З яких металів виготовляють автомобілі. Із чого виготовляють кузов автомобіля. Які матеріали використовуються під час виробництва. Матеріали, з яких виготовляють кузов сучасного автомобіля

Основним матеріалом для виробництва автомобіля є сталь. Дійсно, адже сталі мають достатню конструкційну міцність, невелику ціну, а також можуть використовуватися в різних технологічних процесах: вони легко штампуються або зварюються. Але у сталей є недоліки. Головний з них - низька стійкість до корозії, що змушує конструкторів використовувати для захисту кузова спеціальні захисні покриття. Крім того, сталева деталь має велику масу. Тому в конструкції автомобілів знайшли широке застосування алюмінієві сплави, пластмаси та композитні матеріали.

Це пов'язано з прагненням знизити вразливість кузовів автомобілів до корозії, а також зменшити загальну масу автомобіля, що сприятливо впливає на економічність та керованість. Тим не менш листові сталі не здають свої позиції, тому що вартість алюмінієвих, а тим більше композитних матеріалів набагато вища. на великих автомобільних заводахза добу може перероблятися понад 1 000 тонн листових сталей, які йдуть виготовлення широкого асортименту автомобільних деталей. Але погляньмо на інші матеріали, які могли б замінити сталь у виробництві автомобілів.

Дерево

Почати наш огляд справедливо з дерева. Цей матеріал стояв біля джерел автомобілебудування і до масового застосування стали широко використовувався в автомобілях. Дерев'яні дошки або просто фанера часто йшли на застосування в кузовах легкових автомобілів та інших утилітарних конструкціях.

1 / 2

2 / 2

Окремо варто сказати про розкішні автомобілі - багаті власники зверталися до кузовного ательє, в яких творили воістину твори мистецтва. Панелі кузовів виконувалися з лакованого дерева цінних порід, а салон обшивався дорогим сап'яном чи шовком.

Окремо тут стоїть унікальна Hispano-Suiza Н6С, побудована в 1924 гонщиком Андре Дюбонне. Її двигун з декількома карбюраторами робочим об'ємом майже 8 літрів розвивав 200 к.с., але для сьогодення гоночного автомобілябув потрібний легкий кузов. Дефіцитних у ті роки легких сплавів магнію або алюмінію Дюбонне не дістав, а тому звернувся до авіабудівної компанії Nieport із проханням побудови легкого кузова.

Машина, що згодом стала відомою під ім'ям Tulipwood, мала набраний з 20-міліметрових шпангоутів каркас, на який за допомогою мідних заклепок кріпилися планки різних довжини і ширини, виготовлені, всупереч імені, з деревини червоного дерева махагоні, в той час як деревина погано гнеться і схильна до розколювання, що не дозволяє застосовувати її у будівництві кузовів.

Після встановлення всіх деталей машину покрили кількома шарами лаку та відполірували. Вся нижня частина рами для покращення обтічності та захисту від ударів була закрита алюмінієвим кожухом. Ззаду для кращої розважування розмістили 175-літровий бензобак.

Андре Дюбонне прийняв участь у своїй «дерев'яні» в одній гонці – Тарга Флоріо, де фінішував у підсумку сьомим. Після гонки він залишив автомобіль для повсякденних поїздок, а пізніше той потрапив до Америки та зберігся до наших днів в одному з каліфорнійських автомобільних музеїв.

Під час Другої світової війни вся сталь йшла на потреби фронту, і більшість автомобілів стали оснащуватися простими дерев'яними кузовами типу фаетон або універсал. Серійне виробництво автомобілів з дерев'яними кузовами тривало і після війни, особливо масово це явище набуло розвитку в Америці. І якщо в Європі та СРСР до 50-х років парк автомобілів мав сталеві кузови, то американські автомобілісти не могли позбутися звички їздити на дерев'яній машині. Панелі кузовів кабріолетів виконували з червоного дерева і лакували, але в 60-ті роки від дерев'яного кузова, який мав властивість розсихатися, був пожежонебезпечним і просто небезпечним, стали відмовлятися. А згодом до 80-х років на багатьох американських універсалах і позашляховиках була вінілова графіка з обробкою «під дерево».

