Кузов автомобиля

Ходовая часть

Наименование деталей этого блока автомобиля говорит само за себя. В устройство ходовой части входят:

• подвеска;
• рама;
• колеса;
• мосты (устанавливаются на автомобилях с зависимой подвеской).

Подвеска гасит колебания во время езды. По конструкции подвески могут быть независимыми, зависимыми, полунезависимыми. В зависимости от того, какие демпфирующие элементы установлены в подвеске, различают:

• рессорную;
• пружинную;
• торсионную;
• рычажную или МакФерсон;
• пневматическую, гидравлическую.

Зависимая подвеска жестко установлена на мостах, крепеж к кузову через пружинные элементы. Чаще используется на грузовом транспорте. Независимая подвеска обеспечивает разное положение колес во время передвижения, каждое крепится к кузову через отдельные элементы.

Автомобильный двигатель, его виды

Сердцем авто, его главным узлом является двигатель. Именно эта часть автомобиля создаёт крутящий момент, который передаётся на колёса, заставляя машину перемещаться в пространстве. Сегодня существуют следующие основные виды автодвигателей:

• ДВС или двигатель внутреннего сгорания, который для получения механической энергии использует энергию сжигаемого в его цилиндрах топлива;
• электродвигатель, работающий от электрической энергии аккумуляторных батарей или водородных элементов (автомобили на водородных элементах сегодня уже имеются у большинства ведущих автостроительных компаний как опытные образцы и даже имеются в мелкосерийном производстве);
• гибридные двигатели, соединяющие в одном агрегате электродвигатель и ДВС, соединительным звеном между которыми выступает генератор.

Он являет собой комплекс механизмов, которые преобразуют тепловую энергию сгорающего в его цилиндрах топлива в механическую

По типу сжигаемого топлива все ДВС делятся на следующие разновидности:

• бензиновые;
• дизельные;
• газовые;
• водородные, в которых топливом выступает жидкий водород (устанавливаются лишь на опытных моделях).

По конструкции ДВС бывают:

• поршневые;
• роторно-поршневые;
• газотурбинные.

Трехобъемные

Они характеризуются обособленным моторным отсеком и багажным отделением. Преимуществом выступает легкий доступ к деталям, что сделало конструкцию классической. Однако она предполагает небольшие возможности для видоизменения. Популярные типы трехобъемных моделей следующие:

• седан;
• купе;
• пикап;
• лимузин;
• кабриолет, родстер, брогам и тарга.

Седан

Отличительные черты конструкции кузова легкового автомобиля седан – явно выступающее багажное и моторное отделение, 4 двери и 2 ряда сидений. Высота крыши всего салона одинакова. Сзади авто отсутствует подъемная дверь. Такая компоновка удобна для перевозок пассажиров, что сделало ее популярной. Многие производители разделяют седан на подклассы. Одним из таких является класс удлиненной машины (маркировка L). Обычно удлиненные части встречаются у седанов бизнес-класса. К ним относятся таун-кары – седаны с увеличенной высотой крыши.

Купе

Особенность – две удлиненные двери. Обычно кузов легковушки комплектуется двумя сиденьями, но в некоторых случаях задняя часть оснащается двумя дополнительными пассажирскими местами. В отличие от двухдверного седана, эти места неудобны и не рассчитаны на длительные поездки. Форма крыши купе всегда покатая, с уклоном назад, что улучшает аэродинамические характеристики машины.

Авто такого типа относятся к спортивному классу, поэтому представлены в основном высокой ценовой категорией. Они комплектуются двигателем большой мощности, усиленной подвеской и низким клиренсом для улучшения ходовых характеристик. Эти машины очень изящны, что также добавляет им престижа.

Авто с открытым верхом

Такие автомобили особенно популярны в странах с жарким климатом. Машина без крыши – оригинальное и престижное решение. К этим классам также относятся модели с откидной крышей. К таким типам устройств относятся:

• кабриолет;
• ландо;
• фаэтон;
• родстер;
• брогам.

Кузов кабриолет – классический вид машин без крыши или с откидным устройством. Проектируется на основе «Купе», реже – «Седана», обладает рамной конструкцией подобного вида. Чаще всего данный класс машин комплектуется мягкой откидной крышей.

