Жесткость кузова за счет

Статьи

Жесткость кузова автомобиля

есткость кузова — это его свойство упруго сопротивляться внешним cтатическим и динамическим нагрузкам, возникающим в процессе эксплуатации автомобиля. Чем выше жесткость, тем лучше управляемость и маневренность машины, особенно на высоких скоростях.

С увеличением жесткости повышается комфортность автомобиля — за счет снижения вибраций, отсутствия скрипов панелей и обивки салона, и т.д. Вот почему кузова современных автомобилей стремятся делать более жесткими.

Жесткость во многом зависит от типа кузова (седан, хэтчбек и др.), конструкции («геометрии» и способа крепления крыльев, бамперов), размеров машины, количества дверей, величины оконных проемов и даже положения спинок задних сидений. Имеет значение способ крепления лобового и заднего стекол: их вклеивание увеличивает общую жесткость кузова на 20-40%. Улучшают эту характеристику и дополнительные силовые элементы — например, распорки-усилители между задними или передними чашками стоек подвески.

На кузов автомобиля постоянно действуют различные силы, среди них и воздействие дороги и инерция и боковой ветер и т.д. Понятно, что далеко не каждое воздействие он может выдержать достаточно успешно. Для владельцев отечественных автомобилей знакома, например такая ситуация, когда после длительной стоянки на неровной поверхности в ситуации, например постановки автомобиля на домкрат начинает заклинивать двери. Для качественно изготовленного автомобиля, например, важна поэтому такая характеристика, как жесткость на скручивание, в случае если этот показатель недостаточен, то автомобиль достаточно быстро изнашивается и теряет управляемость.

Такая характеристика как жесткость кузова напрямую зависит от его типа. Самыми устойчивыми в этом плане являются купе и хэтчбеки. Их форма позволяет относительно легко противостоять нагрузкам на изгиб при прохождении поворотов. К наименее жестким относятся универсалы и микроавтобусы. При эксплуатации автомобиля с недостаточной жесткостью в первую очередь страдают передняя и задняя подвески, это происходит по причине размягчения металла в местах, где прикрепляются рычаги подвески. Кузов разрушается, начиная со сварочных швов, затем в этих местах появляются очаги коррозии, которые затем начинают расширяться все дальше и дальше.

При проектировании автомобиля рассчитывается несколько типов жесткости кузова — на кручение и на изгиб (продольная жесткость кузова и поперечная жесткость кузова). Жесткость на кручение — это сопротивление кузова закручиванию вдоль его продольной оси.

Большинство современных легковых автомобилей имеет неразъемные стальные несущие кузова бескаркасной конструкции, что снижает их массу. Жесткость таких кузовов обеспечивается наличием в них специальных элементов — лонжеронов, продольных и поперечных балок. Для увеличения жесткости кузовов из тонколистовой стали широко применяются сварные коробчатые детали, а также силовые распорки и стойки, которым придают определенную форму и сечение. Наибольшая жесткость у кузовов типа седан, меньшая — у хэтчбеков и удлиненных кузовов универсалов. Дополнительному усилению кузова обычно подвергаются спортивные машины: на них устанавливаются добавочные усилители-распорки, а в салоне — силовой каркас безопасности из тонкостенных стальных труб.

После 4-6 лет эксплуатации автомобиля жесткость кузова заметно уменьшается из-за коррозии металлических элементов — как силовых, так и облицовки. Особенно быстро ржавчина поражает тонколистовые детали, соединенные точечной сваркой. Нарушение жесткости несущих элементов кузова снижает общую его прочность и может сделать дальнейшую эксплуатацию автомобиля опасной. Заезд одним колесом на бордюр, подъем автомобиля на домкрате, диагональное вывешивание на бездорожье, прохождение поворота — во всех этих ситуациях нагрузки на кузов стремятся скрутить его вокруг продольной оси. Если жесткость кузова невелика, то после поддомкрачивания у машины перестают нормально открываться и закрываться двери, на бугристой дороге начинают «дышать» все панели в салоне. 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. Рыба гниет с головы, а кузов — с ослабленных, нагруженных участков.

Измеряется крутильная жесткость кузова в ньютон-метрах на градус (Нм/град.). Чем выше эта величина, тем меньше деформируется кузов от приложенной скручивающей нагрузки. Например, для автомобилей с рамной конструкцией жесткость на скручивание была невелика и редко превышала 4000 Нм/град. Несущие кузова легковых автомобилей 60—90-х годов были уже жестче — нормой считались величины 5000—10000 Нм/град. Но современные высочайшие требования к управляемости и пассивной безопасности заставляют автомобильных инженеров идти на всяческие ухищрения. Кузова автомобилей последнего поколения разрабатывают с помощью компьютерной оптимизации, а в производстве используют особо прочный металл, лазерную сварку и клееные соединения. Поэтому в технических описаниях таких машин, как Volvo, Mercedes-Benz или BMW, с гордостью упоминается о жесткости кузова свыше 20000 Нм/град.!