Такі машини особливо популярні завдяки американським фільмам 80-90-х років, де громадяни Штатів подорожували країною на універсалах. Зараз ясеневі рами використовують для своїх машин англійці з фірми Morgan, та в одному з поколінь, але повноцінного автомобіля, виконаного цілком з дерева, сучасна промисловість уже не випускає.

Splinter

У 2007 році американський ентузіаст Джо Хармон представив на тюнінг-шоу в Ессені середньомоторний суперкар Splinter, будівництво якого він приступив ще будучи студентом. На будівництво суперкара пішло п'ять років, причому все будувалося самотужки і засобами. Кузов середньомоторної «Щіпки» створений з деревини вишні та бальси, а за спиною водія розмістився семилітровий двигун V8 від Chevrolet Corvette, що розвиває понад 700 к.с. З металу також зроблено і коробку передач, підсилювачі кузова, амортизатори, важелі задньої підвіски та гальма. А ось передня підвіска отримала дерев'яні (!) важелі, а металевого в колесах – тільки алюмінієві маточини та обода. В результаті маса двомісного автомобіля досягла 1360 кг, а за заявами авторів максимальна швидкість Splinter теоретично може досягати 380 км/год, проте випробування не проводилися. Втім, для автора цього достатньо: машину він розцінює як втілення своєї дитячої мрії і навіть не думає хоча б про дрібносерійне виробництво.

Бамбук

Окремо розповімо про єдиний концепт-кар, який застосував у своїй конструкції… бамбук. Автомобіль, що одержав назву Ford MA, був показаний на виставці Індустріального дизайну у 2003 році. Ім'я було обрано як висновок ідей, закладених в азіатській філософії «простір між» стосовно автомобіля, що виражається в тому, що Ford MA є осередком між емоціями, мистецтвом та наукою. Розроблений на комп'ютері родстер, витриманий у мінімалістичному стилі, використовує у своїй конструкції бамбук, алюміній та вуглепластик. задні колесанадає руху електромотор, але творцями допускається і установка невеликого бензинового моторчика. Родстер орієнтований на молодих людей, які хочуть знайти нові інтерпретації автомобілів. До речі, в машині немає зварних швів: всі елементи з'єднані між собою за допомогою 364 титанових болтів, а це означає, що такі родстери можна легко збирати вдома як конструктор із майже 500 деталей.

1 / 3

2 / 3

3 / 3

Шкіра

У розореній повоєнній Європі почали виникати складнощі з пошуком заміни дефіцитної сталі, якої ледве вистачало на вантажівки та автобуси. Тому широке поширення у автомобільних виробників набули простенькі та дешеві мотоколяски на кшталт BMW Isetta та Messerschmitt Kabinroller, які мали три колеса, двотактний мотор та крихітні розміри. Втім, покупці не скаржилися - машина коштувала зовсім небагато, а завдяки Ізетті ми взагалі зараз знаємо марку BMW.

У таких умовах чехи Франтішек та Моймир Странські реалізували свою власну ідею бюджетного триколісного автомобіля для народу. Перший зразок був створений братами в 1943 році, отримав ім'я Oskar (акронім від чеського «osa kara») – буквально «візок на осі») і мав трубчасту раму, обшите алюмінієвими листами. Спереду машина мала два колеса, з'єднаних за допомогою кермової рейки, а на одне заднє припадав ланцюговий привід від мотоциклетного мотора.

У серійне виробництво автомобіль був запущений в 1950 році і отримав назву Velorex. Алюмінієві листи були в ті роки стратегічною сировиною і братам довелося терміново шукати заміну. Сталь не підходила: з 250-кубовим двигуном від Яви Velorex 16/250 був дуже обмежений в динаміці, а сталевий кузов сильно збільшував масу машини, тому на раму натягнули практичний і непромокальний дерматин.

У різні роки 80 робочих фабрик братів Странських збирали до 400 автомобілів на рік, а виробництво завершилося до 1973 року. Більшість Велорексів йшло до органів соцзабезпечення, де отримані машини передавалися людям з обмеженими можливостями. Перероблені в легкі вантажівки автомобілі широко використовувалися як технологічний транспорт на великих промислових підприємствах, а деяка кількість продавалася і в широкому доступі. Завдяки своїй простоті та невибагливості машина користувалася популярністю у сільській місцевості, її охоче купували агрономи та сільські лікарі.