Класс кузовов фаэтон – авто с откидной мягкой крышей. Отличие от кабриолета – полное отсутствие рамной конструкции над салоном. Благодаря этому окна боковых дверей в таких машинах являются съемными. Фаэтоны – наиболее открытые автомобили. Классические фаэтоны – правительственные авто без крыши с тремя рядами сидений, предназначенные в первую очередь для парадов. В настоящее время виды на удлиненной колесной базе без крыши не выпускаются.

Кузов родстер – открытый, на укороченной базе с двумя дверями. Такие автомобили также отличаются разборными боковыми стеклами или полным их отсутствием, мягкой крышей. Родстер без крыши называется спайдером. Исторически родстеры, кроме основных комфортабельных сидений, комплектовались дополнительным откидным, получившим в народе название «тещино место». Современные родстеры часто представлены спорткарами, в числе которых находится Lada Revolution.

Разновидность родстера, укомплектованная жесткой дугой сзади сидений, называется таргой. Автомобили также обладают съемными боковыми окнами и не имеют боковых рамных конструкций, но чаще комплектуются жесткой съемной или разборной крышей.

Пикап

Автомобили пикап – трехобъемные. Основная черта моделей – открытый багажник. Они предназначены не только для езды, но и для перевозки большого объема грузов.

Первоначально пикапы были распространены в северной Америке среди фермеров и простых людей, позже получили распространение по Европе и всему миру. Современный пикап – комфортабельная машина, созданная на базе внедорожника. Существуют как двухдверные, так и четырехдверные авто с комфортабельной кабиной.

Особенностями пикапов являются:

• высокая мощность;
• высокая проходимость;
• большой объем двигателя;
• просторная, комфортабельная кабина.

Лимузин

Данный вид машин предназначен для представительского класса и отличается повышенным уровнем комфорта, тип кузова создан на основе концепции седана. Конструкция лимузина – легковой автомобиль на удлиненной базе с обязательной перегородкой между водителем и пассажирами. Комплектуется 2 или даже 3 рядами сидений, 4 дверьми. Именно жесткая перегородка отличает данный класс от удлиненного седана.

Классические лимузины создавались на базе седана, однако, в настоящее время имеются и авто на базе внедорожников. Встречаются лимузины довольно редко, отчего являются еще более эффектными.

Компоновка кузовов

Несущая часть автомобиля может состоять из рамы и кузова, только кузова или быть комбинированной. Кузов, который выполняет функции несущей части, так и называется несущим. Именно такой тип наиболее распространен на современных автомобилях.

Также кузов может быть выполнен в трех объемах:

Однообъемный выполняется как цельный корпус, который объединяет отделение для двигателя, пассажирский салон и багажный отсек. Такая компоновка соответствует пассажирским (автобусы, микроавтобусы) и грузопассажирским автомобилям.

Двухобъемный имеет две зоны пространства. Пассажирский салон, объединенный с багажником, и моторный отсек. К такой компоновке относятся хэтчбек, универсал и кроссовер.

Трехобъемный состоит из трех отсеков: пассажирского, отсека для двигателя и багажного отделения. Это классическая компоновка, которой соответствуют седаны.

Разные компоновки можно рассмотреть на рисунке ниже, а более подробно почитать в нашей статье о типах кузовов.

Поворотное стекло передней двери

Поворотное стекло, служащее для вентиляции передней части кузова, представляет собой отдельный узел, который крепится к рамке двери двумя самонарезающими винтами, ввернутыми в скобы 9, и к подоконнику двери одним винтом, ввернутым в неподвижную гайку 3. Поворотное стекло передней двери запрессовано вместе с рези-новой прокладкой в поворотную рамку и прочно держится в ней.

Поворотная рамка стекла снабжена фрикционным механизмом, фиксирующим стекло в любом положении, даже при сильном напоре встречного потока воздуха.

Легкость хода стекла, которое должно поворачиваться от незначительного усилия руки, и надежность фиксации его зависят от того, насколько затянута пружина 6, создающая трение между шайбой 7, надетой на нижнюю ось 5 поворотной рамки, и скобой 4 установочной рамки стекла.

Так как поворотное стекло собрано в один узел вместе с установочной рамкой и разделительной стойкой окна, при необходимости регулировки натяжения пружины весь узел должен быть вынут из двери, что может быть сделано только после снятия подлокотника, внутренних ручек двери и ее обивки.

