Что такое и из чего состоит кузов легкового автомобиля

Автомобиль состоит из множества элементов, которые слаженно работают вместе. Основными из них принято считать двигатель, ходовую часть и трансмиссию. Однако, все они закреплены на несущей системе, которая и обеспечивает их взаимодействие. Несущая система может быть представлена разными вариантами, но наиболее популярным является кузов автомобиля. Это важный конструктивный элемент, который обеспечивает крепление составных частей транспортного средства, размещение пассажиров и грузов в салоне, а также воспринимает все нагрузки во время движения.

1. Назначение и требования
2. Компоновка кузовов
3. Устройство
4. Жесткость
5. Материалы для изготовления и их толщина
6. Алюминиевый кузов

Назначение и требования

Если двигатель называют сердцем автомобиля, то кузов – это его оболочка или тело. Как бы то ни было, именно кузов является самым дорогим элементом машины. Основное его назначение – это защита пассажиров и внутренних компонентов от воздействия окружающей среды, размещение посадочных мест и прочих элементов.

Как к важному конструктивному элементу к кузову предъявляются определенные требования, среди которых:

• стойкость к коррозии и долговечность;
• сравнительно небольшая масса;
• необходимая жесткость;
• оптимальная форма, чтобы обеспечить ремонт и обслуживание всех агрегатов автомобиля, удобство погрузки багажа;
• обеспечение необходимого уровня комфорта для пассажиров и водителя;
• обеспечение определенного уровня пассивной безопасности при столкновении;
• соответствие современным стандартам и тенденциям в дизайне.

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;
• двухобъемный;
• трехобъемный.

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.

Устройство

Несмотря на разнообразие компоновок, кузов легкового автомобиля имеет общие элементы. Они показаны на рисунке ниже и включают в себя:

1. Передние и задние лонжероны. Представляют собой прямоугольные балки, которые обеспечивают жесткость конструкции и гашение колебаний.
2. Передний щит. Отделяет моторный отсек от пассажирского.
3. Передние стойки. Также обеспечивают жесткость и крепят крышу.
4. Крыша.
5. Задняя стойка.
6. Заднее крыло.
7. Багажная панель.
8. Средняя стойка. Обеспечивает жесткость кузова, изготавливается из прочной листовой стали.
9. Пороги.
10. Центральный тоннель, где располагаются различные элементы (выхлопная труба, карданный вал и т.д.). Также увеличивает жесткость.
11. Основание или днище.
12. Надколесная ниша.

Конструкция может быть иной в зависимости от типа кузова (седан, универсал, микроавтобус и т.д.). Особое внимание в конструкции уделяется несущим элементам, таким как лонжероны и стойки.

Жесткость

Жесткость – это свойство кузова автомобиля сопротивляться динамическим и статистическим нагрузкам в процессе эксплуатации. Она напрямую влияет на управляемость.

Чем выше жесткость, тем лучше управляемость автомобиля.

Жесткость зависит от типа кузова, общей геометрии, количества дверей, размера машины и окон. Большую роль также играет крепление и положение лобового и заднего стекол. Они могут увеличить жесткость на 20-40%. Для большего увеличения жесткости устанавливаются различные распорки-усилители.

Наиболее устойчивыми считаются хэтчбеки, купе и седаны. Как правило, это трехобъемная компоновка, которая имеет дополнительные перегородки между багажным отделением и двигателем. Недостаточную жесткость показывают кузова типа универсал, пассажирский, микроавтобус.

Есть два параметра жесткости – на изгиб и на кручение. На кручение проверяют сопротивление при давлении в противоположных точках относительно его продольной оси, например, при диагональном вывешивании. Как уже было сказано, современные автомобили имеют цельный несущий кузов. В таких конструкциях жесткость обеспечивается главным образом за счет лонжеронов, поперечных и продольных балок.