Velorex постійно модернізувався, машина отримувала дедалі більше потужні двигуни. Наприклад, випускалися моделі з 175-, 250- та 350-кубовими двигунами від Яви, а пізніше з'явився динамостартер і гідропривод зчеплення, що полегшило життя власників машини. Цікавий факт: заднього ходуяк такого у Велорекса не існувало - щоб поїхати назад, потрібно було зупинити двигун і запустити його так, щоб колінчастий валобертався у зворотному напрямку.

У сучасному автосвіті шкіра, як видно, не дуже часто зустрічається на кузовах автомобілів: зараз кузовні панелі затягують у неї лише тюнінг-ательє на замовлення своїх клієнтів.

Тканина

Але не шкірою єдиною користувалися автомобільні конструктори. Наприклад, у середині 80-х років у Білоруській академії художніх мистецтв було створено примітивну мотоколяску, в основу якої лягла трубчаста рама, на яку натягнули… тканину.

Взагалі, тканина як така має місце в конструкції кузовів і до цього дня: варто згадати будь-який автомобіль-кабріолет з м'яким складним матер'яним верхом. Але це тільки верх, а інше – весь кузов. І з неї робили не тільки мотоколяски, а цілком великі автомобілі. Чого тільки вартує побудований безіменним механіком фірми Chris-Craft Motor Boats із Сан-Франциско у 1937 році американський автомобіль-кемпер Himsl Zeppelin Roadliner. Як основу використовували лонжеронну раму від універсалу Plymouth (історія замовчує, якого саме), куди прикріпили окремий каркас, обтягнутий авіаційною тканиною – перкаллю. Цей матеріал, хоч і досить міцний, все-таки зажадав металевих бамперів та рам-підсилювачів навколо вікон.

У салоні встановили два дивани-ліжка, столик і навіть газову плиту. Після будівництва автомобіль довгий час знаходився у місцевого лікаря, успішно пережив війну, і в 1968 році на околицях міста Конкорд у штаті Каліфорнія на машину натрапили двоє друзів-реставраторів – Арт Хімсл та Ед Грін. Вона була приведена до тями і довгі роки служила друзям пересувним офісом.

У 1999 році Хімсл та Грін провели комплексну реставрацію машини. Стародавній карбюраторний двигунПлімуту відправили на звалище, а його місце зайняв потужніший V8 від сучасного Chevrolet Camaro, тканинну обшивку замінили на поліволокно, яке застосовують при будівництві легких літаків, перешили салон і на додачу встановили пневмопідвіску.

Говорячи про тканинні автомобілі, не можна не згадати про сучасний концепт родстера BMW, який отримав ім'я GINA. За словами головного дизайнера проекту Кріса Бенгла – людини, яка створила сучасний стиль автомобілів баварської марки, – ім'я GINA – це абревіатура від Geometry and Functions In N Adaptions, тобто «можливість численної зміни форм кузова».

1 / 2

2 / 2

Під час створення автомобіля розробники поставили кілька запитань. Чому кузови автомобілів робляться обов'язково із пластику чи металів? Чи може власник настроїти все у своїй машині так, як хочеться саме йому? Відповіддю на ці питання стала... натягнута на каркас кузова еластична тканина, розроблена в американському підрозділі BMW. Сам каркас є безліч металевих трубок, які можуть переміщатися за допомогою гідравлічних приводів. Так, власник може одним натисканням клавіші відкривати/закривати фари та щілину на капоті для огляду мотора та змінювати форму ребер на боковинах, а в салоні – налаштовувати підголовники або змінювати комбінацію приладів.

Звичайно, перспектив серійного випуску схожих на Джину автомобілів у найближчому майбутньому немає, але конструктори вважають, що такі тканинні кузови мають велике майбутнє. За словами все того ж Бенгла, тканина може дати розробникам менше обмежень у дизайні, дозволяє надати кузову аеродинамічно правильну форму і захистити внутрішні вузли кузова, а можливо, і перевернути уявлення про конструкцію автомобіля. Адже легким рухом руки майбутній покупець зможе змінити форму кузовних деталейна те, що найбільше відповідає його запитам.

Коноплі

Взагалі тканини завжди цікавили конструкторів з точки зору випуску композитних матеріалів – адже вони легші і не піддаються корозії, а їхнє виробництво дешевше. Як основа використовувалися натуральні тканинні волокна, кілька шарів яких просочувалися епоксидною смолою.

