Усиление кузова автомобиля для безопасности

Усиление кузова

Все мы помним мультипликационные автомобильчики с гибкими, пластичными формами, которые могут выгибать «спину», будто кошки, пожимать «плечами», «улыбаться» бампером, оглядываться, сгинать и разгинать свой нарисованный кузов. Как бы это ни было удивительно, в реальности всё обстоит почти так же, хотя и не настолько гипертрофированно: кузова наших автомобилей в процессе езды испытывают колоссальные нагрузки, и их геометрия не остаётся неизменной.

Если старенький «универсал» одним из задних колес стоит на высоком бордюре, заднюю дверцу вы уже захлопнете не без труда. Если вы поддомкратите одно из колёс и станете закрывать ближайшую боковую дверь — она ощутимо подпрыгнет, чтоб попасть на своё родное место. Чем старше машина, тем это заметнее. Всё потому, что с годами накапливается усталость металла, и бывший сбитый бодрячок начинает вести себя как расхлябанный алкоголик: кузов ощутимо «ходит» даже при переезде по диагонали через лежачего полицейского.

«Играющий» кузов заметно снижает точность управления в поворотах, бьёт по нервам при езде по колдобинам и выбоинам, а поскольку наши дороги на 90% состоят из холмов и буераков с колдобинами и выбоинами — на всё нервов не хватит. Если кузовная жесткость ослабла, то повороты авто будут происходить с задержкой по причине замедления реакции конструкции машины. «Играющий» металл в местах крепления рычагов будет вызывать рассогласованность в работе задней и передней подвесок. От постоянного действия сил скручивания произойдёт быстрое старение кузова, разойдутся сварные швы, интенсивно прогрессирует коррозия…

От чего зависит прочность кузова?

Кратко — от страны производителя, от материала кузова, от качества штамповки и сварки, от формы кузова, величины, от его возраста. Не будем брать элитные марки типа Роллс-Ройса и Феррари, с ними всё понятно — на них денег не жалеют. А вот массовым производителям приходится искать золотую середину между ценой и прочностью.
Немецкие кузова прочнее японских, японские прочнее французских, итальянских, корейских и американских… Немцы не экономят на материале, а немецкое качество вошло в поговорку. Почти то же можно сказать о японцах. Жаль, что нашим в этом плане похвастаться нечем. Если материал нормальный, то качество сварки и сборки подведёт… О формах кузова: универсал и минивэн наиболее подвержены эффекту «скручивания», далее идут по мере возрастания прочности пятидверные хэтчбеки, трёхдверные хэтчбеки, седаны, купе. Можно заметить явную тенденцию — однообъёмный кузов «слабее» двухобъёмного, и чем меньше дверных проёмов в машине, тем кузов прочнее. Большая машина «гибче» маленькой. Ну, и конечно возраст никто не отменял. Все мы с годами крепче не становимся.

Для кого особенно актуально усиление кузова?

Конечно, прежде всего, для профессиональных спортсменов. Именно благодаря их поискам и находкам мы имеем целый набор способов, приёмов и средств усиления кузова. Вспомните, как выглядят автомобили, специально переоборудованные для ралли, кросса или гонок на выживание. Но усиление кузова не менее актуально и для нас, рядовых автолюбителей — при наших дорогах, наших автомобилях, и при том, что абсолютное большинство из нас ездят на возрастных, и весьма возрастных иномарках. Актуально усиление кузова и для любителей спортивного стиля езды, ощущающих себя стрит-рейсерами в душе.

И для почтенных отцов семейств, прежде всего заботящихся о своих чадах и домочадцах — в плане безопасности. И для любителей основательности и стабильности во всём по жизни. Усиление кузова — это прочность, выносливость, безопасность, точность в управлении, которые нужны всем. Но как усилить машину?

Усиление кузова своими руками

Те, кто любит возиться с машиной у себя в гараже, кто любит мастерить и у кого это хорошо получается, конечно, могут многое улучшить самостоятельно.
Наиболее распространены несколько способов укрепления.
Сварка.

