что лучше рамный или несущий кузов

Рамный или несущий? Какой тип кузова лучше для внедорожника и почему

Споров по поводу того, какая конструкция автомобильного кузова лучше — рамная или несущая, становится все меньше. Использование современных материалов и передовые методы проектирования позволяют создавать структуры, обеспечивающие несущему кузову и легкость, и прочность. И не случайно новейшие Land Rover Defender и Land Rover Discovery имеют в своей конструкции именно несущие кузова. А ведь эти автомобили — признанные покорители бездорожья.

Если абстрагироваться от эмоций, то обе «стороны баррикады» по-своему правы. Важно, для какой цели приобретается автомобиль. Нужен легкий грузовичок? В этом случае рама действительно позволит обеспечить повышенную грузоподъемность, да и клиренс в зависимости от степени загрузки существенно меняться не будет. Вы большой поклонник жесткого бездорожья и путешествия по непроходимым дебрям доставляют вам несказанное удовольствие? Возможно, рамная конструкция вам и в этом поможет, но это уже не столь очевидно. Здесь главным преимуществом «рамника» станет возможность обеспечить большие, нежели у несущих аналогов, ходы подвески. Кроме того, лонжероны — это дополнительный демпфирующий элемент, который экранирует шумы и вибрации от дороги. В случае с несущими кузовами конструкторам придется озаботиться дополнительной шумо- и виброизоляцией. Немаловажен и другой момент: кузов для рамных машин легче модифицировать, то есть у разработчиков появляется больше возможностей для расширения модельной гаммы, базирующейся на одной платформе.

На «стапелях» сборочного конвейера —
кузова нового Land Rover Defender.

В то же время рамный внедорожник будет обладать большей массой — только рама потянет килограммов на 200. Понятно, что это не буквальная разница в весе, так как сам несущий кузов, с набором усиливающих его элементов, тоже не легок. Но, тем не менее, несущая конструкция легче рамной. А значит, и динамические показатели, и экономичность у такого автомобиля, при равной «энерговооруженности», будут выше. Как и управляемость. Реакции на работу рулем более легкого автомобиля станут четче — и центробежные силы, и инерционные массы в этом случае сократятся. Здесь хорошим примером могут служить спорткары с каркасом безопасности. Такой «монолит» создает максимально жесткую связь между передней и задней подвесками, позволяет очень точно настроить характеристики амортизаторов, обеспечивает отличную обратную связь… Если же говорить о динамическом комфорте, то и тут будет лидировать автомобиль с несущим кузовом.

Так собирались рамные конструкции первых Defender.

Еще больший вклад несущий кузов вносит в повышение уровня пассивной безопасности. На раме сложнее спроектировать зоны программируемой деформации, так как при расчетах приходится рассматривать два конструктивных элемента: сам каркас и закрепленный на нем через эластичные подушки кузов. Случаи, когда во время ДТП эти крепления разрывало, отнюдь не редкость. Кроме того, в несущей конструкции легче спроектировать направляющие, по которым двигатель после удара уйдет вниз, а не в салон.

Так изнутри выглядит структура современного несущего кузова. Лонжероны, коробы, усилители. И комбинации различных материалов.

Многие считают, что «рамники» долговечнее. Но и в этом случае все не так просто. Во-первых, сама рама подвержена коррозии. Во-вторых, удары, пришедшиеся в определенные зоны рамы, могут привести к ее деформации, а значит и замене. А эта операция потребует и времени, и значительных финансовых вложений. Что касается кузова, то его долговечность зависит от того, насколько хорошо он защищен от коррозии, и этот момент, конечно же, в большинстве случаев учитывается. Например, производятся различные виды оцинковки, а при конструировании стараются исключить возникновение гальванических пар (как, к примеру, при непосредственном контакте стали и алюминия — комбинации материалов, все шире и шире используемой в современном автомобилестроении). Да что там современные, высокотехнологичные кузова — по нашим дорогам еще вовсю бегают ВАЗ-2121 «Нива» с несущими кузовами, которым от рождения по три десятка лет.

