что значит интегрированная рама на автомобиле
Ключевые плюсы и минусы кузовов с лонжеронной и интегрированной рамой
Большая часть легковых автомобилей уже давно собирается на основе несущего кузова, поэтому их покупатели лишены возможность выбрать силовую систему с нужными характеристиками. Но это можно сделать при покупке внедорожника ‒ машины данного типа выпускаются как с независимыми, так и интегрированными рамами.
Эксперты Моторпепйдж провели краткий сравнительный обзор этих двух разновидностей автомобильных кузовов.
Рамные конструкции лонжеронного типа
Наличие рамы было обязательным элементом конструкции авто вплоть до середины прошлого века. Тогда разработчики легкового автотранспорта пошли по пути создания машин с несущим кузовом. Но в грузовиках, автобусах, фургонах и некоторых моделях внедорожников рамная силовая конструкция с успехом применяется и по сей день. Подобной прочностью не обладает ни один другой тип несущей системы.
Из всех существующих видов автомобильных рам наибольшее распространение получил вариант лонжеронного типа. Такая конструкция состоит из двух несущих балок – лонжеронов и системы прочных поперечин (траверс). К раме приложены все действующие на авто силы и крепятся основные составляющие конструкции: мотор, трансмиссия, подвеска и кузов.
Базовым элементом данного вида рамы являются лонжероны ‒ балки с сечением типа «короб» или швеллер, либо выполненные в виде U-образного профиля. Толщина лонжеронов по всей длине не одинакова и увеличена в зонах действия максимальных нагрузок. Для крепления важнейших узлов машины в конструкции лонжеронной рамы предусмотрено наличие специальных кронштейнов.
Преимущества кузовов с лонжеронной рамой:
Недостатки:
Особенности кузовов с интегрированной рамой
Данный вид конструкций характеризуется прочным сварным соединением лонжеронной рамы с кузовом, вследствие чего кузовная часть вынуждена тоже принимать на себя действующие нагрузки. Интегрированная рама является практичным техническим симбиозом облегченной системы лонжеронов и полунесущего кузова. Такая объединенная силовая схема может быть реализована по-разному.
Первый тип, который лег в основу конструкции дебютного поколения Jeep Cerokee, это сочетание классической лонжеронной рамы с приваренным к ней кузовом. При разработке современных кроссоверов раму и кузов стараются нагрузить одинаково. Получается частично компенсировать традиционные недостатки тяжелых и громоздких конструкций на основе массивных лонжеронов за счет определенного усиления кузовных деталей.
В любом случае основное конструктивное решение кузова с интегрированной рамой остается неизменным: оно предполагает наличие проходящей по всей длине автомобиля прочной лонжеронной конструкции и приваренных к ней элементов кузова. По такой силовой схеме чаще всего строятся кроссоверы, легкие и средние внедорожники, пикапы и минивэны.
Преимущества и недостатки
Безусловным знаком «плюс» следует отметить меньший, в сравнении с классическим лонжеронным кузовом, вес интегрированной конструкции, а также целый ряд других преимуществ:
Интегрированная силовая конструкция кузова не лишена недостатков. Основным из них является сложность ремонта. В частности, при повреждении рамы ее невозможно отделить от кузова, поэтому все работы придется выполнять по месту. Кроме того, множество сварных швов требует от владельца автомобиля дополнительных усилий по защите кузова от коррозии.
Ремонт внедорожников с интегрированной рамой
Возвращаясь к предыдущему посту, приходим к ремонту рам внедорожников с интегрированной рамой. Ведь такой тип силовых элементов кузова является несъемным и сварен единым целым с кузовом. Сразу оговоримся, что путать с кроссоверами, у которых нет жесткой связи передних и задних лонжеронов, как у обычных легковушек, не стоит. Правда, в сравнении с обычной рамой она значительно тоньше. Вот список самых популярных джипов с интегрированной рамой на российском рынке:
Audi Q7
BMW X5
Jeep Grand Cherokee
Mitsubishi Pajero 3/4
Mitsubishi Pajero Pinin
Suzuki Grand Vitara 3
Chevrolet Niva
Lada 4×4
Porsche Cayenne
Volkswagen Touareg
Mercedes GL/ML
Daihatsu Terios
Ford Maverik
Mazda Tribute
Honda Pilot
Land Rover Range Rover 3/4
Chrysler Sebring (не джип)
Внедорожники с таким типом кузова намного комфортнее, чем обычные рамники. Вместе с тем посадка внутри — ниже, а сам салон оказывается вместительнее.