На заводе детали кузова соединяют методом точечной сварки, а это означает, что все основные заводские сварочные швы не лишне будет нормально проварить всплошную, желательно с накладками полос металла по линиям швов. Сварка применяется и в комбинации с другим распространённым способом укрепления — введением дополнительных укрепляющих элементов в угловые конструкции кузова — перемычек, косынок, штанг, перекладин, распорок, треугольников. Эти конструкции либо делают съёмными и вваривают только уши для них, на которые они затем крепятся болтами. Либо непосредственно приваривают к несущим элементам кузова. Чаще всего укрепляют передок кузова — именно он испытывает наибольшее влияние внешних сил при поворотах и «змейках». Популярный способ упрочнения кузова — передние распорки. К выгодам такой конструкции можно отнести простоту монтажа, умеренную цену, усиление жесткости передней части автомобиля, наконец, визуальную эстетичность. Более сложный способ усиления кузова — установка трубчатого каркаса безопасности. Для каждой модели авто набор укрепляющих элементов — испытанных, просчитанных, одобренных заводом-изготовителем. Обращайте внимание на сертификацию укрепляющих деталей, её наличие — подтверждение того, что завод-изготовитель испытал и одобрил данный элемент для установки на свою машину.

Вывод один: укреплять кузов необходимо, и нужно, чтобы это делали специалисты при помощи сертифицированных деталей.

Источник

Теория: Усиление кузова

Итак сегодня поговорим о жесткости кузова. Давно уже в голове летают мысли о том, чтобы собрать всю найденную информацию в один блог, причем максимально коротко описать всю суть, дабы было понятно всем.

Читайте также:  Что можно давать корелле кушать

Многие, кто добавляют сил своим автомобилям, меняют заводскую подвеску на более жесткую (или низкую), либо же, кто подолгу ездить на одной и той же машине, ловят себя на мысли, что спустя некоторое время машина ведет себя «не так». Перед становится расхлябанным, появляются скрипы, ухудшается разгон и управляемость… Почему же так?

Начнем с того, что кузов машины — неотъемлемая его часть, без кузова, собственно, не было бы и самой машины. А значит, что и кузов двигается на ряду с подвеской — наверное вы замечали, что если поставить машину одним колесом на бордюр, то задние двери будут закрываться с большим усилием? Что при проезде «лежачего полицейского» по диагонали в салоне отчетливо слышен скрип. И чем старше машина, тем это заметнее. Всё дело в усталости металла (Усталость материалав материаловедении — процесс постепенного накопления повреждений под действием переменных (часто циклических) напряжений, приводящий к изменению его свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению материала за указанное время). С каждым годом, с каждым проеденным (Особенно по нашим дорогам) километром усталось металла растет. А значит что когда-то жесткий кузов становится мягким, расхлябанным, «играющим». Сильнее всего это заметно в тюнингованных, «накаченных» машинах, но об этом позже…

«Играющий» кузов заметно снижает точность управления в поворотах, бьёт по нервам при езде по неровностям, а поскольку наши дороги на 80% состоят из холмов и буераков — на всё нервов не хватит. Если кузовная жесткость ослабла, то повороты авто будут происходить с задержкой, по причине замедления реакции конструкции машины. «Играющий» металл в местах крепления рычагов будет вызывать рассогласованность в работе задней и передней подвесок. От постоянного действия сил скручивания произойдёт быстрое старение кузова, разойдутся сварные швы, интенсивно прогрессирует коррозия…

Но от чего зависит изначальная жесткость кузова? Во первых от марки. Ясно, что у «бюджетников» с этим есть некоторые проблемы, особенно если сравнивать с машинами более высокого класса. Во вторых от самой конструкции — у разных кузовов есть свои слабые места. У некоторых их меньше, у некоторых больше. В третьих от типа кузова — самую большую жесткость имеет кузов типа купе, затем по мере убывания 4х дверный седан, трехдверный хетчбек, пятидверный хетчбек… Наиболее «скучиванию» подвержены минивены и универсалы. Если вкратце — чем меньше у машины различных дверных проемов и чем она меньше по размеру — тем она жестче. Ну и конечно возраст не отменял никто.