Внедорожные возможности нового Land Rover Defender. A: угол съезда 40°. B: угол рампы 28° (для версии 90 — 31°). C: угол въезда 38°. D: боковые воздухозаборники помогают автомобилю преодолевать брод глубиной до 900 мм. Структура кузова нового Land Rover Defender. A: 29 000 Нм/град. Самый жесткий алюминиевый кузов Land Rover.B: до 18 тонн рывковой нагрузки, приложенной к буксирным крюкам. C: структура в три раза более жесткая, чем традиционная рамная конструкция. D: до 300 кг статической нагрузки на крышу и до 168 кг динамической нагрузки на крышу. E: до семи тонн вертикальной нагрузки на подвеску.

Инженеры компании Jaguar Land Rover имеют богатый опыт проектирования как рамных конструкций, так и несущих кузовов, и возможностей для сравнения характеристик у них более чем достаточно. Кстати, в автомобилях Land Rover использовались и «переходные» варианты, такие как интегрированная рама. По сути это — силовой каркас, повторяющий геометрию кузовных элементов. В ходе испытаний выяснилось, что жесткость кузова с интегрированной рамой Land Rover Discovery третьего поколения составляет 15 000 Нм/град., что само по себе отличный результат. Но прогресс не стоит на месте: у более свежего несущего кузова Discovery пятого поколения этот показатель в полтора раза выше: 23 000 Нм/град. А новый Defender и вовсе бьет все рекорды, демонстрируя 29 000 Нм/град. Согласитесь, весьма неплохой аргумент.

Юрий Овчинников,
организатор трофи-рейда Ladoga Trophy

Источник

Рама или не рама — что лучше для внедорожника?

Рама и несущий кузов — в чём разница?

Так называемая рама была неотъемлемым элементом конструкции автомобиля со времён первых самобеглых повозок. И даже ещё раньше: так делали кареты — к крепкой основе из скреплённых между собой прочных балок крепили оси для колес, а сверху ставили пассажирский отсек с полом, боковыми стенками и крышей.

В случае с автомобилями на раме монтируются также силовой агрегат, трансмиссия и подвески, а кузов просто прикрывает все узлы и соединяет органы управления с исполнительными механизмами. А также является основой для комфортного и изолированного пассажирского отсека.

Есть и альтернативная архитектура автомобиля — с несущим кузовом. Как следует из названия, именно он несёт на себе все прочие элементы и является основой конструкции.

Именно к кузову присоединяют мотор, коробку передач, детали подвески и так далее. И поскольку автомобиль строится вокруг кузова, то в основном на него и приходятся все механические нагрузки — скручивание, на излом, ударные и пр.

Почему инженерам не понравилась рама?

Долгое время проектировщики были уверены, что у рамных автомобилей есть ряд существенных плюсов по сравнению с машинами с несущим кузовом. Главный — прочность и долговечность. Обычно рама проектируется из толстого металла и имеет высокую жёсткость, поэтому её сложно деформировать в процессе эксплуатации или ДТП. Также рамные автомобили более ремонтопригодны: достаточно отделить кузов от основы, чтобы получить полный доступ к агрегатам или кузовным панелям.

Однако у рамы есть и огромные недостатки. Например, рамные машины почти всегда довольно тяжёлые. Ведь массивная и громоздкая стальная конструкция по определению весит много. Получаем проигрыш в экономичности, динамике и управляемости. Также рама уменьшает полезный объем кузова. Да и в плане безопасности все не так однозначно, как принято считать в среде автолюбителей («прочнее — значит безопаснее»). Потому что при наличии жесткой рамы сложнее реализовать программируемую деформацию кузова.

Источник

Рама или несущий кузов: что лучше?

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.

Что лучше рама или несущий кузов

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:

Лонжеронная рама

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.

