Каркас автомобиля
Каркас безопасности в автомобиле
Каркас безопасности в автомобиле
У этого поста - 4 комментария.
Что такое каркас безопасности и для чего он нужен. По официальной формулировке, каркас безопасности – это пространственная конструкция, предотвращающая серьезные деформации кузова при столкновении или перевертывании автомобиля. Собранная внутри автомобиля из круглых стальных труб, конструкция, крепится к кузову изнутри и предназначена для сохранения жизненного пространства пассажиров и водителя при аварии. Каркас увеличивает прочность и жесткость автомобиля, от его сложности зависит степень усиления безопасности автомобиля. Это может быть простая бугель-арка над головами водителя и пассажира или сложный пространственный скелет, объединяющий пороги и боковины, чашки передней и задней подвески, а также клетку безопасности самого салона в одну силовую структуру.
Требования и стандарты при изготовлении каркаса безопасности
При изготовлении каркаса безопасности к его конструкции и материалам предъявляются жесткие технические требования. Каркас безопасности спортивного автомобиля может быть омологированный или неомологированный. Все изготавливаемые каркасы должны отвечать требованиям FIA. Если фирма-изготовитель отступает от технических требований, устанавливаемых FIA, каркас должен быть подвергнут процедуре омологации – согласованию технологии изготовления, конструкции и применяемых материалов с представителями FIA. Омологации подлежат также каркасы, изготовленные с отступлениями от предписанной FIA схемы, а также при креплении их сваркой. Каркасы, не подлежащие омологации (неомологированные), имеют определенную конструкцию, изготавливаются из определенной стали и труб определенных размеров, устанавливаются при помощи болтовых креплений.
Какой применяют материал
В качестве материала для каркаса безопасности применяется сталь, в редких случаях – алюминий. Вес среднего каркаса безопасности равен 25-40 кг и более, размер труб – 45х2,5; 40х2,0 см. Трубы каркаса часто окрашивают в яркие цвета, сверху наносят защиту. Для обшивки элементов каркаса применяют поролон или вспененную изоляцию ярких цветов. Это делается для эстетики и безопасности тех, кто усаживается в автомобиль.
Каркас безопасности, устанавливаемый методом сварки, представляет собой неразборную конструкцию, в отличие от каркаса, укрепляемого болтами, который является разборным и может быть деинсталлирован. Разборный каркас крепится к боковой стойке, к порогу и полу. Ввариваемый каркас имеет сложную конструкцию, связан с силовой структурой кузова, используется в серьезном индивидуальном тюнинге. Каркасные коробки изготавливают для двух- или четырехдверных кузовов. Установка сложного каркаса превращает автомобиль из 4-5 местного в двухместный. Создаются также определенные трудности с обзорностью. Если для обычной машины установка каркаса может быть излишней, то для спортивного автомобиля это необходимая деталь, без которой не допустят к соревнованиям.
Каркасу безопасности отводится большое значение в серийных автомобилях. Напимер, у Mercedes-Benz SL-класса (R126) за спинками сидений имеются своеобразные дуги безопасности. При превышении крена кузова выше отметки 26, происходит их автоматическое выстреливание за 0,3 с в рабочее положение. Таким образом обеспечивается защита голов водителя и пассажиров. Применяются также и отдельные усилители кузова, дополнительные лонжероны, косынки, полоски, уголки, особенно в местах установки подвесок.
Другие похожие статьи:
Каркас безопасности. Болтовой и сваренный каркас для автомобиля
Просматривая видео и фото спортивных авто, можно заметить одну важную особенность – это трубы, находящиеся в салоне. Они пересекаются между собой, а водитель автомобиля находится как бы в клетке. Это не что иное, как каркас безопасности. Люди, далекие от автоспорта, могут не знать, что это такое. Итак, давайте подробно рассмотрим, для чего нужен данный каркас.
Что это?
Эти трубы представляют собой специальную пространственную конструкцию, основная задача которой – предотвратить существенные деформации в случае возникновения различных дорожных ситуаций. Каркас безопасности должен защитить кузов при столкновении или же перевороте транспортного средства.Это некая стальная конструкция из труб, собранная при помощи сварных или болтовых соединений. В салоне эта конструкция прикреплена к кузову со всех сторон. Цель не только сберечь кузов автомобиля от повреждений, но и спасти жизни водителя и штурмана машины в случае серьезной аварии. Также эти решения задействуются для продольного усиления жесткости кузова.В гражданских автомобилях увидеть каркас безопасности довольно сложно. Их применяли на раллийных авто, но затем эта конструкция стала главным условием и для других спортивных гоночных дисциплин. Собрана данная система преимущественно из труб круглого сечения, так как они наименее опасны для экипажа.
Виды каркасов
Эти конструкции могут быть разборными или неразборными. Кстати, колебание стоимости в разных вариациях может быть очень широким – от тысячи долларов за простой вариант и до десятков тысяч за более сложные.
Сборно-разборная конструкция
Это клетка безопасности, устанавливаемая в салоне автомобиля. Она закрепляется на боковых стойках кузова, а также на полу. Каждая из труб, которая входит в каркас, соединена при помощи болтовых соединений. Преимущество такого решения в том, что в любой момент можно клетку легко демонтировать и некогда спортивный кузов ВАЗа становится вполне гражданским. Нужно сказать, что это несложные системы и с демонтажом может справиться любой. Каких-либо особых требований к такому решению не предъявляют. Максимального уровня жесткости здесь нет, есть возможность сохранить салонный пластик.
Сваренные каркасы
Сварные варианты уже более сложны в инженерном плане. Здесь каркас связан с силовыми и структурными особенностями кузова. Сварной вариант применяется, когда нужен серьезный, а главное, индивидуальный тюнинг. На монтаж потребуется значительно больше времени – это кропотливый труд. Для внедрения нужно разобрать полностью весь салон вплоть до металла. Затем проделывают крепежные и технические отверстия для монтажа каркаса. Далее вся конструкция соединяется между собой, и после все это сваривается.Требования к такому каркасу безопасности более серьезные. Конструкция может быть изготовлена для разных типов кузовов. При этом если автомобиль двухдверный, то жесткость будет больше. Нужно помнить, что в случае монтажа сложных вариантов автомобиль будет рассчитан только на два места. Причина этого в том, что место под задние сиденья займут крепления, а также переплетенные между собой трубы.Если отталкиваться от габаритных размеров, то становится ясно, что установка каркаса безопасности несет и другие ограничения. Это в первую очередь обзорность. Для большей безопасности к трубам каркаса крепят особые ремни.
Каркас безопасности и закон
Тем, кто решился установить такую конструкцию, нужно помнить и быть готовым к проблемам с прохождением техосмотра. Нужна необходимая сертификация. Эксплуатация таких авто в городах запрещена. В законе написано, что передвигаться на авто с каркасом можно только в шлеме. Но и здесь есть мелкая деталь – в шлеме также нельзя ездить в городе.
Особенности изготовления
Эти решения производят преимущественно из холоднотянутой стальной трубы. В некоторых случаях актуально применение алюминиевой. Практика показывает, что для максимальной жесткости и эффективности труба должна быть в следующей размерности: длина - 400-450 миллиметров, а диаметр - 20-25.Вес конструкции для кузова ВАЗа будет примерно сорок килограмм. Масса более серьезных решений напрямую зависит от сложности каркаса. Металлическую трубу окрашивают в достаточно яркие цвета. На некоторых трубах, входящих в конструкцию, устанавливается защита. Это сделано не для эстетики, а для безопасности.
Омологированный и неомологированный каркас
Компании и СТО, занимающиеся созданием таких каркасов, не всегда в работе учитывают технические нормы FIA. Но при этом изделие регулярно подвергается омологации. Это согласование особенностей конструкции, материалов, методик изготовления и сборки с FIA или автомобильной спортивной федерацией в стране.
Так, если какой-либо производитель вдруг решил использовать в своем продукте материалы, которые не соответствуют по свойствам списку требований FIA, то это решение должно быть затем подвержено нагрузочным испытанием. Конструкция должна тестироваться под прессом. Также должны быть представлены соответствующие расчеты характеристик прочности по определенным методикам.Другая особенность – монтаж каркаса безопасности на ВАЗ или другие модели. Если принято решение монтировать конструкцию сваркой, то омологация обязательна. Нередко бывает, что изготовители каркасов не полностью учитывают схемы от FIA. Это тоже потребует проведения омологации. При этом допускается применение решений неомологированных. В этой ситуации каркас изготавливается из конкретных труб, материал которых – конкретная сталь для определенной конструкции. Сами трубы имеют определенные заданные габаритные размеры. Крепление каркаса безопасности на УАЗ осуществляется при помощи болтов. Одна компания может выполнять два варианта изделий, но при условии, что обе конструкции отвечают схемам и спецификациям FIA.
