Статьи

В прошлых статьях писалось, что следующей темой статьи будет рама автомобиля, ну вот я и решил написать отдельно статью о раме автомобиля. Хотя это и является элементом ходовой части автомобиля, уж очень этот элемент важен, поэтому и рассматривается в отдельной статье. Возможно в дальнейшем, после окончания цикла статей об изготовлении кит-каров и будут написаны более подробные статьи о различных узлах и агрегатах автомобиля, но на сегодняшний день буду краток.

В автомобильной промышленности, из легковых автомобилей, с рамой принято строить только внедорожники, да и то не все модели. А вот среди самодельных автомобилей рамная конструкция является приоритетной, так как несущий кузов рассчитать довольно сложно, а рамная конструкция более простая и удобная при изготовлении автомобиля.

Р ама является несущей системой автомобиля. На неё устанавливаются и крепятся и кузов, и двигатель и все другие агрегаты, и механизмы автомобиля. Поэтому конструкция рамы должна обеспечивать удобный, лёгкий и рациональный монтаж на неё всех узлов и агрегатов, при этом необходимо выполнять условие достаточного хода подвесок и углов поворота колёс, а также необходимо низко расположить центр тяжести автомобиля. Также не стоит забывать, что рама легкового автомобиля должна работать без остаточных деформаций на изгиб и кручение. Также она должна иметь достаточные жёсткость и прочность, это необходимо для исключения возможности её поломки при движении автомобиля в повороте.

Р ама автомобиля может быть изготовлена как из труб, так и из проката различного профиля прямоугольного сечения. Конструкторы-любители в основном используют трубы диаметром от 21 до 78 мм при толщине стенок 2 – 4 мм, используются уголки толщиной 4 мм или используют профильный прокат толщиной 4 – 6 мм с шириной полок до 40 мм. Если подходящего по расчётам профиля нет, то его можно изготовить при помощи несложного приспособления, которое состоит из двух швеллеров и гидравлического домкрата от грузового автомобиля.

К ак правило, все части рамы соединяются при помощи сварки. Но есть и другие варианты. Например, можно сделать конструкцию с применением заклёпок, в таком случае диаметр используемых заклёпок должен быть не менее 8 мм. Также как вариант, можно соединять части при помощи болтов, используя при этом как минимум два болта на каждом конце скрепляемых деталей рамы. Независимо от того какой вариант соединения частей рамы используется, для придания жёсткости в местах соединений необходимо установить косынки. Также в местах крепления к раме узлов и агрегатов автомобиля высверливают отверстия. Через эти отверстия пропускают трубки, концы которых затем приваривают с обеих сторон.

К онструкция и конфигурация рамы определяется в зависимости от выбранных передней и задней подвесок, расположением двигателя, а также размещением некоторых других агрегатов автомобиля.

П ри строительстве автомобилей в основном используют лонжеронную конструкцию рамы, но при строительстве автомобиля с задним расположением двигателя очень часто применяют хребтовую конструкцию рамы.

Лонжеронная рама состоит из двух почти параллельных, так называемых, лонжеронов. Они соединены между собой поперечинами. В местах крепления переднего моста, а также сзади над осью необходимо закрепить усилители с учётом максимального крутящего момента действующего на раму автомобиля.

Л онжеронная рама в средней части несколько расширена, лонжероны располагаются рядом с порогами, а по концам рама сужается для размещения колёс и возможности передним колёсам поворачиваться. Когда изготавливаются поперечины, в них делаются отверстие или их изгибают для прохода карданного вала. Благодаря применению такой конструкции рамы автомобиля получается минимальная высота туннеля для труб системы выпуска газов и карданного вала.

Хребтовая рама представляет собой большого диаметра трубу, к которой спереди и сзади крепятся вилки, на которые устанавливаются мосты и двигатель. Обычно на концы вилок крепится несколько поперечин, которые используются для крепления подвесок колёс.

