Автомобили с рамной конструкцией. Рама автомобиля — какие существуют типы рам

Рама – разновидность несущей системы транспортного средства, она держит в целости всё содержимое автомобиля и не даёт всему конструктору рассыпаться на мелкие детали. На раму устанавливается всё техническое оборудование автомобиля, и уже готовая рамная конструкция называется рамным шасси. К законченному рамному шасси крепится сам кузов. Рама занимает примерно 15% от всего веса автомобиля, то есть это самая тяжёлая его часть.

1. Роль рамы в общей конструкции автомобиля

Автомобили, построенные с помощью рамной конструкции, рассчитаны на высокие нагрузки. Такие автомобили должны быть способны перевозить большой груз и легко преодолевать тяжёлую дорогу. Поэтому к рамному производству довольно высокие прочностные требования. Она должна быть стойкой к колебаниям на дорожных неровностях.

2. Основные виды рам кузова

2.1 Лонжеронные рамы

Такие рамы состоят из двух металлических продольных балок, проходящих через всю длину кузова. Их ещё называют лонжеронами, отсюда рама получила своё название. Лонжеронная рама своим видом напоминает лестницу. Балки соединяются между собой траверсами – поперечинами, придающими такой раме жёсткости. А сами элементы рамы соединяются между собой сваркой или заклёпками. Это самый распространённый вид автомобильных рам.

Машины с лонжеронными рамами характеризуются достаточно опущенным полом, большим весом и громоздкостью. Эти особенности и являются главными недостатками такой рамы. Лонжеронные рамы чаще используют при построении грузовиков и внедорожников, в местах большей нагрузки делают уплотнения металла.

2.2 Хребтовые рамы

Состоят из одной продольной балки (или трубы), внутри которой размещаются трансмиссионные валы, и которая соединяет картер заднего ведущего моста с силовым агрегатом и трансмиссией. Автомобили с хребтовыми рамами преобладают меньшим весом над автомобилями с лонжеронными рамами, а также большей крутильной жёсткостью. Но большим минусом такой конструкции является сложность ремонта машины, так как требуется разбирать её полностью, чтобы устранить даже маленькую неполадку. Такого вида рамы использовались в изготовлении автомобилей чешской компанией Tatra.

2.3 Вильчато-хребтовые рамы

Это подвид хребтовых рам, и его главной особенностью является то, что и передняя, и задняя части представляют собой трезубцы, основой которых есть центральная труба каркаса, а от неё уже отходят два , которые используют для крепления узлов и агрегатов. В них используется обычный карданный вал, а картеры мостов и двигателя не являются единым целым с центральной трубой. Главный недостаток таких машин – неважная управляемость из-за расположения мотора сзади. В наше время такой вид рамной конструкции в автомобилестроении уже не используется.

Разновидность лонжеронных рам, которую начали массово применять на крупных европейских легковых авто и американских «дредноутах» в 60-х годах. В этих рамах лонжероны размещены так широко сзади, что при установке кузова находятся у порогов, что позволило значительно повысить уровень пола и уменьшить саму высоту автомобиля. Большие плюсы такого авто в том, что он максимально приспособлен к боковым ударам, но и минус немаленький есть – кузов автомобиля должен быть более прочным и жёстким, так как рама неспособна выдержать большую нагрузку.

2.5 Пространственные рамы

Эти наиболее сложный вид рамной конструкции, который используется в производстве спортивных авто. Это конструкция из тонких легированных труб, которым несвойственно кручение. Трубные конструкции плохо переносят испытание на изгиб. И сегодня они уступили место в автомобилестроении монококам, но получили применение в автобусостроении.

3. Преимущества и недостатки рамных конструкций

Благодаря раме транспортное средство гораздо легче ремонтировать, а также собирать на заводе. Рамная конструкция тем и отличается от кузовной, что все её поломки можно исправить с помощью хорошего мастера и материала. Также важным преимуществом рамной конструкции машины является то, что у такого автомобиля после долгих путешествий по плохим дорогам не будет перекосов дверных проёмов и трещин стоек лобового стекла, более долговечная ходовая. Ещё у рамного автомобиля склонность к опрокидыванию немного ниже, чем у кузовного.

Как видим, у рамных автомобилей есть множество достоинств, но недостатки дают возможность кузовным конструкциям преобладать в производстве легковых машин. Первый недостаток – значительно увеличенная масса автомобиля при отделении функций кузова от функций рамы, а при увеличении массы автомобиля повышается и его расход топлива. Второй – это то, что лонжероны под кузовом занимают много места, и это затрудняет посадку в автомобиль и забирает значительную часть пассажирского салона.

Также низкий уровень пассивной безопасности, так как возможно смещение рамы относительно кузова при ударе. По этим причинам несущий кузов стал незаменим для легкового автомобиля. А рамные конструкции прекрасно справляются с трудными условиями передвижения грузовиков.

4. Область применения рамных конструкций

Рамные конструкции используют, в основном, в производстве внедорожников и грузовых машин, так как рамная конструкция способна принимать большую нагрузку. Ещё раму имеют легковые автомобили премиум-класса и некоторые автобусы.

За всю историю виды рам менялись не один раз, сначала их делали клёпаными и литыми. Клёпаные рамы – самые распространённые, самые простые в производстве и технологичны. Клёпаными и литыми способами, в основном, делали легковые авто. Литые машины – сильно затратные по времени изготовления и являются довольно дорогим удовольствием. Поэтому сварные конструкции рам вошли в историю легко и остались там надолго.

