Úr hverju bílahúsum er gert
Yfirbygging bíla,  Ökutæki

Úr hverju bílahúsum er gert

Við þróun nýrrar bílgerðar leitast hver framleiðandi við að auka virkni framleiðslu sinnar, en á sama tíma að svipta ekki öryggi bílsins. Þrátt fyrir að kraftmikill árangur velti að mestu leyti á gerð hreyfilsins gegnir yfirbygging bílsins verulegu hlutverki. Því þyngri sem það er, því meiri viðleitni brennsluvélarinnar til að flýta fyrir flutningnum. En ef bíllinn er of léttur hefur það oft neikvæð áhrif á downforce.

Með því að gera vörur sínar léttari leitast framleiðendur við að bæta loftaflfræðilega eiginleika líkamans (hvað loftaflfræði er, er lýst í önnur upprifjun). Að draga úr þyngd ökutækisins fer ekki aðeins fram með því að setja upp einingar úr léttblönduðu efni, heldur einnig með léttum líkamshlutum. Við skulum reikna út hvaða efni eru notuð til að búa til yfirbyggingu bíla, sem og hverjir eru kostir og gallar hvers þeirra.

Forsaga bifreiða

Yfirbygging nútímabíls er ekki minni athygli en aðferðir hans. Hér eru breyturnar sem það verður að uppfylla:

Úr hverju bílahúsum er gert
  1. Varandi. Við árekstur má það ekki meiða fólk í farþegarými. Stíf sveifla ætti að tryggja að bíllinn haldist í lagi þegar ekið er yfir ójafnt landslag. Því minni sem þessi breytu er, því líklegra er að bílgrindin sé vansköpuð og flutningurinn hentar ekki til frekari notkunar. Sérstaklega er hugað að styrk framhliðar þaksins. Svonefnd „elgs“ próf hjálpar bílaframleiðandanum að ákvarða hversu öruggur bíll verður þegar hann lendir á háu dýri, svo sem dádýr eða elg (allur massi skrokksins er á framrúðunni og efri yfirdúk þaksins fyrir ofan hann).
  2. Nútímaleg hönnun. Í fyrsta lagi huga vandaðir ökumenn nákvæmlega að lögun líkamans, en ekki aðeins tæknilegum hluta bílsins.
  3. Öryggi. Verður að vernda alla í ökutækinu frá utanaðkomandi áhrifum, þar á meðal í árekstri frá hlið.
  4. Fjölhæfni. Efnið sem bifreiðin er gerð úr þarf að þola mismunandi veðurskilyrði. Til viðbótar við fagurfræði er málningarvinnsla notuð til að vernda efni sem eru hrædd við árásargjarnan raka.
  5. Ending. Það er ekki óalgengt að skaparinn spari í yfirbyggingarefni og þess vegna verður bíllinn ónothæfur eftir aðeins nokkurra ára notkun.
  6. Viðhald. Svo að eftir smávægilegt slys þarf ekki að henda bílnum felur framleiðsla nútíma líkamsgerða í sér mátasamsetningu. Þetta þýðir að hægt er að skipta um skemmda hlutann fyrir svipaðan nýjan.
  7. Affordable verð. Ef yfirbygging bíla er úr dýrum efnum mun mikill fjöldi ósóttra líkana safnast upp á stöðum bílaframleiðenda. Þetta gerist oft ekki vegna lélegra gæða heldur vegna mikils kostnaðar við ökutæki.

Til þess að líkama líkan uppfylli allar þessar breytur verða framleiðendur að taka tillit til einkenna efnanna sem ramminn og ytri yfirbyggingarplöturnar eru gerðar úr.

Til þess að framleiðsla bíls krefst ekki mikilla fjármuna þróa verkfræðingar fyrirtækjanna slíkar líkamsbyggingar sem gera kleift að sameina meginhlutverk sitt við viðbótar. Til dæmis eru aðaleiningar og innri hlutar festir við uppbyggingu bílsins.

Upphaflega var hönnun bílanna byggð á grind sem aðrar einingar bílsins voru festar við. Þessi tegund er enn til staðar í sumum bílgerðum. Dæmi um þetta eru fullgildir jeppar (flestir jeppar eru einfaldlega með styrktan burðarvirki en það er enginn rammi, þessi tegund jeppa er kallaður crossover) og vörubíla. Í fyrstu bílunum gat hvert spjald sem fest var við rammagerðina ekki aðeins verið úr málmi heldur einnig úr tré.

Fyrsta gerðin með rammalausri burðarvirkni var Lancia Lambda sem rúllaði af færibandinu árið 1921. Evrópska fyrirmyndin Citroen B10, sem fór í sölu árið 1924, fékk eitt stykki stálbyggingu.

