Какую функцию выполняет пол кузова

1. Типы кузовов, технологии их изготовления и материалы

В зависимости от конструкции кузова изготовляют каркасными., полукаркасными бескаркасными. Каркасный кузов имеет жесткий пространственный каркас, к которому прикреплены наружная и внутренняя облицовки. В полукаркасном кузове имеются некоторые части каркаса (стойки, дуги, усилители), которые соединяются между собой наружной и внутренней облицовками. В бескаркасном кузове необходимая жесткость обеспечивается за счет усиления его отдельных элементов путем придания им определенной формы и сечения.

Каркасные кузова применяются в автобусах и в некоторых типах спортивных автомобилей. Кузова грузовых; автомобилей имеют полукаркасную конструкцию, кузова легковых автомобилей выполняют бескаркасными.

Кузов легкового автомобиля представляет собой жесткую сварную конструкцию, состоящую из отдельных, предварительно собранных узлов: пола, левой и правой боковин с задними крыльями, крыши и передних крыльев.

Пол кузова обычно выполняют в виде цельноштампованной панели, усиленной по периметру жестким коробчатым профилем. С полом соединены передняя и задняя части кузова. Передняя часть состоит из моторного отсека, переднего щита, панелей и брызговиков, задняя часть состоит из багажного отсека, панелей и брызговиков. В передней части кузова имеется подмоторная рама, которая служит для крепления двигателя, радиатора и поперечной балки передней подвески Боковины выполняют цельноштампованными или сварными из отдельных детален (стоек, порогов, задних крыльев). Б боковинах имеются проемы для дверей. Крыша кузова цельноштампованная, ее выполняют вместе с проемами для ветрового и заднего окон. Неотъемлемыми частями кузова являются также капот, крышка багажника, двери, бамперы, облицовка радиатора, декоративные накладки и т.д.

Большинство кузовных деталей изготавливают путем холодной «лампочки из листовых сталей. Эти стали выпускают в виде собственно листов, рулонов, полос и лент. По толщине различают а) особо тонколистовую сталь (жесть) толщиной до 0,4 мм, б)тонколистовую — 0,4—4,0 мм. в)толстолистовую — свыше 4,0 мм. В кузовостроении обычно применяют тонколистовую (0,6—1,5 мм) холоднокатаную качественную сталь всех видов раскисления с содержанием углерода 0,08—0,25%. Сталь поставляют в виде листов и рулонов, ее подвергают рекристаллизационному отжигу при 650—690°С. Важной характеристикой этих сталей является штампуемость.

Основными технологическими процессами, применяемыми в кузовостроении являются обработка давлением, сварка, а также технологии, применяемые для защиты кузовов от коррозионного разрушения, и технологии, связанные с внешней и внутренней декоративной отделкой кузова.

Основными материалами, применяемыми в кузовостроении являются конструкционные стали. Для защитно-декоративной отделки кузовов применяются различные виды материалов, и в первую очередь – лакокрасочные, а для отделки салона и изготовления его элементов – интерьерные и отделочные материалы.

Штампуемость сталей

Штампуемость — способность стали или другого сплава пластически деформироваться до заданных степеней деформации, приобретая требуемую форму и не разрушаясь при этом. Одной из характеристик штампуемости является способность стали к вытяжке. В этой связи различают: ВОСВ — весьма особо сложная вытяжка, ОСВ — особо сложная вытяжке, СВ — сложная вытяжка, ВГ — весьма глубокая вытяжка. На штампуем ость влияют качество поверхности листовой стали, толщина листа, химический состав стали и ее структура. По качеству поверхности различают: а) листовые стали с глянцевой поверхностью, шероховатость которой соответствует значению R_a<0,6mkm: б) листовые стали с матовой поверхностью. (R_a = 0,8— 1,6 мкм), б) листовые стали с шероховатой поверхностью (R_a> 1,6 мкм). Чем выше качество поверхности, тем лучше штампуемость.

Свариваемость сталей

Свариваемость — способность стали к образованию при сварке соединения, равнопрочного с основным металлом и не имеющего дефектов в виде холодных и горячих трещин, пор, т.н. «непровара» и т.д. Свариваемость стали зависит от содержания в ней углерода, чем меньше углерода, тем лучше свариваемость. Углерод оказывает определяющее влияние на возможность образования горячих и холодных трещин. С увеличением содержания углерода опасность образования горячих трещин возрастает. Холодные трещины возникают при мартенситном превращении в результате местной закалки при сварке. Углерод увеличивает объемный эффект мартенситного превращения и тем самым способствует образованию холодных трещин. Поэтому для сварных конструкций рекомендуют малоуглеродистые (≤ 0,25%) стали.

Влияние состава и структуры сталей на штампуемость и свариваемость

Углерод оказывает сильное влияние на штампуемость. При увеличении количества углерода возрастает прочность и снижается пластичность стали, штампуемость при этом ухудшается. Поэтому для случаев особо сложной вытяжки содержание углевода в стали не должно превышать 0,1%, а для неглубокой вытяжки и гибки содержание углерода может достигать 0,15—0,2% и более (до 0,3%).

Сера, фосфор и кремний являются вредными примесями. Эти примеси, растворяясь в феррите, упрочняют его, что снижает пластичность стали. Особенно сильное упрочняющее влияние оказывает кремний. Поэтому его содержание в сталях для холодной штамповки — 0,01—0,03%, содержание серы ≤ 0,04%, фосфора ≤ 0.02%.

Кислород оказывает на штампуемость неоднозначное влияние. При выплавке стали кислород связывает кремнии в соединение SiО₂, которые переходят в шлак. Поэтому в кипящих (нераскисленных) сталях типа 08 КП содержание кремния минимально, что вызывают деформационное старение этих сталей, которое приводит к образованию на поверхности кузовных деталей т.н. полос скольжения. Полосы скольжения существенно ухудшают внешний вид деталей даже после нанесения лакокрасочного покрытия Полосы скольжения не образуются, если после рекристаллизационного отжига листовую сталь подвергают дрессировке. Дрессировкой называют холодную прокатку листовой стали с малыми (0,8—1,5%) степенями обжатия.

