Iš ko pagaminti automobilio kėbulai
Automobilio kėbulas,  Transporto priemonės įtaisas

Iš ko pagaminti automobilio kėbulai

Kurdamas naują automobilio modelį, kiekvienas gamintojas siekia padidinti savo gaminių dinamiką, tačiau tuo pačiu neatimti iš automobilio saugumo. Nors dinaminės charakteristikos daugiausia priklauso nuo variklio tipo, tačiau automobilio kėbulas vaidina reikšmingą vaidmenį. Kuo jis sunkesnis, tuo daugiau pastangų dės vidaus degimo variklis, kad paspartintų transportą. Bet jei automobilis yra per lengvas, tai dažnai daro neigiamą poveikį prispaudimo jėgai.

Palengvindami savo gaminius, gamintojai stengiasi pagerinti kūno aerodinamines savybes (kas yra aerodinamika, aprašyta dar viena apžvalga). Transporto priemonės svorio mažinimas atliekamas ne tik dėl lengvojo lydinio medžiagų vienetų montavimo, bet ir dėl lengvų kėbulo dalių. Išsiaiškinkime, iš kokių medžiagų gaminami automobilių kėbulai, taip pat kokie yra kiekvieno iš jų privalumai ir trūkumai.

Automobilių kėbulų priešistorė

Šiuolaikinio automobilio kėbului skiriama ne mažiau dėmesio nei jo mechanizmams. Štai parametrai, kuriuos ji turi atitikti:

Iš ko pagaminti automobilio kėbulai
  1. Ilgalaikis. Susidūręs jis neturi sužeisti keleivių salone esančių žmonių. Sukimo tvirtumas turėtų užtikrinti, kad automobilis išlaikytų savo formą važiuodamas nelygiu reljefu. Kuo mažesnis šis parametras, tuo didesnė tikimybė, kad automobilio rėmas bus deformuotas, o transportas bus netinkamas tolesniam naudojimui. Ypatingas dėmesys skiriamas stogo priekio tvirtumui. Vadinamasis „briedžio“ testas padeda automobilių gamintojui nustatyti, kiek automobilis bus saugus atsitrenkdamas į aukštą gyvūną, pavyzdžiui, elnį ar briedį (visa skerdenos masė yra ant priekinio stiklo ir viršutinės stogo sąramos virš jo) ).
  2. Šiuolaikinis dizainas. Visų pirma, rafinuoti vairuotojai atkreipia dėmesį į kėbulo formas, o ne tik į techninę automobilio dalį.
  3. Saugumas. Kiekvienas automobilyje esantis asmuo turi būti apsaugotas nuo išorinio poveikio, įskaitant susidūrimą su šonu.
  4. Universalumas. Medžiaga, iš kurios pagamintas automobilio kėbulas, turi atlaikyti skirtingas oro sąlygas. Be estetikos, dažai naudojami medžiagoms, kurios bijo agresyvios drėgmės, apsaugoti.
  5. Patvarumas. Neretai kūrėjas taupo kėbulo medžiagą, todėl automobilis po kelių metų eksploatavimo tampa netinkamas naudoti.
  6. Palaikomumas. Kad po nedidelės avarijos nereikėtų išmesti automobilio, šiuolaikinių kėbulų tipų gamyba reiškia modulinį surinkimą. Tai reiškia, kad pažeistą dalį galima pakeisti panašia nauja.
  7. Prieinama kaina. Jei automobilio kėbulas pagamintas iš brangių medžiagų, automobilių gamintojų aikštelėse susikaupia didžiulis skaičius modelių, kurių nepateikta. Tai dažnai nutinka ne dėl prastos kokybės, o dėl didelių transporto priemonių kainų.

Kad kėbulo modelis atitiktų visus šiuos parametrus, gamintojai turi atsižvelgti į medžiagų, iš kurių pagamintas rėmas ir išorinės kėbulo plokštės, savybes.

Kad automobilio gamyba nereikalautų daug išteklių, įmonių inžinieriai kuria tokius kėbulo modelius, kurie leidžia derinti jų pagrindinę funkciją su papildomomis. Pavyzdžiui, pagrindiniai mazgai ir salono dalys pritvirtinti prie automobilio konstrukcijos.

