Растяжки - распорки
Самой простой деталью увеличения жесткости кузова являются растяжки-распорки (их еще называют балками), которые применяются для "поперечной" связи деталей кузова. При этом, как правило, соединяются "стаканы" как задней, так и передней подвески. На первый взгляд растяжка смахивает на обрезок обычной водопроводной трубы. Но на самом деле это не так. Такие детали изготавливают из специально подобранных труб с учетом размеров, используемых материалов и характеристик конкретного автомобиля. Особое внимание уделяют качеству сварных соединений.
Иногда тюнинговщики исправляют ошибки конструкторов. В случае с вазовской "десяткой", например, одно из первых усовершенствований, которое предложат в тюнинг-ателье, именно распорка. Ибо конструкция не ахти какая - кузов хлипкий, и как следствие - посредственная управляемость. Кроме того, в "хлипких" неукрепленных кузовах ресурс снижается из-за появления трещин в лакокрасочном покрытии и металле, надрывов и надломов, где буйно "произрастет" коррозия. При этом "расшатанный" кузов вызывает снижение пассивной безопасности, ухудшение управляемости и устойчивости. Вот и выходит, что при эксплуатации в наших условиях - растяжка совсем не лишняя опция.
Распорки (балки) бывают разборные и цельные. Первые состоят как минимум из трех деталей - двух ушек ("подков"), посредством которых они крепятся к чашке и собственно самой балке.
Необходимо отметить тот факт, что расстояния между чашками кузова автомобилей одной и той же модели из-за допусков на неточность могут быть разными. Если в иномарках разбег между контрольными точками может составлять пару миллиметров, то в отечественных машинах 10 мм - не предел. Поэтому есть балки регулируемые и нерегулируемые. Первые легко отличить по наличию двух элементов у самой балки и соединительному регулировочному винту с разнонаправленной резьбой между ними. Тем самым регулируется длина балки. У нерегулируемых распорок предусмотрены овальные прорези крепления.
Устанавливать же распорки желательно на новую или, по крайней мере, не "поведенную" машину.
Устанавливают распорки-растяжки тремя способами. Первый заключается в соединении верхних чашек подвески, чаще всего через шпильки стоек "МакФерсон". При втором - соединяют колесные арки (боковины "стаканов"). Третьим способом "увязывают" штоки амортизаторов. Он применяется крайне редко, так как при этом обеспечивается лишь связь амортизаторов, а не деталей кузова.
Крепят балки-растяжки к кузовным элементам двумя способами, получая съемные и несъемные конструкции. Самый распространенный способ - "на резьбе". В первом варианте "ушки" растяжки крепятся к штатным шпилькам стойки подвески автомобиля. В этом случае монтаж производится за 10 минут. Ко второму варианту прибегают, если стойки крепятся через резиновый элемент, поджатый сверху чашечкой. В этом случае необходимо сверлить отверстие в чашке и крепить детали болтами, что создает определенную трудность механику при установке.
Несъемные конструкции получаются в результате крепления распорок с помощью сварных соединений. При этом распорка получается вваренной в силовую структуру кузова, что обеспечивает самую прочную и жесткую конструкцию. Поскольку даже сильно затянутое резьбовое соединение может "дышать", то при сварном соединении это исключено, посему к качеству сварных швов предъявляются довольно высокие требования.
Существуют и варианты растяжек, которые устанавливаются снизу автомобиля. Это как бы дополнительный подрамник, который может располагаться как продольно, так и поперечно. Конструкция поперечной балки-растяжки связывает опоры (стойки) крепления рычагов подвески.
Вышеперечисленные дополнительные элементы не позволяют кузову "играть" и "расползаться". Некоторые фирмы выпускают разные по видам, по креплению и дизайну растяжки на одну и ту же модель автомобиля.
Материалы для изготовления балок-растяжек: углеродистая и нержавеющая сталь, алюминий, титан. Может применяться дорогой новомодный карбон. Сечение профиля балки напоминает всем известные простые геометрические фигуры. Выбирайте, что душе угодно: круг, овал, квадрат, прямоугольник. Кроме практического применения, балки выполняют декоративную функцию - дабы под капотом машины можно было показать что-то еще, кроме мотора. Для этого растяжки или окрашивают в "боевые" цвета, или полируют, хромируют.
Единственное о чем стоит подумать перед установкой растяжки, то, что автомобильный кузов изначально рассчитан так, чтобы во время удара мог деформироваться, сложить определенным образом и тем самым погасить энергию удара и уберечь пассажиров от травм. Поэтому при установке усилительно элемента возникает некоторое противоречие между дополнительной жесткостью и направлением деформации в задуманных зонах.
Каркас безопасности
Следующим элементом, предназначенным увеличить прочность и жесткость, является каркас, который применяется для продольного усиления кузова.