И так, рама у нас собрана, все части ходовой, о которых, как уже писалось выше, речь пойдёт в другой статье, закреплены, выбранный двигатель установлен. Теперь необходимо закрепить кузов. Закрепляем каркас автомобиля, точки крепления выбирают в тех местах, где поперечная жёсткость кузова наибольшая и где усилия, которые действуют на кузов, могут быть переданы на раму. Переднее и заднее оперение стараются жёстко к раме не крепить, тем самым повышая безопасность конструкции, так как оперение вместе с буфером уменьшают энергию удара при ДТП.

Н еобходимо позаботиться о снижении шума от шасси, который проникает в салон автомобиля. Для этого в местах соединения рамы и кузова размещают резинотканевые или резиновые прокладки. При этом не нужно увлекаться большим количеством крепёжных деталей, так как при слишком жёстком соединении снижается комфортабельность автомобиля. Это вызвано тем, что в салон будут передаваться все звуки от дорожного покрытия и двигателя. Но не стоит делать и слишком слабое крепление, так как при таком варианте возможно появление скрипов и вибраций.

Д ля тех, кто строил кузов из стеклопластика необходимо при креплении кузова к раме, в местах соединения болта с гайкой, устанавливать металлическую шайбу толщиной 3 – 5 мм. Это необходимо из-за того, что коэффициент линейного расширения у стеклопластика и металла являются разными.

Н у вот, в общих чертах описана рама автомобиля: её варианты конструкции и способы изготовления. В следующих статьях речь пойдёт о ходовой автомобиля, покраске автомобиля, салоне и т.д.

СТАТЬИ ПО ТЕМЕ:

Поделиться ссылкой на эту страницу в:

Сайт основан в 2013 © Копирование материалов сайта только с гиперссылкой.

Рама автомобиля

Несущая часть является одним из важнейших компонентов в устройстве автомобиля, ведь именно благодаря ей удается собрать все составные части машины в единое целое.

Сейчас используется несколько видов несущей части, каждая из которых нашла применение на определенных видах авто. Изначально все автомобили строились на основе рамной несущей части. Но со временем ее вытеснили иные типы, к примеру, практически на всех легковых автомобилях используется несущий кузов, в котором рама отсутствует, а все ее функции выполняет усиленный кузов. И все же рамная несущая часть продолжает использоваться – на грузовых авто и внедорожниках.

Назначение, виды

Рама автомобиля представляет собой балочную конструкцию, выступающую в роли основы для крепления всех составных частей авто – силовой установки, узлов трансмиссии, ходовой части и прочего. Кузов, присутствующий в конструкции несущей части выполняет лишь некоторые функции – обеспечивает пространство для размещения пассажиров и грузов, а также выступает в качестве декоративного элемента.

Основным положительным качеством использования рамы является высокий показатель прочности несущей части. Именно благодаря этому она и используется на грузовиках и полноценных внедорожниках. Но при этом из-за рамы общая масса авто увеличена.

Также рама автомобиля позволяет по максимуму унифицировать узлы и механизмы между моделями разных классов. В свое время доходило до того, что многие автопроизводители выпускали шасси авто со всеми основными частями (рамы, мотора, трансмиссии, ходовой части), на которую «натягивали» разные типы кузовов.

При этом было разработано несколько типов рам, каждая из которых обладает своими конструктивными особенностями. Все их можно разделить на:

1. Лонжеронные
2. Хребтовые
3. Пространственные

Некоторые из этих видов имеют подвиды, также нередко используются комбинированные типы, в конструкции которых имеются составные элементы разных рам.

Лонжеронная и ее подвиды

Лонжеронная рама автомобиля является самой распространенной. Конструкция ее включает две продольных силовых балки – лонжероны, тянущихся вдоль всего кузова и соединенных между собой поперечинами.

Лонжеронная рама Toyota Land Cruiser

Сами лонжероны изготавливаются из стали, а для обеспечения высоких показателей на скручивание используются разные типы профиля сечения – короб, двутавр, швеллер.