Сварную технологию применяют и в наше время, потому что это просто, надёжно и недорого. А также этот способ одинаково прекрасно подходит для изготовления как легковых авто, так и грузовиков. Заключается этот метод в том, что отдельные детали выливают, а потом сваривают между собой.

Ну и напоследок, несколько примеров автомобилей с рамной конструкцией :

UAZ Patriot (улучшенная версия УАЗ 3160);

Внедорожники от Great Wall;

Haval H3, Haval H5;

Внедорожники от SsangYong;

Actyon i Actyon Sports;

Флагман Rexton.

Приветствую вас, мои дорогие читатели! В данной публикации, друзья, мы разберёмся в особенностях конструкции кузовов легковых автомобилей, их разновидностях и выясним, что лучше рама или несущий кузов.

Если Вы владелец классического внедорожника, созданного для преодоления самых сложных препятствий, то вы поймете почему он имеет раму. Конечно же, эта статья будет интересна и тем, кто хочет углубить свои знания об автомобилях, кто желает начать с основ – с их каркаса, скелета.

Для начала в общих чертах обозначим, что есть рама. В простейшем виде это две параллельные металлические балки (лонжероны), соединённые между собой множеством поперечин.

К этой конструкции крепится подвеска с колёсами, устанавливается двигатель, а потом сверху навешивается кузов. Причём ничего не мешает разработчикам навешивать на одну и ту же раму разные кузова – в этом проявляется одно из её преимуществ.

Рама в качестве основы транспортного средства появилась с самого зарождения автомобильной техники и активно использовалась в этой роли на протяжении многих десятилетий. В чём причина такого долголетия?

Дело в банальном несовершенстве технологий, из-за которого другие варианты скелетов, например несущие кузова, были более тяжёлыми и сложными в производстве. Но время шло, появлялись новые сплавы, совершенствовались конвейеры и повышались требования безопасности.

Все эти факторы отодвинули рамные остовы в сегменте легковых автомобилей на задний план, уступив место несущим каркасам. Справедливости ради нужно сказать, что рамы не забыты окончательно. На их базе и поныне создают высокопроходимые внедорожники и грузовики, потому что там, где высокие нагрузки, подобные конструкции каркаса авто имеют преимущества.

Эволюция и разнообразие рам

И все же что лучше рама или несущий кузов…Если о рамах, то по своему исполнению рамы довольно разнообразны. Существуют такие виды:

• лонжеронные;
• хребтовые;
• пространственные.

Лонжеронная рама достаточно простая и популярная конструкция. Два параллельных лонжерона с поперечинами, обеспечивающими жёсткость, которые могут располагаться как в одной плоскости, так и менять свой профиль. Такой тип рамного каркаса используют в наши дни при производстве грузовиков, а также внедорожников.

Хребтовая рама

Хребтовый вид менее популярен, можно даже сказать, что он сейчас является редкостью. Основу такого остова составляет одна балка, расположенная посредине, а к ней, как рёбра крепятся поперечины. К одной из особенностей хребтовых рам можно отнести подвеску, которую в этом случае можно выполнить только по независимой схеме. Главным носителем такого остова были грузовики Tatra.

Пространственные или каркасные рамы

Что может объединять автобусы и спортивные автомобили? Как оказалось – пространственные рамы. Эти каркасы, больше схожие на несущие кузова, представляют собой как бы 3D-модель автомобиля, но только без кузовных панелей.

Рамные и несущие кузова: противостояние

Что ж, друзья, нам осталось выяснить, почему, несмотря на свою простоту, рамные каркасы уступили место под солнцем несущим кузовам.

Одной из главных причин стала их низкая пассивная безопасность – при разработке автомобиля с рамным остовом практически невозможно создать так называемые зоны деформации.Помимо этого, сам кузов, где находятся водитель и пассажиры более уязвим, а если начать его усиливать разными элементами, то в результате получим очень тяжёлую машину, что также недопустимо в современных реалиях.

На этом, уважаемые коллеги, разрешите откланяться. Подписывайтесь на рассылку, и Вы никогда не пропустите свежие и интересные статьи. Делитесь с друзьями в соц.сетях и обсуждайте прочитанное, так вы глубже усвоите материал.

Как метко однажды заметил Наполеон, в России нет дорог - есть лишь направления. Эта формула действительна и поныне, спустя 200 лет после французского вторжения. Если раньше можно было везде проехать на лихом коне, то теперь зачастую единственным способом добраться из пункта «А» в пункт «Б» является рамный внедорожник. Что это такое, разберемся по порядку.

Что значит рамный автомобиль?

Некоторые автомобили имеют несущий каркас, к которому крепятся все остальные компоненты, подобно человеческому скелету. Рама призвана выдерживать на себе не только механические элементы машины, но и бороться со статическими и динамическими нагрузками, не допуская излишнего прогиба или деформации.

1. Вес пассажиров и грузов;
2. Сила скручивания, передающаяся при езде по неровным поверхностям;
3. Поперечные боковые силы, вызванные дорожными условиями, давлением бокового ветра и эффектами при поворотах;
4. Крутящий момент от двигателя и трансмиссии;
5. Продольное растяжение при старте с места и ускорении, а также сжатие при торможении;
6. Резкие удары от столкновений.

Практически доказано, что наилучшим образом с поставленными задачами справляются каркасы из углеродистой стали . В редких случаях конструкции исполняют из алюминия, с целью радикального снижения несущей массы авто.

