12.Ходовая часть

Автомобильные рамы и кузова.

На легковых автомобилях преимущественно применяются периферийные рамы (а) и Х-образные (б).

Рис. Конструктивные схемы рам: а — периферийная; б — Х-образная; в — лестничная; г — с Х-образными поперечинами; д — хребтовая

Периферийная рама состоит из двух лонжеронов, связанных поперечинами. В средней части лонжероны имеют вставки, расстояние между которыми увеличено. При установке кузова они располагаются на уровне порогов дверей. Это увеличивает сопротивление кузова при боковых ударах. Вставки свариваются с передними и задними частями лонжеронов или штампуются за одно целое.

Для снижения центра тяжести автомобиля и уровня пола кузова лонжеронам над передней и задней осями придают выгибы в вертикальной плоскости с тем, чтобы средняя часть рамы располагалась ниже. Изгибающие моменты, действующие на раму, воспринимаются лонжеронами. Они создают необходимую жесткость рамы в продольной плоскости. Для лонжеронов применяют высокие открытые или закрытые профили, имеющие большой экваториальный момент инерции.

При перекосах рамы на лонжероны и поперечины действуют крутящие моменты, которые распределяются между этими элементами пропорционально их полярным моментам инерции и обратно пропорционально длинам. Поэтому основную роль в обеспечении угловой (крутильной) жесткости рамы играют поперечины, которые значительно короче лонжеронов. Все поперечины или часть их выполняются из закрытых профилей (коробчатых или трубчатых), имеющих большой полярный момент инерции.

Х-образная рама состоит из средней балки, имеющей закрытый трубчатый профиль, передней и задней вильчатых частей. Для крепления кузова к средней части необходимы консольные кронштейны. Жесткость рамы при скручивании создается средней частью и поперечинами вилок.

Рама с прямыми лонжеронами и поперечинами применяется и на легковых и на грузовых автомобилях. Она получила название лестничной. Лонжероны изготавливают путем штамповки или выгибают из полосы углеродистой или малолегированной стали.

Кузова.

Назначение кузова фактически определяет область применения автомобиля (или наоборот).

Пассажирские кузова предназначены для перевозки пассажиров и используются в основном на легковых автомобилях и автобусах. На грузовом автомобиле устанавливается кузов для перевозки грузов и, дополнительно к нему, — кабина (пассажирский кузов) для размещения водителя и одного или двух пассажиров.

Грузопассажирские кузова предназначены для одновременного размещения пассажиров и груза.

Специальные кузова, например: мусоровозы, пожарные автомобили, автокраны и т. д., как правило, устанавливаются на раме (шасси) грузовых автомобилей, чтобы они могли выполнять специфические задачи.

В зависимости от конструкции кузова выполняют каркасными, полукаркасными или бескаркасными.

Каркасный кузов имеет жесткий пространственный каркас, к которому крепятся наружная и внутренняя облицовки.

Полукаркасный кузов имеет только некоторые части каркаса (отдельные стойки, дуги, усилители и т. п.), соединенные между собой наружной и внутренней облицовками.

Для придания бескаркасному кузову необходимой жесткости отдельным его частям придают специальную форму и сечение.

По способу размещения груза, пассажиров и силового агрегата в кузове автомобиля различают кузова:

• однообъемные — силовой агрегат, отсек для пассажиров и груза расположены в единой пространственной конструкции (автобус, мини-вен, бескапотная кабина грузового автомобиля и т. п.);

• двухобъемные — силовой агрегат под капотом, пассажиры и груз в другом отсеке кузова (универсал, хэтчбек, капотная кабина грузового автомобиля и т. п.);

• трехобъемные — силовой агрегат под капотом, пассажиры в кабине (пассажирском салоне), а груз в багажном отделении (классический пример — седан).

Несущий кузов воспринимает все нагрузки и усилия, которые действуют на автомобиль при его движении: вес груза, пассажиров и установленных на кузове агрегатов и механизмов, усилия от элементов подвески автомобиля и силы, которые возникают при колебаниях, разгоне, торможении и повороте.