Введение в состав сталей ванадия (0,02—0,04%), алюминия (0,02—0,07%), титана (0,01—0,03%) препятствует развитию деформационного старения. Стали, легированные указанными элементами, называют нестареющими.

Стали с 0,08—0,1% С имеют ферритную структуру с незначительным (< 10%) количеством перлита. В стали с 0,15—0,25% С количество перлита увеличивается, но если перлит зернистый, то отрицательного влияния на штампуемость стали он не оказывает.

Влияние структуры на штампуемость проявляется через размер ферритных зерен и их однородность, а также через вид, количество и размеры неметаллических включений, в том числе и цементита.

Крупнозернистый (< 6-го балла) феррит при штамповке вызывает образование на поверхности деталей грубой шероховатой поверхности. Этот дефект называют «апельсиновой коркой».

Уменьшение ферритного зерна до значений > 8-го балла вызывает увеличение прочности и уменьшение пластичности стали. Поэтому оптимальным размером ферритных зерен считается размер, соответствующий 6—8 баллам шкалы зернистости при толщине листов 0,6—2,0 мм.

Отрицательно влияет на штампуемость т.н. разнозернистость, сопровождаемая неравномерным распределением цементита, который группируется е участках с мелкозернистой структурой. В такой стали пластическая деформация протекает неравномерно.

По виду неметаллических включений различают а) оксиды строчечные и точечные, б) нитриды строчечные и точечные; в) силикаты; г) сульфиды; д) карбиды (цементит) Цементит вызывает разрывы стали по границам ферритных зерен при штамповке. Поэтому содержание цементита в структуре сталей для глубокой вытяжки должно а соответствовать 1—2 баллам шкалы ГОСТа.

Размеры неметаллических включений колеблются в весьма широком диапазоне значений от 01 до 100 и более мкм. Мелкими включениями считаются оксиды, наиболее крупными — силикаты. По фирме различают сфероидные равноосные и неравноосные включения.

Неметаллические включения отрицательно влияют на штампуемость, т.к. являются

концентраторами напряжений, инициирующими образование трещин и разрывы стали при штамповке. Наиболее негативно влияют на штампуемость строчечные неметаллические включения, которые могут вызвать при штамповке местное расслоение и растрескивание металла.

Наличие в структуре единичных мелких включений сферической форм на штампуемость не влияет.

Применение сталей повышенной прочности (СПП)

Эффективным способом снижения массы автомобиля и потребления топлива является применение в кузовостроении. сталей повышенной прочности. Это низкоуглеродистые стали, у которых значение предела текучести Ơ_0,2>280 МПа, а значение временного сопротивления разрыву Ơ₆>400 MПа. Вместе с тем пластичность этих сталей должна быть, достаточно высокой (δ≥15-20%) для обеспечения штампуемости. По суммарному содержанию легирующих элементов СПП следует отнести к низколегированным сталям. В состав этих сталей входит марганец, кремний, алюминии, ванадий, ниобий, титан, никель, медь, aзот в незначительных количествах. Сочетание вышеуказанных свойств в СПП достигается упрочнением твердого раствора, дисперсионным твердением и уменьшением размеров зерен. Оптимальный уровень механических свойств обеспечивается при комплексном легировании, когда в состав стали входят несколько легирующих элементов.

При производстве грузовых автомобилей применяют СПП, состав и механические свойства некоторых из них приведены в таблице 2. По структуре эти стали относят к малоперлитным, штампуемость их ниже по сравнению со стандартными кузовными сталями. Эти стали применяют для изготовления деталей кузовов грузовых самосвалов, а также для таких деталей грузовиков, как бамперы, лонжероны, поперечины и другие элементы рам, детали подвески, кожухи заднего и переднего мостов. Стали хорошо свариваются и имеют незначительную склонность к деформационному старению.

Применение двухфазных сталей

Отдельную группу СПП составляют двухфазные, ферритно-мартенситные стали.

Основные преимущества этих сталей заключаются в повышенной (при данной прочности) пластичности и в высоких показателях деформационного упрочнения, микроструктура этих сталей состоит из мелкозернистой ферритной матрицы с регламентированным количеством мартенсита или нижнего бейнита. Такая структура стали формируется в peзультате ускоренного охлаждения стали из межкритического интервала температур после специального нагрева или горячей прокатки. Для этих сталей характерно низкое отношение предела текучести Ơ0.2 к пределу прочности Ơ6 а также способность к упрочнению при незначительных (- 5%) степенях деформации. Изменение объемной доли мартенсита позволяет получить стали с широким интервалом прочности — от 400 до 1000 Мпа.

Низкое значение отношения Ơ0.2/Ơ6 в исходном состоянии благоприятно сказывается на штампуемости этих сталей. Она характеризуется такими категориями вытяжки, как ОСВ (особо сложная вытяжка), СВ (сложная вытяжка), ВГ (глубокая вытяжка). Двухфазные стали выпускают в виде листов, рулонов, лент толщиной 0,7—2,0 мм. Они хорошо свариваются, сопротивление коррозии на уровне стали O8 КП, поэтому на детали из этих сталей необходимо нанесение защитных лакокрасочных покрытий. Стойкость двухфазных сталей на 35—40% выше, чем у обычных листовых сталей.

