Автомобиль кузовтары неден жасалған

Автокөліктің жаңа моделін жасау кезінде әр өндіруші өз өнімдерінің динамикасын арттыруға тырысады, сонымен бірге машинаны қауіпсіздіктен айырмауға тырысады. Динамикалық өнімділік көбінесе қозғалтқыштың түріне байланысты болса да, автомобильдің корпусы маңызды рөл атқарады. Неғұрлым ауыр болса, тасымалдауды жеделдету үшін ішкі жану қозғалтқышы соғұрлым көп күш салады. Бірақ егер машина тым жеңіл болса, бұл көбінесе төменгі күшке теріс әсер етеді.

Өнімдерді жеңілдете отырып, өндірушілер дененің аэродинамикалық қасиеттерін жақсартуға тырысады (аэродинамика дегеніміз не? тағы бір шолу). Автокөліктің салмағын азайту жеңіл легирленген материалдардан жасалған қондырғыларды орнату арқылы ғана емес, сонымен қатар жеңіл дене бөліктерінің арқасында жүзеге асырылады. Автокөлік шанағын жасау үшін қандай материалдар қолданылатынын, сондай-ақ олардың әрқайсысының оң және теріс жақтарын анықтайық.

Автокөлік шанағының тарихы

Заманауи автокөліктің корпусына оның тетіктерінен кем назар аударылмайды. Ол сәйкес келуі керек параметрлер:

1. Тұрақты. Соқтығысқан кезде, ол салондағы адамдарға зақым келтірмеуі керек. Бұралу қаттылығы біркелкі емес жерлерде қозғалу кезінде автомобильдің қалыпта болуын қамтамасыз етуі керек. Бұл параметр неғұрлым аз болса, соғұрлым автомобильдің қаңқасы деформациялануы мүмкін, ал тасымалдау одан әрі жұмыс істеуге жарамсыз болады. Шатырдың алдыңғы бөлігінің беріктігіне ерекше назар аударылады. «Бұлан» деп аталатын сынақ автоөндірушіге ұзын бойлы жануарды, мысалы, бұғы немесе бұланды соғу кезінде машинаның қаншалықты қауіпсіз болатындығын анықтауға көмектеседі (ұшаның бүкіл массасы алдыңғы әйнекке түседі және оның үстіндегі шатырдың жоғарғы белдігі).
2. Заманауи дизайн. Біріншіден, талғампаз автокөлік жүргізушілері автомобильдің техникалық бөлігіне ғана емес, дененің пішініне назар аударады.
3. Қауіпсіздік. Көлік құралындағы барлық адамдар сыртқы әсерлерден, соның ішінде бүйірлік соқтығысудан қорғалуы керек.
4. Жан-жақтылық. Автокөлік корпусы жасалған материал әр түрлі ауа-райына төтеп беруі керек. Эстетикадан басқа, бояу агрессивті ылғалдан қорқатын материалдарды қорғау үшін қолданылады.
5. Төзімділік. Жаратушының денеге арналған материалды үнемдеуі ғажап емес, сондықтан машина бірнеше жыл жұмыс істегеннен кейін жарамсыз болып қалады.
6. Қолдау мүмкіндігі. Кішкентай апаттан кейін сіз машинаны лақтырып тастамауыңыз үшін, қазіргі заманғы дене типтерін жасау модульдік құрастыруды білдіреді. Бұл дегеніміз, бүлінген бөлікті ұқсас жаңасымен ауыстыруға болады.
7. Қол жетімді баға. Егер автокөлік корпусы қымбат материалдардан жасалған болса, онда автокөлік өндірушілерінің сайттарында көптеген талап етілмеген модельдер жинақталады. Бұл көбінесе сапасыздықтан емес, көлік құралдарының қымбат болуынан болады.

Дене моделі осы параметрлердің барлығына сәйкес келуі үшін өндірушілер қаңқа мен сыртқы корпус панельдері жасалған материалдардың сипаттамаларын ескеруі керек.