Материалы для изготовления и их толщина

Прочность и жесткость конструкции можно увеличить за счет толщины стали, но это скажется на массе. Кузов должен быть легким и одновременно прочным. Это обеспечивается за счет применения низкоуглеродистой листовой стали. Отдельные детали изготавливаются путем штамповки. Затем части прочно соединяются друг с другом точечной сваркой.

Основная толщина стали составляет 0,8-2 мм. Для рамы применяется сталь толщиной 2-4 мм. Наиболее важные детали, такие как лонжероны и стойки, изготавливаются из стали, чаще всего легированной, толщиной 4-8 мм, большегрузные автомобили – 5-12 мм.

Плюс низкоуглеродистой стали в том, что она хорошо подвергается формовке. Можно сделать деталь любой формы и геометрии. Минус в низкой устойчивости к коррозии. Для повышения стойкости к коррозии листы стали подвергаются оцинковке или добавляется медь. Лакокрасочное покрытие также защищает от коррозии.

Наименее важные детали, которые не несут основной нагрузки, изготавливаются из пластмасс или сплавов алюминия. Это снижает вес и стоимость конструкции. На рисунке показаны материалы и их прочность в зависимости от назначения.

Алюминиевый кузов

Современные конструкторы постоянно ищут способы снижения массы без потери жесткости и прочности. Одним из перспективных материалов является алюминий. Масса алюминиевых деталей в 2005 году в европейских автомобилях составила 130 кг.

Сейчас активно применяется материал пеноалюминий. Это очень легкий и одновременно жесткий материал, который хорошо поглощает удар при столкновении. Пенистая структура обеспечивает высокую термостойкость и шумоизоляцию. Минусом данного материала является его высокая стоимость, примерно на 20% дороже традиционных аналогов. Широко применяют алюминиевые сплавы концерны «Ауди» и «Мерседес». Например, за счет таких сплавов удалось значительно снизить массу кузова Ауди А8. Она составляет всего 810 кг.

Кроме алюминия рассматриваются пластиковые материалы. Например, инновационный сплав «Fibropur», который по жесткости практически не уступает стальным листам.

Кузов является одним из важнейших конструктивных компонентов любого автомобиля. От него во многом зависит масса, управляемость и безопасность транспортного средства. Качество и толщина материалов сказывается на долговечности и устойчивости к коррозии. Современные автопроизводители все чаще применяют углепластик или алюминий, чтобы снизить массу конструкции. Главное, чтобы кузов смог обеспечить максимально возможную безопасность для пассажиров и водителя в случае столкновения.

Основные элементы автомобиля — кузов, ходовая, двигатель

Машина — это и роскошь, и средство передвижения, и свидетельство инженерного гения. В каждой конструкции используются тысячи деталей и узлов, среди которых выделяют основные части автомобиля: кузов, двигатель и ходовая. Автомобилистам нужно не просто уметь управлять машиной, но и знать названия отдельных узлов и агрегатов, чтобы правильно оценить проблему, если случится неисправность.

Кузов

Главная и самая дорогая часть автомобиля — кузов. Корпус автомобиля защищает все внутренние агрегаты, но это одновременно и основа, на которой держится большинство автомобильных узлов. Главные элементы кузова:

• крыша;
• передние и задние крылья;
• передний, задний бампер;
• рама лобового стекла;
• передняя, задняя панель;
• дверные стойки;
• днище;
• двери, капот, крышка капота;
• пороги.

Если концепция автомобиля предполагает наличие рамы как несущего узла, кузовные запчасти располагаются на раме (шасси). В безрамных конструкциях несущая нагрузка ложится на кузов. По типу действующих нагрузок кузов разделяют:

1. Несущий. До 80 % легковых автомобилей имеют несущую конструкцию кузова, если нет рамы. На деталь приходится до 90% всей динамической нагрузки, которую испытывает машина во время езды.
2. Полунесущий. Схема предполагает распределение части нагрузки на кузов, который жестко соединен с рамой (сидит на ней).
3. Разгруженный кузов. Не имеет жесткого сварного соединения с рамой, устанавливается на шасси через другие детали соединения. Единственную нагрузку, которую испытывает элемент, — это вес груза в кабине. Часто используется на внедорожниках и грузовых машинах.