Композиционные материалы (КМ), общие сведения

Композиционными называют материалы, полученные искусственным путем за счет соединения разнородных компонентов, отличающихся по своим механическим, физическим и химическим свойствам

Любой композиционный материал состоит из матрицы и наполнителей:

К М = матрица + наполнитель 2 …

В качестве наполнителя применяют более прочный компонент, и качестве матрицы -более пластичный, вязкий. Наполнитель равномерно распределен в матрице, которая связывает отдельные элементы наполнителя в единый материал. Механическая нагрузка, приложенная к композиционному материалу, воспринимается матрицей, и через поверхность контакта матрицы с наполнителем передается на элементы наполнителя.

Классификация КМ

Композиционные материалы различают по типу матрицы или по типу наполнителя. В зависимости от типа матрицы КМ подразделяют на следующие виды:

композиты с металлической матрицей (металлокомпозиты);

композиты с полимерной матрицей (полимерокомпозиты);

композиты с углеродной матрицей;

композиты с керамической матрицей.

В композитах применяют наполнители в виде волокон или зерен (частиц). В соответствии с этим различают:

композиты с волокнистым наполнителем (волокниты);

композиты с зернистым (дисперсным) наполнителем (дисперсно армированные КМ).

Что такое и из чего состоит кузов легкового автомобиля

Автомобиль состоит из множества элементов, которые слаженно работают вместе. Основными из них принято считать двигатель, ходовую часть и трансмиссию. Однако, все они закреплены на несущей системе, которая и обеспечивает их взаимодействие. Несущая система может быть представлена разными вариантами, но наиболее популярным является кузов автомобиля. Это важный конструктивный элемент, который обеспечивает крепление составных частей транспортного средства, размещение пассажиров и грузов в салоне, а также воспринимает все нагрузки во время движения.

Назначение и требования

Если двигатель называют сердцем автомобиля, то кузов – это его оболочка или тело. Как бы то ни было, именно кузов является самым дорогим элементом машины. Основное его назначение – это защита пассажиров и внутренних компонентов от воздействия окружающей среды, размещение посадочных мест и прочих элементов.

фото 1

Как к важному конструктивному элементу к кузову предъявляются определенные требования, среди которых:

стойкость к коррозии и долговечность;
сравнительно небольшая масса;
необходимая жесткость;
оптимальная форма, чтобы обеспечить ремонт и обслуживание всех агрегатов автомобиля, удобство погрузки багажа;
обеспечение необходимого уровня комфорта для пассажиров и водителя;
обеспечение определенного уровня пассивной безопасности при столкновении;
соответствие современным стандартам и тенденциям в дизайне.

Компоновка кузовов

Несущая часть автомобиля может состоять из рамы и кузова, только кузова или быть комбинированной. Кузов, который выполняет функции несущей части, так и называется несущим. Именно такой тип наиболее распространен на современных автомобилях.

Также кузов может быть выполнен в трех объемах:

однообъемный;
двухобъемный;
трехобъемный.

Однообъемный выполняется как цельный корпус, который объединяет отделение для двигателя, пассажирский салон и багажный отсек. Такая компоновка соответствует пассажирским (автобусы, микроавтобусы) и грузопассажирским автомобилям.

Двухобъемный имеет две зоны пространства. Пассажирский салон, объединенный с багажником, и моторный отсек. К такой компоновке относятся хэтчбек, универсал и кроссовер.

Трехобъемный состоит из трех отсеков: пассажирского, отсека для двигателя и багажного отделения. Это классическая компоновка, которой соответствуют седаны.

Разные компоновки можно рассмотреть на рисунке ниже, а более подробно почитать в нашей статье о типах кузовов.

фото 2

Устройство

Несмотря на разнообразие компоновок, кузов легкового автомобиля имеет общие элементы. Они показаны на рисунке ниже и включают в себя:

Передний щит. Отделяет моторный отсек от пассажирского.
Передние стойки. Также обеспечивают жесткость и крепят крышу.
Крыша.
Задняя стойка.
Заднее крыло.
Багажная панель.
Средняя стойка. Обеспечивает жесткость кузова, изготавливается из прочной листовой стали.
Пороги.
Центральный тоннель, где располагаются различные элементы (выхлопная труба, карданный вал и т.д.). Также увеличивает жесткость.
Основание или днище.
Надколесная ниша.

Конструкция может быть иной в зависимости от типа кузова (седан, универсал, микроавтобус и т.д.). Особое внимание в конструкции уделяется несущим элементам, таким как лонжероны и стойки.

Жесткость

Жесткость – это свойство кузова автомобиля сопротивляться динамическим и статистическим нагрузкам в процессе эксплуатации. Она напрямую влияет на управляемость.

Чем выше жесткость, тем лучше управляемость автомобиля.

Жесткость зависит от типа кузова, общей геометрии, количества дверей, размера машины и окон. Большую роль также играет крепление и положение лобового и заднего стекол. Они могут увеличить жесткость на 20-40%. Для большего увеличения жесткости устанавливаются различные распорки-усилители.

Наиболее устойчивыми считаются хэтчбеки, купе и седаны. Как правило, это трехобъемная компоновка, которая имеет дополнительные перегородки между багажным отделением и двигателем. Недостаточную жесткость показывают кузова типа универсал, пассажирский, микроавтобус.

Есть два параметра жесткости – на изгиб и на кручение. На кручение проверяют сопротивление при давлении в противоположных точках относительно его продольной оси, например, при диагональном вывешивании. Как уже было сказано, современные автомобили имеют цельный несущий кузов. В таких конструкциях жесткость обеспечивается главным образом за счет лонжеронов, поперечных и продольных балок.

Материалы для изготовления и их толщина

Прочность и жесткость конструкции можно увеличить за счет толщины стали, но это скажется на массе. Кузов должен быть легким и одновременно прочным. Это обеспечивается за счет применения низкоуглеродистой листовой стали. Отдельные детали изготавливаются путем штамповки. Затем части прочно соединяются друг с другом точечной сваркой.