До 1930-х годов рама имелась на вооружении практически всякого железного коня. Но постепенно все больше производителей стали склоняться в пользу безрамной конструкции, в которой шасси и кузов интегрированы друг в друга.

Преимущества рамной конструкции

Данное технологическое решение имеет следующие сильные стороны :

• Относительная конструктивная простота с инженерной точки зрения;
• Повышение уровня комфорта и эргономики для пассажиров и водителя. Рама позволяет значительно улучшить шумо- и виброизоляцию. В ее отсутствие достичь аналогичного эффекта будет гораздо сложнее и дороже;
• Это единственно верный способ сделать транспортное средство устойчивым для серьезных физических перегрузок. Именно поэтому грузовики, автобусы, пикапы и большинство внедорожников по-прежнему имеют рамную конструкцию ;
• Для производителя это означает относительное удешевление технологии производства новых моделей. Удлиненный каркас, например, легкового авто может дать начало лимузину;
• Упрощение конвейерной сборки, благодаря чему удается несколько снизить стоимость производственных затрат;
• Сильной стороной является также долговечность, особенно если речь идет о моделях прошлых лет, когда не существовало эффективных химических средств по борьбе с ржавлением;
• Достаточная ремонтопригодность благодаря все той же простоте конструкции. В особо запущенных случаях каркас может быть и вовсе заменен.

Причины снижения популярности

В современных условиях данный тип конструкции встречается все реже и реже. Отказ от рамной технологии происходит из-за ее значительных недостатков :

• Высокая масса автомобиля, что негативно влияет на скорость передвижения и расход топлива;
• Малый объем интерьера. Силовые элементы (балки), проходящие непосредственно под полом кузова, достаточно велики - настолько, что это может создавать проблемы для пассажиров с высоким ростом;
• В случае столкновения возникает ненулевой риск смещения кузова и каркаса друг относительно друга. Неизбежным следствием такого гипотетического исхода будут человеческие жертвы;
• Устойчивость легковых автомобилей при деформационном воздействии сил в поперечной плоскости достаточно низка. Объемные конструкции позволяют избежать этого недостатка, но использование их в моделях массового производства невозможно.

Именно поэтому автомобили с таким каркасом все реже встречаются на наших дорогах.

Что значит рамный внедорожник?

Если на легковых автомобилях рама ныне практически никогда не встречается, то на машины повышенной проходимости ее устанавливают до сих пор.

Автомобиль тем самым получает много дополнительных возможностей :

• Лифтование . Автолюбитель может изменять дорожный просвет по своему усмотрению путем установки колес большего радиуса;
• Устойчивая конструкция позволяет использовать своего железного коня в качестве буксира . В рекламных проспектах обычно «джип» ведет за собой яхту (что становится вполне возможно при наличии рамы);
• Езда по ухабам становится чуть менее мучительной. Каркас из углеродистой стали, расположенный под полом, съедает все неровности.

Такой танк одинаково хорошо себя чувствует и на городской магистрали, и в далекой глубинке. Но сила негативных моментов (мы их рассмотрели в предыдущем разделе) такова, что даже легендарные марки внедорожников выходят в безрамном кузове.

Лучшие представители класса: список

Перечислим топ автомобилей с рамно-мостовой конструкцией , которые по-прежнему находятся на рынке:

1. «Гелендваген ». Любимая машина отечественной мафии, особенно в кинематографе. Мощность мотора достигает полутысячи лошадиных сил. Аскетичный рубленый дизайн прошел сквозь десятилетия и считается эталоном мужского взгляда на настоящий внедорожник;
2. «Мицубиси Паджеро ». Еще один долгожитель на конвейере, на этот раз из Страны восходящего солнца;
3. «Тойота Лэнд Крузер ». Благодаря сочетанию комфортабельности и высоких внедорожных качеств пользуется заслуженной любовью у представителей региональной элиты. В отличие от предыдущего образчика японского автопрома, «Тойота» предлагает гораздо более высокое качество сборки;
4. «Ниссан Патрол ». Непосредственный конкурент «Лэнд Крузера». Выпускается также в короткобазном исполнении;
5. «УАЗ Патриот ». Более реалистичный вариант для кошелька среднего россиянина. Последняя модель порадовала поклонников марки улучшенной управляемостью и большим объемом салона. Но, как и все произведения российского автомобилестроения, данное авто страдает от крайне низкого качества сборки.

Кузов, посаженный на высоко приподнятый над землей жесткий металлический каркас - вот что представляет собой в первом приближении рамный внедорожник. Что это такое, молодые водители могут и не знать. Это вымирающий ныне класс автомобилей, который исчезнет так же, как и динозавры.

Видео: принцип конструкций современных рамных внедорожников

В данном ролике автолюбитель Григорий Игорев расскажет, как устроены рамные внедорожники, какие у них преимущества перед каркасными авто:

Рама (автомобиль)

Рама автомобиля Land Rover III. 2008 год.

У автомобилей с несущим кузовом либо функции рамы выполняет сам кузов (обшивка с местным усилением), либо рама (или заменяющие её подрамники) конструктивно объединена с кузовом и не может быть от него отделена без нарушения структурной целостности (последний вариант иногда выделяют в отдельный тип автомобилей с интегрированной рамой). К отдельной раме кузов обычно крепится при помощи кронштейнов на болтах с толстыми резиновыми прокладками, служащими для уменьшения уровня вибраций, воздействующих на водителя и пассажиров.

