Ключевые плюсы и минусы кузовов с лонжеронной и интегрированной рамой
Большая часть легковых автомобилей уже давно собирается на основе несущего кузова, поэтому их покупатели лишены возможность выбрать силовую систему с нужными характеристиками. Но это можно сделать при покупке внедорожника ‒ машины данного типа выпускаются как с независимыми, так и интегрированными рамами.
Эксперты Моторпепйдж провели краткий сравнительный обзор этих двух разновидностей автомобильных кузовов.
Рамные конструкции лонжеронного типа
Наличие рамы было обязательным элементом конструкции авто вплоть до середины прошлого века. Тогда разработчики легкового автотранспорта пошли по пути создания машин с несущим кузовом. Но в грузовиках, автобусах, фургонах и некоторых моделях внедорожников рамная силовая конструкция с успехом применяется и по сей день. Подобной прочностью не обладает ни один другой тип несущей системы.
Из всех существующих видов автомобильных рам наибольшее распространение получил вариант лонжеронного типа. Такая конструкция состоит из двух несущих балок – лонжеронов и системы прочных поперечин (траверс). К раме приложены все действующие на авто силы и крепятся основные составляющие конструкции: мотор, трансмиссия, подвеска и кузов.
Базовым элементом данного вида рамы являются лонжероны ‒ балки с сечением типа «короб» или швеллер, либо выполненные в виде U-образного профиля. Толщина лонжеронов по всей длине не одинакова и увеличена в зонах действия максимальных нагрузок. Для крепления важнейших узлов машины в конструкции лонжеронной рамы предусмотрено наличие специальных кронштейнов.
Преимущества кузовов с лонжеронной рамой:
- Высокая прочность (превосходящая нагрузочные характеристики кузова с рамой интегрированного типа).
- Технологичность (самая простая в производстве конструкция).
- Ремонтопригодность (любые повреждения, полученные в процессе эксплуатации, устраняются при помощи сварки).
- Модульность (простая замена узлов, прикрепленных при помощи болтовых соединений).
- Меньшая передача в салон шума и вибраций.
Недостатки:
- Значительный вес лонжеронной рамы, делающей автомобиль более тяжелым и менее экономичным.
- Существенные габариты, потому уровень пола в таких машинах невозможно сделать низким.
Особенности кузовов с интегрированной рамой
Данный вид конструкций характеризуется прочным сварным соединением лонжеронной рамы с кузовом, вследствие чего кузовная часть вынуждена тоже принимать на себя действующие нагрузки. Интегрированная рама является практичным техническим симбиозом облегченной системы лонжеронов и полунесущего кузова. Такая объединенная силовая схема может быть реализована по-разному.
Первый тип, который лег в основу конструкции дебютного поколения Jeep Cerokee, это сочетание классической лонжеронной рамы с приваренным к ней кузовом. При разработке современных кроссоверов раму и кузов стараются нагрузить одинаково. Получается частично компенсировать традиционные недостатки тяжелых и громоздких конструкций на основе массивных лонжеронов за счет определенного усиления кузовных деталей.
В любом случае основное конструктивное решение кузова с интегрированной рамой остается неизменным: оно предполагает наличие проходящей по всей длине автомобиля прочной лонжеронной конструкции и приваренных к ней элементов кузова. По такой силовой схеме чаще всего строятся кроссоверы, легкие и средние внедорожники, пикапы и минивэны.
Преимущества и недостатки
Безусловным знаком «плюс» следует отметить меньший, в сравнении с классическим лонжеронным кузовом, вес интегрированной конструкции, а также целый ряд других преимуществ:
- Относительную простоту сборки ‒ процесс сварки протекает быстрее, чем работа с крепежом.
- Более равномерное распределение действующих на автомобиль нагрузок.
- Повышенную прочность усиленного кузова на кручение.
- Лучшую управляемость и меньший расход топлива за счет некоторого снижения веса авто.
Интегрированная силовая конструкция кузова не лишена недостатков. Основным из них является сложность ремонта. В частности, при повреждении рамы ее невозможно отделить от кузова, поэтому все работы придется выполнять по месту. Кроме того, множество сварных швов требует от владельца автомобиля дополнительных усилий по защите кузова от коррозии.
- кузов автомобиля
- устройство автомобиля
Ключевые плюсы и минусы кузовов с лонжеронной и интегрированной рамой
Комментарии: 1 25.10.2021 Сборка большинства автомобилей уже на протяжении длительного времени осуществляется на основе несущего кузова, что лишает будущих владельцев выбора системы с требуемыми характеристиками. Это есть возможность сделать только приобретая внедорожник, выпускаемый как с независимым, так и с интегрированным вариантом рамы.
