Каркасы безопасности и жесткость кузова

Каждый спортсмен, занимающийся автоспортом (в свое удовольствие или профессионально), обязан повысить безопасность автомобиля. Ни одна салонная машина не рассчитана на нагрузки, с которыми кузов сталкивается на гонках. Чтобы на высоких скоростях, при столкновении водитель не получил серьезные травмы, в салон устанавливают каркас безопасности (safety cage).

Из материала вы узнаете об особенностях этой конструкции, разновидностях и их отличиях. Ознакомитесь с технической документацией, и прочей полезной информацией по теме.

1. Что такое каркас безопасности
2. Жесткость кузова
3. Таблица значений жесткости кузова
4. Способы увеличения жесткости
5. Навесные усилители жесткости
6. Усиление кузова
7. Виды каркасов
8. Болтовой каркас безопасности
9. Вварной каркас безопасности
10. Приложение J
11. Приложение 14
12. Каркас безопасности своими руками

Что такое каркас безопасности

Каркас безопасности представляет собой конструкцию, состоящую из стальных труб. Монтируется внутри транспортного средства, после чего прикручивается или приваривается к кузову в ключевых точках. Основная задача каркаса – придание дополнительной жесткости.

Пространственный каркас безопасности предотвращает серьезную деформацию кузова при перевороте или столкновении транспортного средства с другими объектами. Необходимость монтажа конструкции продиктована международным регламентом спортивной ассоциации FIA, а также рядом других контролирующих органов.

Жесткость кузова

Жесткость кузова современных автомобилей являет собой важный параметр, от которого зависит его безопасность. Чем меньше жесткость кузова, тем быстрее в нагруженных местах начнут появляться трещины, усталость металла.

С другой стороны, при попадании в дорожно-транспортное происшествие, кузов с небольшим запасом жесткости деформируется сильнее. Это увеличивает вероятность смертельного исхода при одинаковой скорости по сравнению с машиной, у которой этот показатель на порядок выше.

Кроме того, этот параметр характеризует общую прочность транспортного средства, степень пассивной безопасности и долговечности. Кузов является несущей конструкцией всего автомобиля, навесных элементов, пассажиров и перевозимых грузов.

Если жесткость на кручение недостаточная, при проезде по неровностям машина начинает «играть». Это приведет к неправильной работе подвески, непрогнозируемому ее поведению на высокой скорости. Кручение нужно снизить настолько, насколько это вообще возможно.

Главный параметр, опираясь на который, специалисты проводят тестирование – жесткость кузова на кручение вдоль продольной оси. Задача определить, какое усилие нужно приложить к кузову, чтобы вызвать деформацию на 1 градус. Измеряется жесткость в Нм/градус.

Наиболее жесткими считаются автомобили с однообъемной компоновкой кузова, когда силуэт напоминает форму куба, например минивэны. Куда меньшее сопротивление имеют двух и трехобъемные кузова. Большое количество дверей также снижает показатель. Самая низкая жесткость у автомобилей с открытым верхом.

Таблица значений жесткости кузова

Самый простой и доступный способ – установка усилителей жесткости, в народе распорок или «УЖей». Делятся на три типа:

• Верхний УЖ. Является связующим звеном между стаканами, делая их положение фиксированным. Распорка распределяет нагрузку между стойками, создавая единый механизм.
• Нижний УЖ. В процессе прохождения неровных участков дороги не позволяет лонжеронам расползаться. Вместе нижняя и верхняя распорки значительно повышают жесткость, создавая раму.
• Задний УЖ. Увеличивает жесткость задних стаканов, распределяя между ними нагрузку.

Кроме этого существует масса дополнительных усилителей для конкретных марок и моделей автомобилей: подрамные, распорки вдоль порогов, на крылья (косынки), каркас под бампер — башбар (bash bar).

Установка распорок не относится к способу подготовки автомобиля к участию в автогонках, разве что на любительском уровне.

Усиление кузова

Это уже более продвинутый способ увеличения жесткости, весьма трудоемкий и затратный в финансовом плане.

При интегрированном усилении, места точечной сварки обвариваются дополнительно. Точки крепления агрегатов и особо нагруженные места кузова, усиливаются дополнительными слоями металла. Особое внимание уделяется зонам деформации, предусмотренным производителем. На эти места ввариваются косынки и перемычки.

Однако, для подготовки к участию в профессиональных спортивных дисциплинах, потребуется установка каркаса.

Виды каркасов

С конструктивной точки зрения, каркас безопасности бывает двух видов – болтовой и вварной. Рассмотрим каждую разновидность поподробнее.

