Как понять рамный автомобиль или нет

Несущее основание

Несущее основание – это что-то среднее между кузовом и рамной конструкцией. Тут также используются лонжероны, но они объединены днищем, а не поперечинами. Наиболее массовый и популярный обладатель несущего днища – «Фольксваген Жук», у которого кузов крепится к плоской панели пола посредством болтов. Аналогичную конструкцию имеет и другая машина массового производства – Renault 4СV.

Несущее основание

Несущее днище отличается высокой технологичностью и применяется в крупносерийном производстве. Данная конструкция позволяет сделать пол и центр тяжести автомобиля достаточно низкими.

У рамной несущей части автомобиля есть ряд достоинств и особенностей, которые делают ее незаменимой для грузовых машин и внедорожников. И хотя рама используется сугубо для конкретных видов автомобилей, некоторые элементы ее конструкции применяются крайне широко, так как позволяют сделать несущие кузова более жесткими. Почти любая легковая машина оснащена усиливающими лонжеронами либо подрамниками.

Основные преимущества рамной конструкции

Рамные силовые каркасы еще долго не сдадут позиций несущему кузову, поскольку обладают рядом неоспоримых достоинств:

• Простота конструкций и выверенная методики расчета.
• Прочность. Чтобы погнуть, и тем более, сломать раму, потребуется большое усилие.
• На легковушках кузов присоединяется эластичными креплениями, что повышает комфорт пассажиров. Чтобы достичь подобного эффекта в безрамниках, нужно предпринять ряд дополнительных конструктивных мер.
• Низкое сопротивление кручению. Достигается за счет толщины металла лонжеронов и поперечин.
• Увеличенный клиренс. На рамные конструкции ставят мосты, предполагающие повышенную проходимость.

Рама для грузовиков

На одной платформе можно конструировать разные модели машин.

Решающее преимущество конструкций заключается в удобстве капитального ремонта: рама существует отдельно, кузов – сам по себе. Демонтировав верхнюю часть авто, вы получаете доступ к шасси.

В чем заключаются недостатки рамной конструкции

Необходимо отметить, что на сегодняшний день легковые автомобили имеют конструкцию несущего кузова, а рамные системы уже практически не используются. Несмотря на простоту несущей рамы и простоту ремонта, она обладает рядом недостатков:

• несущая рама значительно увеличивает вес автомобиля и его наружные габариты;
• повышенный расход потребляемого топлива и выброс большого количества отработанных газов;
• невозможность достичь высоких скоростных показателей (легковые авто);
• пониженный уровень комфорта, в случае использования жестких рессор;
• необходимость повышенного клиренса. Высокие пороги могут затруднять процесс посадки водителя и пассажиров в салон машины.

Несмотря на вышеперечисленные недостатки, конструкция с рамой активно используется для производства грузовиков и внедорожников, для перемещения больших грузов и преодоления участков дорог повышенной сложности. К тому же езда на грузовиках и вездеходах отличается высоким уровнем безопасности.

Как устроена рамная конструкция автомобиля

Рамная конструкция автомобиля представляет собой несущую систему, на которой смонтирован двигатель внутреннего сгорания (ДВС), детали трансмиссии и подвески и, собственно, кузов. Такое устройство обеспечивает максимальную надежность машины при эксплуатации в реальных дорожных условиях. Не стоит забывать, что железнодорожный транспорт стал прототипом для автомобильных средств передвижения, и, соответственно, взаиморасположение элементов на первых порах перекочевало оттуда. Паровоз перемещал такие объемы груза, которые и не снились машине, поэтому рамная конструкция автомобиля имеет очень большой запас прочности.

