) внедорожников свойственна рамная конструкция кузова. А вы знаете, что это такое? И чем скажем кузов на раме, отличается от кузова обычного рядового автомобиля? Если нет, тогда сегодняшняя статья именно для вас …
Как обычно начнем с определения.
– строение автомобиля, при котором все важные технические узлы и элементы крепятся на определенную жесткую раму. К таким элементам можно отнести – части подвески, двигатель, трансмиссию, мосты (передний и задний) и собственно сам кузов (он также крепится на раму).
Простыми словами, рама здесь как ключевой соединяющий элемент всех узлов (если хотите как скелет человека), также она принимает на себя всю нагрузку при езде автомобиля. Если на раму не одевать кузов, а на ней будут закреплены все основные узлы, то она запросто может передвигаться. Например на наших УАЗ именно так и реализовано.
Для чего нужна рамная конструкция кузова?
Рама кузова — как правило, самый прочный элемент, автомобиль с таким строением может выдерживать большие нагрузки (как в грузоподъемности, так и в проходимости). Вот почему такую конструкцию кузова имеют в основном «тяжелые» внедорожники, грузовые автомобили, микроавтобусы и некоторые большие автобусы. Внедорожникам рама нужна для того, чтобы преодолевать очень плохие дороги, высокие подъемы и болотистую местность. Грузовикам и автобусам — для большей грузоподъемности.
Устройство рамы кузова
Если утрировать, то строение простое до безобразия. Две продольные металлические балки, которые соединяются поперечными. Обычно продольных балок всего две, а вот поперечных может быть значительно больше. Раньше продольные балки шли практически параллельно друг другу, но скоро выяснилось, что такое строение не очень то удобное, потому как двигатель который закрепляли на раме был очень высоко посажен. Поэтому позже переднюю часть расширили (чтобы двигатель крепился между продольными балками), а заднюю часть сузили, особенно в строениях грузовых автомобилей (также жесткость рамы увеличивается, соответственно увеличивается и грузоподъемность).
Нужно отметить что рама — это самая тяжелая часть кузова, около 20 % общей массы автомобиля. Но разработчики бьются над более легкими и прочными материалами, ведь чем меньше масса, тем меньше расход топлива.
По изготовлению рамы можно подразделить:
— НА клепанные (самый распространенный вид), элементы рамы присоединяются друг к другу при помощи клепок
— НА болтах, более трудозатратен, а поэтому менее распрастранен. Элементы соединяются болтами и гайками
— Сварная рама, самый редкий вид. В основном используют для тяжелой спец. техники. Элементы привариваются друг к другу.
Основные виды рам кузова
Есть несколько основных видов:
«Лестничная» или лонжеронная . Как понятно из названия, похожа на обычную лестницу. Тут нет слабых мест все элементы очень прочные, поэтому такие виды устанавливаются в основном на грузовой коммерческий транспорт. Посмотрите пример видео
Переферийные или «кузовные» . Передняя и задняя части узкие, а вот центральная часть (которая находится под большой частью кузова) расширена. Это делают для того чтобы опустить в эту часть кузов, тем самым сделав автомобиль намного ниже, что благоприятно сказывается на аэродинамике.
Хребетная . Усиленная центральная часть рамы, представляет из себя трансмиссионную трубу. Основное применение в автомобилях, где независимая подвеска как спереди, так и сзади. Очень прочная на кручение, однако используется редко из-за сложного строения и трудного ремонта.
«Гоночная», решетчатая или трубчатая . Представляет из себя — не только раму, но и практически полный каркас автомобиля, строится из тонких (но прочных и легких) труб. Используются на спортивных автомобилях (отсюда и название), наверное все видели обвязку спортивных авто, это именно рамное спортивное строение кузова.
Плюсы и минусы
НУ и в заключении давайте поговорим о плюсах и минусах рамной конструкции кузова
1) Большинство рам имеют простую конструкцию
2) Легкий ремонт
3) Простая сборка (особенно если собрана на клепках)
4) Улучшенная проходимость автомобилей
5) Улучшенная грузоподъемность
1) Из-за того, что разделяют раму и кузов, увеличивается масса автомобиля
2) Меньше простора в салоне. Из-за того, что кузов устанавливается между продольными направляющими
3) Автомобиль на раме намного жестче. Как правило, подвеска используется с применением рессор, и редко пружин. Потому как рессоры могут нести большую массу.
