Что такое рама автомобиля и какие виды бывают
Одним из важнейших элементов автомобиля является несущая система. Именно она дает возможность сделать из всех составляющих машины единое целое. Ранее все транспортные средства имели рамную конструкцию. Однако со временем она была вытеснена другими типами, в том числе несущим кузовом, который используется почти на всех легковых машинах. Тем не менее, рамная несущая часть все равно используется – на внедорожниках и грузовых авто.
Что такое рама автомобиля: назначение, плюсы и минусы
Рама автомобиля – балочная конструкция, которая выступает как основа для крепления всех узлов и агрегатов, таких как силовая установка, элементы трансмиссии, ходовой части и так далее. Кузов при такой конструкции несущей системы обеспечивает пространство для размещения пассажиров и багажа, а также выполняет декоративную функцию.
Рама автомобиля
Применение рамы дает возможность дать несущей части высокую прочность. Поэтому ее используют в грузовиках и внедорожниках. Также она дает возможность максимальной унификации узлов и механизмов между моделями различных классов.
Ранее производители автомобилей выпускали шасси авто с базовыми частями (рамой, мотором, трансмиссией и т.д.), куда «натягивались» различные типы кузовов.
Рама в автомобиле выступает как «скелет». Она воспринимает все внешние и внутренние нагрузки при движении машины и даже при ее стоянке. Ввиду этого к автомобильной раме предъявляется ряд требований:
- достаточная прочность и жесткость;
- небольшая масса;
- правильная форма, которая будет способствовать рациональной работе всех элементов автомобиля.
Рамная несущая часть обладает рядом преимуществ. Так, благодаря ей собирать машину и ремонтировать ее в дальнейшем становится значительно проще. Основное отличие рамной конструкции от кузовной в том, что любую поломку можно легко устранить благодаря хорошему специалисту и материалам. Еще одно важное достоинство: езда на плохих дорогах не будет чревата перекосами кузова (проемов дверей, стоек и т.д.).
Лонжеронная рама
Наряду с этим, есть и недостатки. Первый – существенное увеличение веса автомобиля ввиду наличия отдельных рамы и кузова. Соответственно, расход топлива также будет больше. Другой минус в том, что для размещения лонжеронов под кузовом нужно дополнительное место, что усложняет посадку в машину и отнимает существенную часть салона.
Также отмечается снижение пассивной безопасности, поскольку есть вероятность смещения рамы относительно кузова в случае удара. Поэтому несущий кузов – неотъемлемый элемент легкового автомобиля. В то же время рамная конструкция хорошо справляется с тяжелыми условиями, в которых ездят грузовые авто и внедорожники.
Виды рам
Рамы разделяются на несколько видов, отличающихся по конструктивным особенностям:
У некоторых видов имеются подвиды. Выделяются также комбинированные типы, сочетающие в конструкции составляющие разных типов рам.
Лонжеронная рама
Это самый распространенный вид. В конструкцию рамы входят две силовые продольные балки, которые называются лонжеронами. Они тянутся вдоль кузова и соединяются посредством поперечин. Балки выполняются из стали. С целью повышения показателей скручивания могут применяться различные виды профиля сечения.
Лонжероны необязательно ровные – иногда они имеют и вертикальные, и горизонтальные изгибы. Они могут располагаться как параллельно горизонтальной плоскости, так и под определенным углом, что присуще для внедорожников. Также возможно разное расположение поперечин, за счет которых соединяются лонжероны. На сегодня это наиболее популярная рамная конструкция, применяющаяся в большинстве грузовиков и внедорожников.
Такая рама отлично подходит для эксплуатации машины в условиях плохих дорог. Также она упрощает ремонт и сборку автомобиля. Минусы же в том, что лонжероны отнимают немалую часть салона и несколько усложняют процесс посадки.
Виды лонжеронных рам
Лонжеронная Х-образная
Х-образная рама – один из видов лонжеронной. Особенность ее конструкции в том, что лонжероны спереди и сзади разведены, а в центре – максимально сведены. Данный тип на вид похож на буку «Х», что и послужило причиной его названия.
Периферийная
Является видом лонжеронных рам. Этот вид начал активно использоваться на крупных легковых машинах европейского производства и «дредноутах» из США в 60-х годах. В таких рамах лонжероны расположены настолько широко, что в процессе установки кузова они располагаются у порогов. Это позволяет существенно снизить уровень пола, одновременно с этим уменьшив непосредственную высоту машины.