Интересно, как на этом фоне выглядят отечественные автомобили? Жесткость кузовов большинства вазовских машин — это и вся «классика», и все серийные переднеприводные модели — лежит в пределах 6000—8000 Нм/град. То есть гордиться вазовцам особо нечем.

Читайте также:  Бронирование кузова антигравийными пленками

Источник

Жесть, как она есть: всё об усилении кузова

Несмотря на общую целостность, кузов автомобиля представляет из себя сложную конструкцию, сваренную воедино из десятков, а иногда и сотен элементов. Прибавьте к этому действующие на него нагрузки от подвески и агрегатов, вызывающие в металле внутренние напряжения. Факторы внешней среды тоже не идут кузову на пользу и негативно отражаются на его долговечности. Резюмировав, получаем, что «скелет» автомобиля вовсе не так фундаментален, как может показаться на первый взгляд.

Почему же производители со своими астрономическими бюджетами не закладывают достаточную жёсткость кузова на стадии проектирования и производства автомобиля, оставляя поле деятельности для нас, «тюнингистов»? Во-первых, закладывают, но для обыкновенной, гражданской езды. Во-вторых, в процессе эксплуатации она теряется, равно как и из-под капота убегают отжившие своё «лошади». Наконец, инженеры-проектировщики не могут наращивать жёсткость до бесконечности, так как скованы десятками других факторов. Например, использование высокопрочных сталей наращивает массу автомобиля и удорожает производство, а отдельные элементы, такие, как передние лонжероны, в угоду пассивной безопасности должны гасить энергию удара при столкновении. Следовательно, они должны быть выполнены из мягких сплавов. Кроме того, существуют ограничения по компоновке, вынуждающие делать элементы изогнутыми, что в свою очередь снижает их жёсткость.

Итак, краеугольная величина, ради повышения которой всё затевается – жёсткость кузова на кручение вдоль продольной оси кузова автомобиля. Измеряется она в Нм/градус и показывает, какое усилие нужно приложить к кузову, чтобы изогнуть его на один градус. По современным меркам нормальным показателем для машин с несущим кузовом является 20 000 Нм/град и выше, в то время как в начале века цифры были ниже вдвое. Максимальной величиной жёсткости обладают так называемые «однообъёмники», чья силовая структура условно напоминает куб. Хуже с этим делом у трёхобъёмных машин, особенно с большим количеством дверей, так как последние не являются частью силовой структуры кузова. Самая большая проблема, следовательно, у открытых кузовов: родстеров, кабриолетов и им подобных. Именно поэтому кабриолеты зачастую тяжелее аналогичных купе – для компенсации жёсткости кузова вследствие «поехавшей крыши» их конструкция усиливается дополнительно.

Измерение жёсткости кузова на кручение – процесс многоступенчатый и любопытный. Прежде всего, опытные образцы тестируют в виртуальной среде при помощи программ, которые не предустановлены на ваших Windows и MacOS. Но наибольший интерес представляет «живой» тест. В этом случае кузов фиксируется на станине измерительного комплекса за точки крепления задней подвески. В это время на точки крепления передней подвески воздействуют мощные гидроцилиндры, которые создают усилие «на кручение» в вертикальной плоскости, но разных направлениях.

Как мы упомянули, в процессе эксплуатации жёсткость кузова неотвратимо снижается, и хороших последствий это не принесёт в любом случае. Автомобиль с «уставшим» кузовом медленнее реагирует на повороты руля, его реакции расхлябаны и неоднозначны. Кроме того, «дышащий» металл сильнее подвержен деформациям и растяжениям, а также коррозии. При подъёме на домкрате, диагональном вывешивании или заезде одним из колёс на бордюр двери из-за возникшего перекоса могут попросту не открыться… или не закрыться. Короче говоря, с недостатком жёсткости нужно бороться. Какими способами? Ниже приведём их перечень с указанием достоинств и недостатков каждого.

Распорки

Этот вариант усиления кузова, пожалуй, больше других «на слуху». Сотни тюнинговых фирм сегодня готовы предложить распорки практически на любой автомобиль. Устанавливаются такие детали в штатные места без существенных доработок, а нередко ими снабжают автомобиль, покидающий сборочный конвейер ещё на заводе. Но мы говорим про тюнинг, поэтому «стоковые» варианты рассматривать не будем. Дополнительные распорки призваны связать воедино наиболее нагруженные, а оттого и «гуляющие» элементы кузова, такие как стаканы стоек подвески, точки крепления рычагов и агрегатов.