Самые первые рамы в 20-х годах прошлого столетия изготавливались из металлических труб прямоугольного сечения. Они были универсальны и технологичны на производстве. К 1930-м годам в автостроении начался постепенный переход к интегрированию рамы и кузова. Стали появляться полурамные и несущие транспортные средства. В итоге, практика показала, что рамная конструкция автомобиля актуальна для тяжелых машин. Грузовики, тракторы, внедорожники, лимузины делаются по этому «рецепту». Особенно это касается бронированных лимузинов, огромный вес которых может удержать только полноценная рама, изготавливаемая, как правило, по отдельному заказу.

Рамная конструкция автомобиля четко подразделяет элементы на силовые и декоративные. Рама воспринимает нагрузки от мотора, трансмиссии и колес. Также она играет важную роль в пассивной безопасности автомобиля. Шасси – это совокупность рамы и силового агрегата с коробкой передач и подвеской. Оно, в принципе, может передвигаться и без кузова.

Кузовные панели формируют внешний облик и образуют кабину для водителя и пассажиров. Некоторые элементы кузова могут быть усилены дополнительным каркасом, но это касается, в основном, безопасности людей и не влияет на демпфирование нагрузок от мотора и от дорожного покрытия. Схема постоянно совершенствовалась, и со временем появилось несколько отдельных подвидов, характеризующих силовую структуру. Выделяют лонжеронные, хребтовые (в том числе вильчато-хребтовые), периферийные и решетчатые типы, особняком стоят несущие и полунесущие разновидности.

EFC › Блог › Рамная конструкция кузова

Рамная конструкция кузова — один из видов несущих систем автомобиля

У автомобиля, как и у человека, имеется свой скелет. Именно к нему прикрепляются все навесные системы и элементы. Называется такой каркас несущей системой автомобиля. Эти системы бывают рамными или безрамными. Чем же они отличаются?

Типы несущих систем

В основе рамных несущих систем лежит жесткая стержневая конструкция, в которой элементы соединены между собой во всех или нескольких узлах. Именно к этой отдельной раме в дальнейшем прикрепляются все основные системы автомобиля (двигатель, рулевое управление и т.д.). Кузов тоже может крепиться к раме. Такая система характерна для грузовых автомобилей, тракторов и внедорожников.

В безрамных системах функцию опоры выполняет сам кузов, т.е. становится несущим. Такие системы сложны в изготовлении, обслуживании и ремонте. Тем не менее, они часто используются для современных легковых автомобилей и минивэнов.

В рамно-кузовных системах рама и кузов представляют собой единую конструкцию. Нагрузки распределяются между рамой и каркасом кузова. Эта система проста в изготовлении и обслуживании.

Устройство рамы Рама – это самая тяжелая часть автомобиля. В среднем масса рамы составляет около 15% от общей массы машины. Рама должна быть прочной, одновременно крепкой и легкой, обладать высокими технологическими качествами. Основные детали рамы – это две продольные балки, соединенные поперечными. Количество балок меняется в разных марках машин. Рамы часто изготавливают переменной ширины: в зоне двигателя чуть шире, а в зоне заднего моста уже. Наиболее распространены клепаные рамы. Они просты в изготовлении и наиболее технологичны. При мелкосерийном производстве возможно болтовое соединение. Бывают и цельносварные рамы, использование которых целесообразно для тяжелой дорожной техники. К отдельной раме кузов обычно крепится за счет кронштейнов на болтах с толстыми резиновыми прокладками, которые нужны для уменьшения уровня вибраций, получаемых кузовом.

Рамы классифицируют в зависимости от типа несущей структуры.

Лонжеронные. По своей конструкции эти рамы похожи на обычную лестницу. Поэтому иногда можно встретить название «лестничная рама». Состоят такие рамы из продольных балок (лонжеронов) и поперечин. Применяются почти во всех грузовиках.

Переферийные. У этих рам лонжероны в центральной части значительно раздвинуты. При установке кузова они оказываются за порогами дверей. Это позволяет значительно опустить пол кузова и уменьшить общую высоту автомобиля. Такая конструкция повышает безопасность при боковом столкновении. Этот тип рамы использовался в советских автомобилях ЗИЛ.

