Конструкция кузова автомобиля должна отвечать многим требованиям. С одной стороны, необходимо снижать его массу и улучшать аэродинамические качества, с другой стороны все большее значения приобретают факторы пассивной безопасности автомобиля. Чтобы удовлетворить противоречивые требования используются следующие направления совершенствования конструкции:

-использование алюминиевых и магниевых сплавов;

-применение высокопрочного листового материала;

-оптимизация толщины панелей;

-новые технологии соединения деталей;

-достижение, по возможности, наименьших зазоров в соединениях.

Общая конструкция кузова легкового автомобиля показана на рис.1.17.

Рис.1.17. Кузов легкового автомобиля:

1 – подоконная балка; 2 –передняя балка крыши; 3 – лонжерон крыши; 4 – задняя балка крыши; 5 – задняя стойка кузова; 6 – задняя панель; 7 – пол в задней части кузова; 8 – задний лонжерон; 9 – средняя стойка кузова; 10 – поперечина под задним сиденьем; 11 –передняя стойка; 12 – поперечина под сиденьем водителя; 13 – порог; 14 – надколесная ниша; 15 – поперечная балка опор двигателя; 16 – передний лонжерон; 17 – поперечина передняя; 18 — поперечина радиатора

Для выдерживания внешних нагрузок в легковых автомобилях используется преимущественно несущие кузова. Несущий кузов достаточно легкий, однако благодаря целостной конструкции обладает значительной жесткостью на кручение и на изгиб. Он представляет собой сочетание тонких стальных штампованных листов различной формы, соединенных вместе точечной сваркой.

Шумы и вибрации от силового привода и от шасси могут легко передаваться на несущий кузов, который выступает в роли акустической камеры и усиливает их. Поэтому при ремонте автомобилей, поврежденных при столкновении, следует уделять особое внимание шумо- и виброизоляции.

Наряду с изготовленными из алюминия литыми деталями, прессованными профилями и листовыми деталями на некоторых конструкциях кузова, например Audi TT Coupe, используются стальные кузовные детали, которые в совокупности и образуют структуру кузова (рис. 1.20).

Рис. 1.20. Кузов автомобиля Audi TT Coupe

Благодаря применению стальных кузовных элементов в задней части автомобиля достигается оптимальная развесовка по осям. Проблемой при изготовлении таких кузовов является соединение изготовленной из листовой стали задней части автомобиля с алюминиевыми деталями кузова. К соединениям алюминиевых и стальных узлов кузова предъявляются высокие требования по прочности и антикоррозийной защите. Термические методы соединений, как например, сварка MIG, здесь неприменимы, поскольку этим способом нельзя создать соединения, обладающие соответствующей статической и динамической прочностью и не служащие источником контактной коррозии. Чтобы удовлетворить поставленным требованиям, используются нетермические методы соединений, как например, заклепки со специальным покрытием и специальные болты в комбинации со склеиванием (рис. 1.21).

Рис. 1.21 Методы соединений алюминиевых и стальных деталей кузова:

1 – клей; 2 – заклепка; 3 – болт

Основой антикоррозийной защиты на местах соединений алюминия и оцинкованной стали, подверженных коррозии, является использование клеящих веществ на кузовных деталях. Благодаря этому создается изолирующий слой, препятствующий возникновению коррозийных процессов в месте контакта. Дополнительно все разнородные соединения после катафорезного погружного окрашивания покрываются обрабатываются воском.

В связи с все более широким применением в качестве материала кузова алюминия и при соединении деталей из алюминия и стали все большее применение находит метод соединения кузовных деталей с помощью заклепок (рис.1.23, а ), штифтов (рис. 1.23, б), и винтов (рис. 1.23, в). Такой метод является более дешевым и прочным относительно просечки и точечной электросварки.

Рис. 1.23. Процесс установки заклепки и штифта при изготовлении кузова:

1 – пуансон; 2 – заклепка; 3 – матрица; 4 – соединяемые детали; 5 – штифт; 6 – винт

Штифтовое соединение представляет собой соединение, устойчивое к изменению формы под воздействием силы, образованное частичным продавливанием скрепляемых деталей с последующим свариванием их давлением. Полученное таким образом соединение обладает, однако, меньшей прочностью по сравнению, например, с заклепочными соединениями.