Першим у світі автомобілем із кузовом із композитів став Soybean Car («Соєвий автомобіль»), сконструйований як експеримент компанією Ford і представлений у серпні 1941 року. Також він відомий під ім'ям "Hemp body car" ("Автомобіль з кузовом з конопель"). Як основу для машини використовували рамне шасі та силовий агрегатвід седана Ford V8, а зовнішні панелі виконали із пластику, в якому наповнювачами стали конопляне волокно та соєві боби. Усього панелей було 14, і всі вони кріпилися до рами за допомогою болтів, це дозволило утримати масу машини на рівні 850 кг, що приблизно на 35 відсотків менше ніж у прототипу. V-подібну карбюраторну «вісімку» перевели на харчування біоетанолом, отриманим з тієї ж коноплі. Роботи з автомобіля закінчилися після вступу США до Другої світової, а згодом автомобіль був знищений.

Натуральні волокна як наповнювачі розбурхували уми конструкторів машин ще довгий час. Наприклад, відомий німецький автомобіль Trabant мав кузов із композитного матеріалу «дуропласт». Тут наповнювачем були відходи радянського бавовняного виробництва – очей, які заливались все тією самою епоксидною смолою. Жартівники радили власникам «Трабі» остерігатися кіз, свиней та гусениць, чекаючи того, що їхній «бавовняний пластик» міг бути просто з'їдений. Проте такий матеріал не гнив і забезпечував невелику масу машинці, з двотактним моторчиком в 25 к.с.

Але це не було кінцем. У 2000 році компанія Toyota представила концептуальний автомобіль Toyota ES3 – компактний міський автомобіль із алюмінієвим кузовом, зовнішні панелі якого виконані зі спеціального полімеру TSOP (Toyota Super Olefin Polymer). Цей матеріал використовує як сировину льон, бамбук і навіть картопля і легко піддається переробці. Широкого поширення він так і не отримав – напевно, через небажання власників мати машини з переробленої картоплі.

Протягом усієї історії, з того моменту, як був створений автомобіль, постійно велися пошуки нових матеріалів. І кузов автомобіля не був винятком. Виробляли кузов із дерева, сталі, алюмінію та різних видів пластику. Але на цьому пошуки не зупинялися. І, мабуть, кожному цікаво, з якого матеріалу роблять кузови автомобілів сьогодні?

Мабуть, виготовлення кузова є при створенні автомобіля одним із найскладніших процесів. Цех у заводі, де виготовляються кузови, займає площу приблизно 400 000 м кВ, вартість якого мільярд доларів.

Для виготовлення кузова необхідно більше сотні окремих частин, які потім потрібно з'єднати в одну конструкцію, що з'єднує всі частини сучасного автомобіля. Для легкості, міцності, безпеки та мінімальної вартості кузова конструкторам необхідно постійно йти на компроміси, шукати нові технології, нові матеріали.

Розглянемо недоліки та переваги основних матеріалів, що використовуються при виготовленні сучасних кузовів автомобілів.

Сталь.

Цей матеріал використається для виготовлення кузовів давно. Сталь має добрі властивості, що дозволяють виготовляти деталі різної форми, та за допомогою різних способів зварювання з'єднувати необхідні деталі в цілу конструкцію.

Розроблено новий сорт сталі (що міцніє під час термічної обробки, легований), що дозволяє спростити виробництво і надалі отримати задані властивості кузова.

Виготовляється кузов у ​​кілька етапів.

З самого початку виготовлення із сталевих листів, що мають різну товщину, штампуються окремі деталі. Після цих деталей зварюються у великі вузли і з допомогою зварювання збираються одне ціле. Зварювання на сучасних заводах ведуть роботи, але й ручні види зварювання також застосовуються - напівавтоматом серед вуглекислого газу або використовується контактне зварювання.

З появою алюмінію потрібно розробляти нові технології для отримання заданих властивостей, які мають бути у сталевих кузовів.

Технологія Tailored blanks якраз і є однією з новинок зварені встик за шаблоном сталеві листи різної товщини з різноманітних сортів сталі, що утворюють заготівлю для штампування. Тим самим окремі частини виготовленої деталі мають пластичність і міцність.

низька вартість,

висока ремонтопридатність кузова,

відпрацьована технологія виробництва та утилізації кузовних деталей.