Хребтовые. Главный элемент такой рамы – центральная трансмиссионная труба. Конструкция используется в автомобилях с независимоей подвеской обеих осей. Преимущество хребтовой схемы – повышенная крутильная жесткость. Однако ремонт крайне затруднен, поэтому используют этот вид редко, лишь на грузовиках улучшенной проходимости.

История появления рамных конструкций

Идея использовать раму в качестве несущей конструкции возникла еще в самом начале развития автомобилестроения. В конных экипажах каркас кузова был деревянный, но для автомобиля его прочности было бы недостаточно. Поэтому первые автомобильные рамы делались по аналогии с железнодорожным транспортом.

Впрочем, рамы сначала тоже изготавливали из твердого дерева и лишь иногда из металлических труб.

В 20-е годы чехословацкая придумала хребтовую раму и применила ее на ряде своих моделей. Однако эта инновация использовалась лишь в Чехословакии и не нашла реализации в других странах.

Примерно в это же время машиностроители предложили пространственную раму. Аналогию они провели с конструкцией лодочного корпуса. Первый автомобиль с такой рамой — это Lancia Lambda 1922 года.

Американская (Auburn) в те же годы разработала лонжеронную раму с Х-образной поперечиной. Она соединила в себе относительную легкость и повышенную крутильную жесткость.

Некоторые довоенные автомобили оснащались сильно облегченной рамой. Она хоть и была отделена от кузова, но самостоятельно выдержать всех нагрузок не могла. Поэтому часть из них все равно приходилась на кузов. Пример автомобиля с такой системой – Ford Prefect.

Уже после Второй Мировой войны популярность приобретает несущий кузов. Однако не все фирмы-производители стремились перейти на производство автомобилей с таким типом каркаса. Ведь при рамной конструкции можно было менять дизайн кузова, в то время как рама оставалась в том виде, в каком и была. В случае с несущим кузовом автомобиля изменение дизайна становилось очень сложной и дорогостоящей задачей.

Виды мостов по конструкции

Конструктивно мосты проектируются в виде полнотелой поперечины или пустотелой балки.

а — поперечина;б — неразъемная балка;в — разъемная балка;1, 4 — рукава полуосей;2, 3 — части картера моста.

С поперечиной

Мосты с поперечиной изготавливаются в виде двутавра переменного сечения из металлического бруса методом ковки. Часто поперечину по ошибке называют балкой. Обычно центральная часть поперечины двутаврового сечения изогнута вниз с целью более низкого расположения агрегатов (например, двигателя).

С балкой

Мосты с балкой пустотелые с целью размещения внутри балки элементов привода ведущей оси. Существуют мосты с разъемной и неразъемной балкой. Последние имеют значительно более высокую жесткость, поэтому применяются в тяжелой технике. Мосты с разъемной балкой предназначены для легковых автомобилей и грузовиков с небольшой грузоподъемностью,

Задний неразъемный ведущий мост грузовика Mercedes-Benz Actros

Также мосты с балкой отличаются по технологии изготовления. В основном применяются штампованные и литые балки.

• Разъемные — есть поперечный разъем в области картера, соединяемый болтами. Трубчатые рукава полуосей запрессованы в разъемные части картера;
• Неразъемные — балка цельная с литым картером, в который запрессованы рукава полуосей. Плюсом такой компоновки, помимо более высокой жесткости по сравнению с разъемными мостами, также является удобство обслуживания — для доступа к дифференциалу и главной передаче не нужно демонтировать мост целиком;
• Штампованные — изготавливаются из ковкого чугуна методом штамповки с применением сварки, превосходят по жесткости разъемным балки, но уступают по этому параметру литым балкам;
• Литые — наиболее жесткий и надежный вид балок, применяется в тяжелой технике, однако технология изготовления наиболее сложная и дорогостоящая. Материалом для изготовления служат ковкий чугун или сталь.

