Нужна ли внедорожнику отдельная рама? Пока мы с вами дискутируем на эту тему, производители все больше склоняются к конструкции с несущим кузовом. «Настоящий рамный» – подобный эпитет часто служит решающим аргументом в защиту немолодого автомобиля.
И это понятно: рамные машины, особенно внедорожники, действительно три четверти ХХ века были символом величайшей выносливости. Но в веке новом нам с вами придется совершенно иначе взглянуть на ту часть машины, которая обеспечивает ее прочность, а заодно понять, куда же все-таки делась эта самая толстенная железяка из-под днища большинства современных машин и почему это совсем не плохо.
СИМБИОЗ ПРОЧНОСТИ
Вроде бы все просто. Машины, у которых кузов и рама отдельно, – для высоких нагрузок, бездорожья, грузовых перевозок. Несущий кузов, наоборот, удел экономичных и быстрых легковушек всех мастей. Ну а что дает промежуточный вариант – интегрированная в кузов рама? Почему для широкого спектра внедорожников она стала почти обязательным атрибутом и практически вытеснила старую добрую конструкцию?
Рамный кузов: особенности, конструкция, виды, плюсы и минусы
МИР ЭКОНОМИИ И ВЫСОКИХ СКОРОСТЕЙ
Первыми отказались от рамы спортсмены. Они боролись не только за снижение массы автомобиля, но и за максимальную жесткость кузова — так кардинально улучшалась управляемость автомобиля, появлялась возможность более точно настроить работу подвесок и улучшить обратную связь «машина–водитель». Несущий кузов меньше «играет» на неровностях, у него выше жесткость на кручение. А еще такое решение позволило понизить центр тяжести машины – как раз на толщину отсутствующей рамы – и опять же сделать автомобиль более послушным на высокой скорости.
Следом интегрировали раму в днище конструкторы массовых дешевых автомобилей. Вспомните довоенный Volkswagen Kofer по прозвищу «Жук» – его несущее днище сделало автомобиль простым и технологичным, очень прочным и достаточно комфортным.
Кстати, насчет комфорта. Рамные автомобили были заведомо тише машин с несущим кузовом, и производителям пришлось разработать заново систему расчета вибро- и шумораспределения, заменив простенькие резинки между рамой и кузовом на целый арсенал шумопоглощающих матов и покрытий.
ВСЕ МЕНЯЕТСЯ
Еще один повод для отказа от полноценной рамы – изменение ситуации с дорожной сетью. Среднестатистический автолюбитель стал значительно реже оказываться на настоящем бездорожье. Зато едва ли не вдвое выросли скорости передвижения по асфальту. Как следствие, вместо прочности, больших колес, хорошо артикулирующих мостов и огромной тяги на «низах» в фавориты оценок современного автомобиля все чаще выходят его динамические качества, легкость управления и комфорт, только уже в скоростном понимании.
Классическая полноценная рама у кроссоверов и большинства универсальных внедорожников все же не исчезла полностью. Она, если позволите, внедрилась, интегрировалась в кузов. Причем чем тяжелее и вездеходнее машина, тем меньше это произошло и тем сильнее под его днищем проглядывают несущие профили. У большинства легковушек усиление днища уже не так заметно – бывшая рама «рассосалась» в силовой конструкции кузова, превратившись в обычные лонжероны, поперечины, усиленные дверные проемы и даже стойки крыши.
Suzuki Grand Vitara — Что такое интегрированная рама. Плюсы и минусы
Жесткость.
Распределение элементов прочности в силовой структуре кузова позволяет уменьшить массу и хорошо противостоять скручивающим нагрузкам
КОМФОРТ ТРЕБУЕТ ЖЕРТВ
Как мы уже говорили, машины с несущим кузовом при прочих равных неминуемо получаются более шумными и вибронагруженными. Для борьбы с этим многие фирмы используют нечто вроде фрагмента рамы – подрамник, на котором монтируют переднюю или заднюю подвеску, силовой агрегат. Подрамники уже не несут всего веса машины, как это делала рама (глобальные нагрузки воспринимает кузов), но обеспечивают изоляцию салона от шумов колес, подвески, мотора и сильно упрощают сборку автомобиля.
Такие решения, как правило, свойственны престижным моделям, хотя современные технологии позволяют использовать подрамники и на компактных автомобилях малого класса.
