Hva bilkarosseriene er laget av

Når man utvikler en ny bilmodell, søker hver produsent å øke dynamikken i produktene sine, men samtidig ikke å frata bilen sikkerheten. Selv om den dynamiske ytelsen i stor grad avhenger av motortypen, spiller karosseriet til bilen en viktig rolle. Jo tyngre den er, jo mer innsats vil forbrenningsmotoren gjøre for å akselerere transporten. Men hvis bilen er for lett, vil det ofte påvirke downforce.

Ved å gjøre produktene lettere, søker produsenter å forbedre kroppens aerodynamiske egenskaper (hva aerodynamikk er, er beskrevet i en annen anmeldelse). Å redusere vekten av kjøretøyet utføres ikke bare gjennom installasjon av enheter laget av lettlegerte materialer, men også gjennom lette kroppsdeler. La oss finne ut hvilke materialer som brukes til å lage karosserier, samt hva som er fordeler og ulemper med hver av dem.

Forhistorie av karosserier

Karosseriet til en moderne bil får ikke mindre oppmerksomhet enn mekanismene. Her er parametrene den må oppfylle:

1. Varig. I en kollisjon må den ikke skade personer i kupeen. Torsjonsstivhet skal sikre at bilen forblir i form når du kjører over ujevnt terreng. Jo mindre denne parameteren er, desto mer sannsynlig er det at bilrammen er deformert, og transporten vil være uegnet for videre drift. Spesiell oppmerksomhet er gitt til styrken på takets front. Den såkalte "elgen" -testen hjelper bilprodusenten med å avgjøre hvor sikker bilen vil være når den treffer et høyt dyr, for eksempel et hjort eller en elg (hele massen av kadaveret faller på frontruten og den øvre karmen på taket over den).
2. Moderne design. Først og fremst tar sofistikerte bilister oppmerksom på kroppsformen, og ikke bare den tekniske delen av bilen.
3. Sikkerhet. Alle i kjøretøyet må beskyttes mot ytre påvirkninger, inkludert i sidekollisjon.
4. Allsidighet. Materialet som karosseriet er laget av må tåle forskjellige værforhold. I tillegg til estetikk, brukes lakk for å beskytte materialer som er redd for aggressiv fuktighet.
5. Varighet. Det er ikke uvanlig at skaperen sparer på kroppsmateriale, og derfor blir bilen ubrukelig etter bare noen få års drift.
6. Vedlikehold. Slik at du etter en mindre ulykke ikke trenger å kaste bilen, innebærer produksjonen av moderne karosserityper modulær montering. Dette betyr at den skadede delen kan byttes ut med en lignende ny.
7. Rimelig pris. Hvis karosseriet er laget av dyre materialer, vil et stort antall uavhentede modeller akkumuleres på bilprodusentene. Dette skjer ofte ikke på grunn av dårlig kvalitet, men på grunn av de høye kostnadene for kjøretøy.

For at en kroppsmodell skal oppfylle alle disse parametrene, må produsentene ta hensyn til egenskapene til materialene som rammen og de ytre karosseripanelene er laget av.

For at produksjonen av en bil ikke krever mye ressurser, utvikler selskapets ingeniører slike karosserimodeller som gjør det mulig å kombinere deres hovedfunksjon med flere. For eksempel er hovedenhetene og innvendige deler festet til bilstrukturen.

Opprinnelig var utformingen av bilene basert på en ramme som resten av bilens enheter var festet til. Denne typen er fremdeles til stede i noen bilmodeller. Et eksempel på dette er fullverdige SUVer (de fleste jeeper har ganske enkelt en forsterket kroppsstruktur, men det er ingen ramme, denne typen SUV heter crossover) og lastebiler. På de første bilene kunne hvert panel festet til rammestrukturen være laget ikke bare av metall, men også av tre.

