Mistä auton korit on tehty
Auton kori,  Ajoneuvolaite

Mistä auton korit on tehty

Uutta automallia kehittäessään kukin valmistaja pyrkii lisäämään tuotteidensa dynamiikkaa, mutta ei samalla viemään autolta turvallisuutta. Vaikka dynaaminen suorituskyky riippuu suurelta osin moottorityypistä, auton rungolla on merkittävä rooli. Mitä raskaampi se on, sitä enemmän ponnistuksia polttomoottori tekee kuljetuksen nopeuttamiseksi. Mutta jos auto on liian kevyt, se vaikuttaa usein kielteisesti alavirtaan.

Tekemällä tuotteitaan kevyemmiksi valmistajat pyrkivät parantamaan kehon aerodynaamisia ominaisuuksia (mitä aerodynamiikka on, kuvataan toinen arvostelu). Ajoneuvon painon alentaminen tapahtuu paitsi asentamalla kevytmetallimateriaaleista valmistettuja yksiköitä myös kevyiden korin osien ansiosta. Selvitetään, mitä materiaaleja käytetään auton korien valmistamiseen, sekä mitkä ovat kunkin edut ja haitat.

Autojen korien esihistoria

Nykyaikaisen auton koriin ei kiinnitetä vähemmän huomiota kuin sen mekanismeihin. Tässä on parametrit, joiden sen on täytettävä:

Mistä auton korit on tehty
  1. Kestävä. Törmäyksessä se ei saa vahingoittaa matkustamossa olevia ihmisiä. Vääntöjäykkyyden tulisi varmistaa, että auto pysyy kunnossa epätasaisessa maastossa ajettaessa. Mitä pienempi tämä parametri on, sitä todennäköisempää on, että auton runko on epämuodostunut ja kuljetus ei sovellu jatkokäyttöön. Erityistä huomiota kiinnitetään katon etuosan vahvuuteen. Niin sanottu "hirvi" -testi auttaa autovalmistajaa selvittämään, kuinka turvallinen auto tulee lyöessään korkeaa eläintä, kuten peuraa tai hirviä (koko ruhon massa putoaa tuulilasiin ja sen yläpuolella olevaan katon yläosaan).
  2. Moderni muotoilu. Ensinnäkin hienostuneet autoilijat kiinnittävät huomiota nimenomaan korin muotoon, ei vain auton tekniseen osaan.
  3. Turvallisuus. Kaikkien ajoneuvossa olevien on oltava suojattu ulkoisilta vaikutuksilta, myös sivutörmäyksessä.
  4. Monipuolisuus. Auton rungon materiaalin on kestettävä erilaisia ​​sääolosuhteita. Estetiikan lisäksi maaleja käytetään suojaamaan materiaaleja, jotka pelkäävät aggressiivista kosteutta.
  5. Kestävyys. Ei ole harvinaista, että luoja säästää korimateriaalissa, minkä vuoksi auto muuttuu käyttökelvottomaksi muutaman vuoden käytön jälkeen.
  6. Ylläpidettävyys. Joten pienen onnettomuuden jälkeen sinun ei tarvitse heittää autoa pois, nykyaikaisten korityyppien valmistus edellyttää modulaarista kokoonpanoa. Tämä tarkoittaa, että vaurioitunut osa voidaan korvata vastaavalla uudella.
  7. Edulliseen hintaan. Jos auton runko on valmistettu kalliista materiaaleista, autovalmistajien tontille kerääntyy valtava määrä vaatimattomia malleja. Tätä ei usein tapahdu huonon laadun, vaan ajoneuvojen korkeiden kustannusten vuoksi.

Jotta runkomalli täyttää kaikki nämä parametrit, valmistajien on otettava huomioon niiden materiaalien ominaisuudet, joista runko ja ulkokerrokset on valmistettu.

Jotta auton valmistus ei vaadi paljon resursseja, yritysten insinöörit kehittävät sellaisia ​​korimalleja, jotka mahdollistavat niiden päätoiminnon yhdistämisen muihin. Esimerkiksi pääyksiköt ja sisäosat on kiinnitetty auton rakenteeseen.