Конструкция рамы лонжеронного типа. Обязательным элементом вплоть до середины прошлого века в автомобильной конструкции становилась рама. На тот момент создатели легкового автотранспорта решили пойти по пути разработки машин с несущим кузовом. Такой тип используется и по настоящее время в грузовиках, автобусах, фургонах и некоторых моделях внедорожников. Такого уровня прочности нет ни у одной другой несущей системы.
Из имеющихся в наличии видов автомобильных рам, самым распространенным стал лонжеронный. В конструкцию включены две несущие балки – лонжероны и прочные поперечины (траверсы). К раме прилагаются все силы, воздействующие на автомобиль, на ней же закрепляются основные детали конструкции — мотор, трансмиссия, подвеска и кузов. Основой среди элементов такого устройства становятся лонжероны, представляющие собой балки с типом сечения «короб» или швеллер, сделанный в виде U-образного профиля. Толщина лонжеронов различна и является максимальной в местах увеличенной нагрузки. Чтобы закрепить важнейшие узлы машины, в конструкцию лонжеронной рамы включаются специальные кронштейны. Положительными сторонами такого типа кузовов стали:
· Высокая прочность, превышающая аналогичный показатель у кузовов с интегрированной рамой;
· Технологичность, за счет простоты конструкции;
· Ремонтопригодность – устранения повреждений с использованием сварки;
· Наличие модулей на болтовых соединениях с простой заменой;
· В салон передается меньше шума и вибрации.
Но есть и недостатки:
· Увеличенный вес рамы, что делает машину тяжелой и затратной в плане расхода топлива;
· Существенные габариты, с невозможностью сделать низкий уровень пола. Особенности кузова с интегрированной рамой. Главной особенностью становится прочное соединение рамы с кузовом при помощи сварки, по причине чего на кузовную часть тоже ложатся немаленькие нагрузки. Это соединение облегченных лонжеронов и наполовину несущего кузова. Реализовать это получается по-разному. 
Первый тип представляет собой классическое сочетание лонжеронной рамы с приваренным кузовом. Это обеспечивает одинаковую нагрузку на раму и кузов. Становится возможным облегчение рамы за счет усиления деталей на кузове. Преимуществами такой конструкции становятся:
· Ускоренная сборка;
· Равномерное распределение нагрузки;
· Увеличенная прочность кузова на кручение;
· Машина имеет лучшее управление и потребление меньшего количества топлива благодаря сниженному весу.
К недостаткам относятся:
· Сложность ремонта;
· Необходимость дополнительной защиты от коррозии кузова ввиду наличия сварных швов. Каждый из этих двух видов имеет свои плюсы и минусы, за счет чего будущий владелец может самостоятельно выбрать, какое транспортное средство ему подходит для запланированных целей.
Что такое интегрированная рама?
Рассказывая на нашем сайте Vodi.su о внедорожниках, мы упоминали, что кузовные конструкции бывают трех основных видов:
- рамные — УАЗ-Патриот, Mitsubishi L200, Jeep Wrangler и другие;
- несущий кузов — практически все седаны и хэтчбеки;
- интегрированная рама.
Вот как раз интегрированной раме мы и собираемся посвятить данную статью.
Чтобы разобраться с темой, нужно сначала вспомнить об устройстве двух остальных видов. Так, обыкновенная рама автомобиля представляет собой конструкцию, напоминающую лестницу. Основными ее элементами являются лонжероны и поперечины, соединенные между собой с помощью сварных швов, заклепок, болтов повышенной прочности.
Такая рама обеспечивает высокую жесткость платформы и некоторую независимость кузова — он может перемещаться относительно рамы, что имеет важное значение при езде по бездорожью или если речь идет о грузовых автомобилях. Кабина крепится к платформе с помощью заклепок или болтов, а для смягчения применяются подушки из армированной резины для поглощения колебаний.
Несущий кузов или основание — кузов конструктивно объединен с рамой и представляет с ней одно целое. Можно сказать, что кабина приварена к раме, либо, если речь идет о более современных автомобилях, кабина с рамой штампуются из одного куска металла. Такая конструкция привлекательна для производителя своей легкостью, но в то же время страдает комфорт — любые неровности воспринимаются весьма болезненно. Соответственно, на авто подобной конструкции можно ездить исключительно по более или менее ровным дорогам.
Интегрированная рама (рамно-кузовная конструкция) является переходным звеном между двумя выше описанными типами.
Ее основные параметры:
- рама на лонжеронах неразрывно связана с кузовом с помощью сварных швов;
- кузов является неразборным и воспринимает все нагрузки наравне с платформой;
- имеются полноценные лонжероны, соединяющие переднюю и заднюю часть автомобиля;
- поперечины применяются для придания жесткости.
