Назначение кузова 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.

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.

Кузов автомобиля

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.

Назначение и типы кузовов и кабин грузовых автомобилей. Общее устройство кузова и кабины.

Кузов грузовых автомобилей служит для размещения в нем перевозимого груза, а кузов автобусов и легковых автомоби­лей, а также, кабина грузовых автомо­билей — для размещения пассажиров и водителя.

По назначению кузова могут быть гру­зовые, пассажирские, грузопассажирские и специальные. По конструкции кузова де­лят на каркасные, полукаркасные и бескар­касные. Кроме того, кузова автомобилей могут быть несущие и с несущими осно­ваниями. У несущего кузова все нагрузки воспринимаются непосредственно кузовом, у кузова с несущим основанием нагруз­ка распределяется между кузовом и рамой.

Кузова грузовых автомобилей могут быть универсальными или специализиро­ванными.

Универсальный кузов предназначен для перевозок разнообразных грузов и пред­ставляет собой деревянную или металли­ческую платформу, которая для .облегче­ния погрузки и выгрузки, груза обычно снабжена откидными бортами.

Специализированный кузов служит для перевозки груза только определенного типа. Установка высоких постоянных или съемных бортов облегчает перевозку гру­зов малой плотности, т. е. имеющих большой объем. Наиболее распространен­ными типами специализированных кузо­вов грузовых автомобилей являются фур­гон, цистерна и саморазгружающий кузов. Кузов последнего типа применяют на автомобилях-самосвалах.

Для грузовых автомобилей малой гру­зоподъемности часто используют шасси легковых автомобилей и открытые кузова типа пикап с бортовой платформой или закрытые типа фургон и универсал.

Универсальный кузов грузового авто­мобиля (рис. 166) состоит из пола, неподвижного переднего борта, вертикаль­ными стойками соединенного с основа­нием кузова, и трех откидных бортов, связанных с днищем кузова петлями. Планки 6, скрепляющие доски бортов, могут поворачиваться на петлях 7. В верх­ней части борта скрепляются между собой затворами 3, конструкция которых не допускает самопроизвольного открытия бортов. Доски пола соединены поперечи­нами 4, которые стремянками 8 стянуты с продольными брусьями 12 и балками рамы. Продольные брусья дополнительно скреплены с рамой стремянками 2.

Кабины грузовых автомобилей бывают двухместные и трехместные. Кабины могут быть с отдельным отсеком для двигателя, закрытым капотом (автомобили ГАЭ-53-12 и ЗИЛ-431410) и бескапотные (автомоби­ли МАЭ-5335, КамАЭ-5320 и ГАЗ-66-11). В бескапотных кабинах двигатель рас­положен непосредственно под кабиной. Преимуществами таких кабин являются хороший обзор дороги для водителя, воз­можность увеличения размеров грузовой платформы и улучшения доступа к дви­гателю при откидывании кабины вперед. В откинутом положении кабина фикси­руется специальным упором.

Внутри кабины расположены все орга­ны управления автомобилем, сиденья во­дителя и пассажиров, при необходимости оборудуются спальные места.. Органы уп­равления автомобиля ЗИЛ-431410, а так­же приборы и сигнализаторы представ­лены на рис. 167.

Капот, крылья, подножка и облицовка радиатора составляют оперение автомо­биля.

Сиденья в кабине автомобиля ЗИЛ-431410 установлены: одноместное для водителя и двухместное для пассажиров. Пассажирское сиденье не регулируется, его подушка установлена на подставке, а спинка навешена на заднюю стенку. Для создания максимальных удобств водителю его сиденье регулируется в горизонтальном и вертикальном направлениях, по наклону подушки и спинки. Для изменения положения сиденья по вертикали в кронштейне 14 (рис. 168, а) крепления сиденья к полу имеется по три круглых 13 и овальных 11 отверстий, они же позволяют производить регулировку по углу наклона подушки, угол наклона спинки сиденья можно изменить установкой нижнего кронштейна 10 с использованием соответствующих отверстий. Каркас сиденья крепится на подвижных направляющих 2, обеспечивающих горизонтальное перемещение сиденья, положение которого фиксируется стопором, управляемым рычагом 6.

В кабине автомобиля КамАЭ-5320 имеется три одноместных сиденья: одно для водителя и два для пассажиров. Сиденье водителя (рис. 168, б) подрессорено торсионным механизмом и снабжено амортизатором 18. Один конец торсиона, расположенного в трубе 19, закреплен неподвижно, а другой соединен с рычагом 16, с помощью которого можно регулировать жесткость торсионной подвески. Стопор 22, управляемый рычагом 23, фиксирует сиденье в одном из положений его продольного перемещения, а рычаг 17 регулирует наклон спинки сиденья. Среднее сиденье не регулируется, боковое регулируется в продольном направлении и по наклону спинки.

У автомобиля ЗИЛ-4331 сиденье водителя имеет пружинную подвеску с гидравлическим амортизатором, причем жесткость подвески можно менять в зависимости от массы водителя, предусмотрена также регулировка положения сиденья по длине, по углу наклона подушки и спинки.

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.

Компоновка 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.

Детальное устройство кузова автомобиля
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.