В зависимости от сложности конструкции каркаса возможны различные варианты усиления. Начиная от простого - бугеля-арки над головами водителя и пассажира - и заканчивая сложным - пространственным скелетом, объединяющим в одну силовую структуру чашки передней и задней подвески, пороги и боковины, а также клетку безопасности самого салона.Каркас бывает съемным и неразборным (вваренным). Разборный - это чаще всего клетка безопасности в салоне, закрепленная к боковой стойке, порогу-полу. А вваренный - обычно сложный по конструкции каркас, связанный с силовой структурой автомобильного кузова, применяется при серьезном индивидуальном тюнинге. В принципе, по каталогу легко выбрать и приобрести каркас, сделанный на манер гоночного, или действительно гоночный. Если к бутафорному каркасу предъявлять какие-то особые требования бессмысленно, но к спортивным, гоночным определены жесткие требования по форме, размерам, применяемым материалам и установке.
Коробки-каркасы существуют для двух- или четырехдверных кузовов (хотя сами по себе двухдверные жестче). Причем при установке большинства сложных каркасов машина превращается из 4-5 местной в двухместную. Поскольку задние сиденья отдают для переплетения и крепления труб. Исходя из размера труб их установки, каркас создает определенные трудности с обзорностью. К ним зачастую крепят четырех- или пятиточечные ремни безопасности.
Не стоит думать, что каркас - абсолютно ненужная деталь в автомобиле. Спортивный автомобиль без него просто не допустят к соревнованиям, ибо он бережет жизнь экипажа.
Материалом для изготовления каркасов является сталь, иногда алюминий. Средний размер труб: 45х2,5, 40х2,0 см. Средний каркас безопасности весит 25-40 кг и более. Часто трубы каркаса окрашивают в яркие цвета. Поверх труб на некоторые участки наносят защиту. Обшивают элементы каркаса поролоном или вспененной изоляцией. Иногда ярких цветов. Это делается, с одной стороны, для эстетики, а с другой - в целях безопасности при посадке в автомобиль.
Существуют также отдельные усилители кузова. Применяются косынки, дополнительные лонжероны, уголки, полоски, особенно в местах крепления подвески. Рекомендовать можно и усиление кузова автомобиля, подсказанное опытом эксплуатации спортивного авто, когда удаляют даже резиновые заглушки в кузове, заваривая отверстия.
24.02.2016
Автомобиль - лишь на первый взгляд является цельной и нерушимой конструкцией. На самом деле он сформирован из сотен элементов, которые сварены между собой и формируют цельную кузовную часть. В процессе эксплуатации на них действуют самые разные силы - нагрузка основных агрегатов, подвеска, движение по некачественной дороге и так далее. Все эти нюансы негативно сказываются на кузовных элементах, и рано или поздно приводят к выходу их из строя. Вот почему производители и владельцы авто задумываются о такой доработке, как увеличение жесткости кузова. В чем же суть этой работы? Какие варианты существуют?
Особенности увеличения жесткости
Почему производители сразу не закладывают нужную жесткость и не избавляют автолюбителей от затрат в будущем? Причин несколько:
- Машины, как правило, выпускаются под «гражданскую» езду, не подразумевающую чрезмерных нагрузок.
- Бесконечное наращивание жесткости невозможно чисто теоретически - для каждого автомобиля существуют свой предел. К примеру, увеличение числа стальных (более надежных) элементов может привести к повышению массы авто и делает изготовление более дорогим. Нельзя забывать и о безопасности, которая при внесении конструктивных доработок может начать «хромать».
- Есть ограничения в комплектации, которые заставляют придавать той или иной детали изогнутую форму.
Сам процесс изменения жесткости не так прост, как может показаться. Чаще всего работа проводится не сразу, а в несколько этапов. На промежуточном уровне появляются опытные модели, которые проходят тесты и проверяются на компьютерных программах. Последним этапом является реальный тест, когда кузовная часть проверяется на специальном стенде.
Необходимо ли изменение жесткости в процессе эксплуатации? - Иногда такая работа оправдана. Не секрет, что металл со временем «устает», кузов теряет свою прочность и начинает «гулять». Разболтанность элементов приводит к тому, что появляются новые деформации и даже коррозия. Самая запущенная стадия, когда при наезде на бордюр или вывешивании колеса на домкрате дверь перестает открываться вовсе. В такой ситуации нужно работать с жесткостью кузова и усиливать ее. Вопрос только один - «Как?».
Распорки
- простота монтажа - все работы можно сделать самостоятельно;
- доступная цена;
- внешняя красота; если все сделать правильно, то новая распорка будет смотреться весьма привлекательно;
- качественное повышение жесткости передней части подвески.
Главное назначение переделки - переместить нагрузку на кузовные части в момент поворота и уменьшить риск деформации. Если конструктивно кузов нормально сбалансирован, то результата можно не заметить. При этом учтите, что на некоторых авто такие переделки обязательны. К примеру, это актуально на «десятках», где стойки почти не зафиксированы. Подобрать передние распорки не составляет труда - на рынке представлено много вариантов, различающихся конструкцией и материалом.
