- Какие методы применяют для устранения деформации автомобильного кузова?
- Определение деформации кузова
- Виды деформации кузова
- Пассивная безопасность автомобиля
- Устранение мелкой деформации рихтованием
- Ликвидация деформации кузова вытягиванием
- Ремонт деформации кузова после крупного ДТП
- Конструкция несущего кузова автомобиля
- История появления несущей конструкции кузова
- Характеристики несущего кузова
- Конструкция передней части кузова
- Центральная часть несущего кузова
- Задняя часть кузова
- Зоны запланированного сжатия (смятия)
- Типы стали в конструкции несущего кузова
- Пенный наполнитель внутри закрытых конструкций несущего кузова
- Ремонт несущего кузова
Какие методы применяют для устранения деформации автомобильного кузова?
Деформация кузовных элементов автомобиля во все времена имела актуальность. Это неприятное явление сопутствует владельцев техники еще с тех пор, как появился первый автомобиль. И если раньше этому вопросу не придавалось слишком много значения, то на современном автомобиле изменение размерных параметров кузова может пагубно сказаться как на комфорте езды, так и на безопасности его эксплуатации. У этого вопроса есть и вторая сторона медали, которая требует отдельного рассмотрения. Заключается она в том, что некоторые отдельные детали кузова легковых автомобилей разработчики намеренно делают легко подвергаемыми деформации. Зачем это нужно? Смотрим в подразделе о пассивной безопасности автомобиля.
Определение деформации кузова
Итак, что же такое деформация кузовных деталей легкового автомобиля? Под деформацией подразумевается любое нарушение размеров и очертаний кузова, которое возникает вследствие какого-либо физического воздействия на автомобиль. Это может быть мелкий камешек, который вылетел из-под колес встречного автомобиля и оставил небольшую вмятину. Нередки случаи попадания в кузов автомобиля мимо пролетающих птиц, падающих с деревьев веток и прочее. Наиболее неприятная и серьезная деформация возникает вследствие мелкого или крупного ДТП. Такие повреждения нередко приводят кузов легкового автомобиля в полную непригодность, и владельцу не остается ничего другого, кроме как сдать своего коня на металлолом.
Неважно, как возникла деформация, главное то, что дальнейшая эксплуатация автомобиля с поврежденным кузовом может быть не только некомфортна, но и опасна для водителя и пассажиров.
Вследствие нарушения установленных изготовителем размеров кузова автомобиля нарушается правильная работа подвески, рулевого управления и других систем. Поэтому вопрос о деформации всегда оставался важным и требующим особого внимания со стороны автолюбителя.
Виды деформации кузова
Условно повреждения кузова легкового автомобиля можно разделить на несколько степеней, которые классифицируются в зависимости от сложности деформации. Самая простая деформация возникает вследствие ударов по кузову мелких посторонних предметов или столкновений с небольшими препятствиями. Такое повреждение имеет небольшую площадь, довольно легко и недорого ремонтируется. Обычно все заканчивается рихтовкой или вытягиванием простыми приспособлениями.
Более серьезные деформации кузовных деталей возникают при наезде на большие препятствия или в результате длительной и неаккуратной эксплуатации автомобиля. В первом случае повреждения могут задевать одну или несколько кузовных деталей одновременно, что значительно усложняет ремонт и увеличивает его стоимость. Во втором случае деформация может быть и не видна, но она чувствуется водителем из-за не комфортности езды и заметна на неправильной работе подвески. Такие повреждения приводят к усиленному износу покрышек, ухудшению управляемости автомобилем, и несут за собой особую опасность.
Самый сложный вид деформации кузова легкового автомобиля возникает вследствие крупных ДТП. При этом страдают не только наружные детали кузова, но и несущие конструкции, призванные придавать жесткости автомобилю. В некоторых случаях после ДТП автомобиль уже не поддается восстановлению, так как нарушена общая конструкция кузова, и ремонт будет нецелесообразным.
