Автомобильная рама: виды и особенности
Содержание:
Как нужно ремонтировать раму авто
Но что же делать, если трещины в конструкции все-таки обнаружены? Особенно этому недугу подвержены рамные автомобили — внедорожники. В таком случае, уход за рамным авто будет включать в себя также его ремонт. Причем делать ремонт следует в автосервисе – там, где с вашим автомобилем будут работать настоящие профессионалы.
Ремонт рамного автомобиля стоит доверить проффесионалам
Самое важное условие восстановления поврежденной конструкции – это предотвращение дальнейшего распространения трещины. Для достижения данной цели в конце трещины просверливается небольшое круглое отверстие, а сверху на поврежденное место накладывается кусок уголкового железа, который надежно крепится к лонжерону с помощью пяти болтов (с обеих сторон от трещины)
И если все это сделано правильно, то рама автомобиля снова приобретает присущие ей показатели прочности и надежности. Поэтому, не стоит заниматься ремонтом самостоятельно, если вы в этом мало что смыслите – просто внимательно следите за состоянием рамы своего транспортного средства, своевременно ее мойте и красьте, а в случае возникновения повреждений обращайтесь к профессионалам.
О технологии изготовления
Технология изготовления кузова авто достаточно сложна. Все кузовные составляющие легковых авто производят из высокопрочной стали – это общее сходство. Металл применяется небольшой толщины, что существенно снижает вес конструкции. В итоге можно добиться отличной динамики разгона и минимального расхода топлива. Конструкция для кузова автомобиля прорабатывается так, чтобы он был максимально прочным и имел минимальный вес, а также достаточную площадь.
Например, даже если крыло автомобиля будет тяжелым, то это отразится на расходе и динамике в дальнейшем. Для скрепления деталей кузова машины используют точечную сварку металла, при этом его толщина не имеет значения. Применение данной технологии позволяет добиться максимальной надежности соединений, а также снизить количество кромок, делающих детали прочными и легкими. Планируется, что детали легковых авто в дальнейшем будут свариваться посредством лазерной технологии. Кузовные размеры в итоге станут максимально точными. Далее могут применяться облицовочные детали из пластика.
Рамная конструкция авто: как устроена, плюсы и минусы?
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.
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.
Преимущества и недостатки рамных конструкций
Рамная конструкция автомобиля очень удобна для конвейерной сборки, так как имеется свободный доступ к большинству агрегатов. Сервисные мастерские также отдают предпочтение подобным автомобилям, потому что так гораздо удобнее демонтировать детали и целые узлы для замены и ремонта. Владельцы рамных внедорожников могут спокойно ездить не только по асфальтовым дорогам, но и по «направлениям», не опасаясь за перекосы кузова, заклинившие в проемах двери и лопнувшие лобовые стекла. Ведь всю нагрузку воспринимает рама.
Безрамные конструкции преобладают среди легковых автомобилей благодаря ряду преимуществ. Во-первых, функционально разнесенные шасси и кузов существенно увеличивают вес автомобиля, отсюда вытекает повышенный расход топлива и ухудшенная динамика. Компоновка салона с лонжеронами вдоль бортов предполагает либо высокие бортики, через которые неудобно перелезать при посадке в авто, либо высокий пол, снижающий высоту потолка в салоне.
В последнее время более жесткие нормы безопасности для водителя и пассажиров не позволяют рамной конструкции автомобиля обеспечивать такой же высокий рейтинг на краш-тестах, как для аналогов с интегрированной схемой. Отдельно смонтированный кузов смещается относительно рамы во время аварии и неэффективно гасит энергию удара.
Область применения рамных конструкций
Автопроизводители остановились на рамной конструкции для грузовиков, тяжелых внедорожников и в некоторых случаях для автобусов. Отдельной статьей стоят премиальные авто, особенно в бронированном исполнении.
Изначально детали несущего основания скреплялись с помощью заклепок или цельнолитым способом. Клепочная технология достаточно простая и удобная. Она не требует дорогостоящего оборудования и высокой квалификации сборщиков. В настоящее время используется только для грузовиков. Рамы, изготовленные методом цельного литья, отличались высокой прочностью, но в силу своей дороговизны и сложности наладки оборудования и оснастки окончательно ушли в историю.
Сварочная технология заняла свое место и имеет все перспективы дальнейшего развития. Такую работу легко автоматизировать, а сварные элементы гораздо проще отливать и транспортировать, чем целиковую раму. Большинство грузовых и внедорожных автомобилей выполнено по этой технологии.