Úr hverju bílahúsum er gert
Opnar Lambda
Úr hverju bílahúsum er gert
Citroen b10

Þessi þróun reyndist svo vinsæl að flestir framleiðendur þess tíma véku sjaldan frá hugmyndinni um allstál einhliða líkama. Þessar vélar voru öruggar. Sum fyrirtæki höfnuðu stáli af tveimur ástæðum. Í fyrsta lagi var þetta efni ekki fáanlegt í öllum löndum, sérstaklega á stríðsárunum. Í öðru lagi er stálbyggingin mjög þung, svo sum, til þess að setja upp brunahreyfil með lægri afl, sem er í hættu á yfirbyggingarefnum.

Í síðari heimsstyrjöldinni var skortur á stáli um allan heim, þar sem þessi málmur var alveg notaður til hernaðarþarfa. Í löngun til að halda sér á floti hafa nokkur fyrirtæki ákveðið að framleiða líkama líkana sinna úr öðrum efnum. Þannig að á þessum árum birtust bílar fyrst með álfyllingu. Dæmi um slíkar gerðir er Land Rover 1-Series (yfirbyggingin samanstóð af álplötum).

Úr hverju bílahúsum er gert

Annar valkostur er timburgrind. Dæmi um slíka bíla er Willys Jeep Stations Wagon breytingin á Woodie.

Úr hverju bílahúsum er gert

Þar sem trébyggingin er ekki endingargóð og þarfnast alvarlegrar umönnunar, var fljótlega horfið frá þessari hugmynd, en varðandi álvirki hugsuðu framleiðendur alvarlega um að kynna þessa tækni í nútímaframleiðslu. Þó að helsta ástæðan sé skortur á stáli, þá var þetta í raun ekki drifkrafturinn á bak við það að bílaframleiðendur fóru að leita annarra kosta.

  1. Frá eldsneytiskreppunni á heimsvísu hafa flest bílategundir þurft að endurskoða framleiðslutækni sína. Í fyrsta lagi hefur áhorfendum sem krefjast kraftmikilla og fyrirferðarmikilla mótora minnkað verulega vegna mikils eldsneytiskostnaðar. Bílstjórar fóru að leita að grimmari bílum. Og til þess að flutningur með minni vél sé nógu kraftmikill, var krafist létts, en á sama tíma nægjanlega sterks efnis.
  2. Um allan heim, með tímanum, hafa umhverfisstaðlar fyrir losun ökutækja verið strangari. Af þessum sökum er byrjað að innleiða tækni til að draga úr eldsneytisnotkun, bæta gæði brennslu loft-eldsneytisblöndunnar og auka skilvirkni orkueiningarinnar. Til að gera þetta þarftu að draga úr þyngd alls bílsins.

Með tímanum kom fram þróun samsettra efna sem gerði það mögulegt að draga enn frekar úr þyngd ökutækja. Við skulum íhuga hver sérkenni hvers efnis er notað til framleiðslu á yfirbyggingum bíla.

Stálbygging: kostir og gallar

Flestir yfirbyggingarþættir nútímabíls eru úr valsuðu stáli. Þykkt málmsins nær í sumum köflum 2.5 millimetrum. Þar að auki er kolefnislítið efni aðallega notað í burðarhlutanum. Þökk sé þessu er bíllinn nokkuð léttur og endingargóður á sama tíma.

Stál í dag er ekki af skornum skammti. Þessi málmur hefur mikla styrk, það er hægt að stimpla þætti af ýmsum gerðum úr honum og auðvelt er að festa hlutana saman með punktasuðu. Við framleiðslu á bíl taka verkfræðingar eftir óbeinu öryggi og tæknifræðingar huga að því hversu auðvelt er að vinna úr efninu þannig að flutningskostnaður verði sem lægstur.

Úr hverju bílahúsum er gert

Og fyrir málmvinnslu er erfiðasta verkefnið að þóknast bæði verkfræðingum og tæknifræðingum. Með hliðsjón af æskilegum eiginleikum hefur verið þróuð sérstök tegund stáls sem hefur kjörna samsetningu teygjanleika og nægilegs styrk í fullunninni vöru. Þetta einfaldar framleiðslu yfirbyggingar og eykur áreiðanleika bílgrindarinnar.