Даже если удастся восстановить общую геометрию, то жесткость будет безвозвратно потеряна, что само собой сделает дальнейшую эксплуатацию такого автомобиля небезопасной для водителя и пассажиров.
При всех видах деформации кузова существуют особые способы для восстановления первоначального вида автомобиля. В зависимости от сложности и степени повреждения кузовных деталей определяется методика и последовательность восстановительных работ. С этими вопросами можно будет ознакомиться немного ниже. А перед этим стоит рассмотреть вопрос о том, почему же конструкторы автомобилей преднамеренно делают кузов автомобиля так легко деформируемым.
Пассивная безопасность автомобиля
Как уже упоминалось выше, деформация кузовных деталей может приносить не только неприятности, но и пользу. Все дело в том, что автомобиль проектируется таким образом, что при столкновениях в серьезных ДТП кузовные детали деформируясь, принимают на себя большую долю кинетической энергии. Это позволяет снять нагрузки от удара с той части кузова автомобиля, в которой находится водитель с пассажирами. Это намного снижает силы инерции и незначительно увеличивает время полной остановки автомобиля. В большинстве случаев этой доли секунды или миллиметра и хватает, чтобы избежать плачевных последствий для участников ДТП.
В былые времена этому вопросу не придавали особого значения. Кузов автомобиля делали прочным и долговечным. Однако в авариях такие автомобили были крайне небезопасны. Жесткий кузов не гасил силу от удара, передавая ее на водителя и пассажиров. Со временем автомобили стали проектировать с учетом этого нюанса. И невысокая прочность кузова работает на безопасность в паре с ремнями и подушками безопасности. Все это неоднократно было доказано на специальных краш тестах, которые развеивают миф о том, что производитель экономит на металле.
Сегодняшняя конструкция автомобиля полностью проектируется с расчетом на облегченную деформацию передней и задней части кузова. Это связано с тем, что большинство аварий приводят к повреждению именно этих частей автомобиля. По статистике более 95 % аварий разрушают именно переднюю и заднюю часть автомобиля. Боковые же части не так часто подвергаются ударам в авариях, хотя тоже проектируются с усиленными конструкциями стоек. По данным той же статистики на боковины выпадает всего 5% аварий.
В итоге получается, что современный автомобиль намеренно делается конструкторами легко поддающимся деформации. Все рассчитывается таким образом, что при правильной и бережной эксплуатации кузовные детали довольно длительное время сохраняют свою геометрию. Лишь периодически, по истечению нескольких лет требуется проверка геометрии и ее восстановление в случае надобности. Если же автомобиль попадает в аварию, то деформация кузовных деталей дает возможность уберечь находящихся в салоне от чрезмерных повреждений и травм.
Устранение мелкой деформации рихтованием
Самые мелкие деформации, которые имеют небольшую площадь, исправляются при помощи элементарной рихтовки. Для этого используются специальные инструменты в виде резиновых молотков, рычагов и прочего. Такой ремонт не требует особой квалификации, однако должен выполняться с большой точностью и аккуратностью. Следует отметить, что рихтованию абсолютно не поддаются детали, которые были до этого повреждены коррозией. В таких случаях более целесообразно полностью заменить деталь или провести дополнительно удаление коррозии с наложением латок или шпатлевки.
Рихтование применяется как этап восстановительного ремонта и в более серьезных случаях. При сильных повреждениях кузова применяется комплексное восстановление, и рихтовка занимает в нем немаловажную роль.
Те места кузова, которые не удалось вытянуть специальным оборудованием, рихтуются вручную. Также рихтование применяется и после вытяжки деталей, что позволяет добиться более высокой точности в восстановлении геометрии кузова.
Отдельно стоит упомянуть о рихтовании деталей кузова легкового автомобиля при помощи немецкой технологии, которая не требует последующих лакокрасочных работ. Она применима при наличии повреждений, когда лакокрасочное покрытие осталось целым, а на поверхности кузова имеются небольшие вмятины. Эта работа требует специального оборудования и приспособлений, а также соответствующей квалификации ремонтника.