Den første modellen med en rammeløs struktur var Lancia Lambda, som rullet av samlebåndet i 1921. Den europeiske modellen Citroen B10, som ble solgt i 1924, mottok en ståldel i et stykke.

lancia lambda

Citroen b10

Denne utviklingen viste seg så populær at de fleste produsenter av den tiden sjelden forlot konseptet med en monokoque kropp av helt stål. Disse maskinene var trygge. Noen firmaer avviste stål av to grunner. For det første var dette materialet ikke tilgjengelig i alle land, spesielt i krigsårene. For det andre er stålhuset veldig tungt, så noen, for å installere en forbrenningsmotor med lavere effekt, kompromittert i karosserimaterialer.

Under andre verdenskrig var stål mangelvare over hele verden, siden dette metallet ble fullstendig brukt til militære behov. Av et ønske om å holde seg flytende har noen selskaper besluttet å produsere kroppsmodellene sine av alternative materialer. Så i disse årene dukket biler med aluminiumshus opp for første gang. Et eksempel på slike modeller er Land Rover 1-serien (kroppen består av aluminiumspaneler).

Et annet alternativ er en tømmerramme. Et eksempel på slike biler er Willys Jeep Stations Wagon Woodie modifikasjon.

Siden trekroppen ikke er holdbar og trengte alvorlig pleie, ble denne ideen snart forlatt, men når det gjelder aluminiumkonstruksjoner, tenkte produsentene seriøst på å introdusere denne teknologien i moderne produksjon. Mens den viktigste tilsynelatende årsaken er mangel på stål, var dette egentlig ikke drivkraften bak bilprodusentene begynte å lete etter alternativer.

1. Siden den globale drivstoffkrisen har de fleste bilmerker måtte revurdere produksjonsteknologien. Først og fremst har publikum som krever kraftige og omfangsrike motorer redusert kraftig på grunn av de høye kostnadene for drivstoff. Bilister begynte å lete etter mindre glupske biler. Og for at transport med en mindre motor skulle være dynamisk nok, var det nødvendig med et lett, men samtidig tilstrekkelig sterkt materiale.
2. Over hele verden har miljøstandarder for kjøretøyutslipp over tid blitt strengere. Av denne grunn har teknologi begynt å bli introdusert for å redusere drivstofforbruket, forbedre forbrenningskvaliteten i luft-drivstoffblandingen og øke effektiviteten til kraftenheten. For å gjøre dette må du redusere vekten på hele bilen.

Over tid dukket utviklingen i komposittmaterialer opp, noe som gjorde det mulig å redusere vekten til kjøretøyene ytterligere. La oss vurdere hva som er særegent for hvert materiale som brukes til fremstilling av karosserier.

Stålhus: fordeler og ulemper

De fleste karosseridelementene til en moderne bil er laget av rullet stål. Tykkelsen på metallet i noen seksjoner når 2.5 millimeter. Videre brukes ark med lite karbon hovedsakelig i bæredelen. Takket være dette er bilen ganske lett og samtidig holdbar.

I dag er det ikke mangel på stål. Dette metallet har høy styrke, elementer i forskjellige former kan stemples fra det, og delene kan enkelt festes sammen ved hjelp av punktsveising. Når man produserer en bil, tar ingeniørene hensyn til passiv sikkerhet, og teknologer tar hensyn til den enkle behandlingen av materialet, slik at transportkostnadene blir så lave som mulig.

Og for metallurgi er den vanskeligste oppgaven å behage både ingeniører og teknologer. Med tanke på de ønskede egenskapene, er det utviklet en spesiell stålkvalitet som har den ideelle kombinasjonen av trekkbarhet og tilstrekkelig styrke i det ferdige produktet. Dette forenkler produksjonen av karosseri og øker påliteligheten til bilrammen.

Her er noen flere fordeler med en stålkropp:

• Reparasjon av stålprodukter er det enkleste - bare kjøp et nytt element, for eksempel en vinge, og bytt det ut;
• Det er lett å avhende - stål er sterkt resirkulerbart, så produsenten har alltid muligheten til å få billige råvarer;
• Teknologien for produksjon av valset stål er enklere enn behandlingen av lettlegerte analoger, så råvaren er billigere.