В зависимости от типа сборки кузов разделяется на классы:

1. Каркасный. В конструкции присутствует жесткий общий каркас, к которому присоединяются детали облицовки. Облицовочные элементы нагрузки не испытывают. Исключение – лобовое стекло.
2. Скелетный тип (полукорпусной, полукаркасный). В конструкции используются несколько главных частей каркаса: дуга, усилитель. Нагрузка распределяется как на кузовной скелет, так и на детали облицовки.

По количеству видимых внутренних объемов различают виды кузова:

• однообъемные;
• полутораобъемные;
• двух- и трехобъемные.

К однообъемному типу кузова можно отнести комплектации Renault Megane Scenic и Toyota Avensis Verso последнего поколения. Если смотреть на автомобиль сбоку, четко виден только один объем. Трехобъемные кузова — это классические седаны, где каркас автомобиля разделен на части: салон, багажник и моторный отсек.

Устройство кузова автомобиля зависит от конкретной модели, но для всех классов характерно наличие этих основных деталей.

Передняя часть

Если рассматривать кузов автомобиля на примере всех поколений ВАЗ, то можно определить главные детали передней части, в который входит моторный и пассажирский отсек:

• поперечины верхняя и нижняя;
• лонжероны фронтальные;
• поперечина двигателя;
• стойка кузова передняя правая;
• стойка кузова передняя левая;
• обвес кузова;
• стойка кузова центральная;
• панель рамы лобового стекла;
• передние крылья;
• бампер передний правый, левый.

Крылья, бампер и обвес — элементы кузовной облицовки. Главные детали передней части кузова: передняя балка и лонжероны. Эти элементы принимают на себя всю нагрузку при лобовом столкновении. Правильно выверенная геометрия кузова не позволит двигателю влететь в салон: он провалится под днище.

В качестве тюнинга передняя часть кузова и пороги дополняется обвесами. Обвесы плотнее прижимают автомобиль к земле на скорости больше 120 км/ч, улучшая аэродинамические показатели.

Задняя часть

Основные кузовные детали задней части авто — задняя панель, нижняя поперечина, крылья и бампер. В скелетной конструкции навесными элементами остаются:

• панель рамы заднего стекла;
• задние двери;
• боковая панель крыши;
• задний лонжерон;
• пороги;
• крышка багажника.

Задняя часть автомобиля в кузовной конструкции купе не имеет центральной стойки, которая поддерживает крышу. Это главное отличие купе от седана.

К задней части кузова относят и пассажирский отсек, бывают комплектации авто одного модельного года на два или три ряда сидений.

Несущие элементы кузова и навесные боковые детали изготавливаются из высокопрочного металла необходимой жесткости, они способны обеспечить пассивную безопасность пассажиров при боковом столкновении.

Днище

На днище кузова ложится 60 % всего веса автомобиля. Элемент изготавливается из металла и в обязательном порядке проходит горячую оцинковку. Исключением остаются автомобили китайского производства. Отсутствие антикоррозийного покрытия приводит к тому, что днище автомобиля на второй год начинает гнить. Основные элементы:

• усилитель передней стойки;
• порог кузова;
• задняя поперечина пола;
• задний пол.

Крыша

В зависимости от конструкции кузова автомобиля крыша может быть панорамной, изготовленной из прозрачного пластика или стекла или цельной. По конструкции крыши кузов относится к открытому или закрытому типу. Закрытый вариант встречается на таких концепциях:

• седан;
• универсал, лифтбек;
• хэтчбек, фастбек;
• купе;
• лимузин;
• минивэн, микроавтобус;
• хардтоп (жесткий верх).