Автокөлік өндірісі көп ресурстарды қажет етпеуі үшін компаниялардың инженерлері өздерінің негізгі функциясын қосымша функцияларымен біріктіруге мүмкіндік беретін осындай дене модельдерін жасайды. Мысалы, негізгі қондырғылар мен интерьер бөліктері автомобиль құрылымына бекітілген.

Бастапқыда вагондардың дизайны рамаға негізделді, оған автомобильдің қалған бөліктері бекітілді. Бұл түр кейбір автомобиль модельдерінде әлі де бар. Бұған мысал ретінде толыққанды жол талғамайтын көліктерді айтуға болады (джиптердің көпшілігінде корпустың күшейтілген құрылымы бар, бірақ рамасы жоқ, жол талғамайтын машинаның бұл түрі деп аталады кроссовер) және жүк көліктері. Алғашқы вагондарда қаңқа құрылымына бекітілген әр панель тек металдан ғана емес, ағаштан да жасалуы мүмкін.

1921 жылы конвейерден шыққан Lancia Lambda қаңқасыз көтергіш құрылымы бар бірінші модель болды. 10 жылы сатылымға шыққан еуропалық Citroen B1924 моделі бір бөлшекті болат корпус құрылымын алды.

Лансия Ламбда

Citroen b10

Бұл даму соншалықты танымал болғаны соншалық, сол кездегі өндірушілер көп болат монококты дененің тұжырымдамасынан сирек бас тартты. Бұл машиналар қауіпсіз болды. Кейбір фирмалар екі себеп бойынша болаттан бас тартты. Біріншіден, бұл материал барлық елдерде болған жоқ, әсіресе соғыс жылдарында. Екіншіден, болат корпус өте ауыр, сондықтан кейбіреулері ішкі жану қозғалтқышын қуаттылығы төмен етіп орнатуға арналған.

Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде бүкіл әлемде болат тапшы болды, өйткені бұл металл әскери қажеттіліктерге толығымен пайдаланылды. Су астында қалғысы келгендіктен, кейбір компаниялар денелерін балама материалдардан өндіруге шешім қабылдады. Сонымен, сол жылдары алюминий корпусы бар машиналар алғаш рет пайда болды. Мұндай модельдердің мысалы - Land Rover 1-Series (корпус алюминий панельдерінен тұрды).

Басқа нұсқа - бұл ағаштан жасалған жақтау. Мұндай машиналардың мысалы - Willys Jeep Stations Wagon Woodie модификациясы.

Ағаш корпус ұзаққа созылмайтындықтан және байыпты күтімді қажет еткендіктен, көп ұзамай бұл идеядан бас тартылды, бірақ алюминий құрылымдары туралы айтатын болсақ, өндірушілер осы технологияны заманауи өндіріске енгізу туралы ойланды. Басты себеп болаттың жетіспеушілігі болса да, бұл шын мәнінде автомобиль өндірушілер балама іздей бастаған қозғаушы күш емес еді.

1. Дүниежүзілік жанармай дағдарысынан бастап автомобиль маркаларының көпшілігіне өндіріс технологиясын қайта қарау керек болды. Біріншіден, қуатты және көлемді қозғалтқыштарды қажет ететін аудитория жанармайдың қымбат болуына байланысты күрт азайды. Автомобилистер аз ашулы машиналарды іздей бастады. Кішірек қозғалтқышы бар көлік жеткілікті динамикалық болуы үшін жеңіл, бірақ сонымен бірге жеткілікті берік материал қажет болды.
2. Бүкіл әлемде уақыт өте келе автомобильдер шығарындыларының экологиялық стандарттары қатаң бола бастады. Осы себепті отын шығынын азайту, ауа-отын қоспасының жану сапасын жақсарту және қуат блогының тиімділігін арттыру технологиясы енгізіле бастады. Ол үшін бүкіл машинаның салмағын азайту керек.

Уақыт өте келе композициялық материалдардың дамуы пайда болды, бұл көлік құралдарының салмағын одан әрі төмендетуге мүмкіндік берді. Автокөлік шанағын жасау үшін қолданылатын әр материалдың ерекшелігі неде екенін қарастырайық.