Alun perin autojen suunnittelu perustui runkoon, johon muut auton osat kiinnitettiin. Tätä tyyppiä esiintyy edelleen joissakin automalleissa. Esimerkki tästä on täysimittaiset maastoautot (useimmilla jeepeillä on yksinkertaisesti vahvistettu korirakenne, mutta runkoa ei ole, tämän tyyppistä maastoautoa kutsutaan crossover) ja kuorma-autot. Ensimmäisissä autoissa kukin runkorakenteeseen kiinnitetty paneeli voitiin valmistaa paitsi metallista myös puusta.

Ensimmäinen kehyksetön malli oli Lancia Lambda, joka rullaa kokoonpanolinjalta vuonna 1921. Eurooppalainen malli Citroen B10, joka tuli myyntiin vuonna 1924, sai yksiosaisen teräsrunkorakenteen.

Mistä auton korit on tehty
Lancia lambda
Mistä auton korit on tehty
Citroen b10

Tämä kehitys osoittautui niin suosituksi, että suurin osa tuon ajan valmistajista harvoin luopui kokonaan teräksestä valmistetun yksivärisen rungon käsitteestä. Nämä koneet olivat turvallisia. Jotkut yritykset hylkäsivät teräksen kahdesta syystä. Ensinnäkin tätä materiaalia ei ollut saatavilla kaikissa maissa, varsinkaan sodan aikana. Toiseksi teräsrunko on erittäin raskas, joten jotkut, jotta asennettaisiin pienemmän tehon polttomoottori, rungon materiaaleissa vaarantuisi.

Toisen maailmansodan aikana terästä oli pulaa kaikkialla maailmassa, koska tätä metallia käytettiin kokonaan sotilaallisiin tarpeisiin. Jotkut yritykset ovat halunneet pysyä pinnalla ja päättäneet valmistaa vartalomallinsa vaihtoehtoisista materiaaleista. Joten noina vuosina alumiinirungolla varustetut autot ilmestyivät ensimmäistä kertaa. Esimerkki tällaisista malleista on Land Rover 1-sarja (runko koostui alumiinipaneeleista).

Mistä auton korit on tehty

Toinen vaihtoehto on puurunko. Esimerkki tällaisista autoista on Woodlyn Willys Jeep Stations Wagon -muunnos.

Mistä auton korit on tehty

Koska puurunko ei ole kestävä ja vaati vakavaa hoitoa, tämä ajatus hylättiin pian, mutta alumiinirakenteiden osalta valmistajat ajattelivat vakavasti tämän tekniikan käyttöönottoa nykyaikaisessa tuotannossa. Vaikka tärkein ilmeinen syy on teräksen puute, tämä ei oikeastaan ​​ollut liikkeellepaneva voima, jonka takia autovalmistajat alkoivat etsiä vaihtoehtoja.

  1. Globaalin polttoainekriisin jälkeen useimpien automerkkien on jouduttava miettimään valmistustekniikkaansa. Ensinnäkin yleisö, joka tarvitsee voimakkaita ja suuria moottoreita, on vähentynyt jyrkästi korkeiden polttoainekustannusten vuoksi. Autoilijat alkoivat etsiä vähemmän ahneita autoja. Ja jotta kuljetus pienemmällä moottorilla olisi riittävän dynaamista, tarvitaan kevyttä, mutta samalla riittävän vahvaa materiaalia.
  2. Kaikkialla maailmassa ajoneuvojen päästöjä koskevat ympäristöstandardit ovat ajan myötä tiukentuneet. Tästä syystä on aloitettu tekniikka polttoaineenkulutuksen vähentämiseksi, ilma-polttoaineseoksen palamislaadun parantamiseksi ja voimayksikön tehokkuuden lisäämiseksi. Tätä varten sinun on vähennettävä koko auton painoa.

Ajan myötä komposiittimateriaalien kehitys ilmestyi, mikä mahdollisti ajoneuvojen painon vähentämisen entisestään. Mietitään, mikä on kunkin auton korien valmistuksessa käytettävän materiaalin erityispiirre.