Автомобили с рамной конструкцией:
- УАЗ «Хантер»;
- УАЗ «Патриот»;
- Джипы «Грейт Волл»;
- Джипы «Хавал»;
- Некоторые джипы корейских производителей.
Полезные материалы про авто здесь!
Источник
Габаритные размеры транспортных средств
Важными характеристиками любого транспортного средства (ТС) являются габаритные размеры. Это длина, ширина, высота, грузоподъёмность, объём кузова.
Чтобы правильно определять габариты, важно чётко ориентироваться в терминологии и уметь корректно производить расчёт расстояния. Колесная база – расстояние от центральной линии передних колес до центральной линии задних колес
Стандарт для маломерных, компактных авто равен 254 мм (100 дюймов), у полноразмерных авто, пикапов – 381 см
Колесная база – расстояние от центральной линии передних колес до центральной линии задних колес. Стандарт для маломерных, компактных авто равен 254 мм (100 дюймов), у полноразмерных авто, пикапов – 381 см.
- Ширина колеи – расстояние между линиями двух колес одной оси. Стандартная ширина колеи для передней оси – 157 см для задней оси -163 см. Чем шире ширина колеи, тем выше способность успешного преодоления на высоких скоростях крутых поворотов (при низкой ширине колеи есть риски опрокидывания транспортного средства).
- Ширина ТС (транспортного средства) – наибольшее расстояние между максимально удаленными частями кузова, находящимися справа и слева него. Измерения проводятся перпендикулярно центральной линии транспортного средства.
- Длина ТС – расстояние от наиболее выразительно выступающей точки на заднем бампере до такой же точки на переднем бампере.
- Высота ТС – высота от дороги до крыши транспортного средства (самой высокой его части).
По габаритам автомобили делятся на несколько групп:
Полноразмерный автомобиль.
Рассчитан на перевозку 4-х-5-ти взрослых людей. Большинство полноразмерных легковых авто – четырёхдверные, полноприводные или заднеприводные.
Автомобили среднего размера.
Ориентированы на транспортировку 3-4-х человек. На машины этого типа установлены небольшие двигатели, за счет этого наблюдается существенная экономия топлива.
Компактные и мини-компактные автомобили.
Большинство из них – переднеприводные. За счёт малого веса, и небольшого аэродинамического сопротивления именно у них отличная топливная экономичность.
«Хаммер»
Эта марка на слуху у всех пользователей, интересующихся техникой. Изначально основное предназначение машины – служба в армии. С течением времени этот утилитарный внедорожник с повышенной проходимостью переконструировали под гражданские цели. Невзирая на «демилитаризацию», «Молоток» остался таким же бескомпромиссным с феноменальной проходимостью.
Версии Н-1 сохранили классическую раму, мосты неразрезного типа, мощный силовой агрегат. В серии имеется самый компактный из «Хаммеров» (Н-3), который оптимально подойдет почитателям надежных, небольших и оригинальных кроссоверов.
Как выпрямить раму?
Большая часть энергии во время аварии поглощается рамой.
В зависимости от природы аварий, могут возникнуть дефекты следующих видов:
- Смещение в горизонтальной и/или вертикальной плоскости
- Скручивание рамы
- Искривление рамы
- Искривление поперечин
Часто, при аварии, возникают несколько видов повреждений одновременно. Часть рамы может сдвинуться как в бок, так и одновременно вниз.
При незначительном повреждении раму можно выправить. Если повреждение слишком серьёзное, чтобы его можно было устранить, то вырезается повреждённый металл и приваривается новый, с учётом размеров расстояний между контрольными точками. Сварочные соединения усиливаются специальными накладками. Как правильно резать сваривать и усиливать раму мы рассмотрим в этой статье ниже.
Повреждённая рама может быть причиной наклона кузова на одну сторону, повышенного износа элементов подвески и покрышек. Два наиболее частых повреждения рамы – скручивание и сгибание вниз (иногда одновременно в бок). Отличие этих двух повреждений едва различимое, но важное с точки зрения ремонта. К сожалению, ремонт изгиба как скручивания или наоборот может вызвать дополнительные повреждения, которые будет сложно или невозможно устранить.
Скручивание рамы может произойти, если автомобиль с разгона попал в траншею. Один из главных симптомов скрученной рамы – автомобиль наклоняется вниз с одной из сторон. На фото ниже можно увидеть сильное скручивание рамы, глядя с задней части автомобиля. Одна сторона рамы смещается вниз, а другая вверх. При таком повреждении автомобиль может вести себя нестабильно, особенно на поворотах и на высокой скорости. Скручивание рамы обычно бывает только в её центральной секции. При этом повреждение может проявляться по всему кузову. После ремонта края рамы встанут на место, так как скрученная центральная секция их держала в неправильном расположении. Если не правильно диагностировать скручивание рамы и править её неправильно расположенные отдельные части, то можно только усугубить повреждение.