4) Сложная посадка. Автомобили высокие, если нет ступенек, забраться не просто.
5) Хуже пассивная безопасность. Кузов просто срывает с рамы при сильном ударе.
Как видите — рамный кузов автомобиля создан в основном для сложных дорожных условий, либо для перевозки больших грузов. Для обычного комфортного передвижения по городу «рама» не пригодна, лучше смотреть в сторону автомобиля с несущим кузовом, но это совсем другая история.
Сейчас небольшое видео рамы кузова в сборе, смотрите для лучшего понимания.
НА этом все, читайте наш АВТОБЛОГ
Рамой называется жёсткий элемент автомобиля, который принимает на себя основные нагрузки и используется для крепления на нём остальных элементов, представленных , трансмиссией, кузовом и разнообразным оборудованием. В отличие от альтернативного ей несущего кузова, рама в большинстве случаев является плоской и представляет собой своеобразный «стержень», придающий жёсткость всей конструкции в целом. Фактически рамная конструкция кузова представляет собой основу, вокруг которой собирается автомобиль - благодаря этому он становится намного проще в производстве и в обслуживании по сравнению с другими типами компоновки.
Существует множество видов рам, применяющихся в автомобилестроении. Наиболее распространённой в настоящее время является прямая лонжеронная рама, которая создаётся из двух продольных металлических балок, проходящих по всей длине кузова. В определённых местах они соединяются поперечинами - так называемыми траверсами, которые придают этому элементу жёсткости и предназначаются для крепления отдельных агрегатов. Особой модификацией лонжеронной рамы является периферийная конструкция, которая подразумевает существенное увеличение расстояния между продольными лонжеронами в центральной части кузова. Такие рамные обладают достаточно низко опущенным полом, который находится между балками, играющими роль порогов.
Существуют и экзотические варианты - в частности, хребтовые рамы, в которых несущим элементом выступает центральная труба, в которой проходят трансмиссионные валы. Она позволяет существенно уменьшить массу и габариты автомобиля относительно случая использования классической лонжеронной рамы, а также даёт возможность применять . Однако есть у неё и свой недостаток - сложность ремонта транспорта, для осуществления которого необходимо полностью разобрать машину.
Видео о том, как устроена конструкция рамы внедорожника:
Также необходимо упомянуть и о решетчатых рамах, применяющихся в - они создают не только несущую основу, но и каркас безопасности, на который навешиваются лёгкие кузовные панели. Иногда рамная конструкция автомобиля объединяется с несущим кузовом - в таком случае говорят об интегрированной раме, принимающей на себя только часть нагрузок. По типу соединения деталей рамы подразделяются на следующие виды:
- Клёпаные - легки в производстве.
- Болтовые - обладают повышенной прочностью, но очень высокой трудоёмкостью сборки.
- Сварные - и прочные.
Важнейшие преимущества
Если посмотреть на список рамных автомобилей легкового типа, то можно увидеть, что большая его часть принадлежит крупным внедорожникам, таким как Toyota Land Cruiser, Nissan Patrol, и прочим. Это неудивительно - ведь рама может переносить большие нагрузки по сравнению с несущим кузовом. За счёт этого достигается лучшая проходимость - автомобиль не деформируется при преодолении существенных уклонов и серьёзных преград. Также увеличение допустимых нагрузок способствует и повышению массы транспортируемого груза. Именно поэтому большая часть коммерческого транспорта строится на основе жёсткой рамы.
УАЗ Патриот — представитель рамных автомобилей
С точки зрения производителей, рама также является более предпочтительной - к ней легче крепить основные агрегаты и навесное оборудование. Подобную конструкцию удобнее пропускать через конвейер - она может собираться отдельно от кузова, что существенно ускоряет процесс изготовления транспортного средства, позволяя разделить его на две технологические цепочки. В пользу рамы выскажутся и работники - при её использовании намного легче восстанавливать геометрическую целостность кузова. В случае же, когда повреждения являются чересчур сильными, можно просто заменить раму, которая обладает меньшей стоимостью, чем готовый к использованию несущий кузов. Тем не менее от рамной конструкции отказалось большинство - следовательно, на то были свои причины.