Teräsrunko: edut ja haitat

Suurin osa modernin auton korielementeistä on valmistettu valssatusta teräksestä. Metallin paksuus on joissakin osissa 2.5 millimetriä. Lisäksi vähähiilistä levymateriaalia käytetään pääasiassa laakeriosassa. Tämän ansiosta auto on melko kevyt ja samalla kestävä.

Nykyään teräksestä ei ole pulaa. Tällä metallilla on suuri lujuus, siitä voidaan leimata erimuotoisia elementtejä ja osat voidaan kiinnittää helposti yhteen pistehitsauksella. Autoa valmistettaessa insinöörit kiinnittävät huomiota passiiviseen turvallisuuteen ja tekniikat kiinnittävät huomiota materiaalin käsittelyn helppouteen, jotta kuljetuskustannukset ovat mahdollisimman alhaiset.

Mistä auton korit on tehty

Metallurgian osalta vaikein tehtävä on miellyttää sekä insinöörejä että teknikkoja. Halutut ominaisuudet huomioon ottaen on kehitetty erikoisteräslaji, jolla on ihanteellinen yhdistelmä vedettävyyttä ja riittävää lujuutta lopputuotteessa. Tämä yksinkertaistaa koripaneelien tuotantoa ja lisää auton rungon luotettavuutta.

Tässä on joitain muita teräsrungon etuja:

  • Terästuotteiden korjaus on helpointa - osta vain uusi elementti, esimerkiksi siipi, ja vaihda se;
  • Se on helppo kierrättää - teräs on erittäin kierrätettävää, joten valmistajalla on aina mahdollisuus saada halpoja raaka-aineita;
  • Valssatun teräksen valmistustekniikka on yksinkertaisempaa kuin kevytmetallianalogien käsittely, joten raaka-aine on halvempaa.

Näistä eduista huolimatta terästuotteilla on useita merkittäviä haittoja:

  1. Valmiit tuotteet ovat raskaimpia;
  2. Ruoste ilmestyy nopeasti suojaamattomiin osiin. Jos elementtiä ei ole suojattu maalilla, vauriot tekevät rungosta nopeasti käyttökelvottoman;
  3. Teräslevyn jäykkyyden lisäämiseksi osa on leimattava monta kertaa;
  4. Terästuotteiden resurssi on pienin verrattuna ei-rautametalleihin.

Nykyään teräksen ominaisuutta lisätään lisäämällä joidenkin kemiallisten alkuaineiden koostumusta, jotka lisäävät sen lujuutta, hapettumiskestävyyttä ja plastisuusominaisuuksia (TWIP-tuotemerkin teräs pystyy venyttämään jopa 70% ja sen vahvuuden suurin indikaattori on 1300 MPa).

Alumiinirunko: edut ja haitat

Aikaisemmin alumiinia käytettiin vain teräsrakenteeseen kiinnitettyjen paneelien valmistamiseen. Alumiinin tuotannon nykyaikainen kehitys mahdollistaa materiaalin käytön myös runkoelementtien luomiseen.

Vaikka tämä metalli on vähemmän herkkä kosteudelle kuin teräs, sillä on vähemmän lujuutta ja mekaanista kimmoisuutta. Tästä syystä auton painon vähentämiseksi tätä metallia käytetään ovien, tavaratelineiden, huppujen luomiseen. Alumiinin käyttämiseksi kehyksessä valmistajan on lisättävä tuotteiden paksuutta, mikä usein estää kuljetuksen helpottamisen.

Alumiiniseosten tiheys on paljon pienempi kuin teräksen, joten meluneristys tällaisen korin autossa on paljon huonompi. Sen varmistamiseksi, että tällaisen auton sisätilat saavat mahdollisimman vähän ulkoista melua, valmistaja käyttää erityisiä melunvaimennustekniikoita, mikä tekee autosta kalliimpaa kuin vastaava vaihtoehto teräsrungolla.

