Что такое оперение автомобиля

10.06.202310.06.2023 admin 0 Comments

На чём держатся наши автомобили, что как и почему.

Итак, на данный момент существует несколько классических конструкций силовых элементов автомобиля.
1. Несущий лонжеронный кузов.
2. Лонжеронная рама с закреплёнными на ней не силовыми элементами.
3. Кузов с интегрированой рамой.
4. Пространственная рама обшитая кузовными панелями. Либо просто пространственная рама.

Первый вариант – несущий кузов.
Самая распространённая конструкция, совмещающая в себе технологичность, удобство, жёсткость и малый вес. Для автопроизводителей самый выгодный вариант.
Части кузова отштамповываются каждая из своего вида стали или алюминия.
Верх рамки лобового стекла и верхние части центральных стоек крыши делают из конструкционной стали. Дверные проемы и пол изготавливаются из стальных сплавов повышенной прочности; а более нагруженные вертикальные части рамки лобового стекла и поперечины, отделяющие салон от багажника – из прочной стали. Наконец, из особо высокопрочной стали делаются подмоторный каркас и балки, перед которыми ставятся бамперы. При этом внешние панели, не влияющие на пассивную безопасность, могут быть не только стальными, но и алюминиевыми, пластиковыми и даже стекловолоконными – применение таких материалов повышает стойкость к коррозии и снижает вес автомобиля в целом.

Все детали кузова и ответственность каждой из них за какие либо конкретные элементы нагрузки или безопасности перечислять не буду, их там вагон и маленькая тележка.
В отличие от рамных, все агрегаты крепятся к кабине, и сама кабина (вместе со всеми внешними и наружными элементами кузова) несет всю нагрузку. Яркое преимущество перед рамами — легкий вес и лучшая жесткость на кручении (в рамных машинах её во многом обеспечивает водружённый сверху кузов, хотя силовым несущим элементом он как бы и не является.). Следствие низкого веса — лучшая управляемость, экономичность и динамика. Другое неоспоримое преимущество — лучшая пассивная безопасность, так как изначально конструкторы могут создать специальные зоны, которые при аварии будут поглощать энергию удара.
И всем бы был хорош несущий кузов, вроде бы всё круто, но… Есть и один очень существенный минус. Из-за того, что все элементы несущего кузова взаимосвязаны и вместе отвечают за всю конструктивную нагрузку, при повреждении одного элемента страдает весь кузов, теряя свои характеристики и жесткость. Есть и другие минусы не несущие таких критических факторов. Например, есть такой фактор, как низкая ремонтопригодность несущего кузова. В отличие от рамы восстановить родную геометрию кузова после повреждений практически невозможно, не говоря уже об исходных характеристиках жёсткости и управляемости.

Ещё у большинства легковых машин со временем начинает деформироваться передняя часть кузова, особенно в местах крепления стоек кузов нажинает «разъезжаться». Проявляется это в связи с эксплуатацией на плохих (читай наших) дорогах, банальной усталости металла и общей нагруженности передней части авто.
И тут к нам на выручку приходит подрамник. Замечательный «кусок рамы» который более равномерно распределяет нагрузку от подвески на несущий кузов и препятствует локальным перегрузкам силовых элементов. Бывает как передний, так и задний. Является наиболее часто применяющимся силовым элементом усиливающим конструкцию несущего кузова.

И ещё большинство кузовных деталей, особенно не относящихся к капсуле безопасности, плохо дружат с сопроматом, что впрочем компенсируется некоторым избытком прочности на этих деталях.
Итак: Несущий кузов применяется на подавляющем большинстве современных легковых автомобилей и автобусов.

Плюсы:
Вес.
Жёсткость на кручение.
Технологичность изготовления.
Высокая степень безопасности из-за поглощения силовыми элементами энергии удара.
Управляемость, вследствие меньшего веса и высоты, а также возможности минимизации паразитных факторов вроде лишних элементов.
Минусы.
Низкая ремонтопригодность.
Низкая жёсткость на излом.
Плохая приспособленность к агрессивным условиям эксплуатации без дополнительных усилений.