Преимущества и недостатки

В современных легковых автомобилях предпочтение отдано несущему кузову. Это происходит в силу ряда причин. Несмотря на явные преимущества (простая конструкция, упрощенная сборка автомобиля на заводе, легкий ремонт), у рамного кузова есть и существенные недостатки. Во-первых, при разделении функций кузова и рамы, приходится значительно увеличивать массу. Во-вторых, лонжероны, которые проходят под кузовом, забирают у пассажирского салона значительную часть. Пороги оказываются большими, а это затрудняет посадку в автомобиль. В-третьих, у рамных автомобилей уровень пассивной безопасности значительно ниже, ввиду возможности смещения рамы относительно кузова при ударе. В-четвертых, плоская рама уступает несущему кузову по показателю жесткости на кручение.

Таким образом, так как легковой автомобиль должен быть и комфортным и безопасным, несущий кузов для него стал незаменим. В тех же автомобилях, которым необходимо работать в сложных условиях, используют только рамные конструкции.

Хребтовая рама

Рамы хребтового типа для автомобилей были разработаны специалистами компании «Татра». И использовались такие рамы в основном на автомобилях этой компании. Основной несущей частью хребтовой рамы является труба, которая соединяет между собой двигатель и все элементы трансмиссии.

По сути, силовой агрегат, а также сцепление, коробка передач и главная передача являются также и элементами рамы. Крепление всех этих механизмов – жесткое. Крутящий момент от двигателя к элементам трансмиссии выполняет вал, который устанавливается внутри трубы. Использование такой рамной конструкции возможно только при обеспечении всех колес автомобиля независимой подвеской.

Хребтовая рама хороша тем, что обеспечивает высокую жесткость на скручивание, легкое и быстрое создание автомобилей с различным количеством ведущих мостов, но поскольку некоторые механизмы автомобиля находятся внутри рамной конструкции, то и выполнение ремонтных работ довольно затруднительно.

Рамы вильчато-хребтового типа также разработаны сотрудниками «Татра». В данном случае они отказались от жесткого крепления двигателя и трансмиссии к несущей центральной трубе. Вместо этого они с обеих сторон несущей трубы установили специальные вилки, на которые и устанавливаются двигатель с трансмиссией.

Вильчато-хребтовые рамы

Это подвид хребтовых рам, и его главной особенностью является то, что и передняя, и задняя части представляют собой трезубцы, основой которых есть центральная труба каркаса, а от неё уже отходят два лонжерона, которые используют для крепления узлов и агрегатов. В них используется обычный карданный вал, а картеры мостов и двигателя не являются единым целым с центральной трубой. Главный недостаток таких машин – неважная управляемость из-за расположения мотора сзади. В наше время такой вид рамной конструкции в автомобилестроении уже не используется.

Периферийные рамы

Разновидность лонжеронных рам, которую начали массово применять на крупных европейских легковых авто и американских «дредноутах» в 60-х годах. В этих рамах лонжероны размещены так широко сзади, что при установке кузова находятся у порогов, что позволило значительно повысить уровень пола и уменьшить саму высоту автомобиля. Большие плюсы такого авто в том, что он максимально приспособлен к боковым ударам, но и минус немаленький есть – кузов автомобиля должен быть более прочным и жёстким, так как рама неспособна выдержать большую нагрузку.

Пространственные рамы

Эти наиболее сложный вид рамной конструкции, который используется в производстве спортивных авто. Это конструкция из тонких легированных труб, которым несвойственно кручение. Трубные конструкции плохо переносят испытание на изгиб. И сегодня они уступили место в автомобилестроении монококам, но получили применение в автобусостроении.

Комбинированные виды

Выше перечислены основные виды рамных несущих частей. Но, как отмечено, существует немало вариаций, представляющих собой комбинированные типы.