Каркас и управляемость
Главная характеристика прочности кузовов авто – это жесткость. Если кузов недостаточно жесткий, то реакция на руль станет хаотичной. Кузов избивается, а сталь в рычагах подвески входит в резонанс с осями транспортного средства. При скручивании быстрее изнашивается материал, увеличивается усталость металла. Если смонтировать на ВАЗ-2108 каркас безопасности, то кузов больше не будет выполнять свою несущую функцию. Вся нагрузка пойдет на каркас и равномерно распределится по нему. Машина станет более собранной, а реакция на руль увеличится.
Сборка каркаса своими руками
Собрать каркас безопасности своими руками не слишком просто. Мало иметь навыки работы со сварочным аппаратом и иметь материал. Нужно проводить определенные расчеты. Также понадобятся чертежи. Если автомобиль не будет участвовать в гонках, тогда будет достаточно сборной болтовой конструкции – на рынке есть масса готовых вариантов. Схемы лучше подбирать тщательно, и если делать сварную конструкцию, то лучше иметь возможность консультации со специалистами. За сварные решения лучше не браться – здесь расчеты еще более сложные, формул много, учитывается масса нюансов. Но нет ничего невозможного. Конечно, создать серьезную конструкцию, значительно увеличивающую жесткость, в гараже вряд ли выйдет. Но наварить дуги на УАЗ своими руками вполне возможно. Достаточно лишь определиться с диаметром труб и точками прихвата.
Итак, мы выяснили, что такое каркас безопасности.
Кузов современного автомобиля
Любой автомобиль состоит из ряда составных узлов – силовой установки, трансмиссии, ходовой части, систем управления.Чтобы собрать все эти элементы в единую конструкцию и обеспечить их взаимосвязь между собой, используется еще один конструктивный компонент – несущая часть, к которой и осуществляется крепление всех составляющих элементов.
Назначение, конструкция и виды несущей части
По мере развития автомобилестроения было создано несколько видов несущей части. Но несмотря на имеющиеся различные типы, эта составляющая включает в себя один из основных компонентов – кузов автомобиля.
В задачу кузова входит не только крепление составных частей авто, а еще и восприятие всех нагрузок и воздействий окружающей среды, а также обеспечение пространства для размещения пассажиров и груза.
Изначально на автотранспорте применялась несущая часть, состоящая из двух элементов – кузова и рамы. В такой конструкции кузов по большей части принимал на себя только нагрузки, которые создавали пассажиры и груз. Основные же воздействия приходились на раму, которая также выступала основным связующим элементом для составных частей авто (именно к ней крепились узлы и механизмы).
Но существуют и другие виды несущей части. В целом, она подразделяется на:
- Рамную;
- С несущим кузовом;
- Комбинированную.
Рамный вид, как уже отмечено, состоит из двух элементов – рама и кузов автомобиля. Между собой эти элементы соединены посредством эластичных проставок. Изначально он применялся на всех авто. Сейчас же такую компоновку несущей части можно встретить только на грузовиках и внедорожниках (хотя на последних – не всегда). Поскольку кузов в такой конструкции не используется в качестве компонента, к которому крепятся составные элементы, второе название этого типа – с разгруженным кузовом.
Рамный кузов
Со временем на легковом транспорте рамную конструкцию вытеснил несущий кузов автомобиля. Особенность его заключается в том, что рама, как таковая, отсутствует. При этом все составные части крепятся к кузову. Но поскольку в этом типе вся нагрузка приходится на кузов, в некоторых участках присутствуют усиливающие элементы, повышающие жесткость конструкции. Сейчас этот тип несущей части используется на всех легковых авто, а также кроссоверах и некоторых внедорожниках.
Несущий кузов
Последний вид – комбинированный, он же – полунесущий кузов автомобиля, отличается тем, что в несущей части присутствуют как рама, так и сам кузов, но при этом они между собой жестко связаны. В такой компоновке воспринимаемая нагрузка распределена между ними, также оба они выступают в качестве элементов для крепления составных узлов. Этот тип несущей части применяется в автобусах.
Конструкция кузова
Как видно, во всех типах несущей части присутствует кузов автомобиля. От этого элемента во многом зависит внешний вид машины, комфортабельность, показатели безопасности. Поскольку на легковых авто наибольшее распространение получил несущий кузов, то в дальнейшем рассматривать будем именно его.
Такой кузов автомобиля представляет собой некий каркас, состоящий из ряда составных частей, к которым крепятся узлы авто, а также внешние элементы, выполняющие определенные функции, включая и декоративные – крылья, двери, капот, крышка багажника, оптические приборы, бампера и прочее.
Конструкция кузова
Конструкция кузова автомобиля включает в себя:
- основание;
- переднюю и заднюю часть;
- боковины;
- крышу.
Каждая из составных частей состоит из ряда компонентов. Все они соединены между собой при помощи сварки, что обеспечивает необходимую жесткость каркасу.
В качестве основания выступает днище, выполненное в виде щита с подогнутыми краями и проделанным в центральной части тоннелем. Этот тоннель не только повышает жесткость основы, но еще и выступает каналом для прокладки некоторых составных элементов авто – топливных и тормозных трубопроводов, труб системы отвода выхлопных газов, а в задне- и полноприводных авто – еще и для размещения ряда узлов трансмиссии. В некоторых авто в днище дополнительно проделывается ниша для размещения запасного колеса (в задней части).
Одной из основных функций передней части кузова авто является обеспечение пассивной безопасности. При фронтальном столкновении составляющие передка принимают на себя весь удар, и деформируясь гасят энергию. Поскольку для этого необходима достаточно высокая прочность, конструкция передка включает в себя продольные лонжероны. В авто с переднемоторной компоновкой они также выступают в качестве конструкции для крепления мотора. Дополнительно для выполнения этой функции передняя часть может комплектоваться подрамником.
Также в состав этой части входят передний щит, отделяющий мотор от салона, панель для крепления оптики и радиаторной решетки, боковины с колесными арками, которые могут быть выполнены заодно с крыльями. Но зачастую крылья делают съемными, поэтому являются навесной частью, так же, как и бампер с решеткой радиатора. Передняя часть сверху накрывается капотом – специальной крышкой.
Примерно такую же компоновку имеет и задняя часть, но зачастую крылья у нее входят в конструкцию и не являются съемными.
Дополнительно заднее крыло входит в конструкцию боковины кузова. Помимо нее боковина включает в себя пороги – одни из основных элементов, которые на ряду с лонжеронами обеспечивает жесткость конструкции.
К боковинам также относятся стойки – передняя, средняя и задняя, к которым крепиться крыша – цельноштампованный лист металла заданной формы. Съемными элементами этой составляющей являются двери авто.
В целом, днище с порогами и стойки с крышей и дверьми формируют отсек для размещения пассажиров.
Как уже отмечено крепления составных элементов осуществлено при помощи сварки, что делает конструкцию кузова неразъемной, поэтому многие компоненты одновременно относятся к нескольким его составляющим частям.
Стоит сказать, что состав кузова автомобиля может не иметь каких-то определенных частей. К примеру, в кузове кабриолет крыша отсутствует как таковая. Но поскольку в обычной компоновке нагрузка распределяется и на нее (за счет цельной конструкции), и крыша тоже в некоторой мере обеспечивает жесткость, то в кабриолете для компенсации снижения жесткости кузова усиливают пороги и двери.
Компоновка кузовов
На конструктивные особенности кузова автомобиля также влияет и компоновка. Все существующие типы несущей части по этому параметру подразделяются на:
- Однообъемные;
- Двухобъемные;
- Трехобъемные.
Суть разделения кузовов авто по этому критерию сводится к тому, на сколько частей поделен кузов.
Особенность однообъемной компоновки заключается в том, что разделения между моторным отсеком, салоном и багажником – нет (но это условно). Еще этот вид компоновки называют вагонным.
В авто с таким кузовом передняя часть вообще отсутствует, а двигатель помещен в специальную нишу отсека для размещения пассажиров и груза. Отсутствие разделения между отсеками считается условным потому, что двигатель все же отделен от кабины перегородкой.
Однообъемный кузов автомобиля Tata Nano
В свою очередь однообъемный кузов делится на:
- Грузовой;
- Пассажирский;
- Грузопассажирский.
Разница между ними сводится к тому, под что большая часть внутреннего объема кузова отведена. Так, в грузовом для размещения пассажиров отведен совсем незначительный объем, в который входит также и отсек для мотора (по сути, водитель сидит возле, а то и вовсе на двигателе), а все остальное пространство отведено под размещение грузов.
В пассажирском же варианте весь доступный объем предназначен для размещения пассажиров, а под груз выделяется небольшое пространство (которого и вовсе может не быть).
Грузопассажирский кузов отличается тем, что внутренний объем условно делится на два отсека (пассажирский, грузовой). В некоторых случаях все пространство авто заполнено сиденьями для пассажиров, которые можно быстро демонтировать или сложить, тем самым получить грузовой отсек.
Двухобъемный кузов автомобиля включает в себя отдельно переднюю часть, являющуюся моторным отсеком и салон, который совмещен с отсеком для перевозки грузов. Самыми распространенными представителями такой компоновки являются хэтчбек и универсал. Также она используется у внедорожников с кроссоверами.