Hér eru fleiri kostir stálbyggingar:

  • Auðveldast er að gera við stálvörur - bara kaupa nýjan þátt, til dæmis væng, og skipta um hann;
  • Það er auðvelt að endurvinna - stál er mjög endurvinnanlegt, þannig að framleiðandinn hefur alltaf tækifæri til að fá ódýrt hráefni;
  • Tæknin til framleiðslu á valsuðu stáli er einfaldari en vinnsla á hliðstæðum léttblönduðum, þannig að hráefnið er ódýrara.

Þrátt fyrir þessa kosti hafa stálvörur nokkra verulega ókosti:

  1. Fullunnar vörur eru þær þyngstu;
  2. Ryð þróast fljótt á óvörðum hlutum. Ef frumefnið er ekki varið með málningu mun skemmdir gera húsið fljótt ónothæft;
  3. Til að stálplötur hafi aukið stífni þarf að stimpla hlutinn mörgum sinnum;
  4. Auðlind stálafurða er minnst í samanburði við málma sem ekki eru járn.

Í dag er eiginleiki stáls aukið með því að bæta nokkrum efnaþáttum við samsetningu, sem auka styrk þess, viðnám gegn oxun og mýktareinkenni (TWIP stál er fær um að teygja sig í allt að 70% og hámarksvísir styrks þess er 1300MPa).

Ál líkami: kostir og gallar

Áður var ál aðeins notað til að búa til spjöld sem voru fest við stálbyggingu. Nútíma þróun í framleiðslu áls gerir það mögulegt að nota efnið einnig til að búa til rammaþætti.

Þrátt fyrir að þessi málmur sé minna næmur fyrir raka en stál, hefur hann minni styrk og vélrænan mýkt. Af þessum sökum, til að draga úr þyngd bíls, er þessi málmur notaður til að búa til hurðir, farangursgrindur, hetta. Til að nota ál í rammann þarf framleiðandinn að auka þykkt afurðanna sem vinnur oft gegn auðveldari flutningi.

Þéttleiki álblöndu er mun minni en stálsins, svo hljóðeinangrun í bíl með svona yfirbyggingu er miklu verri. Til að tryggja að innrétting í slíkum bíl fái lágmarks utanaðkomandi hávaða notar framleiðandinn sérstaka tækni til að koma í veg fyrir hávaða, sem mun gera bílinn dýrari en svipaður kostur með stálbyggingu.

Úr hverju bílahúsum er gert

Að búa til álfyrirtæki á fyrstu stigum er svipað og að búa til stálvirki. Hráefni er brotið í blöð, síðan er það stimplað eftir óskaðri hönnun. Hlutum er safnað saman í sameiginlega hönnun. Aðeins fyrir þetta er argon suða notuð. Dýrari gerðir nota leysipunktsuðu, sérstakt lím eða hnoð.

Rök í þágu álfars:

  • Auðvelt er að stimpla lakefni, þess vegna þarf minna kraftmikil búnaður við framleiðslu spjalda en til að stimpla úr stáli;
  • Samanborið við stálbyggingar verður eins lögun úr áli léttari en styrkurinn er áfram á sama stigi;
  • Hlutar eru auðveldlega unnir og endurvinnanlegir;
  • Efnið er endingarbetra en stál - það óttast ekki raka;
  • Kostnaður við framleiðsluferlið er lægra miðað við fyrri útgáfu.

Ekki eru allir ökumenn sammála um að kaupa bíl með áli úr áli. Ástæðan er sú að jafnvel við minniháttar slys verða viðgerðir á bílum dýrar. Hráefnið sjálft kostar meira en stál og ef breyta þarf hlutanum þarf bíleigandinn að leita til sérfræðings sem hefur sérstakan búnað til hágæða tengingar á þáttum.

Plastbygging: kostir og gallar

Seinni hluti tuttugustu aldar einkenndist af útliti plasts. Vinsældir slíks efnis eru vegna þess að hægt er að búa til hvaða mannvirki sem er úr því, sem verður mun léttari en jafnvel ál.

Plast þarf ekki málningu. Það er nóg að bæta nauðsynlegum litarefnum við hráefnin og varan fær þann skugga sem óskað er eftir. Að auki dofnar það ekki og þarf ekki að mála það aftur þegar það er rispað. Í samanburði við málm er plastið endingarbetra, það bregst alls ekki við vatn svo það ryðgar ekki.

Úr hverju bílahúsum er gert
Hadi líkanið er með plastbyggingu

Kostnaður við gerð plastplata er mun lægri, þar sem ekki er þörf á öflugum pressum við upphleypingu. Upphituðu hráefnin eru fljótandi, vegna þess sem lögun líkamshlutanna getur verið nákvæmlega hvaða, sem erfitt er að ná þegar málmur er notaður.