Основная толщина стали составляет 0,8-2 мм. Для рамы применяется сталь толщиной 2-4 мм. Наиболее важные детали, такие как лонжероны и стойки, изготавливаются из стали, чаще всего легированной, толщиной 4-8 мм, большегрузные автомобили – 5-12 мм.

Плюс низкоуглеродистой стали в том, что она хорошо подвергается формовке. Можно сделать деталь любой формы и геометрии. Минус в низкой устойчивости к коррозии. Для повышения стойкости к коррозии листы стали подвергаются оцинковке или добавляется медь. Лакокрасочное покрытие также защищает от коррозии.

Наименее важные детали, которые не несут основной нагрузки, изготавливаются из пластмасс или сплавов алюминия. Это снижает вес и стоимость конструкции. На рисунке показаны материалы и их прочность в зависимости от назначения.

фото 4

Алюминиевый кузов

Современные конструкторы постоянно ищут способы снижения массы без потери жесткости и прочности. Одним из перспективных материалов является алюминий. Масса алюминиевых деталей в 2005 году в европейских автомобилях составила 130 кг.

Сейчас активно применяется материал пеноалюминий. Это очень легкий и одновременно жесткий материал, который хорошо поглощает удар при столкновении. Пенистая структура обеспечивает высокую термостойкость и шумоизоляцию. Минусом данного материала является его высокая стоимость, примерно на 20% дороже традиционных аналогов. Широко применяют алюминиевые сплавы концерны «Ауди» и «Мерседес». Например, за счет таких сплавов удалось значительно снизить массу кузова Ауди А8. Она составляет всего 810 кг.

фото 5

Кроме алюминия рассматриваются пластиковые материалы. Например, инновационный сплав «Fibropur», который по жесткости практически не уступает стальным листам.

Кузов является одним из важнейших конструктивных компонентов любого автомобиля. От него во многом зависит масса, управляемость и безопасность транспортного средства. Качество и толщина материалов сказывается на долговечности и устойчивости к коррозии. Современные автопроизводители все чаще применяют углепластик или алюминий, чтобы снизить массу конструкции. Главное, чтобы кузов смог обеспечить максимально возможную безопасность для пассажиров и водителя в случае столкновения.

Конструкция несущего кузова автомобиля

В этой статье поговорим о несущем кузове автомобиля, о истории появления, его характеристиках и устройстве.

Несущий кузов пришёл на смену рамной конструкции автомобиля. Грубо говоря, он объединяет раму и кузов в одно целое и имеет дополнительные усиления в необходимых местах. Раму замещают продольные (лонжероны) и поперечные силовые элементы.

Некоторые автомобили, такие как грузовики и некоторые внедорожники, по-прежнему имеют рамную конструкцию.

Несущий кузов имеет похожий принцип и дизайн, который годами использовался в авиастроении ещё до появления его в автомобилях.

История появления несущей конструкции кузова

Первая попытка создания несущего кузова была предпринята в 1922 году. Был создан автомобиль Lancia Lambda. Он был без крыши и по конструкции больше напоминал раму с встроенными боковыми элементами. Ключевую роль в развитии несущего кузова съиграла американская компания Budd Company, которая снабдила оборудованием для прессовки листовой стали автопроизводителей Dodge, Ford, Buick и Citroën. В 1930-ом году инженер из Австрии Joseph Ledwinka совместно с компанией Budd создал прототип несущего кузова, который сразу запатентовал.

Citroen-Traction

Несущий кузов автомобиля Citroen Traction Avant

Компания Citroen выпустила первый автомобиль с несущим кузовом Citroen Traction Avant. Этот автомобиль имел полноценный несущий кузов со всеми силовыми элементами, которые применяются на современных автомобилях. Как и при изготовлении современных несущих кузовов, для соединения элементов кузова была применена контактная сварка. Массовая продукция его была начата в 1934 году. В дальнейшем, такая конструкция кузова постепенно стала замещать традиционную рамную конструкцию.

Характеристики несущего кузова

Конструкция кузова сделана из комбинации прессованных листовых панелей разных форм, соединённых в единую конструкцию при помощи точечной контактной сварки. Кузов получается относительно лёгким и очень прочным.

Такой тип конструкции часто сравнивают со скорлупой яйца. Если пытаться раздавить яйцо, прилагая усилие продольно, с противоположных концов, то это будет сделать не просто. Так получается из-за того, что вся сила не концентрируется в одном месте, а рассеивается по всей скорлупе. Подобным образом функционирует несущий кузов. В рамных автомобилях, которые были до появления несущих кузовов, рама принимала на себя все нагрузки, а кузов обеспечивал только функциональные нужды. В несущем же кузове силовые элементы являются частью кузова, который, в свою очередь, состоит из множества панелей, приваренных друг к другу и образующих единую конструкцию. Даже вклеенные стёкла автомобиля (лобовое и заднее) влияют на общую жёсткость. Таким образом, нагрузка распределяется по всему кузову.

Благодаря отсутствию рамы, автопроизводители получили возможность делать автомобили более компактным и лёгкими, а также появилась большая свобода в дизайне.

Недостатками несущего кузова можно считать шум и вибрацию, которая больше передаётся на кузов, чем на рамном автомобиле. В современных автомобилях эта проблема решается благодаря применению шумо-вибро изолирующих материалов.

В несущих кузовах используется достаточно тонкий листовой металл, прочность которого увеличена благодаря штампованию. Силовые элементы сделаны из высокопрочной стали. В таких типах кузовов ржавчина может влиять на структурную жёсткость кузова и на безопасность. Поэтому антикоррозионная защита, в особенности структурных элементов, очень важна.

Несущий кузов даёт преимущество более низкого центра тяжести автомобиля, увеличивается экономия и рейтинг безопасности. Благодаря более низкому центру тяжести улучшается устойчивость и управляемость и уменьшается вероятность переворота автомобиля.