2. Косынка - одна из разновидностей распорки, которая позволяет работать последней не только на сжатие, но и на кручение. Косынка представляет собой толстую пластину, которая крепится в местах колесных арок и около стоек подвески. Сложность переделки в том, что для качественной установки нужно разобрать пол салона. Вот почему подобный тюнинг применяется редко, и то лишь на спортивных авто.
3. Штанга - вспомогательный элемент передней распорки. По сути, это крепеж, объединяющий распорку и мотор. Но есть и штанги, которые соединяют силовой узел с более крепкими узлами авто. Конечная задача тюнинга - повышение устойчивости силового агрегата при высоких нагрузках, снижение подвижности мотора в одну из сторон при резком начале движения, устранение перемещений рукояти КПП и так далее. Главный минус - рост уровня шума внутри салона.
4. Нижняя распорка - элемент, который фиксирует кронштейн передней части подвески и уменьшает общую нагрузку на металл. Конечная цель тюнинга - повышение устойчивости транспортного средства, улучшение управляемости, повышение ресурса кузова. Главный минус - трудоемкость. При этом все манипуляции можно сделать только на СТО.
5. Задняя распорка. Задача данного узла - обеспечение фиксации задних крепежных стаканов и повышение кузовной жесткости на вращение. При правильном выполнении работ можно улучшить устойчивость и управляемость авто. Но есть нюанс. Результата можно добиться лишь в том случае, если распорка крепится к надежным элементам кузовной части, а не к каким-либо кронштейнам или другим промежуточным крепежам.
Задняя распорка проста в монтаже и демонтаже. Но есть и негативные моменты - повышение угла поворота и уменьшение места в багажнике. От такой переделки стоит отказаться, если на авто стоит стандартная подвеска. В крайнем случае, можно установить только один усиливающий узел.
Каркас безопасности
Оценить внешний вид каркаса несложно - достаточно глянуть на спортивные авто, участвующие в соревнованиях. Особенность изделия заключается в надежной защите пилота в случае аварии, а также усиление кузовной части. Каркас безопасности должен стоять на любом спортивном авто. Вопрос лишь в том, какой будет конструкция и применяемые материалы. К слову, монтаж таких каркасов стал обязательным не так давно - всего лишь в 1994 году. До этого года монтировать каркас можно было лишь по желанию.
Конструкция силового каркаса - несколько стальных труб, выполненных без швов, которые надежно соединены между собой. По своему типу каркасы делятся на омологированные и не омологированные. Преимущество монтажа первого типа в том, что он является официальным и с такой конструкцией можно принимать участие в соревнованиях. Проблема в том, что такая конструкция сложна и доставляет определенные сложности.
Каркасы жесткости делятся и по возможности разборки:
- Разборные - изделия, в которых сваркой прихватываются только петли, а сами трубы удерживаются болтами. Недостаток конструкции - меньшая жесткость, но зато каркас можно демонтировать (если это необходимо). Во времена СССР почти все гоночные авто имел съемный тип каркаса;
- Вварные. Особенность данной конструкции - непосредственное вваривание прямо к кузовной части авто. Если возникнет потребность в излечении корпуса, то сделать это можно только болгаркой.
Дуги (трубы), которые применяются при изготовлении каркаса, могут быть двух типов:
- предохранительные;
- главные;
- смешанные.
В последнем случае главный каркас прихватывается с помощью сварки, а металлическая дуга возле сидений демонтируется вовсе.
Создание каркаса - вопрос несложный. При наличии материалов под рукой, времени и желания, его можно сделать самому. Второй вариант - купить уже готовую конструкцию.
Одна из главных характеристик каркаса - его масса. В среднем изделие весит почти 40-45 килограмм. Нельзя забывать и о неудобствах при вождении - ухудшении обзорности, отсутствии достаточной эластичности кузова, проблемах с посадкой и высадкой пассажиров. Если использовать авто в обычном режиме, то каркас будет доставлять лишь хлопоты.
Но и это еще не все. Главные сложности начнутся на этапе техосмотра. Для прохождения всех процедур и получения «бумажки» придется пройти несколько инстанций.
Как показывает практика, описанные проблемы мало пугают автолюбителей. К примеру, в Германии каркас ставится на половине тюнингованных машин. Если авто участвует в соревнованиях, то необходимость монтажа защиты даже не обсуждается - это обязательно. Если же ставить каркас на «гражданских» авто, то он может и убить. В частности, силовая конструкция может уберечь от одной проблемы, но привести к другой.
После монтажа каркаса подушки должны быть выведены из строя. Что касается многоточечных ремней, то для пилота это повышенный источник опасности. В случае ударов на большой скорости они могут и убить (к примеру, из-за разрыва внутренних органов).
Преимущества каркаса безопасности:
- сохранение пространства в случае столкновения с другим автомобилем;
- улучшение целостности кузова и управляемости.
