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.

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.

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 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.

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

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.

Типы, конструктивные элементы автомобильного кузова и названия деталей

Любой легковой автомобиль построен на базе кузова, и это самая большая деталь автомобиля, которая выполняет много функций. Особая конструкция кузова позволяет автомобилю выдерживать нагрузки при движении и поглощать энергию удара в случае аварии. Также эта часть машины служит основанием, на котором крепятся все функциональные детали и узлы. Производители легковых машин выпускают самые различные варианты кузовов, что делает каждую модель уникальной по внешним признакам. Однако те же производители придерживаются основных параметров при изготовлении, которые характеризуют тип кузова и вариант его исполнения.

Основные типы

Прежде чем разобрать, из чего состоит кузов легкового автомобиля, нужно выделить основные типы его исполнения. Легковые машины серийного производства выпускаются в таких основных типах:

Есть и другие типы, но эти три являются основными и наиболее распространенными.

Кузов типа седан являются самыми популярным. Серийный седан имеет четыре двери для пассажиров, моторный отсек и багажный. Такой тип кузова является наиболее оптимальным для перевозки пассажиров и небольшого багажа.

Хетчбэк представляет собой машину с двумя дверями для пассажиров, моторный отсек и багажное отделение, не разделенное с салоном. Такой тип имеет ограничения по перевозимому грузу, а также не очень удобен для перевозки пассажиров. Однако такое исполнение имеет свои преимущества. Автомобили в таком типе кузова имеют более низкий вес и размеры, что положительно сказывается на его экономичности относительно расхода топлива.

Легковые машины в кузове универсал рассчитаны на усиленные нагрузки. Багажное отделение таких машин отличается увеличенным объемом, что не мешает оставаться салону в полноценном размере. Устройство универсала дает возможность еще больше расширить багажное отделение за счет складывания задних пассажирских сидений.

Материал и технология изготовления

Кузов современного легкового автомобиля изготавливается из высокопрочной стали, которая проходит несколько этапов обработки. Небольшая толщина используемого металла позволяет намного уменьшить общий вес машины, что положительно сказывается на его динамике и экономичности. Несмотря на маленькую толщину стали, конструкция кузова рассчитана таким образом, что он является одновременно и легким, и прочным.

На большинстве современных авто кузовные детали скрепляются между собой точечной сваркой. Это позволяет обеспечить надежность соединения элементов и уменьшить количество кромок и острых углов, которые наиболее уязвимы по отношению к коррозии. В перспективе автомобильная промышленность будет применять лазерное сваривание деталей. Такой подход сводит к минимуму наличие выпуклостей и впадин на швах, а конструкция кузова станет более простой и надежной.

Общее устройство кузова

Чтобы разобраться, из чего состоит кузов легкового автомобиля, следует рассмотреть основные детали, которые входят в его устройство. Для более простого понимания, устройство кузова автомобиля можно условно разделить на три отсека. Из чего же состоит кузов? Общая схема расположения частей следующая:

• моторная зона – предназначена для расположения силового агрегата и дополнительно выполняет функцию пассивной безопасности автомобиля;
• пассажирская часть – нужна для размещения пассажиров и органов управления автомобилем;
• багажный отсек – используется для багажа;

Рассмотрим, из чего состоит каждый из этих элементов более подробно.

Моторная часть состоит из следующих основных деталей:

• передние верхняя и нижняя поперечины;
• фронтальные лонжероны;
• нижняя поперечина для расположения двигателя.

Схема моторного отсека устроена таким образом, что при столкновениях энергию удара принимают на себя лонжероны и передняя балка. Деформируясь, они уменьшают нагрузку на пассажирский отсек. Такая конструкция повышает шансы водителя и пассажиров уберечься от травм в ДТП.

Схема расположения деталей пассажирского отсека легкового авто следующая:

• нижняя передняя балка под лобовым окном;
• передняя и задняя поперечины крыши;
• боковой лонжерон крыши;
• передние, боковые и задние стойки;
• пороги;
• днище;
• усиливающие конструкции днища.

В других источниках названия деталей кузова могут незначительно отличаться, однако сути дела это не меняет. Приведенная схема позволяет в общих чертах разобраться, из чего состоит кузов и каково его устройство.