найбільша маса,

потрібен захист від корозії,

потреба у великій кількості штампів,

їх дорожнеча,

також обмежений термін служби.

Все йде у справу.

Усі матеріали, про які говорилося вище, мають позитивні властивості. Тому конструкторами проектуються кузови, деталі, що поєднуються з різних матеріалів. Тим самим при використанні можна оминати недоліки, а використовувати виключно позитивні якості.

Кузов Mercedes-Benz CL є прикладом гібридної конструкції, тому що при виготовленні застосовувалися такі матеріали алюміній, сталь, пластик та магній. Зі сталі виготовлені днище багажного відділення і каркас моторного відсіку, і деякі окремі елементи каркасу. З алюмінію виготовлений ряд зовнішніх панелей та деталей каркасу. З магнію виготовлено каркаси дверей. З пластику виготовляють кришку багажника та передні крила. Ще можлива така конструкція кузова, в якій каркас буде виготовлений із алюмінію та сталі, а зовнішні панелі із пластику та/або алюмінію.

вага кузова знижується, при цьому зберігається жорсткість та міцність,

переваги кожного матеріалу при застосуванні використовуються максимально.

необхідність спеціальних технологій з'єднання деталей,

складна утилізація кузова, оскільки необхідно попередньо розібрати кузов на елементи.

Алюміній.

Алюмінієві сплави для виготовлення автомобільних кузовів почали використовувати відносно недавно, хоч і були застосовані вперше у минулому столітті, у 30-ті роки.

Використовують алюміній при виготовленні всього кузова або окремих деталей капот, каркас, двері, дах багажника.

Початковий етап виготовлення алюмінієвого кузова схожий на виготовлення сталевого кузова. Деталі спочатку штампуються з листа алюмінію, потім збираються в цілу конструкцію. Зварювання використовується в середовищі аргону, з'єднання на заклепках та/або з використанням спеціального клею, лазерне зварювання. Також до сталевого каркаса, який виготовлений із труб різного перерізу, кріпляться кузовні панелі.

можливість виготовити деталі будь-якої форми,

кузов легший за сталевий, при цьому міцність рівна,

легкість в обробці, вторинна переробка не складає праці,

стійкість до корозії (крім електрохімічної), а також низька вартість технологічних процесів.

низька ремонтопридатність,

необхідність у дорогих способах з'єднання деталей,

необхідність спеціального обладнання,

значно дорожче сталі, оскільки енерговитрати набагато вищі

Термопласти.

Це такий тип пластичного матеріалу, який при підвищенні температури перетворюється на рідкий стан і робиться текучим. Цей матеріал застосовується для виготовлення бамперів, деталей обшивки салону.

легше сталевого,

при переробці мінімальні витрати,

низька вартість підготовки та самого виробництва при порівнянні з алюмінієвими та сталевими кузовами (не потрібне штампування деталей, зварювальне виробництво, гальванічне та фарбувальне виробництва)

потреба у великих та дорогих ливарних машинах,

при пошкодженнях складність у ремонті, у деяких випадках єдиним виходом є заміна деталі.

Склопластик.

Під назвою склопластик мається на увазі будь-який волокнистий наповнювач, який просочений полімерними термореактивними смолами. Найбільш відомими наповнювачами вважаються карбон, склотканина, кевлар, а також волокна рослинного походження.

Карбон, склотканина з групи вуглепластиків, які є мережею з переплетених вуглецевих волокон (притому, переплетення відбувається під різними певними кутами), які просякнуті спеціальними смолами.

Кевлар це синтетичне поліамідне волокно, яке відрізняється маленькою вагою, стійке до високої температури, негорюче, за міцністю на розрив перевершує сталь у кілька разів.

Технологія виготовлення кузовних деталей полягає в наступному: спеціальні матриці укладається шарами наповнювач, який просочують синтетичною смолою, потім залишають для її полімеризації на певний час.

Є кілька способів виготовлення кузовів: монокок (весь кузов одна деталь), зовнішня панель із пластику, встановлена ​​на алюмінієвому або сталевому каркасі, а також кузов, що йде без перерв, з інтегрованими в його структуру силовими елементами.

при високій міцності невелика вага,

поверхня деталей має гарні декоративні якості (це дозволить відмовитися від фарбування),

простота у виготовленні деталей, що мають складну форму,

великі розміри кузовних деталей.