Болат корпус: артықшылықтары мен кемшіліктері

Қазіргі заманғы автомобильдің корпус элементтерінің көп бөлігі прокаттан жасалған. Металлдың қалыңдығы кейбір бөлімдерде 2.5 миллиметрге жетеді. Сонымен қатар мойынтіректер бөлігінде көміртегі төмен парақты материал қолданылады. Осының арқасында автомобиль өте жеңіл және сонымен бірге берік.

Бүгінде болат тапшы емес. Бұл металдың беріктігі жоғары, одан әр түрлі пішіндегі элементтерді штамптауға болады, ал бөлшектерді дәнекерлеу көмегімен оңай байланыстыруға болады. Автокөлік жасау кезінде инженерлер пассивті қауіпсіздікке назар аударады, ал технологтар материалды өңдеудің қарапайымдылығына, көлік құны мүмкіндігінше төмен болатынына назар аударады.

Ал металлургия үшін ең қиын міндет - инженерлерді де, технологтарды да қуанту. Қажетті қасиеттерді ескере отырып, дайын өнімнің тартылу қабілеті мен беріктігінің тамаша үйлесімін ұсынатын болаттың арнайы маркасы жасалды. Бұл шанақ панельдерін өндіруді жеңілдетеді және автомобиль рамасының сенімділігін арттырады.

Міне, болат корпустың тағы бірнеше артықшылықтары:

• Болаттан жасалған бұйымдарды жөндеу ең оңай - жаңа элементті, мысалы, қанатты сатып алып, оны ауыстырыңыз;
• Өңдеу оңай - болат жоғары дәрежеде қайта өңделеді, сондықтан өндіруші әрдайым арзан шикізат алуға мүмкіндік алады;
• Прокат болат өндірісінің технологиясы жеңіл легирленген аналогтарды өңдеуден гөрі қарапайым, сондықтан шикізат арзанға түседі.

Осындай артықшылықтарға қарамастан, болаттан жасалған бұйымдардың бірнеше маңызды кемшіліктері бар:

1. Дайын өнім ең ауыр;
2. Тот тез қорғалмаған бөліктерде пайда болады. Егер элемент бояумен қорғалмаған болса, зақым денені тез жарамсыз етеді;
3. Қаңылтыр болаттың қаттылығы жоғарылауы үшін бөлшекті бірнеше рет штамптау керек;
4. Болаттан жасалған бұйымдардың ресурсы түсті металдармен салыстырғанда ең аз.

Бүгінгі күні болаттың қасиеті құрамына оның беріктігін, тотығуға төзімділігі мен иілгіштік сипаттамаларын арттыратын кейбір химиялық элементтерді қосу арқылы жоғарылайды (TWIP болаты 70% дейін созуға қабілетті, ал беріктігінің максималды индикаторы 1300MPa).

Алюминий корпусы: артықшылықтары мен кемшіліктері

Бұрын алюминий тек болат құрылымға бекітілген панельдерді жасау үшін қолданылған. Алюминий өндірісінің заманауи дамуы материалды рамалық элементтер жасау үшін де қолдануға мүмкіндік береді.

Бұл металл болатқа қарағанда ылғалға аз сезімтал болса да, оның беріктігі мен механикалық серпімділігі аз. Осы себепті автомобиль салмағын азайту үшін бұл металл есіктер, багаж сөрелері, сорғыштар жасау үшін қолданылады. Алюминийді жақтауда қолдану үшін өндіруші көбінесе тасымалдаудың жеңілдеуіне қарсы жұмыс істейтін бұйымдардың қалыңдығын арттыруы керек.

Алюминий қорытпаларының тығыздығы болатқа қарағанда әлдеқайда төмен, сондықтан мұндай корпусы бар автомобильдегі шу оқшаулау әлдеқайда нашар. Мұндай автомобильдің ішкі бөлігінің минималды сыртқы шу алуын қамтамасыз ету үшін өндіруші шуды басудың арнайы технологияларын қолданады, бұл автомобильді болат корпусымен ұқсас опцияға қарағанда қымбатырақ етеді.