Заклепки используются в различных частях кузова автомобиля, но преимущество для соединения листовых деталей, прессованных профилей и их комбинаций. Штифты используется на навесных деталях, например, дверях, капоте, крышке багажного отсека, или задней арки колеса. Размеры заклепок и штифтов выбираются в соответствии с размерами соединяемых деталей.

При использовании винтов возможно создание любых соединений материалов, даже при одностороннем доступе. Винт со специальным покрытием заворачивается под давлением через отверстие в верхнем из соединяемых слоев. Отверстие в нижнем слое при этом отсутствует.

Так как в конструкции широко используются стальные листы, необходимо принимать меры по защите от коррозии, особенно в нижней части кузова.

Для защиты кузова от коррозии при изготовлении кузова применяются следующие меры:

-снижение до минимума фланцевых со­единений, острых кромок и углов;

-устранение зон, где могут скапливаться пыль и влага;

-выполнение отверстий для предвари­тельной антикоррозионной обработки и обработки методом электрофореза;

-обеспечение доступности к элементам кузова для ввода ингибиторов коррозии;

-обеспечение вентиляции полых эле­ментов;

-предотвращение проникновения пыли и влаги в скрытые полости;

-выполнение дренажных отверстий;

-снижение до минимума зон, подвергаю­щихся воздействию ударов камней;

-покрытие нижней части кузова и тех частей кузова, которые в наибольшей степени подвержены кор­розии (двери и силовые элементы в пе­редней части автомобиля) специальными защитными средствами.

Кузов проектируется таким образом, чтобы выдерживать нагрузки во время движения и обеспечивать безопасность пассажиров в случае столкновения. Он должен сминаться и поглощать максимальное количество энергии в случае серьезного столкновения и сводить к минимуму вероятность получения травм пассажирами. Поэтому кузов проектируют таким образом, чтобы при столкновениях передняя и задняя части кузова относительно легко деформировались, поглощая энергию удара, и одновременно с этим были прочными, защищая пассажирский салон.

Для повышения жесткости и способности поглощать энергию удара кузов автомобиля изготавливается из деталей, имеющих различную форму сечения. При столкновении напряжения концентрируются в зоны деформации (сминаемые участки) (рис.1.24,а) и поднимающиеся участки (рис.1.24,б). В результате столкновения энергия удара проходит через весь кузов и деформирует менее прочные элементы. Для повышения уровня защиты пассажиров в передней и задней частях кузова широко применяются зоны, поглощающие энергию удара. Энергию удара поглощают лонжероны и верхние усилители брызговиков крыльев, а также верхние боковые панели моторного отсека. Лонжероны в задней части кузова проектируются таким образом, чтобы поглотить энергию удара и защитить топливный бак.

Рис. 1.24. Задняя часть кузова переднеприводного легкового автомобиля, с зонами, поглощающими энергию удара

Во многих случаях для повышения жесткости кузова применяется лазерная сварка. Это полностью автоматический процесс получения высокопрочных сварочных соединений. Особенно это важно при соединении внешних панелей кузова, где требуется чистота сварочного шва, высокая прочность и небольшой перехлест панелей.

Преимущества лазерной сварки:

-минимальная последующая обработка;

-хорошее состояние поверхности под покраску;

-высокая прочность шва;

Структура передней части современных легковых автомобилей разработана таким образом, чтобы в случае легкого ДТП (скорость до 15 км/ч) необходимо было менять только поперечину бампера 5 и прикрепленные к ней поглотители энергии деформации 1 (рис.14.26 А). Если повреждения структуры автомобиля более значительны, тогда может возникнуть необходимость замены лонжеронов, для этого также следует отвернуть болтовое соединение. Все значительные повреждения в передней части автомобиля могут быть устранены только сваркой соответствующих оригинальных деталей.