Причем не обязательно, чтобы они были ровными, многие лонжероны имеют изгибы как вертикальной, так и горизонтальной плоскости. К примеру, на некоторых авто рама изогнута в передней и задней частях (в районе расположения колес), что позволяет переместить центр тяжести вниз.

Помимо этого, лонжероны размещаются как в строго горизонтальном положении относительно пола, так и могут находиться под углом. Второй вариант применяется на внедорожниках.

Лонжероны соединяются поперечинами, которые могут располагаться разными способами. В так называемой раме лестничного типа поперечины крепятся перпендикулярно лонжеронам (считается классической). Но есть и конструкции, у которых эти составные части располагаются под углами – К-образные и Х-образные рамы.

Лонжеронная х-образная рама

Для соединения лонжеронов с поперечинами применяется сварка (во внедорожниках), заклепки (грузовики). В некоторых случаях используются болтовые соединения. Для крепления узлов авто и лонжероны, и поперечины оснащаются кронштейнами.

Подвидом лонжеронной рамы является периферийная. Отличительной особенностью ее является большое расстояние между лонжеронами. После полной сборки авто они располагаются возле порогов кузова, что значительно повышает устойчивость к воздействию боковых ударов, а также позволяет опустить уровень пола (насколько это возможно).

Периферийная рама Corvette

Еще одна разновидность лонжеронной рамы – Х-образная. Суть конструкции такой рамы сводится к тому, что в передней и задней части лонжероны разведены, а в центральной – по максимуму сведены (пространство между ними позволяет разместить разве что валы трансмиссии). Внешне этот тип напоминает букву «Х», отсюда и название.

Еще один вариант – несущее основание. В конструкции этой рамы все так же используются продольные лонжероны, но здесь они соединены между собой не поперечинами, а днищем. При этом несущее основание, хоть в него и входит днище, не является элементом кузова, поэтому и относится этот вид к рамам.

Хребтовая рама

Рамы хребтового типа в меньшей степени распространены и ее, по сути, используют только на грузовиках «Татра». Основным составным элементом этого типа несущей части выступает центральная балка, изготовленная из трубы.

Примечательно, что в такой раме некоторые узлы авто используются в качестве несущих элементов, а именно мотор, КПП, корпусы главной передачи. Все они соединены между собой центральной балкой, вращение же между узлами осуществляется при помощи валов, располагаемых в трубе.

Особенность конструкции задних ведущих мостов заключается в том, что передача вращения на колеса осуществляется валами с карданными шарнирами, а не полуосями, поскольку корпусы главных передач жестко крепятся к балке. Но такое устройство в свою очередь дает возможность установить на все колеса авто независимую подвеску.

К основным достоинствам этого типа рамы относится высокая устойчивость на кручение и возможность сравнительно простого создания многоосных шасси. Для этого всего лишь необходимо добавить требуемое количество главных передач и соединить их при помощи центральной балки.

Но эта рама автомобиля широкого распространения не получила из-за сложности обслуживания и ремонта узлов трансмиссии, поскольку для этого приходится разбирать практически всю раму, чтобы отсоединить картеры главных передач и коробку передач. К тому же, кузов, закрепленный на трубе, располагается достаточно высоко над землей. Поэтому этот тип рамы пригоден только для использования на грузовиках.

Пространственная рама

Пространственной называется рама автомобиля, представленная в виде каркаса, сваренного из труб. Отличается небольшой массой и высокими показателями по прочности.

Этот каркас формирует не только отсеки для размещения и закрепления составных частей авто, а еще и кабину для пассажиров. Помимо этого, каркас выполняет еще и роль кузова, который в авто с такой рамой попросту отсутствует, а декоративная обшивка закрепляется прямо на составные трубы.

Такая рама нашла применение на спортивных авто, а также самодельных моделях — багги. Примечательно, что даже на массовых авто с несущим кузовом, которые переделывают для участия в соревнованиях, комплектуются внутренним трубчатым каркасом для повышения жесткости кузова. Но в этом случае устанавливаемый каркас нельзя назвать полноценной пространственной рамой.

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.