В закрытом состоянии, когда ручка 11 стекла удерживается защелкой 12, рамка стекла и его открытая грань должны быть плотно прижаты по всему контуру к резиновым уплотнителям 1 и 8.

Ручка стекла имеет запорное устройство с кнопкой 10, препятствующее повороту запертой ручки вверх (из горизонтального положения) и открыванию стекла снаружи автомобиля с помощью какого-либо крючка. При нажатии на кнопку изнутри кузова ручка стекла свободно поворачивается. При опускании в горизонтальное положение ручка запирается без нажатия на кнопку.

Мнение автовладельцев о рамной конструкции автомобиля

Не стоит путать кислое с соленым.

Классический легковой автомобиль в кузове седан или хэтчбек безусловно не нуждается в раме

Но если требуется большая грузоподъемность, увеличенная колесная база, возможность ездить по бездорожью, то следует обратить внимание на автомобиль рамной конструкции с минимальным количеством наворотов и вспомогательной электроники. На такой машине смело можно уехать от цивилизации и не опасаться неожиданных поломок

А если таковые и будут, то их можно устранить на месте. Современные кроссоверы созданы только для того, чтобы штурмовать бордюры для парковки на тротуаре. На них нельзя далеко уезжать от фирменного сервиса.

Современные «рамники», наоборот, можно считать автомобилями повышенной безопасности.

Для внедорожника рама скорее плюс, чем минус. Малая жесткость на кручение приводит к тому, что езда по пересеченной местности может закончиться перекосом кузова. Увеличенная колесная база необходима для улучшения устойчивости на дороге, но при этом недостаточная прочность приводит к ухудшению управляемости. Надежные машины высокой проходимости до сих пор имеют рамную конструкцию.

Каждый производитель закладывает свою «изюминку» в конструкцию кузова: у одного интегрированная рама, у другого высокопрочные стали, у третьего и то, и другое. Лидера выделить практически невозможно. Рама не ушла в историю по причине своей незаменимости для крупногабаритных джипов и пикапов. Коммерческий транспорт тоже никогда не сменит ориентацию. А все, что помельче, вполне обойдется безрамной компоновкой.

Разновидности кузовов

Львиная доля современных машин наделена несущим типом кузова. Это удобно, такой остов берет огромную часть нагрузок на себя, оберегая узлы и механизмы автомобиля, салон и т.д. Как известно, несущим кузовом оснащаются современные «легковушки», такие как Фокус и другие.

Напротив, внедорожники и авто типа SUV оснащаются разгруженным типом кузова, имеющим упругую связку с рамой. Этот вид автомобильного остова способен воспринимать только массу людей и перевозимого груза. Остальное берет на себя рама.

Разновидности кузовов

Некую переходную экспозицию между вышеописанными автокузовами находит полунесущий вариант. Он бывает жестко связан с рамой, таким образом, усиливая общую конструкцию.

Электрооборудование

• аккумуляторную батарею;
• генератор;
• систему зажигания;
• световую оптику и систему освещения салона;
• приводы электродвигателей вентиляторов, стеклоочистителей, стеклоподъёмников и других устройств;
• обогрев стёкол и салона;
• всю электронику автоматической коробки передач, бортового компьютера и защитных систем (ABS, SRS), управления двигателем и других;
• гидроусилитель руля;
• противоугонную сигнализацию;
• звуковой сигнал.

https://youtube.com/watch?v=LaEVsfJUpFU

Это неполный перечень устройств, входящих в электрооборудование авто и потребляющих электроэнергию.

Устройство кузова автомобиля и всех его составных частей необходимо знать каждому водителю, чтобы поддерживать машину всегда в исправном состоянии.

Устройство каркаса кузова и его сечения

Устройство каркаса и его сечения показаны на рис. 8-1, 8-2, 8-3 и 8-4.