Минусы жёсткой основы
Даже применение современных материалов не способно существенно облегчить раму или уменьшить её габариты - она всё равно будет утяжелять автомобиль, и вынуждать придавать ему большие размеры без существенного повышения полезного объёма внутри кузова. Следовательно, увеличиваются выбросы выхлопных газов и происходит нанесение существенного вреда окружающей среде. В масштабах узкого сегмента внедорожников это не очень важно, а если большинство легковых машин будет иметь подобную компоновку, все преимущества рамной конструкции автомобиля меркнут перед подобными проблемами. Кроме того, повышение массы означает увеличение нагрузки на ходовую часть. Пружины не всегда способны справиться с весом рамного транспорта, поэтому их зачастую заменяют более выносливыми, однако, не столь комфортабельными рессорами.
Стоит сказать и . При использовании рамы неразрушимой связи между ней и остальными частями кузова не существует. Соответственно, при возникновении очень сильного удара происходит взаимное смещение различных частей транспортного средства. Это приводит к очень серьёзным последствиям, в частности, получению травм пассажирами или даже к летальному исходу. Следовательно, основной причиной отказа большинства изготовителей от рамы является изменение требований к современному автомобилю, который должен быть максимально безопасным и экономичным.
Кому пригодится рама?
Зная о том, что значит «рамный автомобиль», мы без труда можем сделать вывод о назначении подобных транспортных средств. Они пригодны для использования в качестве коммерческой техники, а также специальных автомобилей, предназначенных для выполнения очень тяжёлых работ. Кроме того, рама обязательно нужна и внедорожнику, которого разработан не для преодоления городских бордюров. Если такие машины вам точно не нужны, стоит обратить более пристальное внимание на современные авто с несущим кузовом. Они обладают большей эффективностью использования топлива, а также безопасностью и практичностью.
Автомобильное шасси бывает двух видов: ходовая часть, совмещенная с несущим кузовом, или рамная конструкция. В первом случае все узлы и агрегаты крепятся непосредственно к корпусу машины. Второй вариант - это когда ходовая часть, двигатель и трансмиссия монтируются на раме, а кузов "надевается" сверху. И у того, и у другого варианта есть свои преимущества, корпусный вариант более технологичен с точки зрения конвейерной сборки. Лонжеронная рама требует подготовительных работ перед монтажом, но в процессе эксплуатации ее конструкция более надежна.
Рама или монокок - что лучше?
Рама используется при производстве автомобилей, эксплуатация которых предполагает повышенные нагрузки и безостановочный рабочий цикл. Это грузовики, автобусы, военные джипы, удлиненные лимузины и кадиллаки. К категории автомобилей, испытывающих высокие динамические нагрузки, относятся также рамные внедорожники, список которых приводится ниже. Кузов несущий типа "монокок" применяется во всех остальных случаях.
Из чего состоит рама?
Конструкция цельнометаллической рамы как основы для крепления отдельных агрегатов достаточно сложная. Это комбинация цельнотянутых и кованых профилей, поперечных и продольных. Их взаимосвязь рассчитывается заблаговременно, и в результате получается прочная конструкция, способная выдержать значительные нагрузки. При сборке все достоинства рамы достаются автомобилю. И лучшим примером использования надежной профилированной конструкции являются рамные внедорожники. Список переимуществ таких машин включает в себя высокие прочностные характеристики, износостойкость, пассивную безопасность при небольших авариях.
Популярность и применение
Рамные конструкции получили распространение в США в период автомобильного бума 60-х годов. Производители стремились создавать новые модели за счет изменения экстерьера кузова, не касаясь при этом ходовой части машины. Рама как раз и давала такую возможность. На одинаковых шасси собирались десятки моделей. Тогда в употребление даже вошел термин body-on-frame, означающий стопроцентную унификацию ходовой части легковых автомобилей. Единственным условием при соединении нового кузова с платформой было полное совпадение монтажных отверстий в раме и корпусе, однако эти технологические нормы легко соблюдались.