Ликвидация деформации кузова вытягиванием
Более сложная процедура восстановления деформированного кузова легкового автомобиля – это вытягивание. Такой ремонт требует дорогущего современного оборудования, которым располагает не каждая мастерская по кузовному ремонту. Для подобного ремонта требуется не только вытягивающее оборудование, но и измерительное.
Западные производители выпускают измерительное и вытяжное оборудование, которое использует компьютерное измерение геометрии кузова с чрезвычайно высокой точностью. Замеры контрольных расстояний между точками кузова осуществляется при помощи датчиков, которые передают свое положение в пространстве на компьютер.
Программа принимает сигнал и на основании имеющихся в базе данных делает сводку о состоянии геометрии кузова автомобиля. Эти измерения очень точны и никак не сровняются с определением нарушения геометрии на глаз, или с помощью механических измерительных приборов.
Затем специалист принимает решение о том или ином способе исправления проблемы. Импортное оборудование позволяет практически в автоматическом режиме исправить большинство недостатков на кузове автомобиля. И только при нестандартных или очень серьезных повреждениях требуется корректировка работы программы. Следует также обратить внимание на то, что такое оборудование работает довольно долго над восстановлением каждой детали. Это позволяет постепенно изменить форму металла, не повредив его структуры.
Выравнивание геометрии кузова осуществляется при помощи специальных зажимов и приспособлений, устанавливаемых в определенных местах. Части для вытягивания приводятся в действие гидравлическим приводом и управляются компьютером. Это обеспечивает высочайшую точность работы, которую не сможет сделать человек.
Помимо высокотехнологичного оборудования от импортного производителя, для вытягивания деформированных кузовных деталей могут использоваться и ручные инструменты.
Они не обеспечат такой точности, как компьютерное оборудование, однако, они намного дешевле в цене и более просты в использовании. Но, тем не менее, опыт и умения ремонтника при этом более чем необходимы.
Ремонт деформации кузова после крупного ДТП
В результате крупного ДТП обычно страдают одновременно несколько кузовных деталей. Восстановление автомобиля в таких случаях занимает очень много времени и требует немало средств. Если же все-таки принимается решение восстанавливать чрезмерно деформированный автомобиль, то для этого применяются все методы и способы комплексно.
Для начала полностью удаляются все детали, которые выровнять или вытянуть не получится. Такие детали могут иметь разрывы металла, полное изменение геометрии и так далее. То есть проще будет такие детали полностью снять и заменить на новые. Если же деталь несъемная, то участок заменяется кусками металла, который подбирается по структуре и прочим параметрам.
Когда все детали, которые не подлежат рихтовке или вытягиванию сняты, то кузов выравнивают при помощи вышеописанных способов. После процедур рихтования и вытягивания устанавливаются новые детали, которым нашлась замена. Они также подгоняются под общую геометрию в соответствии с установленными размерами между контрольными точками. После окончания сборки кузова проводится контрольный замер геометрических параметров, и автомобиль отдается на покраску.
Источник статьи: http://autokuz.ru/kuzovnoy-remont/deformaciya-kuzova-avtomobilya.html
Конструкция несущего кузова автомобиля
Приветствую Вас на блоге Kuzov.info!
В этой статье поговорим о несущем кузове автомобиля, о истории появления, его характеристиках и устройстве.
Несущий кузов пришёл на смену рамной конструкции автомобиля. Грубо говоря, он объединяет раму и кузов в одно целое и имеет дополнительные усиления в необходимых местах. Раму замещают продольные (лонжероны) и поперечные силовые элементы.
Некоторые автомобили, такие как грузовики и некоторые внедорожники, по-прежнему имеют рамную конструкцию.
Несущий кузов имеет похожий принцип и дизайн, который годами использовался в авиастроении ещё до появления его в автомобилях.