Болтовой каркас безопасности

Также называется сборно-разборным. Крепится к боковым стойкам, порогам и полу при помощи болтов. В любой момент конструкцию можно полностью разобрать. Как правило, болтовый каркас пользуется популярностью среди начинающих автогонщиков, а также владельцев, использующих транспортное средство в комбинированном режиме – для повседневной езды и участия в соревнованиях.

Устанавливая такой каркас нужно выбирать качественный крепеж. Если болты будут плохими, при аварии конструкция может отстегнуться и повредить водителя.

Вварной каркас безопасности

Чтобы при помощи каркаса безопасности получить жесткость кузова, регламентированную правилами автомобильных ассоциаций, нужно внимательно изучить ряд приложений.

Приложение J

Являет собой официальный документ, выпущенный международной автомобильной федерацией FIA (Fédération Internationale de l’Automobile). Источник Источник https://www.fia.com/

Правила повышения безопасности кузова каркасным методом прописаны в статье 253. Там указаны технические параметры каждого элемента конструкции, используемого в «клетке». Читать перевод статьи в формате PDF.

Источник Источник Источник Источник http://www.raf.su/kst/category/74-prilozheniya-j (там же переводы других статей данного приложения).

Приложение 14

Разработано Российской автомобильной федерацией. Являет собой регламент, устанавливающий использования автомобильных каркасов безопасности. Актуален для тех, кто планирует соревноваться в отечественных чемпионатах. Ознакомиться с приложением.

Каркас безопасности своими руками

Как показывает практика, самой удобной платформой для постройки спорткара является отечественный кузов ВАЗ. Разработать и воплотить в реальность конструкцию каркаса можно и самостоятельно.

При изготовлении «клетки», в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ 8734-58, используется стальная труба двух сортаментов – 45х2,5 и 40х2,0 см. Сталь должна быть нелегированной, с содержанием углерода не более 0,3%. Это нужно для того, чтобы каркас был достаточно гибким и не лопался при деформации.

Также придется обзавестись трубогибом, чтобы придавать рабочему материалу оптимальную форму под нужным углом, поскольку нагрев категорически запрещен. При изгибе труба все равно будет плющиться, и разница между меньшим и большим диаметром не должна превышать 10%.

Чтобы точно отрезать и подогнать трубу, можно воспользоваться сервисом Источник Источник http://metalgeek.com/static/cope_big.pcgi После того как программа сделает развертку, нужно распечатать ее на принтере и перенеси на трубу.

Каркас лучше всего делать как можно ближе к кузову. Это позволит сохранить больше пространства для водителя и максимально повысить жесткость.

Варить лучше на аргоном или полуавтоматом. Основные точки сварки – стойки крыши, пороги. Используются как продольные элементы с левой и правой стороны кузова, так и косынки с накладками для повышения жесткости центральных стоек при боковом столкновении.

Косынки в омологированной конструкции обязательно должны иметь отверстия для инспекции сварного шва.

Обратите внимание на схему создания системы безопасности автомобиля ВАЗ, начиная с «копейки» и заканчивая «семеркой».

Если вы планируете принимать участие в соревнованиях на профессиональном уровне, забудьте о самостоятельном изготовлении. Придется покупать омологированный каркас. Это конструкция, прошедшая официальные испытания, качество которой гарантирует производитель. Она обязательно должна быть сварной и отвечать всем требованиям, предъявляемым официальными организациями.

Толщина железа кузова автомобилей таблица

Жесткость на кручение показатель

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.

Прочностные характеристики кузова Калины

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.

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.

Кузов и его характеристики

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.

Показатели заводской покраски

Заводская краска дает защиту металлическому основанию кузова, а также прочим слоям, которые на него нанесены, – оцинковке, грунтовке. Только строгое соблюдение технологии обеспечивает нужную долговечность службы кузова. Сколько составит суммарная толщина покрытия, сделанного на заводе? Для большинства машин показатель находится в диапазоне 70-180 мкм, при этом разброс по автомобилю может составить 20-25 мкм, по одной детали – 10-15 мкм. Для следующих элементов допускается толщина слоя в пределах 50-90 мкм:

• дверные стойки;
• пороги;
• багажник;
• подкапотное пространство.

Сделать покраску машины без указанной погрешности невозможно даже на заводе. Лакокрасочное средство может неравномерно распределяться на разных участках: так, на горизонтальных зонах слой неизбежно будет более толстым, чем на вертикальных. Также во время окрашивания появляется шагрень – шероховатость поверхности. Различаются и показатели окраски для деталей, выполненных из цветных и черных металлов. Таким образом, даже на новом автомобиле допускается разброс показаний при измерении прибором.

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.