В настоящее время рамные конструкции используются при производстве легковых машин редко и только по необходимости, из соображений прочности. Варианты с несущим кузовом намного легче по весу, технологичнее при сборке и имеют более привлекательные параметры пассивной безопасности в том смысле, что при столкновении безрамный кузов складывается как гармошка и гасит инерцию удара. А рама может нанести более ощутимый урон за счет своей жесткости. Поэтому при конструировании просчитывались все возможные ситуации.
Обзор внедорожников, выпускаемых сегодня
В настоящее время практически все ведущие фирмы мирового автомобилестроения выпускают внедорожники на рамном шасси. Однако их не следует путать с кроссоверами, машинами такого же внедорожного класса, но не имеющими рамы. Все кроссоверы собираются с использованием несущего кузова.
Первый номер мирового рейтинга в своем классе - это американский вездеход "Хаммер". Мощная машина, собранная на рамном шасси, предназначалась для армии США, но по разным причинам поставки в воинские части прекратились, и внедорожник теперь можно встретить на дорогах как США, так и Европы, в частном пользовании.
Наряду с "Хаммером" в Америке пользуется популярностью рамный внедорожник "Кадиллак Эскалейд". Это тоже достойный представитель в своем классе.
Внедорожная модель "Акуры" также является мечтой многих автомобилистов. В Европе между собой конкурируют внедорожники "Мерседес" и "Ауди", им в затылок дышит "Фольксваген". От ведущих моделей не отстает румынский "АРО" и корейский "Рокста".
Все рамные внедорожники, список которых можно продолжить, очень дорогие, но истинных любителей экстремальных маршрутов высокая стоимость не останавливает, и полноприводные гиганты хорошо покупаются. Развитая сеть сервисных центров обеспечивает техническое обслуживание вездеходов.
Американская внедорожная модель Cadillac Escalade
В 1999 состоялся дебют полноразмерной внедорожной модели "Кадиллак Эскалейд". Автомобиль спроектировали на базе Chevrolet Tahoe. Много внимания было уделено фирменной внешности автомобиля: колеса на пять спиц, светлая кожа в интерьере, отделка ценными сортами дерева.
Машина оснащена двигателем 5,7 литра, мощностью 255 л.с., с V-образным расположением восьми цилиндров. Трансмиссия - четырехступенчатый автомат. Габариты автомобиля впечатляют: длина - 5110 мм, высота - 1890 и ширина - 1960 мм. Вес - 2545 килограмов.
В европейскую комплектацию рамного внедорожника Cadillac Escalade входит климатическая система HVAC, вентиляция сидений, десять подушек безопасности по всему периметру салона, полный электропакет, спутниковое ТВ для пассажиров. За дополнительную плату устанавливается компьютерный модуль с безлимитным Интернетом.
Внедорожник Acura SLX
Роскошный автомобиль класса "люкс" во внедорожном исполнении был представлен компанией "Хонда" в 1996 году. Машина органично вписалась в популярную тогда категорию джипов. Кроме того, Acura SLX отличалась "боевыми" характеристиками в полном наборе. И все это сочеталось с высочайшим уровнем комфорта в салоне. Прогреваемые кожаные кресла, откидная крыша, безукоризненный электропакет и сервоприводы повсюду.
Силовая установка "Акуры" - это двигатель мощностью 215 л.с. объемом 3,5 литра. Трансмиссия автоматическая, четырехскоростная. В стандартную комплектацию входит такой набор опций и принадлежностей, что производителю больше нечего добавить.
Рамный внедорожник Audi Q7
Немецкий вездеход выглядит как роскошный автомобиль представительского класса. При этом в экстерьере прослеживаются признаки спортивности. Это впечатление усиливается, как только машина берет с места. Неудержимый разбег гиганта занимает доли секунды.
Audi Q7 был задуман как самый большой европейский внедорожник. Длина автомобиля больше, чем у "Хаммера" Н2, и составляет 5086 мм, высота - 1737 и ширина - 1983 мм. Стремительные обводы, акцентированные контуры кузова, контрастирующие с плоской формой окон, - все это признаки спортивного характера машины.