История появления несущей конструкции кузова
Первая попытка создания несущего кузова была предпринята в 1922 году. Был создан автомобиль Lancia Lambda. Он был без крыши и по конструкции больше напоминал раму с встроенными боковыми элементами. Ключевую роль в развитии несущего кузова съиграла американская компания Budd Company, которая снабдила оборудованием для прессовки листовой стали автопроизводителей Dodge, Ford, Buick и Citroën. В 1930-ом году инженер из Австрии Joseph Ledwinka совместно с компанией Budd создал прототип несущего кузова, который сразу запатентовал.
Несущий кузов автомобиля Citroen Traction Avant
Компания Citroen выпустила первый автомобиль с несущим кузовом Citroen Traction Avant. Этот автомобиль имел полноценный несущий кузов со всеми силовыми элементами, которые применяются на современных автомобилях. Как и при изготовлении современных несущих кузовов, для соединения элементов кузова была применена контактная сварка. Массовая продукция его была начата в 1934 году. В дальнейшем, такая конструкция кузова постепенно стала замещать традиционную рамную конструкцию.
Характеристики несущего кузова
Конструкция кузова сделана из комбинации прессованных листовых панелей разных форм, соединённых в единую конструкцию при помощи точечной контактной сварки. Кузов получается относительно лёгким и очень прочным.
Такой тип конструкции часто сравнивают со скорлупой яйца. Если пытаться раздавить яйцо, прилагая усилие продольно, с противоположных концов, то это будет сделать не просто. Так получается из-за того, что вся сила не концентрируется в одном месте, а рассеивается по всей скорлупе. Подобным образом функционирует несущий кузов. В рамных автомобилях, которые были до появления несущих кузовов, рама принимала на себя все нагрузки, а кузов обеспечивал только функциональные нужды. В несущем же кузове силовые элементы являются частью кузова, который, в свою очередь, состоит из множества панелей, приваренных друг к другу и образующих единую конструкцию. Даже вклеенные стёкла автомобиля (лобовое и заднее) влияют на общую жёсткость. Таким образом, нагрузка распределяется по всему кузову.
Благодаря отсутствию рамы, автопроизводители получили возможность делать автомобили более компактным и лёгкими, а также появилась большая свобода в дизайне.
Недостатками несущего кузова можно считать шум и вибрацию, которая больше передаётся на кузов, чем на рамном автомобиле. В современных автомобилях эта проблема решается благодаря применению шумо-вибро изолирующих материалов.
В несущих кузовах используется достаточно тонкий листовой металл, прочность которого увеличена благодаря штампованию. Силовые элементы сделаны из высокопрочной стали. В таких типах кузовов ржавчина может влиять на структурную жёсткость кузова и на безопасность. Поэтому антикоррозионная защита, в особенности структурных элементов, очень важна.
Несущий кузов даёт преимущество более низкого центра тяжести автомобиля, увеличивается экономия и рейтинг безопасности. Благодаря более низкому центру тяжести улучшается устойчивость и управляемость и уменьшается вероятность переворота автомобиля.
Неоднократно проводились краш-тесты с автомобилями, имеющими рамную конструкцию и автомобилями с несущим кузовом. Автомобили с несущим кузовом показывают лучшую безопасность при фронтальном столкновении и при перевороте, но немного худшую безопасность при боковых столкновениях.
Рассмотрим конструкцию несущего кузова, разделив её на три части: переднюю, центральную и заднюю.
Конструкция передней части кузова
- Главными силовыми элементами передней части несущего кузова являются лонжероны. Это продольные полые элементы, крепящиеся ближе к низу передней части кузова. Они являются самыми прочными элементами несущего кузова автомобиля. Они изготавливаются из высокопрочной стали. Лонжероны крепятся частично к щиту моторного отсека и частично к низу передних брызговиков кузова. Лонжероны имеют зоны запланированного смятия при авариях, чтобы гасить энергию при фронтальном ударе.