висока вартість наповнювачів,

висока вимога до точності форм та до чистоти,

час виготовлення деталей досить тривалий,

при ушкодженнях складність у ремонті.

Ні в кого не викликає сумніву, що кузов корпусу автомобіля, що несе, є головною і найскладнішою у виробництві (а значить, і в ціні) деталлю сучасного траспортного засобу. Про нього і йтиметься у цій статті.

З історії.

Звичайно, в епоху візів і карет (початок історії кузовів) він рятував людей від мінливої ​​погоди і служив вмістилищем вантажів. Із зародженням автомобілебудування під зовнішніми панелями кузова "замаскували" апарати та вузли. Тривалий час кузов терпляче працював лише дахом, що захищає вантажі, пасажирів та пристрої. Вперше, у півстоліття XX століття стартували заходи зі зняття несучої функції з рами та перекладу цієї складової на кузов. Після розробок, що тривали кілька років, кузов став «несучим». Іншими словами, крім індивідуальних «природжених» функцій, кузов став виконувати роль рами опори для апаратів, підвіски і т.п.

З метою досягнення підходящої стабільності, жорсткості на кручення та вигин, в систему кузова ввели силові деталі фрагменти рам: лонжерони та поперечки, попутно зміцнили дах з її стійками, двері тощо. Родоначальником безрамних серійних машин стала вітчизняна «Перемога», створення якої стартувало 1945 року. Звичайно, на самому початку виробництва несучі кузови за фортецею поступалися рамним системам.

Зараз обстановка змінилася у бік перших. У всякому разі, різниця дуже несуттєва. У машинах із відкритим верхом, нестачу жорсткості відшкодували посиленням дна авто. В окремих конструкціях жорсткість досягали методом з'єднання лонжеронів передньої та задньої частин, більш стійкою до ударів конструкцією.

Трохи про визначення.

Геометрія кузова строго визначене системою кузова розташування підвіски передньої та задньої частини, апаратів коробки, дверей, вікон та просвітів.

Зміна (аварії, модернізація) геометрії кузова призводить до змін у русі, нерівному зносу гуми та погіршує безпеку пасажирів (підвищення можливості занесення, відчинення дверей на ходу та інше).

Зони деформації певні конструктивними особливостями кузова місця зі зниженою жорсткістю, спеціально створені для поглинання енергії удару. Зони деформації призначені для збереження цілісності автомобільного салону та здоров'я пасажирів.

Контактна сварка метод електрозварювання, де до ділянок зварюваних деталей підводяться електроди, і проводиться струм підвищеної потужності. У позиції розігріву метал елементів плавиться, утворюючи однорідне з'єднання. Місця зварювання бувають безперервними та точковими. Другий спосіб так і зветься "точкове зварювання" (з'єднання проводиться на дистанції приблизно 5 см від сусідньої точки).

Зварювання лазером з'єднання елементів з використанням сфокусованого лазерного променя Температура у місці стику просто величезна, але відстань плавки від країв дуже незначна. Звідси виникає величезний плюс цього способу, майже невидиме місце зварювання. А значить, і немає потреби в обробці шва зварювання.

Силовий каркас зварені в загальну конструкцію дно, стійки, дах з рамками вікон, лонжерони, балки-підсилювачі та інші силові складові, що утворюють в цілому кокон, в якому розташовується пасажирський автомобільний салон.

Кузов-охоронець.

У сучасному швидкісному світікузов корпусу автомобіля, що несе, став виконувати нове завдання другий рівень захисту пасажирів. На першому – ремені, подушки безпеки тощо. Для цього кузов автомобіля розбили на зони, що мають різний рівень жорсткості. Передню і задню виготовили більш «податливими», що успішно поглинають потужність удару, а корпус салону жорсткіша зона, щоб ліквідувати виникнення травмонебезпечних ситуацій та вдавлювання агрегатів усередину кузова. Енергопоглинання підтримується за допомогою зминання «в гармошку» деяких силових конструкцій, які можуть завдати шкоди здоров'ю пасажирів.

Було прийнято нетрадиційне рішення у пасивній захищеності та збільшенні жорсткості кузова конструкторами. Mercedes класуА. Для того, щоб двигун, що знаходиться під коротким капотом, при аварії не міг завдати шкоди пасажирам, саме днище було спроектоване конструкторами подвійним утворився свого роду «бутерброд» з порожнім проміжком. Вочевидь, за такої складання, поміщений практично у самому низу двигун, у разі фронтального удару вдавлюється у цей період, цим захищаючи пасажирів салону від ушкоджень. Також, варто відзначити той факт, що в цьому проміжку вільно розмістилися акумулятор, бензобак, інші агрегати і вузли автомобіля.