РАЗБИТЬ НА «ПЯТЕРКУ»
Еще одним аргументом за переход к несущему кузову стали сильно повысившиеся в последнее время требования по безопасности автомобиля.
В мире тотальной прогнозируемой деформации зон безопасности кузова, сверхпрочных «капсул» обитаемого пространства и лояльных к пешеходам мягких передних оконечностей «морды» почти не осталось места упрощенным вариантам «рама + кузов». Единая конструкция всегда лучше и более предсказуема.
Немаловажную роль в этом сыграло применение современных материалов. Для несущих конструкций кузова, заменивших раму, – особо прочных и преднапряженных сталей, новых методов соединения наподобие пайки или склейки. А для декоративных внешних панелей все чаще используют легкие сплавы или пластик, позволяющий перенести весовой выигрыш в те элементы прочности кузова, которые нужно усилить.
Итак, мы видим, что отдельный тяжелый железный профиль исчез из-под днища вашего авто вовсе не в погоне за дешевизной или технологическим упрощением. Сделать несущий кузов, или кузов с интегрированной рамой, прочным ничуть не легче, чем вернуться к старым проверенным рецептам. Но этого требует время, которое неминуемо меняет все вокруг, включая даже кажущееся вечным 5-миллиметровое железо.
Источник: 4×4.media
Что такое интегрированная рама автомобиля, ее назначение
Платформа автомобиля обычно напоминает горизонтальную «лестницу» из металлических балок. Соединения элементов обычно сварные. Или с использованием болтов и заклепок.
Собственный вес любой машины и внешние нагрузки принимает мощный металлический каркас. Интегрированная рама автомобиля – это объединение кузова с лонжеронами и поперечинами. Конструкция имеет необходимые свойства – жесткость, прочность и экономичность.
Что такое интегрированная рама
Силовой каркас – основа автомобиля, на которой находятся все остальные узлы и детали. Конструкция обеспечивает жесткость, достаточную для принятия нагрузки в движении.
Способы крепления кузова к силовому каркасу авто:
- отдельно на резиновых подушках;
- единое целое;
- жесткое соединение с рамой.
Конструкция несущей платформы имеет несколько подвидов для различных марок машин. Интегрированная рама автомобиля как кузов, соединенный с лонжеронами и поперечинами сваркой, принимает нагрузки на авто полностью. Продольные лонжероны соединяют части каркаса авто, а поперечные балки создают необходимую жесткость. Такая цельная интегрированная рама в авто чаще встречается на кроссоверах и внедорожниках.
Особенности интегрированной рамы
Преимущества базовой платформы со смешанным креплением кузова:
- простота монтажа на конвейере при помощи автоматической сварки;
- равномерная нагрузка на элементы каркаса;
- небольшая масса платформы;
- увеличение жесткости, отсутствие скручивающих деформаций при резких маневрах.
Благодаря этому интегрированная рама на автомобиле выдерживает большие нагрузки при движении на неровной дороге.
Назначение
Силовой каркас автомобиля выполняет роль опоры для узлов и агрегатов. Обеспечивает надежное крепление и конструктивную жесткость. Интегрированная рама автомобиля соединена с кузовом болтами или сваркой. Обеспечивает высокий уровень безопасности пассажиров, хорошо гасит удары любого направления.
Основные элементы интегрированной рамы авто – это продольные швеллера, соединенные поперечными балками разной ширины.
На поверхности каркаса выделены места для двигателя, трансмиссии и основных узлов. Кузов обычно приварен к боковым поперечинам автомобильной рамы, что увеличивает общую жесткость конструкции. Для надежной работы силового каркаса авто требуется уход – периодическая ревизия сварных швов и антикоррозионная защита.
Конструкция интегрированной рамы
Платформа автомобиля обычно напоминает горизонтальную «лестницу» из металлических балок. Соединения элементов обычно сварные. Или с использованием болтов и заклепок.
Кузов жестко интегрируют с рамой в состав единой конструкции. Такой неразборный каркас на лонжеронах принимает критические нагрузки, предупреждает возможные деформации кузова.
В конструкции автомобилей с интегрированной рамой нет специальных подрамников для крепления тяжелых агрегатов. Часть узлов и деталей машины расположена ниже уровня поверхности лонжеронов для снижения центра тяжести.