Недостатки:
- высокая цена монтажа;
- сложность выполнения работ;
- повышение массы транспортного средства;
- проблемы эксплуатации авто при «гражданском» применении.
Прочие методы повышения жесткости
Выше представлены основные, но далеко не все способы повышения жесткости кузова. Для полноты картины выделим еще ряд вариантов:
- Увеличение сварочных швов и монтаж дополнительных элементов. Не секрет, что при изготовлении автомобиля сварка производится с помощью точечной технологии При этом между каждой из точек остается небольшой промежуток. Чем ближе сварные точки друг к дружке, тем надежнее конструкция. Но есть проблема. Из-за сложности технологии повысить жесткость вручную не так просто. Для выполнения таких работ придется поискать хорошего сварщика, имеющего достойное и качественное оборудование. Здесь важно не попасть на аматора, который не только не справится с работой, но и нарушит фиксацию кузова. Если есть необходимость, то можно приварить дополнительные элементы для повышения жесткости.
- Поперечины и стабилизаторы - элементы, которые уже идут в «базе». Главные особенности - повышение управляемости и комфортности внутри авто. Разница в том, что на заводских версиях стоят средние варианты (не жесткие и не мягкие). Усовершенствовать их можно двумя путями - заменить или усилить. Негативные факторы такого тюнинга - повышение уровня шума, высокая чувствительность к плохой дороге. Положительные черты - повышение жестки и управляемости. Не стоит устанавливать поперечины и стабилизаторы вместе с задней распоркой.
- Подрамники
- конструкции, которые имеют много общего с поперечинами и стабилизаторами. Главное отличие только в глобальности. Есть версии подрамника, в которых необходимы важные доработки всей передней части авто. В данном случае нужна переработка стаканов, резка или переваривание элементов кузова. Такие работы - весьма сложная задача. При желании можно скорректировать геометрию подвески и изменить ширину колеи. В таких случаях улучшится управляемость и вырастет жесткость.
Введение
Жесткость кузова - это его свойство упруго сопротивляться внешним статическим и динамическим нагрузкам, возникающим в процессе эксплуатации автомобиля. Чем выше жесткость, тем лучше управляемость и маневренность машины, особенно на высоких скоростях. С увеличением жесткости повышается комфортность автомобиля - за счет снижения вибраций, отсутствия скрипов панелей и обивки салона, и т.д. Вот почему кузова современных автомобилей стремятся делать более жесткими.
При проектировании автомобиля рассчитывается несколько типов жесткости кузова - на кручение и на изгиб (продольная и поперечная). Способность кузова сопротивляться действующим на нее рабочим нагрузкам характеризуется при изгибе значением максимального прогиба, а при кручении - углом закручивания на длине базы. Однако полученные в результате расчета или испытания на стенде максимальный прогиб и угол закручивания на длине базы не могут быть использованы для сравнения данного кузова с кузовами других автомобилей, имеющих другую базу и иную номинальную нагрузку.
Поэтому введены понятия удельной крутильной и изгибной жесткостей. Удельная крутильная жесткость кузова характеризует сопротивление кузова закручиванию и представляет собой отношение крутящего момента к углу закручивания кузова на длине базы автомобиля, умноженное на размер базы. Для легковых автомобилей удельная крутящая жесткость кузова составляет 130…300 Н*м2/˚. Удельная изгибная жесткость кузова характеризует изгиб кузова в вертикальной плоскости и представляет собой отношение нагрузки к прогибу кузова, умноженному на размер базы автомобиля в третьей степени. Для легковых автомобилей удельная изгибная жесткость кузова находится в пределах 850…2200 Н*м3/˚.
Жесткость во многом зависит от типа кузова (седан, хэтчбек и др.), конструкции ("геометрии" и способа крепления крыльев, бамперов), размеров машины, количества дверей, величины оконных проемов и даже положения спинок задних сидений. Имеет значение способ крепления лобового и заднего стекол: их вклеивание увеличивает общую жесткость кузова на 20-40%. Улучшают эту характеристику и дополнительные силовые элементы - например, распорки-усилители между задними или передними чашками стоек подвески.
Большинство современных легковых автомобилей имеет неразъемные стальные несущие кузова бескаркасной конструкции, что снижает их массу. Жесткость таких кузовов обеспечивается наличием в них специальных элементов - лонжеронов, продольных и поперечных балок. Для увеличения жесткости кузовов из тонколистовой стали широко применяются сварные коробчатые детали, а также силовые распорки и стойки, которым придают определенную форму и сечение. Наибольшая жесткость у кузовов типа седан, меньшая - у хэтчбеков и удлиненных кузовов универсалов. Дополнительному усилению кузова обычно подвергаются спортивные машины: на них устанавливаются добавочные усилители-распорки, а в салоне - силовой каркас безопасности из тонкостенных стальных труб.
