Несущая конструкция кузова

Назначение

Несущий кузов представляет из себя конструкцию, к которой крепятся все элементы автомобиля. Стоит отметить, что помимо несущей рамы и несущего кузова есть и третий вариант, который можно назвать промежуточным: это кузов с интегрированной рамой. Такая схема применяется сейчас в основном на тракторах, грузовиках и некоторых внедорожниках.

Устройство

Несущий кузов имеет упрочненные элементы: например, крышу, стойки, пол багажники. Поэтому в плане безопасности и надежности несущие кузова имеют преимущество над рамными конструкциями. Ко всем  автомобилям предъявляются определенные требования, касающиеся аэродинамики и эргономике. Поэтому материал, из которого изготавливают «скелет» автомобиля особенно важен.

В роли этого скелета выступает силовой каркас. Он представляет из себя сваренную конструкцию, включающую: стойки, крышу с рамками окон, дно автомобиля, лонжероны, усиленные балки и так далее.

Для каждого элемента – свой материал. Дверные проемы и пол изготавливают из стальных сплавов повышенной прочности, также как и вертикальные части рамки лобового стекла и поперечные балки, которые отделяют салон от багажника. Верхнюю же часть рамки лобового стекла и центральных стоек, если они есть, делают из конструкционной стали. Однако самая прочная из всех разновидностей стальных сплавов применяется для подмоторного каркаса и балки перед бамперами. А вот элементы, которые не влияют на пассивную безопасность, например, внешнюю обшивку, зачастую делают алюминиевой, иногда – пластиковой, в при производстве спортивных автомобилей – из углеволокна. Это уже зависит от того, насколько производителю важно избавиться от «лишнего» веса автомобиля.

Кузов автомобиля имеет и так называемые зоны деформации: это места со сниженной жесткостью. Они созданы для того, чтобы поглощать энергию удара при аварии.

От кузова напрямую зависит аэродинамика автомобиля, или, проще говоря, сопротивление воздуху. Поэтому при работе над созданием кузова специалисты учитывают такой параметр, как коэффициент лобового сопротивления. Для этого сейчас используют программу, в которой можно виртуально «продуть» в аэродинамической трубе трехмерную модель будущего автомобиля. При положительном результате (а современные легковые автомобили имеют коэффициент лобового сопротивления в диапазоне от 0,26 до 0,40) можно приступать к пластилиновому моделированию. Интересный факт: производитель обычно указывает заниженный коэффициент лобового сопротивления – это маркетинговых ход. Допустимая погрешность составляет порядка 20%.

Именно кузов отвечает за пассивную безопасность водителя и пассажиров. Он – второй «защитник» после подушек безопасности и ремней. Для этого в конструкции кузова предусмотрены несколько зон разной степени жесткости. Например, передняя и задняя часть автомобиля – более податливая, благодаря чему способна принять на себя и поглотить энергию удара. А вот корпус делают более жестким, неподверженным деформации – дабы избежать травмоопасных ситуаций. А чтобы проверить, насколько автомобиль соответствует нормам безопасности, проводят специальные испытания – краш-тесты.

История

Впервые конструкцию с несущим кузовом получил автомобиль итальянской компании Lancia – это была модель Lancia Lambda 1922 году. Правда, ее кузов хоть и был несущим, однако сильно отличался от современного. В основу лег пол с «туннелем» для карданного вала и мощными поперечными балками. К нему приваривались вертикальные стойки – дверные проемы. Далее закреплялись внешние панели, но не усиленные, как у современных автомобилей.

Идея создания автомобиля с такой конструкцией пришла в голову Винченцо Лянча под впечатлением от устройства самолетов – ведь у них все элементы крепятся непосредственно к фюзеляжу.  

Позже, в послевоенные годы, безрамные автомобили появились в США, азатем и у нас – первым среди них стала «Победа».