Iš pradžių automobilių dizainas buvo pagrįstas rėmu, prie kurio buvo pritvirtinta likusi mašinos dalis. Šis tipas vis dar yra kai kuriuose automobilių modeliuose. To pavyzdys yra visaverčiai visureigiai (dauguma džipų turi tiesiog sustiprintą kėbulo struktūrą, tačiau rėmo nėra, tokio tipo visureigiai vadinami kryžminis) ir sunkvežimiais. Pirmuose automobiliuose kiekvienas skydelis, pritvirtintas prie rėmo konstrukcijos, galėjo būti pagamintas ne tik iš metalo, bet ir iš medžio.

Pirmasis modelis su berėmėmis laikančiomis konstrukcijomis buvo „Lancia Lambda“, kuris nuo surinkimo linijos nuriedėjo 1921 m. Europos modelis „Citroen B10“, pradėtas pardavinėti 1924 m., Gavo vientisą plieninę kėbulo konstrukciją.

Iš ko pagaminti automobilio kėbulai
„Lancia Lambda“
Iš ko pagaminti automobilio kėbulai
„Citroen B10“

Ši plėtra pasirodė esanti tokia populiari, kad dauguma tų laikų gamintojų retai nukrypo nuo plieninio monokoko kėbulo koncepcijos. Šios mašinos buvo saugios. Kai kurios firmos atmetė plieną dėl dviejų priežasčių. Pirma, ši medžiaga nebuvo prieinama visose šalyse, ypač karo metais. Antra, plieninis korpusas yra labai sunkus, todėl kai kurie, norėdami įrengti mažesnio galingumo vidaus degimo variklį, pažeidžia kėbulo medžiagas.

Antrojo pasaulinio karo metu plieno buvo trūksta visame pasaulyje, nes šis metalas buvo visiškai naudojamas karinėms reikmėms. Siekdamos išlikti ant vandens, kai kurios kompanijos nusprendė savo modelių kėbulus gaminti iš alternatyvių medžiagų. Taigi tais metais automobiliai su aliuminio kėbulu pasirodė pirmą kartą. Tokių modelių pavyzdys yra „Land Rover 1“ serija (kėbulą sudarė aliuminio plokštės).

Iš ko pagaminti automobilio kėbulai

Kita alternatyva yra medinis rėmas. Tokių automobilių pavyzdys - „Woodie“ modifikacija „Willys Jeep Stations Wagon“.

Iš ko pagaminti automobilio kėbulai

Kadangi medinis korpusas nėra patvarus ir jį reikia rimtai prižiūrėti, šios idėjos netrukus atsisakyta, tačiau kalbant apie aliuminio konstrukcijas, gamintojai rimtai galvojo apie šios technologijos įdiegimą šiuolaikinėje gamyboje. Nors akivaizdi priežastis yra plieno trūkumas, tai tikrai nebuvo varomoji jėga, dėl kurios automobilių gamintojai pradėjo ieškoti alternatyvų.

  1. Nuo pasaulinės degalų krizės daugumai automobilių markių teko pergalvoti savo gamybos technologijas. Visų pirma, dėl didelių degalų sąnaudų labai sumažėjo auditorija, reikalaujanti galingų ir didelių variklių. Vairuotojai ėmė ieškoti ne tokių rūsčių automobilių. Ir tam, kad transportas su mažesniu varikliu būtų pakankamai dinamiškas, lengvas, bet tuo pačiu ir pakankamai tvirtos medžiagos.
  2. Visame pasaulyje laikui bėgant transporto priemonių išmetamų teršalų aplinkosaugos standartai tapo griežtesni. Dėl šios priežasties pradėtos taikyti technologijos, skirtos sumažinti degalų sąnaudas, pagerinti oro ir kuro mišinio degimo kokybę ir padidinti energijos bloko efektyvumą. Norėdami tai padaryti, turite sumažinti viso automobilio svorį.

Laikui bėgant atsirado kompozicinių medžiagų pokyčių, kurie leido dar labiau sumažinti transporto priemonės svorį. Apsvarstykime, koks yra kiekvienos medžiagos, naudojamos automobilių kėbulams gaminti, ypatumai.

