На текущий момент существует два типа автомобилей – рамные и безрамные. Под рамным автомобилем подразумевается конструкция авто, в котором основные узлы и кузов крепятся к металлическим балкам. В безрамном автомобиле несущей конструкцией является кузов автомобиля. Основные части автомобиля – устройство рамы и ее конструкция.
Рама является самым тяжелым и металлоемким агрегатом автомобиля. К примеру, масса рамы грузового автомобиля может составлять около 10-15% от его сухой массы. Рамный автомобиль предназначен для работы в трудных условиях. Его рама принимает на себя все неровности дорожного покрытия, воспринимает скручивающие нагрузки, выдерживает вес автомобиля и должна держать форму при перепадах высот.
При этом рама автомобиля должна выполнять ряд требований: быть легкой, прочной, иметь высокую технологичность при производстве и ремонте для уменьшения издержек. Также рама должна иметь большой срок службы, превышающий таковой рок у агрегатов, установленных на ней. Жесткость и прочность рамы автомобиля должна обеспечивать неизменность расположения закрепленных узлов. Это условие должно выполняться при любых положениях автомобиля и при любых скоростях.
Устройство рамы должно быть технологичным при производстве и возможных ремонтах, должны обеспечиваться минимальные временные интервалы, максимальная механизация, минимальные трудовые затраты. Должно обеспечиваться удобство обслуживания при ремонте и модернизации, возможность применения современных технологичных методов ремонта и восстановления.
Конструкция рам
Раму имеют все грузовые автомобили, внедорожники, некоторые автобусы, прицепы, полуприцепы. Наибольшее распространение получили лонжеронные рамы. Меньше применяются хребтовые. Лонжеронные делят на лестничные, Х-образные, поперечные, с Х-образными поперечинами.
Для грузовых автомобилей, автобусов, прицепов чаще всего применяют лестничные рамы. Они просты в конструкции, достаточно прочные и неприхотливы в обслуживании.
Такая конструкция содержит две продольные балки, которые и называются лонжеронами. Соединены лонжероны поперечными перемычками. Сечение в средней части лонжеронов больше, чем по краям. Это позволяет добиться достаточной прочности, понизить центр тяжести автомобиля, получить более легкий доступ при установке подвески. Такие конструкции чаще всего применяют на двухосных грузовиках.
Трехосные автомобили имеют толщину рамы в средней и задней части одинаковую. Это связано с большими нагрузками на заднюю часть рамы автомобиля.
Именно к лонжеронам обычно крепят узлы автомобиля. Это трансмиссия, детали подвески, кузов. Поперечины придают раме еще большую жесткость. Выполняются из низкоуглеродистой стали методом штамповки. К поперечинам крепится дополнительное оборудование, некоторые части двигателя.
Крепятся поперечины к лонжеронам чаще заклепками либо сваркой. Болтовые соединения не применяют из-за возможного раскручивания болтов при вибрациях. Сварку применяют для прицепов и полуприцепов. Такая рама более жесткая, по сравнению с клепанной, места сварки дают нежелательные напряжения. Также сварная рама менее удобна в ремонте.
В передней части рамы устанавливают буксировочные крюки и буфер, который позволяет предохранить кузов автомобиля при легких ударах и столкновения. Сзади рамы обычно крепится тягово-сцепное устройство.
Лестничная рама
Устройство рамы лестничного типа имеет суживающиеся лонжероны в передней части и расширяющиеся в задней. Такая конструкция позволяет увеличить угол поворота автомобиля. Расширение в задней части дает возможность установить большой кузов, увеличивает колею задних колес, препятствует боковому крену автомобиля.
Лестничная рама с изгибающимися лонжеронами в вертикальной плоскости чаще всего применяется на рамных джипах. Х-образная рама имеет трубчатую балку в передней части. В ней находится карданная передача. Поперечины находятся в передней и задней части. Кузов крепится в средней части рамы автомобиля. Такая суживающаяся рама позволяет увеличить угол поворота колес, имеет большую прочность на скручивание и изгиб, это достигается применением вильчатых поперечин и средней продольной балкой.
Лонжеронная рама
Следующей рамой, которую рассмотрим, является лонжеронная с X-образными поперечинами. Два параллельных лонжерона соединены между собой перекрещивающимися поперечинами. При изгибе такая конструкция имеет очень большую жесткость и сопротивляемость кручению. Сложность изготовления и обслуживания такой рамы автомобиля позволяет применять ее только на некоторых видах автомобилей и прицепах определенного назначения.
Периферийная рама
Конструкция такой рамы очень проста – это лонжероны замкнутого типа. Такая рама имеет свободную среднюю часть и чаще всего применяется на легковых рамных автомобилях. С таким типом рамы создается дополнительный защитный барьер для автомобиля. Свободная средняя часть позволяет опустить низ автомобиля и таким образом увеличить его устойчивость. Устройство рамы автомобиля такого типа подразумевает изгибы лонжеронов в вертикальной плоскости для увеличения угла поворота колес.
Большегрузные грузовики используют прокатные лонжероны и поперечины. Применяется малоуглеродистая низколегированная сталь. Она более прочная, чем листовая (которую применяют для штампованных лонжеронов). Масса такой конструкции больше, чем у штамповки, поэтому масса рамы составляет около 15% от сухой массы автомобиля, что требует увеличения мощности силовой установки.
Хребтовая рама
Самая малораспространенная конструкция – это хребтовая. Бывают разъемные и неразъемные. Для легковых автомобилей применяют неразъемные рамы, для большетонных грузовиков – разъемные.
Использование картеров механизмов трансмиссии в качестве несущих частей разъемной хребтовой рамы позволяет снизить на 15-20% собственную массу автомобиля и уменьшить его металлоемкость.
Применяют хребтовую раму для полноприводных грузовых автомобилей. Конструкция такой рамы позволяет выдерживать большие крутильные нагрузки, чем лонжеронные рамы.