На пикапе заметен наклон одной части кузова из-за изменения геометрии рамы.
Другой вид деформации, когда одна из продольных балок смещена, то это влияет и на центральную секцию. Рама принимает форму параллелограмма. Такое повреждение может влиять на подвеску и, при движении, машина будет ехать под углом (передняя ось может не на одной линии с задней).
Перекос рамы может изменить положение подвески
Измерение «геометрии» рамы должны выявить степень её повреждения. После понимания направления и степени смещения элементов рамы, рама закрепляется и применяется специальное вытягивающее оборудование для возвращения первоначальной формы. Используются гидравлика и цепи. Нужно избегать концентрированного воздействия в одно точку, подкладывая деревянные блоки, чтобы распределить усилие на большую площадь.
Рама имеет так называемую память. Металл стремиться возвратиться в первоначальное положение. Важно правильно «помочь» ему принять оригинальную форму и положение при помощи вытягивающих устройств. Неправильные действия при ремонте становятся причиной дополнительной деформации рамы и усложнения ремонта.
Главное правило при вытягивании в кузовном ремонте, которое относится и к раме – вытягивать в противоположном удару направлению и последовательности. Вытягивать деформацию нужно постепенно, с промежуточными измерениями расстояний между контрольными точками. Последовательность такая: вытягивать, удерживать в натянутом состоянии и продолжать вытягивание снова. Делайте перетяжку немного дальше оригинальных параметров, так как металл немного возвращается обратно после ослабления вытягивающего усилия.
Если рама не подвергалась термической обработки на заводе, то возможно нагреть поврежденный элемент для облегчения процесса выправления. При использовании нагрева металл должен остывать естественным путём.
Аэродинамические характеристики
Говоря о габаритах, мы уже затронули аэродинамические характеристики. Остановимся на них подробнее. Ведь именно аэродинамическое сопротивление – одна из ключевых проблем, с которой связаны и скорость, и экономия топлива.
Производители кузовов активно заинтересованы в создании таких конструкций, у которых наименее выражено лобовое сопротивление воздушному потоку.
Кузовопроизводители стремятся к минимизации площади фронтальной проекции кузова. Чем меньше высота и ширина кузова, фронтальная проекция, тем лучше аэродинамические характеристики транспортного средства.
Многое зависит и от формы кузова. Аэродинамические характеристики выше у автомобилей с обтекаемым кузовом, низкой посадкой.
Для оценки аэродинамических характеристик кузова используется коэффициент лобового сопротивления. Он показывает отношение силы сопротивления воздуха во время движения транспортного средства к отношению к силе сопротивления движению цилиндра (наибольшее поперечное сечение транспортного средства при этом должно быть равным поперечному сечению цилиндра). Cd = 0,26 – это отличный показатель. Именно такой коэффициент лобового сопротивления – у инновационных спорткаров. Для минивена, пикапа же хороший показатель – Cd = 0,40.
Материалы изготовления
Если сказать кратко, то стальная рама в двое прочнее титановой, в три раза крепче алюминиевой, но и приблизительно настолько же тяжелее их. У стали самый высокий показатель жесткости ─ 30, у титана, в зависимости от вида сплава ─ 15–16,5, у алюминия ─ 10–11. Плотность у этих материалов отличается на столько же: у стали ─ 490, у титана ─ 280, у алюминия ─ 168,5.
Наибольшее влияние на вес готовой рамы имеет технология её изготовления
Например: не принимая во внимание карбоновую конструкцию, которая может иметь вес 900 грамм, алюминиевая рама Klein Adroit весит 1300 грамм, титановая основа велосипеда этой марки весит столько же ─ 1300 грамм, и фирме Scott удалось собрать сверхлегкую стальную хромомолибденовую раму весом 1600 грамм. Как видите, нет большой разницы в весе между рамами, сделанными из разных материалов
Их объединяет также одинаково высокая цена, оправдываемая сложностью изготовления качественных рам.
Стальная рама. Может собираться из конструкционной растяжимой стали ─ Hi-Ten (hi tensile) или сплава с хромом и молибденом ─ Cr-Mo (chrome molybdenum). Хромомолибденовые сплавы лучше, так как к ним применима технология баттинга. Изготовленные из этого сплава трубы имеют меньший вес, в сравнении с деталями из конструкционной стали.