К раме, как правило, крепятся все основные агрегаты автомобиля - двигатель , трансмиссия , мосты, подвески , рулевое управление. Вместе они образуют шасси . Рамное шасси представляет собой законченную конструкцию, которая, как правило, может существовать и передвигаться отдельно от кузова.

В настоящее время рамные шасси применяют главным образом на тракторах и грузовых автомобилях, но в прошлом многие легковые автомобили также имели рамное шасси. Также отдельную раму часто имеют «жёсткие» внедорожники.

В автомобилестроении различают следующие виды рам: лонжеронные , периферийные , хребтовые , вильчато-хребтовые , несущее основание , решётчатые (они же трубчатые, пространственные ).

История

Рамы появились на заре развития автомобильной техники. Отдельная рама была чисто автомобильным решением несущей системы , причём идея был позаимствована у железнодорожного транспорта, так как конные экипажи обходились деревянным каркасом кузова из-за существенно меньших нагрузок.

Изначально рамы делали из твёрдого дерева, реже - круглых металлических труб.

В первое десятилетие XX века получили повсеместное распространение рамы из штампованных профилей прямоугольного сечения, на грузовиках их конструкция и до нашего времени изменилась лишь в деталях.

В 1915 году Х. Хэйз (H.J. Hayes) предложил несущий кузов, выполняющий функции рамы. Реализована на практике эта идея была намного позже. В последующие годы несущие кузова получают всё большее распространение, и перед Второй мировой войной они уже были достаточно привычны. Массовыми они стали уже в послевоенный период.

В двадцатые годы чехословацкая фирма «Татра » разработала хребтовую раму, применив её на ряде легковых и грузовых моделей. Широкого распространения за пределами чехословацкого автопрома эта схема, впрочем, не получила (единственным без всяких оговорок массовым примером её использования «в чистом виде» был Фольксваген Жук , но его конструкция была частично скопирована как раз с разработок «Татры», что в послевоенные годы было подтверждено в ходе судебного разбирательства).

В тот же период времени появляются первые кузова с пространственной рамой, первым примером была Lancia Lambda 1922 года (иногда считается первым автомобилем с несущим кузовом, но скорее она имела трубчатую пространственную раму). Разработчики были вдохновлены конструкцией лодочных корпусов.

Практически одновременно на фирме «Обёрн» («Auburn») в США была создана лонжеронная рама с Х-образной поперечиной, объединявшая высокую крутильную жёсткость и относительную лёгкость.

Несущий кузов автомобиля Nash 1942 года.

В тридцатые годы в Европе всё больше производителей легковых автомобилей отказываются от рамы, применяя на своих конструкциях самонесущий кузов - но это ещё не были несущие кузова в полном смысле этого слова: в оконечностях их несущую структуру всё же образовали подрамники - своего рода короткие лонжеронные рамы, приваренные или, чаще, притянутые к кузову болтами.

Некоторые европейские автомобили тех лет, например довоенный Ford Prefect или КИМ-10 , имели сильно облегчённую раму, которая хотя и была физически отделена от кузова, но сама по себе не имела достаточной жёсткости для восприятия возникающих при движении автомобиля нагрузок, делая это лишь в сборе с полунесущим кузовом; такая рама служила для облегчения сборки автомобиля на заводе - на конвейере сначала к раме крепили все агрегаты, а затем её уже в подсобранном виде крепили к кузову.

Однако в США тех лет по прежнему большинство производителей продолжают выпускать автомобили с рамным шасси, во многом - из-за традиции ежегодного обновления дизайна: при рестайлинге меняли кузов, но рама могла оставаться практически без изменений многие годы. Американская фирма Nash, напротив, перешла на несущие кузова, но это её и сгубило: «Нэш» не поспевал за заданными лидерами рынка форсированными темпами обновления дизайна модельного ряда, так как в случае несущего кузова это было очень сложной и дорогостоящей задачей.

После Второй мировой войны, в Европе новые легковые модели строят преимущественно с несущими кузовами, в Америке же большинство производителей сохраняют приверженность отдельным рамам. По конструкции они были в целом подобны довоенным, - в большинстве случаев использовался тип с мощной Х-образной центральной поперечиной, - за исключением изменений, необходимых для установки независимой передней подвески (которая стала фактически стандартом на послевоенных легковых автомобилях) и некоторого снижения высоты лонжеронов относительно земли для облегчения входа и выхода из машины.

К 1948 модельному году американская фирма «Хадсон» (Hudson Motor Car Company) создаёт линейку моделей Step-Down («Шаг вниз»), у которых мощные пороги цельносварного несущего кузова , имевшего коммерческие обозначение Monobilt , по бокам охватывали пассажирский салон, пол которого был прикреплён к ним снизу. Входя в такую машину, человек переносил свою ногу через высокий порог, сначала поднимая её на его уровень, а затем опуская на десяток сантиметров до уровня пола (именно отсюда - «шаг вниз»); для тех лет это было очень необычно, так как у автомобилей с отдельной лонжеронной рамой пол пассажирского салона располагался непосредственно над её лонжеронами, на одном уровне с порогами. У «Хадсонов» на таком уровне располагались лишь поперечины силового набора кузова, расположенные под сидениями и не мешающие размещению пассажиров в салоне. Более низкое расположение пола пассажирского отделения позволило на тот же десяток сантиметров опустить и сидения, и крышу; автомобиль получился очень приземистым для тех лет, визуально более динамичным и обтекаемым, а расположение пассажиров - более рациональным. В такой кузов уже не входили, как в карету или автобус, а садились. При езде по неровной дороге пассажиров меньше укачивало, а крены в поворотах уменьшились, так как центр тяжести автомобиля была расположен ниже. По управляемости «Хадсон» не имел равных среди американских полноразмерных автомобилей до середины пятидесятых годов. Наконец, расположенные по бокам от салона мощные пороги хорошо защищали водителя и пассажиров при боковом столкновении.