- Фартуки (брызговики) передних крыльев являются внутренними панелями, которые располагаются вокруг колеса и защищают от грязи. Они частично приварены к лонжеронам. Брызговики также добавляют структурной жёсткости кузову.
- Верхнее усиление брызговика является структурным элементом передней части кузова. На него прикручиваются передние крылья.
- Чашки кузова – это усиленные элементы кузова, которые удерживают верхнюю часть стоек подвески. Они сформированы как часть брызговиков кузова.
- Рамка радиатора (поддержка радиатора, подкапотная рамка) – это структурный элемент, расположенный в передней части кузова и удерживает радиатор системы охлаждения, замок капота и другие смежные элементы автомобиля. Рамка радиатора крепится к лонжеронам и брызговикам. Она придаёт жёсткость передней части кузова, как поперечный структурный элемент.
- Щит моторного отсека (или передняя перегородка) – это панель, делящая переднюю секцию кузова и центральную секцию салона. Щит моторного отсека помогает защитить водителя и пассажиров при возникновении пожара в моторном отсеки. За щитом идёт силовая конструкция, защищающая водителя и пассажиров в момент аварии.
- Передние крылья располагаются рядом с передними дверьми и доходят до переднего бампера. Они закрывают переднюю подвеску, и брызговики передней части кузова. На современных машинах крылья, обычно, прикручиваются к кузову болтами.
- Усилитель бампера прикручивается к передней части лонжеронов и предназначен для гашения удара при аварии.
Центральная часть несущего кузова
- Днище является главной структурной секцией нижней части салона кузова. Часто, днище штампуется как одна большая цельная панель. С нижней стороны днища кузова проходят продольные и поперечные силовые элементы. Места крепления сидений усилены и также придают жёсткость днищу.
Срез панели приборов показывает усиление, увеличивающее безопасность салона при аварии.
- Центральная часть кузова (салон) окружена усиленными панелями для безопасности водителя и пассажиров. Боковая центральная стойка имеет внутри усиление, двери имеют усилители внутри и сами являются достаточно прочной конструкцией, за панелью приборов находится усиленная конструкция, крыша обычно имеет усиленную поперечину, сберегающую салон при перевороте.
- Стойки кузова – это вертикальные элементы, которые удерживают конструкцию крыши и защищают салон кузова в случае переворота автомобиля. Стойки кузова состоят из внешних лицевых частей и внутреннего усиления из высокопрочной стали. В конструкции кузова типа «седан» имеется 3 типа стоек кузова (передние, средние или боковые и задние стойки, переходящие в задние крылья). Передние стойки кузова переходят в рамку лобового стекла. Центральные стойки удерживают конструкцию крыши между передними и задними дверями. Они помогают усилить крышу и обеспечивают места крепления шарниров задних дверей. Средние стойки кузова распределяют нагрузки с нижней части кузова к верхней и предотвращают сжатие боковых частей при боковых ударах, защищая салон кузова. Задние стойки кузова удерживают заднюю часть крыши и переходят в задние крылья. Они, также, являются посадочным местом для заднего стекла.
- Боковая панель является общей конструкцией, в которой передний и задний проём дверей сделан одним элементом, без сваривания частей. Такое устройство даёт преимущество в меньшей подверженности коррозии.
- Пороги – это усиленные конструкции, которые находятся в нижней части дверных проёмов. Они соединяются контактной сваркой с фланцами днища. Внутри лицевой части порогов расположено усиление. Пороги удерживают нижнюю часть средних стоек и служат боковой поддержкой для днища.
- Задняя «полка» — это панель, расположенная за задними сидениями, под задним стеклом.
- Задняя перегородка разделяет салон кузова и багажное отделение (на седанах).
- Двери имеют составную конструкцию. Они состоят из внешней панели, внутреннего усилителя и части, на которой крепятся стеклоподъёмники и другие элементы дверей, включая обшивку.
