Как увеличить жесткость кузова

Каркасы сегодня прочно заняли место в ряду самых популярных тюнинг аксессуаров, а про распорки, наверно, не стоит даже и говорить – это вообще относится, чуть ли не к разделу стока. Как это не печально, но многие ставят каркасы и распорки из-за красоты, по принципу хуже не будет…

Кто учился в университете на техническую специальность, не понаслышке знает про предмет «Сопротивление материалов» или «Сопромат». Этот предмет считается одним из самых сложных в высшей школе, благодаря ему наша армия пополнилась не одним взводом молодых солдат. Для тех, кто учился на гуманитарных специальностях и ли просто не учился, рассказываем: сопромат изучает способность материала сопротивляться воздействию на него других тел. В нашем случае материал – это кузов, а другие тела – это дорога, силы инерции и другие побочные дорожные объекты, включая кузова других автомобилей. В купе действие этих факторов приводит к достаточно серьёзным последствиям для кузова вплоть до полной не пригодности автомобиля.

Приведём яркий пример: большинство бытовой техники продаётся в картонных коробках с вставками из пенопласта по внутреннему периметру. А теперь подумай, если взять просто картонную коробку и начать скручивать, то проблем у тебя с этим точно не возникнет, она легко складывается и мнётся. Теперь заклеим крышки скотчем, она всё ещё мнётся, но уже надо приложить достаточно большое количество усилий. А если вложить продольные распорки из пенопласта, которые прочно упираются в бока, теперь можно засовывать много килограммовую технику, даже забивать гвозди и играть в футбол – не прочный на вид картон без проблем с этим справится.

Тоже и с автомобилем, но в любом, даже самом жестком кузове, возникают деформации, пускай даже микроскопические. Для ещё одного примера возьмем, скажем, так «не новую» машину отечественного производства и поднимем её на домкрате. В 80% случаев при этом двери заклинит в проёмах, а это значит, что кузов деформировался! Как это влияет на поведение автомобиля? Главная прочностная характеристика автомобильного кузова — это его жесткость на скручивание. Если жесткость кузова невелика, тогда реакции на повороты руля становятся «размазанными» — изгиб кузова и податливость металла в зонах крепления рычагов подвески вносят рассогласование в работу передней и задней подвесок. К тому же постоянное скручивание заставляет кузов стареть интенсивнее. Начинают потихоньку «раскрываться» сварные швы, в образовавшиеся микротрещины пробирается коррозия. В общем, ничего хорошего. Также достаточно сильно на жесткость влияет и тип кузова. В этом плане 3-х дверные хэтчбеки и купе по жесткости намного впереди всех остальных именно из-за формы кузова, обеспечивающего максимальное сопротивление изгибу, ну а самыми мягкими считаются минивэны и универсалы.

Какие же причины не дают конструкторам добиваться максимально увеличения жесткости? Во-первых, это вес. Чем большим количеством металла мы усилим, тем тяжелее становится автомобиль. В итоге меняем «шило на мыло». Частично ситуацию спасают усилители из легкого карбона, но тут встаёт другая проблема – цена. Не последнюю роль играет и безопасность, ведь зона моторного отсека должна легко деформироваться, а следовательно быть как можно менее жесткой. Конструкторам приходится идти на компромисс и искать баланс в этих показателях. Измеряется крутильная жесткость кузова в ньютон-метрах на градус (Нм/град.- чем больше силы (в ньютонах) приложить, тем на больший угол(в градусах) деформируется кузов .)Чем выше эта величина, тем меньше деформируется кузов от приложенной скручивающей нагрузки

Пути и способы увеличения жесткости.

Вариантов увеличения жесткости много и их выбор зависит, прежде всего, от назначения автомобиля и толщины кошелька владельца. Первое это «распорки» или «растяжки».

Читайте также:  Можно ли ездить на сцеплении без газа

Вариантов просто тьма – десятки разновидностей и сотни модификаций. Но всё же можно выделить основные виды: распорка передняя, распорка нижняя, распорка задняя, так же в эту группу можно добавить – «косынки» и «штанги»

Это — элемент силовой структуры стоек крепления передней подвески.