После 4-6 лет эксплуатации автомобиля жесткость кузова заметно уменьшается из-за коррозии металлических элементов - как силовых, так и облицовки. Особенно быстро ржавчина поражает тонколистовые детали, соединенные точечной сваркой. Нарушение жесткости несущих элементов кузова снижает общую его прочность и может сделать дальнейшую эксплуатацию автомобиля опасной.
Как влияют на жесткость некоторые элементы автомобиля, можно проследить на примере ВАЗ-2111. При закрепленных спинках задних сидений по сравнению с их разложенным состоянием жесткость кузова выше на 29,4% (исходная равна 6501 Н·м/град). При установке дополнительной распорки-усилителя задней балки (замкнутая U-образная дуга) жесткость увеличивается еще на 43,9%.
Жесткость кузова можно оценить путем сравнения этой характеристики у нового и старого автомобилей. Для этого, поддомкратив кузов новой машины у заднего колеса в точке Б на некоторую высоту Н, измеряем расстояние h от произвольно выбранной точки А кузова (у переднего колеса) до земли. Такую же процедуру повторяем со старым автомобилем. Если при подъеме его кузова в точке Б на высоту H величина h окажется меньше, чем у нового авто, значит, кузов "скручивается", т.е. он потерял жесткость.
Оценить жесткость кузова можно и другим методом - по величине линейных отклонений контрольных точек кузова от начального положения. Машину поднимают домкратом до вывешивания одного из колес и следят за изменением величин дверных зазоров. При достаточной жесткости кузова они не должны меняться, а двери - заклинивать.
При стендовых испытаниях жесткость кузова измеряется по величине усилия, вызывающего допустимую его деформацию. Если к автомобилю, жесткость кузова которого составляет 6501 Н·м/град., приложить скручивающее усилие в 1 тонну, то величина деформации не превысит 1,8 градуса. Величины деформаций в условиях автопроизводства измеряются по специальной методике с помощью тензометрических датчиков.
1. Способы обеспечения жесткости кузовов
Распорка передняя.
Это - элемент силовой структуры стоек крепления передней подвески.
Передние распорки - самый распространённый вид укрепления кузова, его плюсы очевидны - простота установки, небольшая цена, визуальная привлекательность и достаточно сильное увеличение жесткости передней части автомобиля. Их назначение - снижать деформацию и перемещение чашек кузова при повороте автомобиля. Результат установки зависит от автомобиля. Если его конструкция в целом сбалансирована, тогда результат, скорее всего, виден не будет. А для других данное устройство рекомендуется категорически. Например, для ВАЗовского "десятого" семейства. Там "гуляют" не только стойки, а деформируется весь щит передка! Кстати, для него тоже есть специальный усилитель, но об этом позже. На рынке сейчас можно наблюдать изобилие передних распорок, но принципиально различается лишь материал и способ крепления.
Обычная распорка работает исключительно на сжатие, но можно заставить работать её и на кручение, для этого чашку дополнительно усиливают ещё одним элементом - косынками(специальными толстыми стальными пластинами). В результате распорка начинает работать ещё и на кручение. Косынками можно так же усилить места колёсных арок, стоек подвески и рёбер жесткости всего кузова, в большинстве своём для этого придётся разобрать почти пол машины, по крайней мере весь салон точно, поэтому этот приём используется в основном на гоночных машинах.
Кроме этого к дополнительному элементу передних распорок можно отнести так называемые "штанги". Штанга это особое подвижное крепление соединяющие двигатель и распорку, кроме этой существуют штанги соединяющие двигатель с другими "крепкими" элементами. Работает этот элемент главным образом при торможении двигателем и резких стартах, эффект -уменьшение перемещений силового агрегата при экстремальных нагрузках, уменьшение увода автомобиля при резком троганье с места, уменьшение перемещений рукоятки рычага КПП, ну, и естественно повышение общей жесткости кузова. К недостаткам применения штанг следует отнести повышение уровня шума в салоне автомобиля
Нижняя распорка
Нижняя распорка уменьшает перемещение кронштейна рычага передней подвески, снижает напряжение, возникающее в кронштейне рычага и соединителе лонжерона с полом. Забирая часть нагрузки на себя, распорка нижняя уводит детали кузова из зоны высоких напряжений. В итоге улучшение управляемости, устойчивости, увеличение срока службы кузова. Установка достаточно трудоёмка.
Задняя распорка
Уменьшает перемещение задних стаканов крепления, увеличивает общую крутильную жесткость кузова. Результат: улучшение управляемости, устойчивости. Главное, что надо учитывать: распорка задняя дает эффект лишь в том случае, если она закреплена за силовые элементы кузова, а не за промежуточные элементы (кронштейны крепления сидений, например). Задняя распорка, тоже достаточно легко устанавливается и демонтируется, но есть и отрицательные моменты: во первых это лишнее место в грузовом отсеке, во-вторых есть подводные камни, задняя распорка может увеличить недостаточную поворачиваемость особенно если задняя часть машины укреплена ещё какими-то элементами. Если на машине стоит стоковая подвеска лучше отказаться от укрепления зада или укрепить его только одним усиливающим жесткость элементом.
