Конструкция кузова для авто: От экипажей до углеродного волокна

Все, что вам интересно будет знать об истории развития шасси автомобиля и конструкции его кузова

кузов автомобиляЭволюция опорной конструкции автомобиля и его кузова затрагивает все этапы развития человечества, начиная от промышленной революции и заканчивая инновационными технологиями в изготовлении современных сверхпрочных и сверхлегких материалов. Для написания этой статьи нам необходимо было изучить множество литературных и научных трудов, но оно того стоило, ведь согласитесь,  всегда интересно открывать для себя что-то неординарное в столь обыденных вещах. Надеемся, что и  вам будет интересно познать весь путь развития конструкции кузова для автомобиля и перспективы его развития.

Появление первого кузова: кузов на каркасе

Размещение отдельных частей кузова поверх отдельных каркасов развивалось непосредственно с дизайном конных экипажей. На самом деле, первые безлошадные «кареты»(модели первых автомобилей) внешне очень походили на своих предшественников. Общие методы в производстве классических экипажей и кузовов автомобилей (а именно использование дерева и ткани) требовали высокого уровня мастерства. Так как все такие конструкции кузова были сделаны вручную, в большинстве своем они не могли быть идентичными. Так продолжалось до тех пор, пока такие пионеры промышленности как Генри Лиланд, Рэнсом Олдс и Генри Форд не стали использовать преимущества взаимозаменяемых деталей и массового производства. Вместе с этим пришли социальные перемены в обществе: теперь рабочие могли позволить себе купить кузов собственного труда, так как затраты на его изготовление существенно снизились. Но была и другая сторона медали, на пути развития станкостроения и глобальной автоматизации процессов производства, труд высококвалифицированных ремесленников становился менее и менее востребованным.

кнопка поиска кузовных деталейСреди изменений и новшеств тех времен была и конструкция «кузов на каркасе», которая стала стандартной автомобильной конфигурацией на добрых сто лет. По сути, использование данной конструкции продолжается и по сей день, и не без оснований.

Во многих современных пикапах до сих пор сохранились каркасная конструкция, поверх которой идут кузов и грузовая платформа. Они являются отдельными элементами и практически не несут структурной нагрузки. Базовое стальное шасси может быть разработано для самого тяжелого использования и мощной силовой установки. Разделение целей проектирования позволяет смешивать размещение кабины, грузового отсека и колесной базы. 

каркас кузова автомобиляКонструкция «кузов на каркасе» использовалась как основная в кузовах автомобилей великой эпохи 1920-х, 1930-х и первых послевоенных лет. Магия кузовостроения начала проявляться с изобретением крутящегося шасси.

То, что было характерным для большинства автомобильных производств 1930-х гг. продолжает процветать на улице Пиккерслей и Маврерн Линк в Великобритании, резиденции компании Morgan Motor. К примеру, последний роадстер Morgan, имеет простой металлический лестничный каркас, к которому крепятся алюминиевые панели кузова (достаточно классический метод). Для сравнения, все остальные модели Morgan исследуют пределы передовой унитарной конструкции.

Унитарная концепция или монокок

Как следует из названия, унитарная конструкция объединяет в себе кузов и его основные структуры в единую силовую конструкцию. Та же самая идея лежит и в основе монокока – с французского: «одна оболочка». Одним из первых монококов стал автомобиль Lancia Lambda, построенный в период между 1922 и 1931 гг.

Подвижные технологии конструкции кузова и кузовных деталей

Если за всю историю автомобилестроения среди производителей авто и существовал ярый сторонник унитарной конструкции, то это, несомненно, была компания Budd (в настоящее время ThyssenKrupp Budd). Этот производитель деталей для кузовов автомобилей  из Филадельфии предлагал цельные стальные детали кузова, хотя они по-прежнему  крепились к отдельным частям каркаса. В 1923 году французский автопроизводитель Андре Ситроен купил патент на цельные металлические конструкции кузова для автомобиля. В 1930 году инженер компании Budd, Джозеф Ледвинка, разработал первый унитарный кузов автомобиля из цельных стальных конструкций. Данную конструкцию кузова  купила компания Citroёn. Результатом кросс-атлантического сотрудничества стал автомобиль Traction Avants от Citroёn.