Источник

Жесткость кузова на кручение таблица иномарок и отечественных авто

Жесткость кузова на кручение или жК/к – это величина, которая характеризует прочностные особенности автомобильного остова, его долговечность и безопасность. Данная величина оказывает сильное влияние на управляемость автомашины. Именно поэтому известные мировые суперкары, оснащенные углепластиковыми и мягкими легкими кузовными панелями, отличаются высочайшими значениями этого самого параметра. Рассмотрим показатели жК/к известных отечественных моделей, сравним их с показателями иномарок.

Показатели модели Лады Калины

Автомобильный остов Калины спроектирован с учетом важнейших канонов по ПБ. Примерно двенадцать процентов кузовных элементов на этом отечественном автомобиле изготовлены из высокопрочной стали. Больше половины железа покрыто цинком. Для сравнения, к примеру, на популярной «десятке» оцинкованию подвергалось лишь 33 процента железа.

Что касается жК/к, то у Калины показатель выше на целых двадцать процентов, чем у той же «десятки». ПБ седана Лады Калины даже без использования подушек имеет 3 звезды из 5 по системе краш-тест Евро.

Несмотря на большое количество критики в адрес Калины, дизайнеры и инженеры отечественного автозавода регулярно проводят улучшения. В частности, если подробнее рассмотреть Калину второго поколения, то можно будет увидеть важные моменты.

Читайте также:  Объем кузова цельнометаллической газели 2705

Например, чего только стоит удавшийся экстерьер – более солидный, агрессивный и, безусловно, привлекательный. Всего этого удалось добиться простыми приемами: немного приподняли капот, добавили побольше накладок из хрома и улучшили внешний вид оптики.

Теперь, что касается непосредственно управления. На прежней Калине стоило повернуть руль вправо и влево, как автомобиль начинал переваливаться, хотя и сохранял прямолинейность движения. Неизвестно, рискнул ли кто-нибудь проводить эксперименты с рулем на плохих дорогах, ведь это грозило чуть ли не «перевертышем».

Новая Калина такого повода точно не даст, так как помимо повышения значения жК/к, была проведена четкая настройка рулевого управления. В результате стало проще объезжать дорожные неровности, кочки и ямы.

Интересно. Острым рулевое управление помогли сделать следующие настройки. Была применена освоенная на иномарках технология «короткой» рейки, а вместо четырех оборотов руля оставили всего три. И еще одно изменение касалось более жесткого крепежа.

Примечателен еще один факт. Раньше фиксация рулевой осуществлялась посредством резиновых втулок. Технология проверенная, но явно устаревшая. И вот на АвтоВаз решили испробовать, правда, только на левой опоре рейки более жесткий способ крепежа. Это сразу же принесло свои плоды, жесткость рулевой системы увеличилась на целых 25 процентов!

Инженеры АвтоВаз хорошо постарались, добавив также новый буфер сжатия задней подвески. Деталь обладает передовыми характеристиками, уменьшающими в несколько раз крены. Вкупе с увеличившимися показателями жК/к, это дает мощнейший эффект, и все больше Калина стала напоминать Гранту с ее уверенной «рулежкой» и бесперебойной работой подвески.

Лада Приора

Следующая отечественная модель, производящаяся на Волжском автозаводе, это Лада Приора. Сегодня она выпускается в 4-х кузовных вариациях. В линейке моделей присутствует также Приора Купе – не завоевавшая, правда, еще какой-либо популярности у россиян.

Важным параметром кузова Приоры, опять же, выступает величина жК/к. Примечательно, что для Приоры показатель этот равен 12 000 Нм/град в версии седан. У остальных вариаций, кроме купе, он на ряд ниже.

Несмотря на это, существуют общие показатели для всех 3-х моделей, подразумевающих размеры кузова. Так, одинаковая у всех типов кузова (кроме купе) колесная база, дорожный просвет и ширина. Что касается длины, то напомним, что седановские показатели равны 4350 мм, хэтчбековские – 4210 мм, а универсаловские – 4340 мм. Разная у кузовов и высота: седан – 1420 мм, хэтчбек – 1435 мм, а универсал – 1508 мм.

Изначально слабыми зонами кузовов Приоры считались крыша, капот и багажник. Именно по той причине эксперты настаивают на обязательной обработке самим владельцем автомашины всех внутренних поверхностей проблемных зон антикором.