Кузов грузового автомобиля

Вклю­ча­ет в се­бя ка­би­ну, соб­ст­вен­но К. (плат­фор­ма, фур­гон, цис­тер­на и т. п.) и опе­ре­ние (кры­лья, ка­пот, под­нож­ки). Ка­би­ны обыч­но цель­но­ме­тал­ли­че­ские, двух- и мно­го­ме­ст­ные. Ка­би­ны ма­ги­ст­раль­ных тя­га­чей, со­вер­шаю­щих даль­ние рей­сы, как пра­ви­ло, обо­ру­ду­ют­ся и спаль­ны­ми мес­та­ми. К. а. ус­та­нав­ли­ва­ют на не­су­щей ра­ме ав­то­мо­би­ля, для кре­п­ле­ния ка­би­ны ис­поль­зу­ют уп­ру­гие эле­мен­ты, обес­пе­чи­ваю­щие не­об­хо­ди­мые ком­форт­ные ус­ло­вия на ра­бо­чем мес­те во­ди­те­ля. Раз­ли­ча­ют К. а. уни­вер­саль­ные (гру­зо­вую плат­фор­му или фур­гон для пе­ре­воз­ки раз­лич­ных по фор­ме и раз­ме­рам гру­зов) и спе­циа­ли­зи­ро­ван­ные (са­мо­сва­лы для сы­пу­чих гру­зов, изо­тер­мич. К. а. для про­дук­тов, цис­тер­ны и т. п.).

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.

Материалы для изготовления кузова

Основные типы грузовых автомобилей

По базовым критериям, определяющим конструктивные особенности и назначение транспортного средства, грузовики делятся на три группы:

1. Бортовые автомобили общего назначения.
2. Специализированная техника – рефрижераторы, седельные тягачи, соединенные сцепным устройством с полуприцепами, самосвалы, контейнеровозы и другие.
3. Автомобильные цистерны.

По составу транспортные средства бывают:

• одиночные;
• автопоезд с прицепом или полуприцепом.

Типы прицепов для грузовых автомобилей

Прицепы относятся к транспортным средствам, но не оборудованы двигателем. Они используются в составе автопоезда. По назначению различают: изотермические, самосвальные, бортовые, тентованные и др.

Типы фургонов грузовых автомобилей

Фургоны – автомобили с закрытым кузовом из металла или тента. Груз в такой машине защищен от осадков и пыли, что позволяет перевозить большой ассортимент товаров. Фургоны бывают: тентованные, изотермические, рефрижераторные, «Бабочка» — особая конструкция кузова с поднимающимися боковыми частями позволяет организовать разгрузку в условиях ограниченного пространства.

Типы полуприцепов для грузовых автомобилей

Полуприцепы – это подвид прицепов, они опираются на тягач и соединяются с ним седельно-сцепным механизмом. В случае поломки тягача позволяют быстро заменить автомобиль и не выполнять перегрузку. Имеют высокую грузоподъемность и возможность перевозить длинномерные грузы. По конструкции делятся на бортовые, самосвалы, платформы, тентованные, рефрижераторы и специализированные модели.

Читать дальше: Симптомы раннего зажигания ваз

Типы кузовов грузовых автомобилей

Классификация грузовых автомобилей по типу кузова включает следующие виды:

• Тентованный полуприцеп (евротент, еврофура) – распространенный вариант кузова, используемый для большинства перевозок. Имеет специальные распорки и брезентовый тент со шнуровкой. Такая конструкция защищает груз от погодных условий и обеспечивает безопасность перевозки. При полной растентовке можно выполнить боковую и верхнюю загрузку. Такой тип кузова часто используется для грузоперевозки из Европы,стран СНГ и некоторых стран Азии.
• Автосцепка – автомобиль, соединенный с прицепом. Этот тип позволяет перевозить значительный объем груза до 120 м3 и в короткий срок выполнять его погрузку/выгрузку. Недостаток – не предназначен для длинномерных грузов.
• Рефрижератор – металлический фургон, защищенный теплоизоляцией и укомплектованный климатическим оборудованием. Холодильный отсек поддерживает постоянную температуру в заданных пределах от +25º до -25º C. Его назначение – перевозка скоропортящихся грузов или грузов, требующих специальных условий. В зависимости от диапазона температур различают 6 классов рефрижераторов.
• Изотермический кузов – цельнометаллическая конструкция сохраняющая температуру за счет укладки теплоизоляционных материалов. Условия внутри фургона благоприятны для товара, чувствительного к колебаниям температуры.
• «Jumbo» — полуприцеп увеличенной вместимости, имеющий особую «Г»-образную форму пола и уменьшенный размер колес. Эти особенности позволяют выделить дополнительное пространство для груза.
• Контейнеровоз – прицеп с площадкой, на которую устанавливаются контейнеры, имеющие унифицированные размеры. Данный тип прицепа незаменим для мультимодальной перевозки, например при реализации доставки груза из Китая в контейнерах через Европейские порты.
• Автоцистерны – используются для перевозки наливных грузов. Изготавливаются из стали или алюминия, последний материал обладает лучшей устойчивостью к коррозии и не требует нанесения специального покрытия. Цистерны бывают с одной или несколькими секциями, могут оборудоваться насосами или паровой камерой для обогрева груза.
• Самосвал – открытый бортовой кузов, имеющий гидравлическое устройство, позволяющее осуществить автоматическую выгрузку сыпучего груза. Его борт крепится на шарнирах и открывается при наклоне.
• Открытая платформа – предназначена для транспортировки груза, на который не влияют погодные условия. Отсутствие ограничителей позволяет использовать ее для негабаритных грузов.
• Бортовой кузов – платформа, ограниченная бортами, используемая для груза нечувствительного к внешним условиям.
• Платформа для негабаритных и тяжеловесных грузов до 200 т. Низкорамные тралы перевозят автомобили и другую технику.

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.

Алюминиевый кузов Audi A8

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.

Источник Источник https://i-ride.ru/lajfhaki/naznachenie-kuzova-2.html