Рис. 14.26А Нижняя часть легкового автомобиля Audi:

1 – поглотитель энергии; 2 – лонжерон 1; 3 – лонжерон 2; 4 – болтовое соединение; 5 – поперечина бампера

Для снижения массы кузова, при сохранении его прочности, в современных автомобилях применяют высокопрочную сталь, доля которой в верхней и нижней частях кузова составляет 50…60%. Применение высокопрочной листовой стали позволяет снизить массу применяемых деталей кузова на 25%.

Стальной листовой материал современных автомобилей подвергается электролитиче­скому или термическому цинкованию. Соединение отдельных деталей кузова производится с помощью лазерной сварки, обеспечивающей абсолютно гладкие швы.

Фланцы, подверженные активному коррозион­ному воздействию, обрабаты­ваются специальными пастами (поливинилхлорид или эпоксидная смола) в зо­не расположения точечных швов.

Перспективным направлением в развитии автомобильных кузовов является применение алюминия и в 2005 году масса алюминиевых деталей на один автомобиль в Европе составляет 130 кг. Среди новых материалов, активно завоевывающих автомобилестроение, следует назвать пеноалюминий – чрезвычайно легкий, жесткий, с высоким энергопоглощением при столкновении. Металлические пенистые структуры обладают и высокими характеристиками, обеспечивающими шумоизоляцию и термостойкость, однако стоимость деталей из такого материала выше, чем у стальных, примерно на 20%.

Разработан новый материал «AAS» трехслойной структуры, способной кардинально изменить конструкцию кузова и снизить его массу до 50%.

В конструкции концептуальных автомобилей компаний «Ауди» и «Даймлер-Бенц» использованы каркасы из прессованных алюминиевых профилей. Масса кузова модели «Ауди А8» за счет этого снижена до 810 кг.

Большой интерес представляет новый пластиковый материал под маркой «Fibropur». В его структуре – полиуретан и натуральные волокна (лен и сизаль в равных пропорциях). Детали из такого пластика отличаются легкостью, жесткостью, ударной вязкостью и меньшей стоимостью в сравнении с полиуретаном.

Замены металлических узлов и деталей на пластиковые позволили уменьшить стоимость их производства. В результате уже на нынешнем этапе создаются условия для снижения себестоимости автомобиля на 20 … 30%.

В настоящее время 48% всех пластмассовых деталей в легковом автомобиле приходятся на долю внутренней отделки кузова. Однако пластмассы применяются и в других агрегатах автомобилей – например, самоклеящиеся листовые материалы для повышения жесткости и прочности кузова из тонких стальных листов, оконные стекла из поликарбоната, которые на 40% легче, всасывающие патрубки из полиамида на двигателях.

В последнее время производители транспортных средств все большее внимание обращают на химические способы соединения узлов и деталей автомобиля. Так, компания «Крайслер» разрабатывает концептуальный автомобиль (CCV) с кузовом из термопластов, соединенный с рамой специальным клеем.

Для повышения стабильности движения автомобиля на высоких скоростях в кузовах отдельных автомобилей, например Audi TT, устанавливается выдвигаемый задний спойлер (рис.) . На скорости 120 км/ч спойлер автоматически выдвигается, на скорости 80 км/ч – возвращается в исходное положение. На скорости ниже 120 км/ч выдвинуть спойлер можно вручную, при помощи выключателя в центральной консоли.

Модуль заднего спойлера и сам спойлер установлены в крышке багажного отсека. Модуль заднего спойлера с приводным блоком, приводным валом и поворотными механизмами (шарнирами) прикреплен при помощи саморегулирующихся элементов к стальному спойлеру, выдержанному в цветах автомобиля.

Девять худших автомобильных недостатков конструкции автомобилей

Худшие конструктивные решения в автомобилях.

Иногда автопроизводители автомобилей при проектировании транспортного средства создают спорные элементы конструкции, которые не удобны, не практичны и ужасно выглядят эстетически. К сожалению, такие вещи происходят не только с не премиальными автомарками. На рынке есть множество люксовых автомобилей, которые также имеют необычные и самые худшие недостатки в своей конструкции проведен анализ различных форумов, где люди рассказывают об опыте вождения своего автомобиля. По итогу исследования предлагаем вам худшие автомобильные конструктивные недостатки, с которыми сталкиваются автовладельцы в автомобилях.