К ним относится вильчатая рама. В этом типе присутствуют основные составные элементы лонжеронного и хребтового видов – центральная балка и лонжероны. Конструкция выглядит так: в передней и задней части для крепления узлов авто применяются продольные лонжероны, а в центральной части установлена труба (но здесь она не используется для размещения приводных валов). Между собой балка и лонжероны жестко соединены.

Вильчатая рама — симбиоз нескольких видов, причем он не единственный. На некоторых авто применялись конструкции, состоящие, к примеру, из компонентов Х-образной рамы и несущего основания, или же центральной балки и лонжеронов (в отличие от вильчатой, лонжероны располагаются только спереди).

Но существуют также и варианты, которые совмещают в себе разные виды несущей части – раму и несущий кузов. К такому типу относится так называемая интегрированная рама. Суть ее сводится к тому, что элементы рамы (лонжеронной классической или периферийной) входят в конструкцию кузова и выполнена с ним заодно (они жестко между собой соединены). Но стоит отметить, что лонжероны обычно располагаются только в передней части и предназначены для фиксации силовой установки.

Интегрированная рама с кузовом

Еще одним вариантом комбинированных несущих частей является кузов с подрамником. Этот элемент выполняет те же функции, что и лонжероны в интегрированном варианте, но в отличие от него крепиться к кузову при помощи болтовых соединений.

Напоследок отметим, что хоть рама применяется только на авто определенных классов, элементы, входящие в конструкцию используются достаточно широко и сейчас, поскольку ими усиливают жесткость несущих кузовов. Практически в любом легковом авто можно найти усиливающие лонжероны или подрамники.

Источник

Рамы автомобиля: назначение

Конструкцию рамы автомобиля инженеры разработали еще задолго до появления «самобеглой коляски». На основе рамной схемы создавали железнодорожный транспорт. Несущий кузов был у телег и карет – по аналогии с ними создали безрамные машины.

Конструкция рам автомобилей

Автомобильную раму можно представить в виде скелета авто. Это основа, на которую крепят моторы, элементы трансмиссии и ходовой, рулевое управление, рессоры, мосты. В сочетании эти компоненты составляют шасси машины. Кронштейнами и болтами кузов также присоединяется к раме. И используется для размещения и перевозки пассажиров и багажа.

Рама – это несущая часть, воспринимающая нагрузки узлов и агрегатов авто. А также кузова, пассажиров и багажа как в движении, так и во время стоянки. Рама представляет балочную конструкцию. Это самодостаточная система, которая готова к передвижению без кузова.

В чем заключаются недостатки рамной конструкции

В современном автомобилестроении продолжается тенденция к вытеснению настоящих «рамников» несущими кузовами. Разделение функций рамы и кузова несет следующие негативные последствия:

• стальная рама имеет большой вес, что сказывается на расходе топлива, разгонной динамике, повышенной инерции всего автотранспорта;
• высокий центр тяжести, из-за которого машина больше склонна к кренам и опрокидыванию;
• сильные, в сравнении с несущими системами, аэродинамические шумы.

Еще один недостаток: мягкая подвеска не сочетается с рамой, поэтому пассажиры в большей мере ощущают тряску, чем в кузовном авто.

Хребтовая рама

Данный вид рам разработали представители и преимущественно он применялся для машин ее производства. Главный несущий элемент – труба, соединяющая двигатель спереди с элементами трансмиссии, которые расположены внутри нее. По сути, труба выступает единым картером для коробки передач, раздаточной коробки и приводных валов. Крутящий момент от двигателя к трансмиссии поступает посредством помещенного в трубу вала. Причем данный вал не является карданным, что обеспечивает большую надежность.

Хребтовая рама

Преимущество хребтовой рамы также заключается в том, что она имеет очень высокую жесткость на кручение, а элементы трансмиссии надежно защищены от внешнего воздействия. Но ввиду того, что определенные механизмы расположены внутри конструкции рамы, ремонтные работы заметно усложняются.