- Панель крыши закрывает центральную часть кузова и удерживается на стойках кузова. Панель крыши является одной из самых больших панелей кузова и, в то же время, представляет собой очень простую конструкцию. Жёсткость крыше придаёт её форма, а также усилители, которые располагаются с обратной стороны и приклеиваются к ней. Крыша, переходящая в заднее крыло приваривается при помощи латуни или кремнистой бронзы. Этот тип соединения позволяет делать длинный ровный шов, даёт эластичность и хорошо противостоит нагрузкам и вибрациям, воздействующим на это место кузова. К тому же, такое соединение меньше подвержено коррозии.
Задняя часть кузова
- Задние лонжероны являются силовыми продольными элементами задней части кузова. Они изготавливаются из высокопрочной стали. Они удерживают пол багажника и принимают на себя всю нагрузку при перевозке багажа.
Панель пола багажника с полостью для запасного колеса
- Пол багажника представляет собой штампованный лист, которые часто имеет вогнутую форму и образует место под запасное колесо. Пол приварен к задним лонжеронам, задним брызговикам (или аркам) и задней панели кузова.
- Задние крылья представляют собой несъёмные панели, приваренные к кузову и являются частью структуры задней части кузова.
- Задние чашки кузова удерживают верхнюю часть задних стоек.
- Задние арки кузова крепятся к задним крыльям.
Зоны запланированного сжатия (смятия)
Это зоны кузова, прочность которых специально ослаблена при изготовлении автомобиля. Это сделано, чтобы, сжимаясь в этих местах, элементы кузова гасили энергию удара. Зоны запланированного смятия обеспечивают определённый контроль второстепенных повреждений и увеличивают безопасность водителя и пассажиров. Элементы кузова с такими ослабленными зонами сминаются более предсказуемо, чем без них. Передние и задние лонжероны имеют зоны запланированного сжатия, в которых они сгинаются при аварии, гася энергию удара. Капот, также, имеет такие зоны.
Несущий кузов так спроектирован, что передняя и задняя часть сминается относительно легко, в то время как средняя часть, где находится водитель с пассажирами, остаётся целым.
Типы стали в конструкции несущего кузова
Сталь по-прежнему самый часто используемый материал при изготовлении различных видов транспорта. При изготовлении силовых элементов несущего кузова применяется высокопрочная сталь, высокопрочная низколегированная сталь и сверхпрочная сталь. Предел прочности такой стали в 2–4 раза больше обычной, низкоуглеродистой стали. Штампование ещё больше усиливает прочность панелей. Применение высокопрочной стали, позволило автопроизводителям уменьшить толщину листового металла при изготовлении структурных элементов без ухудшения прочности кузова.
На некоторых современных автомобилях структурные элементы кузова могут быть сделаны, из комбинации разных типов стали. Лазером сваривается сталь разной толщины и прочности. Получается одна цельная панель.
Пенный наполнитель внутри закрытых конструкций несущего кузова
Расположение пенного наполнителя внутри закрытых конструкций кузова может варьироваться у разных автомобилей. Пена может располагаться в порогах, стойках кузова, лонжеронах. Пенный наполнитель используется для уменьшения шума, вибрации и увеличения прочности кузова.
Нежелательно сваривать панели рядом с местом, где расположен пенный наполнитель. Если есть такая необходимость, то наполнитель нужно сначала удалить, а потом восстановить по завершению ремонта.
Пенный наполнитель не плавится и не горит, если резать «болгаркой» часть кузова рядом с ним.
Для замены специального пенного наполнителя не рекомендуется использовать строительную пену.
Ремонт несущего кузова
Автомобиль с несущим кузовом, в отличие от рамной конструкции, требует другой подход к ремонту.
Так как кузов представляет собой взаимосвязанную конструкцию, то, часто, дополнительно к основному, он получает второстепенные повреждения. Это нужно всегда учитывать при осмотре перед ремонтом.
Источник статьи: http://kuzov.info/konstrukciya-nesushhego-kuzova-avtomob/