Mistä auton korit on tehty

Alumiinirungon valmistaminen alkuvaiheessa on samanlainen kuin teräsrakenteiden luominen. Raaka-aineet hajotetaan arkkiin ja leimataan sitten halutun mallin mukaan. Osat kootaan yhteiseksi malliksi. Vain tätä varten käytetään argonhitsausta. Kalliimmissa malleissa käytetään laserpistehitsausta, erikoisliimaa tai niittejä.

Väitteet alumiinirungon puolesta:

  • Levymateriaalia on helpompi leimata, joten paneelien valmistusprosessissa tarvitaan vähemmän tehokkaita laitteita kuin teräksen leimaamiseen;
  • Teräsrunkoihin verrattuna identtinen alumiinista valmistettu muoto on kevyempi, kun taas lujuus pysyy samalla tasolla;
  • Osat ovat helposti käsiteltäviä ja kierrätettäviä;
  • Materiaali on kestävämpää kuin teräs - se ei pelkää kosteutta;
  • Valmistusprosessin kustannukset ovat pienemmät kuin edellisessä versiossa.

Kaikki autoilijat eivät suostu ostamaan alumiinirungolla varustettua autoa. Syynä on, että jopa pienessä onnettomuudessa auton korjaus on kallista. Itse raaka-aine maksaa enemmän kuin teräs, ja jos osa on vaihdettava, auton omistajan on etsittävä asiantuntijaa, jolla on erikoisvarusteet elementtien korkealaatuiseen liittämiseen.

Muovinen runko: edut ja haitat

XNUMX-luvun jälkipuolisko leimasi muovia. Tällaisen materiaalin suosio johtuu siitä, että siitä voidaan tehdä mikä tahansa rakenne, joka on paljon kevyempi kuin edes alumiini.

Muovi ei tarvitse maalia. Riittää, kun lisätään tarvittavat väriaineet raaka-aineisiin, ja tuote saa halutun sävyn. Lisäksi se ei haalistu eikä sitä tarvitse maalata uudelleen naarmuuntumisen yhteydessä. Metalliin verrattuna muovi on kestävämpi, se ei reagoi lainkaan veden kanssa, joten se ei ruostu.

Mistä auton korit on tehty
Hadi-mallissa on muovinen runko

Muovipaneelien valmistuskustannukset ovat paljon pienemmät, koska kohokuviointiin ei tarvita voimakkaita puristimia. Lämmitetyt raaka-aineet ovat nestemäisiä, minkä vuoksi rungon osien muoto voi olla täysin mikä tahansa, mikä on vaikea saavuttaa metallia käytettäessä.

Näistä selkeistä eduista huolimatta muovilla on erittäin suuri haittapuoli - sen lujuus liittyy suoraan käyttöolosuhteisiin. Joten jos ulkoilman lämpötila laskee alle nollan, osat muuttuvat hauraiksi. Jopa pieni kuorma voi aiheuttaa materiaalin räjähtämisen tai lentämisen palasiksi. Toisaalta lämpötilan noustessa sen joustavuus kasvaa. Jotkut muovityypit muuttuvat muodostaessaan kuumennettaessa auringossa.

Muista syistä muoviset rungot eivät ole yhtä käytännöllisiä:

  • Vaurioituneet osat ovat kierrätettäviä, mutta tämä prosessi vaatii erityisiä, kalliita laitteita. Sama koskee muoviteollisuutta.
  • Muovituotteiden valmistuksen aikana ilmakehään pääsee paljon haitallisia aineita;
  • Rungon kantavat osat eivät voi olla muovia, koska edes suuri materiaalikappale ei ole yhtä vahva kuin ohut metalli;
  • Jos muovipaneeli on vaurioitunut, se voidaan helposti ja nopeasti vaihtaa uuteen, mutta se on paljon kalliimpaa kuin metallilaastarin hitsaus metalliin.

Vaikka nykyään on olemassa useita kehityskulkuja, jotka poistavat suurimman osan luetelluista ongelmista, tekniikkaa ei ole vielä pystytty saamaan täydelliseksi. Tästä syystä puskurit, koristeosat, listat on valmistettu pääasiassa muovista, ja vain joissakin automalleissa - lokasuojat.