Список минусов интегрированной рамы автомобиля:
- прочность ниже, чем у отдельной платформы;
- возможна коррозия и микротрещины в сварных швах;
- сложность ремонтных работ.
Чаще конструкция силового каркаса напоминает лестницу из металлических балок. Но иногда лонжероны рамы соединяют под углом в виде буквы Х или К. В грузовиках применяют хребтовую конструкцию, а в спортивных авто – пространственный силовой каркас.
Конструкция интегрированной рамы
Автомобили с интегрированной рамой
Новые модели машин для езды по бездорожью чаще делают с несущим кузовом.
Список автомобилей с интегрированной рамой:
- Nissan Terrano – недорогая машина с хорошим дизайном и высокой проходимостью. Мощность бензинового двигателя 114 л/с., объем – 1,6 л.
- SsangYong Rexton – кроссовер с хорошим соотношением цены и качества. Отделка салона выполнена пластиком под дерево и кожей. Мощность двигателя 2,0 л – 225 л/с.
- Американский внедорожник Jeep Wrangler – имеет эстетичный дизайн салона. Дизельный двигатель 2,8 л развивает мощность 200 л/с. Авто с надежной подвеской и трансмиссией легко преодолевает бездорожье.
- Jeep Cherokee – мощная машина с хорошей репутацией. Выпускается в двух вариантах – бензиновый двигатель объемом 3,6 л с 272 л/с, 2,0 л – со 170 л/с. Подвеска мягкая, хорошо гасит удары и вибрацию от неровностей дорожного полотна.
- Nissan Patrol – массивный автомобиль премиального класса с хорошей динамикой. Просторный салон отделан кожей и качественным пластиком. Объем двигателя – 5,6 л, развиваемая мощность – 405 л/с.
На рынке наблюдается спрос на комфортабельные и экономичные модели в ущерб проходимости и надежности. А значит, интегрированная рама на автомобиле будет устанавливаться на большинстве новых кроссоверов и внедорожников.
Источник: avtotachki.com
Что значит интегрированная рама
Вот 5 аргументов, почему несущий кузов лучше рамного.
И – для равновесия – 1 преимущество рамной конструкции.
Автор Илья Пименов , фото компании Jaguar Land Rover
Считается, что Land Rover’ы пройдут везде. Поэтому когда британцы решили сделать новое поколение Defender не с рамой, а с несущим кузовом, они, очевидно, все просчитали. И в этом заключается большое разочарование для консерваторов: рама больше не является необходимым элементом в конструкции внедорожника.
1
Лучшая управляемость
Конструкция рамного автомобиля – грубо говоря, это «бутерброд» из кузова, рамы и мостов с колесами. Причем довольно высокий. Рама – не слой масла: чтобы она сопротивлялась нагрузке, ее делают габаритной и массивной. Отсюда – большая масса и повышенный центр тяжести.
К тому же на рамные внедорожники, как правило, ставят неразрезные задние мосты и колеса с высокопрофильными шинами, что сказывается на управляемости не лучшим образом, мягко говоря. Такой автомобиль сильнее кренится, заставляя притормаживать перед поворотами, и менее стабилен на прямой.
Инженеры Land Rover, как и конструкторы некоторых других марок, пытались исправить ситуацию, применяя так называемые «интегрированные» рамы (грубо говоря, встроенные в пол кузова) – например, на Discovery, но поняли, что можно обойтись и вовсе без них. Новый Defender – безрамный, со стальными подрамниками, на которые приходится основная нагрузка, и с мощными лонжеронами в днище кузова.
Источник: www.zr.ru
Рамная конструкция автомобиля: ее особенности и преимущества
Первый автомобиль представлял собой открытый экипаж, приводимый в движение двигателем внутреннего сгорания. В основе его лежала тележка – каркас с четырьмя колесами, на который был навешен силовой агрегат. Аналогичным образом выглядит структура паровоза, состоящего из массивной платформы и колесных пар.
Большинство серийных машин в прошлом веке были изготовлены по тому же «рецепту». В основе лежала рама, объединяющая агрегаты и узлы автомобиля. Рамная конструкция автомобиля сохранилась и до наших дней, но применяется гораздо реже и потихоньку исчезает в чистом виде.