Неоднократно проводились краш-тесты с автомобилями, имеющими рамную конструкцию и автомобилями с несущим кузовом. Автомобили с несущим кузовом показывают лучшую безопасность при фронтальном столкновении и при перевороте, но немного худшую безопасность при боковых столкновениях.

Рассмотрим конструкцию несущего кузова, разделив её на три части: переднюю, центральную и заднюю.

Конструкция передней части кузова

Главными силовыми элементами передней части несущего кузова являются лонжероны. Это продольные полые элементы, крепящиеся ближе к низу передней части кузова. Они являются самыми прочными элементами несущего кузова автомобиля. Они изготавливаются из высокопрочной стали. Лонжероны крепятся частично к щиту моторного отсека и частично к низу передних брызговиков кузова. Лонжероны имеют зоны запланированного смятия при авариях, чтобы гасить энергию при фронтальном ударе.

Фартуки (брызговики) передних крыльев являются внутренними панелями, которые располагаются вокруг колеса и защищают от грязи. Они частично приварены к лонжеронам. Брызговики также добавляют структурной жёсткости кузову.
Верхнее усиление брызговика является структурным элементом передней части кузова. На него прикручиваются передние крылья.
Чашки кузова – это усиленные элементы кузова, которые удерживают верхнюю часть стоек подвески. Они сформированы как часть брызговиков кузова.
Рамка радиатора (поддержка радиатора, подкапотная рамка) – это структурный элемент, расположенный в передней части кузова и удерживает радиатор системы охлаждения, замок капота и другие смежные элементы автомобиля. Рамка радиатора крепится к лонжеронам и брызговикам. Она придаёт жёсткость передней части кузова, как поперечный структурный элемент.
Щит моторного отсека (или передняя перегородка) – это панель, делящая переднюю секцию кузова и центральную секцию салона. Щит моторного отсека помогает защитить водителя и пассажиров при возникновении пожара в моторном отсеки. За щитом идёт силовая конструкция, защищающая водителя и пассажиров в момент аварии.
Передние крылья располагаются рядом с передними дверьми и доходят до переднего бампера. Они закрывают переднюю подвеску, и брызговики передней части кузова. На современных машинах крылья, обычно, прикручиваются к кузову болтами.
Усилитель бампера прикручивается к передней части лонжеронов и предназначен для гашения удара при аварии.

Центральная часть несущего кузова

Днище является главной структурной секцией нижней части салона кузова. Часто, днище штампуется как одна большая цельная панель. С нижней стороны днища кузова проходят продольные и поперечные силовые элементы. Места крепления сидений усилены и также придают жёсткость днищу.

Центральная часть кузова (салон) окружена усиленными панелями для безопасности водителя и пассажиров. Боковая центральная стойка имеет внутри усиление, двери имеют усилители внутри и сами являются достаточно прочной конструкцией, за панелью приборов находится усиленная конструкция, крыша обычно имеет усиленную поперечину, сберегающую салон при перевороте.

Стойки кузова – это вертикальные элементы, которые удерживают конструкцию крыши и защищают салон кузова в случае переворота автомобиля. Стойки кузова состоят из внешних лицевых частей и внутреннего усиления из высокопрочной стали. В конструкции кузова типа «седан» имеется 3 типа стоек кузова (передние, средние или боковые и задние стойки, переходящие в задние крылья). Передние стойки кузова переходят в рамку лобового стекла. Центральные стойки удерживают конструкцию крыши между передними и задними дверями. Они помогают усилить крышу и обеспечивают места крепления шарниров задних дверей. Средние стойки кузова распределяют нагрузки с нижней части кузова к верхней и предотвращают сжатие боковых частей при боковых ударах, защищая салон кузова. Задние стойки кузова удерживают заднюю часть крыши и переходят в задние крылья. Они, также, являются посадочным местом для заднего стекла.
Боковая панель является общей конструкцией, в которой передний и задний проём дверей сделан одним элементом, без сваривания частей. Такое устройство даёт преимущество в меньшей подверженности коррозии.
Пороги – это усиленные конструкции, которые находятся в нижней части дверных проёмов. Они соединяются контактной сваркой с фланцами днища. Внутри лицевой части порогов расположено усиление. Пороги удерживают нижнюю часть средних стоек и служат боковой поддержкой для днища.
Задняя «полка» — это панель, расположенная за задними сидениями, под задним стеклом.
Задняя перегородка разделяет салон кузова и багажное отделение (на седанах).
Двери имеют составную конструкцию. Они состоят из внешней панели, внутреннего усилителя и части, на которой крепятся стеклоподъёмники и другие элементы дверей, включая обшивку.

Панель крыши закрывает центральную часть кузова и удерживается на стойках кузова. Панель крыши является одной из самых больших панелей кузова и, в то же время, представляет собой очень простую конструкцию. Жёсткость крыше придаёт её форма, а также усилители, которые располагаются с обратной стороны и приклеиваются к ней. Крыша, переходящая в заднее крыло приваривается при помощи латуни или кремнистой бронзы. Этот тип соединения позволяет делать длинный ровный шов, даёт эластичность и хорошо противостоит нагрузкам и вибрациям, воздействующим на это место кузова. К тому же, такое соединение меньше подвержено коррозии.

Задняя часть кузова

Задние лонжероны являются силовыми продольными элементами задней части кузова. Они изготавливаются из высокопрочной стали. Они удерживают пол багажника и принимают на себя всю нагрузку при перевозке багажа.

Пол багажника представляет собой штампованный лист, которые часто имеет вогнутую форму и образует место под запасное колесо. Пол приварен к задним лонжеронам, задним брызговикам (или аркам) и задней панели кузова.
Задние крылья представляют собой несъёмные панели, приваренные к кузову и являются частью структуры задней части кузова.
Задние чашки кузова удерживают верхнюю часть задних стоек.
Задние арки кузова крепятся к задним крыльям.