- рамные — соединение рамы и кузова разъемное, то есть без особого труда можно снять кабину и переустановить на новую платформу;
- рамно-кузовная несущая конструкция — снять кабину можно только с помощью болгарки, срезав ее.
Соответственно, интегрированный кузов имеет больше общего с несущим, разница состоит лишь в деталях: в первом применяются полноценные лонжероны, во втором — подрамники, которые могут находиться в передней части автомобиля под двигателем и коробкой передач, либо только спереди и сзади для придания жесткости.
Исходя из всего выше сказанного, можно сделать следующие выводы:
- несущий кузов — идеальный выбор для автомобилей малого и среднего классов, которые преимущественно передвигаются по качественному асфальтированному покрытию;
- интегрированная рама — практически все SUV (кроссоверы), пикапы, малые и средние внедорожники, 5-7-местные минивэны;
- рамная конструкция — полноразмерные кроссоверы и внедорожники, грузовые авто, автобусы, микроавтобусы, сельхоз техника, гоночные автомобили.
Преимущества и недостатки
Рамно-кузовная конструкция не может быть идеальной, впрочем, как и любая другая, тем не менее она пользуется популярностью по целому ряду причин:
- относительная простота сборки — в сварочном цехе приваривают раму к кузову, без дополнительного крепежа;
- нагрузки равномерно распределяются по всей поверхности;
- благодаря меньшему весу автомобиль легче поддается управлению;
- повышенная прочность на кручение — кузов не будет деформироваться при резком торможении, на виражах, при перегрузках.
Минусы тоже есть:
- сложности ремонта — интегрированную раму нельзя ремонтировать, только приваривать, особенно если появилась коррозия;
- уступает по прочности рамной платформе;
- в местах сварных швов быстро нарастает усталость металла, что приводит к быстрому износу при агрессивной манере езды.
Нужно также отметить, что свои минусы есть у любого типа, поскольку идеала достичь невозможно.
Матчасть. Часть 1. Frame in Body.
И так, публикую разные заметки из жизни автомобилей. И часть первая, Frame in Body на внедорожниках. Многие спорят что Нива автомобиль с несущим кузовом, а Suzuki Grand Vitara 2005 к примеру или Jeep Cherokee рамные автомобили. Так вот если вам интересно, то данные автомобили нельзя назвать рамными, но автомобилями с несущим кузовом их назвать сложно. В данном случае что-то среднее.
И так: что-же такое Frame-in-body.
Выписка из ВИКИ.
Интегрированная в кузов рама (Frame-in-body, UniFrame)
Также — рамно-объединенная силовая схема. Это не тип рамы, а вариант конструктивного исполнения рамного кузова, при котором рама, как правило — лонжеронного или периферийного типа, физически неотделима от кузова, то есть, имеет с ним жёсткое, обычно — неразборное сварное, соединение. Кузов, таким образом, является полунесущим и воспринимает нагрузки наравне с рамой.
От обычного несущего кузова кузов с интегрированной рамой отличается тем, что у первого имеются как максимум лишь подрамники в оконечностях, интегрированная же рама имеет полноценные лонжероны, идущие от переднего бампера до заднего. Такой кузов не имеет многих преимуществ отдельной рамы — гашения вибраций, лёгкости кузовного ремонта, простоты создания модификаций с различными типами кузовов на единой раме и других, но иногда оказывается несколько более удобным и дешёвым в проектировании и производстве, чем несущий кузов, а также лучше воспринимает нагрузки, возникающие при перевозке грузов и движению по бездорожью. Этим и определяет круг использования такой конструкции в современном автомобилестроении — главным образом пикапы и внедорожники (кроме «жёстких»).
Примеры автомобилей с интегрированной рамой — «Иж Комби» с лонжеронной рамой, представляющей собой соединённые дополнительными элементами передний и задний подрамники «Москвича-412», ВАЗ-2121 «Нива» и ЛуАЗ-969, Volga Siber / Chrysler Sebring с интегрированной в несущую структуру кузова периферийной рамой.
Информации по данному исполнению кузова на самом деле достаточно мало.
Чем данная конструкция хороша? жесткостью, в данном случае жесткость получается выше чем у Unibody конструкции, и выше чем у конструкции типа Frame on body. Меньший вес конструкции. Более дешевое исполнение.
В чем минусы? всё там же, большая жесткость для внедорожника не очень хороша, меньше возможности к скручиванию. Вибрация не гасится, а передается на кузов. Нет возможности Body лифта.
К вопросу что же лучше для внедорожника, ответ конечно ясен, отдельная рама лучше. Но, как показывает практика, Frame in Body тоже показывает неплохие результаты.