Plieninis korpusas: privalumai ir trūkumai

Dauguma šiuolaikinio automobilio kėbulo elementų yra pagaminti iš valcuoto plieno. Metalo storis kai kuriose sekcijose siekia 2.5 milimetro. Be to, guolių dalyje daugiausia naudojama mažai anglies turinčių lakštų medžiaga. Dėl to automobilis yra gana lengvas ir tuo pat metu patvarus.

Šiandien plieno netrūksta. Šis metalas pasižymi dideliu tvirtumu, iš jo galima įspausti įvairių formų elementus, o dalis lengvai pritvirtinti tarpusavyje, naudojant taškinį suvirinimą. Gamindami automobilį inžinieriai atkreipia dėmesį į pasyvų saugumą, o technologai - į lengvą medžiagos apdirbimą, kad transporto kaina būtų kuo mažesnė.

Iš ko pagaminti automobilio kėbulai

Metalurgijos srityje sunkiausia užduotis yra įtikti tiek inžinieriams, tiek technologams. Turint omenyje norimas savybes, buvo sukurta speciali plieno rūšis, siūlanti idealų gatavo produkto ištraukiamumo ir pakankamo stiprumo derinį. Tai supaprastina kėbulo plokščių gamybą ir padidina automobilio rėmo patikimumą.

Štai keletas plieninio korpuso privalumų:

  • Plieninių gaminių remontas yra lengviausias - pakanka nusipirkti naują elementą, pavyzdžiui, sparną, ir jį pakeisti;
  • Tai lengva perdirbti - plienas yra labai perdirbamas, todėl gamintojas visada turi galimybę gauti pigių žaliavų;
  • Valcuoto plieno gamybos technologija yra paprastesnė nei lengvojo lydinio analogų apdorojimas, todėl žaliava yra pigesnė.

Nepaisant šių pranašumų, plieno gaminiai turi keletą reikšmingų trūkumų:

  1. Gatavi produktai yra sunkiausi;
  2. Ant neapsaugotų dalių greitai atsiranda rūdys. Jei elementas nėra apsaugotas dažais, dėl pažeidimų kūnas greitai taps netinkamas;
  3. Kad lakštinio plieno standumas būtų didesnis, detalę reikia daug kartų antspauduoti;
  4. Plieno gaminių šaltinis yra mažiausias, palyginti su spalvotaisiais metalais.

Šiandien plieno savybė padidėja pridedant kai kurių cheminių elementų, kurie padidina jo stiprumą, atsparumą oksidacijai ir plastiškumo charakteristikas, sudėtį (TWIP prekės ženklo plienas gali ištempti iki 70% ir maksimalus jo stiprumo rodiklis yra 1300 MPa).

Aliuminio korpusas: privalumai ir trūkumai

Anksčiau aliuminis buvo naudojamas tik plokštėms, pritvirtintoms prie plieninės konstrukcijos, gaminti. Šiuolaikiniai aliuminio gamybos pokyčiai leidžia medžiagą naudoti kuriant rėmo elementus.

Nors šis metalas yra mažiau jautrus drėgmei, palyginti su plienu, jis turi mažiau stiprumo ir mechaninio elastingumo. Dėl šios priežasties, siekiant sumažinti automobilio svorį, šis metalas naudojamas durims, bagažo lentynoms, gaubtui kurti. Norėdamas rėmelyje naudoti aliuminį, gamintojas turi padidinti gaminių storį, o tai dažnai nepadeda palengvinti gabenimo.

Aliuminio lydinių tankis yra daug mažesnis nei plieno, todėl triukšmo izoliacija automobilyje su tokiu kėbulu yra daug blogesnė. Siekdamas užtikrinti, kad tokio automobilio salone būtų kuo mažiau išorinio triukšmo, gamintojas naudoja specialias triukšmo slopinimo technologijas, kurios brangina automobilį, palyginti su panašiu variantu su plieniniu kėbulu.