Komposiittirunko: edut ja haitat

Komposiitti tarkoittaa materiaalia, joka sisältää enemmän kuin kaksi komponenttia. Materiaalin luomisen yhteydessä komposiitti saa homogeenisen rakenteen, minkä vuoksi lopputuotteella on kahden (tai useamman) raaka-aineen muodostavan aineen ominaisuudet.

Usein komposiitti saadaan liimaamalla tai sintraamalla kerroksia eri materiaaleista. Usein osan lujuuden lisäämiseksi kukin erillinen kerros vahvistetaan niin, että materiaali ei irtoaa käytön aikana.

Mistä auton korit on tehty
Yksivärinen runko

Autoteollisuudessa yleisimmin käytetty komposiitti on lasikuitu. Materiaali saadaan lisäämällä polymeeritäyteainetta lasikuituun. Ulkoiset runkoelementit on valmistettu tällaisesta materiaalista, esimerkiksi puskurit, jäähdyttimen säleiköt, joskus pääoptiikka (useammin ne on valmistettu lasista ja kevyet versiot polypropeenista). Tällaisten osien asentaminen antaa valmistajalle mahdollisuuden käyttää terästä tukirunko-osien rakenteessa, mutta pitää samalla malli riittävän kevyenä.

Edellä lueteltujen etujen lisäksi polymeerimateriaalilla on arvoinen paikka autoteollisuudessa seuraavista syistä:

  • Osien vähimmäispaino, mutta samalla niillä on kunnollinen lujuus;
  • Lopputuote ei pelkää kosteuden ja auringon aggressiivisia vaikutuksia;
  • Raaka-ainevaiheessa olevan joustavuuden vuoksi valmistaja voi luoda osista täysin erilaisia ​​muotoja, myös monimutkaisimmat;
  • Valmiit tuotteet näyttävät esteettisesti miellyttäviltä;
  • Voit luoda valtavia korin osia ja joissakin tapauksissa jopa koko korin, kuten valasautojen tapauksessa (lue lisää tällaisista autoista erillinen tarkistus).
Mistä auton korit on tehty

Innovatiivinen tekniikka ei kuitenkaan voi olla täydellinen vaihtoehto metallille. Tähän on useita syitä:

  1. Polymeeritäyteaineiden hinta on erittäin korkea;
  2. Kappaleen valmistuksen muodon on oltava täydellinen. Muuten elementti osoittautuu rumaksi;
  3. Valmistusprosessin aikana on erittäin tärkeää pitää työpaikka puhtaana;
  4. Kestävien paneelien luominen on aikaa vievää, koska komposiitin kuivuminen kestää kauan ja jotkut kehon osat ovat monikerroksisia. Kiinteät kappaleet valmistetaan usein tästä materiaalista. Niiden nimeämisessä käytetään siipistä termiä "yksivärinen". Teknologia yksiväristen korityyppien luomiseksi on seuraava. Hiilikuitukerros on liimattu polymeerillä. Sen päälle asetetaan toinen materiaalikerros vain siten, että kuidut sijaitsevat eri suunnassa, useimmiten suorassa kulmassa. Kun tuote on valmis, se laitetaan erityiseen uuniin ja pidetään jonkin aikaa korkeassa lämpötilassa, jotta materiaali leipoo ja saa monoliittisen muodon;
  5. Kun komposiittimateriaaliosa hajoaa, sitä on erittäin vaikea korjata (esimerkki autopuskurien korjaamisesta on kuvattu täällä);
  6. Komposiittiosia ei kierrätetä, vaan ne tuhotaan vain.

Valmistuksen korkeiden kustannusten ja monimutkaisuuden vuoksi tavallisissa tieliikenteen autoissa on vähimmäismäärä osia lasikuitua tai muita komposiittianalogeja. Useimmiten tällaiset elementit asennetaan superautoon. Esimerkki tällaisesta autosta on Ferrari Enzo.