Зоны запланированного сжатия (смятия)

Это зоны кузова, прочность которых специально ослаблена при изготовлении автомобиля. Это сделано, чтобы, сжимаясь в этих местах, элементы кузова гасили энергию удара. Зоны запланированного смятия обеспечивают определённый контроль второстепенных повреждений и увеличивают безопасность водителя и пассажиров. Элементы кузова с такими ослабленными зонами сминаются более предсказуемо, чем без них. Передние и задние лонжероны имеют зоны запланированного сжатия, в которых они сгинаются при аварии, гася энергию удара. Капот, также, имеет такие зоны.

Несущий кузов так спроектирован, что передняя и задняя часть сминается относительно легко, в то время как средняя часть, где находится водитель с пассажирами, остаётся целым.

Типы стали в конструкции несущего кузова

Сталь по-прежнему самый часто используемый материал при изготовлении различных видов транспорта. При изготовлении силовых элементов несущего кузова применяется высокопрочная сталь, высокопрочная низколегированная сталь и сверхпрочная сталь. Предел прочности такой стали в 2–4 раза больше обычной, низкоуглеродистой стали. Штампование ещё больше усиливает прочность панелей. Применение высокопрочной стали, позволило автопроизводителям уменьшить толщину листового металла при изготовлении структурных элементов без ухудшения прочности кузова.

На некоторых современных автомобилях структурные элементы кузова могут быть сделаны, из комбинации разных типов стали. Лазером сваривается сталь разной толщины и прочности. Получается одна цельная панель.

Пенный наполнитель внутри закрытых конструкций несущего кузова

Расположение пенного наполнителя внутри закрытых конструкций кузова может варьироваться у разных автомобилей. Пена может располагаться в порогах, стойках кузова, лонжеронах. Пенный наполнитель используется для уменьшения шума, вибрации и увеличения прочности кузова.

Нежелательно сваривать панели рядом с местом, где расположен пенный наполнитель. Если есть такая необходимость, то наполнитель нужно сначала удалить, а потом восстановить по завершению ремонта.

Пенный наполнитель не плавится и не горит, если резать «болгаркой» часть кузова рядом с ним.

Для замены специального пенного наполнителя не рекомендуется использовать строительную пену.

Ремонт несущего кузова

Автомобиль с несущим кузовом, в отличие от рамной конструкции, требует другой подход к ремонту.

Так как кузов представляет собой взаимосвязанную конструкцию, то, часто, дополнительно к основному, он получает второстепенные повреждения. Это нужно всегда учитывать при осмотре перед ремонтом.

Устройство кузова каркас и оперение кратко

Кузов большинства современных легковых автомобилей цельнометаллический, несущего типа. Его главная задача — при незначительной массе обеспечить соединение всех частей автомобиля, размещение водителя, пассажиров и различных грузов, защиту их от внешних воздействий. Он должен обладать высокой прочностью и способностью воспринимать значительные механические нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации автомобиля.

Кузов легкового автомобиля состоит из стального неразъемного каркаса, на котором установлены капот моторного отсека, крышка багажника, двери, крылья колес и детали декоративного оформления (передние и задние бамперы, облицовка радиатора и т. п.).

Основными элементами каркаса являются: передок, пол, боковины, крыша с рамой ветрового окна, панель задка и силовые элементы (лонжероны, поперечины, стойки). Все детали и узлы кузова, кроме навесных элементов, а в отдельных моделях и передних крыльев, соединяются в единое целое контактной точечной электросваркой. Сильнонагруженные детали дополнительно привариваются электродуговой сваркой.

Передняя часть каркаса кузова усилена подмоторной рамой лон- жеронного типа, которая предназначена для установки силового агрегата (двигателя, сцепления, коробки передач) и передней подвески. Для увеличения жесткости кузова в его силовую схему могут быть включены продольные и поперечные брусья, лонжероны и другие профильные элементы, имеющие коробчатое сечение для уменьшения его общей массы .

Основание кузова выполнено в виде стальной, цельноштампо- ванной или составной (сварной) панели, усиленной по периметру с внутренней стороны салона профилем коробчатого сечения. С основанием соединены передняя и задняя части кузова. Передняя часть включает в себя щиток передка, раму радиатора, брызговики, а задняя панели и брызговики.

Наружные элементы кузова (боковины) выполнены цельно- штампованными или сварными из отдельных элементов (стоек, порога пола и т. д.). Боковины имеют дверные проемы, а в некоторых моделях и окна. Боковины также имеют желобки и фланцы под уплотнители дверей.

Крыша кузова металлическая, цельноштампованная или съемная, с мягким или жестким верхом. Она может иметь проемы для установки ветрового и заднего окон, а также верхнего люка.

Рама ветрового окна выполняется одной деталью, к которой наверху и внизу привариваются усилители. Передние стойки для увеличения жесткости имеют две изолированные полости. Панель крыши, кроме усилителей и передней балки, может иметь и заднюю балку для навешивания двери задка. Панель задка имеет верхнюю и нижнюю поперечины.

Изначально при конструировании автомобилей, в качестве несущей системы использовалась рама. Она представляла собой основу, на которую крепились узлы и агрегаты транспортного средства. Все вместе это называлось шасси. Кузов автомобиля крепился к шасси при помощи болтов и являлся съемным элементом автомобиля.

Рамная конструкция

На сегодняшний день, далеко не все транспортные средства имеют рамную конструкцию. Как правило, это грузовые автомобили и некоторые внедорожники. Рама позволяет значительно увеличить нагрузку на транспортное средство в ходе его эксплуатации. Для легковых автомобилей рама не используется. Современные технологии сборки кузова обеспечивают ему необходимую жесткость и прочность. Кузова, не имеющие раму, называются несущими.