Несущая лонжеронная рама с размещёнными на ней прочими элементами конструкции.
Несущая рама в наше время встречается чаще всего на внедорожниках и грузовых автомобилях. Это достаточно мощная конструкция, хорошо приспособленная к агрегатированию на неё кузова-кабины и прочих элементов авто. Использование её на технике подразумевающей тяжёлые условия эксплуатации или серьёзные силовые нагрузки оправдано, и компенсирует большинство её недостатков. Помимо этого такая конструкция обладает большой модульностью, т. е. на одной и той же раме можно построить разные авто, например пикап или вагон, или же, в случае грузовиков седельный тягач или самосвал.
В основе рамы лежит конструкция, к которой крепятся все агрегаты вашего автомобиля, и вся нагрузка (удары от подвески, вибрации от мотора, вес всех агрегатов) ложится именно на нее. Она может быть сварной реже цельнолитой или даже клёпаной. Сварные рамы имеют ряд преимуществ: их части штампуются, большинство деталей сваривается между собой при помощи электросварки, а некоторые элементы делаются съемными (части, к которым крепится силовой агрегат, и те, которые находятся в наиболее часто подверженных деформациям местах).Кабина (место, где размещены водитель и пассажиры) минимальную силовую нагрузку и крепится через элементы, которые полностью или частично убирают вибрации (демпфирующие элементы, как то резиновые, гидравлические или пневматические подушки), к самой раме. Рама же представляет собой жесткую стальную конструкцию, способную выдержать серьезные нагрузки.

Плюсов у такой конструкции много. Во первых, как уже было сказано выше, это модульность. Т. е. «испортив» старый кузов на неё можно с успехом водрузить новый. Кроме того восстановить геометрию повреждённой рамы значительно проще, для этого, правда, придётся демонтировать все навесные элементы. Раму можно весьма эффективно усиливать без применения сложных конструкций, при этом, правда пострадает вес. Но в целом любые усиливающие элементы требуют увеличения веса. Кроме того, у такой машины после долговременной езды по плохим дорогам не будет перекосов дверных проемов и трещин на стойках лобового стекла. И еще немаловажный момент: если взять два внедорожника одного класса, – рамный и безрамный – и посмотреть на их склонность к опрокидыванию, то можно заметить, что первую машину перевернуть существенно сложнее, ведь у нее центр тяжести гораздо ниже.
Но, естественно у такой конструкции масса минусов. Для начала это вес, ведь кроме рамы нам нужен ещё и кузов, который весит хоть и меньше несущего, но всё же немало. Естественно лишний вес сказывается и на управляемости и на расходе топлива. Кроме того на «чувство машины» сильно влияют опорные элементы между рамой и кузовом. При езде на рамном авто сложно отделаться от ощущения валкости и «ватности». Минусом рамной конструкции также является неудобство установки на неё легкового кузова. Либо авто будет избыточно высоким, либо придётся жертвовать местом в салоне. Кроме того от избыточных нагрузок рама может лопнуть, и хотя восстановить её не так уж сложно, но всё же это фактор достаточно неприятный.
Есть свои минусы и в плане безопасности. Хотя практически, при столкновении двух авто тяжёлый внедорожник оказывается более безопасным в силу веса и прочности, то например, при ударе в дерево или столб рама играет злую шутку. Она практически не деформируется, соответственно минимально гася энергию, соответственно вся кинетическая энергия «прилетает» водителю и пассажирам. Не менее неприятный расклад при срыве кузова с рамы. И хотя современные рамы относительно травмобезопасны в этом плане, они всё же проигрывают кузовам.
Итак: несущая лонжеронная рама применяется в большинстве грузовиков и достаточно большём количестве внедорожников.
Плюсы:
Прочность.
Модульность.
Ремонтопригодность.
Хорошая изоляция от шумов и вибраций за счёт элементов крепления кузова к раме.
Лояльное отношение к серьёзным нагрузкам.
Практически никогда не нуждается в серьёзном усилении сторонними элементами.
Минусы:
Вес.
Управляемость и экономичность.
Безопасность при столкновении со слабо деформируемыми препятствиями.

Кузов с интегрированой рамой.
Тут существует 2 варианта.
Представитель первого Jeep Cherokee – конструкция проста до безобразия. Классическая лонжеронная рама с наваренным на неё кузовом.