В течение первых нескольких лет своего выпуска «Хадсоны» с несущим кузовом были коммерчески вполне успешными автомобилями. Однако со временем конкурентами были представлены модели с усовершенствованной конфигурацией отдельной рамы, которые приближались к ним по эксплуатационным качествам, но имели более современный дизайн, который можно было без серьёзных вложений варьировать каждый год не меняя несущей рамы, в то время, как любое серьёзное видоизменение несущего кузова «Хадсонов» затрагивало его несущие структуры и требовало по сути полного перепроектирования, что в до появления компьютеров и САПР было весьма непростой задачей. В результате уже во второй половине пятидесятых годов фирма «Хадсон» сошла со сцены, не сумев выдержать заданных конкурентами темпов обновления модельного ряда.

Более рациональным решением на тот момент оказался примененный ещё в довоенных моделях несущий кузов, у которого в оконечностях несущая структура представлена подрамниками, а внешние панели обшивки выполняют преимущественно декоративную функцию и крепятся на болтах, а не сваркой. Характерной в этом отношении может считаться конструкция несущих элементов кузовов отечественных автомобилей «Победа» ГАЗ-М-20 и «Волга» ГАЗ-21 : хотя их кузов и считался самонесущим, в его оконечностях имелись полноценные лонжеронные подрамники в виде коробчатых профилей, причём передний подрамник был конструктивно отъёмным и по сути представлял собой короткую, идущую до середины автомобиля, раму (причём именно так он и именовался в заводской документации). Задний подрамник был уже приварен к полу салона и багажного отделения и конструктивно не отделялся, но по конструкции всё ещё повторял заднюю часть обычной лонжеронной рамы.

На рубеже пятидесятых и шестидесятых годов некоторые фирмы пытались экспериментировать с более лёгкими хребтовыми и Х-образными рамами; например, в СССР Х-образную раму имела «Чайка» ГАЗ-13 1959 года, а в Америке - полноразмерные модели конца пятидесятых - первой половины шестидесятых. Но основная масса легковых автомобилей с рамным шасси сохраняла лонжеронные рамы, как правило - с Х-образной поперечиной, как у довоенных автомобилей, что предопределяло сравнительно высокое расположение пола пассажирского салона и центра тяжести.

Массовое распространение периферийных рам в США приходится на середину шестидесятых годов, что совпадает с массовым уменьшением высоты легковых автомобилей до разумного предела в 1300…1400 мм. Пассажирский салон, размещённый полностью между лонжеронами рамы, позволил придать кузову красивые пропорции, не поступившись простором. По эффективности использования пространства и рациональности размещения пассажиров автомобили с периферийной рамой лишь незначительно уступали несущему кузову, при этом в полной мере сохранялись возможность ежегодного рестайлинга без затрагивания несущих структур, сравнительная дешевизна сборки автомобиля, простота кузовного ремонта и иные преимущества отдельной рамы. Кроме этого, широко расставленные лонжероны в центральной части позволяли значительно улучшить пассивную безопасность при боковом ударе: у обычного автомобиля с лестничной лонжеронной рамой пассажиров сбоку защищают лишь сравнительно слабые и тонкие внешние пороги кузова (rocker panels) , у машины же с периферийной рамой - мощные лонжероны, играющие ту же роль, что и короба (внутренние пороги) у несущего кузова. С той же целью повышения пассивной безопасности в начале семидесятых годов в конструкцию рам американских автомобилей начинают вводить элементы запрограммированной деформации; например, на автомобилях Ford в передней части рамы появился S-образный деформируемый элемент, гасящий кинетическую энергию при ударе.

Марки же, принадлежащие Chrysler Corporation , в тот же самый период перешли на несущие кузова с длинным отдельным подрамником в передней части, прикреплённым к кузову на манер отдельной рамы - через толстые резиновые прокладки.

Рамы легковых автомобилей и внедорожников с середины шестидесятых - семидесятых годов и до настоящего времени практически не претерпели изменений, совершенствовались лишь технология производства (например, на новейших моделях рама изготавливается методом штамповки эластичными средами - «хайдроформинг»), а также заложенные в конструкцию рамы элементы пассивной безопасности (зоны запрограммированной деформации, более прочные крепления кузова, и так далее). Однако с тех пор их распространённость значительно уменьшилась: если ещё в конце семидесятых основная масса американских автомобилей, кроме «компактов» (compact cars) и «субкомпактов» (sub-compact cars) , имела отдельные от кузова рамы, - то в наши дни это в основном удел больших пикапов и внедорожников, а также редких моделей легковых автомобилей, конструктивно восходящих к семидесятым годам - например, Ford Crown Victoria и Lincoln Continental .