Алюминий корпусын алғашқы сатысында жасау болат құрылымдарды жасау процесіне ұқсас. Шикізат парақтарға бөлінеді, содан кейін олар қажетті дизайнға сәйкес штампталады. Бөлшектер жалпы дизайнға жинақталған. Тек осы үшін аргонды дәнекерлеу қолданылады. Қымбат модельдерде лазерлік дәнекерлеу, арнайы желім немесе тойтармалар қолданылады.

Алюминий корпусының пайдасына дәлелдер:

• Қаңылтыр материалын штамптау оңай, сондықтан панельдерді дайындау процесінде болаттан штамптауға қарағанда қуаты аз жабдық қажет;
• Болат корпустармен салыстырғанда алюминийден жасалған бірдей пішін жеңіл болады, ал беріктігі сол деңгейде қалады;
• Бөлшектер оңай өңделеді және қайта өңделеді;
• Материал болатқа қарағанда берік - ылғалдан қорықпайды;
• Алдыңғы нұсқаға қарағанда өндіріс процесінің құны төмен.

Автомобилистердің барлығы бірдей алюминий корпусы бар автокөлік сатып алуға келісе бермейді. Себебі, болмашы апат болған жағдайда да автокөлік жөндеу қымбатқа түседі. Шикізаттың өзі болаттан гөрі көп тұрады, ал егер бөлшекті өзгерту қажет болса, автомобиль иесіне элементтерді сапалы қосуға арналған арнайы жабдықтары бар маман іздеуге тура келеді.

Пластикалық корпус: артықшылықтары мен кемшіліктері

ХХ ғасырдың екінші жартысы пластиктің пайда болуымен ерекшеленді. Мұндай материалдың танымалдығы оның кез-келген құрылымын жасауға болатындығына байланысты, ол тіпті алюминийден гөрі әлдеқайда жеңіл болады.

Пластик бояуды қажет етпейді. Шикізатқа қажетті бояғыштарды қосу жеткілікті, ал өнім қажетті көлеңкеге ие болады. Сонымен қатар, ол өшпейді және сызылған кезде оны бояудың қажеті жоқ. Металлмен салыстырғанда пластик төзімді, ол сумен мүлдем әрекеттеспейді, сондықтан тот баспайды.

Хади моделі пластикалық корпусқа ие

Пластикалық панельдерді жасау құны әлдеқайда төмен, өйткені бедерлеу үшін қуатты престер қажет емес. Қыздырылған шикізат сұйық болып табылады, соның арқасында дене бөліктерінің формасы кез келген болуы мүмкін, оған металды қолданғанда қол жеткізу қиын.

Осы айқын артықшылықтарға қарамастан, пластиктің өте үлкен кемшілігі бар - оның беріктігі жұмыс жағдайына тікелей байланысты. Сонымен, егер сыртқы ауа температурасы нөлден төмен түссе, онда бөлшектер сынғыш болады. Тіпті кішкене жүк материалдың жарылуына немесе бөлшектерге ұшып кетуіне әкелуі мүмкін. Екінші жағынан, температура көтерілген сайын оның икемділігі артады. Пластмассалардың кейбір түрлері күнге қыздырылған кезде деформацияланады.

Басқа себептерге байланысты пластикалық денелер практикалық тұрғыдан аз:

• Зақымдалған бөлшектер қайта өңделеді, бірақ бұл процесс үшін қымбат тұратын жабдық қажет. Пластмасса өнеркәсібіне де қатысты.
• Пластмассадан жасалған бұйымдар жасау кезінде зиянды заттардың көп мөлшері атмосфераға шығарылады;
• Дененің көтергіш бөліктерін пластмассадан жасау мүмкін емес, өйткені материалдың үлкен бөлігі де жіңішке металл сияқты берік емес;
• Егер пластикалық панель зақымдалған болса, оны оңай және тез жаңасына ауыстыруға болады, бірақ бұл металл патчты металға дәнекерлеуге қарағанда әлдеқайда қымбат.

Осы күндері аталған проблемалардың көпшілігін жоятын әртүрлі оқиғалар болғанымен, технологияны жетілдіруге әлі мүмкін болмады. Осы себепті бамперлер, декоративті кірістірулер, қалыптар негізінен пластмассадан жасалған, ал тек кейбір автомобиль модельдерінде - қанаттар.