Til tross for disse fordelene har stålprodukter flere betydelige ulemper:

1. Ferdige produkter er de tyngste;
2. Rust dukker raskt opp på ubeskyttede deler. Hvis elementet ikke er beskyttet med lakk, vil skader raskt gjøre kroppen ubrukelig.
3. For at stålplater skal ha økt stivhet, må delen stemples mange ganger;
4. Ressursen til stålprodukter er den minste i forhold til ikke-jernholdige metaller.

I dag økes stålets egenskap ved å tilsette noen kjemiske elementer i sammensetningen, noe som øker dens styrke, motstand mot oksidasjonsegenskaper og plastisitetsegenskaper (TWIP-stål er i stand til å strekke seg opptil 70%, og den maksimale indikatoren for styrken er 1300 MPa).

Aluminiumsdel: fordeler og ulemper

Tidligere ble aluminium bare brukt til å lage paneler som var festet til en stålkonstruksjon. Moderne utvikling i produksjonen av aluminium gjør det mulig å bruke materialet også til å lage rammeelementer.

Selv om dette metallet er mindre utsatt for fuktighet enn stål, har det mindre styrke og mekanisk elastisitet. Av denne grunn, for å redusere vekten til en bil, brukes dette metallet til å lage dører, bagasjerister, hetter. For å bruke aluminium i rammen, må produsenten øke tykkelsen på produktene, noe som ofte virker mot lettere transport.

Tettheten til aluminiumslegeringer er mye lavere enn stål, så støyisolering i en bil med en slik kropp er mye verre. For å sikre at interiøret i en slik bil mottar et minimum av ekstern støy, bruker produsenten spesielle støydempingsteknologier, noe som vil gjøre bilen dyrere enn et lignende alternativ med stålkropp.

Å lage en aluminiumskropp i de tidlige stadiene er lik prosessen med å lage stålkonstruksjoner. Råvarer blir brutt i ark, så blir de stemplet i henhold til ønsket design. Delene er satt sammen til et vanlig design. Bare for dette brukes argonsveising. Dyrere modeller bruker laserpunkt sveising, spesiallim eller nagler.

Argumenter for en aluminiumsdel:

• Arkmateriale er lettere å stemple, derfor kreves det mindre kraftig utstyr enn for stempling av stål i ferd med å produsere paneler;
• Sammenlignet med stållegemer vil den identiske formen av aluminium være lettere, mens styrken forblir på samme nivå;
• Deler kan enkelt behandles og resirkuleres;
• Materialet er mer holdbart enn stål - det er ikke redd for fuktighet;
• Kostnadene ved produksjonsprosessen er lavere sammenlignet med forrige versjon.

Ikke alle bilister er enige om å kjøpe en bil med karosseri av aluminium. Årsaken er at selv ved en mindre ulykke vil bilreparasjoner være dyre. Selve råvaren koster mer enn stål, og hvis delen må endres, må bileieren lete etter en spesialist som har spesialutstyr for tilkobling av elementer av høy kvalitet.

Plastkropp: fordeler og ulemper

Andre halvdel av det tjuende århundre var preget av utseendet på plast. Populariteten til et slikt materiale skyldes at enhver struktur kan lages av det, som vil være mye lettere enn til og med aluminium.

Plast trenger ikke lakk. Det er nok å legge til de nødvendige fargestoffene i råvarene, og produktet får den ønskede nyansen. I tillegg blekner den ikke og trenger ikke å males på nytt når den blir riper. Sammenlignet med metall er plast mer holdbart, det reagerer ikke med vann i det hele tatt, så det ruster ikke.

Hadi-modellen har en plastkropp

Kostnadene ved å lage plastpaneler er mye lavere, siden kraftige presser ikke er nødvendige for å prege. De oppvarmede råvarene er flytende, på grunn av hvilke formen til kroppsdelene kan være absolutt hvilken som helst, noe som er vanskelig å oppnå når du bruker metall.