Источник

Популярные автомобили

Рама vs Несущий кузов

Всем доброго времени суток.

Недавно с товарищем начали выбирать оффроад транспортное средство, которое до оффроада должно доехать по шоссе. Стала интересная разница Рама vs Несущий кузов вне оффроада.

Почитал матчасть. Безоговорочно рама для оффроада почти обязательное требование. О плюсах рамы брошу немного материала под катом.

Интересно следующее, чем отличается поведение рамного внедорожника с весом 1,8 тонны от внедорожника с несущим кузовом и таким же весом по трассе со скоростью 100 км в час?

(пост больше интересен комментариями гуру.)

Для тех кто не в теме. Рамная конструкция, это когда в основе автомобиля стоит рама из швеллеров, к которой крепиться вся ходовая, двигатель. Сверху крепиться кузов.

Информация из Википедии

Преимущества
— Рама достаточно проста по конструкции относительно самонесущих кузовов и имеет хорошо отработанные методики расчёта;
— При применении на легковом автомобиле, отдельная от кузова рама позволяет повысить его комфортабельность, обеспечивая лучшую изоляцию от вибраций и шумов, исходящих от агрегатов и шин;
— Отдельная рама считается более пригодной для восприятия больших нагрузок, например при использовании на грузовике или «жёстком» внедорожнике;
— На одной и той же раме могут строиться самые различные модификации и даже автомобили; раму легко удлинить без потери прочности, например для создания многоосного грузовика, удлинённого автобуса или лимузина;
— Рамная конструкция упрощает сборку автомобиля на заводе, в итоге снижая себестоимость — все основные агрегаты собираются на раме, после чего она в сборе прикрепляется к кузову, что проще, чем крепить агрегаты по отдельности на несущем кузове;
— Отдельная рама позволяет легко видоизменять кузов легкового автомобиля, варьировать дизайн и создавать различные модификации, что было одним из основных факторов, обеспечивших широкую распространённость рамных шасси в автостроении США до восьмидесятых годов из-за традиции ежегодного обновления дизайна и частого рестайлинга автомобилей; при рестайлинге меняли кузов, а рама зачастую оставалась прежней. Например, Ford Crown Victoria моделей 1979, 1992 и 1998 годов отличались кузовами, но имели практически идентичные рамы;
— Кузовной ремонт рамного кузова после ДТП существенно проще, чем несущего;

Делаем выводы: жесткость, неубиваемость, простота. что собственно и нужно для оффроада

Источник

Land Rover Defender. Несущий против рамы

Если вам кажется, что производителей внедорожников в последнее время бросает из одной крайности в другую, то могу вас уверить, что в этом нет ничего нового и поиск оптимальных решений вёлся всегда: жёсткий мост или независимая подвеска, рама или несущий кузов…

Считается, что первым массовым гражданским внедорожником с несущим кузовом стала отечественная «Нива». До неё были либо армейские модели, либо инженерные прототипы. Теперь же каждый второй автомобиль, претендующий на звание внедорожника, построен на несущем кузове. И не только кроссоверы, но и вполне себе полноразмерные модели. И даже с удлинённой базой. Потому что времена поменялись: новые сплавы, новые технологии, новые компоновочные решения, – но споры на тему, что предпочтительнее для внедорожника, продолжаются до сих пор. Совсем недавно очередную волну дискуссий спровоцировало появление нового Land Rover Defender. Мы решили присоединиться к спору, взяв эту модель как пример автомобиля с несущим кузовом, и оценить его преимущества и недостатки в сравнении с рамной конструкцией.

Снаряженная масса

До недавнего времени машины с несущими кузовами были если не тяжелее, то уж точно не легче рамных, в которых основную нагрузку принимала на себя прочная лестничная конструкция и сам кузов можно было сделать легче. Пример – классический Defender. Проблема возникала только с пассивной безопасностью. Ситуацию переломил Land Rover Discovery 3 – при его проектировании использовали переосмысленную технологию «рама в кузове», которая была популярна в США в конце 1950-х.