9) Ржавеющие тормозные диски и барабаны

Удивительно. На дворе 21 век — век высоких технологий и век новых инноваций в химической промышленности. Но, несмотря на прогресс человечества автопроизводители до сих пор оснащают автомобили тормозными дисками и барабанами, которые имеют свойства ржаветь. Примечательно, что диски ржавеют даже у многих премиальных автомобилей, за которые их владельцы отдали огромные деньги.

Неужели нельзя что-то придумать, чтобы ржавчина на тормозных дисках не портила внешний вид автомобиля. На самом деле это большая проблема, поскольку ржавчина не только портит внешность транспортного средства, но и может стать причиной поломки тормозной системы.

8) Прокладка головки блока двигателя Subaru EJ

Если ваша Subaru имеет немаленький пробег, то возможно пришло время поменять прокладку головки блока. Если на большинстве автомобилей, это не составит большого труда, то для владельцев автомобилей Subaru с двигателями серии EJ (особенно для тех, у кого стоит 2,5 литровый оппозитный мотор), это огромная головная боль и немаленькие траты.

Дело в том, несмотря на то, что производитель заявляет, что прокладка головки блока цилиндров меняется без снятия двигателя с машины, тем не менее, просмотрев все форумы посвященной этой марке, мы увидели, что обычно для замены прокладки головки блока двигатель необходимо снять из подкапотного пространства.

Но, поменяв прокладку головки блока, владельцы автомобилей Субару с двигателями EJ водители не должны терять бдительность. Дело в том, что конструкция этих моторов оставляет желать лучшего и не редкость, когда даже новая прокладка под давлением пробивается, и машина начинает греться.

7) Audi GPS / Управление в подстаканнике

Инженеры и дизайнеры Ауди решили, почему бы не разместить систему управления навигацией рядом с подстаканником, который находится под крышкой. Это ужасное решение. Такое ощущение, что конструкторам надо было срочно куда-то разместить блок управления GPS-навигацией и они не придумали ничего лучшего, как вынуть пепельницу и разместить на ее месте электронный блок управления навигационной системой рядом с подстаканником.

Интересно кто-нибудь подумал, о сохранности электронного блока, который может повредиться из-за пролива жидкости из стакана, который может стоять в подстаканнике.

6) Размещение рулевого управления в автомобиле Reyonnah

Еще одна ужасная вещь, которую сделал автопроизводитель. Это рулевое колесо, расположенное практически в горизонтальном положении в автомобиле Reyonnah. Также, несмотря на размеры машины, рулевое колесо не соответствует размеру салона машины. В итоге рулевое колесо практически полностью закрывает панель приборов.

Если вы сядете в машину, то у вас будет ощущение что вы сели в детский электро автомобиль.

5) Кнопка Стоп/Старт Lincoln MKC

Обратите внимание на кнопку стоп-старт автомобиля Lincoln MKC. Представьте, что вы захотели включить спорт-режим (на фото обозначен латинской буквой «S») и палец у вас соскальзывает на сенсорную кнопку стоп-старт. В итоге вы рискуете, что ваша машина в движении заглохнет.

Это самая ужасная ошибка компании Lincoln. В итоге производитель из-за потенциальной опасности расположения кнопки, принял решение переместить функцию стоп-старт в другое место.

4) Проблемы с коробкой передач Nissan GT-R

Если у вас есть автомобиль, который в принципе создан для скорости, то вам обязательно захочется испытать машину на полную мощь. Но самое ужасное, что иногда автомобиль, созданный для спортивной эксплуатации, ломается из-за скорости. Но ужасное даже не это. Самое плохое, когда производитель отказывает владельцу в заводской гарантии за поломку, которая случилась из-за скорости на автомобиле созданным для скорости.

Не верите что такое, может быть. Но, в истории автопромышленности такое действительно случалось и происходит до сих пор.