Стапельные работы на таких автомобилях выполняются по такому же принципу, что и на всех остальных. Не столь толстые лонжероны тянутся, либо меняются с последующей сваркой согласно заводской технологии.
Но существует другая проблема – коррозия. Владельцев, кто использует внедорожники с интегрированной рамой на бездорожье и принебрегает уходом за ней, ждут фатальные проблемы. Без антикоррозийного покрытия специальными составами рама начинает уже гнить спустя десять лет. Помимо вины собственника, проблемы доставляет мизерное количество водоотводов в силовой структуре. Некоторые производители и вовсе прокладывают внутри рамы звуковибропоглощающий материал, который работает по принципу сауны, ускоряя процесс гниения.
Таким образом, мастерам МФЦ LFA приходится с помощью собственной технологии по кусочкам собирать интегрированную раму, либо переваривать всю конструкцию, использовав хорошо сохранившегося донора с разборки. В следующих постах можно будет увидеть примеры подобной работы…
Матчасть. Часть 1. Frame in Body.
И так, публикую разные заметки из жизни автомобилей. И часть первая, Frame in Body на внедорожниках. Многие спорят что Нива автомобиль с несущим кузовом, а Suzuki Grand Vitara 2005 к примеру или Jeep Cherokee рамные автомобили. Так вот если вам интересно, то данные автомобили нельзя назвать рамными, но автомобилями с несущим кузовом их назвать сложно. В данном случае что-то среднее.
И так: что-же такое Frame-in-body.
Выписка из ВИКИ.
Интегрированная в кузов рама (Frame-in-body, UniFrame)
Также — рамно-объединенная силовая схема. Это не тип рамы, а вариант конструктивного исполнения рамного кузова, при котором рама, как правило — лонжеронного или периферийного типа, физически неотделима от кузова, то есть, имеет с ним жёсткое, обычно — неразборное сварное, соединение. Кузов, таким образом, является полунесущим и воспринимает нагрузки наравне с рамой.
От обычного несущего кузова кузов с интегрированной рамой отличается тем, что у первого имеются как максимум лишь подрамники в оконечностях, интегрированная же рама имеет полноценные лонжероны, идущие от переднего бампера до заднего. Такой кузов не имеет многих преимуществ отдельной рамы — гашения вибраций, лёгкости кузовного ремонта, простоты создания модификаций с различными типами кузовов на единой раме и других, но иногда оказывается несколько более удобным и дешёвым в проектировании и производстве, чем несущий кузов, а также лучше воспринимает нагрузки, возникающие при перевозке грузов и движению по бездорожью. Этим и определяет круг использования такой конструкции в современном автомобилестроении — главным образом пикапы и внедорожники (кроме «жёстких»).
Примеры автомобилей с интегрированной рамой — «Иж Комби» с лонжеронной рамой, представляющей собой соединённые дополнительными элементами передний и задний подрамники «Москвича-412», ВАЗ-2121 «Нива» и ЛуАЗ-969, Volga Siber / Chrysler Sebring с интегрированной в несущую структуру кузова периферийной рамой.
Интегрированная рама
Разновидности несущих систем
Несущие системы автомобилей можно разделить на несколько групп. Чаще всего их делят на рамные и безрамные.
В основе рамной конструкции лежит рама, которая в этом случае и воспринимает все основные нагрузки, т.е. является несущей.
В безрамных системах несущим является непосредственно кузов, что позволяет сделать машину более легкой и комфортной для рядового водителя.
Однако при классификации выделяют еще одну группу – автомобили с рамой, интегрированной в кузов. Что же представляют из себя автомобили этой группы? И что дает использование такой несущей системы?
Конструкция интегрированной рамы
По конструкции такая рама очень похожа на классический вариант (чередование продольных и поперечных стержней). Разница состоит лишь в том, что в данном случае, рама неотделима от кузова, т.е. крепится к нему не болтами, а представляет с ним единую сварную конструкцию.
От обычного несущего кузова такая система тоже отличается. Несущий кузов в основании имеет не раму, а подрамники, в то время как у интегрированной рамы в основании настоящие рамные лонжероны (лонжерон с фр. «идущий вдоль»).
Если нагрузки небольшие, необходимую жесткость создает кузов, а рама, хотя она и неделима с кузовом, берет на себя основные нагрузки при езде по бездорожью.
История
Первыми стали отказываться от классической рамы спортсмены. Для них была важна не только масса машины, но и повышенная жесткость кузова, что позволяло улучшить управляемость. У несущего кузова жесткость на кручение больше, что тоже говорило в его пользу. Применение несущего кузова позволило уменьшить вес машины и сделать автомобиль значительно более послушным на высокой скорости.