Важное достоинство подобной машины в ее максимальной приспособленности к боковым ударам. Однако есть существенный минус – рама не может выдержать значительные нагрузки, поэтому кузов авто должен обладать необходимой прочностью и жесткостью.
Хребтовая рама
Данный вид рам разработали представители компании «Татра» и преимущественно он применялся для машин ее производства. Главный несущий элемент – труба, соединяющая двигатель спереди с элементами трансмиссии, которые расположены внутри нее. По сути, труба выступает единым картером для коробки передач, раздаточной коробки и приводных валов. Крутящий момент от двигателя к трансмиссии поступает посредством помещенного в трубу вала. Причем данный вал не является карданным, что обеспечивает большую надежность.
Хребтовая рама
Подобная конструкция рамы в сочетании с независимой подвеской колес обеспечивает очень большие хода, что делает ее незаменимой в транспортных средствах специального назначения.
Преимущество хребтовой рамы также заключается в том, что она имеет очень высокую жесткость на кручение, а элементы трансмиссии надежно защищены от внешнего воздействия. Но ввиду того, что определенные механизмы расположены внутри конструкции рамы, ремонтные работы заметно усложняются.
Вильчато-хребтовая
Вильчато-хребтовый тип рам тоже является разработкой «Татра». В таком варианте двигатель крепится не к трансмиссионной трубе, а на специальной лонжеронной вилке. Это сделано для того, чтобы сократить уровень передающихся вибраций от работающего ДВС на раму и, следовательно, на кузов автомобиля. Однако, на сегодняшний день вильчато-хребтовые рамы уже не применяются в автомобилестроении.
Вильчато-хребтовая рама
Пространственная рама
Самый сложный тип рамной конструкции, применяющийся для спортивных машин. Это конструкция представляет собой каркас на основе тонких легированных труб и имеет очень высокие показатели по жесткости и прочности. В автомобилестроении данные рамы были вытеснены монококами, однако, похожие конструкции используются при создании автобусов.
Пространственная рама
Несущее основание
Несущее основание – это что-то среднее между кузовом и рамной конструкцией. Тут также используются лонжероны, но они объединены днищем, а не поперечинами. Наиболее массовый и популярный обладатель несущего днища – «Фольксваген Жук», у которого кузов крепится к плоской панели пола посредством болтов. Аналогичную конструкцию имеет и другая машина массового производства – Renault 4СV.
Несущее основание
Несущее днище отличается высокой технологичностью и применяется в крупносерийном производстве. Данная конструкция позволяет сделать пол и центр тяжести автомобиля достаточно низкими.
У рамной несущей части автомобиля есть ряд достоинств и особенностей, которые делают ее незаменимой для грузовых машин и внедорожников. И хотя рама используется сугубо для конкретных видов автомобилей, некоторые элементы ее конструкции применяются крайне широко, так как позволяют сделать несущие кузова более жесткими. Почти любая легковая машина оснащена усиливающими лонжеронами либо подрамниками.
Источник статьи: http://techautoport.ru/nesuschaya-sistema/kuzov-i-rama/rama-avtomobilya.html
РАМНЫЙ КУЗОВ: ВИДЫ, СТРОЕНИЕ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ
Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется рамной конструкцией кузова автомобиля, каким строением обладает и из каких материалов изготавливается несущий элемент данного вида. Кроме того, расскажем про особенности, основные технические характеристики, разновидности кузовов рамного типа, а также, почему такой несущей конструкцией в основном оснащаются внедорожники. В заключении поговорим о том, какими преимуществами и недостатками обладает конструкция, из каких компонентов состоит, а также, в чем заключается различие рамного кузова от несущего.
Сразу заметим, что рамный кузов является основным несущим элементом того или иного транспортного средства, который зачастую предназначается для полноценных внедорожников, именно им свойственна конструкция такого типа. Рамная конструкция разительно отличается от обычного несущего кузова. Итак, дек что же называется автомобильным рамным кузовом? Рамная конструкция кузова – определенное строение транспортного средства, при котором все ключевые технические механизмы и узлы крепятся на специальную жесткую раму автомобиля. К ключевым механизмам и узлам, как правило, относят элементы подвески , силовую установку , коробку передач , передний и задний мосты , а также сам кузов , который устанавливается на несущую раму машины.