Представители второго — многочисленные кроссоверы. Например, Suzuki Grand Vitara нового поколения. В этом случае рама и кузов являются равноценно нагруженными элементами. Да и сама рама не такая мощная как на Джипе.

Собственно такая конструкция включает в себя и плюсы, и недостатки, как несущего кузова, так и несущей рамы. Всё зависит от конкретного автомобиля. Там, где рама мощнее, соответственно больше от «рамника», там где рама больше походит на родные лонжероны кузова, больше от авто с несущим кузовом.
Итак: интегрированая рама встречается на кроссоверах и лёгких внедорожниках, реже на среднеразмерных внедорожниках. Своеобразный компромис двух миров, и, что характерно, неплохо работает. Малые нагрузки воспринимает кузов, большие рама.

Пространственная рама.
Пространственная рама представляет собой несущую конструкцию в виде клетки опоясывающей с разных сторон части авто. К ней крепятся все элементы конструкции и декоративные элементы кузова. В серийных авто встречается крайне редко по причине низкой технологичности и сложности изготовления. Лучше всех дружит со сопроматом, поэтому самая прочная при минимальном весе.
Реально применяется при постройке суперкаров или гоночных автомобилей. Было несколько премиум моделей не спортивных авто строящихся на пространственной раме, но на данный момент таковых нет.

Обладает массой плюсов и практически не имеет минусов. Главный минус этой конструкции – цена. Т. к для производства требуется несоизмеримо больше времени чем для любой другой конструкции, то авто с пространственной рамой это либо сверхдорогие суперкары, либо строящиеся в единичных экземплярах гоночные авто.
Лёгкая, прочная с хорошо прогнозируемой деформацией, такая рама, практически, представляет собой несущий гоночный каркас и несущую раму одновременно. Декоративные элементы нужны лишь для того чтоб закрыть саму раму, но не несут никакой силовой нагрузки.

Итак: Пространственная рама применяется при строительстве гоночных авто и суперкаров в силу сложности изготовления и низкой технологичности процесса.
Плюсы:
Вес.
Прочность.
Минимальная деформация в любых плоскостях.
Прогнозируемость деформации при ударах.
Лояльность к высоким нагрузкам.
Минусы:
Цена.
Абсолютная «недружелюбность» к водителю. Вибрации и рельеф будут чётко ощутимы даже с мягкой подвеской.

Источник

Что такое оперение автомобиля

Оперение автомобиля придает ему привлекательный внешний вид, уменьшает сопротивление воздуха при движении, предохраняет двигатель и другие агрегаты и приборы от попадания на них атмосферных осадков и грязи.

К оперению грузового автомобиля относятся: облицовка радиатора, капот, боковины капота, крылья, брызговики, подножки. Оперение в сборе крепится к раме автомобиля и к кабине, а брызговики к грузовой платформе. Отдельные элементы оперения съемные.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Оперение автомобиля состоит из облицовки радиатора, капота, передних и задних крыльев, щитков и брызговиков, подножек, буферов, кронштейнов фар, подфарников и т. д.

Рис. 1. Схема оперения автомобиля:
1 — брызговик; 2 — буфер: 3 — накладка; 4 — панель облицовки; 5 — нижний щиток; 6 — ребра* 7 — заводской знак; 8 — рамка; 9 — верхний щиток; 10 — замок капота; 11 — орнамент; 12 — верхняя панель; 13 — шарнир; 14 — щиток двигателя; 15 — боковина капота; 16 — отдушины: 17 — тяга запора; 18 — заднее крыло; 19 — подножка; 20 — кронштейн; 21 — кожух запасного колеса; 22 — накладка; 23 — запор; 24 — карман; 25 — брызговик переднего крыла; 26 — кронштейн крыла; 27 — панель крыла.

Только на грузовых автомобилях оперение представляет собой самостоятельную часть конструкции автомобиля. Часть деталей оперения (крылья, капот) конструктивно выполняется более или менее единообразно (имеется несколько типов конструкции), но конструкции облицовки радиатора так же многочислены, как и модели автомобилей различных форм.