Однако автомобили с такой конструкцией были гораздо более шумными, чем рамные. В связи с этим были разработаны системы расчета вибро- и шумораспределения., и простенькие резинки между рамой и кузовом заменили на шумопоглощающие покрытия.
Сидеть на заднем сиденье в рамном внедорожнике (например, в Mitsubishi Pajero 2) так неудобно, потому что сиденье расположено над колесными арками. Рама поднимается вверх, чтобы их «обогнуть»
В 30-е годы практически все производители легковых автомобилей старались уйти от использования рамы как таковой. В связи с этим начались поиски и эксперименты. Некоторые автомобили тех лет имели облегченный вариант рамы (довоенный Ford Prefect или КИМ-10). Эта рама хотя и существовала отдельно от кузова, но не была достаточно жесткой для восприятия нагрузок, и могла их воспринимать только в сочетании с кузовом. Такая рама значительно облегчала сборку автомобиля на заводе: с начала к ней прикреплялись все системы, а уже затем раму соединяли с кузовом.
Интегрированную раму имеют пикапы и внедорожники (за исключением тяжелых внедорожников, у которых в основании обычная рама).
Самый первый в мире внедорожник с интегрированной рамой – Jeep Cherokee 1984 года. Сварную конструкцию с ланжеронной рамой имеет кузов автомобиля Иж Комби и многие другие, например, «ВАЗ 2121», ЛуАЗ 969, Volga Siber. У Chrysler Sebring в кузов вварена переферийная рама. Кроме того интегрированные рамы используют в автобусах.
Преимущества и недостатки
Конечно, всех преимуществ отдельной рамы интегрированная не имеет. Конструкцию не так легко ремонтировать, нет возможности легко менять дизайн и т.д. Однако в некоторых случаях интегрированная рама оказывается более дешевой и выгодной в производстве и может лучше воспринимать нагрузки, чем несущий кузов (нагрузки распределяются равномерно между рамой и кузовом). Иногда можно даже встретить такое название «рамно-кузовная» несущая система. Кроме того, в сравнении с обычной рамой, интегрированная повышает жесткость системы на кручение и уменьшает вес конструкции. А это, конечно, сказывается на управлении автомобилем.
Минусом же является то, что изготовить интегрированную раму можно только из тонкого металла, следовательно, конструкция уступает по жесткости раме. Кроме того, тонкий металл более подвержен коррозии и усталости, а стало быть, срок эксплуатации автомобиля сокращается.
Интегрированная рама
Рассказывая на нашем сайте Vodi.su о внедорожниках, мы упоминали, что кузовные конструкции бывают трех основных видов:
Вот как раз интегрированной раме мы и собираемся посвятить данную статью.
Чтобы разобраться с темой, нужно сначала вспомнить об устройстве двух остальных видов. Так, обыкновенная рама автомобиля представляет собой конструкцию, напоминающую лестницу. Основными ее элементами являются лонжероны и поперечины, соединенные между собой с помощью сварных швов, заклепок, болтов повышенной прочности.
Такая рама обеспечивает высокую жесткость платформы и некоторую независимость кузова — он может перемещаться относительно рамы, что имеет важное значение при езде по бездорожью или если речь идет о грузовых автомобилях. Кабина крепится к платформе с помощью заклепок или болтов, а для смягчения применяются подушки из армированной резины для поглощения колебаний.
Несущий кузов или основание — кузов конструктивно объединен с рамой и представляет с ней одно целое. Можно сказать, что кабина приварена к раме, либо, если речь идет о более современных автомобилях, кабина с рамой штампуются из одного куска металла. Такая конструкция привлекательна для производителя своей легкостью, но в то же время страдает комфорт — любые неровности воспринимаются весьма болезненно. Соответственно, на авто подобной конструкции можно ездить исключительно по более или менее ровным дорогам.
Интегрированная рама (рамно-кузовная конструкция) является переходным звеном между двумя выше описанными типами.
Ее основные параметры:
Соответственно, интегрированный кузов имеет больше общего с несущим, разница состоит лишь в деталях: в первом применяются полноценные лонжероны, во втором — подрамники, которые могут находиться в передней части автомобиля под двигателем и коробкой передач, либо только спереди и сзади для придания жесткости.
Исходя из всего выше сказанного, можно сделать следующие выводы:
Преимущества и недостатки
Рамно-кузовная конструкция не может быть идеальной, впрочем, как и любая другая, тем не менее она пользуется популярностью по целому ряду причин:
Нужно также отметить, что свои минусы есть у любого типа, поскольку идеала достичь невозможно.