Между тем, по ту сторону Атлантики, инженеры продолжали испытывать на тест-драйвах авто, пределы аэродинамики, представив миру Chrysler/Dodge Airflow (1934-1937). Budd также сыграла в этом решающую роль: компания поставила три основные части, из которых был сварен кузов Airflow. Эти переходы к цельным и унитарным конструкциям сопровождались внедрением автоматики в процесс производства, что уменьшило спрос на ручную работу.

Рекламная компания "Над обрывом". Купить кузов для автомобиля модели Airflow решался не каждыйунитарная конструкция кузова

Однако Airflow стал неблагоприятным стартом для цельных конструкций. Базовая панель и прилегающие компоненты оставляли желать лучшего. Дизайн автомобиля никому не понравился, а также было достаточно большое количество людей, которые относились к цельным конструкциям с долей подозрения. Ввиду этого купить автомобильный кузов, который «не в тренде» никто не спешил, и широту инженерной мысли пришлось увеличить.

Chrysler сделала ответный удар запустив в кинотеатрах рекламу следующего содержания: Airflow представлен в ней как супер-автомобиль, которому чужды все беды и катастрофы. В подтверждение данному факту, автомобиль сбрасывают с обрыва, он пролетает 30 метров, а затем, как ни в чем не бывало, уезжает. Достаточно интересен тот факт, что Citroёn также сбросил свой Traction Avants со скалы. К сожалению продажи кузовов для автомобилей Citroёn от этого не выросли.

 

Современный унитарный кузовной дизайн 

Практически все современные автомобили, многие внедорожники и минивэны, и даже некоторые пикапы, содержат унитарные конструкции. Прессованные панели из листового металла, каналы и оконные секции соединены в  единое целое 5000 сварочных швов. В новых технологиях используются разнообразные методы фиксации: структурный клей, саморезы, заклепки, а также чисто механические способы фиксации. 

Конструкция из секций выбрана потому, что это позволяет поддерживать нагрузку в нескольких направлениях. Отдельные части могут быть изготовлены из разных материалов и иметь различную толщину в зависимости от функции и требуемой грузоподъемности.

Часто крылья автомобиля присоединены к кузову при помощи болтов. Главным образом это делается для того, чтобы облегчить сборку или ремонт после столкновения. Да и поиск по VIN коду таких запчастей весьма экономит ваше время и деньги, так как если вы слегка помяли крыло или капот то заменить их намного дешевле, чем заменить целый кузов. Помимо подвижных частей – капот, двери ит.п. – и передней и задней панелей, вся остальная часть  автомобильного кузова является цельной несущей конструкцией.

Вариации унитарных конструкций

Существуют и другие варианты унитарных конструкций. Оригинальный Volkswagen Beetle, например, имел конфигурацию, которую можно назвать полумонококом. Тесненная листовая сталь и отдельные секции были сварены между собой таким образом, чтобы сформировать достаточно жесткую несущую конструкцию, которая могла обойтись без каркаса. Конечно в современных моделях Volkswagen типа Up! такого уже не увидишь.

Другим вариантом цельной конструкции достойной внимания является концепция Superleggera (итал. «супер легкий»). В основе этого метода, запатентованного в 1936 году, лежала структурная рамка, изготовленная из труб малого диаметра, которая и определяла контур конструкции автомобильного кузова . На этот контур накладывались пластины из алюминия. Но этот метод имел некоторые недостатки. В первую очередь – это сложность конструкции. А также отсутствие ударопрочности и большая вероятность возникновения коррозии в тех местах, где металл соприкасался с алюминием.

цельня пространственная рамаКонструкцией, которая больше всего соответствует современным требованиям, является цельная пространственная рама. Audi, Jaguar, Mercedes-Benz – автопроизводители, применяющие эту технологию в своей практике.

У Audi даже есть несколько видов алюминиевых конструкций, которые применяются в зависимости от того, насколько интенсивно используется алюминий в производстве автомобиля и какова доля автоматизированного труда.  По последним новостям от Ауди, полностью алюминиевый R8 собирается вручную.

Плюсы и минусы цельных конструкций кузова автомобиля?