Двухобъемный кузов кроссовера
В большинстве случаев основная часть салона отведена под размещение пассажиров, а для груза отводится не очень много места. Но если взять универсал, то очень часто конструкторы делают задние сиденья складывающимися, что значительно повышает размеры грузового отсека, делая авто, по сути, грузопассажирским. Для доступа к грузовому отсеку в этом типе предусмотрена отдельная дверь – задняя (в некоторых авто она двойная).
Трехобъемный кузов автомобиля отличается тем, что моторный отсек, салон и грузовой отсек отделены перегородками друг от друга. Основным представителем такой компоновки является седан.
Современные реалии
Напоследок отметим, что конструкторами разработано большое количество разнообразных типов кузовов (перечисленные выше являются основными из них). Из-за этого в некоторых случаях разница между компоновками нивелируется.
К примеру, лифтбек имеет трехобъемную компоновку. Но у него крышка багажника объединена с задним стеклом, поэтому является, по сути, задней дверью. Вот и получается, что вроде и отдельный багажник есть, но в то же время он входит в состав салонного отсека (поскольку открывая багажник получаем одновременно и доступ к салону). И таких примеров несколько.
Но в целом, широкое разнообразие несущих кузовов позволяет делать автомобили разных типов и назначения.
Пассивная безопасность — что это? — ДРАЙВ
Автомобильная безопасность условно делится на два вида — активную и пассивную. Активная безопасность — это системы и устройства машины, которые позволяют ей избежать столкновения. А пассивная — это возможности автомобиля сохранить жизнь и здоровье пассажиров, если нештатная ситуация всё-таки произошла. В арсенале любого современного авто есть целый ряд средств для смягчения последствий аварии: ремни, подушки, деформируемые зоны.
Что случается с автомобилем и его пассажирами при лобовом ударе? Автомобиль мнётся и останавливается, а пассажиры по инерции продолжают «лететь» вперёд, навстречу рулю, торпеде и лобовому стеклу. Казалось бы, места в салоне машины немного, сильно разогнаться (и, значит, стукнуться) не получится. Если бы. Ведь ускорение достигает десятков g, и такой удар может быть равносилен прыжку с многоэтажки.
Чтобы живые остались в живых и не покалечились во время серьёзной аварии, их скорость при столкновении нужно погасить как можно плавнее (недаром, прыгающим с высоты подстилают многоярусные маты). Причём скорость гасить нужно так, чтобы внутри автомобиля оставалось достаточно жизненного пространства. А вот это уже задача, которая предъявляет к силовой структуре автомобиля взаимоисключающие требования.
Получается, что кузов должен быть и жёстким, и податливым одновременно. Так вот, жёстким делают каркас «жилой» зоны, в которой находятся водитель и пассажиры — при ударе она деформируется в последнюю очередь. Силовая «клетка» салона сделана из сверхпрочной стали, в дверях есть мощные брусья, не дающие им сминаться. А относительно податливыми изготавливают специальные зоны, за счёт деформации которых и будет гаситься скорость. Моторный отсек и багажник как раз являются так называемыми зонами запрограммированной деформации. Так автомобили делают сравнительно недавно. Раньше же никто об этом не задумывался, и машины сминались равномерно — страдал и кузов, и салон. А у современных автомобилей, попавших в аварию, как правило, можно увидеть, что передок разбит всмятку, а салон цел.
Кузов автомобиля разрабатывается таким образом, чтобы при ударе передняя и задняя части, сминаясь, гасили энергию удара, а жёсткая «клетка» салона оставалась невредимой.
Кстати, большую проблему при лобовом столкновении может представлять двигатель. Поэтому, чтобы при столкновении он не влетал в салон (что не сулит ничего хорошего), его опоры и моторный щит делают так, чтобы он смещался как можно ниже или вообще выпадал вниз, не нанося салону никакого вреда.
При ударе важно, как поведут себя окружающие водителя части машины. Травмобезопасная энергопоглощающая складывающаяся рулевая колонка и ломающийся кронштейн педального узла сохранили немало рук и ног.
Не менее страшен и удар сзади. В этом случае у пассажиров есть опасность повреждения шеи. Чтобы этого избежать, человечество придумало подголовники, а затем — и активные подголовники. Первые просто удерживают голову, не давая ей слишком сильно запрокинуться назад. А вторые сами, как только произошла авария, «прыгают» вперёд, обеспечивая мгновенную опору голове и вообще не давая ей смещаться.
Активные подголовники защищают шею при ударе сзади.
Выстреливающие дуги в кабриолетах. Здесь первопроходцем стал Mercedes-Benz. Именно он впервые применил поднимающуюся при опрокидывании дугу для защиты пассажиров. Saab и ряд других производителей подхватили эту идею.
Но это полдела. Чтобы люди получили наименьшие увечья, их во время аварии нужно удерживать совершенно особым способом.
Способы нам всем известны с пелёнок, но менее значимыми от этого они не становятся. Это устройства, системы и конструкции, которые преследуют всего лишь одну цель — вовремя «поймать» человека и как можно бережнее и плавнее погасить его скорость. Конечно, лучше остальных на этом поприще себя проявил бы большой батут. Он способен наиболее безвредно погасить энергию и скорость падающего на него предмета. Ведь он мягкий. Жаль, что места для батутов и многоярусных матов в автомобиле нет. Зато нашлось место для ремней и подушек безопасности.
Ремень безопасно гасит удар, поскольку площадь его взаимодействия с телом относительно велика и удерживает человека на месте, не давая ему удариться и вылететь из салона.
Ремни перекочевали в автомобиль, как и множество других полезных решений, из авиации. Поначалу на автомобили ставились ремни с двухточечным креплением, которые «держали» седоков за живот или грудь. Не прошло и полувека, как инженеры смекнули, что многоточечная конструкция гораздо лучше, потому что при аварии позволяет распределить давление ремня на поверхность тела более равномерно и значительно снизить риск травмирования позвоночника и внутренних органов. В автоспорте, например, применяются четырёх-, пяти- и даже шеститочечные ремни безопасности — они держат человека в кресле «намертво». Но на «гражданке» из-за своей простоты и удобства прижились трёхточечные.
Как говорится, почувствуйте разницу. Ремень с двухточечным креплением (слева) более травмоопасен для органов брюшной полости и позвоночника.
Чтобы ремень нормально отработал своё предназначение, он должен плотно прилегать к телу. Раньше ремни приходилось регулировать, подгонять по фигуре. С появлением инерционных ремней необходимость «ручной регулировки» отпала — в нормальном состоянии катушка свободно крутится, и ремень может обхватить пассажира любой комплекции, он не сковывает действия и каждый раз, когда пассажир захочет сменить положение тела, ремешок всегда плотно прилегает к телу. Но в тот момент, когда наступит «форс-мажор» — инерционная катушка тут же зафиксирует ремень. Кроме того, на современных машинах в ремнях применяются пиропатроны. Небольшие заряды взрывчатки детонируют, дёргают ремень, и тот прижимает пассажира к спинке кресла, не давая ему удариться.
Преднатяжители значительно повышают эффективность пристёгивания. С их помощью ремень плотно прижимает седока к спинке кресла, независимо от того, в какой позе находится последний. Пиротехнические преднатяжители срабатывают только во время столкновения по команде датчика удара; электрические работают на опережение и натягивают ремень в тот момент, когда электроника зафиксируют критические ускорения, например, при заносе или экстренном торможении.
Ремни безопасности — это одно из самых действенных средств защиты при аварии. И хотя им сто лет в обед, их конструкция постоянно изменяется и улучшается. Вторым по значимости после ремней изобретением можно, пожалуй, назвать подушки безопасности.
Ford и Volvo, возможно, начнут устанавливать на серийные машины четырёхточечные ремни.
Прообраз современной подушки был запатентован ещё в 1953 году. Нужно ли говорить, что на тот момент идея надувать сложенные мешки во время аварии была более чем смелой? Самые дерзкие из разработчиков ухватились за неё, но потерпели фиаско — необходимых технологий для реализации на тот момент просто не было.
Работа подушки безопасности без ремня, как и ремня без подушки, — эффективна только наполовину. Эти средства друг друга дополняют, но взаимозаменяемыми быть не могут.
Изначально вариантов наполнения колокола подушки было несколько. Например, некоторые инженеры предлагали закачивать в колокол газ, который хранился бы под высоким давлением в баллоне. Но принцип пиротехнического наполнения подушки перевесил. Именно он позволил надувать её мгновенно — всего за 30—50 тысячных доли секунды. И пока инженеры нашли необходимое горючее, которое при небольших размерах заряда срабатывало как надо, они многое перепробовали, в том числе и ракетное топливо. Сегодня в подушках в качестве пиропатрона используются компактные и лёгкие «таблетки» из кристаллического вещества — азида натрия (NaN3). Если соединение при помощи электрического тока нагреть до температуры выше 330°C, оно начнёт разлагаться на азот и натрий со скоростью, которая позволяет наполнять колокол подушки и доводить давление газов в нём до рабочей величины всего за 0,025–0,05 секунды.