Стальные конструкции имеют более изящный вид, так как они собираются из более тонких труб. Понятно, что стальные трубы более всего подвержены воздействию коррозии. Но время службы стальной рамы зависит в первую очередь от хозяина велосипеда. Просто нельзя допускать повреждения лакокрасочного покрытия. А свежие царапины несложно закрасить реставрационным карандашом.
Алюминиевая основа. Чистый алюминий слишком мягкий материал для изготовления, каких бы то ни было конструкций, будь это фюзеляж самолета или велосипедная рама. Поэтому для повышения прочности его сплавляют в основном с магнием, кремнием и цинком. Для изготовления несущих конструкций на велосипед используют множество различных сплавов алюминия: 5083, 5086, 6061, 6061T6, 6065, 7005, 7005T6, 7009T6, 7010T6. Первая цифра в серии указывает на основной легирующий металл. Сплавы серии 5000 укрепляют за счет магния. В составе сплавов 6000 меньше всего содержится магния, он замещается кремнием. В соединениях 7000 кроме небольшого количества магния имеется цинк.
Алюминиевая рама с большим содержание магния также подвержена разрушению коррозией в местах царапин, как и стальная деталь. Алюминий пластичен и накапливает усталостные деформации, что приводит к ослаблению сварных и контактных соединений. Поэтому не рекомендуется эксплуатировать изготовленные из него вело рамы дольше 10 лет.
Титановая рама. Изделия из титановых сплавов имеют долгий срок службы, поскольку они почти так же прочны как стальные детали, и не разрушаются коррозией. Титановые трубы очень трудно поддаются сгибанию и сварке, поэтому велорама изготовленная из них будет стоить дорого.
Чаще всего на сверхлегких велосипедах с титановыми рамами Wheeler (Германия) или Mongoose (США) катаются спортсмены, ведь мало какой любитель может позволить себе столь дорогое приобретение.
Карбоновая конструкция. Карбон представляет собой композитный материал, собранный из углеродного волокна и термореактивной смолы. Это единственный материал, у которого можно изменить жесткость в определенном направлении, а не только в конкретном месте. При производстве достаточно выбрать продольное или поперечное направление сплетения углеродных нитей.
Чем тоньше слой смолы между листами углеродной ткани, тем крепче изготовленная рама. Это объясняется тем, что при перегрузках в первую очередь разрушается хрупкая связующая смола, и уже после разрываются отдельные нити.
Карбоновая рама для велосипеда может быть составной, то есть собранной из металлических узлов и карбоновых труб. Но самые надежные монококовые рамы, которые формируются как цельная деталь из карбона. Они легче рам из любых других материалов и немного прочнее их.
После достаточно подробного рассмотрения темы о выборе велосипедных рам не должно быть вопросов касательно их геометрических размеров или материала изготовления. Остается лишь напомнить, что карбоновая рама лучше выдерживает удары, лишь в том направлении, в котором сплетены её волокна. Поэтому, просмотрев следующее видео об испытании на прочность алюминиевой и карбоновой рамы, не стоит делать поспешных выводов.
Кузовные и рамные шасси
Если речь идёт о шасси на раме, это законченная конструкция, которую можно передвигать на собственных колёсах или гусеницах. Рамные шасси устанавливают на грузовые автомобили, трактора. При этом на шасси транспортных средств, предназначенных для передвижения в условиях бездорожья, могут устанавливать средства повышения проходимости.
Если же речь идёт о шасси транспортного средства с несущим кузовом, то мы имеем дело с основанием транспортного средства. Именно оно является связующим звеном между агрегатами ходовой части, механизмами управления.
Один из популярных конструктивных вариантов полно-рамная система «кузов над рамой». Это жёсткая конструкция из стержней из стали. Для крепежа используются болты. Такая конструкция особенно подходит для джипов, микроавтобусов.
Шасси же с несущим кузовом (соединение выполнено методом сварки) чаще можно встретить у малых и средних легковых автомобилей. Многие кузовную конструкцию такого типа называют унифицированной, блочной.
По сравнению с рамной кузовная конструкция имеет существенно меньший вес. Благодаря этому у кузовного транспорта – лучшая топливная экономичность.
Рисунок наглядно демонстрирует, что у кузовного транспорта нет отдельной рамы. Несущий кузов транспортного средства сформирован панелями.
A – Кузовная конструкция со съемным шасси.
B – Компоненты шасси. Характерная компоновка для автомобилей Mazda, SAAB. Крепление компонентов к металлическим частям кузовной конструкции выполнено через усиленные поперечные элементы.
Важно также быть знакомым с понятием «самоходное шасси». В этом случае речь идёт не о составной части, а самостоятельном моторизированном транспортном средстве
На самоходное шасси ставится дополнительное оборудование, орудия, приспособления (сварочный аппарат, навесной комбайн, снегоуборочную машину, погрузчик, подъёмник, автокран). Самоходное шасси активно задействуется в коммунальном, сельском и лесном хозяйстве, а также на складах.