З чого і як виготовляють несучі кузови.

При виготовленні кузовів застосовують листове залізо, що має різний набір параметрів. Наприклад, у місцях, де силові навантаження підвищені, застосовують 2,5 мм лист металу, а елементів «оперення» капота, крил, дверей, багажника 0,8-1,0 мм.

Усі деталі, у тому числі згодом з'явиться кузов, з'єднують з допомогою кількох видів електрозварювання. До речі, деякі компанії застосовують незвичайні методи з'єднання кузовних елементів, наприклад, застосовують лазерне зварювання, або клепають заклепками в поєднанні з дуже міцним клеєм. У гамі матеріалів виготовлення несучих кузовів вибір невеликий.

До цього часу в серійних машинах використовувалася тільки листове залізо і, рідко, алюміній. У 80-х для того, щоб уберегти кузов від іржі, почали використовувати оцинковане залізо перший період з одношаровим цинковим покриттям, пізніше стали покривати з обох боків. Як наслідок, гарантії від наскрізної іржі на кузові зросли від 6 до 10 років, десь навіть до 12!

Для виготовлення деталей кузовів та кабін автомобілів переважно застосовуються листові матеріали.

Вибір матеріалу є важливим фактором, який забезпечує якість кузовів автомобілів. До листових матеріалів пред'являються такі вимоги:

матеріал повинен забезпечувати міцність деталі у вузлі та мати необхідні пластичні властивості для штампування деталі заданої форми;

товщина матеріалу повинна бути достатньою для забезпечення необхідної міцності деталі після пластичного деформування під час штампування;

матеріал повинен забезпечувати якісне виконання інших технологічних процесіввиготовлення кузовів та кабін (зварювання, фарбування тощо);

номенклатура товщин, марок та розмірів застосовуваного листового та рулонного матеріалу має бути можливо меншою.

Основним кузовним матеріалом є тонколистова низьковуглецева якісна сталь, що виготовляється методом холодної прокатки. Переважаючі товщини сталей, що використовуються, знаходяться в діапазоні 0.6.-1,5 мм. Марки, властивості та сортамент сталей регламентуються такими стандартами:

1. ГОСТ 9045-93. Прокат тонколистовий холоднокатаний із низьковуглецевої якісної сталі для холодного штампування. Технічні умови;

2. ГОСТ 16523-97. Прокат тонколистової з вуглецевої сталі якісної та звичайної якості загального призначення. Технічні умови;

3. ГОСТ 19904-90. Прокат листовий холоднокатаний. Сортаменти.

Листова сталь по ГОСТ 9045 - 93 застосовується для найбільш складних та відповідальних деталей, у тому числі і для облицювальних (зовнішніх) деталей кузова. Сталевий прокат підрозділяють: 355

1) за видом продукції;

2) за нормованими характеристиками;

3) за якістю обробки поверхні;

4) по можливості оброблятися штампуванням-витяжкою.

По виду продукції прокат поділяється на листи та рулони.

За нормованими характеристиками прокат ділиться п'ять категорій, кожна у тому числі визначає характеристики механічних властивостей, регламентовані під час постачання прокату з цієї категорії.

До нормованих характеристик відносяться межа плинності ат, тимчасовий опір ав, відносне подовження 5, твердість за Роквеллом, глибина сферичної лунки, що формується на листовому зразку до його руйнування спеціальним інструментом(Випробування за методом Еріксена).

Підрозділ за видами продукції та за якістю обробки поверхні такий самий, як прокату за ГОСТ 9045-93.

Стандарт на сортамент (ГОСТ 19904-90) поширюється на листовий холоднокатаний прокат шириною 500 мм і більше, що виготовляється в листах завтовшки від 0,35 до 5,0 мм і рулонах завтовшки від 0,35 до 3,5 мм. Стандарт встановлює ряд розмірів прокату за товщиною, шириною та довжиною, граничні відхилення цих розмірів, площинність прокату, характер кромки (обрізна, необрізна) та регламентує інші характеристики прокату (хвилястість, серповидність, телескопічність та ін.).