Особые требования к боковым подушкам предъявляются на открытых автомобилях. Отсутствие жёсткой крыши и стоек заставляет монтировать их в верхней части дверей и делать более прочными.
Срабатывание подушки опасно резким скачком давления, который может привести к травмированию барабанных перепонок и контузии. Ведь раскрытие колокола (иногда одновременно нескольких) происходит в небольшом замкнутом пространстве автомобильного салона. Подходов к решению этой проблемы несколько. Например, скорость вылета подушки снижают до определённого предела, чтобы хоть какая-то часть вытесняемого воздуха смогла стравиться через неплотности салона. Второй, достаточно действенный способ, — применение подушек относительно небольшого объёма. Но в некоторых случаях проблем с барабанными перепонками и контузией не избежать, всё зависит от индивидуальных особенностей человека и размера машины.
Первые подушки, кстати, появились не на машинах Mercedes-Benz, как считают многие, а на «американцах». В середине 70-х годов концерны Ford и General Motors построили более 12 тысяч машин, оборудованных эйр-бэгами. Причём тогда американцы делали подушки, которые заменяли ремни безопасности. Но подушка, раскрываясь, «летит» навстречу человеку со скоростью 270—300 км/ч… И если он не пристёгнут, вред она может причинить просто огромный. Не раз фиксировались случаи перелома шейных позвонков, причиной которых была именно подушка безопасности. Вот и отказались американцы от подушек-заменителей ремней безопасности.
Возродили подушки безопасности инженеры отдела пассивной безопасности Mercedes-Benz. И надо сказать, они, не без участия специалистов компании Bosch, одни из первых довели подушки до ума. Путь был сложен и тернист, но именно Mercedes-Benz в 1980 году поставил подушки безопасности на поток и стал оснащать ими свой S-класс. Они поняли, что подушки надо делать так, чтобы они работали в паре с ремнями безопасности, а не заменяли их. И тогда всё стало на свои места, подушки начали работать с поразительной эффективностью. Кстати, до сих пор во многих автомобилях, если человек не пристёгнут, подушки безопасности просто не сработают — опасно!
Несмотря на большой прорыв в сфере «надувной» защиты, сказать, что подушки находятся на пике развития нельзя. В скором времени подушки наделят способностью раскрываться не после аварии, а за мгновения до нее, тогда пневмоудар удастся сделать несколько мягче. Сейчас электроника умеет определять наличие пассажира в кресле, но в планах разработчиков научить систему безопасности распознавать индивидуальные данные человека (вес, рост), который в момент аварии сидит в кресле. Именно тогда подушка сможет сработать максимально эффективно.
Переднее левое кресло Saab 9–3 с боковой подушкой безопасности и активным подголовником.
Системы «надувной» защиты уже давно не ограничиваются фронтальными подушками. Конструкторы разработали аналогичные системы для защиты человека при боковом ударе. В базовое оснащение многих современных авто уже входят боковые подушки, вмонтированные в спинки передних сидений, а также надувные «занавески», которые размещаются в рёбрах крыши. Первые защищают тело пассажира при боковом ударе, а вторые — голову. В отличие от фронтальных подушек, которые сдуваются практически сразу после срабатывания, занавески могут сохранять давление в течение нескольких секунд, то есть до тех пор, пока опасная ситуация не минует. А при опрокидывании автомобиля они не дадут непристёгнутым пассажирам вылететь из салона.
В борьбе за безопасность «надувные технологии» вышли за пределы автомобильного салона. В случае наезда внешние подушки раскрываются в местах наиболее вероятного контакта человека с автомобилем (перед бампером, у кромки капота). Кстати, капоты тоже проектируют специальным образом, снабжают их пиротехникой для того, чтобы они смогли максимально безвредно «принять» на себя пешехода.
Часто предлагается оснащать машину дополнительными подушками для защиты коленей и ступней. Многие производители оснащают свои автомобили подушками и для задних пассажиров. Но какой бы суперсовременной и умной ни была бы электроника на вашем автомобиле, не забывайте пристегиваться во время поездки. Ведь разрабатывая все эти сверхсовременные средства защиты, инженеры компаний исходят из одного постулата — водитель и пассажиры пристёгнуты ремнём безопасности. А если это не так, то толку от всех эти штук будет немного.
Растяжки и каркасы: увеличиваем жесткость кузова
Немого теории.
Кто учился в университете на техническую специальность, не понаслышке знает про предмет «Сопротивление материалов» или «Сопромат». Этот предмет считается одним из самых сложных в высшей школе, благодаря ему наша армия пополнилась не одним взводом молодых солдат. Для тех, кто учился на гуманитарных специальностях и ли просто не учился, рассказываем: сопромат изучает способность материала сопротивляться воздействию на него других тел. В нашем случае материал – это кузов, а другие тела – это дорога, силы инерции и другие побочные дорожные объекты, включая кузова других автомобилей. В купе действие этих факторов приводит к достаточно серьёзным последствиям для кузова вплоть до полной не пригодности автомобиля.
Приведём яркий пример: большинство бытовой техники продаётся в картонных коробках с вставками из пенопласта по внутреннему периметру. А теперь подумай, если взять просто картонную коробку и начать скручивать, то проблем у тебя с этим точно не возникнет, она легко складывается и мнётся. Теперь заклеим крышки скотчем, она всё ещё мнётся, но уже надо приложить достаточно большое количество усилий. А если вложить продольные распорки из пенопласта, которые прочно упираются в бока, теперь можно засовывать много килограммовую технику, даже забивать гвозди и играть в футбол – не прочный на вид картон без проблем с этим справится.
Тоже и с автомобилем, но в любом, даже самом жестком кузове, возникают деформации, пускай даже микроскопические. Для ещё одного примера возьмем, скажем, так «не новую» машину отечественного производства и поднимем её на домкрате. В 80% случаев при этом двери заклинит в проёмах, а это значит, что кузов деформировался! Как это влияет на поведение автомобиля? Главная прочностная характеристика автомобильного кузова — это его жесткость на скручивание. Если жесткость кузова невелика, тогда реакции на повороты руля становятся «размазанными» — изгиб кузова и податливость металла в зонах крепления рычагов подвески вносят рассогласование в работу передней и задней подвесок. К тому же постоянное скручивание заставляет кузов стареть интенсивнее. Начинают потихоньку «раскрываться» сварные швы, в образовавшиеся микротрещины пробирается коррозия. В общем, ничего хорошего. Также достаточно сильно на жесткость влияет и тип кузова. В этом плане 3-х дверные хэтчбеки и купе по жесткости намного впереди всех остальных именно из-за формы кузова, обеспечивающего максимальное сопротивление изгибу, ну а самыми мягкими считаются минивэны и универсалы.
Какие же причины не дают конструкторам добиваться максимально увеличения жесткости? Во-первых, это вес. Чем большим количеством металла мы усилим, тем тяжелее становится автомобиль. В итоге меняем «шило на мыло». Частично ситуацию спасают усилители из легкого карбона, но тут встаёт другая проблема – цена. Не последнюю роль играет и безопасность, ведь зона моторного отсека должна легко деформироваться, а следовательно быть как можно менее жесткой. Конструкторам приходится идти на компромисс и искать баланс в этих показателях. Измеряется крутильная жесткость кузова в ньютон-метрах на градус (Нм/град.- чем больше силы (в ньютонах) приложить, тем на больший угол(в градусах) деформируется кузов .)Чем выше эта величина, тем меньше деформируется кузов от приложенной скручивающей нагрузки
Пути и способы увеличения жесткости.
Вариантов увеличения жесткости много и их выбор зависит, прежде всего, от назначения автомобиля и толщины кошелька владельца. Первое это «распорки» или «растяжки».
Вариантов просто тьма – десятки разновидностей и сотни модификаций. Но всё же можно выделить основные виды:распорка передняя, распорка нижняя, распорка задняя, так же в эту группу можно добавить – «косынки» и «штанги»
Распорка передняя.
Это - элемент силовой структуры стоек крепления передней подвески.
Передние распорки – самый распространённый вид укрепления кузова, его плюсы очевидны – простота установки, небольшая цена, визуальная привлекательность и достаточно сильное увеличение жесткости передней части автомобиля. Их назначение – снижать деформацию и перемещение чашек кузова при повороте автомобиля. Результат установки зависит от автомобиля. Если его конструкция в целом сбалансирована, тогда результат, скорее всего, виден не будет. А для других данное устройство рекомендуется категорически. Например, для ВАЗовского «десятого» семейства. Там «гуляют» не только стойки, а деформируется весь щит передка! Кстати, для него тоже есть специальный усилитель, но об этом позже. На рынке сейчас можно наблюдать изобилие передних распорок, но принципиально различается лишь материал и способ крепления.
Косынки.