Передние распорки – самый распространённый вид укрепления кузова, его плюсы очевидны – простота установки, небольшая цена, визуальная привлекательность и достаточно сильное увеличение жесткости передней части автомобиля. Их назначение – снижать деформацию и перемещение чашек кузова при повороте автомобиля. Результат установки зависит от автомобиля. Если его конструкция в целом сбалансирована, тогда результат, скорее всего, виден не будет. А для других данное устройство рекомендуется категорически. Например, для ВАЗовского «десятого» семейства. Там «гуляют» не только стойки, а деформируется весь щит передка! Кстати, для него тоже есть специальный усилитель, но об этом позже. На рынке сейчас можно наблюдать изобилие передних распорок, но принципиально различается лишь материал и способ крепления.

Обычная распорка работает исключительно на сжатие, но можно заставить работать её и на кручение, для этого чашку дополнительно усиливают ещё одним элементом – косынками( специальными толстыми стальными пластинами). В результате распорка начинает работать ещё и на кручение. Косынками можно так же усилить места колёсных арок, стоек подвески и рёбер жесткости всего кузова, в большинстве своём для этого придётся разобрать почти пол машины, по крайней мере весь салон точно, поэтому этот приём используется в основном на гоночных машинах.

Кроме этого к дополнительному элементу передних распорок можно отнести так называемые «штанги». Штанга это особое подвижное крепление соединяющие двигатель и распорку, кроме этой существуют штанги соединяющие двигатель с другими «крепкими» элементами. Работает этот элемент главным образом при торможении двигателем и резких стартах, эффект -уменьшение перемещений силового агрегата при экстремальных нагрузках, уменьшение увода автомобиля при резком троганье с места, уменьшение перемещений рукоятки рычага КПП, ну, и естественно повышение общей жесткости кузова. К недостаткам применения штанг следует отнести повышение уровня шума в салоне автомобиля

Усиление кузова ВАЗ

Не маловажное значение в тюнинге имеет усиление жёсткости кузова.

При прохождении поворотов, крутых виражей она сильно влияет на управляемость автомобиля. Главная характеристика кузова—жёсткость на скручивание.

Если жёсткость небольшая,то при различных манёврах, реакция рулевого управления становиться "размазанной", кузов деформируется и скручивается, подвеска начинает работать неправильно.

Постоянные деформации ведут к усталости металла, точки сварки медленно разрушаются, в них попадает влага и другие агрессивные вещества, что неизбежно ведёт к корозии.

Когда проектируют кузов, конструктора учитывают множество факторов, таких как вес, жёсткость, пассивная безопасность и другие, и ищут между ними компромис.В последние годы к ним на помощь пришло компьютерное моделирование, но всё равно проработать все факторы сложно, поэтому тюнинг-мастера исправляют некоторые ошибки и недоработки конструкторов.

Крутильная жёсткость кузова измеряется в Ньютон•метрах на градус(Нм/град), чем больше значение,тем жёстче кузов. На жёсткость влияет и тип кузова: двухобьёмные хэтчбэки жёстче,чем трёхобьёмные седаны. Количество дверей, расположение силового агрегата также сказываются на жёсткости кузова.

Вот некоторые результаты испытаний на стенде АвтоВаза:

Автомобиль Тип кузова Жёсткость,Нм/град

Ваз 1111 Ока 3-х дверный хэтчбэк 7000

Ваз 21043 Универсал 6300

Ваз 2105 Седан 7300

Ваз 2106 Седан 6500

Ваз 2107 Седан 7200

Ваз 21083 3-х дверный хэтчбэк 8200

Ваз 21093 5-и дверный хэтчбэк 6800

Ваз 21099 Седан 5500

Ваз 2115 Седан 5500

Ваз 2110 Седан 8000

Ваз 21102 Седан 8400

Ваз 2111 Универсал 7400

Ваз 2112 5-и дверный хэтчбэк 8100

Читайте также:  Минеральное масло в приору

Ваз 21106 Седан 12200

Ваз 21213 Нива 3-х дверный хэтчбэк 8900

Ваз 2131 Нива 5-и дверный хэтчбэк 7400

Ваз 2123 Шевроле Нива 5-и дверный хэтчбэк 12000

Ваз 2120 Надежда 4-х дверный минивэн 10000

Автомобиль Год замера Тип кузова Жёсткость,Нм/град

Daewoo Lanos 1997 3-х дверный хэтчбэк 10500

Fiat Tempra 1994 Седан 6700

Ford Fiesta 1995 3-дверный хэтчбек 6500

Opel Corsa 1999 3-дверный хэтчбек 8000

Opel Astra 1998 5-дверный хэтчбек 11700

Toyota Corolla 1995 3-дверный хэтчбек 10500

Современные иномарки,такие как Volvo S60,Alfa Romeo 147,Citroen C5 имеют жёсткость около 20000 Нм/град.