Полунесущий кузов жестко соединяется с рамой и воспринимает часть нагрузок, приходящихся на раму. Разгруженный кузов жесткого соединения с рамой не имеет. Он устанавливается на раме на упругих подушках и, кроме веса пассажиров и перевозимого груза, никаких других нагрузок не воспринимает.

Кроме приведенной выше классификации, кузова легковых автомобилей различаются по внешнему виду и конструкции пассажирского салона. Типовые конструкции получили индивидуальные названия:

• Седан (а) является трехобъемным закрытым четырехдверным кузовом с двумя (реже тремя) рядами сидений (третий ряд — откидной).

• Лимузин (б) представляет собой трехобъемный закрытый четырехдверный кузов с двумя или тремя рядами сидений (третий ряд сидений — откидной). За передним рядом сидений расположена подъемная стеклянная перегородка, служащая при необходимости для отделения водителя от задних пассажиров.

• Купе (в) — трехобъемный закрытый двухдверный кузов с одним или двумя рядами сидений. Для доступа к задним сиденьям необходимо откидывать передние, что ухудшает условия посадки пассажиров.

• Универсал (г) представляет собой закрытый трех- или пятидверный кузов с двумя рядами сидений. Дополнительная дверь находится в задней стенке кузова. При складывании заднего ряда сидений увеличивается багажное отделение, в результате чего кузов превращается в грузопассажирский.

• Комби (хэтчбек) (д) занимает промежуточное положение между кузовами седан и универсал. Хэтчбек является закрытым трех- или пятидверным кузовом с двумя рядами сидений. Дополнительная дверь находится в наклонной задней стенке кузова. Кузов может быть легко переоборудован из пассажирского в грузопассажирский если удалить съемную складую полку, которая установлена за задним рядом сидений и закрывает багажное отделение. При складывании заднего ряда сидений площадь багажного отделения увеличивается.

• Фастбек (т) — двухобъемный пассажирский кузов с двумя или четырьмя дверями и плавно спускающейся назад крышей (нечто среднее между хэтчбеком и седаном; в настоящее время не используется).

• Кабриолет (е) представляет собой кузов с откидывающимися задней стенкой и частью крыши. Кузов имеет жесткий или мягкий убирающийся верх и опускающиеся стекла в дверях и боковинах.

• Фаэтон (ж) представляет собой полностью открывающийся кузов. Кузов имеет две или четыре двери, мягкий складывающийся верх и съемные боковины, в которых выполнены окна.

• Хардтоп-седан (з) — седан без средней боковой стойки.

• Хардтоп-купе (и) — купе без средней боковой стенки.

• Ландо (к) — седан с открывающейся частью крыши над задними сиденьями.

• Фаэтон-универсал (л) — грузопассажирский кузов, с мягким складывающимся или съемным тентом.

• Кабриолет-хардтоп (м) — пассажирский кузов со съемной жесткой крышей.

• Фургон (н) — закрытый кузов с перегородкой для перевозки грузов.

• Родстер (о) — укороченный двухместный кузов со складывающимся мягким тентом.

• Пикап (п) — грузопассажирский кузов с открытой платформой для перевозки грузов и кабиной водителя, отгороженной от грузовой платформы стационарной перегородкой.

• Брогам (р) — пассажирский кузов с открывающейся частью крыши над передним рядом сидений.

• Тарга (с) — пассажирский кузов со съемной средней частью крыши.

• Бескапотный кузов (у) — однообъемный пассажирский кузов, центр рулевого колеса которого находится перед передней осью автомобиля.

• Кузов современного автомобиля, особенно легкового и автобуса, является центральной, наиболее важной частью этих транспортных средств. От конструкции кузова зависит безопасность, удобство использования, срок службы, привлекательность автомобиля. Кузов во многом определяет величину затрат на производство и эксплуатацию автомобиля, на общее совершенство автомобиля. Поэтому к кузову предъявляется огромное число разнообразных требований (смотри таблицу), зачастую противоречивых, причем и со стороны владельца автомобиля, и со стороны производителя.

• Создание кузова — это всегда поиск наилучшего компромисса из огромного количества возможных вариантов. Сложность процесса проектирования кузовов, в особенности создания привлекательного облика автомобиля, предопределяет применение как технических, так и художественных (дизайн) методов выбора параметров.