Детали оперения выполняются из тонкого стального листа штамповкой с глубокой вытяжкой. Это обеспечивает жесткость и малый вес деталей.

Крепление оперения к кузову и к раме автомобиля должно быть разработано так, чтобы при деформациях всей несущей системы не было скрипов и разрывов в соединениях деталей. Если, например, крылья жестко соединяются с кронштейнами рамы грузового автомобиля, то нельзя допускать жесткого соединения их задней внутренней кромки с кабиной; соединение должно быть эластичным. Схема крепления оперения грузового автомобиля представлена на рис. 2; передняя часть всего узла жестко (с тонкими резиновыми прокладками) закреплена на раме шасси, а задняя часть—на кабине. Крылья сделаны выпуклыми и очень жесткими и имеют

Рис. 2. Схема крепления оперения на грузовом автомобиле (3,5-тонный автомобиль НАМИ ).

только передние кронштейны. Благодаря такой схеме (точки жесткого и эластичного крепления располагаются на большом расстоянии одна от другой) колебания эластично установленной на раме кабины не разрушают оперения и не вызывают скрипов. Крылья связаны с подножками, крепящимися к раме жестко (на кронштейнах), через массивные резиновые шайбы.

Эластичным должно быть и крепление капота, так как он опирается своим задним краем на переднюю стенку кабины, а передним — на облицовку радиатора, колебания которых неодинаковы. На грузовом автомобиле, если капот подвешен на среднем продольном шарнире, его боковины опираются на мягкую подкладку на передней стенке кабины и на облицовке радиатора, а притягивающие их застежки допускают некоторое перемещение боковин (застежки делаются с пружинами); шарнир капота устанавливается в гнездах свободно. При таком устройстве необходимы растяжки в виде прутков между передней стенкой кабины и радиатором.

Если капот подвешен на передней части кузова в виде крышки, то застежки ставят спереди и их пружины допускают небольшое смещение капота относительно облицовки радиатора.

В легковом автомобиле с несущим кузовом боковые щитки крыльев составляют общую жесткую конструкцию с продольными балками основания и рамкой облицовки радиатора.

В первом случае общая ось шарниров каждой половины капота устанавливается в гнездах на передней стенке кузова и на облицовке радиатора. В поднятом положении боковины удерживаются раскладными подпорками. На передке и на облицовке радиатора в местах прилегания капота положена прошва, предотвращающая скрипы и стуки. Запирание капота осуществляется различными способами. У автомобиля «Москвич» на внутренней стороне боковины закреплена задвижка, поворачиваемая с помощью вставного квадратного ключа. На грузовых автомобилях снаружи панели капота привариваются небольшие гнезда, притягиваемые пружинными держателями к панели крыла или брызговика (рис. 249).

Третий вид конструкции капота позволяет открывать его с обеих сторон, причем, с какой бы стороны ни был открыт капот, противоположная сторона оказывается шарнирно укрепленной на боковине. Это достигается подвеской панели капота с обеих сторон на петлях-захватах (рис. 251).

Крышка и боковина капота опираются не на поверхность брызговиков и щитков, а на резиновые кнопки-буферы. Если панель капота велика, необходимо снабдить ее приваренными с внутренней стороны усилителями Z- пли U-образного сечения. Усилители ставятся обычно по контуру капота, а иногда и поперек его в средней части. К переднему и заднему усилителям удобно крепить детали навески капота и застежки.

Облицовка радиатора как у грузовых, так и у легковых автомобилей — обычно коробчатой конструкции из листовой стали. Она состоит из внутренней рамы или боковых панелей, собственно облицовки, верхнего и нижнего щитков. Иногда облицовка выполняется составной из наружной панели и вваренных в нее ребер.

Рис. 4. Застежка капота.

Рис. 5. Капот ГАЗ М-20:
а — общий вид; 1 — панель; 2 — шарнир; 3 — замок; 4 — защелка); б — жесткая боковина; в — открывание защелки после освобождения замка ручкой изнутри кузова.

Облицовка радиатора в сборе закрепляется на передке автомобиля жестко или эластично. Выбор крепления зависит от принятой схемы установки всего узла оперения.