Так за счёт чего же увеличивают крутильную жёсткость кузова? Самый простой способ-это установка распорок и растяжек.

Распорка передних стоек.

Многие люди утверждают,что толку от неё нет,но это не так. Проводилось много тестов, которые доказывают обратное. С данным девайсом, перестроения и прохождение поворотов проходит более уверенно и на большей скорости.

Также снижается степень деформаций,что благоприятно сказывается на долговечности кузова.

Для автомобилей с жёсткой передней подвеской, рекомендуется устанавливать распорки "помягче", а со стандартной можно поставить усиленную.

Лучше ставить детали известных фирм-производителей, а не "безымянные" которые сделаны в гараже, и подбирать под конкретный автомобиль, с конкретным мотором, иначе при установке могут возникнуть проблемы, такие как задевание о патрубки, бачок с тормозной жидкостью, а ещё лучше берите чек, чтобы потом можно было поменять, в случае нестыковки.

Распорка задних стоек. Создаёт усиление задней части кузова. В такой распорке больше нуждются Ваз 2111-12,чем 2108-09, где заднее сиденье играет элемент жёсткости кузова,так как в 12ых сиденья раскладываються, то и жёсткость кузова в этом месте невелика.

Уменьшает перемещение верхних точек

крепления стоек, увеличивает общую

жёсткость кузова, и управляемость.

Положительно сказывается на

Существует ещё более жёсткая конструкция, ставиться за спинкой заднего сидения-это задний усилитель кузова.

Как заявлено жёсткость повышается на 20-25%,улучшается управляемость, устойчивость на дороге.Повышается реакция автомобиля в прохождении поворотов.

.

Усилитель щитка передка

Уменьшает люфт корпуса рулевой рейки в крепежных

хомутах, существенно улучшает управляемость

автомобиля. Применяется для повышения жесткости

щитка передка,уменьшает амплитуды перемещений

картера рулевой рейки: в продольном направлении

в 2 раза, в поперечном – в 5 раз

Увеличивают жёсткость кузова вцелом.

Есть подрамники с дополнительной опорой двигателя,

что улучшает подвеску двигателя.Некоторые

подрамники достаточно сложны в установке,иногда

приходиться переваривать некоторые детали передка.

Также находит применение такая процедура как увеличение сварных швов, на заводе кузовные детали приваривают с помощью точечной сварки,что делает кузов менее жёстким.

Вваривают дополнительные металлические пластины и усилители в слабые места кузова.

Более сложный этап усиления кузова-это установка трубчатого каркаса безопасности.Они бывают профессиональные для соревнований и "гражданские",вторые попроще и подешевле.Делятся на вварные и разборные, первые ввариваются в силовую структуру кузова,а во втором случае ввариваются только крепления,и к ним уже прикручивают трубы.

Главный минус каркасов-это вес,средний каркас весит около 40 кг.Также с ним дольше придётся проходить техосмотр.

Кроме того ухудшается обзорность,и усложняется

посадка/высадка пассажиров,но это решать уже

Вам,иметь или не иметь.Например в европейских

странах,почти на каждой второй тюнинговой

машине стоит каркас безопасности.

Но каркас безопасности может и серьёзно

навредить.В условиях гонок он защищает жизненое пространство и усиливает кузов, в повседневной жизни он может стать опасным,так как использование неэластичных ремней безопасности,при аварии,может привести к сильным перегрузкам и травмам,вплоть до разрыва внутренних органов.

Делать кузов жёстче или нет,конечно решать вам.

При использовании материалов активная ссылка обязательна!