Iš ko pagaminti automobilio kėbulai

Aliuminio korpuso gamyba ankstyvosiose stadijose yra panaši į plieninės konstrukcijos kūrimo procesą. Žaliavos suskaidomos į lakštus, tada jos antspauduojamos pagal norimą dizainą. Dalys surenkamos į bendrą dizainą. Tik tam naudojamas argono suvirinimas. Brangesniuose modeliuose naudojamas lazerinis taškinis suvirinimas, specialūs klijai ar kniedės.

Argumentai aliuminio korpuso naudai:

  • Lakštinę medžiagą lengviau štampuoti, todėl, gaminant plokštes, reikalinga mažiau galinga įranga nei štampavimui iš plieno;
  • Palyginti su plieniniais korpusais, identiška forma iš aliuminio bus lengvesnė, tuo pačiu stiprumas išlieka tas pats;
  • Dalys yra lengvai apdorojamos ir perdirbamos;
  • Medžiaga yra patvaresnė nei plienas - ji nebijo drėgmės;
  • Gamybos proceso kaina yra mažesnė, palyginti su ankstesne versija.

Ne visi vairuotojai sutinka pirkti automobilį su aliuminio kėbulu. Priežastis ta, kad net ir įvykus nesunkiai avarijai, automobilio remontas bus brangus. Pati žaliava kainuoja daugiau nei plienas, o jei reikės pakeisti detalę, automobilio savininkas turės ieškoti specialisto, kuris turėtų specialią įrangą kokybiškam elementų sujungimui.

Plastikinis korpusas: privalumai ir trūkumai

XX a. Antroji pusė pasižymėjo plastiko išvaizda. Tokios medžiagos populiarumą lemia tai, kad iš jos galima pagaminti bet kokią struktūrą, kuri bus daug lengvesnė nei net aliuminis.

Plastikui nereikia dažyti. Pakanka į žaliavas įpilti reikalingų dažiklių, o produktas įgauna norimą atspalvį. Be to, jis neišblunka ir jo nereikia perdažyti subraižius. Palyginti su metalu, plastikas yra patvaresnis, jis visiškai nereaguoja su vandeniu, todėl nerūdija.

Iš ko pagaminti automobilio kėbulai
„Hadi“ modelis turi plastikinį korpusą

Plastikinių plokščių gamybos kaina yra daug mažesnė, nes reljefui nereikia galingų presų. Šildomos žaliavos yra skystos, dėl to kūno dalių forma gali būti visiškai bet kokia, o tai sunku pasiekti naudojant metalą.

Nepaisant šių aiškių pranašumų, plastikas turi labai didelį trūkumą - jo stiprumas yra tiesiogiai susijęs su eksploatavimo sąlygomis. Taigi, jei lauko oro temperatūra nukrinta žemiau nulio, dalys tampa trapios. Net ir dėl nedidelio krūvio medžiaga gali sprogti ar skristi į gabalus. Kita vertus, kylant temperatūrai, padidėja jos elastingumas. Kai kurie plastikų tipai kaitinami saulėje deformuojasi.

Dėl kitų priežasčių plastikiniai korpusai yra mažiau praktiški:

  • Pažeistos dalys yra perdirbamos, tačiau šiam procesui reikalinga speciali brangi įranga. Tas pats pasakytina ir apie plastikų pramonę.
  • Gaminant plastikinius gaminius, į atmosferą išmetamas didelis kiekis kenksmingų medžiagų;
  • Laikančiosios kūno dalys negali būti pagamintos iš plastiko, nes net didelis medžiagos gabalas nėra toks tvirtas kaip plonas metalas;
  • Jei plastikinė plokštė yra pažeista, ją galima lengvai ir greitai pakeisti nauja, tačiau ji yra daug brangesnė nei suvirinti metalinį pleistrą prie metalo.

Nors šiandien yra įvairių pokyčių, kurie pašalina daugumą išvardytų problemų, technologijos tobulinti dar nepavyko. Dėl šios priežasties buferiai, dekoratyviniai įdėklai, bagetai ir tik kai kuriuose automobilių modeliuose sparnai daugiausia gaminami iš plastiko.