Последнее время автопроизводители перешли к тенденции экономить на материалах, количестве сварных швов, их качестве. А значит, что если вы — любитель агрессивной езды, либо же любите подходить ко всему доскональна, то значит вам нужно усиливать кузов. Почему-то многие, кто добавляют сил своим машинам ограничиваются, например, распоркой стоек амортизаторов, вследствие чего их машины со временем теряют жесткость и перестают ехать как нужно. Так как же можно усилить кузов?

Самый простой и дешевый способ усилить кузов — это всё таки распорки. К счастью сейчас можно найти величайшее множество различных на любой вкус. Тут лучше всего исходить из принципа «Чем больше, тем лучше». Однако не стоит забывать у распорок есть и обратная сторона — при боковом ударе, например в крыло, подкапотная распорка сработает как ей и заведено — как поперечный усилитель, вследствие чего машина не сложиться как ей нужно, а значит её ремонт будет значительно сложнее.

Второй способ применяется уже для серьезных доработок, вкупе с распорками и иными усилителями — это сварка. На заводе детали кузова соединяют методом точечной сварки, а это означает, что все основные заводские сварочные швы не лишне будет нормально проварить всплошную, желательно с накладками полос металла по линиям швов. Или например усиление порогов. Здесь не стоит забывать, что проваренная машина станет тяжелее и жестче, а значит повысится расход и слегка упадет динамика, если не компенсировать возрошую массу доработанным силовым агрегатом.

Ну и самый последний, более сложный — это установка трубчатого каркаса. Если вы всё таки дошли в доработках до каркаса, значит вы разбираетесь что к чему и суть я описывать не буду 🙂

Поэтому перед тем, как усиливать кузов подумайте, нужно ли вам это. Если вы собираетесь ездить на одной машине долго, либо хотите заняться доработкой машины (Даже для серьезной музыки нужно дорабатывать кузов!) — то определенно стоит.

Часть материала взята из интернета, картинки — гугл и драйв.

Источник

Каркасы безопасности и жесткость кузова

Каждый спортсмен, занимающийся автоспортом (в свое удовольствие или профессионально), обязан повысить безопасность автомобиля. Ни одна салонная машина не рассчитана на нагрузки, с которыми кузов сталкивается на гонках. Чтобы на высоких скоростях, при столкновении водитель не получил серьезные травмы, в салон устанавливают каркас безопасности (safety cage).

Из материала вы узнаете об особенностях этой конструкции, разновидностях и их отличиях. Ознакомитесь с технической документацией, и прочей полезной информацией по теме.

Что такое каркас безопасности

Каркас безопасности представляет собой конструкцию, состоящую из стальных труб. Монтируется внутри транспортного средства, после чего прикручивается или приваривается к кузову в ключевых точках. Основная задача каркаса – придание дополнительной жесткости.

Пространственный каркас безопасности предотвращает серьезную деформацию кузова при перевороте или столкновении транспортного средства с другими объектами. Необходимость монтажа конструкции продиктована международным регламентом спортивной ассоциации FIA, а также рядом других контролирующих органов.

Читайте также:  пивко бонусы узнать баланс по номеру карты

Жесткость кузова

Жесткость кузова современных автомобилей являет собой важный параметр, от которого зависит его безопасность. Чем меньше жесткость кузова, тем быстрее в нагруженных местах начнут появляться трещины, усталость металла.

С другой стороны, при попадании в дорожно-транспортное происшествие, кузов с небольшим запасом жесткости деформируется сильнее. Это увеличивает вероятность смертельного исхода при одинаковой скорости по сравнению с машиной, у которой этот показатель на порядок выше.

Кроме того, этот параметр характеризует общую прочность транспортного средства, степень пассивной безопасности и долговечности. Кузов является несущей конструкцией всего автомобиля, навесных элементов, пассажиров и перевозимых грузов.

Если жесткость на кручение недостаточная, при проезде по неровностям машина начинает «играть». Это приведет к неправильной работе подвески, непрогнозируемому ее поведению на высокой скорости. Кручение нужно снизить настолько, насколько это вообще возможно.