Лада Приора

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.

Габариты Приоры

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.

Толщина краски по марке и модели у НЕ битых авто: таблица

Покупая автомобиль, бывший в употреблении, мы, первым делом, смотрим на его внешность, не случайно же говорят, что встречают по одежке. Если ничего не перекосилось, не отвалилось и красиво выглядит — это хорошо. Но мало. Теперь надо проверить состояние кузова, причем, с пристрастием, иначе нам может достаться битый автомобиль, а если мы этот процесс проигнорируем, но очень хорошо битый.

Выяснить, какова толщина краски «на глазок» у вас вряд ли получится. Даже опытный кузовщик визуально сможет определить, красилась ли машина, по потекам, иным оттенкам краски на стыках. Разницу в толщине можно обнаружить только с помощью толщиномера. Он с высокой точностью покажет отклонение от нормы, если автомобиль побывал в аварии и его кузов пострадал.

Битые кузова отличаются, как правило, более толстым слоем краски, нежели небитые, у которых он составляет около 80–250 мкм (разбег зависит от модели и марки). В гаражных условиях такого результата трудно добиться. А если учесть какой слой шпаклевки пришлось наложить после ДТП, то просто невозможно.

Конечно, вас попытаются убедить, что машина не битая, но вот вам в помощь таблица, где указана толщина лакокрасочного покрытия автомобилей различных марок и моделей. Если показания толщиномера с указанными параметрами не совпадают, то перед вами — проблемный экземпляр. Например, у Toyota Prius, Rav4 толщина ЛКП составляет 80 — 90 мкм, у Mazda CX-7, CX-5 — 85 — 120 мкм, Ford Focus — 156 — 160 мкм… Как видим, таблица эта интересна сама по себе, а при покупке автомобиля просто незаменима, если относиться к этому процессу со всей серьезностью.

Впрочем, надо учитывать, что на одном автомобиле толщина ЛКП может быть разной на дверях, крыльях и других элементах кузова. Визуально это никак не определишь, и браком это считать нельзя. Дело в том, что различные кузовные панели могут краситься на разных линиях и по разной технологии. Однако если толщина в пределах допуска (на заводе он может составлять 15 — 30 мкм), то беспокоиться не о чем.

А как быть, если толщина краски ниже нормы? Да никак. Более тонкий слой говорит о том, что машину полировали, а это, пожалуй, даже плюс. Правда, увлекаться полировкой не стоит.

Итак, при покупке автомобиля нас должна насторожить, прежде всего, превышающая норму толщина ЛКП. Впрочем, если поврежденный участок невелик и силовые элементы кузова при ударе не пострадали, то машину вполне можно покупать, да еще с хорошей скидкой.

Лада Гранта

Кузов 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.

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

Измерение толщины лакокрасочного покрытия – зачем проводится

Толщина слоя краски на деталях автомобиля – это показатель, который отражает расстояние от поверхности кузова до собственно металлической основы. Лакокрасочное покрытие (ЛКП) может измеряться в миллиметрах (мм), но на большинстве современных машин оно настолько тонкое, что меряется в микронах, они же микрометры (мкм). Один микрон равен 0,001 мм. Даже такого незначительного по размеру слоя хватает для защиты автомобиля от воды, грязи и кислорода.

Данная величина устанавливается в заводских условиях в зависимости от модели транспортного средства, но в соответствии с принятыми нормами. Общего стандарта нет, и толщина может варьировать в широких пределах. Она будет зависеть не только от пожеланий изготовителя, но и от таких факторов:

• режим, температура сушки;
• метод окрашивания;
• количество слоев краски;
• марка краски.

Зачем нужны замеры толщины краски на автомобиле? Покрытие с завода сильно отличается от того, что делают в большинстве автосервисов. Идеальное окрашивание – дорогой вариант, потому мастера экономят на краске. Под ее слоем может прятаться сварной шов, если машина — «конструктор». Шпаклевкой, краской зачастую покрывают гниль, дырки, ямы на старой технике. Все это выявляют особые замеры. Также при помощи измерителя возможна проверка следующих данных:

• степень износа машины;
• факт проведения ремонта кузова в прошлом;
• наличие заполированных царапин;
• места утолщения краски при грубом ремонте;
• слишком частое проведение полировок.

Поскольку добиться заводских параметров в обычных условиях практически невозможно, все отклонения легко выявить, что позволит отказаться от покупки или требовать серьезную скидку.

Источник https://znanieavto.ru/korpus/karkas-bezopasnosti.html
Источник Источник Источник https://sto-tolyatti.ru/novosti/tolshchina-kuzova-avtomobilya-tablica.html