Кроме распорок существуют ещё множество путей укрепления кузова - увеличение сварных швов, усиленные подрамники, стабилизаторы поперечной устойчивости и поперечины, различные усиливающие элементы в слабых по жесткости местах, разработанные под конкретную модель и, конечно, каркасы.
Увеличение сварочных швов и вварные элементы.
Увеличение сварочных швов. Дело в том, что кузов на конвейере сваривается точечной сваркой, т.е. между точками сварки остаются промежутки. Естественно чем эти точки расположены плотнее, тем жестче конструкция. Однако увеличению их препятствует технологические проблемы в производстве и сложность их выполнения без спец.инструмента. Но эту проблему легко устранить квалифицированному сварщику с достойным оборудованием. Главное не нарваться на неквалифицированного сварщика и не нарушить физику кузова. Так же распространено приваривание новых дополнительных железных элементов в слабые участки кузова.
Стабилизаторы и поперечины
Эти агрегаты присутствуют и в стоке и имеют много свойств, которые влияют на управляемость, комфорт, так что обычно на заводских машинах стоят промежуточные, так сказать не слишком мягкие, не слишком жесткие. Варианта по их усовершенствованию два - усиление и замена. Побочные действия - повышение шума, чувствительность к неровностям и всё те же положительные свойства: управляемость и жесткость. Категорически не рекомендуется устанавливать стабилизаторы, поперечины в тандеме с задней распоркой особенно на стоковую подвеску.
Подрамники
Подрамники во многом схожи со стабилизаторами и поперечинами, разница только в глобальности, для некоторых версий подрамника понадобится серьёзные доработки всего передка автомобиля - переварка и перерезка, переделываются стаканы и даже амортизаторы, а на вид такие работы не слишком дружелюбны. Но зато эффект! Можно полностью изменить геометрию подвески, улучшить стабилизацию за счет увеличения кастора, увеличить колею а как следствие устойчивость и управляемость. Жесткость, естественно, тоже возрастёт.
Каркас безопасности
автомобиль кузов жесткость каркас
Каркас, в гоночном автомобиле, выполняет не только свои прямые функции по защите пилота, но и великолепно усиливает кузов. Он обязателен к применению в любом гоночном автомобиле, разница только в его сложности(правда обязанность появилась не так давно в 1994 году, до этого установка каркаса была делом сугубо личным).Каркас представляет собой сочетание жестко соединённых между собой стальных (сталь с временным сопротивлением на разрыв не менее 45 кг/кв. мм) холоднотянутых бесшовных труб, например 30ХГСА. По типу каркасы можно разделить грубо на две категории: омологированные и не омологированные. Первые вы можете установить к себе в автомобиль и вас могут допустить на официальные соревнования. Однако он очень сложен и доставляет определённые трудности, о которых поговорим ниже. Второй тип - это "гражданские" каркасы, проще и естественно дешевле.
Силовой агрегат жестко соединенный с кузовом.
Еще в автоспорте широко применяется такой приём увеличения жесткости кузова, как включение в его силовую структуру агрегатов, например двигателя, коробки передач и главной передачи. Это значит, что все они жестко соединены с кузовом, что так же очень сильно увеличивает жесткость. Например подобные решения встречаются почти на всех "формулах". Вообще же родоначальником данной идеи был легендарный Колин Чемпмен, основатель фирмы "Лотус", который впервые воплотил идею в жизнь на Лотусе-25 Формулы-1.
Народные способы.
Также существуют народные способы, например: отверстия порогов и лонжеронов заполняются монтажной пеной. Способ дешёвый и сердитый. В плюсах некоторое увеличение жесткости, в минусах - отсутствие вентиляции и, как следствие, повышенная коррозионная активность. Так же при замене данных деталей путём сварки возникает риск пожара.
Заключение
На жесткость кузова заметно влияет и то, как именно установлен силовой агрегат. Поэтому разница в результатах бывает выше у автомобилей классической компоновки - там жесткость на кручение повышает балка передней подвески. А вот в переднеприводных машинах с поперечным расположением двигателя и передней подвеской типа McPherson, заметную прибавку может дать... спинка заднего сиденья! Например, в "восьмерках" и "девятках" заднее сиденье увеличивает жесткость кузова примерно на 1000 Нм/град из-за того, что спинка цельная и жесткая, а на многострадальном десятом семействе спинка раздельная и эта 1000Нм испаряется. Поэтому ВАЗ рекомендует владельцам, как можно реже ездить со сложенным задним сиденьем - кузов при этом ослаблен и хуже сопротивляется скручивающей нагрузке. На самом деле в тюнинге можно выделить двух врагов - уменьшение веса и жесткость кузова, а это вещи друг друга взаимоисключающие, борясь за уменьшение веса можно уменьшить жесткость, а что важнее вопрос не однозначный.