Главный параметр, опираясь на который, специалисты проводят тестирование – жесткость кузова на кручение вдоль продольной оси. Задача определить, какое усилие нужно приложить к кузову, чтобы вызвать деформацию на 1 градус. Измеряется жесткость в Нм/градус.

Наиболее жесткими считаются автомобили с однообъемной компоновкой кузова, когда силуэт напоминает форму куба, например минивэны. Куда меньшее сопротивление имеют двух и трехобъемные кузова. Большое количество дверей также снижает показатель. Самая низкая жесткость у автомобилей с открытым верхом.

Таблица значений жесткости кузова

Модель Жесткость (Нм/гр)
Koenigsegg Agera R 65000
Koenigsegg Agera 58000
ВАЗ-21106 (гоночный) Желтая акула 51800
Bugatti Veyron 50000
Audi A8 D4 45000
Porsche Cayman 981 42000
Mercedes S-Class W222 40500
Rolls-Royce Phantom 40500
Audi R8 40000
Lexus LFA 39130
BMW 7 series F01 37500
BMW F10 37500
VW Phaeton 37000
Bentley Flying Spur mk2 36500
Audi A8 D3 36000
Lamborghini Aventador 35000
Ferrari F50 34600
Porsche 911 Turbo 997 34000
Range Rover mk3 32500
VW Passat B6 32400
BMW Z4 Coupe mk1 32000
Alfa Romeo 159 31400
BMW 7 series E65 31200
Porsche 911 Carrera S 991 30400
Mazda Rx-8 30000
Mercedes E-Class W212 29920
Aston Martin Vanquish 28500
Koenigsegg CC-8 28100
BMW X5 E70 28000
Land Rover Freelander 2 28000
Mercedes S-Class W221 27500
Lancia Kappa Coupe 27350
Ford GT 27100
Aston Martin DB9 Coupe 27000
Mazda CX-5 27000
Pagani Zonda F 27000
Porsche 911 Turbo 996 27000
Pagani Zonda C12 S 26300
Porsche Carrera GT 26000
Audi A8 D2 25000
BMW F30 25000
Porsche Panamera 25000
VW Golf V GTI 25000
Mini 2003 24500
Alfa Romeo 166 24400
Bentley Continental Supersports 24000
BMW E39 24000
BMW E60 24000
Seat Leon 2005 23800
Mazda CX-7 23700
BMW X5 E53 23100
Lamborghini Gallardo 23000
Peugeot 407 22700
Toyota Prius 2001 22700
BMW E90 22500
Audi TT Roadster mk2 22000
Jaguar X-Type Sedan 22000
Saab 43533 Sedan mk2 22000
Ford Mustang 2005 21000
Saab 43533 Sportcombi mk2 21000
Chrysler Crossfire 20140
Lamborghini Murcielago 20000
Volvo S60 mk1 20000
Fiat Punto 3d 19700
Ford Focus 3d mk1 19600
Mercedes SL R231 19400
Audi TT Coupe mk1 19000
Bugatti EB110 19000
ВАЗ-2180 Лада Веста 19000
Alfa Romeo 147 3d 18800