Внедорожник на рамном шасси "АРО 244"
Румынская компания ARO, производитель легких грузовиков и полноприводных внедорожников, преимущественно производит автомобили для внутреннего рынка.
Модель рамного внедорожника ARO 244 была запущена в серийное производство в 1966 году и стала пилотной модификацией для всей 24-й серии. Автомобиль выпускался в двух вариантах: двухдверном (короткая база) и пятидверном (полная база). Машина не отличалась мощным объемным двигателем и выглядела, скорее, как обычный автомобиль с рамной компоновкой ходовой части и двигателя. Мотор АРО 244 объемом 2495 куб./см развивал мощность 83 л.с., которой хватало для достижения максимальной скорости 120 км/час.
Рамный внедорожник "Азия Рокста" дебютировал в 1989 году. Силовая установка на машине средней мощности, 86 л.с. при объеме 1,8 литра. Но у автомобиля была очень интересная внешность. "Рокста" напоминала легендарный американский "Виллис" времен Второй мировой войны. Та же неповторимая радиаторная решетка, фары, передние крылья. Автомобиль словно сошел с картины, отражающей события на фронте.
В 1994 году "Рокста" прошел глубокий рестайлинг, изменивший его экстерьер и внутреннее пространство. Передок машины стал напоминать "Мицубиси Паджеро" первого выпуска. Новый дизайн пришелся по вкусу потребителям, и "Азия Рокста" пошел в серию. При этом прежняя версия также продолжала выпускаться. Но в 1998-м рамный внедорожник был снят с производства, его заменила новая модель Retona.
Рамные внедорожники, список которых приведен в рамках этой статьи далеко не полностью, пользуются умеренным, но стабильным спросом. Их производство развивается, появляются новые модели.
К тому времени у многих марок стали появляться массовые модели, производство которых стремились удешевить и упростить в числе прочего и за счет снижения материалоемкости и упрощения технологии сборки. Распространенные тогда конструкции с рамным шасси и кузовами на деревянном каркасе к этому не располагали, и, несмотря на более высокую цену стали, кузовостроение переориентировалось с древесины на металл.
Кузова стали варить из штампованных металлических деталей. Конструкторам, получившим в свое распоряжение технологии штамповки каркасных деталей нужного профиля и прочности, оставалось лишь усилить пространственную конструкцию кузова до той степени, чтобы она могла нести на себе узлы и агрегаты всего автомобиля.
Методики расчета и технологии металлообработки к тому времени достигли того уровня, когда стало возможным при массовом производстве достигать небольшого веса и достаточной жесткости трехмерной системы.
1 / 3
2 / 3
3 / 3
Lancia Lambda Torpedo 4 Series 1922-1924
1 / 3
2 / 3
3 / 3
Opel Olympia 1935-1937
Так, собственно, и родился несущий кузов автомобиля. Первые безрамные серийные легковушки - итальянская Lancia Lambda (1922 г.) с открытым кузовом "торпедо". Потом были компактный седан Opel Olympia (1935) и ставший впоследствии легендарным переднеприводный Citroen 7 Traction Avante (1934). Они показали, что рама для массовой легковой машины вовсе необязательна. Но эти автомобили были сродни сегодняшней Tesla или BMW i8. О них знали все, но имели очень немногие.
1 / 3
2 / 3
3 / 3
Перелом
К середине ХХ столетия обозначилось еще одно существенное преимущество цельнометаллического несущего кузова перед рамной конструкцией. Общественность начала заботиться о пассивной безопасности транспортных средств. Краш-тесты показали, что машины с лонжеронной рамой опасны при самых распространенных столкновениях - фронтальных.
Слишком жесткая рама не позволяла "передку" автомобиля деформироваться и в нужной степени поглотить энергию удара, в итоге пассажиры в салоне получали смертельно опасные травмы от удара о детали интерьера.