Несущий кузов, напротив, ждал длительный эволюционный процесс. В конце пятидесятых - шестидесятых годах появились несущие кузова, у которых подрамники отсутствовали, а нагрузки воспринимались уже исключительно внутренней обшивкой кузова (в основном полом и брызговиками крыльев), имеющей различные усилители в наиболее нагруженных местах, а также, в определённой степени, и его внешней обшивкой. Например, в кузове «Жигулей» и их итальянского прототипа Fiat 124 подрамники в виде фрагментов лонжеронной рамы как таковые конструктивно отсутствуют, а силовая структура передка образована нижними частями брызговиков передних крыльев, к которым изнутри приварены усилители в виде П-образных профилей, вместе с ними образующие замкнутое коробчатое сечение и, таким образом, с функциональной точки зрения исполняющие роль передних лонжеронов, на которые снизу крепится балка передней подвески, работающая также в качестве поперечины силового набора кузова. Образующие внешнюю обшивку передка кузова передние крылья и фартук переднего бампера в кузове «Жигулей» приварены к брызговикам, и наряду с ними воспринимают некоторую часть нагрузки, возникающей при движении автомобиля. Таким образом, этот тип несущего кузова является полумонококом - монолитной жёсткой конструкцией, у которой основную нагрузку воспринимает сама обшивка, а каркас максимально редуцирован, облегчён и не может быть физически отделён от обшивки. Это позволило ещё больше облегчить кузов при повышении его жёсткости, повысить его технологичность и удешевить производство, хотя конструкция и стала требовать большее высокой культуры производства, была более сложна в ремонте и менее живуча при эксплуатации по плохим дорогам.

Хотя несущие кузова с отдельными подрамниками и имели определённые преимущества с точки зрения ездового комфорта (в случае наличия между кузовом и подрамником резиновых прокладок), а также простоты и удобства ремонта, тем не менее соображения технологичности массового производства и обеспечения максимальной жёсткости оказались более весомыми, поэтому кузова современных автомобилей главным образом являются представителями именно данной ветви развития.

Современные несущие кузова представляют собой сложные конструкции, сваренные или склеенные из стальных - часто выполненных из высокопрочных легированных сталей - или алюминиевых штамповок и рассчитанные на наиболее эффективное поглощение энергии при деформации во время дорожно-транспортного происшествия, при этом сформированные обшивкой полости-короба вкупе с дополнительным усилением П-образными накладками, трубчатыми элементами, заполнением специальной полимерной пеной, и так далее - образуют вокруг пассажирского салона мощную «клетку безопасности», предохраняющую водителя и пассажиров. Термин «подрамник» по отношению к современному кузову обозначает уже не несущий элемент его конструкции, а лишь крепящийся к несущему кузову снизу облегчённый каркас, на котором для удобства конвейерной сборки автомобиля предварительно монтируются детали передней и задней подвески, двигателя, трансмиссии. Современные несущие кузова как правило не рассчитаны на восстановительный ремонт после серьёзных ударов, так как вне заводских условий невозможно обеспечить соблюдение геометрии кузова и воспроизведение заложенных на этапе его производство мер технологического характера, направленных на повышение пассивной безопасности автомобиля.

Конструкция

Отличительная конструктивная особенность любой рамы - разделение функций несущих (силовых, воспринимающих рабочие нагрузки) элементов кузова и его декоративных панелей. При этом сами декоративные панели также могут иметь свой усиливающий каркас, например, в районе проёмов дверей, но он практически не участвует в восприятии нагрузок, возникающих при движении автомобиля. Классификация рам производится на основании типа используемой в них несущей структуры.

Лонжеронные рамы

Лонжеронная рама с Х-образной поперечиной.

Классический вариант такой рамы напоминает по виду и конструкции лестницу, поэтому в обиходе её иногда могут называть лестничной (ladder frame). Лонжеронные рамы состоят из двух продольных лонжеронов и нескольких поперечин , также называемых «траверсами», а также креплений и кронштейнов для установки кузова и агрегатов . Форма и конструкция лонжеронов и поперечин могут быть различными; так, различают трубчатые, К-образные и Х-образные поперечины. Лонжероны как правило имеют сечение швеллера , причём обычно переменное по длине - в наиболее нагруженных участках высота сечения зачастую увеличена . Иногда они хотя бы на части своей длины имеют замкнутое сечение (короб). На спортивных автомобилях могли применяться трубчатые лонжероны и поперечины круглого сечения, имеющие лучшее соотношение массы и жёсткости. По распложению лонжероны могут быть параллельны друг другу, либо располагаться друг относительно друга под некоторым углом. Детали рамы соединяются заклёпками, болтами или сваркой. Грузовые автомобили обычно имеют клёпаные рамы, легковые и сверхтяжёлые самосвалы - сварные . Болтовые соединения находят применение обычно при малосерийном производстве . Современные тяжёлые грузовики также иногда имеют рамы, собранные на болтах, что значительно облегчает их обслуживание и ремонт.

Лонжеронная рама имеет обычно небольшую высоту и расположена практически целиком под полом кузова, а последний крепится к её кронштейнам сверху через резиновые подушки.

Лонжеронные рамы применяются практически на всех грузовиках, в прошлом широко применялись и на легковых автомобилях - в Европе до конца сороковых, а в Америке - до конца восьмидесятых - середины девяностых годов. На внедорожниках лонжеронные рамы широко применяются по сей день. Ввиду такого широкого распространения, обычно в популярной литературе под словом «рама» понимают именно лонжеронную раму.

К лонжеронным ряд источников относит также периферийные (часто выделяемые в отдельный тип) и Х-образные рамы (последние другими источниками классифицируются как разновидность хребтовых).