Несмотря на общую целостность, кузов автомобиля представляет из себя сложную конструкцию, сваренную воедино из десятков, а иногда и сотен элементов. Прибавьте к этому действующие на него нагрузки от подвески и агрегатов, вызывающие в металле внутренние напряжения. Факторы внешней среды тоже не идут кузову на пользу и негативно отражаются на его долговечности. Резюмировав, получаем, что «скелет» автомобиля вовсе не так фундаментален, как может показаться на первый взгляд.

Читайте также:  Поставить термостат от гранты на ваз 2114

Почему же производители со своими астрономическими бюджетами не закладывают достаточную жёсткость кузова на стадии проектирования и производства автомобиля, оставляя поле деятельности для нас, «тюнингистов»? Во-первых, закладывают, но для обыкновенной, гражданской езды. Во-вторых, в процессе эксплуатации она теряется, равно как и из-под капота убегают отжившие своё «лошади». Наконец, инженеры-проектировщики не могут наращивать жёсткость до бесконечности, так как скованы десятками других факторов. Например, использование высокопрочных сталей наращивает массу автомобиля и удорожает производство, а отдельные элементы, такие, как передние лонжероны, в угоду пассивной безопасности должны гасить энергию удара при столкновении. Следовательно, они должны быть выполнены из мягких сплавов. Кроме того, существуют ограничения по компоновке, вынуждающие делать элементы изогнутыми, что в свою очередь снижает их жёсткость.

Итак, краеугольная величина, ради повышения которой всё затевается – жёсткость кузова на кручение вдоль продольной оси кузова автомобиля. Измеряется она в Нм/градус и показывает, какое усилие нужно приложить к кузову, чтобы изогнуть его на один градус. По современным меркам нормальным показателем для машин с несущим кузовом является 20 000 Нм/град и выше, в то время как в начале века цифры были ниже вдвое. Максимальной величиной жёсткости обладают так называемые «однообъёмники», чья силовая структура условно напоминает куб. Хуже с этим делом у трёхобъёмных машин, особенно с большим количеством дверей, так как последние не являются частью силовой структуры кузова. Самая большая проблема, следовательно, у открытых кузовов: родстеров, кабриолетов и им подобных. Именно поэтому кабриолеты зачастую тяжелее аналогичных купе – для компенсации жёсткости кузова вследствие «поехавшей крыши» их конструкция усиливается дополнительно.

Измерение жёсткости кузова на кручение – процесс многоступенчатый и любопытный. Прежде всего, опытные образцы тестируют в виртуальной среде при помощи программ, которые не предустановлены на ваших Windows и MacOS. Но наибольший интерес представляет «живой» тест. В этом случае кузов фиксируется на станине измерительного комплекса за точки крепления задней подвески. В это время на точки крепления передней подвески воздействуют мощные гидроцилиндры, которые создают усилие «на кручение» в вертикальной плоскости, но разных направлениях.

Как мы упомянули, в процессе эксплуатации жёсткость кузова неотвратимо снижается, и хороших последствий это не принесёт в любом случае. Автомобиль с «уставшим» кузовом медленнее реагирует на повороты руля, его реакции расхлябаны и неоднозначны. Кроме того, «дышащий» металл сильнее подвержен деформациям и растяжениям, а также коррозии. При подъёме на домкрате, диагональном вывешивании или заезде одним из колёс на бордюр двери из-за возникшего перекоса могут попросту не открыться… или не закрыться. Короче говоря, с недостатком жёсткости нужно бороться. Какими способами? Ниже приведём их перечень с указанием достоинств и недостатков каждого.

Распорки

Этот вариант усиления кузова, пожалуй, больше других «на слуху». Сотни тюнинговых фирм сегодня готовы предложить распорки практически на любой автомобиль. Устанавливаются такие детали в штатные места без существенных доработок, а нередко ими снабжают автомобиль, покидающий сборочный конвейер ещё на заводе. Но мы говорим про тюнинг, поэтому «стоковые» варианты рассматривать не будем. Дополнительные распорки призваны связать воедино наиболее нагруженные, а оттого и «гуляющие» элементы кузова, такие как стаканы стоек подвески, точки крепления рычагов и агрегатов.

You may also like...

Adblock
detector