Конструкция несущего кузова

Несущий кузов автомобиля, представляет собой сложную конструкцию из отдельных панелей, соединенных друг с другом при помощи сварки. Они изготавливаются из листового железа, жесткость которым придают ребра и усилители. Данная конструкция получается достаточно прочной и легкой.

Несущий кузов автомобиля можно разделить на три основные части:

передняя;
центральная;
задняя.

Передняя часть кузова

Основными элементами передней части несущего кузова являются передние лонжероны. Они представляют собой полые балки, которые привариваются к щитку моторного отсека и к нижней части передних брызговиков. Лонжероны являются самыми прочными элементами передней части. В них предусмотрены специальные зоны смятия, которые гасят фронтальный удар.

Устройство передней части кузова автомобиля

Брызговики представляют собой панель вокруг колеса, обеспечивающую защиту от попадания грязи в моторный отсек. Они имеют усиленные области, которые называются чашки. Чашки служат надежной опорой для передних стоек подвески. Брызговики частично приварены к лонжеронам и имеют верхний усилитель.

Еще одним элементом передней части, является суппорт радиатора. Он крепится к обоим лонжеронам, что придает дополнительную жесткость конструкции. Суппорт радиатора является основой для крепления радиатора охлаждения, радиатора кондиционера, вентиляторов и других элементов передней части автомобиля. Так же суппорт крепится к верхним усилителям брызговика.

Усилитель бампера предназначен для основного гашения фронтального удара. Он тоже крепится к лонжеронам. И придает дополнительную жесткость передней части кузова.

В качестве дополнительного усиления конструкции, может использоваться подрамник. Он располагается в передней нижней части между лонжеронами.

Необходимо заметить, что суппорт радиатора, подрамник и усилитель бампера являются съемными элементами и могут крепиться к кузову при помощи болтов. Несъемные элементы крепятся при помощи точечной сварки. Когда все элементы передней части в сборе, они составляют крепкую конструкцию, на которой размещаются детали двигателя и передней подвески.

Центральная часть кузова

Основным элементом жесткости центральной части автомобиля можно назвать днище. Чаще всего днище является одной штампованной деталью. Оно имеет ребра жесткости и усиление в местах крепления сидений.

Дополнительным усилением днища автомобиля являются пороги. Пороги расположены в нижней части дверных проемов. Они привариваются к днищу и служат опорой для средних стоек автомобиля.

По бокам, с обеих сторон, расположены стойки.

Стойки – это вертикальные элементы кузова. Они обеспечивают необходимую защиту центральной части в случае переворота транспортного средства, а так же при боковых ударах.

передние;
центральные;
задние.

Устройство центральной части кузова автомобиля

Крыша устанавливается на боковые стойки. Она тоже имеет ребра жесткости, которые придают конструкции дополнительную прочность.

Еще одним элементом центральной части, является задняя полка. Она представляет собой панель, расположенную под задним стеклом. Конструкция седанов предполагает наличие задней перегородки, которая отделяет центральную часть и багажное отделение.

К съемным элементам центральной части относятся двери. В закрытом состоянии они также придают дополнительную прочность кузову транспортного средства.

Задняя часть кузова

Особую прочность задней части придают задние лонжероны. Они крепятся к полу багажника и изготавливаются из высокопрочной стали.

Пол багажника является штампованным элементом. Он имеет ребра жесткости. В современных автомобилях форма пола багажника позволяет разместить запасное колесо. Пол крепится к задним лонжеронам, к задним брызговикам и к задней панели.

Задние брызговики имеют усиленные чашки, которые удерживают элементы подвески.

Задние крылья тоже являются элементами несущего кузова автомобиля. Они также усиливают конструкцию придавая ей жесткость и прочность.

Заключение

При изготовлении элементов несущего кузова автомобиля используют различные типы стали. В местах, где необходимо обеспечить дополнительную прочность применяют высокопрочный и ультра высокопрочный вид стали.

Зная конструкционную особенность автомобиля, можно значительно упростить и ускорить некоторые кузовные работы.

Назначение кузова современного легкового автомобиля определяется двумя функциями: кузов обеспечивает пассажирам и водителю комфорт и безопасность в аварийных ситуациях.

По назначению и исполнению кузова легковых автомобилей подразделяют на следующие 5 классов:

Кузова большинства легковых автомобилей являются несущим элементом конструкции, к ним крепятся элементы ходовой части и шасси. Это уменьшает массу автомобиля, снижает его общую высоту, а значит, и центр тяжести, делая автомобиль более устойчивым. С другой стороны, эта несущая конструкция создает трудности для шумоизоляции салона. Комфортабельные автомобили высокого класса имеют рамную конструкцию.

Основа кузова – каркас. Требования к нему следующие. Конструкцию каркаса рассчитывают так, чтобы при ударе с любой стороны энергия удара гасилась. Детали кузова, образующие салон, должны получить при этом минимально возможные деформации, другими словами, кузов должен устранить или снизить тяжесть последствий аварии.

Для поглощения энергии удара при столкновении служат бамперы. Для обеспечения безопасности внутри салона – мягкая панель приборов, накладки стоек, конструкция других элементов. Определенную роль в обеспечении безопасности играют также ремни безопасности.

Для примера охарактеризуем конструкцию кузова автомобиля ВАЗ-2108. Каркас кузова включает следующие элементы: передок, пол, боковины, крышу с рамой ветрового окна, панель задка и силовые элементы – лонжероны, поперечины, стойки. Детали оперения: лицевые панели кузова и навесные узлы – капот, дверь задка, передние крылья. Все детали и узлы, кроме навесных элементов и передних крыльев, соединены контактной точечной сваркой, а значительно нагруженные детали каркаса дополнительно приварены электродуговой сваркой.

Передок состоит из вертикального щитка, брызговиков, поперечин, коробки воздухопритока, усилителей и других мелких деталей. Брызговики соединены с передними лонжеронами.