В ней кузов, по сути монокок, как бы окружает раму. Однако та конструкция получилась тяжёлой и не слишком технологичной. При этом, вспомните, с 2001 года производился Range Rover в несущем кузове, с применением лёгких сплавов как в силовых элементах, так и в обвесе. Внедорожник, прямо скажем, немаленький, но при этом относительно лёгкий, и никто не скажет, что его кузов слаб. И уж тем более не упрекнёт в скверной проходимости.

Вес рамы примерно 200 кг, но это не значит, что кузов, в который её интегрировали, потяжелеет на столько же. Его придётся усиливать. Причём не только лонжероны, но и стойки, и моторный щит, и каркас крыши. Практически всё! Правда, так происходило раньше, когда раму натурально втискивали в уже имеющиеся обводы и пропорции, стараясь использовать готовые агрегаты и одновременно вписаться в нормы пассивной безопасности.

Но стоит подойти к процессу по-новому и спроектировать несущий кузов с нуля, без зон избыточной прочности, применяя местами не металл, а пластик, как выяснится, что вес-то можно снизить при равной, а то и большей прочности. К тому же современные сплавы позволяют очень гибко подойти к их выбору, местам размещения силовых элементов и сминаемых зон, делая конструкцию и прочнее, и легче. Ведь уже существуют полностью алюминиевые внедорожники. Вернее, легкосплавные.

А рама, спросите вы? А что рама? Без рамы не обойтись там, где производитель хочет сэкономить на конструировании и производстве кузова, где вопрос пассивной безопасности стоит не слишком остро или где нужно перевозить неподъёмные грузы по не слишком хорошим дорогам. Поэтому грузовики и пикапы, которые нагружают не только водителем и парой байдарок, нескоро лишатся рамы.

Несущий кузов из легких сплавов выглядит непривычно. В нем штампованные детали соседствуют с прокатом и даже литыми элементами

Хотя у рамной конструкции есть ещё одно преимущество, крайне полезное на любых дорогах. Поскольку рама всегда привинчена к кузову через резиновые подушки, она концентрирует на себе и не пускает в кузов вибрацию и шум. Однако и в несущих кузовах давно решили эту проблему, применяя подрамники – по сути тот же кусочек рамы, только локальный и компактный.

Управляемость и экономичность

Понятно, что рамный автомобиль сложно научить хорошо управляться. При прочих равных машина с монококом будет более предсказуемой и реакции на поворот руля у неё будут чётче. Всё из-за тех же резиновых подушек. В ситуации с подрамником колёса тоже не связаны с кузовом жёстко – небольшую часть точности руления съедят его подушки, хотя больше уводов и нарушений геометрии колёс дадут банальные сайлент-блоки, которые есть и в рамной машине. Для любителей активной езды могу добавить, что и электроника у монокока настроена на более позднее срабатывание, предоставляя пилоту больше свободы. Крены, бич рамных внедорожников, у несущего кузова будут меньше, это очевидно. Так что с точки зрения езды по асфальту у рамной конструкции вообще нет никаких преимуществ. Пассивная безопасность хуже, активная тоже. Чуть лучше комфорт, и, пожалуй, всё.

Кстати, под активной безопасностью я имею в виду не только управляемость, но и динамику (в том числе тормозную). Даже упомянутая электроника, которая у машин с несущим кузовом хоть и вмешивается позже, но срабатывает быстрее, исправляя траекторию, снижая скорость или останавливая автомобиль. Да, я знаю, это звучит как парадокс: позже начинает, но быстрее срабатывает. Однако на самом деле всё именно так и происходит. Лучшие современные внедорожники проходят тот же «лосиный тест» на скоростях чуть меньших, чем демонстрируют седаны близких размеров. И все они с несущим кузовом.