Обычная распорка работает исключительно на сжатие, но можно заставить работать её и на кручение, для этого чашку дополнительно усиливают ещё одним элементом – косынками( специальными толстыми стальными пластинами). В результате распорка начинает работать ещё и на кручение. Косынками можно так же усилить места колёсных арок, стоек подвески и рёбер жесткости всего кузова, в большинстве своём для этого придётся разобрать почти пол машины, по крайней мере весь салонточно, поэтому этот приём используется в основном на гоночных машинах.
Штанги.
Кроме этого к дополнительному элементу передних распорок можно отнести так называемые «штанги». Штанга это особое подвижное крепление соединяющие двигатель и распорку, кроме этой существуют штанги соединяющие двигатель с другими «крепкими» элементами. Работает этот элемент главным образом при торможении двигателем и резких стартах, эффект -уменьшение перемещений силового агрегата при экстремальных нагрузках, уменьшение увода автомобиля при резком троганье с места, уменьшение перемещений рукоятки рычага КПП, ну, и естественно повышение общей жесткости кузова. К недостаткам применения штанг следует отнести повышение уровня шума в салоне автомобиля
Нижняя распорка
Нижняя распорка уменьшает перемещение кронштейна рычага передней подвески, снижает напряжение, возникающее в кронштейне рычага и соединителе лонжерона с полом. Забирая часть нагрузки на себя, распорка нижняя уводит детали кузова из зоны высоких напряжений. В итоге улучшение управляемости, устойчивости, увеличение срока службы кузова. Установка достаточно трудоёмка.
Задняя распорка.
Уменьшает перемещение задних стаканов крепления, увеличивает общую крутильную жесткость кузова. Результат: улучшение управляемости, устойчивости. Главное, что надо учитывать: распорка задняя дает эффект лишь в том случае, если она закреплена за силовые элементы кузова, а не за промежуточные элементы (кронштейны крепления сидений, например). Задняя распорка, тоже достаточно легко устанавливается и демонтируется, но есть и отрицательные моменты: во первых это лишнее место в грузовом отсеке, во-вторых есть подводные камни, задняя распорка может увеличить недостаточную поворачиваемость особенно если задняя часть машины укреплена ещё какими-то элементами. Если на машине стоит стоковая подвеска лучше отказаться от укрепления зада или укрепить его только одним усиливающим жесткость элементом.
Кроме распорок существуют ещё множество путей укрепления кузова – увеличение сварных швов, усиленные подрамники, стабилизаторы поперечной устойчивости и поперечины, различные усиливающие элементы в слабых по жесткости местах, разработанные под конкретную модель и, конечно, каркасы.
Увеличение сварочных швов и вварные элементы.
Увеличение сварочных швов. Дело в том, что кузов на конвейере сваривается точечной сваркой, т.е. между точками сварки остаются промежутки. Естественно чем эти точки расположены плотнее, тем жестче конструкция. Однако увеличению их препятствует технологические проблемы в производстве и сложность их выполнения без спец.инструмента. Но эту проблему легко устранить квалифицированному сварщику с достойным оборудованием. Главное не нарваться на неквалифицированного сварщика и не нарушить физику кузова. Так же распространено приваривание новых дополнительных железных элементов в слабые участки кузова.
Стабилизаторы и поперечины.
Эти агрегаты присутствуют и в стоке и имеют кучу свойств, которые влияют на управляемость, комфорт, так что обычно на заводских машинах стоят промежуточные, так сказать не слишком мягкие, не слишком жесткие. Варианта по их усовершенствованию два – усиление и замена. Побочные действия – повышение шума, чувствительность к неровностям и всё те же положительные свойства: управляемость и жесткость. Категорический не рекомендуется устанавливать стабилизаторы, поперечины в тандеме с задней распоркой особенно особенна на стоковую подвеску.
Подрамники.
Подрамники во многом схожи со стабилизаторами и поперечинами, разница только в глобальности, для некоторых версий подрамника понадобится серьёзные доработки всего передка автомобиля – переварка и перерезка, переделываются стаканы и даже амортизаторы, а на вид такие работы не слишком дружелюбны. Но зато эффект! Можно полностью изменить геометрию подвески, улучшить стабилизацию за счет увеличения кастора, увеличить колею а как следствие устойчивость и управляемость. Жесткость , естественно, тоже возрастёт.
Детали под заказ.
Кроме всего перечисленного есть детали усиливающие кузов конкретного автомобиля в его слабых местах. Эта тема достаточна актуальна для Вазов 10-го семейства их кузов очень слаб, и поэтому усиливать можно буквально каждый сантиметр.
Каркас безопасности.
Приложение J РАФ (FIA) Оборудование безопасности (Группа N, A, В, SP)
Список сертифицированных (оммологированых) РАФ производителей каркасов безопасности
Каркас, в гоночном автомобиле, выполняет не только свои прямые функции по защите пилота, но и великолепно усиливает кузов. Он обязателен к применению в любом гоночном автомобиле, разница только в его сложности( правда обязанность появилась не так давно в 1994 году, до этого установка каркаса была делом сугубо личным).Каркас представляет собой сочетание жестко соединённых между собой стальных (сталь с временным сопротивлением на разрыв не менее 45 кг/кв. мм) холоднотянутых бесшовных труб, например 30ХГСА. По типу каркасы можно разделить грубо на две категории: омологированные и не омологированные. Первые вы можете установить к себе в автомобиль и вас могут допустить на официальные соревнования. Однако он очень сложен и доставляет определённые трудности, о которых поговорим ниже. Второй тип – это «гражданские» каркасы, попроще и естественно дешевле.
Болтовой каркас безопасности
По типу установки тоже можно выделить два типа – вварные и разборные. Первые ввариваются непосредственно в силовую структуру кузова, т.е. извлечь его оттуда без «болгарки» будет невозможно. Во втором случае в кузов ввариваются только петли, а сами трубы прикручиваются к ним болтами. В этом случае жесткость немного ниже, зато есть возможность снять каркас. Замечу, что почти все машины чемпионатов СССР по кольцевым гонкам 70-80хх годов имели именно съёмный каркас. Трубы (или дуги) в каркасе можно разделить на главные и предохранительные. Встречаются «смешанные» варианты, например, где основной каркас вварен, а дуга около сидений снимается. Изготовить каркас можно и самому (естественно неомологированнный и возможно крайне опасный, а не безопасный), а можно приобрести уже готовый комплект. Главный побочный эффект каркаса - это вес. Средний каркас весит около 40 кг, что, совсем немало. Плюс к этому ухудшение обзорности и посадки-высадки, а также в качестве ремней можно использовать только не эластичные многоточечные ремни. Так что в повседневном пользовании эта вещь будет доставлять определённые трудности, ну, а самой главной проблем является сложность получения техосмотра, если у вас установлен каркас, придётся пройти не дну инстанцию. Каркасы имеют достаточно сложную структуру и различные примочки, типа обмоток труб, которые защищают гонщика от травм, которые может причинить каркас, во время аварии. В гражданском тюнинге каркасы чаще используют для красоты, например, в той же Германии они стоят, чуть ли не на каждой второй тюнинговой машине. Если ты участвуешь в гонках, вопрос о каркасе решается сам собой, но перед установкой его в гражданскую машину, надо сто раз подумать, кроме ухудшения обзорности и физических неудобств, каркас безопасности может сыграть роль каркаса опасности. Если в гонках каркас может спасти от ужасной аварии сохранив жизненное пространство, то в жизни он может убить. Каркасы позволяют избежать одних травматических факторов в пользу других. жизненное пространство сохраняется, но установка каркаса исключает подушки безопасности, а неэластичные многоточечные ремни подвергают пилота при авариях значительным перегрузкам, которые вполне могут убить(например разрыв внутренних органов), но каркас усиливает кузов так сильно, как не один другой элемент, те же болиды WRC есть ничто иное как каркас на который насажены панели кузова и эти факты заставляют задуматься.
Вварной каркас
Силовой агрегат жестко соединенный с кузовом.
Еще в автоспорте широко применяется такой приём увеличения жесткости кузова, как включение в его силовую структуру агрегатов, например двигателя, коробки передач и главной передачи. Это значит, что все они жестко соединены с кузовом, что так же очень сильно увеличивает жесткость. Например подобные решения встречаются почти на всех «формулах», в т.ч. наших Формулах «1600» и «Русь». Вообще же родоначальником данной идеи был легендарный Колин Чемпмен, отец-основатель фирмы «Лотус», который впервые воплотил идею в жизнь на Лотусе-25 Формулы-1.
