Чем лучше рамная машина
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
Развенчиваем миф про безопасность рамных автомобилей, а также немного теории про мосты и независимую подвеску от Andrei Krutsko
Нашел лучшее объяснение про преимущества и недостатки рамных автомобилей, а также типы подвесок.
Многие ли из вас замечали, что когда наша сорента стоит на неровностях, у нее плохо закрывается дверь багажника?
Это происходит не только у нее, а почти у любого рамного внедорожника. Причина тому — гибкая рама и слабый по сравнению с паркетниками кузов.
Те, кто считают, что рамные автомобили безопаснее при ДТП, сильно заблуждаются. Лучшие премиум кроссоверы — Range Rover, Porsche Cayenne, VW Touareg, Audi Q7 имеют 5 звезд в крэш-тестах и при этом обладают несущим кузовом. Наша же сорента получила только 3 звезды.
А многие ли помнят про первые крэш-тесты УАЗ Патриот, у которого при фронтальном ударе сорвало кузов с рамы?
Также получил для себя ответы на вопросы, почему же сорента настолько больше козлит и хуже рулится, чем мои предыдущие авто. Причина — все та же рама и зависимая задняя подвеска.
Итог: автопроизводители не просто так уходят от рамных машин и зависимых подвесок. В повседневной езде от них только дискомфорт, и не более того.
Для чего эти 2 конструкции реально нужны — для грузоперевозок, лютой внедорожной подготовки, хорошей артикуляции подвески и большой выносливости машины в тяжелых условиях.
Смотрим отличное видео:
полное видео и еще больше интересностей:
KIA Sorento 2007, двигатель бензиновый 3.3 л., 248 л. с., полный привод, автоматическая коробка передач — видео
Машины в продаже
Комментарии 63
Рама черезчур бюджетная. У Navigator и в 17 лет все на местах хоть как вывешивай. Потому что рама грузовая.
И большинство легковушек летящих со встречной примет именно она. Крепление кузова к раме имеет значение олько в случае столкновения с одноклассником, либо грузовиком
У меня почему-то наоборот Форестер Sh5 2008 года при неровностях перекашивался из-за мягкости кузова. Дискавери 3. как бы не был перекошен, как бы не стоял, всегда все закрывается идеально. ибо рама влияет на скручивание кузова.
одно дело скручивание кузова из-за недостаточно устойчивой к изгибу конструкции каркаса, а другое — пассивная безопасность.
для грузовиков и внедорожников рама хороша тем, что она принимает на себя изгиб и бережет кузов от усталостных разрушений металла при скручивании на пересеченном рельефе местности.
Рекомендую посмотреть печальный крэш-тест нового патриота 2017 года и поостыть. Есть и прочные рамные внедорожники, и прочные нерамные внедорожники, и прочные пузотеры. Спорить до бесконечности можно. Нравится — езди, кто запрещает чтоль?
так и я про это! Иван, просто ты как будто специально масла подливаешь в споры…, есть официальная статистика по ДТП с теми же уазами…, Я не понимаю, сам же ездишь на соренто…
Я просто против ортодоксального подхода ко всему) Черного и белого в жизни нет. Одна и та же модель у разных хозяев может себя совершенно по-разному вести, отсюда и диаметрально противоположные суждения порой услышишь. И езжу я теперь преимущественно на пузотерке как на повседневной машине, ибо она приятнее и экономичнее, а соренто — для покатушек и по необходимости.
))ну тут я с тобой полностью согласен)))
Пневма-то не оправдала себя? Протирается?
ну., я перегрузил машину и 1 бахнула, поставил новую…, пока живет, но мое мнение это лишнее)))
Многие автогиганты отказываются от традиционной рамы (иногда в пользу интегрированной) в целях снижения расходов на материалы, хотя при создании новых/обновленных моделей рама выгоднее — на нее можно цеплять кузов практически любой формы. Есть и другие причины, постепенно отправляющие раму на пенсию. Но сначала о плюсах классических рамных авто.