Говоря простыми словами, рамный кузов представляет из себя основной или связующий элемент, который объединяет на себе все ключевые механизмы автомобиля. Ярким примером может служить скелет человека, который играет роль своего рода каркаса, удерживающего на себе внутренние органы, мышцы и кожные ткани. Также и рамный кузов транспортного средства принимает на себя всю нагрузку от машины во время езды. Справочно заметим, что в том случае, если на раму не устанавливать кузов, а только оставить закрепленные основные механизмы, на примере двигателя и трансмиссии, то машины все равно, без каких либо проблем сможет передвигаться, в отличие от автомобилей с несущим кузовом. Ярким примером отечественного рамного транспортного средства является не стареющий УАЗ, Ульяновского автомобильного завода .
1. ОСОБЕННОСТИ, СТРОЕНИЕ И ДЛЯ ЧЕГО НУЖЕН РАМНЫЙ КУЗОВ
Перед тем, как приступать к рассмотрению рамного кузова, необходимо понять, для чего нужна такая конструкция. Сама по себе рама кузова считается самым прочным несущим элементом, который существует в автомобилестроении на сегодняшний день. Транспортное средство с таким строением способно выдерживать высочайшие нагрузки, как по проходимости, так и по грузоподъемности. Вот поэтому рамный кузов зачастую можно встретить на полноценных, то есть настоящих полноприводных внедорожниках.
Кроме того, рамой зачастую обладают грузовые машины, микроавтобусы и крупные автобусы. Предназначением рамы является помощь в преодолении плохих дорог, высоких подъемов и местности, которую не смогут покорить простые автомобили. Вот потому то и оснащают некоторые внедорожники такой конструкцией. Что касается автобусов и грузовиков, то им рама нужна для большей грузоподъемности.
Важное значение для понимания надежности и долговечности рамы кузова играет устройство несущего элемента. Сама по себе конструкция со строением рамного кузова очень простая. Как правило, строение основано на продольных металлических балках, которые соединяются при помощи поперечных элементов. Зачастую продольных балок в такой раме насчитывается только две, а поперечных компонентов может быть намного больше, все зависит от типа кузова машины.
Первоначально автопроизводители изготавливали продольные балки, которые шли рядом друг с другом, так сказать параллельно. Однако, как выяснили позже инженеры, данное строение является не практичным для автомобиля, потому что силовая установка, которая крепится на раме садится на нее довольно высоко, что не есть хорошо. Вот поэтому конструкторы совместно с инженерами решили доработать переднюю часть рамы и расширили ее, чтобы мотор смог крепится между продольных балок. Что касается задней части рамы, то ее наоборот решили сузить, причем в грузовых автомобилях ее сделали особенно узкой, чтобы создать дополнительную жесткость несущего элемента и тем самым повысить грузоподъемность транспортного средства.
Рамные кузова по типу изготовления делятся на следующие виды :
– Клепаные рамы : считаются наиболее популярным видом несущей конструкции, в которых элементы крепятся между собой с помощью специальных заклепок;
– Рамы на болтах : считаются менее востребованными среди автопроизводителей, так как их изготовление более затратное, чем клепаных несущих элементов. Элементы рам такого вида соединяются между собой при помощи болтов и гаек;
– Сварные рамы : считаются самыми редко встречающимися несущими элементами в автомобилестроении, так как при их изготовлении применяется специальный металл и детали конструкции плотно привариваются друг к другу. Как правило, такие рамы применяются для очень крупных грузовых машин и спецтехники.
Отметим, что рамная конструкция является самой тяжелой частью кузова транспортного средства, вес которой может достигать 20-25 процентов от общей массы автомобиля. Однако технологии в автомобилестроении не стоят на месте и с каждым годом производители постепенно снижают массу рамы, заменяя некоторые ее элементы на более легкие, но при этом не менее прочные по материалам изготовления. Делается снижение массы рамы в первую очередь для того, что уменьшить расход топлива автомобиля, добавить ему еще большей маневренности и управляемости.