Вильчато-хребтовая

Вильчато-хребтовый тип рам тоже является разработкой «Татра». В таком варианте двигатель крепится не к трансмиссионной трубе, а на специальной лонжеронной вилке. Это сделано для того, чтобы сократить уровень передающихся вибраций от работающего ДВС на раму и, следовательно, на кузов автомобиля. Однако, на сегодняшний день вильчато-хребтовые рамы уже не применяются в автомобилестроении.

Вильчато-хребтовая рама

Усиление рамы

После свар­ки шов на раме необ­хо­ди­мо усилить.

Есть два типа уси­ле­ний – встав­ка про­филь­но­го уси­ли­те­ля внутрь (или сна­ру­жи) или укреп­ля­ю­щая наклад­ка. Каж­дый тип уси­ли­те­ля пред­ла­га­ет раз­ную сте­пень проч­но­сти. Выбор мето­да уси­ле­ния дол­жен осу­ществ­лять­ся из того, что луч­ше под­хо­дит для кон­крет­ной рамы и рас­по­ло­же­ния места ремонта.

Все уси­ли­те­ли долж­ны быть сде­ла­ны из одно­го и того же метал­ла, той же тол­щи­ны, что и рама. Если рама из высо­ко­проч­ной ста­ли, то и уси­ли­тель дол­жен быть из высо­ко­проч­ной стали.

Завод­ская уси­ли­ва­ю­щая накладка

Уси­ли­ва­ю­щие наклад­ки исполь­зу­ют­ся на рамах чаще все­го. Они рас­пре­де­ля­ют напря­же­ние (от нагруз­ки) на боль­шую пло­щадь. Нет смыс­ла исполь­зо­вать наклад­ку из более тол­сто­го метал­ла, так как она не будет гнуть­ся так же,  как осталь­ная часть рамы, из-за чего может появить­ся трещина.

На уси­ли­ва­ю­щих наклад­ках и про­филь­ных уси­ли­те­лях не долж­но быть сто­рон, про­хо­дя­щих попе­рёк балок рамы. При при­ва­ри­ва­нии уси­ли­те­ля швы долж­ны про­хо­дить наис­ко­сок и вдоль балок рамы.

При изго­тов­ле­нии уси­ли­ва­ю­щих накла­док, луч­ше сде­лать их фор­му бли­же к оваль­ной или со ско­шен­ны­ми закруг­лён­ны­ми угла­ми. Такая фор­ма поз­во­лит мини­ми­зи­ро­вать появ­ле­ние зон кон­цен­тра­ции напря­же­ния в швах, из-за кото­рых воз­ни­ка­ют тре­щи­ны. Если уси­ли­ва­ю­щая наклад­ка будет иметь ско­шен­ные углы, то не нуж­но при­ва­ри­вать её боко­вые кон­цы пол­но­стью, так как эти места наи­бо­лее под­вер­же­ны к кон­цен­тра­ции напря­же­ния. Луч­ше про­дол­жить шов в про­доль­ном направ­ле­нии в сто­ро­ну от кон­ца при­со­еди­не­ния при­мер­но на 5 см до того, как оста­но­вить шов (см. фото). Это предот­вра­тит появ­ле­ние тре­щин в этих местах. Что­бы под наклад­ку в этот зазор не попа­да­ла вода, нуж­но его зама­зать шов­ным герметиком.

При­мер уси­ли­ва­ю­щих накла­док, при­ва­рен­ных на зону сва­роч­но­го шва.

Про­свер­ли­ва­ние отвер­стий в наклад­ках поз­во­ля­ет полу­чить допол­ни­тель­ную поверх­ность для сва­ри­ва­ния. Мож­но про­свер­лить одно боль­шое отвер­стие посередине.

Хоро­шее пра­ви­ло для раз­ме­ра уси­ли­ва­ю­щей наклад­ки – дли­на = 2 высо­ты рамы.

Про­филь­ные уси­ли­те­ли рамы. Раз­рез по сере­дине на рисун­ке сде­лан для визу­а­ли­за­ции струк­ту­ры конструкции.