Периферийные рамы

Перевёрнутый универсал «Меркури», видна периферийная рама с широко расставленными в центральной части лонжеронами.

Иногда рассматриваются как разновидность лонжеронных . У такой рамы расстояние между лонжеронами в центральной части увеличено настолько, что при установке кузова они оказываются непосредственно за порогами дверей. Так как слабыми местами такой рамы являются места перехода от обычного расстояния между лонжеронами к увеличенному, в этих местах добавляют специальные коробчатые усиления, в англоязычных странах называемые термином torque box (аналогичные силовые элементы - раскосы - нередко имеются и на автомобилях с несущим кузовом в местах перехода от передних и задних лонжеронов к коробам).

Это решение позволяет существенно опустить пол кузова, разместив его полностью между лонжеронами, а следовательно - уменьшить общую высоту автомобиля. Поэтому периферийные рамы (англ. Perimeter Frame) широко применялись на американских легковых автомобилях начиная с шестидесятых годов. Кроме того, расположение лонжеронов непосредственно за порогами кузова весьма способствует повышению безопасности автомобиля при боковом столкновении. Этот тип рамы использовался на советских легковых автомобилях ЗИЛ высшего класса начиная с модели .

Хребтовые рамы

Хребтовая рама грузовика «Татра».

Этот тип рамы был разработан чехословацкой фирмой «Татра» в двадцатые годы и является характерной конструктивной особенностью большинства её автомобилей.

Главным конструктивным элементом такой рамы является центральная трансмиссионная труба, жёстко объединяющая картеры двигателя и узлов силовой передачи - сцепления, коробки передач, раздаточной коробки, главной передачи (или главных передач - на многоосных автомобилях) , внутри которой расположен тонкий вал, заменяющий в этой конструкции карданный. При использовании такой рамы необходима независимая подвеска всех колёс, как правило реализуемая в виде крепящихся к хребту по бокам двух качающихся полуосей с одним шарниром на каждой.

Преимущество такой схемы - очень высокая крутильная жёсткость , кроме того, она позволяет легко создавать модификации автомобилей с различным количеством ведущих мостов. Однако ремонт заключённых в раме агрегатов крайне затруднён. Поэтому такой тип рамы применяется очень редко, обычно на грузовиках высокой проходимости с большим количеством ведущих мостов, а на легковых автомобилях совершенно вышел из употребления.

Вильчато-хребтовые рамы

Рама довоенной «Шкоды» с подмоторной вилкой в передней части.

Разновидность хребтовой рамы, у которой передняя, иногда - и задняя части представляют собой вилки, образованные двумя лонжеронами, которые служат для крепления двигателя и агрегатов.

В отличие от хребтовой рамы, как правило (но не всегда) картеры узлов силовой передачи выполняются отдельными, и, при наличии необходимости в нём, используется обычный карданный вал. Такую раму имели в числе прочих представительские автомобили «Татра» Т77 и Т87.

К этому же типу часто относят и Х-образные рамы , которые другими источниками рассматриваются как разновидность лонжеронных. У них лонжероны в центральной части очень сильно приближены друг к другу и образуют закрытый трубчатый профиль. Такая рама использовалась на советских автомобилях «Чайка» ГАЗ-13 и ГАЗ-14 высшего класса, а также многих полноразмерных легковых автомобилях General Motors конца пятидесятых - первой половины шестидесятых годов.

Несущее основание

В этой конструкции рама объединена с полом кузова для повышения жёсткости .

Такую конструкцию имели в числе прочих «Фольксваген Жук » (впрочем, его рама благодаря наличию массивной центральной трубы ближе всё же к вильчато-хребтовой) и автобус ЛАЗ-695 . В настоящее время эта схема считается достаточно перспективной благодаря возможности на одной и том же несущем основании строить самые разные автомобили как на платформе.

Решётчатые

Также называются трубчатыми (tubular frame) или пространственными (spaceframe).

Решётчатые рамы имеют вид пространственной фермы из сравнительно тонких труб, часто выполненных из высокопрочных легированных сталей, которая обладает очень высоким отношением крутильной жёсткости к массе (то есть, они лёгкие и при этом очень жёсткие на кручение).

Такие рамы применяют либо на спортивных и гоночных автомобилях, для которых важна малая масса при высокой прочности, либо на автобусах, для угловатых кузовов которых она очень удобна и технологична в производстве.

Основное отличие кузова с пространственной рамой от несущего - то, что у него обшивка является чисто декоративной, часто - из пластика или лёгких сплавов, и вообще не участвует в восприятии нагрузки. С другой стороны - несущий кузов можно рассматривать как разновидность пространственной рамы, где практически всю нагрузку воспринимает обшивка, а собственно каркас, представленный П-образными и коробчатыми усилениями обшивки, до предела облегчён и редуцирован.

Интегрированная в кузов рама (Frame-in-body, UniFrame)

Такая рама повторяет по конструкции обычную, но физически неотделима от кузова, то есть, имеет с ним неразборное сварное соединение.

От обычного несущего кузов с интегрированной рамой отличается тем, что у первого имеются как максимум лишь подрамники в оконечностях, а интегрированная рама имеет настоящие 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 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»).

; однако, у кузова с решётчатой рамой из-за особенностей этого типа несущей структуры двери обычно либо отсутствуют вовсе, либо имеют очень высокие пороги, что делает её малопригодной для автомобилей общего назначения.