Sudėtinis korpusas: privalumai ir trūkumai

Sąvoka „kompozitas“ reiškia medžiagą, kurią sudaro daugiau nei du komponentai. Kuriant medžiagą, kompozitas įgyja vienalytę struktūrą, dėl kurios galutinis produktas turės dviejų (ar daugiau) medžiagų, sudarančių žaliavą, savybes.

Dažnai kompozitas bus gaunamas klijuojant ar sukepinant skirtingų medžiagų sluoksnius. Dažnai, norint padidinti detalės tvirtumą, kiekvienas atskiras sluoksnis sutvirtinamas taip, kad eksploatuojant medžiaga neluptų.

Iš ko pagaminti automobilio kėbulai
Monokokas kūnas

Automobilių pramonėje dažniausiai naudojamas stiklo pluoštas. Medžiaga gaunama pridedant polimerinį užpildą į stiklo pluoštą. Išoriniai kėbulo elementai pagaminti iš tokios medžiagos, pavyzdžiui, buferiai, radiatoriaus grotelės, kartais galvos optika (dažniau jie pagaminti iš stiklo, o lengvos versijos - iš polipropileno). Tokių dalių montavimas leidžia gamintojui naudoti plieną atraminių kėbulo dalių konstrukcijoje, tačiau tuo pačiu išlaikyti modelį gana lengvą.

Be aukščiau išvardytų privalumų, polimerinė medžiaga užima vertą vietą automobilių pramonėje dėl šių priežasčių:

  • Mažiausias dalių svoris, tačiau tuo pačiu metu jie turi pakankamai tvirtą jėgą;
  • Galutinis produktas nebijo agresyvaus drėgmės ir saulės poveikio;
  • Dėl elastingumo žaliavos etape gamintojas gali sukurti visiškai skirtingų formų dalis, įskaitant sudėtingiausias;
  • Gatavi gaminiai atrodo estetiškai;
  • Galite sukurti didžiules kėbulo dalis, o kai kuriais atvejais net ir visą kūną, kaip banginių automobilių atveju (daugiau apie tokius automobilius skaitykite atskira apžvalga).
Iš ko pagaminti automobilio kėbulai

Tačiau naujoviškos technologijos negali būti visiška metalo alternatyva. Tam yra kelios priežastys:

  1. Polimerinių užpildų kaina yra labai didelė;
  2. Detalės gamybos forma turi būti tobula. Priešingu atveju elementas pasirodys negražus;
  3. Gamybos proceso metu nepaprastai svarbu, kad darbo vieta būtų švari;
  4. Patvarių plokščių kūrimas užima daug laiko, nes kompozitui reikia daug laiko išdžiūti, o kai kurios kūno dalys yra daugiasluoksnės. Iš šios medžiagos dažnai gaminami tvirti kūnai. Jų žymėjimui vartojamas sparnuotas terminas „monokokas“. Monokoko tipo kėbulų kūrimo technologija yra tokia. Anglies pluošto sluoksnis klijuojamas polimeru. Jo viršuje dedamas kitas medžiagos sluoksnis, tik tiek, kad pluoštai būtų išdėstyti kita kryptimi, dažniausiai stačiu kampu. Paruošus gaminį, jis dedamas į specialią orkaitę ir tam tikrą laiką laikomas aukštoje temperatūroje, kad medžiaga būtų iškepusi ir įgytų monolitinę formą;
  5. Sugedus kompozicinei medžiagai, ją suremontuoti yra itin sunku (aprašytas automobilių buferių taisymo pavyzdys čia);
  6. Kompozicinės dalys nėra perdirbamos, tik sunaikinamos.

Dėl didelių gamybos sąnaudų ir sudėtingumo paprastuose kelių automobiliuose yra minimalus dalių, pagamintų iš stiklo pluošto ar kitų sudėtinių analogų, skaičius. Dažniausiai tokie elementai montuojami superautomobilyje. Tokio automobilio pavyzdys yra „Ferrari Enzo“.