Til tross for disse klare fordelene har plast en veldig stor ulempe - styrken er direkte knyttet til driftsforholdene. Så hvis utetemperaturen synker under null, blir delene skjøre. Selv en liten belastning kan føre til at materialet sprekker eller flyr i stykker. På den annen side, når temperaturen stiger, øker dens elastisitet. Noen typer plast deformeres når de varmes opp i solen.

Av andre grunner er plastlegemer mindre praktiske:

• Skadede deler er resirkulerbare, men denne prosessen krever spesielt dyrt utstyr. Det samme gjelder plastindustrien.
• Under produksjonen av plastprodukter slippes det ut en stor mengde skadelige stoffer i atmosfæren;
• De bærende kroppsdelene kan ikke være laget av plast, ettersom et stort stykke materiale ikke er så sterkt som tynt metall;
• Hvis plastpanelet er skadet, kan det enkelt og raskt byttes ut med et nytt, men det er mye dyrere enn å sveise en metallplaster til metall.

Selv om det i dag er forskjellige utviklinger som eliminerer de fleste av de nevnte problemene, har det ennå ikke vært mulig å bringe teknologien til perfeksjon. Av denne grunn er støtfanger, dekorative innlegg, lister, og bare i noen bilmodeller - skjerm hovedsakelig laget av plast.

Kompositt kropp: fordeler og ulemper

Uttrykket kompositt betyr et materiale som inneholder mer enn to komponenter. I prosessen med å lage et materiale får kompositten en homogen struktur, på grunn av hvilken sluttproduktet vil ha egenskapene til to (eller flere) stoffer som utgjør råmaterialet.

Ofte vil en kompositt fås ved liming eller sintring av lag av forskjellige materialer. For å øke styrken på delen forsterkes hvert enkelt lag ofte slik at materialet ikke skales av under drift.

Monocoque kropp

Den vanligste kompositten som brukes i bilindustrien er glassfiber. Materialet oppnås ved å tilsette et polymerfyllstoff til glassfiber. Eksterne kroppselementer er laget av slikt materiale, for eksempel støtfangere, radiatorrist, noen ganger hodetoptikk (oftere er de laget av glass, og lette versjoner er laget av polypropylen). Installasjonen av slike deler gjør det mulig for produsenten å bruke stål i strukturen til de bærende kroppsdelene, men samtidig holde modellen lett nok.

I tillegg til fordelene som er oppført ovenfor, inntar polymermaterialet en verdig plass i bilindustrien av følgende grunner:

• Minste vekt på delene, men samtidig har de anstendig styrke;
• Det ferdige produktet er ikke redd for de aggressive effektene av fuktighet og sol;
• På grunn av elastisiteten i råvarestadiet, kan produsenten lage helt forskjellige former av deler, inkludert de mest komplekse;
• Ferdige produkter ser estetisk ut;
• Du kan lage store kroppsdeler, og i noen tilfeller til og med hele kroppen, som i tilfelle hvalbiler (les mer om slike biler i egen anmeldelse).

Imidlertid kan nyskapende teknologi ikke være et komplett alternativ til metall. Det er flere grunner til dette:

1. Kostnaden for polymerfyllstoffer er veldig høy;
2. Formen for å lage delen må være perfekt. Ellers vil elementet vise seg å være stygt;
3. Under produksjonsprosessen er det ekstremt viktig å holde arbeidsplassen ren;
4. Det er tidkrevende å lage holdbare paneler, siden kompositten tar lang tid å tørke, og noen kroppsdeler er flerlags. Solide kropper er ofte laget av dette materialet. For deres betegnelse brukes det bevingede uttrykket "monocoque". Teknologien for å lage monokoque kroppstyper er som følger. Karbonfiberlaget er limt med en polymer. På toppen av det legges enda et lag med materiale, bare slik at fibrene ligger i en annen retning, oftest i rette vinkler. Etter at produktet er klart, legges det i en spesiell ovn og holdes i en viss tid under høy temperatur, slik at materialet blir bakt og får en monolitisk form;
5. Når en komposittmaterialedel går i stykker, er det ekstremt vanskelig å reparere den (et eksempel på hvordan bilstøtfanger repareres er beskrevet her);
6. Komposittdeler blir ikke resirkulert, bare ødelagt.