Защита кузова Приоры от коррозии дается на 6 лет. Практически этот срок определяют: цинковое покрытие порогов, днища и арок, а также использование низколегированной стали.

И действительно, практический опыт доказал, что кузов Приоры невероятно устойчив к воздействию коррозии. Если и начинаются проблемы, то в группу риска попадают в первую очередь бамперы, затем образуются пузыри на ЛКП в зимнее время года, краска облущивается.

12-тысячный показатель Нм/град на седане Приоры – это не большая величина. Даже у ВАЗ-21106, не говоря уже об иномарках, данный показатель выше. Таким образом, владельцам Приоры, предпочитающим активную езду, хорошо бы усилить автомобильный остов. В частности, усиление должно подразумевать инсталляцию распорок стоек и модернизацию СПУ на оси сзади.

Лада Гранта

Лифтбек Гранта – это 3-объемный кузов, подразумевающий удачное сочетание багажной крышки с задним стеклом. Примечательно, что в эпоху СССР лифтбеки как таковые не существовали. Была такая модель – ИЖ-2125 Комби, но она лишь воплощала некоторые лифтбековские идеи. На самом же деле и слова такого в КАС узаконено не было, хотя там встречались такие понятия, как фастбек, фаэтон и даже брегам.

Тем самым, Лада Гранта Лифтбек восстанавливает историческую справедливость, ведь помимо нового названия, автомобиль производился как раз на ИАЗ, ныне именуемом как ОАГ.

Примечание. Ижевский автозавод сегодня представляет больше филиал тольяттинского предприятия, не занимающего собственными разработками.

Лифтбек – это не просто слово. Так, данный тип кузова выглядит в плане показателей жК/к на зависть хорошо. Этот показатель стал в два раза выше, чем у хэтчбеков, хотя и меньше, чем у седанов ввиду конструктивных особенностей.

В частности, разница в конструктивных особенностях между лифтбеком и седаном заключена в первую очередь в «задней поперечине». У лифтбека этой детали нет вообще, не предусмотрена она, а у седанов – проходит за спинкой заднего дивана.

Примечание. В принципе поперечину на лифтбек можно было бы поставить, но в этом случае исчезло бы все удобство, связанное с погрузкой в багажник. Автомобиль бы наполовину потерял свою практичность, что неприемлемо ни при каких условиях, даже в угоду показателям жК/к.

Пытаясь хоть как-то возместить потерю в жК/к, инженеры пошли на следующее. Они добавили усилители в некоторых местах, таким образом, значительно увеличив показатель, и лишь немного не дотянув до седановского результата.

Читайте также:  Как обклеить кузов машины пленкой

К тому же, из-за внедрения усилителей лифтбек стал тяжелее на 15 кг, а это уже, в свою очередь, сказалось отрицательно на показателе кручения.