Композициялық корпус: артықшылықтары мен кемшіліктері

Композит дегеніміз екіден артық компоненттерден тұратын материал. Материалды құру процесінде композит біртекті құрылымға ие болады, соның арқасында соңғы өнім шикізатты құрайтын екі (немесе одан да көп) заттың қасиеттеріне ие болады.

Көбінесе композицияны әртүрлі материалдардың қабаттарын желімдеу немесе агломерациялау арқылы алады. Көбінесе, бөліктің беріктігін арттыру үшін әр бөлек қабат материал жұмыс кезінде қабығынан кетпес үшін күшейтіледі.

Монококты дене

Автомобиль өнеркәсібінде қолданылатын ең көп таралған композит - бұл шыны талшық. Материал полимерлі толтырғышты шыны талшыққа қосу арқылы алынады. Сыртқы корпустың элементтері осындай материалдардан жасалады, мысалы, бамперлер, радиатор торлары, кейде бас оптика (көбінесе олар шыныдан, ал жеңіл нұсқалары полипропиленнен жасалған). Осындай бөлшектерді орнату өндірушіге тірек корпус бөлшектерінің құрылымында болатты қолдануға мүмкіндік береді, бірақ сонымен бірге модельді жеткілікті жеңіл ұстайды.

Жоғарыда аталған артықшылықтардан басқа, полимер материалы автомобиль индустриясында келесі себептер бойынша лайықты орын алады:

• Бөлшектердің минималды салмағы, бірақ сонымен бірге олар лайықты күшке ие;
• Дайын өнім ылғал мен күннің агрессивті әсерінен қорықпайды;
• Шикізат сатысында икемділіктің арқасында өндіруші бөлшектердің мүлдем басқа формаларын жасай алады, соның ішінде ең күрделі;
• Дайын өнімдер эстетикалық көрінеді;
• Сіз киттердің машиналары сияқты үлкен дене бөліктерін, ал кейбір жағдайларда бүкіл денені жасай аласыз (мұндай машиналар туралы толығырақ оқыңыз бөлек шолу).

Алайда инновациялық технология металға толық балама бола алмайды. Мұның бірнеше себебі бар:

1. Полимер толтырғыштарының құны өте жоғары;
2. Бөлшекті жасауға арналған пішін мінсіз болуы керек. Әйтпесе, элемент ұсқынсыз болып шығады;
3. Өндіріс процесінде жұмыс орнын таза ұстау өте маңызды;
4. Ұзақ панельдерді жасау көп уақытты қажет етеді, өйткені композицияны кептіру ұзақ уақытты алады, ал дененің кейбір бөліктері көп қабатты. Қатты денелер көбінесе осы материалдан жасалады. Оларды тағайындау үшін қанатты термин «монокок» қолданылады. Монококты дене типтерін жасау технологиясы келесідей. Көміртекті талшық қабаты полимермен жабыстырылады. Оның үстіне материалдың тағы бір қабаты салынады, сонда ғана талшықтар басқа бағытта, көбінесе тік бұрыштарда орналасады. Өнім дайын болғаннан кейін, оны арнайы пешке салып, белгілі бір уақыт ішінде жоғары температурада ұстайды, сонда материал пісіп, монолитті пішінге ие болады;
5. Композициялық материал бөлшегі бұзылған кезде оны жөндеу өте қиынға соғады (автомобиль бамперлері қалай жөнделетіні туралы мысал келтірілген осында);
6. Композициялық бөлшектер қайта өңделмейді, тек жойылады.

Өндірістің қымбаттылығы мен күрделілігіне байланысты қарапайым жол машиналарында шыны талшықтан немесе басқа композициялық аналогтардан жасалған бөлшектер саны минималды болады. Көбінесе мұндай элементтер суперкарға орнатылады. Мұндай машинаның мысалы - Ferrari Enzo.