P.S. На жесткость кузова заметно влияет и то, как именно установлен силовой агрегат. Поэтому разница в результатах бывает выше у автомобилей классической компоновки — там жесткость на кручение повышает балка передней подвески. А вот в переднеприводных машинах с поперечным расположением двигателя и передней подвеской типа McPherson, заметную прибавку может дать... спинка заднего сиденья! Например, в «восьмерках» и «девятках» заднее сиденье увеличивает жесткость кузова примерно на 1000 Нм/град из-за того, что спинка цельная и жесткая, а на многострадальном десятом семействе спинка раздельная и эта 1000Нм испаряется. Поэтому ВАЗ рекомендует владельцам, как можно реже ездить со сложенным задним сиденьем — кузов при этом ослаблен и хуже сопротивляется скручивающей нагрузке. На самом деле в тюнинге можно выделить двух врагов – уменьшение веса и жесткость кузова, а это вещи друг друга взаимоисключающие, так что делайте выводы, борясь за уменьшение веса можно уменьшить жесткость, а что важнее вопрос не однозначный.
Конструкция транспортного средства: рама, кузов, шасси
Продолжим детализированно рассматривать устройство, конструкцию автомобиля. Остановимся на том, что из себя представляют рама, кузов и шасси транспортного средства. Сфокусируемся на их основном назначении.
- Рама – несущая структура. Это основание для иных частей транспортного средства. Его каркас. На каркас крепятся двигатель, подвеска, агрегаты трансмиссии (механизмы, служащие для передачи движения) и другие компоненты автомобиля. Изначально рама была у всех автомобилей. Теперь – только у тех, где нет несущего кузова. Это грузовые автомобили, большинство внедорожников. Рамы могут быть хребтовыми (несущие части – трубы) или состоящими из лонжеронов (их производят из швеллеров - металлоизделий, образующих в поперечном сечении букву «П»). Хребтовые рамы более жёсткие, особенно впечатляет жёсткость рамы на скручивание. На базе хребтовой рамы легко создать авто с разным количеством ведущих мостов. Но лонжеронные рамы современные производители используют чаще. Ведь механизмы в случае использования хребтовой рамы приходится устанавливать внутри её, и, если у машины случится поломка, ремонт получается очень сложным.
- Кузов – обрамление автомобиля. Является конструктивной частью. Может крепиться непосредственно к раме или представлять собой самостоятельную несущую систему (у моделей, где не установлена рама – преимущественно, легковых автомобилей). Изготавливается из металла (например, листовой стали, алюминия), углеволокна, пластика, стекловолокна. Предназначается для размещения водителя, пассажиров и груза. В кузов входят ряд составляющих: капот, крылья, подножки. Количество и виды компонентов зависят от того, к какому транспортному средству принадлежит кузов. Например, у коммерческого (грузового) транспорта кузов может быть представлен «формулой» кабина + платформа/цистерна/фургон + крылья, капот, подножки, а кузов легкового транспорта чаще представлен основанием, крышей, боковыми, передней и задней панелями (боковиной, передней и задней частью). Для защиты от коррозии и придания эстетичного внешнего вида кузов автомобиля окрашивается.
- Шасси – совокупность узлов ходовой части, механизмов управления и трансмиссии. Таким образом за шасси стоят все агрегаты и узлы, которые нужны для управления движения транспортного средства. Именно агрегаты, узлы шасси обеспечивают транспортному средству передачу движущей силы. Именно от шасси зависят такие качества как, например, маневренность, грузоподъёмность транспортного средства.
Кузовные и рамные шасси
Если речь идёт о шасси на раме, это законченная конструкция, которую можно передвигать на собственных колёсах или гусеницах. Рамные шасси устанавливают на грузовые автомобили, трактора. При этом на шасси транспортных средств, предназначенных для передвижения в условиях бездорожья, могут устанавливать средства повышения проходимости.
Если же речь идёт о шасси транспортного средства с несущим кузовом, то мы имеем дело с основанием транспортного средства. Именно оно является связующим звеном между агрегатами ходовой части, механизмами управления.
Один из популярных конструктивных вариантов полно-рамная система «кузов над рамой». Это жёсткая конструкция из стержней из стали. Для крепежа автомеханиками используются болты. Такая конструкция особенно подходит для джипов, микроавтобусов.
Шасси же с несущим кузовом (соединение выполнено методом сварки) чаще можно встретить у малых и средних легковых автомобилей. Многие кузовную конструкцию такого типа называют унифицированной, блочной.
По сравнению с рамной кузовная конструкция имеет существенно меньший вес. Благодаря этому у кузовного транспорта – лучшая топливная экономичность.
Рисунок наглядно демонстрирует, что у кузовного транспорта нет отдельной рамы. Несущий кузов транспортного средства сформирован панелями.
A – Кузовная конструкция со съемным шасси.
B – Компоненты шасси. Характерная компоновка для автомобилей Mazda, SAAB. Крепление компонентов к металлическим частям кузовной конструкции выполнено через усиленные поперечные элементы.
Важно также быть знакомым с понятием «самоходное шасси». В этом случае речь идёт не о составной части, а самостоятельном моторизированном транспортном средстве. На самоходное шасси ставится дополнительное оборудование, орудия, приспособления (сварочный аппарат, навесной комбайн, снегоуборочную машину, погрузчик, подъёмник, автокран). Самоходное шасси активно задействуется в коммунальном, сельском и лесном хозяйстве, а также на складах.
Снаряженная масса шасси
Очень часто можно встретиться с понятиями «снаряженная масса шасси», снаряжённая масса автомобиля». Что же это такое?
Снаряжённая масса авто – это суммарная масса автомобиля со всеми эксплуатационными материалами (полным баком бензина, охлаждающей жидкостью, маслом). Масса водителя и пассажиров при этом в расчёт не берётся. Их масса учитывается, если речь идёт о полной массе транспортного средства.
Снаряженная масса у каждого вида автомобиля различна:
- Пикапы и внедорожники. Вес достигает 2,5 т.
- Полноразмерные автомобили, минивены. Вес – около двух тонн.
- Компактные автомобили. Снаряжённая масса – не более 1360 кг.
- Микрокары, микроавтомобили. Снаряжённая масса – около тонны.
Очень часто снаряжённую массу транспортного средства в характеристиках указывают именно в качестве снаряжённой массы шасси. Как правило, производитель пишет «Полная масса транспортного средства» и «Снаряженная масса шасси», иногда же он указывает «Полная масса транспортного средства» и «Снаряжённая масса транспортного средства».
Распределение веса по осям
За то, какой вес автомобиля приходится на колеса передней и задней оси, отвечает характеристика «распределение веса по осям» («распределение нагрузки шасси»).
Эта характеристика напрямую связана с показателями топливной экономичности и способности транспортного средства поворачиваться. Именно от распределения веса по осям зависит способность транспортного средства маневрировать – поворачивать на заданный угол и сохранять устойчивость.
Идеальный вариант для спортивных автомобилей – это распределение веса – 50/50 (одинаково – не переднюю и заднюю ось).
У переднеприводных автомобилей распределение веса по осям – 70/30 (70% нагрузки на переднюю и 30% на заднюю ось). Это важно для оптимизации тягового усилия на ведущие колеса.
Габаритные размеры транспортных средств
Важными характеристиками любого транспортного средства (ТС) являются габаритные размеры. Это длина, ширина, высота, грузоподъёмность, объём кузова.
Чтобы правильно определять габариты, важно чётко ориентироваться в терминологии и уметь корректно производить расчёт расстояния.
Колесная база – расстояние от центральной линии передних колес до центральной линии задних колес. Стандарт для маломерных, компактных авто равен 254 мм (100 дюймов), у полноразмерных авто, пикапов – 381 см.
- Ширина колеи – расстояние между линиями двух колес одной оси. Стандартная ширина колеи для передней оси – 157 см для задней оси -163 см. Чем шире ширина колеи, тем выше способность успешного преодоления на высоких скоростях крутых поворотов (при низкой ширине колеи есть риски опрокидывания транспортного средства).
- Ширина ТС (транспортного средства) – наибольшее расстояние между максимально удаленными частями кузова, находящимися справа и слева него. Измерения проводятся перпендикулярно центральной линии транспортного средства.
- Длина ТС – расстояние от наиболее выразительно выступающей точки на заднем бампере до такой же точки на переднем бампере.
- Высота ТС – высота от дороги до крыши транспортного средства (самой высокой его части).
По габаритам автомобили делятся на несколько групп:
Полноразмерный автомобиль. Рассчитан на перевозку 4-х-5-ти взрослых людей. Большинство полноразмерных легковых авто – четырёхдверные, полноприводные или заднеприводные.
Автомобили среднего размера. Ориентированы на транспортировку 3-4-х человек. На машины этого типа установлены небольшие двигатели, за счет этого наблюдается существенная экономия топлива.
Компактные и мини-компактные автомобили. Большинство из них – переднеприводные. За счёт малого веса, и небольшого аэродинамического сопротивления именно у них отличная топливная экономичность.
Аэродинамические характеристики
Говоря о габаритах, мы уже затронули аэродинамические характеристики. Остановимся на них подробнее. Ведь именно аэродинамическое сопротивление – одна из ключевых проблем, с которой связаны и скорость, и экономия топлива.
Производители кузовов активно заинтересованы в создании таких конструкций, у которых наименее выражено лобовое сопротивление воздушному потоку.