Пол автомобиля включает передний, средний и задний полы. В переднем, имеющем корытообразную форму, находится тоннель для размещения выпускных труб, топливных и тормозных трубопроводов. Тоннель служит для предохранения этих деталей от повреждений и увеличения жесткости пола. Задний пол имеет нишу для запасного колеса. Вдоль полов приварены лонжероны. К полу приварены также передняя, средняя и задняя поперечины.

Боковины кузова состоят из наружных и внутренних панелей. Наружные являются цельными с центральными и задними стойками и с проемами боковых окон. Внутренние панели кузова конструктивно объединяют в себе наружные арки задних колес и усилители стоек. За усилителем у правой боковины есть ниша для установки улавливателя паров бензина, желобки и фланцы под уплотнители дверей и стекол.

Съемные узлы – это передние двери, дверь задка, капот, передние крылья, бамперы, облицовка радиатора и др. Крылья прикреплены к каркасу самонарезающими болтами; под крыльями для уменьшения вибрации установлены прокладки. Петли передних дверей и капота допускают регулировку их положения.

Для повышения жесткости и прочности кузова применяют усиливающие накладки, кронштейны, ребра жесткости.

Для защиты от механических повреждений, создания термо– и шумоизоляции нижняя наружная часть кузова, брызговики колес и внутренние поверхности крыльев покрыты антикоррозионным материалом, а пол салона и багажника – специальными вибродемпфирующими мастиками. Перед сваркой коррозионно– опасных мест свариваемые детали покрывают специальным консервирующим составом. Внешние и внутренние поверхности кузова обрабатывают специальными составами, в результате чего на них образуются не растворимые в воде защитные соединения. Снаружи кузов окрашивают синтетическими эмалями.

Стеклоподъемники отечественных автомобилей двух типов – рычажные и тросовые. Тросовый привод стеклоподъемника крепят на внутренней панели двери гайками к приварным болтам.

Трос охватывает два ролика на верхнем и нижнем кронштейнах направляющей стеклоподъемника. В механизме привода стеклоподъемника трос наматывается на барабан, на его ведущем валике есть пружинный тормоз, который препятствует самопроизвольному опусканию стекла.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Основные элементы, узлы и агрегаты легкового автомобиля

Основные элементы, узлы и агрегаты легкового автомобиля Любой легковой автомобиль, независимо от производителя, марки и модели, состоит из трех основных частей: двигателя, шасси и кузова. В данном разделе мы подробно расскажем только о кузове, а на остальных элементах

Техническое обслуживание кузова

Техническое обслуживание кузова Соблюдение правил эксплуатации кузова и правильный уход за ним являются гарантией многолетней надежной его службы. Учтите, что кузовной ремонт сегодня стоит немалых денег (устранение небольшой вмятины размером пару сантиметров может

Повреждения кузова, возникшие при эксплуатации

Повреждения кузова, возникшие при эксплуатации В этой главе речь идет о менее значительных повреждениях кузова, возникших в процессе эксплуатации автомобиля и ухудшающих внешний вид.Вмятины появляются в результате остаточной деформации при ударе, неправильном

Разборка кузова

Разборка кузова В зависимости от объема ремонта и состояния разборка кузовов бывает частичная и полная. Частичную производят, когда кузов находится в хорошем состоянии и ремонта требуют только отдельные его части, поврежденные в результате износа, ослабления креплений

Проверка геометрии кузова

Проверка геометрии кузова Если автомобиль побывал в аварии, то часто деформируется при этом не только его кузов. Последствия аварии оказываются более значительными и глубокими, чем это кажется на первый взгляд неискушенному человеку. Последствия могут быть самыми

Детали кузова из пластических материалов

Детали кузова из пластических материалов Пластические материалы находят очень широкое применение в машиностроении. Кузова автомобилей из пластика производятся редко, но некоторые широко распространенные модели имеют наружные детали из пластика.Если говорить о

Технология сборки кузова

Технология сборки кузова Обычно технологический процесс сборки кузовов состоит из сборки до окрашивания и общей сборки после окрашивания. Принципиально процесс общей сборки после окрашивания кузова при его ремонте ничем не отличается от сборки нового кузова, меняются

Шпатлевание кузова

Шпатлевание кузова При нанесении защитно-декоративных многослойных покрытий для выравнивания и исправления микро– и макродефектов поверхности применяют шпатлевки. При грунтовании кузовов автомобилей второй слой грунтовки, наносимый по электрофорезной грунтовке,

Покраска кузова

Покраска кузова Во всех случаях перед окраской кузова проверяют его соответствие техническим требованиям. Если автомобиль после аварии, проверяют геометрические параметры основания кузова, которые должны соответствовать данным карты контрольных точек пола данной

Защита кузова от коррозии

Защита кузова от коррозии Статистика говорит, что после трех лет эксплуатации автомобиля на его металлических деталях возникает более 100 очагов коррозии. Сколько очагов коррозии на автомобиле, хранящемся под открытым небом и эксплуатируемом на дорогах, обрабатываемых

Признаки наиболее часто встречающихся неисправностей легкового автомобиля, влияющих на безопасность движения, которые легко выявит любой водитель

Признаки наиболее часто встречающихся неисправностей легкового автомобиля, влияющих на безопасность движения, которые легко выявит любой водитель 1. Мелкая вибрация автомобиля при определенной скорости (например, от 60 до 70 км/час) указывает на дисбаланс колеса (любого).

Признаки наиболее часто встречающихся неисправностей легкового автомобиля, влияющих на безопасность движения, которые легко выявит любой водитель

В этой статье поговорим о несущем кузове автомобиля, о истории появления, его характеристиках и устройстве.

Некоторые автомобили, такие как грузовики и некоторые внедорожники, по-прежнему имеют рамную конструкцию.