У безрамного автомобиля оказалось гораздо проще рассчитать зоны деформации для самых "популярных" типов столкновений и обеспечить сохранность "обитаемой капсулы". Несущий кузов также позволял конструкторам при его существенном смятии от лобового удара направить тяжелый силовой агрегат под днище, а не в салон, как нередко происходило у рамной конструкции, закрытой снизу жесткими лонжеронами.
Таким образом, сформировался целый комплекс причин, приведших к отходу от широкого применения рамных конструкций:
1. Появление технологий производства несущих кузовов небольшой массы и достаточной жесткости;
2. Борьба за облегчение автомобилей;
3. Стремление увеличить полезный объем кузова;
4. Желание улучшить управляемость автомобиля за счет снижения центра тяжести;
5. Повышение требований к пассивной безопасности автомобиля.
Автомобиль Nash 1942 г. На рисунке выделены усилители кузова.
1 / 3
2 / 3
3 / 3
Ford Crown Victoria police interceptor
По указанным причинам рамные конструкции продержались в американском автопроме вплоть до 2011 года, когда был закрыт завод, выпускавший последнего из полноразмерных могикан - Ford Crown Victoria, который мы все знаем по американским боевикам 1990-х и 2000-х годов как основной транспорт полиции.
Машина была прочной, выносливой и комфортабельной, хотя по нынешним меркам при существенных габаритах (5,4 х 2,0 х 1,5 м) не могла похвастать соответствующим пространством в салоне. Следующий полицейский Ford - седан Taurus Police Interceptor (о нем мы писали в статье про ) - выполнен уже по цельнонесущей схеме.
А как же офф-роуд?
Не так все просто сложилось в сообществе автомобилей-внедорожников: лишить их рамы без существенных потерь оказалось сложнее. Как минимум потому, что езда по плохим дорогам или бездорожью так или иначе предполагает частое "вывешивание" машины - ее диагональный перекос.
Чтобы обеспечить при этом сохранение геометрии несущего кузова, необходимо значительно усиливать его за счет дополнительных косынок, распорок, более мощных балок. В противном случае неизбежны перекосы проемов с невозможностью открыть или закрыть дверь, а то и усталостные трещины в самых нагруженных местах. Ситуация усугубляется тем, что большинство внедорожников имеют крупные пятидверные кузова, обеспечить пространственную жесткость которых еще труднее.
В общем, полностью "забрать" раму у больших внедорожников конструкторы не смогли - ее сделали интегрированной. Иначе говоря, облегченные части обычной рамы встроили в силовой каркас кузова. В первую очередь это были продольные лонжероны, развитые до трехмерной формы в определенных "районах" кузова. Так сделали создатели третьего поколения Land Rover Discovery (2004 г.) или Suzuki Grand Vitara (2005 г.) второй генерации.
Suzuki Grand Vitara и Land Rover Discovery
А одним из пионеров интегрированной рамы среди бескомпромиссных внедорожников был . При рождении в 1966 г. "Волынянка" получила легкий открытый кузов, в днище которого была вварена лонжеронная рама из продольных и поперечных балок. Подробно об истории этого удивительного автомобиля мы уже писали.
Следует отметить, что лишаясь рамы, представители славного племени суровых "проходимцев" рискуют потерять возможность иметь много близких "родственников" - определенное количество вариаций кузовов и моделей. Ведь именно рамное шасси облегчает создание "
Как собрать воедино все агрегаты самобеглой коляски, обеспечив их точное взаиморасположение при любых условиях движения? Первые автоинженеры об этом долго не думали. Все было уже придумано до них, и варианты были перед глазами: или несущий "кузов" телеги и кареты, или рамная конструкция паровоза и прочего железнодорожного транспорта. Тогда вопрос был решен в пользу рам, а сегодня автомобили с традиционной рамной конструкцией встречаются довольно редко. Хотя элементы рамной схемы использует большинство современных серийных машин.
Что такое рама?
В общем понимании рама (в терминологии первой половины прошлого века - остов) - это пара лонжеронов из металлического профиля, соединенных несколькими поперечинами. Рама служит основой, силовым каркасом, на который "навешиваются" кузов, силовой агрегат, элементы подвески и т.д.
Почему конструкторы выбирали раму?