Кузовопроизводители стремятся к минимизации площади фронтальной проекции кузова. Чем меньше высота и ширина кузова, фронтальная проекция, тем лучше аэродинамические характеристики транспортного средства.
Многое зависит и от формы кузова. Аэродинамические характеристики выше у автомобилей с обтекаемым кузовом, низкой посадкой.
Для оценки аэродинамических характеристик кузова используется коэффициент лобового сопротивления. Он показывает отношение силы сопротивления воздуха во время движения транспортного средства к отношению к силе сопротивления движению цилиндра (наибольшее поперечное сечение транспортного средства при этом должно быть равным поперечному сечению цилиндра). Cd = 0,26 – это отличный показатель. Именно такой коэффициент лобового сопротивления – у инновационных спорткаров. Для минивена, пикапа же хороший показатель – Cd = 0,40.
Классификация автомобилей
Классификация автомобилей осуществляется по нескольким критериям:
- Сегментам.
- Типу кузова.
В основе классификации по сегментам – габаритные размеры.
Существует две вариации классификации: на 6 и 8 сегментов. В первом варианте сегменты сформированы на основании размеров. Во второй классификации также учитывается вместимость, стоимость автомобиля.
Классификация с 6-ю сегментами:
-
A. Длина – до 3,6, ширина – до 1,6 м.
-
B. Длина – до 3,6…3, 9 и ширина 1,5…1,7 м.
-
C. Длина – до 3,9…4,4, ширина –1,6…1,75 м.
-
D. Длина – 4,4…4,8, ширина – 1,7…1,8 м.
-
E. Длина – более 4,8 и ширина более 1,7 м.
-
F. Длина более 5,0 и ширина более 1,82 м.
Классификация с 8-ю сегментами:
- G. Первый спортивный.
- H. Второй спортивный (спортивные купе премиум-класса).
- J. Транспорт повышенной проходимости.
- S. Спорткары – купе, кабриолеты.
- SUV-1. Небольшие внедорожники.
- Сегмент SUV-2. Вместительные внедорожники.
- Сегмент M. Минивэны, универсалы повышенной вместимости.
- Сегмент MPV. Субкомпактные автомобили с кузовом минивэн.
Классификация по типам кузовов
Седан (Sedan). Легковые автомобили, в которых багажное отделение структурно отделено от пассажирского салона. В задней стенке нет дверцы. Чаще всего седаны – четырёхдверные, но встречаются также двухдверные (тудоры, пример - Chevrolet Monte Carlo) и пятидверные модели. В США седаны часто называют Saloon, в Хорватии – Limuzina. Большинство седанов – хардтопы. У них нет центральных стоек, а на боковых стёклах отсутствуют наружные рамки.
Универсал (Family Cars) – это легковой автомобиль с прямой крышей. Легко узнаваем по закрытому двухобъёмному грузо-пассажирскому кузову. Задний свес у универсала – длиннее или такой же, как на седане.
Хэтчбек – авто с покатой крышей и укороченным свесом кузова. Длина такого кузова достаточно небольшая, поэтому хэтчбек пользуется популярностью в городских условиях. Автоматически решается вопрос с разворотом на узких улицах, во время парковки.
Купе – автомобили с «укороченной» базой. Чаще всего – с двумя дверьми, и двумя «полноценными» местами в первом ряду комфортности. Второй ряд сидений или отсутствует или ограничен по комфортности. Купе – распространённый вариант кузовов у спорткаров.
Кабриолет (Convertible) – легковой автомобиль со складной крышей. К кузову примыкают не стандартные опускающиеся, а съемные боковые окна.
Внедорожники – это автомобили с несущим корпусом –на раме с полным приводом. Транспортные средства отличает высокий клиренс и пониженный ряд передач трансмиссии. Функцию ведущих выполняют передние и задние колёса.
Минивэны (Mini-Van) – семейные автомобили повышенной вместимости с высокой крышей, однообъёмным либо полуторообъёмным кузовом. В большинстве минивенов размещено три ряда кресел (чаще всего складные, съёмные). Характеризуются большой площадью остекления и хорошим обзором.
Информация, которая касается конструкции, устройства автомобиля, постоянно лавинообразно увеличивается. Мониторить информацию каждый день не вариант Тратится куча времени. Но представьте, что в вашем распоряжении есть библиотека, которая без ваших усилий и регулярно - практически каждый день - обновляется свежей информацией по автомобильным технологиям. И такая платформа есть, это cистема дистанционного обучения ELECTUDE. Экономить время и получать актуальную информацию по транспортным технологиям легко!
Диагональные и радиальные шины
Другие разделы
Шины — одно из самых важных изобретений всего человечетва. Стоит заметить, что современный автомобиль не стал бы столь успешным и эффективным транспортным средством без пневматических шин. Внешне шины мало отличимы друг от друга, за исключением рисунка протектора и их радиуса. Все они состоят из различных резиновых смесей и наполнителей. Одни шипуются — другие нет. Круглая форма шин сохраняется за счёт каркаса. Каркас же напрямую влияет на многие характеристики шин.
Диагональный каркас
Радиальный каркас
Рассмотрим два вида: шины с диагональным и радиальным каркасом. Несмотря на внешнее сходство конструктивно они очень отличаются.
Каркас
У диагональной шины каркас состоит из
многослойного корда. Как правило число слоёв
кратно двум. Текстильные нити корда разных слоёв
располложены под углом от 35° до 40° друг к другу
и пересекаются ровно посередине шинного
протектора.
Каркас
Брейкерный
пояс
Каркас
В радиальных шинах нити корда распологаются под
углом в 90° и распологаются вдоль всего шинного
протектора. А те участки шины, которые
распологаются в пятне контакта с дорожным
покрытием, усилены стальным кордом (еще он
называется брекерный пояс).
Кроме разницы в расположении нитей корда, есть масса других отличий
— Нити корда у диагональных шин изготавливаются из нейлона или капрона, у радиальных шин из стали.— У диагональных шин может быть несколько слоёв корда — от двух и выше, у радиальных всего 1.
— Шины с диагональным кордом, как правило, имеют два бортовых кольца, с радиальным — одно.
— В большем количестве диагональные шины камерные, радиальные бескамерные.
Функциональные различия радиальных шин
— Лучший контакт с дорогой. У радиальных шин пятно контакта больше в сравнении с диагональнымишинами.
— Вес радиальной и диагональной шины с одним и тем же радиусом будет разным. Легче шина с радиальным
каркасом корда.
— Радиальная шина выдерживает больше нагрузок (от 15 до 20 %), чем диагональная шина.
— Каркас радиальной шины обладает лучшей теплопроводностью, за счёт этого отвод тепла в таких шинах
будет лучше.
Некоторые отличия диагональных шин
— У шин с диагональным каркасом хорошо защищена боковина и она меньше боится боковых поврежденийпо сравнению с радиальными шинами. В данном случае диагональные шины более защищены от боковых
травм.
— Шины с диагональным каркасом дешевле радиальных шин.
— Несмотря на свои недостатки диагональные шины нашли своё применение и продолжают использоваться в
коммерческой технике. Шины с радиальным каркасом так же нашли своё место в большом количестве
техники.
Практически все автомобильные заводы выпускают легковые автомобили укомплектованные шинами
с радиальным каркасом.
Практически каждой компании, занимающейся торговлей, производством или распространением товаров, требуется автомобиль для их перевозки. Именно поэтому такие типы автомобилей используются практически во всех отраслях рынка. Однако стоит знать, что грамотно подобранный кузов автомобиля сделает перевозку продукции намного удобнее и эффективнее. К сожалению, не все знают, какие решения есть в нашем распоряжении и какие лучше всего сработают в той или иной ситуации.
Рама и платформа типа шасси
Выбрав правильное решение, мы можем адаптировать автомобиль к нашим индивидуальным потребностям. И рама, и платформа — очень популярное решение, но они хорошо работают в несколько иных условиях. Именно поэтому, если мы хотим максимально улучшить транспортный процесс, стоит ознакомиться со спецификацией обеих конструкций.
Тип шасси
В случае шасси рамного типа предусмотрен более высокий погрузочный порог.Благодаря этой конструкции мы можем использовать вилочный погрузчик или разгрузочную рампу для погрузки и разгрузки товаров. Благодаря этому они хорошо работают в штаб-квартирах многих компаний, на складах и в магазинах.
Вагоны данного типа конструкции могут использоваться для перевозки продукции на поддонах, а также крупногабаритных грузов. Такие автомобили могут быть оборудованы, например, изотермическим или холодильным складом. Если в салоне есть спальная зона, их можно использовать на более длинных маршрутах, в том числе на международных перевозках.
Шасси платформы
Этот тип поверхности предлагает отличную адаптируемость. В сырой версии нет стен и потолков. Используя соответствующие решения, он может создать интерьер, который позволит вам создать фудтрак, мобильный магазин или курьерскую машину. Такую машину можно использовать и в качестве коневоза. С его помощью можно перевозить различные виды грузов с меньшими и большими габаритами, например, садовую технику, мотоциклы и многое другое.
