Das Funktionsprinzip des Rahmens. Ein Rahmen ist für die Ewigkeit: Warum Autos mit Monocoque-Karosserie niemals Rahmenmodelle ersetzen werden. Was ist der Unterschied zwischen Karosserie- und Rahmen-SUVs?
Ein Rahmenauto ist für die meisten Autoliebhaber die klare Wahl. Was ist an einem Rahmenauto attraktiv? Arten von Rahmen, ihre Vor- und Nachteile. Nun, wenn jemand nicht weiß, was ein Rahmen an einem Auto ist und warum er benötigt wird, lesen Sie diesen Artikel besonders sorgfältig durch. Das wichtiges Merkmal Auto und das müssen Sie wissen!
Welche Arten von Autorahmen gibt es?
Jedes Auto ist eine Ansammlung mechanischer Komponenten und Baugruppen, die an einem tragenden Teil befestigt sind. Bei einigen Fahrzeugen ist die tragende Struktur (Basis) vorhanden Körper, für andere - rahmen oder Bahre.
Zu Beginn der Automobilindustrie wurde die Rahmenkonstruktion bei allen Fahrzeugtypen eingesetzt. Als sich später herausstellte, dass der Einbau des Rahmens aufgrund des großen Gewichts und der hohen Herstellungskosten bei Personenkraftwagen ungerechtfertigt war, begann man, eine tragende Karosserie als Basis zu verwenden.
LKWs und Fahrzeuge mit hoher Geländegängigkeit sind auch heute noch mit einer Rahmenkonstruktion ausgestattet.
Der Vorteil des Rahmens besteht darin, dass er im Vergleich zu anderen Arten von tragenden Teilen die beste Steifigkeit und Zugfestigkeit der Struktur, Torsion und Spannung bietet. Dieser Faktor wirkt sich direkt auf die Tragfähigkeit des Fahrzeugs und seine Geländeeigenschaften aus.
Haupttypen von Autorahmen:
- Khrebtovaya;
- Holmrahmen
Diese Arten haben ihre eigenen Sorten. Beispielsweise bezieht sich die Gabelwirbelsäule auf die Wirbelsäulenrahmen, die periphere Wirbelsäule auf den Holm.
Holmrahmen
Das heute am häufigsten verwendete Rahmendesign.
Dieser Rahmen besteht aus zwei Längsträgern und mehreren Querträgern. Die Holme bestehen aus einem U-förmigen Profil (Kanal). Je höher die Belastung, desto größer die Höhe und Dicke des Profils.
Querträger weisen verschiedene Konstruktionsmerkmale auf. Es gibt X- und K-förmige Querstangen sowie gerade. Zur Montage von Fahrzeugmechanismen und -komponenten an Längsträgern und Querträgern werden verschiedene Befestigungselemente und Halterungen verwendet. Um Rahmenteile miteinander zu verbinden, werden Nieten, Bolzen, Schweißnähte und andere Verbindungen verwendet.
Peripherierahmen
Der Unterschied zum üblichen Holm besteht darin, dass die Holme bei der Herstellung so gebogen wurden, dass zwischen ihnen der größte Abstand bestand. Dies geschieht, um sicherzustellen, dass der Boden des Autos so niedrig wie möglich ist. Solche Rahmen wurden bis in die 60er Jahre des 20. Jahrhunderts hergestellt und in amerikanische Autos eingebaut.
Wirbelsäulenrahmen
Mitte der 20er Jahre des letzten Jahrhunderts entwickelte das tschechoslowakische Unternehmen Tatra einen Wirbelsäulenrahmen.
Der tragende Teil besteht aus einem Rohr, in dem sich alle Übertragungselemente befanden. Über dieses Rohr wurde der Motor mit dem Getriebe verbunden. Das Aggregat, das Getriebe sowie der Achsantrieb und die Kupplung sind Teil der Rahmenelemente. Alle diese Elemente sind starr am Rahmen befestigt.
Durch die Verwendung Kardanwelle Der Motor befindet sich im Rohr und überträgt das Drehmoment auf die Getriebeeinheiten. Nur wenn alle Räder mit einer Einzelradaufhängung ausgestattet sind, ist der Einbau eines Rahmens in ein Auto möglich.