Alfa Romeo 156 18800
Volvo S80 mk1 18600
Opel Combo 1999 18500
Bentley Azure 18000
Maserati Quattroporte 2008 18000
Mercedes SLS Roadster 18000
Pagani Zonda Roadster 18000
Ford Focus 5d mk1 17900
Volkswagen Fox 2007 17900
Alfa Romeo MiTo 17650
BMW E34 17200
Citroen Picasso mk1 17000
Ford GT40 MkI 17000
Mercedes SL R230 16400
Jaguar X-Type Estate 16300
Alfa Romeo 147 5d 16250
Ford Mustang 2003 16000
Jaguar XK mk2 16000
Aston Martin DB9 Convertible 15500
Mazda Rx-7 FD 15000
Ferrari 575M Maranello 14700
BMW Z4 Roadster mk1 14500
Daewoo Nubira 1997 14500
ВАЗ-21109 Консул 14300
Renault Twingo 1995 14200
BMW E46 Wagon 14000
McLaren F1 13500
Porsche 911 Turbo 993 13500
BMW E46 Sedan 13000
Opel Omega 1999 13000
ВАЗ-2191 Лада Гранта седан 13000
Porsche 959 12900
BMW E46 Coupe 12500
ВАЗ-21106 12200
ВАЗ-2123 Шеви-Нива 12000
ВАЗ-2170 Лада Приора 12000
Audi A2 11900
Opel Astra 4d 1998 11900
Opel Astra 5d 1998 11700
ВАЗ-2191 Лада Гранта лифтбек 11700
Porsche 911 Turbo 996 Convertible 11600
Saab 43533 Cabriolet mk2 11500
ВАЗ-1119 Лада Калина хэтчбек 11000
BMW E36 Touring 10900
Fiat Bravo 10600
BMW E46 Convertible 10500
BMW Z8 10500
Daewoo Lanos 3d 1997 10500
Lotus Elise S2/ Exige 2004 10500
Opel Astra 3d 1998 10500
Toyota Corolla 3d 1995 10500
ВАЗ-21108 Премьер 10500
Audi TT Roadster mk1 10000
Renault Sport Spider 10000
ВАЗ-2120 Лада Надежда 10000
ВАЗ-1117 Лада Калина универсал 10000
Ford Mustang Convertible 2005 9500
Chevrolet Corvette C5 9100
Fiat Brava 9100
ВАЗ-21213 Нива 8900
Opel Vectra 4d 1999 8800
Ferrari 360 Spider 8500
ВАЗ-21102 8400
Nissan Sunny 3d 1995 8200
ВАЗ-21083 8200
ВАЗ-2112 8100
Opel Corsa 3d 1999 8000
Peugeot 206 CC 8000
ВАЗ-2110 8000
Lotus Elan 7900
Dodge Viper Coupe mk2 7600
Toyota Starlet 5d 1995 7600
Nissan Prairie 4×4 5d 1995 7500
ВАЗ-2111 7400
ВАЗ-2131 Нива 7400
ВАЗ-2105 7300
ВАЗ-2107 7200
ВАЗ-1111Э Ока 7000
Dodge Durango mk1 6800
ВАЗ-21093 6800
Fiat Tempra 6700
Ford Fiesta 3d 1995 6500
Opel Corsa 3d 1995 6500
ВАЗ-2106 6500
ВАЗ-21043 6300
Lotus Esprit SE Turbo 5850
BMW Z3 mk1 5600
ВАЗ-21099 5500
ВАЗ-2115 5500
Ford Mustang Convertible 2003 4800
ГАЗ-М20 Победа 4600
Ford Maverick 5d 1995 4400
Nissan Micra 1995 4000
МЗМА-400 Москвич 2500