Также возможно совмещение кабины водителя с грузовым отсеком и создание различных типов нестандартных кузовов, адаптирующих автомобиль к индивидуальным потребностям данной компании.
.Каркас автомобиля, напечатанный на 3D-принтере — грядет революция в автомобилестроении?
Возможно, это не красиво, быстро или исключительно комфортно, но автомобиль Urbee, проверенный в Канаде, является хорошим примером того, как 3D-принтеры, которые становятся все более популярными, могут изменить автомобильный мир. У Urbee рама целиком напечатана на 3D-принтере, к которому...
Может быть, он и не красивый, быстрый или исключительно комфортный, но автомобиль Urbee, который пересчитали в Канаде, — хороший пример того, как 3D-принтеры, которые становятся все более популярными, могут изменить автомобильный мир.Urbee имеет полностью напечатанную на 3D-принтере раму, к которой дополнительно крепятся двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель и всего три колеса. Использование трехмерной печати позволило значительно удешевить производство деталей, которые в ближайшем будущем могут быть использованы всей автомобильной промышленностью. Будем ли мы через несколько лет печатать новые бамперы у себя дома, после поломки на парковке, вместо того, чтобы обращаться к профессиональному маляру?
На страницах AntyWeb я писал вам о студентах, которые с помощью 3D-принтера создали кузов спортивного автомобиля, разгоняющегося до сотни всего за четыре секунды.Сегодня мне удалось найти еще один интересный пример использования трехмерной печати в автомобилестроении.
Речь идет об автомобиле Urbee, созданном в Канаде. Это небольшой двухместный гибрид, основными преимуществами которого являются низкие затраты на ремонт и высокий уровень безопасности во время движения. Большое значение будет иметь и низкий расход топлива, который достигнут не только благодаря совмещению двигателя внутреннего сгорания с электрическим, но и малому весу автомобиля и его обтекаемой форме.Кроме того, Urbee посажен близко к земле, благодаря чему он передвигается над дорогой так же низко, как самый низкий серийный автомобиль на сегодняшний день — Ford GT-40.
При всей конструкции автомобиля Urbee мое внимание привлекает использование 3D-принтеров для производства рамы автомобиля. Нельзя отрицать, что без этой технологии создателям было бы сложно перейти от стадии проектирования, существовавшей несколько лет, к реальному прототипу.
Меня также очень интересует тот факт, как автомобильная промышленность будет использовать 3D-печать в своих целях.К сожалению, с точки зрения производителей, этот процесс может оказаться невыгодным, так как «печать» одного экземпляра Urbee занимает целых 2500 часов или три месяца. Однако, если бы в будущем появилась возможность производить на домашнем 3D-принтере запчасти, вроде бамперов или трескающихся пластиковых крышек, это было бы интересным решением для всех любителей автомобилестроения, а также энтузиастов-конструкторов.
Источник: VentureBeat
.
| |||||||||||||
Что делать, если машину накренило набок? • ДобрыМеханик.пл
Крен в одну сторону чаще всего возникает из-за повреждения стойки подвески, амортизатора или пружины. Также может оказаться, что погнулась или перекрутилась сама конструкция рамы или шасси. Самая маленькая проблема — слишком низкое давление в одном из колес. Независимо от причины неисправности, связанные с подвеской, должны быть быстро устранены механиком. Наклоненная набок машина — это не только визуальный глюк.Транспортные средства сконструированы таким образом, что баланс и эстетика сохраняются не только с точки зрения механики и производительности, но и всего кузова. Если автомобиль с одной стороны ниже, чем с другой, это может быть признаком более серьезной неисправности.
Как это работает:
Автомобиль оснащен множеством элементов, отвечающих за сохранение баланса как во время движения, так и в состоянии покоя. Если все в рабочем состоянии и крепко держится, подвеска, амортизаторы, ходовая часть, колеса, то автомобиль правильно отбалансирован.
Причины отказа:
- Повреждена стойка подвески, амортизаторы, пружины - стойка представляет собой целый набор элементов, расположенных между колесом и шасси, амортизирующих все неровности. Он также берет на себя часть веса автомобиля и передает ее на колеса. Колонна способна выдерживать высокие нагрузки благодаря своей конструкции, состоящей из амортизатора и металлической пружины. В случае поломки колонка может заблокироваться и машина не будет подниматься или опускаться с этой стороны.Он также может разбиться, в результате чего одна сторона автомобиля упадет, что приведет к дисбалансу всего тела.
- Изогнутые элементы подвески или рама - Подвеска и шасси составляют основу автомобиля как цельная плита пола. Если какой-либо из элементов или сама рама, пластина были согнуты, перекручены или каким-либо образом деформированы, автомобиль имеет право стоять криво. Кузов, который виден глазу и определяет форму и баланс автомобиля, основан на подвеске и шасси.
- Неравномерный диаметр колес - Диаметр колес также в некоторой степени зависит от давления в шинах. Сильно накачанная шина поставит автомобиль выше, а недостаток давления приведет к тому, что автомобиль уйдет в сторону, где находится колесо. Также существует вероятность случайной установки разных колес на одну ось автомобиля. Тогда еще и разница в высоте колес будет передаваться на кузов и будет виден крен всей машины в одну сторону.
Как это делается:
Механик часто может определить проблему только по наклону автомобиля. Любая диагностика не обойдется без поднятия автомобиля и проверки подвески, ходовой части, рамы и колес на предмет наличия дополнительных повреждений. Некоторые проблемы, такие как отсутствие давления в шинах, решаются быстро, при этом поврежденная подвеска заменяется новой.
Насколько это важно?
Крен автомобиля набок почти всегда вызван неисправностями амортизаторов, пружин или ходовой части и подвески в целом.Это ключевые элементы автомобиля, поэтому недооценивать эту проблему нельзя. Вождение разбалансированного автомобиля приведет к дальнейшему повреждению других компонентов. Даже если проблема тривиальна, она может быстро обернуться серьезным сбоем.
.
шасси: рама автомобиля - Механик и электрик
Примечание: Мы предоставляем услуги по ремонту автомобилей - пожалуйста, не тратьте время наших механиков и электриков. К сожалению, мы не советуем и у нас нет времени советовать, что купить и у какой машины двигатель лучше и т. д., поэтому мы приглашаем клиентов с дефектами автомобилей для восстановления гибридных аккумуляторов и ремонта автомобилей внутреннего сгорания и электромобилей в наши мастерские.
Обращаясь к информации, сообщите механику марку автомобиля, дефект и год выпуска, чтобы сэкономить как наше, так и ваше время.
Автосервис и автомастерская Варшава
Есть вопросы?
Звоните в наш офис!
Автомеханик
Nr.1 Наша основная мастерская механики, автомобильной электротехники, диагностическая станция, автомобильная механика, а также кузовная мастерская и регенерация гибридных аккумуляторов.
Wał Miedzeszyński 180, Варшава Вавер.
Прямой телефон: Technik Michał
(+48) 508 523 234
……………….
Мы ремонтируем гибридные и электрические автомобили, наша компания работает по всей Варшаве, помогая водителям, у которых есть гибридные автомобили. Приглашаем всех связаться с представителями нашей компании.
Мы предоставляем услуги по ремонту автомобилей - пожалуйста, не тратьте время наших механиков и электриков. К сожалению, мы не советуем и у нас нет времени советовать, что купить и у какой машины двигатель лучше и т. д., поэтому мы приглашаем клиентов с дефектами автомобилей для восстановления гибридных аккумуляторов и ремонта автомобилей внутреннего сгорания и электромобилей в наши мастерские.
В связи с информацией, пожалуйста, сообщите механику марку автомобиля, дефект и год года, чтобы сэкономить наше и ваше время вместе.
Примечание: на данный момент мы полностью перевели наши услуги в Варшаву
Единственный вариант ремонта гибридного и электрического автомобиля, который мы предлагаем вам за пределами Варшавы, — отправить эвакуатор в одну из наших мастерских в Варшаве!
Заботясь о наших клиентах, мы решили создать комплексную службу ремонта, регенерации, восстановительной диагностики и всех видов мелкого ремонта дизельных гибридных электромобилей и автомобилей с дизельным двигателем в одном месте, поэтому мы решили перенести все наши мастерские и создать два больших комплекса в Варшаве, благодаря чему вы можете приехать или отправить нам автомобиль на эвакуаторе, а бригада специалистов-диагностов, механиков и электротехников проведет комплексный ремонт автомобиля.
Чтобы оправдать ожидания наших клиентов, мы решили ассоциировать Варшаву с центром ремонта и диагностики гибридных и электрических автомобилей. Наши клиенты приезжают к нам со всей Польши и привозят свои автомобили на эвакуаторах.
Наш сервис также расширился за счет возможности эвакуации из самых отдаленных городов в Варшаву, мы верим, что собрав под одной крышей всех лучших специалистов, мы сможем предоставить вам наилучший сервис.
Есть вопросы?
Звоните в наш офис!
Ремонт гибридных автомобилей
.