Цельные конструкции имеют много преимуществ, хотя, конечно, не обошлось и без негативных моментов. В их пользу идут ударопрочность и неотъемлемая жесткость. Обратите внимание на то, что эти две характеристики не являются одним и тем же. На самом деле, ударопрочность зависит от контролируемой деформации. Данная структура не должна быть жесткой вдоль конкретных путей нагрузки, для того, чтобы иметь возможность рассеять энергию при столкновении. Тем не менее, по другим путям нагрузки структура должна оставаться жесткой, чтобы сохранить целостность салона.

Торсионная жесткость – устойчивость к скручиванию – имеет решающее значение в предоставлении стабильной платформы для оптимальной работы автомобильной подвески. Компьютерное проектирование инструментов, такое как анализ конечных элементов, является ключом к оптимизации всех этих аспектов единой структуры.

Компромиссом цельных конструкций является нетерпимость к изменению дизайна. Поскольку внешний слой конструкции несет часть нагрузки, он не может быть изменен по какому-либо капризу.

Какие конструкции кузова автомобиля ждут нас в будущем?

Само собой разумеется, в будущем мы сможем купить кузов для авто, который будет намного легче современного.  Согласно исследованиям, каждое снижение веса на 10% приводит  к сокращению расхода топлива на 6-7%. По предположениям научных сотрудников автолабораторий, снизив вес на 33%, может быть достигнуто сокращение расхода топлива на 23%, а цена на автомобиль возрастет всего лишь на 3%. Ну разве это не ласкающие взгляд цифры?

Уже сейчас можно немного заглянуть в будущее, и посмотреть каким будет дизайн кузова новых формаций, прочитав статью "Женевское автошоу в 2012 году. TOP 10 лучших автомобилей".

Многое должно быть сделано для оптимизации использования специфических материалов для производства автомобилей. Но наука не стоит на месте, и мы можем делать самые смелые предположения по поводу того, какими будут кузовные конструкции автомобильного будущего.

Если вы хотите купить кузов для автомобиля или вам требуются иные запчасти от шасси или ходовой, все это вы можете найти и купить на сайте zap-online.ru оставив заявку в форме поиска «Найти запчасти». После отправки заявки, на вас выйдут десятки автомагазинов, в которых вы сможете купить кузов для авто, а также множество иных автодеталей по самым низким ценам!

 

Рейтинг: 
5

© Все права защищены

Комментарии

Рафаэль (не проверено)
Здравствуйте. Ищу кузов или комплектующие на шевролет лачетти хечбег. Свою машину перевернул! Требуются запчасти: крыша, правые двери с боковинами, капот, бампер, наружные зеркала заднего вида, наружные ручки двух правых дверей.
administrator
Вам нужно оставить заявку на сайте, после чего она разлетится по десяткам автомагазинов и они ответят вам с предложением цены и сроков доставки.
tbncbhkvbc (не проверено)
Спасибо, нашел кузов бу , который так долго искал!
сергей рф калин... (не проверено)
привет хотел установить мультивеновский салон на свой т5 2006 г сколько он будет стоить.
administrator
Надо заполнить форму заявки находящейся по адресу http://zap-online.ru/search.php . После этого вам вышлют стоимость салона.
ghhxnyf (не проверено)
Автору респект!
oristorolevut (не проверено)
Узнал много нового, спасибо!
exeavizik (не проверено)
Отличная статья, спасибо!
эдуард (не проверено)
КУПЛЮ КУЗОВ НА МИКРОАВТОБУС mazda e2200
administrator
Зайдите вот сюда - http://zap-online.ru/search.php и заполните открывшуюся форму. После этого мы пришлем вам цену на кузов микроавтобуса Mazda e2200
Мереке Нуржанов (не проверено)
Ищу кузов vw polo седан 2014год 1.6 объем
administrator
Здравствуйте. Попробуйте оставить запрос на искомый кузов в разделе "Поиск автозапчастей". Магазины постараются поискать для вас то что нужно.
[email protected] (не проверено)
Мерседес спринтер 2007 года cdi 311. vin wdb9066351s250197. Турбина все двери, боковой, раздвижной, радиаторы, капот, крыло, фары, задний мост и др. Сколько будет стоить в Москве? Хотим постоянно сотрудничать. Мой телефон 89168144015

Добавить комментарий (появится после одобрения администратора)