Базо­вые типы про­филь­ных усилителей:

• Уси­ли­тель в виде «L» дол­жен быть исполь­зо­ван в местах с мак­си­маль­ной нагруз­кой, в ниж­ней части бал­ки рамы, где изгиб верх­ней части рамы не про­бле­ма. Они могут быть поме­ще­ны внутрь или сна­ру­жи про­доль­ной бал­ки рамы. Это доста­точ­но уни­вер­саль­ный уси­ли­тель. Одна­ко, уста­нов­ка тако­го уси­ли­те­ля может быть огра­ни­че­на кон­фи­гу­ра­ци­ей рамы.
• Уси­ли­тель в виде пере­вёр­ну­той «L» так­же может быть исполь­зо­ван внут­ри или сна­ру­жи бал­ки рамы. Его уста­нов­ка реко­мен­ду­ет­ся там, где мак­си­маль­ная нагруз­ка пере­да­ёт­ся на верх­нюю часть бал­ки рамы (к при­ме­ру, у само­сва­ла в под­ня­том состо­я­нии). Этот тип уси­ле­ния мож­но уста­нав­ли­вать в местах, где запре­ще­но исполь­зо­вать преды­ду­щий уси­ли­тель в виде «L», где верх­ний фла­нец под­вер­га­ет­ся прогибу.

Каж­дый край про­филь­но­го уси­ли­те­ля дол­жен быть ско­шен на угол 45 гра­ду­сов, что­бы рас­пре­де­лить кон­цен­три­ро­ван­ное напряжение.

Про­филь­ные уси­ли­те­ли могут исполь­зо­вать­ся в пол­ную дли­ну или локаль­но и могут уста­нав­ли­вать­ся внут­ри или сна­ру­жи балок рамы. Два глав­ных недо­стат­ка таких уси­ли­те­лей – доба­воч­ный вес и допол­ни­тель­ное вре­мя для уста­нов­ки. Так­же может быть слож­ным поме­стить такие уси­ли­те­ли внут­ри или поверх суще­ству­ю­щей бал­ки вви­ду про­из­вод­ствен­ных допус­ков, из-за попе­ре­чин или крон­штей­нов на раме.

Типы рам автомобилей

С развитием автомобильной отрасли конструкции силовых каркасов машин эволюционировали. Рассмотрим типы рам автомобилей, их назначение и особенности устройства.

Лонжеронная рама

Упрощенно такую конструкцию можно описать как два металлических толстых продольных лонжерона, соединенных между собой несколькими поперечными балками. Лонжеронную раму называют автолестницей за схожесть с одноименным предметом. Конструкция проста, понятна, надежна, поэтому такие рамы устанавливают на грузовых автомобилях, например, ЗИЛах, а также в современных джипах и пикапах.

Лонжероны, изготовленные из прочного металла разного сечения, идут вдоль кузова. Симметричные друг другу на всем своем протяжении, они необязательно параллельны земле. Балки могут изгибаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях, находиться под углом к полу, (например, на внедорожниках). Вертикальный изгиб наблюдается в некоторых марках машин в районе колес: этим достигается смещение центра тяжести вниз, что делает транспорт более устойчивым на дорогах.

Профиль лонжеронов, чтобы поднять показатель скручивания, изготавливают в виде швеллеров, двутавра, коробов. Соединяют поперечины с долевыми балками сваркой, заклепками, болтами. К кузову рама крепится кронштейнами.

Лонжеронная Х-образная

Поперечины не всегда имеют вид лесенки: на чертеже некоторые из них выглядят как буквы «К» или «Х». Более распространенная – Х-образная рама, которая представляет, скорее, подвид классической лонжеронной системы.

Лонжеронная рама

Суть конструкции в том, что лонжероны в передней и задней частях разведены в стороны, тогда как в середине максимально приближены друг к другу. Поперечные балки здесь соединены крестообразно, из-за чего места хватает только на валы трансмиссии.