2002 Ferrari Enzo

Рас, азаматтық серияның кейбір эксклюзивті модельдері композиттен өлшемді бөлшектерді алады. Бұған мысал BMW M3. Бұл көліктің көміртекті талшықты төбесі бар. Материал қажетті беріктікке ие, бірақ сонымен бірге ауырлық центрін жерге жақындатуға мүмкіндік береді, бұл бұрыштарға ену кезінде түсу күшін арттырады.

Автокөлік корпусында жеңіл материалдарды қолданудың тағы бір ерекше шешімі әйгілі Corvette суперкарының өндірушісі көрсетеді. Жарты ғасырға жуық уақытта компания модельде композиттік панельдер бекітілген кеңістіктік металл жақтауды қолданып келеді.

Көміртекті орган: артықшылықтары мен кемшіліктері

Тағы бір материалдың пайда болуымен автомобильдердің қауіпсіздігі және сонымен бірге жеңілдігі жаңа деңгейге көтерілді. Шын мәнінде, көміртек - бұл бірдей композициялық материал, тек жаңа буын жабдықтары монокок өндірісіне қарағанда берік құрылымдар жасауға мүмкіндік береді. Бұл материал BMW i8 және i3 сияқты танымал модельдердің денелерінде қолданылады. Егер бұрын көміртек басқа автомобильдерде тек әшекей ретінде қолданылған болса, онда бұл денесі толығымен көміртектен жасалған әлемдегі алғашқы өндірістік автомобильдер.

Екі модель де ұқсас дизайнға ие: алюминийден жасалған модульдік платформа. Автокөліктің барлық агрегаттары мен механизмдері оған бекітілген. Автокөліктердің корпусы екі жартыдан тұрады, оларда кейбір ішкі бөлшектер бар. Олар болт қысқыштары арқылы құрастыру кезінде бір-бірімен байланысады. Бұл модельдердің ерекшелігі - олардың алғашқы вагондар сияқты принципі бойынша құрастырылған - рамалық құрылым (мүмкіндігінше жеңіл), оған барлық басқа абыройлар бекітілген.

Өндіріс процесінде бөлшектер бір-бірімен арнайы желімнің көмегімен жалғасады. Бұл металл бөлшектерін дәнекерлеуді имитациялайды. Мұндай материалдың артықшылығы - оның жоғары беріктігі. Автокөлік үлкен төмпешіктерді жеңген кезде корпустың бұралмалы қаттылығы оның деформациялануына жол бермейді.

Көміртекті талшықтың тағы бір артықшылығы - бұл бөлшектерді жасау үшін ең аз жұмысшылар қажет, өйткені жоғары технологиялық жабдық электроникамен басқарылады. Көміртегі денесі арнайы пішіндерде пайда болатын жеке бөліктерден жасалған. Ерекше құрамдағы полимер жоғары қысыммен қалыпқа құйылады. Бұл панельдерді талшықтарды қолмен майлауға қарағанда берік етеді. Сонымен қатар, кішкене заттарды пісіру үшін кішігірім пештер қажет.

Мұндай өнімнің кемшіліктеріне бірінші кезекте жоғары шығындар жатады, өйткені жоғары сапалы қызмет көрсетуді қажет ететін қымбат жабдық қолданылады. Сондай-ақ, полимерлердің бағасы алюминийден әлдеқайда жоғары. Ал егер бөлшек сынған болса, оны өз бетіңізше жөндеу мүмкін емес.

Міне, қысқаша видео - BMW i8-дің көміртекті денелерін қалай жинаудың мысалы:

Сіздің BMW i8 осылай құрастырылады. BMW i8 көлігін құрастыру

Сұрақтар мен жауаптар:

Автокөлік корпусына не кіреді? Автокөліктің шанағы: алдыңғы штанга, алдыңғы қалқан, алдыңғы баған, төбе, В-тәрізді тірек, артқы баған, қанаттар, магистральдық панель және капот, түбінен тұрады.

Автокөліктің корпусы немен жабдықталған? Негізгі корпус - ғарыштық жақтау. Бұл дененің бүкіл периметрі бойынша орналасқан тор түрінде жасалған құрылым. Дене осы тірек құрылымға бекітілген.