Как сварить раму автомобиля
В любом автомобиле, кузов – является важной неотъемлемой составляющей, которая защищает все внутренние узлы. Грузовой автомобиль, как и любой другой, требует постоянного обслуживания, а в случае поломки – ремонта. Очень часто в грузовике приходится варить раму
Именно об этом процессе пойдет речь в данной статье
Очень часто в грузовике приходится варить раму. Именно об этом процессе пойдет речь в данной статье.
О сварке кузова автомобиля можно прочесть тут.
Общие сведения
Рамой в автомобиле называется силовой каркас, выступающий основанием для крепления всех кузовных деталей, двигателя, коробки, приводов и т.д. Прибегать к такой технологии как сварка рамы, обычно следует при незначительных деформациях этой детали.
Например, если образовались трещины, сколы, складки, то в данном случае, варить раму будет целесообразно.
Однако, следует точно соблюдать технологию сварки, ведь от этого будет зависеть не только качество рамы, но и в будущем безопасность пользования автомобилем.
Выполнение ремонта и процесс сварки рамы грузовика
Очень часто, грузовые автомобили, например камаз, занимающиеся перевозкой больших грузов, могут выйти из строя прямо на трассе. Чтобы не допустить возникновения такой неприятной ситуации, следует постоянно контролировать в каком состоянии находится рама и производить своевременный ремонт этой детали.
Для того, чтобы в процессе сварки рамы грузового автомобиля, соединение получился прочным и надежным, нужно соблюдать ряд правил и требований.
Первое, что стоит отметить, так это необходимость следить за тем, чтобы на том участке, где образуется шов, металл не перегрелся. Варить шов надо маленькими отрезками, длина которых не превышает показатель в 5 мм.
Обязательно выжидайте некоторое время, пока место сварки не остынет
- Далее нужно обработать кромки. Осуществляется это посредством плазменного резака либо болгарки, т.к. это наиболее подходящий вариант для резки металла.
- Осуществляя сварку рамы, следите за тем, чтобы переходы с дополнительного металла на основной были как можно более ровными. Следите за тем, чтобы не образовывались подрезы, т.к. именно этот дефект приведет к потрескиванию рамы. Помимо этого, корень должен провариваться по всей длине, иначе весь процесс будет бессмысленным.
Учитывая тот факт, что со многими грузовыми автомобилями, которые не очень большие по размеру, работать достаточно сложно и рама очень часто склонна поломке, вне зависимости от качества выполненного шва, то здесь, есть только один выход – нужно усилить место поломки. Для этого подойдет швеллер и болтовое соединение.
Как сварить раму автомобиля своими руками
Прежде чем приступать непосредственно к процессу сварки, следует хорошо подготовить деталь
Важно верно определить повреждения, для этого надо снять все кузовные элементы и осмотреть пораженный участок. Место, где заканчивается трещина, надо засверлить. Это поможет предотвратить развитие повреждения
Это поможет предотвратить развитие повреждения.
Совет! Используйте сверла с диаметром 5 мм.
Подобные сварочные работы выполняются полуавтоматом.
Подробнее о процессе сварки. Как уже отмечалось, процесс сварки осуществляется в несколько проходов.
При первом проходе горелки – проваривается корень. Проварка осуществляется электродами, в качестве которых выступает проволока с толщиной в 1,2 мм с индексом Св08. Сварочные работы выполняются под воздействием тока в 100 А.
На втором и третьем проходе, показатель тока должен быть 110 А с той же сварочной проволокой, при этом валики должны быть как можно тоньше и перекрывать собой друг друга. На четвертом проходе, ток увеличивается до 120 А.
Важно, чтобы варка проводилась без прерывания дуги. Только так вы сможете получить максимально ровный и качественный шов
Обработка шва после сварки
Все швы после окончания сварочных работ нужно правильно обработать. Металл нужно защитить от негативного воздействия окружающей среды. Участок соединения надо отмыть, затем обработать пескоструйкой, обезжирить, прогрунтовать и покрасить.
В завершении стоит отметить, что сварка рамы грузовика – процесс, требующий концентрации и внимательности. Для того, чтобы шов получился максимально прочным и качественным, сварщик должен иметь некоторый опыт работы.
Поскольку рама – это важная деталь, от которой зависит безопасность управления автомобилем. Не забывайте о безопасности и выполняя сварку, обязательно наденьте специальную защитную одежду.
[Всего : 0 Средний: 0/5]