Если жёсткость небольшая,то при различных манёврах, реакция рулевого управления становиться "размазанной", кузов деформируется и скручивается, подвеска начинает работать неправильно.
Постоянные деформации ведут к усталости металла, точки сварки медленно разрушаются, в них попадает влага и другие агрессивные вещества, что неизбежно ведёт к корозии.
Когда проектируют кузов, конструктора учитывают множество факторов, таких как вес, жёсткость, пассивная безопасность и другие, и ищут между ними компромис.В последние годы к ним на помощь пришло компьютерное моделирование, но всё равно проработать все факторы сложно, поэтому тюнинг-мастера исправляют некоторые ошибки и недоработки конструкторов.
Крутильная жёсткость кузова измеряется в Ньютон метрах на градус(Нм/град), чем больше значение,тем жёстче кузов. На жёсткость влияет и тип кузова: двухобьёмные хэтчбэки жёстче,чем трёхобьёмные седаны. Количество дверей, расположение силового агрегата также сказываются на жёсткости кузова.
Вот некоторые результаты испытаний на стенде АвтоВаза:
Автомобиль Тип кузова Жёсткость,Нм/град
Ваз 1111 Ока 3-х дверный хэтчбэк 7000
Ваз 21043 Универсал 6300
Ваз 2105 Седан 7300
Ваз 2106 Седан 6500
Ваз 2107 Седан 7200
Ваз 21083 3-х дверный хэтчбэк 8200
Ваз 21093 5-и дверный хэтчбэк 6800
Ваз 21099 Седан 5500
Ваз 2115 Седан 5500
Ваз 2110 Седан 8000
Ваз 21102 Седан 8400
Ваз 2111 Универсал 7400
Ваз 2112 5-и дверный хэтчбэк 8100
Ваз 21106 Седан 12200
Ваз 21213 Нива 3-х дверный хэтчбэк 8900
Ваз 2131 Нива 5-и дверный хэтчбэк 7400
Ваз 2123 Шевроле Нива 5-и дверный хэтчбэк 12000
Ваз 2120 Надежда 4-х дверный минивэн 10000
Иномарки
Автомобиль Год замера Тип кузова Жёсткость,Нм/град
Daewoo Lanos 1997 3-х дверный хэтчбэк 10500
Fiat Tempra 1994 Седан 6700
Ford Fiesta 1995 3-дверный хэтчбек 6500
Opel Corsa 1999 3-дверный хэтчбек 8000
Opel Astra 1998 5-дверный хэтчбек 11700
Toyota Corolla 1995 3-дверный хэтчбек 10500
Современные иномарки,такие как Volvo S60,Alfa Romeo 147,Citroen C5 имеют жёсткость около 20000 Нм/град.
Так за счёт чего же увеличивают крутильную жёсткость кузова? Самый простой способ-это установка распорок и растяжек.
Распорка передних стоек.
Многие люди утверждают,что толку от неё нет,но это не так. Проводилось много тестов, которые доказывают обратное. С данным девайсом, перестроения и прохождение поворотов проходит более уверенно и на большей скорости.
Также снижается степень деформаций,что благоприятно сказывается на долговечности кузова.
Для автомобилей с жёсткой передней подвеской, рекомендуется устанавливать распорки "помягче", а со стандартной можно поставить усиленную.
Лучше ставить детали известных фирм-производителей, а не "безымянные" которые сделаны в гараже, и подбирать под конкретный автомобиль, с конкретным мотором, иначе при установке могут возникнуть проблемы, такие как задевание о патрубки, бачок с тормозной жидкостью, а ещё лучше берите чек, чтобы потом можно было поменять, в случае нестыковки.
Распорка задних стоек. Создаёт усиление задней части кузова. В такой распорке больше нуждются Ваз 2111-12,чем 2108-09, где заднее сиденье играет элемент жёсткости кузова,так как в 12ых сиденья раскладываються, то и жёсткость кузова в этом месте невелика.
Уменьшает перемещение верхних точеккрепления стоек, увеличивает общую
жёсткость кузова, и управляемость.
Положительно сказывается на
долговечности кузова.
Существует ещё более жёсткая конструкция, ставиться за спинкой заднего сидения-это задний усилитель кузова.
Как заявлено жёсткость повышается на 20-25%,улучшается управляемость, устойчивость на дороге.Повышается реакция автомобиля в прохождении поворотов.
.Усилитель щитка передка
Уменьшает люфт корпуса рулевой рейки в крепежных
хомутах, существенно улучшает управляемость
автомобиля. Применяется для повышения жесткости
щитка передка,уменьшает амплитуды перемещений
картера рулевой рейки: в продольном направлении
в 2 раза, в поперечном - в 5 раз
Подрамники
Увеличивают жёсткость кузова вцелом.Есть подрамники с дополнительной опорой двигателя,
что улучшает подвеску двигателя.Некоторые
подрамники достаточно сложны в установке,иногда
приходиться переваривать некоторые детали передка.