Рис. 8-1. Детали каркаса кузова: 1 — тоннель пола; 2 — передний правый лонжерон пола; 3 — левое переднее крыло; 4 — балка переднего бампера; 5 — нижняя поперечина рамки радиатора; 6 — правая стойка рамки радиатора; 7 — передний правый лонжерон пола; 8 — верхняя поперечина рамки радиатора; 9 — правый брызговик переднего крыла; 10 — щиток передка; 11 — переднее правое крыло; 12 — передняя правая дверь; 13 — передняя балка крыши; 14 — капот; 15 — усилитель крыши; 16 — задняя правая дверь; 17 — панель крыши; 18 — задний усилитель крыши; 19 — дверь задка; 20 — поперечина заднего пола; 21 — левое заднее крыло; 22 — левая боковина кузова; 23 — левая задняя дверь; 24 — левая центральная стойка боковины; 25 — задняя панель пола; 26 — левая передняя дверь; 27 — левый средний лонжерон пола; 28 — поперечина пола; 29 — панель пола передняя левая.

Рис. 8-2. Скрытые полости кузова (вид сбоку):

Рис. 8-3. Скрытые полости кузова (вид сверху): 1 — кузов; 2 — балка переднего бампера; 3 — капот; 4 — петля капота; 5 — задняя дверь.

Рис. 8-4. Скрытые полости кузова (вид сзади): 1 — кузов; 2 — дверь задка; 3 — соединительная петля; 4 — верхняя петля двери.

Источник

Занимательное материаловедение: из чего можно сделать автомобиль

Основным материалом для производства автомобиля является сталь. Действительно, ведь стали обладают достаточной конструкционной прочностью, небольшой ценой, а также могут использоваться в разных технологических процессах: они легко штампуются или свариваются. Но у сталей есть и недостатки. Главный из них – низкая стойкость к коррозии, что вынуждает конструкторов применять для защиты кузова специальные защитные покрытия. Кроме того, стальная деталь имеет большую массу. Поэтому в конструкции автомобилей нашли широкое применение алюминиевые сплавы, пластмассы и композитные материалы.

Это обусловлено стремлением снизить уязвимость кузовов автомобилей к коррозии, а также уменьшить общую массу автомобиля, что благоприятно влияет на экономичность и управляемость. Тем не менее листовые стали не сдают свои позиции, так как стоимость алюминиевых, а уж тем более композитных материалов гораздо выше. На крупных автомобильных заводах за сутки может перерабатываться свыше 1 000 тонн листовых сталей, которые идут на изготовление широкого ассортимента автомобильных деталей. Но давайте взглянем на другие материалы, которые могли бы заменить сталь в производстве автомобилей.

Дерево

Начать наш обзор справедливо с дерева. Этот материал стоял у истоков автомобилестроения и до массового применения стали широко использовался в автомобилях. Деревянные доски или просто фанера часто шли на применение в кузовах легковых автомобилей, грузовиков, автобусов и прочих утилитарных конструкциях.

Отдельно стоит сказать о роскошных автомобилях – богатые владельцы обращались к кузовным ателье, в которых творили поистине произведения искусства. Панели кузовов выполнялись из лакированного дерева ценных пород, а салон обшивался дорогим сафьяном или шелком.

Особняком здесь стоит уникальная Hispano-Suiza Н6С, построенная в 1924 году гонщиком Андре Дюбоннэ. Ее двигатель с несколькими карбюраторами рабочим объемом почти в 8 литров развивал 200 л.с., но для настоящего гоночного автомобиля был нужен легкий кузов. Дефицитных в те годы легких сплавов магния или алюминия Дюбоннэ не достал, а потому обратился в авиастроительную компанию Nieport с просьбой постройки легкого кузова.

Машина, впоследствии ставшая известной под именем Tulipwood, имела набранный из 20-миллиметровых шпангоутов каркас, на который с помощью медных заклепок крепились планки разных длины и ширины, изготовленные, вопреки имени, из древесины красного дерева махагони, в то время как древесина тюльпанного дерева очень плохо гнется и склонна к раскалыванию, что не позволяет применять ее в строительстве кузовов.

После установки всех деталей машину покрыли несколькими слоями лака и отполировали. Вся нижняя часть рамы для улучшения обтекаемости и защиты от ударов была закрыта алюминиевым кожухом. Сзади для лучшей развесовки разместили 175-литровый бензобак.

Андре Дюбоннэ поучаствовал на своей «деревяшке» в одной гонке – Тарга Флорио, где финишировал в итоге седьмым. После гонки он оставил автомобиль для повседневных поездок, а позднее тот попал в Америку и сохранился до наших дней в одном из калифорнийских автомобильных музеев.

