автомобилях этой фирмы. Как показали исследования, этот тип рамы обладает не только чрезвычайной жесткостью на кручение, но и имеет высокие прочностные свойства: рамы не ломаются даже при 20%-ной перегрузке автомобиля. Трубчатая рама позволила разработать семейство внедорожных автомобилей с высокой степенью унификации (до 95%) и числом осей от двух до четырех, уменьшить собственную массу машин при увеличении грузоподъемности, применить длинноходные подвески, получить меньший радиус поворота автомобиля (так как колесам при трубчатой раме ничего не мешает повернуться на больший угол) и применить широкопрофильные шины без увеличения габаритной ширины автомобиля.


Истина в трубе?

Вместе с тем трубчатой раме присущи следующие недостатки: необходимость применять сложные по конструкциимосты с качающимися полуосями и отсутствие доступа к узлам трансмиссии, расположенным внутри трубы. Последнее крайне затрудняет ремонт и обслуживание, ведь для того, чтобы, к примеру, снять средний мост трехосного автомобиля, нужно разобрать практически всю раму. Но как бы там ни было, у конструкторской школы Tatra есть немало последователей. Один из примеров - австрийский внедорожник Steyr-Puch Haflinger. В труднодоступные горные районы страны его доставляли, предварительно разобрав на три части. Трубчатая рама вполне допускала подобное...

Еще одно интересное решение рамы мы находим у французского полноприводного автомобиля Citroen Mehari. Машина оборудована пластмассовым кузовом, а рама состоит из двух легких лонжеронов коробчатого профиля, образованных путем роликовой сварки штампованных швеллеров. Сверху и снизу оба лонжерона накрыты тонкими стальными листами, приваренными точечной сваркой. Таким образом, была создана конструкция, обладающая большой жесткостью на кручение и позволяющая полностью разгрузить кузов от скручивающих и изгибающих усилий. Верхний лист одновременно служил полом. Кузов закрепляли на раме с помощью болтовых соединений.


Размещение агрегатов на раме внедорожника Range Rover 1970 г.

Внимание, последние годы уделяемое безопасности автомобиля, потребовало от рамы способности демпфировать энергию удара при авариях. Ее специальные участки начали изготавливать с таким расчетом, чтобы в момент деформации они активно поглощали кинетическую энергию, снижая степень травмирования людей, находящихся в салоне. Так, сварная рама Chevrolet Tahoe имеет передние и задние зоны запрограммированной деформации.

Одной из последних тенденций развития рамных внедорожников является также повышение жесткости на кручение системы "кузов -рама" с помощью изменения конструкции соединительных подушек. На том же Tahoe 2000 года выпуска жесткость подушек повышена на 400%, что дало общее увеличение жесткости системы "рама - кузов" на 64%. И тем не менее традиционно сильные стороны рамных внедорожников все чаще перевешиваются их родовыми недостатками, что делает этот вид автомобилей практически вымирающим...


Ford Explorer

Есть ли у рамы будущее?

Подводя итог, отметим основные преимущества несущих систем с отдельными рамами по сравнению с безрамными конструкциями. В первую очередь это лучшая изоляция кузова от нагрузок со стороны ходовой части, меньшая вибронагруженность салона, а также облегчение процесса сборки и возможность с минимальными затратами выпускать на одном шасси варианты с различными типами кузовов. А из недостатков отметим большую массу машины, задранный пол салона, более высокий центр тяжести и ухудшение управляемости из-за взаимных деформаций кузова и рамы.

Как бы там ни было, но с каждым годом доля рамных конструкций в секторе новых внедорожных моделей сокращается, и производители все чаще делают ставку на несущие и полунесущие кузова. Об их особенностях и путях развития читайте в следующем номере...




  Подготовка внедорожника:
    - Скелет внедорожника*
    - Краткий курс Монстростроения
    - Подготовка внедорожника к преодолению глубоких бродов
    - Задраить люки!
    - Не зная броду – не суйся...
    - Бампер и кенгурятник
    - Растяжки
    - Люстра, багажник
    - Компрессор
    - Подвязки
    - Стабилизаторы поперечной устойчивости
    - Расширение колеи
    - Защиты и лыжи
    - Фото отчет о установке IPF ламп
    - Делаем из джипа гусеничный вездеход
    - Фоторепортаж о команде ORC
    - Хороший подшипник - тихий подшипник
    - Водная подготовка

    10101 (hits)

 
Все материалы размещенные на сайте g-class.ru и сателлитовых проектах являются объектами авторского права и других смежных прав интеллектуальной собственности и охраняются в соответствии с законодательством РФ. Вся информация, содержащаяся на сайте, предоставляются «КАК ЕСТЬ» и не является руководством к действию. Следуя рекомендациям сайта, Вы действуете исключительно на свой страх и риск и несете все финансовые и правовые последствия самостоятельно.
При любом использование материалов сайта g-class.ru и сателлитовых проектов ссылка на http://g-class.ru/ обязательна!

© 2001-2017 g-class.ru. Все права защищены.
   
 
карта сайта