Также находит применение такая процедура как увеличение сварных швов, на заводе кузовные детали приваривают с помощью точечной сварки,что делает кузов менее жёстким.
Вваривают дополнительные металлические пластины и усилители в слабые места кузова.
Более сложный этап усиления кузова-это установка трубчатого каркаса безопасности.Они бывают профессиональные для соревнований и "гражданские",вторые попроще и подешевле.Делятся на вварные и разборные, первые ввариваются в силовую структуру кузова,а во втором случае ввариваются только крепления,и к ним уже прикручивают трубы.
Главный минус каркасов-это вес,средний каркас весит около 40 кг.Также с ним дольше придётся проходить техосмотр.
Кроме того ухудшается обзорность,и усложняетсяпосадка/высадка пассажиров,но это решать уже
Вам,иметь или не иметь.Например в европейских
странах,почти на каждой второй тюнинговой
машине стоит каркас безопасности.
Но каркас безопасности может и серьёзно
навредить.В условиях гонок он защищает жизненое пространство и усиливает кузов, в повседневной жизни он может стать опасным,так как использование неэластичных ремней безопасности,при аварии,может привести к сильным перегрузкам и травмам,вплоть до разрыва внутренних органов.
Делать кузов жёстче или нет,конечно решать вам.
решил все таки отписаццо снова, для тех, кому мало доводов в пользу каркаса, как усилителя жесткости кузова и, соответственно, улучшения управляемости, цитирую:
"Главная прочностная характеристика автомобильного кузова - это его жесткость на скручивание. Заезд одним колесом на бордюр, подъем автомобиля на домкрате, диагональное вывешивание на бездорожье, прохождение поворота - во всех этих ситуациях нагрузки на кузов стремятся скрутить его вокруг продольной оси. Если жесткость кузова невелика, то после поддомкрачивания у машины перестают нормально открываться и закрываться двери, на бугристой дороге начинают «дышать» все панели в салоне. Реакции на повороты руля становятся «размазанными» - изгиб кузова и податливость металла в зонах крепления рычагов подвески вносят рассогласование в работу передней и задней подвесок. К тому же постоянное скручивание заставляет кузов стареть интенсивнее. Начинают потихоньку «раскрываться» сварные швы, в образовавшиеся микротрещины пробирается коррозия... Рыба гниет с головы, а кузов - с ослабленных, нагруженных участков.
... бла-бла-бла...
- Жесткость любого кузова можно существенно увеличить с помощью распорок и усилителей, - уверяют вазовские кузовщики. - Например, мы недавно испытали распорки для «десятки», которые крепятся в проеме кузова между полом и «чашками» верхних креплений задних амортизаторов. На «заряженные» версии ВАЗ-21106 с двигателями Opel подобные задние распорки теперь ввариваются серийно - именно благодаря им жесткость кузовов этих машин достигает 12000 Нм/град. Теперь одна из тольяттинских тюнинговых фирм собирается наладить выпуск дополнительных распорок для обычных «десяток» - их можно будет смонтировать за задним сиденьем на болтах. Мы обеими руками за!
А самый радикальный способ увеличения жесткости кузова используют строители гоночных автомобилей. Взгляните на цифры жесткости кузова спортивной кольцевой «сто шестой» машины заводского гонщика Александра Никоненко, которую в ОДК измерили перед сезоном 2000 года. Результат фантастический - свыше 50000 Нм/град.!
- Каркас безопасности из стальных труб на этой машине очень грамотно «завязан» на несущие точки опор подвески , - комментируют такое достижение инженеры. - Но так бывает далеко не всегда. Недавно нам на измерение привезли хэтчбек ВАЗ-2112, подготовленный для клубных гонок. Жесткость кузова, несмотря на вваренный каркас, оказалась гораздо ниже, чем у «десятки» Никоненко, - всего 20000 Нм/град. Мы попытались дать несколько советов строителям автомобиля. Начали объяснять, что сам по себе каркас обеспечивает только безопасность гонщика. А для того, чтобы клетка из труб еще и эффективно увеличивала жесткость кузова на кручение, каркас надо вваривать в зоны приложения нагрузок от подвески. "
конец цитаты.
видимо, те, кто ездил с каркасом и не почувствовал улучшения управляемости ездили на непонятно каком каркасе.
ну и на последок, как называется по инглишу "наш" каркас безопасности, в курсе? если нет, то скажу: roll саge. те, кто знаком с английским, найдите мне плиз, в названии упминание о безопасности (хотя в ней и лежит немалая часть функции каркаса).
ну и самое последнее. разумеется, повышать жестоксть кузова любыми методами не имеет особого смысла на автомобиле. который тошнит по городу, без доработок других частей, например ходовой и т.д. но, сделать все это и пытаться учавствовать в гонках, даже любительских без каркаса - мягко говоря глупо.