Mistä auton korit on tehty
Vuoden 2002 Ferrari Enzo

Totta, jotkut siviilisarjan yksinomaiset mallit saavat ulottuvuuksia komposiitista. Esimerkki tästä on BMW M3. Tämän auton katto on hiilikuitua. Materiaalilla on tarvittava lujuus, mutta samalla voit siirtää painopistettä lähemmäksi maata, mikä lisää painevoimaa kulmiin tullessa.

Mistä auton korit on tehty

Kuuluisan superauton Corvette-valmistaja on osoittanut toisen alkuperäisen ratkaisun kevyiden materiaalien käytössä auton korissa. Lähes puoli vuosisataa yritys on käyttänyt mallissa metallirunkoa, johon on kiinnitetty komposiittilevyt.

Hiilirunko: edut ja haitat

Uuden materiaalin myötä autojen turvallisuus ja samalla keveys ovat nousseet uudelle tasolle. Itse asiassa hiili on sama komposiittimateriaali, vain uuden sukupolven laitteiden avulla voit luoda kestävämpiä rakenteita kuin monokokin valmistuksessa. Tätä materiaalia käytetään kuuluisien mallien, kuten BMW i8 ja i3, korissa. Jos hiiltä muissa autoissa käytettiin aiemmin vain koristeena, nämä ovat ensimmäisiä tuotantoautoja maailmassa, joiden kori on valmistettu kokonaan hiilestä.

Mistä auton korit on tehty

Molemmilla malleilla on samanlainen muotoilu: pohja on moduulialusta, joka on valmistettu alumiinista. Kaikki auton yksiköt ja mekanismit on kiinnitetty siihen. Autojen kori koostuu kahdesta puolikkaasta, joissa on jo joitain sisustustietoja. Ne on kytketty toisiinsa asennuksen aikana pulttien avulla. Näiden mallien erityispiirre on, että ne on rakennettu samalla periaatteella kuin ensimmäiset autot - runkorakenne (vain mahdollisimman kevyt), johon kaikki muut kunnianosoitukset on kiinnitetty.

Mistä auton korit on tehty

Valmistusprosessissa osat liitetään toisiinsa erikoisliimalla. Tämä simuloi metalliosien hitsausta. Tällaisen materiaalin etuna on sen suuri lujuus. Kun auto voittaa suuret kolhut, korin vääntöjäykkyys estää sitä muodonmuutoksesta.

Hiilikuitujen etuna on myös se, että osien valmistukseen tarvitaan vähintään työntekijöitä, koska huipputeknisiä laitteita ohjataan elektroniikalla. Hiilirunko on valmistettu yksittäisistä osista, jotka on muodostettu erityisiksi muotoiksi. Erityisen koostumuksen omaava polymeeri pumpataan muottiin korkeassa paineessa. Tämä tekee paneeleista kestävämpiä kuin kuitujen manuaalinen voitelu. Lisäksi pienten uunien paistamiseen tarvitaan pienempiä uuneja.

Tällaisten tuotteiden haittoja ovat ensisijaisesti korkeat kustannukset, koska käytetään kalliita laitteita, jotka tarvitsevat korkealaatuista palvelua. Polymeerien hinta on myös paljon korkeampi kuin alumiinin. Ja jos osa on rikki, sitä on mahdotonta korjata itse.

Tässä on lyhyt video - esimerkki siitä, miten BMW i8: n hiilirungot kootaan:

Näin BMW i8 kootaan. Autosi kokoaminen BMW i8

Kysymyksiä ja vastauksia:

Mitä auton runkoon sisältyy? Auton kori koostuu: etusala, etukilpi, etupilari, katto, B-pilari, takapilari, lokasuojat, tavaratilan paneeli ja konepelti, pohja.

Mihin auton runko on tuettu? Päärunko on avaruuskehys. Tämä on häkin muotoinen rakenne, joka sijaitsee kehon koko kehän ympärillä. Runko on kiinnitetty tähän tukirakenteeseen.

Lisää kommentti