- Что такое рамная конструкция автомобиля
- Каковы преимущества и недостатки рамных конструкций
- Каково назначение и виды рамных конструкций
- Что безопаснее и удобнее – рамная конструкция или несущий кузов
Как устроена рамная конструкция автомобиля
Рамная конструкция автомобиля представляет собой несущую систему, на которой смонтирован двигатель внутреннего сгорания (ДВС), детали трансмиссии и подвески и, собственно, кузов. Такое устройство обеспечивает максимальную надежность машины при эксплуатации в реальных дорожных условиях. Не стоит забывать, что железнодорожный транспорт стал прототипом для автомобильных средств передвижения, и, соответственно, взаиморасположение элементов на первых порах перекочевало оттуда. Паровоз перемещал такие объемы груза, которые и не снились машине, поэтому рамная конструкция автомобиля имеет очень большой запас прочности.
Самые первые рамы в 20-х годах прошлого столетия изготавливались из металлических труб прямоугольного сечения. Они были универсальны и технологичны на производстве. К 1930-м годам в автостроении начался постепенный переход к интегрированию рамы и кузова. Стали появляться полурамные и несущие транспортные средства.
В итоге, практика показала, что рамная конструкция автомобиля актуальна для тяжелых машин. Грузовики, тракторы, внедорожники, лимузины делаются по этому «рецепту». Особенно это касается бронированных лимузинов, огромный вес которых может удержать только полноценная рама, изготавливаемая, как правило, по отдельному заказу.
Рамная конструкция автомобиля четко подразделяет элементы на силовые и декоративные. Рама воспринимает нагрузки от мотора, трансмиссии и колес. Также она играет важную роль в пассивной безопасности автомобиля. Шасси – это совокупность рамы и силового агрегата с коробкой передач и подвеской. Оно, в принципе, может передвигаться и без кузова.
Кузовные панели формируют внешний облик и образуют кабину для водителя и пассажиров. Некоторые элементы кузова могут быть усилены дополнительным каркасом, но это касается, в основном, безопасности людей и не влияет на демпфирование нагрузок от мотора и от дорожного покрытия. Схема постоянно совершенствовалась, и со временем появилось несколько отдельных подвидов, характеризующих силовую структуру. Выделяют лонжеронные, хребтовые (в том числе вильчато-хребтовые), периферийные и решетчатые типы, особняком стоят несущие и полунесущие разновидности.
Назначение и виды рамных конструкций
Рамная конструкция автомобиля включает в себя систему профилей прямоугольного, Т-образного, Н-образного или иного сечения, соединенных между собой при помощи сварки, заклепок или болтов. На раму через эластичные подвесы устанавливается ходовая часть и мотор, который агрегатируется с узлами трансмиссии. Совокупность вышеперечисленных деталей называется шасси. Сверху оно накрывается кузовом, предназначенным для водителя, пассажиров и, отдельно, для грузового отсека.
Автомобили с рамой имеют большую массу по сравнению с несущей компоновкой кузова. Но благодаря ее наличию имеют значительную прочность на изгиб и кручение, и, соответственно, лучше приспособлены для эксплуатации в условиях бездорожья и перевозки тяжелых грузов.
Важным стимулом для автопроизводителей служит взаимозаменяемость деталей от разных моделей машин. Рамная конструкция автомобиля позволяет максимально унифицировать размеры агрегатов и точки их крепления. В конечном итоге разные модели могли отличаться только наружными кузовными панелями при идентичных шасси.
Принято выделять несколько рамных типов, отличающихся взаиморасположением и сечением конструктивных профилей. Каждая из нижеописанных разновидностей характеризуется своей спецификой:
- Пространственные рамы.
- Лонжеронные конструкции.
- Хребтовые и хребтово-вильчатые.
Рамная конструкция автомобиля может быть комбинированной и объединять в той или иной степени все три основных типа.
- Лонжеронная и ее подвиды. Самая проверенная схема состоит из двух продольных балок (лонжеронов), протянутых от начала до конца шасси и стянутых между собой поперечными связками. Лонжероны изготавливаются из стальных сплавов. Для жесткости в поперечном сечении создается несколько ребер жесткости. Они бывают закрытыми (квадрат или прямоугольник) и открытыми (Т-образный или Н-образный профиль). Продольные профили на самых первых изделиях были ровными, но в процессе технической эволюции обзавелись изгибами как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Это было сделано для оптимизации размещения навесных агрегатов и снижения центра тяжести автомобиля.