В быту автовладелец также может столкнуться с проблемой жесткости. Например, при поддомкрачивании автомобиля, или заезде одним колесом на препятствие. Из-за кручения навесные элементы кузова (двери, капот) начинают плохо открываться. Причина как раз в недостаточной жесткости кузова.

Способы увеличения жесткости

Увеличение показателей жесткости кузова достигается не только путем приваривания или прикручивания каркаса, существуют и менее радикальные способы.

Навесные усилители жесткости

При выпуске нового автомобиля, рассчитывается в том числе и жесткость его кузова. Производитель закладывает необходимый запас жесткости, но если транспортное средство не предназначено для автогонок, то ожидать от него чудес не стоит.

Самый простой и доступный способ – установка усилителей жесткости, в народе распорок или «УЖей». Делятся на три типа:

Кроме этого существует масса дополнительных усилителей для конкретных марок и моделей автомобилей: подрамные, распорки вдоль порогов, на крылья (косынки), каркас под бампер — башбар (bash bar).

Установка распорок не относится к способу подготовки автомобиля к участию в автогонках, разве что на любительском уровне.

Усиление кузова

Это уже более продвинутый способ увеличения жесткости, весьма трудоемкий и затратный в финансовом плане.

При интегрированном усилении, места точечной сварки обвариваются дополнительно. Точки крепления агрегатов и особо нагруженные места кузова, усиливаются дополнительными слоями металла. Особое внимание уделяется зонам деформации, предусмотренным производителем. На эти места ввариваются косынки и перемычки.

Однако, для подготовки к участию в профессиональных спортивных дисциплинах, потребуется установка каркаса.

Виды каркасов

С конструктивной точки зрения, каркас безопасности бывает двух видов – болтовой и вварной. Рассмотрим каждую разновидность поподробнее.

Болтовой каркас безопасности

Также называется сборно-разборным. Крепится к боковым стойкам, порогам и полу при помощи болтов. В любой момент конструкцию можно полностью разобрать. Как правило, болтовый каркас пользуется популярностью среди начинающих автогонщиков, а также владельцев, использующих транспортное средство в комбинированном режиме – для повседневной езды и участия в соревнованиях.

Устанавливая такой каркас нужно выбирать качественный крепеж. Если болты будут плохими, при аварии конструкция может отстегнуться и повредить водителя.

Вварной каркас безопасности

Чтобы при помощи каркаса безопасности получить жесткость кузова, регламентированную правилами автомобильных ассоциаций, нужно внимательно изучить ряд приложений.

Приложение J

Являет собой официальный документ, выпущенный международной автомобильной федерацией FIA (Fédération Internationale de l’Automobile). https://www.fia.com/

Правила повышения безопасности кузова каркасным методом прописаны в статье 253. Там указаны технические параметры каждого элемента конструкции, используемого в «клетке». Читать перевод статьи в формате PDF.

Источник http://www.raf.su/kst/category/74-prilozheniya-j (там же переводы других статей данного приложения).

Приложение 14

Разработано Российской автомобильной федерацией. Являет собой регламент, устанавливающий использования автомобильных каркасов безопасности. Актуален для тех, кто планирует соревноваться в отечественных чемпионатах. Ознакомиться с приложением.

Каркас безопасности своими руками

Как показывает практика, самой удобной платформой для постройки спорткара является отечественный кузов ВАЗ. Разработать и воплотить в реальность конструкцию каркаса можно и самостоятельно.

При изготовлении «клетки», в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ 8734-58, используется стальная труба двух сортаментов – 45х2,5 и 40х2,0 см. Сталь должна быть нелегированной, с содержанием углерода не более 0,3%. Это нужно для того, чтобы каркас был достаточно гибким и не лопался при деформации.

Также придется обзавестись трубогибом, чтобы придавать рабочему материалу оптимальную форму под нужным углом, поскольку нагрев категорически запрещен. При изгибе труба все равно будет плющиться, и разница между меньшим и большим диаметром не должна превышать 10%.

Чтобы точно отрезать и подогнать трубу, можно воспользоваться сервисом http://metalgeek.com/static/cope_big.pcgi После того как программа сделает развертку, нужно распечатать ее на принтере и перенеси на трубу.

Каркас лучше всего делать как можно ближе к кузову. Это позволит сохранить больше пространства для водителя и максимально повысить жесткость.

Варить лучше на аргоном или полуавтоматом. Основные точки сварки – стойки крыши, пороги. Используются как продольные элементы с левой и правой стороны кузова, так и косынки с накладками для повышения жесткости центральных стоек при боковом столкновении.

Косынки в омологированной конструкции обязательно должны иметь отверстия для инспекции сварного шва.

Обратите внимание на схему создания системы безопасности автомобиля ВАЗ, начиная с «копейки» и заканчивая «семеркой».

Если вы планируете принимать участие в соревнованиях на профессиональном уровне, забудьте о самостоятельном изготовлении. Придется покупать омологированный каркас. Это конструкция, прошедшая официальные испытания, качество которой гарантирует производитель. Она обязательно должна быть сварной и отвечать всем требованиям, предъявляемым официальными организациями.

Источник

Читайте также:  Чем лучше покрыть крышу гаража рубемастом или стеклоизолом
Автомобильный справочник "Автовестник"