Gabel-Rücken-Rahmen
Es wurde auch in der Tatra erfunden. Die Ingenieure dieses Unternehmens verzichteten auf die starre Befestigung von Getriebe und Motor am tragenden Zentralrohr, wie sie beim Wirbelsäulenrahmen umgesetzt wurde. Bei der Neukonstruktion erschienen auf beiden Seiten des Tragrohrs spezielle Gabeln, auf denen Motor und Getriebe montiert sind.
Basic Vorteile Rahmenstruktur gegenüber anderen:
- hoher Komfort (geringes Geräusch und Vibration),
- hohe Belastbarkeit, schlichtes Design
- einfache Reparatur und Wartung, billige Teile.
Mängel:
- Die Lautstärke nimmt ab Autoinnenraum,
- höheres Fahrzeuggewicht (erhöhter Kraftstoffverbrauch)
- niedrig passive Sicherheit(aufgrund der Unmöglichkeit, Knautschzonen zu programmieren)
- eine Erhöhung des Gesamtpreises aufgrund der Kosten des Rahmens.
Momentan Personenkraftwagen werden mit einer Monocoque-Karosserie hergestellt, während echte (Nicht-SUV-)SUVs auf einem Rahmen hergestellt werden.
Beim Kauf eines SUV können Sie anhand des Vorhandenseins oder Fehlens eines Rahmens grob die Klasse des Autos bestimmen.
Langzeitstudien haben gezeigt, dass während der Fahrt des Autos unkontrollierbare Kräfte auf die Karosserie einwirken, die proportional zur momentanen Masse des Autos und seiner Geschwindigkeit sind und in drei Richtungen – vertikal, horizontal und frontal – wirken und solche verursachen Arten der Verformung von Körperelementen wie Biegung, Kompression, Verdrehung Der Zweck der Reparaturarbeiten besteht darin, die vorgesehene Lebensdauer der Karosseriekomponenten gemäß den Herstellereinstellungen wiederherzustellen. Die Technik der Reparaturarbeiten muss so beschaffen sein, dass die Lebensdauer der reparierten Teile der der nicht reparierten Teile des Fahrzeugs entspricht.
Bei Fahrzeugen mit Monocoque-Karosserie werden die Funktionen des Rahmens entweder von der Karosserie selbst übernommen, oder der Rahmen (oder die ihn ersetzenden Hilfsrahmen) ist strukturell in die Karosserie integriert und kann nicht von dieser getrennt werden, ohne die strukturelle Integrität zu beeinträchtigen. Typischerweise wird die Karosserie mit verschraubten Halterungen und dicken Gummipolstern am Rahmen befestigt, um Vibrationen zu reduzieren.
Alle Komponenten sind am Fahrzeugrahmen befestigt: Motor, Getriebe, Achsen, Aufhängungen. Zusammen bilden sie das Chassis. Das Rahmenchassis ist eine vollständige Struktur, die getrennt von der Karosserie existieren und sich bewegen kann.
Heutzutage werden Rahmenfahrgestelle vor allem bei Traktoren und LKWs verwendet, früher hatten aber auch viele Pkw ein Rahmenfahrgestell. „Starre“ SUVs haben oft einen separaten Rahmen.
Es werden folgende Rahmentypen unterschieden: Holmrahmen, peripherer Rahmen, Wirbelsäulenrahmen, Gabelrahmenrahmen, tragender Rahmen, Gitterrahmen (auch Rohrrahmen genannt).
Holmrahmen mit X-förmigem Querträger
Holmrahmen bestehen aus zwei Längsholmen und mehreren Querträgern, sogenannten „Traversen“, sowie Befestigungselementen und Halterungen für die Montage der Karosserie und der Komponenten.
Die Form und Gestaltung der Längs- und Querträger kann unterschiedlich sein; Es gibt rohrförmige, K-förmige und X-förmige Querträger. Holme haben in der Regel einen Kanalquerschnitt und die Länge des Abschnitts variiert normalerweise: In den am stärksten belasteten Bereichen wird die Höhe des Abschnitts häufig erhöht. Sie können sowohl parallel als auch in einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet sein.