При одинаковом дорожном просвете внедорожник с несущим кузовом всегда ниже рамного. Рама больше не отнимает 15 см, на которые раньше приходилось поднимать пол

Что касается экономичности, то на бездорожье нет большой разницы между рамными и несущими платформами, а вот на асфальте она может быть заметной. Машины с кузовом монокок, как правило, обладают лучшей аэродинамикой. Проще говоря, они ниже без потери дорожного просвета. И центр тяжести у них ниже. Соответственно, на скоростях выше городского потока они выигрывают литр-полтора.

Комфорт и вместимость

Крыша у автомобиля с интегрированной в кузов рамой значительно прочнее. Она выдержит и раскладной дом, и его постояльцев

Современные внедорожники с несущим кузовом могут предложить практически любую конфигурацию салона – хоть легковую, хоть автобусную. Устанавливая кресло на высоте, которая удовлетворяет самого придирчивого начальника отдела эргономики, мы косвенно получаем и достаточную длину подушки. Для кого-то это неважно, но в дальней дороге длинноногие оценят. Хорошо, когда не только высоко сидишь – далеко глядишь, но и ноги твои не болтаются в воздухе, да и всем частям тела комфортно. Причём пресловутая капитанская посадка теперь получается без увеличения габаритной высоты всего автомобиля: центр тяжести ниже – и устойчивость лучше, и управляемость, и экономичность, и вместимость. Рама больше не отнимает пятнадцати сантиметров, на которые раньше приходилось поднимать пол.

Land Rover Defender в своё время мог похвастать тем, что при наличии соответствующей подвески вёз тонну груза. Причём по любым дорогам. Новый может взять на борт почти 900 кг и ехать почти по любому бездорожью. Ну или везти семь пассажиров. Да, я не оговорился, именно пассажиров, потому что включая водителя – восемь. И ещё 300 кг багажа! Правда при полном экипаже велика вероятность, что не весь скарб поместится в багажник, и тут снова проявляются преимущества несущего кузова – на крышу можно загрузить 180 кг. Это в динамике. Во время стоянки нагрузку можно удвоить.

Прочность, низкий центр тяжести, доступная высота крыши… Из-за того что вес кузова внедорожников рамной конструкции нельзя увеличивать, их порой делали недостаточно прочными там, где не было критичных, по мнению конструкторов, нагрузок. Например, стойки и каркас крыши. То есть, выходит, невероятная грузоподъёмность крыши нового Defender – это побочный эффект применения несущего кузова. Очень полезный, надо сказать, эффект.

Выносливость

Ну и наконец, последний и некогда самый спорный пункт. Да, рама из профиля толщиной стенки 4 мм будет дольше сопротивляться вибрациям и скручивающим нагрузкам. Только такие рамы сейчас даже для грузовиков не всегда делают. Ведь всё это будет весить тонну! А если 2 мм стали, растянутые в лестницу или собранные в трёхмерный каркас с просчитанными зонами нагрузок да специально подобранными материалами и сплавами? Вот, уже задумались. Я даже не стану приводить в пример спортивную офф-роудную технику – там особые условия. Но всё же не могу не упомянуть. Все, кто строит внедорожный болид для трофи, «формулы офф-роуд» и даже триала, начинают не с отрисовки рамы, а с каркаса. И кстати, обратите внимание, подвеску всё чаще независимую делают. Впрочем, это тема отдельной дискуссии.

У несущего кузова немало преимуществ и по части свободы при компоновке. В любой точке салона можно получить любое силовое крепление. Как, к примеру, у этого среднего места в переднем ряду

Итак, убедил ли я себя в том, что современный несущий кузов лучше рамы? Пожалуй, да. Ну не нашёл я других аргументов, говорящих в пользу рамы, кроме «дешевле» и «не требует использования высоких технологий». Может быть, поэтому рама сегодня всё больше превращается в рудимент, а подавляющее большинство внедорожников выпускают с несущим кузовом.

Текст: Евгений Хапов, фотографии: компании-производителя

Подпишись на канал 4×4 CLUB в Яндекс.Дзен

Источник