Все части пассажирского отсека легкового авто имеют необходимую жесткость, которая обеспечивает надежное крепление облицовочных и функциональных деталей. Помимо этого устройство пассажирской части делается таким образом, чтобы обеспечить максимальную пассивную защиту в случае боковых столкновений.

Багажный отсек легкового авто состоит из задней панели и крыльев. Схема этого отделения разработана таким образом, что его устройство позволяет выдерживать нагрузки от полезного багажа, а также обеспечить пассивную безопасность в случае ударов в заднюю часть автомобиля.

Устройство кузова легковых машин зависит от модели, производителя и других деталей. Однако в большинстве серийно выпускаемых машин схема расположения кузовных деталей примерно одинакова. Резкое отличие имеют только спортивные автомобили и прототипы концептуально новых моделей, произведенных в количестве нескольких единиц. Кузов таких машин может иметь иную конструкцию.

Схема кузова автомобиля подробно

Кузов нынешней автомашины представляет собой наиболее важную часть средства передвижения. Как правило, остов автомашины выполняет функцию несущего типа, хотя может быть и ее обособленным компонентом.

Разновидности

Известны три разновидности современных кузовов для «легковушек». Рассмотрим их подробнее.

1. Несущий. Такой автомобильный остов способен воспринимать все нагрузки, действующие на автомашину. На сегодняшний день таким кузовом оснащается большая часть современных авто.
2. Разгруженный. Данная разновидность автомобильного остова отличается наличием пружинистой интеграции с рамой. Кузов этого типа способен воспринимать лишь массовые нагрузки. Данной разновидностью кузова оснащают, как правило, внедорожники.
3. Полунесущий. Данный вид автомобильного остова занимает срединную ступень между двумя другими. Схема этого кузова подразумевает жесткое соединение с рамой.

Кузов автомобиля не зря считается самой дорогой составляющей автомобиля. Именно по нему определяется стоимость машины, ее удобство, уровень ПБ и т.д.

Подробная схема

Корпус или каркас – это основная часть кузова. Именно к корпусу бывают шарнирно прикреплены все навесные части остова, включая капот, двери и так далее.

Сам корпус является безоговорочно прочной сварной формой, собранной из сепаратных компонентов. В частности, это днище, передок, задок, крыша и боковины.

• Основание кузова или днище изготавливается в виде ЦЛМ панели, форма которой напоминает корыто. По центру днища проходит тоннель, в которой спрятаны бывают топливные и жидкостные коммуникации, а также некоторые узлы трансмиссии. Благодаря тоннелю можно не только скрыть коммуникации, но и увеличить жесткость пола. Также в основании предусмотрена бывает ниша для запаски, а вдоль днища привариваются лонжероны.
• Передок нужен для соединения лонжеронов, крыльев и брызговиков. Выполняя функцию силовых элементов, передние лонжероны держат силовую установку и подвеску одновременно. Крылья могут иметь съемную либо несъемную конструкцию.
• В задней части располагается багажная панель и брызговики.
• Боковина – это часть кузова, состоящая из панелей.
• Крыша является ЦЛШ составляющей, упрочненной поперечинами.

Основание кузова некоторых современных автомобилей подразумевает наличие датчика положения. Этот регулятор предназначен бывает для автоматического поддержания уровня низа кузова над дорогой. Датчик или датчики (их на кузове может быть два) обеспечивают постоянную высоту уровня. Фиксируются они непосредственно к кузову.

Схема автомобильного остова обязательно предполагает требования, которые выдвигаются к нему. В частности, это параметры безопасности, определенная масса и многое другое.

Примечательно, что соответствие современным требованиям всегда достигается за счет использования в конструкции автомобильного остова инновационных материалов, передовых технологий, и активных профилей.

В качестве материалов принято использовать при изготовлении кузова современного авто сверхпрочные стали, алюминий, различные композитные материалы. Для создания специальных зон деформаций принято использовать комбинацию материалов различной толщины.

В роли лучших передовых технологий в последнее время выступают такие методики, как точечная или лазерная сварка, структурная клейка и лазерная пайка и т.д.

Рассмотрим подробнее схему кузова на примере автомобиля Ауди А6 ниже.