Х-образный каркас значительно легче классики: его активно использовали в американском автомобилестроении в середине прошлого века. Отечественные премиальные «Чайки» (ГАЗ-13 и ГАЗ-14) также базировались на крестообразной раме.

Периферийная

Это очередная разновидность лонжеронного устройства. Особенностью конструкции периферийной рамы автомобиля является расположение лонжеронов: элементы разведены далеко на края, под самые пороги. Это обстоятельство делает автомобиль (чаще – внедорожник) очень устойчивым на труднопроходимых трассах. Другое достоинство: машина отлично держит боковые удары.

Хребтовая рама

Идея оригинальной конструкции принадлежит инженерам компании «Татра». Несущую основу рамы грузового автомобиля составляет мощная, жесткая на кручение толстостенная труба, которая соединяет силовую установку, расположенную спереди, с трансмиссией. При этом последняя вместе с раздаточной коробкой и приводными валами инсталлирована непосредственно в трубу.

Получается единый картер, надежность которого проверена транспортом особого назначения. На основе хребтовых созданы многоосные полноприводные конструкции. Однако ремонту такие типы рам автомобилей поддаются с трудом.

Вильчато-хребтовая

Вильчато-хребтовые каркасы, также разработанные чешским предприятием «Татра», сегодня ушли в историю. Трансмиссионная труба оставалась, но моторы к ней не крепили, а устанавливали на лонжеронной вилке. Положительным моментом было то, что вибрация от двигателя в меньшей степени передавалась на раму и кузов транспортного средства.

Пространственная рама

Самая сложная, но жесткая и прочная система была придумана для спортивных автомобилей. Трехмерный каркас состоит из множества тонких труб, материалом служит высокопрочная легированная сталь. Трубки формируют отсеки для компонентов авто и ездоков.

Конструкция выдерживает нагрузки на сжатие и растяжение, но не на излом. Поэтому в спортивных авто пространственные системы уступили место монококам (несущим кузовам), но остались в автобусостроении.

Комбинированные

Гибридные рамы появились, когда мировой автопром стал массово переходить на несущие кузова. Процесс, однако, был постепенным: рамы для установки мотора делали на половину длины кузова. Лонжероны простирались от фронтального бампера до ног передних пассажиров. Получилось, что у несущего, вваренного в пол кузова появился спереди полноценный подрамник.

Процедуры для рамы авто

Другим примером комбинированной рамы может служить вильчатая система, сочетающая лонжеронную и хребтовую конструкции. Также существует симбиоз Х-образной рамы с несущим основанием.

Несущее основание

Несущее основание – это что-то среднее между кузовом и рамной конструкцией. Тут также используются лонжероны, но они объединены днищем, а не поперечинами. Наиболее массовый и популярный обладатель несущего днища – «Фольксваген Жук», у которого кузов крепится к плоской панели пола посредством болтов. Аналогичную конструкцию имеет и другая машина массового производства – Renault 4СV.

Несущее основание

Несущее днище отличается высокой технологичностью и применяется в крупносерийном производстве. Данная конструкция позволяет сделать пол и центр тяжести автомобиля достаточно низкими.

У рамной несущей части автомобиля есть ряд достоинств и особенностей, которые делают ее незаменимой для грузовых машин и внедорожников. И хотя рама используется сугубо для конкретных видов автомобилей, некоторые элементы ее конструкции применяются крайне широко, так как позволяют сделать несущие кузова более жесткими. Почти любая легковая машина оснащена усиливающими лонжеронами либо подрамниками.

Похожие записи:

Сколько масла нужно заливать в коробку передач и где оно заливается Индекс нагрузки шин Alfa romeo stelvio 2020-2021 Kia sportage 4 Модели jeep / джип Самоклеящаяся пленка: как с ее помощью декорировать мебель и окна (29 фото)