Таблица жесткости кузова автомобилей

Марка автомобиля Жесткость, Нм/град
Alfa Romeo 147 3d 18800
Alfa Romeo 147 5d 16250
Alfa Romeo 156 18800
Alfa Romeo 159 31400
Alfa Romeo 166 24400
Alfa Romeo MiTo 17650
Aston Martin DB9 Convertible 15500
Aston Martin DB9 Coupe 27000
Aston Martin Vanquish 28500
Audi A2 11900
Audi A8 D2 25000
Audi A8 D3 36000
Audi A8 D4 45000
Audi R8 40000
Audi TT Coupe mk1 19000
Audi TT Roadster mk1 10000
Audi TT Roadster mk2 22000
Bentley Azure 18000
Bentley Continental Supersports 24000
Bentley Flying Spur mk2 36500
BMW 7 series E65 31200
BMW 7 series F01 37500
BMW E34 17200
BMW E36 Touring 10900
BMW E39 24000
BMW E46 Convertible 10500
BMW E46 Coupe 12500
BMW E46 Sedan 13000
BMW E46 Wagon 14000
BMW E60 24000
BMW E90 22500
BMW F10 37500
BMW F30 25000
BMW X5 E53 23100
BMW X5 E70 28000
BMW Z3 mk1 5600
BMW Z4 Coupe mk1 32000
BMW Z4 Roadster mk1 14500
BMW Z8 40000
Bugatti EB110 19000
Bugatti Veyron 50000
Chevrolet Corvette C5 9100
Chrysler Crossfire 20140
Citroen Picasso mk1 17000
Daewoo Lanos 3d 1997 10500
Daewoo Nubira 1997 14500
Dodge Durango mk1 6800
Dodge Viper Coupe mk2 7600
Ferrari 360 Spider 8500
Ferrari 575M Maranello 14700
Ferrari F50 34600
Fiat Brava 9100
Fiat Bravo 10600
Fiat Punto 3d 19700
Fiat Tempra 6700
Ford Fiesta 3d 1995 6500
Ford Focus 3d mk1 19600
Ford Focus 5d mk1 17900
Ford GT 27100
Ford GT40 MkI 17000
Ford Maverick 5d 1995 4400
Ford Mustang 2003 16000
Ford Mustang 2005 21000
Ford Mustang Convertible (2003) 4800
Ford Mustang Convertible (2005) 9500
Jaguar XK mk2 16000
Jaguar X-Type Estate 16300
Jaguar X-Type Sedan 22000
Koenigsegg Agera 58000
Koenigsegg Agera R 65000
Koenigsegg CC-8 28100
Lamborghini Aventador 35000
Lamborghini Gallardo 23000
Lamborghini Murcielago 20000
Lancia Kappa Coupe 27350
Land Rover Freelander 2 28000
Lexus LFA 39130
Lotus Elan 7900
Lotus Elise S2 / Exige (2004) 10500
Lotus Esprit SE Turbo 5850
Maserati Quattroporte 2008 18000
Mazda CX-5 27000
Mazda CX-7 23700
Mazda Rx-7 FD 15000
Mazda Rx-8 30000
McLaren F1 13500
Mercedes SL R230 16400
Mercedes SL R231 19400
Mercedes SLS Roadster 18000
Mercedes E-Class W212 29920
Mercedes S-Class W221 27500
Mercedes S-Class W222 40500
Mini (2003) 24500
Nissan Micra 1995 4000
Nissan Prairie 4×4 5d 1995 7500
Nissan Sunny 3d 1995 8200
Opel Astra 3d 1998 10500
Opel Astra 4d 1998 11900
Opel Astra 5d 1998 11700
Opel Combo 1999 18500
Opel Corsa 3d 1995 6500
Opel Corsa 3d 1999 8000
Opel Omega 1999 13000
Opel Vectra 4d 1999 8800
Pagani Zonda C12 S 26300
Pagani Zonda F 27000
Pagani Zonda Roadster 18000
Peugeot 206 CC 8000
Peugeot 407 22700
Porsche 911 Carrera S 991 30400
Porsche 911 Turbo 993 13500
Porsche 911 Turbo 996 27000
Porsche 911 Turbo 996 Convertible 11600
Porsche 911 Turbo 997 34000
Porsche 959 12900
Porsche Carrera GT 26000
Porsche Cayman 981 42000
Porsche Panamera 25000
Range Rover mk3 32500
Renault Sport Spider 10000
Renault Twingo 1995 14200
Rolls-Royce Phantom 40500
Saab 9-3 Cabriolet mk2 11500
Saab 9-3 Sedan mk2 22000
Saab 9-3 Sportcombi mk2 21000
Seat Leon 2005 23800
Toyota Corolla 3d 1995 10500
Toyota Prius 2001 22700
Toyota Starlet 5d 1995 7600
Volkswagen Fox 2007 17900
Volvo S60 mk1 20000
Volvo S80 mk1 18600
VW Golf V GTI 25000
VW Passat B6 32400
VW Phaeton 37000
ВАЗ-1111Э Ока 7000
ВАЗ-21043 6300
ВАЗ-2105 7300
ВАЗ-2106 6500
ВАЗ-2107 7200
ВАЗ-21083 8200
ВАЗ-21093 6800
ВАЗ-21099 5500
ВАЗ-2110 8000
ВАЗ-21102 8400
ВАЗ-21106 12200
ВАЗ-21106 (гоночный) 51800
ВАЗ-21108 Премьер 10500
ВАЗ-21109 Консул 14300
ВАЗ-2111 7400
ВАЗ-2112 8100
ВАЗ-2115 5500
ВАЗ-2120 Надежда 10000
ВАЗ-21213 Нива 8900
ВАЗ-2123 Шеви-Нива 12000
ВАЗ-2131 Нива 7400
ГАЗ-М20 Победа 4600
МЗМА-400 Москвич 2500

Безусловно, жесткость кузова на кручение – это один из важнейших показателей современного автомобиля. Будем надеяться, что со временем наши инженеры придумают более эффективные схемы и доработают конструкцию так, что и отечественные автомобили занимали верхние строчки в рейтинге лучших автокаров в мире по данному показателю.

Уникальный автомобильный видеорегистратор зеркало всего за 1990 рублей! Подробнее по ссылке

  • 4 камеры для безопасной парковки.
  • Мощный восьмиядерный процессор.
  • Большой экран 10 дюймов.
  • Встроенное мобильное приложение.

Источник

Поделиться с друзьями