1. Несущий кузов был или недостаточно жестким, или слишком тяжелым - сказывался тогдашний низкий уровень технологий.
Важная особенность рамной конструкции, плоской по сути, заключается в низком сопротивлении кручению по сравнению с несущей конструкцией коробчатого по своей сути кузова. На протяжении всей "рамной эпохи" этот вопрос решали двумя способами - увеличивая толщину металла и количество поперечин или меняя характеристики самого металла.
Проблема в принципе оказалась решаемой, тем более не всегда низкая сопротивляемость кручению вредила автомобилям. Так, в массовом советском грузовике ЗИС-5 "эластичная" рама ("перепады" между диагонально противоположными концами рамы могли достигать 3-4 см) значительно повышала проходимость трехтонки, не позволяя на ухабах колесам вывешиваться. Потеря контакта колеса ведущего моста с дорогой чревата остановкой машины из-за "ухода" крутящего момента на поднявшееся колесо, поэтому трехтонка ЗИС ценилась на фронтовом бездорожье в период Великой Отечественной.
ЗИС-5
2. На одной и той же платформе можно было продавать множество моделей автомобилей под разные запросы клиентов.
Это сейчас термин "платформа" понимают как некую общность деталей двух разных авто. В первой половине ХХ века технология работала буквально.
Многие автомобили продавались в виде шасси - рамы со всеми агрегатами ходовой части вплоть до руля и педалей, а кузов клиент уже сам заказывал специализированному ателье. В итоге покупатель, обладая достаточным количеством финансов, мог позволить себе абсолютно эксклюзивный авто с полностью серийной агрегатной базой. Сейчас такое уже, увы, невозможно.
"Остов" автомобиля начала века, фото: Wikipedia.org
Эволюция рамы
Изначально для изготовления остова применялись твердые породы дерева, реже -металлические трубы. В 1910-х годах на грузовых автомобилях уже стали внедрятся рамы с привычным нам открытым профилем.
Лонжеронные рамы
В английской терминологии этот вид рам часто называют лестничным из-за внешней схожести с одноименным предметом. Два продольных лонжерона чаще всего выполнены из открытого профиля. Форма поперечных балок бывает разной (К-образные, Х-образные, перпендикулярные), а фрагменты рам могут соединяться между собой при помощи сварки (преимущественно легковые автомобили), заклепок (грузовики) или даже болтов (штучные экземпляры).
Лонжеронная рама, фото: Wikipedia.org
Сегодня клепаные рамы чаще всего применяются на пикапах и грузовых автомобилях. К лонжеронным рамам некоторые инженеры также относят и Х-образные рамы, которые значительно легче (на них построена вся американская классика 50-х, а также советские "Чайки" - ГАЗ-13 и ГАЗ-14). Главное преимущество лонжеронной рамы - простота конструкции и технологичность. Главные же недостатки - большой вес и громоздкость, что отрицательно сказывалось на полезном пространстве внутри машины.
"Чайка" ГАЗ-13
Хребтовые рамы
История хребтовых (центральных) рам началась в 20-х годах ХХ века в Чехии. Конструкторы автомобилей марки "Татра" первыми разработали и внедрили новую схему в свои автомобили. Главный элемент конструкции - труба, соединяющая картер заднего ведущего моста с силовым агрегатом и трансмиссией. Внутри этой несущей на себе всю нагрузку трубы расположен вал без карданного шарнира, передающий крутящий момент с двигателя на колеса. То есть соединение, в отличие от всех современных задне- и полноприводных автомобилей, было жестким.
Как показал опыт эксплуатации, основными преимуществами хребтовой рамы являются высокая крутильная жесткость и возможность легко создавать многоосные полноприводные конструкции. Основным недостатком считается трудный доступ к встроенным в раму агрегатам.
Хребтовые рамы в свое время применялись на легковушках, а сегодня успешно применяются как раз на г . Достаточно сказать, что на такой машине "Татра" Карел Лопрайс, выступая в марафоне Париж - Дакар, за 14 лет (с 1988 по 2002 год) шесть раз становился чемпионом в классе грузовиков и четырежды завоевывал серебро.