1	Передний лонжерон
2	Передний щит
3	Передняя стойка
4	Крыша
5	Задняя стойка
6	Заднее крыло
7	Панель багажника
8	Средняя стойка
9	Порог
10	Центральный тоннель
11	Основание
12	Брызговик

Материалы и технология

Остов современного автокара изготавливается из хорошей, прочной стали. Последняя обязательно проходит несколько этапов обработки. Если применяются тонкие стали, то это помогает уменьшить массу автомобиля. Уменьшение веса положительно сказывается на динамике автомашины, экономичности и других параметрах. В последнее время в некоторых частях кузова также стали применять другие материалы, такие как алюминий, что заметно облегчает массу.

Соединение деталей кузова между собой возложено на точечную сварку. Именно эта технология позволяет обеспечить сверхнадежность креплений, одновременно минимизируя количество острых углов и кромок (последние наиболее подвержены к воздействию коррозии).

В будущем производители намерены пользоваться только лазерной сваркой для соединения деталей. Такой подход к делу сведет к минимуму наличие впадин или выпуклостей на сварных швах, конструкция автомобильного остова станет в целом более простой и надежной.

Деформации кузова: перекосы и их устранение

Понятие перекоса подразумевает нарушение допустимых пределов геометрических размеров кузова, а также изменение местоположения базовых точек.

Известно, что перекосы бывают нескольких видов. Как правило, принято различать перекос несложный, перекос кузова средней сложности, тяжелый перекос и так далее. В таблице ниже приведены виды перекосов.

Разновидности перекосов кузова

Несложный перекос	Нарушение геометрических параметров проемов боковых дверей, капота, крышки багажника (двери задка), проемов стекол задка и ветрового окна
Перекос средней сложности	Нарушение месторасположения базовых точек боковин кузова, а также геометрии проема крышки багажника (двери задка) и задних лонжеронов
Сложный перекос	нарушение геометрических параметров проема капота и передних лонжеронов
Перекос особой сложности	Это перекос каркаса салона (кузова), проемов капота (крышки багажника) и передних (задних) лонжеронов

Видео о том, как устраняются перекосы кузова

Устранение перекоса подразумевает восстановление деформированных геометрических размеров на стапельном оборудовании.

Используя специальное измерительное оборудование, сегодня становится возможным определять объем работ на стапельном оборудовании. Как правило, это бывает компьютер с возможностью выведения диагностических карт и фотографий на монитор.

Экспозиция КТ высчитывается и передается на монитор автоматически. Картинки базовых точек увеличиваются на весь экран, что позволяет без сложностей определять местоположение.

Современные компьютерные измерительные системы легко устанавливаются на различные стенды для восстановления автомобильных остовов. Благодаря их универсальности, хорошей компоновке и мобильности их несложно передвигать.

Давно известно, что с перекошенным кузовом ездить крайне воспрещается. Это очень опасно, ведь в таких случаях нормальное функционирование автомашины не обеспечивается, прежней управляемости и устойчивости автомобиля на дороге нет.

Грамотно восстановленный кузов – это полное соответствие всех размеров, дистанций между базовыми точками с заводскими параметрами, приведенными в документации производителя.

В частности, для того чтобы устранить перекосы кузова проверяются и восстанавливаются следующие характеристики.

• Зазоры между корпусом и навесными деталями, такими как капот, двери и т.д.
• Проемы окон, особенно лобового и заднего (проверяются дистанции по диагонали, вертикали, горизонтали и т.п.).
• Соответствие по отношению друг с другом базовых контрольных точек.

Итак, несложно догадаться, что перекос кузова определяется по изменению дистанций в зазорах, несоответствии между базовыми точками и тому подобное.

Читайте полезные рекомендации по пошаговому кузовному ремонту в других статьях нашего сайта. Посмотрите видео о том, как устраняются перекосы, изучите таблицы и схемы.

100% ЗАЩИТА ОТ КАМЕР ГИБДД — НАНОПЛЕНКА! Подробнее по ссылке

• Скрывает номер от камер и радаров.
• Начинает действовать сразу после установки.
• Быстро и легко приклеивается.
• Защита номеров до 2-х лет.

ЧТО ВЫ ПОЛУЧИТЕ БЛАГОДАРЯ НАНОПЛЕНКЕ

• На 100% скрывает номер от камер ГИБДД в любую погоду.
• Невозможно обнаружить защиту глазом.
• Прочно держится в любую погоду и после мытья автомобиля.

НАНОПЛЕНКА является полностью незаметной для человеческого глаза.