Например, владельцы автомобилей Nissan GT-R по всему миру не раз сталкивались с поломкой коробки передач из-за агрессивного вождения. В итоге им было отказано в бесплатном гарантийным ремонте в связи с ненадлежащей эксплуатации машины. Но к счастью все изменилось, когда горе-владельцы собрались вместе и подали коллективный иск в США к компании Ниссан. Выиграв в суде, все автовладельцы автомобилей Nissan GT-R могут спасть спокойно. Суд обязал компанию бесплатно устранять поломки с коробкой передач, несмотря на то, что владельцы используют свои машины для спортивной езды в агрессивном режиме.

3) Проблемы с ремнем ГРМ в двигатель V6 Alfa Romeo

Представьте себе, что есть владельцы автомобилей с механической коробкой передач, которые паркуют машину на скорости на крутом склоне, на самом деле живут в страхе, что, вернувшись, они обнаружат, что их машина самостоятельно скатилась с уклона. Примечательно, что такое возможно, даже если владелец машины поставит ее дополнительно на ручной тормоз.

С подобной проблемой сталкиваются некоторые владельцы автомобилей Alfa-Romeo, которые оснащались двигателями V6, имеющие существенные конструктивные недостатки в системе газораспределения.

Из-за несовершенной системы синхронизации силового агрегата неработающий мотор может провернуться под нагрузкой в ваше отсутствие (например, на парковке с большим уклоном). Причина в плохих приводных ремнях. В первую очередь это связано с некачественным ремнем ГРМ, который имеет плохой зубчатый ремень, который может проскочить в системе, даже тогда когда двигатель не работает. В результате машина может от проворота двигателя скатиться на скорости с уклона. Ужас.

2) Подшипники Porsche

Порше премиальная марка, которая выпускает качественные и престижные дорогие автомобили. Но как мы уже сказали, премиальные марки иногда также имеют в своей истории конструкторские ошибки. Например компания Порше в моделях 996, Cayman, 911 (с 1999-2008) и Boxster использовала двигатели которые имели один недостаток — ненадежные подшипники в двигателе, которые могли привести к рассинхронизации газораспределительного механизма. В итоге клапана мотора могли столкнуться с поршнями в блоке двигателя. В итоге мотор может полностью выйти из строя.

В 2000-х годах Порше поменяла подшипник в конструкции двигателя на более маленький. Но, это не решило проблему. В 2009 году компания Порше перестало оснащать автомобиль ненадежными подшипниками в результате модифицирования двигателей серии 9A1. В итоге, спустя долгие годы, наконец, компания Порше решила проблему ненадежности этих типов моторов.

1) Аэродинамика Audi TT

Первые поколения Ауди ТТ имели проблемы с устойчивостью на дороге во время движения на скорости. По официальным данным в мире зафиксировано гибель пяти человек из-за потери управления автомобилем Ауди ТТ из-за ошибок при проектировании кузова, подвески и т.п.

В результате компания Ауди была вынуждены срочно исправлять эту проблему, чтобы модель соответствовала современным нормам безопасности транспортных средств.

Ранние решения заключались в переработки подвески и установки заднего спойлера для направления потоков воздуха. На самых дорогих комплектациях Ауди установила электронную систему контроля устойчивости, которая в принципе и помогла улучшить безопасность машины, уменьшив риск потери сцепления с дорогой на большой скорости.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Вам также может понравиться

Общие проблемы безнаддувных двигателей

Есть ли проблемы с двигателями без наддува?

Поперечный и продольный двигатель

Тот, кто любит водить машину и имеет машину в гараже

Как понять, что заправился плохим топливом и что делать

Горючее в баке автомобиля должно соответствовать предусмотренному

Как определить наличие присадок в масле двигателя?

Присадки для двигателя помогают «оживить» устаревший

Как определить, что стучит в двигателе

Стук в двигателе обычно является признаком проблем

Как в двигателе определить подсос воздуха

Если во время работы двигателя возникают странные моменты

Что делать, если вода попала в двигатель, и чем это может грозить?

Система работающего двигателя достаточно защищена от

Сломался термостат: чем это опасно для двигателя, и как определить причину неисправности?

Работу двигателя обеспечивают сразу несколько важнейших