Во время Второй мировой войны вся сталь уходила на нужды фронта, и большинство автомобилей стало оснащаться простыми деревянными кузовами типа фаэтон или универсал. Серийное производство автомобилей с деревянными кузовами продолжалось и после войны, особенно массово это явление получило развитие в Америке. И если в Европе и СССР к 50-м годам парк автомобилей имел стальные кузова, то американские автомобилисты не могли избавиться от привычки ездить на деревянной машине. Панели кузовов кабриолетов выполняли из красного дерева и лакировали, но в 60-е годы от деревянного кузова, который имел свойство рассыхаться, был пожароопасен и попросту небезопасен, стали отказываться. А впоследствии вплоть до 80-х годов на многих американских универсалах и джипах имелась виниловая графика с отделкой «под дерево».

Ликбез по отличиям конструкций

Рамные автомобили, созданные из двух балок с поперечиной, стали реже появляться на дорогах. Под словом «рама» понимают жесткий «скелет» машины, на котором держатся запчасти и узлы. Такой аппарат обслуживать и эксплуатировать проще. Можно выделить отличительные черты рамного и несущего кузовов.

1. Нередко рамные модели, изготовленные из полых труб, используются в гоночном транспорте. Подобная конструкция увеличивает габариты транспортного средства.
2. Несущий кузов «съедает» меньше салонного пространства.
3. Несовершенство технологий немного отодвинуло рамные вариации на задний план продаж, но их применяют для производства тяжелых внедорожников, способных справляться с повышенными нагрузками. Причиной падения популярности стала пассивная безопасность при авариях.
4. По мнению производителей, к раме легче крепится навесное оборудование и детали. Сам процесс изготовления намного проще, поскольку она собирается отдельно от кузовной части.

Вывод в вопросе выбора рамного или несущего кузова таков: рамные конструкции успешно выполняют предназначение по большей части в спецтехнике, когда встает ребром вопрос о необходимости провести тяжелые работы. В обычной жизни автолюбители в целях повышения безопасности предпочитают машины без остова.

О технологии изготовления

Технология изготовления кузова авто достаточно сложна. Все кузовные составляющие легковых авто производят из высокопрочной стали – это общее сходство. Металл применяется небольшой толщины, что существенно снижает вес конструкции. В итоге можно добиться отличной динамики разгона и минимального расхода топлива. Конструкция для кузова автомобиля прорабатывается так, чтобы он был максимально прочным и имел минимальный вес, а также достаточную площадь.

Например, даже если крыло автомобиля будет тяжелым, то это отразится на расходе и динамике в дальнейшем. Для скрепления деталей кузова машины используют точечную сварку металла, при этом его толщина не имеет значения. Применение данной технологии позволяет добиться максимальной надежности соединений, а также снизить количество кромок, делающих детали прочными и легкими. Планируется, что детали легковых авто в дальнейшем будут свариваться посредством лазерной технологии. Кузовные размеры в итоге станут максимально точными. Далее могут применяться облицовочные детали из пластика.

Трансмиссия

Трансмиссия — это не отдельный элемент в машине, а система узлов и агрегатов, которые передают крутящий момент с маховика двигателя на ведущие колеса. В полноприводных автомобилях момент распределяется на все колеса, в полуприводных — на передний или задний мост.

Название деталей трансмиссии знакомо каждому автомобилисту:

• сцепление;
• коробка передач;
• дифференциал;
• карданный вал (кардан);
• раздаточная коробка (раздатка) для полноприводных автомобилей;
• приводной вал и полуоси.

Это главные составные части машины в узле трансмиссии. По своей конструкции могут значительно отличаться для разных модельных комплектаций, сохраняя одинаковый принцип работы.

Блок сцепления соединяет либо разрывает связь коленвала с ведущим валом при переключении передач. В механической коробке передач переключение дисков сцепления — задача водителя. В АКП переключение скоростей происходит автоматически после перевода рычага коробки передач:

1. Коробка передач. Редуктор изменяет скорость автомобиля через изменение передачи крутящего момента.
2. Карданный вал передает крутящий момент на ведущие задние колеса в полноприводных автомобилях.
3. Дифференциал. Блок, который позволяет колесам вращаться с разной скоростью при повороте и при разном сцеплении колес с дорогой. Например, если одно колесо находится в грязи, а второе на сухом асфальте.