På grunn av den høye kostnaden og kompleksiteten ved produksjonen, har vanlige biler et minimum antall deler laget av glassfiber eller andre komposittanaloger. Ofte er slike elementer installert på en superbil. Et eksempel på en slik bil er Ferrari Enzo.

2002 Ferrari Enzo

Noen eksklusive modeller av den sivile serien mottar riktignok dimensjonale deler fra en kompositt. Et eksempel på dette er BMW M3. Denne bilen har et karbonfibertak. Materialet har den nødvendige styrken, men lar deg samtidig flytte tyngdepunktet nærmere bakken, noe som øker nedstyrken når du kommer inn i hjørner.

En annen original løsning i bruken av lette materialer i karosseriet er demonstrert av produsenten av den berømte superbilen Corvette. I nesten et halvt århundre har selskapet brukt i modellen en romlig metallramme som komposittpaneler er festet på.

Karbon karosseri: fordeler og ulemper

Med fremveksten av et annet materiale har sikkerheten og samtidig lettheten til bilene nådd et nytt nivå. Faktisk er karbon det samme komposittmaterialet, bare en ny generasjon utstyr lar deg lage mer holdbare strukturer enn ved produksjon av monokok. Dette materialet brukes i karosseriene til kjente modeller som BMW i8 og i3. Hvis karbon tidligere ble brukt i andre biler bare som dekorasjon, er dette de første produksjonsbilene i verden hvis kropp er laget helt av karbon.

Begge modellene har lignende design: basen er en modulær plattform laget av aluminium. Alle enhetene og mekanismene i bilen er festet på den. Karosseriet består av to halvdeler, som allerede har noen interiørdetaljer. De er koblet til hverandre under montering ved hjelp av boltklemmer. Det særegne ved disse modellene er at de er bygget på samme prinsipp som de første bilene - en rammestruktur (bare så lett som mulig), som alle andre utmerkelser er festet på.

I produksjonsprosessen er delene koblet til hverandre ved hjelp av spesiallim. Dette simulerer sveising av metalldeler. Fordelen med et slikt materiale er dens høye styrke. Når bilen overvinner store støt, forhindrer kroppens vridningsstivhet at den deformeres.

En annen fordel med karbonfiber er at det krever et minimum av arbeidere å produsere deler, siden høyteknologisk utstyr styres av elektronikk. Karbonlegemet er laget av individuelle deler som er dannet i spesielle former. En polymer med en spesiell sammensetning pumpes inn i formen under høyt trykk. Dette gjør panelene mer holdbare enn manuelt å smøre fibrene. I tillegg er det behov for mindre ovner for å bake små gjenstander.

Ulempene med slike produkter inkluderer først og fremst de høye kostnadene fordi det brukes dyrt utstyr som trenger service av høy kvalitet. Prisen på polymerer er også mye høyere enn på aluminium. Og hvis delen er ødelagt, er det umulig å reparere den selv.

Her er en kort video - et eksempel på hvordan karbonkroppene til BMW i8 er satt sammen:

Slik er BMW i8 satt sammen. Montering av bilen din BMW i8

Spørsmål og svar:

Hva er inkludert i karosseriet? Bilkarosseriet består av: frontbjelke, frontskjold, frontstolpe, tak, B-stolpe, bakstolpe, fendere, bagasjeromspanel og panser, bunn.

Hva er karosseriet støttet på? Hoveddelen er romrammen. Dette er en struktur laget i form av et bur, plassert rundt hele omkretsen av kroppen. Kroppen er festet til denne støttestrukturen.