Грузовой автомобиль "Татра"
Вильчато-хребтовые рамы
И снова Чехия… Вильчато-хребтовые рамы появились впервые перед Второй мировой на автомобилях родом из этой страны - "Шкодах" и "Татрах". Иногда вильчато-хребтовые рамы называют видом хребтовых рам. Главная особенность данного вида в том, что передняя и задняя части представляют собой трезубцы, образованные центральной трубой каркаса и отходящими от нее двумя лонжеронами, которые используются для крепления узлов и агрегатов.
В отличие от автомобилей с хребтовой рамой, в машинах с вильчатой конструкцией используется обычный карданный вал, а картеры мостов и двигателя не являются единым целым с центральной трубой. Яркими носителями этой конструкции являются довоенные "Татра-77" и "Татра-87". Это были революционные для своего времени комфортабельные автомобили: они отличались одновременно крайне низким для 30-х годов прошлого века коэффициентом лобового сопротивления (0,34), умеренным "аппетитом" и неважной управляемостью, вызванной заднемоторной компоновкой. Сегодня вильчато-хребтовые рамы в автомобильной промышленности не используются.
"Татра-87"
Периферийные рамы
Они являются следующим витком эволюции лонжеронных рам и нашли массовое применяться на американских "дредноутах" и крупных европейских легковых авто (к примеру, Opel Admiral) первой половины 60-х, по этому же принципу созданы все советские представительские лимузины, начиная с ЗИЛ-114.
Лонжероны в данной конструкции разнесены так широко, что при установке кузова они оказываются возле самых порогов. Вывод массивных элементов рамы к бортам автомобиля позволил конструкторам заметно понизить уровень пола в машине и уменьшить высоту самого автомобиля.
Периферийная рама
Главными плюсами периферийной рамы считаются высокая стойкость конструкции к боковым ударам, а также лучшая приспособленность к конвейерной сборке. Главный же ее недостаток заключается в том, что такая рама не может сама воспринимать все нагрузки, поэтому кузов автомобиля должен быть более прочным, жестким, что сказывается на его весе.
До недавних пор (до 2012 года) с таким типом рамы выпускался комфортабельный седан Ford Crown Victoria, ставший символом американского такси и полицейского автомобиля 1990-2000-х годов. Инженерам удалось достигнуть удивительных показателей комфорта, в том числе благодаря применению особых резиновых демпферов, через которые кузов крепился к раме.
Ford Crown Victoria
Пространственные рамы
Пространственные или трехмерные рамы впервые появились в большом автоспорте в 20-х годах прошлого века. Они чаще всего создавались из тонких труб (изготавливавшихся с применением легированных сталей, изделиям из которых несвойственно кручение).
Вообще, трубные конструкции с трудом переносят нагрузки на изгиб. Поэтому, конструкторы стремились всегда к тому, чтобы трубы нагружались только на сжатие или растяжение, но не "на излом". Сегодня в автоспорте пространственные рамы уступили место монококам, но обрели вторую жизнь в автобусостроении. Кстати, до начала 2000-х годов все минивэны Renault Espace были построены именно на пространственной раме - трубчатый каркас обшивали кузовными панелями. Ради безопасности и удешевления производства от этой схемы отказались.
Пространственная рама Mercedes-Benz 300SL Coupe (Gullwing) W198 (1954)
Несущее днище
Несущее основание автомобиля - это промежуточный этап между рамной конструкцией и несущим кузовом. В этом варианте рама объединяется с полом кузова. Самым массовым и самым известным обладателем несущего днища является германский "Фолькваген Жук", у которого кузов крепился к плоской панели пола на болтах. Также по схожему принципу выполнен другой массовый автомобильчик из соседней Франции - Renault 4СV аналогичной с "Жуком" заднеприводной компоновки.
Хоть ее кузов и был уже типичным цельнонесущим, спереди у нее имелся полноценный подрамник. Вваренный в пол, он имел вид двух лонжеронов, тянущихся от переднего бампера до зоны ног передних пассажиров. Впрочем, интеграция рам в тело кузова (или, если хотите, "обрастание" кузова элементами рам) - это уже другая тема, которой мы посвятим следующую статью.
ГАЗ-21 "Волга"