6.2. З чого роблять кузови автомобілів

У жодному іншому елементі легкового автомобіляне використано так багато різноманітних матеріалів, як у кузові. Це конструкційні, оздоблювальні, ізолюючі та інші типи матеріалів.

Основні деталі кузова виготовляють із сталі, алюмінієвих сплавів, пластмас та скла. Причому перевага надається низьковуглецевої листової сталі завтовшки 0,6...2,5 мм. Це викликано її високою механічною міцністю, недефіцитністю, здатністю до глибокої витяжки (можна отримувати деталі складної форми), технологічністю з'єднання деталей зварюванням і т. д. Недоліками цього матеріалу є дуже висока щільність (тому кузова виходять важкими) і низька корозійна стійкість та дорогих заходів щодо захисту.

Алюмінієві метали використовуються в кузовобудуванні поки що в обмеженій кількості. Оскільки міцність і жорсткість цих сплавів нижче, ніж у кузовної сталі, тому товщину деталей доводиться збільшувати і істотне зниження маси кузова отримати не вдається. Крім того, шумоізолююча здатність алюмінієвих деталей нижче, ніж сталевих, і потрібні складніші заходи для досягнення необхідної акустичної характеристики кузова. Враховуючи високу теплопровідність матеріалу та утворення на його поверхні оксидів алюмінію з високою температурою плавлення, для зварювання алюмінієвих деталей необхідно застосовувати більш потужне та дороге обладнання.

Проте відомі приклади широкого використання алюмінію в кузовах легкових автомобілів. Ще 50-ті гг. у Франції випускався автомобіль "Панар-Діна" з кузовом з алюмінієвого сплаву, а пізніше автомобіль "Сітроен ZXS-19". мав алюмінієвий дах. Є підстави вважати, що з поліпшенням фізико-механічних властивостей алюмінієвих сплавів, вирішення технологічних та інших питань ці матеріали займуть гідне місце у кузовобудуванні.

Близько 80% пластмас, які застосовуються в автомобілях, припадає на п'ять типів матеріалів: поліуретани, полівінілхлориди, поліпропілени, АБС-пластики, склопластики. Інші 20% складають поліетилени, поліаміди, поліакрилати, полікарбонати та ін.

Зі склопластиків виготовляють зовнішні панелі кузовів, що забезпечує істотне зменшення маси автомобіля. Так, кузов легкового автомобіля «Корвет» моделі 1984 р. на 113 кг легший за аналогічний сталевий.

З поліуретанової піни роблять подушки та спинки сидінь, протиударні накладки і т. д. Порівняно новим напрямком є ​​застосування цього матеріалу для виготовлення крил, капотів, кришок багажника тощо.

Полівінілхлориди застосовують для виготовлення багатьох фасонних деталей (щити приладів, рукоятки і т. д.) та оббивних матеріалів (тканини, мати і т.д.). З поліпропілену роблять корпуси фар, кермові колеса, перегородки та багато іншого. АБС-пластики використовують для різних облицювальних деталей.

Кількість скла у кузовах автомобілів неухильно збільшується. Це пояснюється прагненням покращити оглядовість, надати автомобілю більш естетичного вигляду. В основному застосовують неорганічні стекла. Прозорість їх залежить від якості обробки поверхні (неполіроване або поліроване), а механічні характеристики - від термообробки (незагартовані або загартовані). Після гарту скло не можна різати або свердлити. У разі удару воно дробиться на дрібні шматочки з тупими краями, тому таке скло називають безпечним. Загартоване скломає товщину 3...6 мм.

Безпечне скло можна отримати склеюванням, наприклад, двох листів неорганічного тонкого скла прозорою плівкою з поліметилакрилату або повнацетату. Виходить безосколкове міцне скло, яке називається триплексом. При сильному ударі такі стекла розпадаються на уламки, що утримуються на проміжному шарі товщиною 0,4...0,8 мм. (Скло з більш товстим проміжним шаром мають високу міцність при згині та ударах.)

Органічні (полімерні) скла мають високу прозорість, легко забарвлюються, здатні затримувати інфрачервоні промені - (перешкоджають нагріванню салону сонячними променями). Однак вони мають і дуже істотний недолік - легко дряпаються. Виготовляють такі стекла з полікарбонату або метилметакрилату.