Þrátt fyrir þessa augljósu kosti hefur plast mjög mikinn galla - styrkur þess er í beinu samhengi við rekstrarskilyrði. Svo ef lofthiti utandyra lækkar undir núlli verða hlutirnir viðkvæmir. Jafnvel lítið álag getur valdið því að efnið springur eða flýgur í sundur. Á hinn bóginn, þegar hitastigið hækkar, eykst mýkt þess. Sumar tegundir plasta afmyndast við upphitun í sólinni.

Af öðrum ástæðum eru plasthlífar minna hagnýtar:

  • Skemmdir hlutar eru endurvinnanlegir en þetta ferli krefst sérstaks, dýrs búnaðar. Sama gildir um plastiðnaðinn.
  • Við framleiðslu á plastvörum berst mikið magn skaðlegra efna út í andrúmsloftið;
  • Burðarhlutar líkamans geta ekki verið úr plasti, þar sem jafnvel stórt stykki af efni er ekki eins sterkt og þunnur málmur;
  • Ef plastplatan er skemmd er hægt að skipta henni auðveldlega og fljótt út fyrir nýja en hún er miklu dýrari en að suða málmplástur við málm.

Þrátt fyrir að þessa dagana sé ýmis þróun sem útrýmir flestum upptalnum vandamálum hefur enn ekki verið hægt að koma tækninni til fullnustu. Af þessum sökum eru stuðarar, skreytingarinnskot, listar aðallega úr plasti og aðeins í sumum bílgerðum - fenders.

Samsettur líkami: kostir og gallar

Samsett þýðir efni sem inniheldur fleiri en tvo hluti. Í því ferli að búa til efni fær samsetningin einsleita uppbyggingu, vegna þess að lokaafurðin mun hafa eiginleika tveggja (eða fleiri) efna sem mynda hráefnið.

Oft verður samsett fengið með því að líma eða sinta lög af mismunandi efnum. Oft, til að auka styrk hlutans, er hvert sérstakt lag styrkt þannig að efnið flagnar ekki af meðan á notkun stendur.

Úr hverju bílahúsum er gert
Monocoque líkami

Algengasta samsetningin sem notuð er í bílaiðnaðinum er trefjagler. Efnið er fengið með því að bæta fjölliða fylliefni við trefjagler. Ytri líkamsþættir eru gerðir úr slíku efni, til dæmis stuðarar, ofnagrill, stundum ljósleiðari á höfuð (oftar eru þeir úr gleri og léttar útgáfur eru úr pólýprópýleni). Uppsetning slíkra hluta gerir framleiðanda kleift að nota stál í uppbyggingu burðarhluta líkamans, en á sama tíma hafa líkanið nægilega létt.

Til viðbótar við þá kosti sem taldir eru upp hér að ofan skipar fjölliðaefnið verðugan sess í bílaiðnaðinum af eftirfarandi ástæðum:

  • Lágmarksþyngd hlutanna, en á sama tíma hafa þeir ágætis styrk;
  • Fullunnin vara er ekki hrædd við árásargjarn áhrif raka og sólar;
  • Vegna mýktar á hráefnisstigi getur framleiðandinn búið til allt önnur form hluta, þar á meðal flóknustu;
  • Fullunnar vörur líta fagurfræðilega vel út;
  • Þú getur búið til risastóra líkamshluta og í sumum tilfellum jafnvel allan líkamann, eins og í tilfelli hvalbíla (lestu meira um slíka bíla í sérstaka endurskoðun).
Úr hverju bílahúsum er gert

Hins vegar getur nýstárleg tækni ekki verið fullkominn valkostur við málm. Það eru nokkrar ástæður fyrir þessu:

  1. Kostnaður við fjölliða fylliefni er mjög hár;
  2. Formið til að gera hlutinn verður að vera fullkomið. Annars reynist frumefnið ljótt;
  3. Í framleiðsluferlinu er mjög mikilvægt að halda vinnustaðnum hreinum;
  4. Sköpun varanlegra spjalda er tímafrekt, þar sem samsett er langur tími að þorna og sumir líkamshlutar eru marglaga. Traustir líkamar eru oft gerðir úr þessu efni. Fyrir tilnefningu þeirra er vængjahugtakið „monocoque“ notað. Tæknin til að búa til einlita líkamsgerðir er eftirfarandi. Koltrefjalagið er límt með fjölliða. Ofan á það er lagt annað efnislag, aðeins þannig að trefjarnar séu staðsettar í aðra átt, oftast í réttum hornum. Eftir að varan er tilbúin er hún sett í sérstakan ofn og geymd í ákveðinn tíma við háan hita svo að efnið er bakað og fær einlit form;
  5. Þegar hluti úr samsettum efnum bilar er mjög erfitt að gera við hann (lýst er dæmi um hvernig stuðarar á bifreiðum eru gerðir hér);
  6. Samsettir hlutar eru ekki endurunnir, aðeins eyðilagðir.