2. ВИДЫ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ РАМНОГО АВТОМОБИЛЬНОГО КУЗОВА
Кроме деления рамного кузова по типу изготовления, несущий элемент также еще подразделяют по виду конструкторских особенностей. Данное деление рам является не менее важным, так как подразумевает основное предназначение несущего элемента относительно того или иного типа транспортного средства, на которое она устанавливается.
Виды рамного кузова, исходя из конструкторских особенностей :
– Лонжеронная рама : еще называется лестничной несущей конструкцией, так как по строению похожа именно на лестницу со ступенями. Сама по себе рама такого вида считается очень надежной и прочной, вот поэтому ее в основном используют на грузовом транспорте, который участвует в грузоперевозках.
– Периферийная рама : называется у автомехаников кузовной, которая представляет из себя несущую конструкцию с зауженной передней и задней частями. Центральная же часть такой рамы, как правило, находится под наиболее крупной областью кузова, там она имеет расширение. Такие конструкторские особенности рама имеет для того, чтобы можно было немного опустить центральную часть кузова автомобиля, тем самым транспортное средство будет смотреться более приемистым к земле, что положительно сказывается на аэродинамических показателях.
– Хребтовая рама : изготавливается с усиленной центральной частью несущей конструкции и визуально похожа на трансмиссионную трубу. В основном рамы такого вида применяются на машинах, которые оснащаются подвеской независимого типа спереди и сзади. По своим характеристикам, рама считается одной из самых прочных на кручение, но применяется достаточно редко, в связи со сложным строением и затратным производством.
– Решетчатая рама : зачастую еще называется трубчатой или гоночной, которая представляет из себя почти полный каркас всего автомобиля, а не только нижнюю раму кузова. Как правило, рама такого вида изготавливается из тонких полых, но довольно прочных, а также легких труб. Основное применение таких рам – спортивные машины, на примере багги или раллийных автомобилей.
Рамная конструкция кузова, независимо от того, на какой модели транспортного средства она установлена, также как любая другая система автомобиля, обладает определенными преимущества и недостатки, которые мы сейчас рассмотрим.
– Почти все современные рамы кузова имеют простое строение;
– Рамный кузов легко ремонтировать;
– Кузов рамного типа просто изготовить, особенно конструкция, которая собрана на заклепках;
– Рама значительно увеличивает проходимость транспортных средств;
– Повышенная грузоподъемность автомобиля, благодаря наличию несущей рамы.
– Значительно повышается масса автомобиля, так как раму и кузов машины отделяют друг от друга;
– Съедается пространство салона автомобиля, в связи с тем, что кузов устанавливается между продольными направляющими;
– Из-за рамы, подвеска автомобиля становится более жесткой, потому что в ее устройстве зачастую используются рессоры и значительно реже пружины. Рессоры считаются надежней пружин в плане выносливости, поэтому их так часто и применяют на рамных конструкциях;
– Неудобная посадка в салон автомобиля, из-за того, что дорожный просвет зачастую значительно увеличивается, в сравнении с машинами оснащенными несущим кузовом;
– Ухудшается уровень пассивной безопасности, так как при сильном боковом или фронтальном ударе, кузов может просто срывать с несущей рамы.
Таким образом, рамный кузов той или иной модели транспортного средства в основном предназначен для сложных условий эксплуатации или перевозки крупнотоннажных грузов. Что касается городских условий, в которых требуется комфорт при передвижении из точки “ А ” в точку “ Б “, то рамный кузов особо не пригоден для таких задач. Поэтому для городских условий лучше присматривать автомобиль, оснащенный несущим кузовом, который сможет в достаточной мере обеспечить комфортом и при надобности оптимальной проходимостью на бездорожье.
В заключении отметим, что рамный кузов призван выдерживать не только механические компоненты автомобиля, то также он должен еще бороться со статическими и динамическими нагрузками, не допуская чрезмерной деформации элементов. Как установлено множеством испытаний, на сегодняшний день наилучшим образом справляются с поставленными задачами рамы, изготовленные из высоко углеродистой стали. В некоторых автомобилях можно также встретить раму кузова, изготовленную из алюминия, который призван радикально снизить массу несущей конструкции транспортного средства. Справочно заметим, что эталонным внедорожником является автомобиль, оснащенный рамой посаженной на высоко приподнятый над землей жесткий металлический каркас.
Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/autoblogcar/ramnyi-kuzov-vidy-stroenie-pliusy-i-minusy-5e902ce47affda4d0043cc01