Iš ko pagaminti automobilio kėbulai
„2002 Ferrari Enzo“

Tiesa, kai kurie išskirtiniai civilinės serijos modeliai gauna bendrą informaciją iš kompozito. To pavyzdys yra BMW M3. Šis automobilis turi anglies pluošto stogą. Medžiaga turi reikiamą stiprumą, tačiau tuo pat metu leidžia perkelti svorio centrą arčiau žemės, o tai padidina prispaudžiamąją jėgą įeinant į kampus.

Iš ko pagaminti automobilio kėbulai

Dar vieną originalų lengvųjų medžiagų naudojimo automobilio kėbule sprendimą demonstruoja garsiojo superautomobilio „Corvette“ gamintojas. Beveik pusę amžiaus įmonė naudojo erdvinį metalinį rėmą, ant kurio tvirtinamos kompozitinės plokštės.

Anglies kūnas: privalumai ir trūkumai

Atsiradus dar vienai medžiagai, automobilių saugumas ir tuo pačiu lengvumas pasiekė naują lygį. Tiesą sakant, anglis yra ta pati kompozicinė medžiaga, tik naujos kartos įranga leidžia sukurti patvaresnes konstrukcijas nei gaminant monokoką. Ši medžiaga naudojama garsių modelių, tokių kaip BMW i8 ir i3, kėbuluose. Jei anglis kituose automobiliuose anksčiau buvo naudojama tik kaip dekoracija, tai tai yra pirmieji pasaulyje automobiliai, kurių kėbulas pagamintas tik iš anglies.

Iš ko pagaminti automobilio kėbulai

Abu modeliai yra panašaus dizaino: pagrindas yra modulinė platforma, pagaminta iš aliuminio. Ant jo pritvirtinti visi automobilio mazgai ir mechanizmai. Automobilio kėbulas susideda iš dviejų pusių, kuriose jau yra keletas interjero detalių. Surinkimo metu jie yra sujungti vienas su kitu naudojant varžtų spaustukus. Šių modelių ypatumas yra tas, kad jie yra pagaminti tuo pačiu principu, kaip ir pirmieji automobiliai - rėmo konstrukcija (tik kiek įmanoma lengvesnė), ant kurios tvirtinamos visos kitos pagyrimai.

Iš ko pagaminti automobilio kėbulai

Gamybos proceso metu dalys yra sujungtos viena su kita, naudojant specialius klijus. Tai imituoja metalinių dalių suvirinimą. Tokios medžiagos privalumas yra didelis tvirtumas. Kai automobilis įveikia didelius nelygumus, sukimo kėbulo tvirtumas neleidžia jam deformuotis.

Kitas anglies pluošto privalumas yra tas, kad tam, kad detalės būtų gaminamos, reikia mažiausiai darbuotojų, nes aukštųjų technologijų įrangą valdo elektronika. Anglies kūnas yra pagamintas iš atskirų dalių, kurios yra suformuotos specialiomis formomis. Specialios kompozicijos polimeras pumpuojamas į formą dideliu slėgiu. Tai daro plokštes patvaresnes nei rankiniu būdu sutepti pluoštus. Be to, norint iškepti mažus daiktus, reikalingos mažesnės orkaitės.

Tokių produktų trūkumai visų pirma yra dideli kaštai, nes naudojama brangi įranga, kuriai reikia aukštos kokybės paslaugų. Be to, polimerų kaina yra daug didesnė nei to paties aliuminio. Ir jei dalis yra sulaužyta, tada jos neįmanoma pataisyti.

Čia yra trumpas vaizdo įrašas - pavyzdys, kaip surenkami „BMW i8“ anglies kėbulai:

Taip surenkamas jūsų BMW i8. Jūsų automobilio surinkimas BMW i8

Klausimai ir atsakymai:

Kas įtraukta į automobilio kėbulą? Automobilio kėbulas susideda iš: priekinės dalies, priekinio skydo, priekinio statramsčio, stogo, B statramsčio, galinio statramsčio, sparnų, bagažinės skydo ir gaubto, apačios.

Ant ko remiasi automobilio kėbulas? Pagrindinis korpusas yra erdvės rėmas. Tai konstrukcija, pagaminta narvo pavidalu, esanti aplink visą kūno perimetrą. Kūnas yra pritvirtintas prie šios atraminės konstrukcijos.

Добавить комментарий