Vegna mikils kostnaðar og flókins framleiðslu hafa venjulegir vegabílar lágmarksfjölda hluta úr trefjagleri eða öðrum samsettum hliðstæðum. Oftast eru slíkir þættir settir upp á ofurbíl. Dæmi um slíkan bíl er Ferrari Enzo.

Úr hverju bílahúsum er gert
2002 Ferrari Enzo

Að vísu fá sumar einkaréttar gerðir af borgaralegri röð heildarupplýsingar frá samsettu. Dæmi um þetta er BMW M3. Þessi bíll er með koltrefjaþaki. Efnið hefur nauðsynlegan styrk en leyfir þér á sama tíma að færa þyngdarpunktinn nær jörðu, sem eykur niðursveifluna þegar þú ferð inn í horn.

Úr hverju bílahúsum er gert

Önnur frumleg lausn í notkun léttra efna í yfirbyggingu bílsins er sýnd af framleiðanda hinnar frægu ofurbíls Corvette. Í næstum hálfa öld hefur fyrirtækið notað í líkaninu rýmis málmgrind sem samsett spjöld eru fest á.

Kolefnisbygging: kostir og gallar

Með tilkomu enn annars efnisins hefur öryggi og um leið léttleiki bíla náð nýju stigi. Reyndar er kolefni sama samsetta efnið, aðeins ný kynslóð búnaðar gerir þér kleift að búa til endingarbetri mannvirki en við framleiðslu á monocoque. Þetta efni er notað í líkama frægra módela eins og BMW i8 og i3. Ef kolefni var áður notað í öðrum bílum eingöngu sem skreytingar, þá eru þetta fyrstu framleiðslubílar í heimi þar sem yfirbyggingin er að öllu leyti úr kolefni.

Úr hverju bílahúsum er gert

Báðar gerðirnar hafa svipaða hönnun: undirstaðan er mátvettvangur úr áli. Allar einingar og aðferðir bílsins eru fastar á honum. Yfirbygging bíla samanstendur af tveimur helmingum, sem þegar hafa smá innréttingar. Þeir eru tengdir hver öðrum meðan á samsetningu stendur með boltaklemmum. Sérkenni þessara gerða er að þær eru byggðar á sömu meginreglu og fyrstu bílarnir - grindarbygging (aðeins eins létt og mögulegt er), þar sem öll önnur viðurkenning er fest.

Úr hverju bílahúsum er gert

Í framleiðsluferlinu eru hlutarnir tengdir hver öðrum með sérstöku lími. Þetta hermir eftir suðu úr málmhlutum. Kosturinn við slíkt efni er mikill styrkur þess. Þegar bíllinn sigrast á stórum óreglu kemur vegur togstífni líkamans í að afmyndast.

Annar kostur koltrefja er að það þarf lágmarks starfsmenn til að framleiða hluti þar sem hátæknibúnaði er stjórnað af rafeindatækni. Kolefnisbyggingin er gerð úr einstökum hlutum sem eru myndaðir í sérstökum formum. Fjölliða af sérstakri samsetningu er dælt í mótið við háan þrýsting. Þetta gerir spjöldin endingarbetri en að smyrja trefjarnar handvirkt. Að auki þarf minni ofna til að baka smáhluti.

Ókostir slíkra vara fela fyrst og fremst í sér mikinn kostnað, vegna þess að notaður er dýr búnaður sem þarfnast hágæða þjónustu. Einnig er verð á fjölliðum mun hærra en áls. Og ef hlutinn er bilaður, þá er ómögulegt að gera það sjálfur.

Hér er stutt myndband - dæmi um hvernig kolefnishlutar BMW i8 eru settir saman:

Þannig er BMW i8 þinn samsettur. Setja saman bílinn þinn BMW i8

Spurningar og svör:

Hvað er innifalið í yfirbyggingu bílsins? Yfirbygging bílsins samanstendur af: framhlið, framhlíf, framsúlu, þaki, B-stólpi, aftursúlu, stökkum, skottplötu og húdd, botn.

Hvað heldur yfirbygging bílsins á? Meginhlutinn er rýmisramminn. Þetta er uppbygging sem er gerð í formi búrs, staðsett um allan jaðar líkamans. Líkaminn er festur við þessa burðarvirki.

Bæta við athugasemd