Кроме того, на внедорожниках могут применяться рамные каркасы, имеющие наклон по отношению к горизонту. Продольные профили рамы стягиваются поперечинами, которые обычно имеют аналогичное сечение. Поперечные рамные балки располагаются либо под углом 90° – классическая «лестничная» компоновка, либо под острым углом – так называемые К- и Х-образные схемы.
Между собой продольные и поперечные лонжероны скрепляются сваркой или заклепками. В некоторых случаях допускается болтовое соединение. Дополнительные кронштейны монтируются в точках крепления силового агрегата и подвески.
Рамная конструкция автомобиля с широко расставленными продольными лонжеронами называется периферийной. Она позволяет увеличить устойчивость к боковым ударам и, соответственно, повысить его безопасность. Кроме того, агрегаты могут быть опущены ниже (между балками), снижая таким образом центр тяжести и увеличивая пассивную безопасность.
Серединный лонжерон жестко связывал между собой мотор и трансмиссию (коробка передач, раздаточная коробка, главные передачи). Трансмиссионные валы, связывающие агрегаты между собой, проходили внутри этой трубы. Конструкция была очень передовая и компактная, но практика показала ее эксплуатационную и ремонтную бесперспективность.
Важным преимуществом такой компоновки была возможность обеспечить независимую подвеску всех колес. Зависимые ведущие мосты нельзя было поставить в принципе, и крутящий момент на колеса передавался с помощью карданных валов, а не полуосей. Повышенная жесткость кручения позволяла увеличить грузоподъемность хребтовой рамы при меньшей толщине металла лонжеронов по сравнению с традиционными схемами. Трубная система позволяла при необходимости без сложных доработок наращивать длину платформы и количество ведущих мостов за счет присоединения дополнительных модулей.
Высокий центр тяжести из-за особенностей крепления агрегатов позволял использовать хребтовую раму только на грузовиках. Для легковых автомобилей, передвигающихся на более высоких скоростях, такая рамная конструкция грозила опрокидыванием в поворотах и на неровной дороге. Главным недостатком, не позволившим дальнейшее развитие, стала низкая ремонтопригодность. Ремонт изношенных валов и других узлов трансмиссии длился очень долго в связи с необходимостью практически полной разборки рамы. Для коммерческой техники такие простои недопустимы.
Вильчатая конструкция имеет несколько разных комбинаций основных типов. Например, гнутая Х-образная лонжеронная рама, снабженная сплошным металлическим покрытием. Или хребтовая основа с центральной несущей трубой, к которой приварены поперечины, но не по всей длине, а только спереди и сзади.
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.
Мнение автовладельцев о рамной конструкции автомобиля
- Не стоит путать кислое с соленым. Классический легковой автомобиль в кузове седан или хэтчбек безусловно не нуждается в раме. Но если требуется большая грузоподъемность, увеличенная колесная база, возможность ездить по бездорожью, то следует обратить внимание на автомобиль рамной конструкции с минимальным количеством наворотов и вспомогательной электроники. На такой машине смело можно уехать от цивилизации и не опасаться неожиданных поломок. А если таковые и будут, то их можно устранить на месте. Современные кроссоверы созданы только для того, чтобы штурмовать бордюры для парковки на тротуаре. На них нельзя далеко уезжать от фирменного сервиса.
- Современные «рамники», наоборот, можно считать автомобилями повышенной безопасности. Для внедорожника рама скорее плюс, чем минус. Малая жесткость на кручение приводит к тому, что езда по пересеченной местности может закончиться перекосом кузова. Увеличенная колесная база необходима для улучшения устойчивости на дороге, но при этом недостаточная прочность приводит к ухудшению управляемости. Надежные машины высокой проходимости до сих пор имеют рамную конструкцию. Каждый производитель закладывает свою «изюминку» в конструкцию кузова: у одного интегрированная рама, у другого высокопрочные стали, у третьего и то, и другое. Лидера выделить практически невозможно. Рама не ушла в историю по причине своей незаменимости для крупногабаритных джипов и пикапов. Коммерческий транспорт тоже никогда не сменит ориентацию. А все, что помельче, вполне обойдется безрамной компоновкой.
Источник: rad-star.ru