К открытым типам кузова (без крыши или со съемной конструкцией) относят комплектации:

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

Двигатель

Главная классификация силовых агрегатов автомобилей проходит по типу потребляемого топлива. Сегодня это бензин, дизельное топливо (солярка) и газ. Гибридные автомобили использую два вида моторов: ДВС и электродвигатель. Электромобили используют только заряд аккумуляторной батареи.

Классический топливный двигатель автомобиля состоит из более тысячи деталей (двигатели от Bosch комплектуются из более чем 3000 деталей).

Главные элементы ДВС независимо от типа используемого топлива:

• блок цилиндров;
• кривошипно-шатунный механизм;
• поршни, кольца;
• ГРМ.

Неправильно говорить, что в ДВС есть главные и второстепенные элементы. Выход из строя самой даже незначительной детали — втулки, сальника, кольца — может привести к блокировке работы всего агрегата.

Водители со стажем определяют корректную работу двигателя на слух. ДВС должен работать плавно, без перепадов мощности и скачков, не «стучать».

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.

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.

Рулевое управление

Главные внутренние детали кабины со стороны водителя — это рулевое колесо и торпеда — панель управления и контроля за всеми автомобильными системами. Рулевое управление предназначено для передвижения автомобиля и состоит из главных запчастей.

• руль (рулевое колесо) с колонкой;
• механизм рулевой:
• привод (боковые тяги, поворотный и маятниковый рычаг);
• усилитель руля.

Конструктивно усилители руля, призванные облегчать водителю поворот рулевого колеса, перешли на легковые автомобили с грузового транспорта. Например, при повороте руля КАМаЗа без гидроусилителя водителю пришлось бы приложить усилие, равное повороту груза весом в 400 кг. В зависимости от типа используемого усиления приводы называются и классифицируются на гидравлические, механические, пневматические и пр.

Система рулевого управления остается самой простой в комплектации автомобиля, но одной из самых важных. Рулевой привод соединяет рулевое колесо с передними колесами через рулевой механизм. Передача вращательного движения колеса переходит в поступательное движение рейки в горизонтальной плоскости.

Тормозная система

Первая система, которая позволяет водителю безопасно управлять авто — это тормоза. Большинство тормозных систем используют для работы гидравлику, где применяется тормозная жидкость.

Для легкового автомобиля в тормозную систему входят следующие узлы и комплектующие:

• тормозные цилиндры, диски, колодки;
• педаль тормоза, выведенная в салон;
• гидроцилиндр, бачок тормозной системы;
• усилитель вакуумный;
• тормозные патрубки (передний, задний).

В автомобиле есть три вида тормозной системы: стояночная с использованием ручного тормоза, средняя запасная, рабочая.

В список систем безопасности авто тормозная система входит как основная; жесткость кузова и наличие элементов пассивной безопасности — как вторичная.

Электрооборудование

Детали автомобиля, которые обеспечивают работу мотора, запускают сигналы, участвуют во всех процессах, связанных с электроснабжением, входят в общий класс электрооборудования. Уже в базовых моделях система электрики отличалась сложностью. Главные элементы системы электрооборудования:

1. Батарея аккумулятора (источник электропитания).
2. Генератор. Преобразует механическую работу в электросигнал.
3. Система зажигания.
4. Автомобильная оптика, фары головного и дополнительного света, освещение салона и пр.
5. Кондиционер, печка. Система обогрева зеркал, стекол и пр.

Электрооборудование обеспечивает работу ЭБУ, электронику роботизированной КП, сигналы датчиков на всех узлах.

Это краткий перечень главных элементов автомобиля, которые необходимо знать каждому автовладельцу. Понимание устройства кузова и входящих в него комплектующих, поможет определить область неисправности.

Источник Источник https://techautoport.ru/nesuschaya-sistema/kuzov-i-rama/kuzov-avtomobilya.html
Источник Источник https://infokuzov.ru/kuzov/zapchasti