Другое дело, что например грузовику или вездеходу, в отличие от дорожного легкового автомобиля, больша́я жёсткость кузова на кручение часто и не нужна; более того - ограниченная способность плоской лонжеронной рамы деформироваться под действием закручивающих сил нередко улучшает проходимость, что наблюдалось в частности на грузовиках ЗИС-5 и ГАЗ-АА , клёпаная рама которых могла при закручивании деформироваться с амплитудой до нескольких сантиметров, что эквивалентно увеличению ходов подвески. Также работающую на скручивание раму имеют автомобили Унимог , причём деформация рамы для улучшения проходимости заложена в конструкцию изначально;

Источники и примечания

Самодвижущееся четырехколесное транспортное средство с двигателем, предназначенное для перевозок небольших групп людей по автодорогам. Легковой автомобиль, обычно вмещающий от одного до шести пассажиров, именно этим, в первую очередь, отличается… … Энциклопедия Кольера

- (от Авто... и лат. mobilis движущийся) средство безрельсового транспорта с собственным двигателем. Историческая справка. Ещё в средние века были известны попытки создания повозок, которые должны были передвигаться силой ветра или … Большая советская энциклопедия

Автомобиль - (Cars) Содержание Содержание 1. История создания первого авто 2. История марок Aston Martin Bentley Bugatti Cadillac Chevrolet Dodge Division Ferrari Ford Jaguar 3. Классификация По назначению По размеру По типу кузова По рабочему объему… … Энциклопедия инвестора Википедия

- … Википедия

Рамный автомобиль - однозначный выбор большинства автолюбителей. Чем привлекателен рамный автомобиль? Виды рам, их достоинства и недостатки. Ну а если, кто не знаком, что такое рама на автомобиле и для чего она нужна особенно внимательно читайте эту статью. Это важная характеристика автомобиля и это надо знать!

Какие бывают виды рам автомобилей.

Каждый автомобиль является совокупностью механических узлов и агрегатов, прикрепленных к несущей части. У некоторых автомобилей несущей конструкцией (основой) является кузов , у других - рама или подрамник .

На заре автомобилестроения рамную конструкцию применяли на всех типах автомобилей. Позже, когда выяснилось, что установка рамы неоправдана из-за большого веса и дороговизны изготовления на легковых авто стали использовать в качестве основания несущий кузов.

На грузовиках, автомобилях с высокой проходимостью и сегодня устанавливают рамную конструкцию.

Преимущество рамы в том, что она обеспечивает наилучшую жесткость и прочность конструкции на разрыв, скручивание, растяжение по сравнению с другими видами несущей части. Этот фактор напрямую влияет на грузоподъемность автомобиля, его внедорожные качества.

Основные типы рам автомобилей:

• Хребтовая;
• Лонжеронная рама

Эти типы имеют свои разновидности. Например, вильчато-хребтовая относится к хребтовым рамам, периферийная – к лонжеронной.

Лонжеронная рама

Самая распространенная конструкция рамы на сегодня.

Такая рама имеет два лонжерона, расположенных продольно, и несколько поперечин. Изготавливаются лонжероны из П-образного профиля (швеллера). Чем выше нагрузка, тем больше высота и толщина профиля.

Поперечины имеют различные конструктивные особенности. Бывают Х- и К-образные поперечины, а также прямой формы. Чтобы установить механизмы и агрегаты автомобиля на лонжероны и поперечины используют различные крепления и кронштейны. Для скрепления частей рамы используют заклепочные, болтовые, сварные и другие соединения.

Периферийная рама

Отличается от обычной лонжеронной тем, что при изготовлении лонжероны сгибали, чтобы между ними было наибольшее расстояние. Это делается для того, чтобы днище автомобиля располагалось как можно ниже. Такие рамы делались и устанавливались на американские автомобили до 60-х годов XX века.

Хребтовая рама

В середине 20-х годов прошлого века чехословацкая фирма «Татра» разработала хребтовую раму.

Несущая часть изготовлена из трубы, внутри которой располагались все элементы трансмиссии. С помощью этой трубы двигатель соединялся с трансмиссией. Силовой агрегат, коробка передач и главная передача, сцепление входят в состав элементов рамы. Все эти элементы жестко закреплены на раме.

С помощью карданного вала, расположенного внутри трубы, двигатель передает крутящий момент узлам трансмиссии. Только при обеспечении всех колес независимой подвеской, возможно, установить раму на автомобиль.

Вильчато-хребтовая рама

Была также изобретена в «Татры». Инженеры этой компании отказались от жесткого крепления трансмиссии и двигателя к несущей центральной трубе, как это было реализовано на хребтовой раме. В новой конструкции с обеих сторон несущей трубы появились специальные вилки, на которые устанавливается двигатель с трансмиссией.

Основные преимущества рамной конструкции перед другими:

• высоком уровне комфортабельности (малые шумы и вибрации),
• высокая грузоподъемность, простота конструкции
• легкость ремонта и технического обслуживания, дешевизна деталей.

Недостатки :

• уменьшается объем салона авто,
• больший вес машины (увеличивается расход топлива)
• низкая пассивная безопасность (из-за невозможности программирования зон деформации)
• увеличение общей цены за счет стоимости рамы.

В настоящее время легковые авто делаются с несущим кузовом, а настоящие (не паркетники) внедорожники - на раме.

При покупке внедорожника можно ориентировочно определить класс машины по наличию или отсутствию рамы.