Ребра облицовки должны быть выполнены так, чтобы, во-первых, воздух к радиатору беспрепятственно проходил между ними (желательно к верхней наиболее нагретой части радиатора), во-вторых, чтобы через щели между ребрами радиатор не был виден, и, в-третьих, чтобы в виде сбоку окно в облицовке с ребрами не производило впечатления пустоты, для чего посередине облицовки ставится вертикальный щиток или ребро. Зазор между радиатором и облицовкой закрывается для того, чтобы по краям радиатора не создавалось кругового движения нагретого воздуха.

Рис. 6. Схема капота с навеской и замком с обеих сторон:
1 — панель; 2 — усилитель; 3 — подвижная петля-захват; 4 — неподвижная петля; 5 — крыло

Передние крылья состоят обычно из двух-трех панелей и крепятся на раме или на несущем кузове с помощью кронштейнов. На внутренней панели крыла (ее иногда называют щитком двигателя) имеются щели для выхода воздуха из-под капота. В задней части крыла ставится отражатель для грязи и камней, отбрасываемых колесом. Иногда у автомобилей, не имеющих подножки, к отражателю подвешивается резиновый фартук. Край бокового выреза крыла отбортован внутрь в виде желобка для стока воды. В ранних конструкциях автомобилей в желобок закладывали проволоку, чтобы усилить крыло. Заднее крыло (а на некоторых автомобилях и переднее) выполняется из одной панели и крепится к кузову винтами или болтами, В первом случае в крыле предусматриваются овальные отверстия, а с внутренней стороны кожуха колеса привертываются коробочки с плавающими гайками. На передней части крыла снаружи ставится резиновая накладка, так как пассажиры при посадке часто задевают крыло и при отсутствии накладки повреждают окраску крыла.

Рис. 7. Облицовка радиатора ( НАМИ 3,5-тонный):
1 — средняя стойка; 2 — верхний щиток; 3 и 4 — боковой щиток; 5 — отбортовка для опоры капота; 6 — отверстия для крепления канта; 7— отверстия для крепления накладок; 8 — ребро; 9 — отверстие для крепления буксирного крюка; 10 — нижний щиток.

Рис. 8. Схема расположения буфера на легковом (вверху) и грузовом (внизу) автомобилях.

Подножка грузового автомобиля сделана из стального рифленного листа или из досок и закреплена болтами на кронштейнах рамы.

Передний и задний буферы изготовляются из стали толщиной 2—4 мм и устанавливаются на раме или на основании несущего кузова на кронштейнах из полосовой рессорной стали. Буферы грузовых автомобилей чаще всего являются передней поперечиной рамы и связаны с рамой жестко (болтами). Промежуток между буферами и поверхностью кузова закрывается брызговиком, который устраняет загрязнение кузова и улучшает обтекаемость автомобиля.

Согласно стандарту к установке буферов предъявляются следующие требования.

Буферы должны быть расположены на такой высоте, чтобы при любой допустимой нагрузке данного автомобиля было обеспечено соприкосновение его буфера с буферами других автомобилей. Нижняя горизонтальная кромка участков соприкосновения для легковых автомобилей должна быть расположена не выше 370 мм от земли, для грузовых автомобилей — не выше 600 мм от земли, а верхняя кромка соответственно не ниже 440—750 мм от земли. Ширина буфера для легкового автомобиля должна быть не менее 100 мм, для грузового — не менее 200 мм.

Если такая ширина неприемлема по конструктивным или эстетическим соображениям, буфер может быть выполнен менее широким, но тогда на нем должны быть установлены клыки, отвечающие вышеизложенным требованиям. Если буфер выполняется из двух или нескольких планок, расстояние между планками для легковых автомобилей не должно превышать 40 мм, для грузовых — 90 мм.

Длина буфера должна быть такой, чтобы концы буфера закрывали углы передних и задних крыльев автомобиля. Клыки и концы планок буфера должны иметь скругленную форму.

В некоторых современных моделях автомобилей в целях улучшения их обтекаемости установлены съемные днище и боковые щитки задних крыльев (чехословацкий автомобиль «Татра»). Днище крепится к основанию кузова винтами.

Источник