Плюсы
ходовая рамных авто считается более долговечной
идеально подходят для буксировки и эксплуатации в сложных условиях
рамные авто легче восстанавливать после ДТП
при езде по бездорожью нагрузки равномерно распределяются на раму и кузов
рамные внедорожники легко поддаются тюнингу (колеса увеличенного радиуса, «лифтование»)
при прямом угле атаки в столкновении с более «мягким» предметом, рама играет роль тарана и пробивает себе дорогу гася скорость за счет более мягкого оппонента
Минусы
рама существенно увеличивает массу автомобиля
увеличение массы означает увеличение расхода топлива
по управляемости рамные авто проигрывают авто с несущим кузовом
зачастую невысокий уровень пассивной безопасности, из-за вероятности смещения кузова по отношению к раме и сложности определения зон деформации
рама снижает полезный объем салона
сам все его слова и подтвердил)
Многие автогиганты отказываются от традиционной рамы (иногда в пользу интегрированной) в целях снижения расходов на материалы, хотя при создании новых/обновленных моделей рама выгоднее — на нее можно цеплять кузов практически любой формы. Есть и другие причины, постепенно отправляющие раму на пенсию. Но сначала о плюсах классических рамных авто.
Плюсы
ходовая рамных авто считается более долговечной
идеально подходят для буксировки и эксплуатации в сложных условиях
рамные авто легче восстанавливать после ДТП
при езде по бездорожью нагрузки равномерно распределяются на раму и кузов
рамные внедорожники легко поддаются тюнингу (колеса увеличенного радиуса, «лифтование»)
при прямом угле атаки в столкновении с более «мягким» предметом, рама играет роль тарана и пробивает себе дорогу гася скорость за счет более мягкого оппонента
Минусы
рама существенно увеличивает массу автомобиля
увеличение массы означает увеличение расхода топлива
по управляемости рамные авто проигрывают авто с несущим кузовом
зачастую невысокий уровень пассивной безопасности, из-за вероятности смещения кузова по отношению к раме и сложности определения зон деформации
рама снижает полезный объем салона
Рама серьезно влияет на расход, а ОПГ экологов цепко держит производителя за глотку. Полагаю это одна из самых весомых и определяющих причин. Ну и экономия в производстве на всем.
Ну по поводу дивана я бы сначала поглядел его обзоры и офф-роад уроки, чтоб утверждать такое. Чел очень толковый и многому может научить. А что касается рамы на рестайле и дорестайле — не знаю как на дорестайле, но у меня поперечины точно трубы. И передняя и задняя балки крепятся на фланцах, а на дорестайле — на уголках. Думаю, что этим и объясняется то, что на дорестайле кузов меньше перекашивается на неровностях, чем у меня. Что интересно — жесткость конструкции при фронтально ударе при этом вроде бы не сильно поменялась. Ибо визуально разбитые на видео крэш-теста соренты 2002 и 2007 года мало отличаются, да и результат один — 3 звезды.
Да, кстати… у меня ведь тоже первый владелец нехило вшатался в стоящую на дорогу машину и затоталил ее. А у соренты в итоге поменяли крыло, бампер, фару, покрасили правую переднюю дверь и вроде все…
А с другой стороны, есть другой знакомый на новом Прадо, который попал так в ДТП, что раму в сборе пришлось заменить. Ждал полгода пока из Японии привезут. Так что это еще вопрос — где меньше гемора. Как карта ляжет)
Итог — рама нужна только для грузоперевозок и дикого офф-роада.
Что касается вопроса безопасности — кузовных машин с лучшей безопасностью в разы больше, чем рамных.
В чем прелесть рамных автомобилей и какими они бывают
Все знают, что настоящий крутой внедорожник должен быть рамным, иначе это не внедорожник вовсе, а кроссовер. А, собственно, почему? Мы выяснили, по какой причине конструкторы автомобилей пришли к рамным схемам и как такие конструкции развивались с годами.
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.
«Остов» автомобиля начала века, фото: Wikipedia.org
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.
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.
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 грузовиках-вездеходах марки «Татра». 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.
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.
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.
Такая конструкция достаточно технологична при крупносерийном производстве, и притом удается обеспечить низкий центр тяжести машины и низкий уровень пола в салоне. У большинства современных автобусов днище также является несущим, только кузов к нему приваривается, а не прикручивается.
Гибридные конструкции
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.
Читайте также:
Для комментирования вам необходимо авторизоваться