Peripherierahmen
Wird manchmal als eine Art Holm betrachtet. Bei einem solchen Rahmen ist der Abstand zwischen den Längsträgern im Mittelteil so weit vergrößert, dass diese im eingebauten Zustand der Karosserie direkt hinter den Türschwellern liegen. Da der Rahmen an den Übergangsstellen vom üblichen zum vergrößerten Längsträgerabstand geschwächt ist, werden an solchen Stellen spezielle kastenförmige Verstärkungen angebracht, im englischsprachigen Raum Torque Boxes genannt.
Mit dieser Lösung können Sie den Boden der Karosserie deutlich absenken, ihn vollständig zwischen den Längsträgern platzieren und so die Gesamthöhe des Fahrzeugs reduzieren. Daher wurden bei Amerikanern häufig periphere Rahmen verwendet Personenkraftwagen seit den sechziger Jahren. Darüber hinaus erhöht die Anordnung der Längsträger direkt hinter den Karosserieschwellern die Sicherheit des Fahrzeugs bei einem Seitenaufprall erheblich.
Rückenrahmen
Das Hauptstrukturelement eines solchen Rahmens ist das zentrale Übertragungsrohr, das die Motorkurbelgehäuse und Kraftübertragungseinheiten – Kupplung, Getriebe, Verteilergetriebe, das Hauptgetriebe (bzw. die Hauptgetriebe bei mehrachsigen Fahrzeugen), in dessen Inneren sich eine dünne Welle befindet, die bei dieser Bauart die Kardanwelle ersetzt. Erforderlich Einzelradaufhängung alle Räder.
Der Vorteil dieses Schemas ist eine hohe Torsionssteifigkeit; Darüber hinaus können Sie problemlos Modifikationen von Fahrzeugen mit unterschiedlicher Anzahl von Antriebsachsen erstellen. Allerdings ist die Reparatur von in einem Rahmen eingeschlossenen Einheiten äußerst schwierig. Daher wird dieser Rahmentyp sehr selten verwendet und ist bei Pkw völlig außer Gebrauch geraten.
Gabelrückenrahmen
Eine Art Rückgratrahmen, bei dem die vorderen und manchmal auch die hinteren Teile aus Gabeln bestehen, die aus zwei Längsträgern bestehen und zur Montage des Motors und der Komponenten dienen.
Im Gegensatz zum Rückgratrahmen sind die Kraftübertragungsgehäuse meist (aber nicht immer) separat gefertigt, und bei Bedarf kommt eine herkömmliche Antriebswelle zum Einsatz. Unter anderem verfügten Tatra-Oberklassewagen von T77 bis T613 über einen solchen Rahmen.
Zu diesem Typ gehören häufig X-förmige Rahmen, die von einigen Quellen als eine Art Holmrahmen angesehen werden. Ihre Holme liegen im Mittelteil sehr dicht beieinander und bilden ein geschlossenes Rohrprofil. Dieser Rahmen wurde bei den Spitzenwagen der sowjetischen Tschaika GAZ-13 und GAZ-14 verwendet.
Tragende Basis
Dieser Rahmen ist zur Erhöhung der Steifigkeit in den Karosserieboden integriert.
Unter anderem hatten der Volkswagen Käfer und der Bus LAZ-695 dieses Design. Derzeit gilt dieses Vorhaben aufgrund der Möglichkeit, am meisten zu bauen, als recht vielversprechend verschiedene Autos wie auf einer Plattform.
Gitter
Auch Rohrrahmen oder Spaceframe genannt.
Gitterrahmen haben die Form eines Raumfachwerks mit einem sehr hohen Verhältnis von Torsionssteifigkeit zu Gewicht (das heißt, sie sind leicht und sehr torsionsfest).
Eingesetzt werden solche Rahmen entweder bei Sport- und Rennwagen, bei denen es auf ein geringes Gewicht bei hoher Festigkeit ankommt, oder bei Bussen, deren eckige Karosserien sehr komfortabel und technologisch fortschrittlich herzustellen sind.
Bei der Reparaturtechnik stellt sich oft die Frage, wie man ein auf seine Art defektes Element reparieren oder verändern kann. Designmerkmale Lager. Stellen Sie sich beispielsweise eine frontale schräge Verformung der Vorderseite eines Autos vor, bei der die Frontplatte, die Motorhaube, der Kotflügel, der Kotflügel und die Längsträger deformiert werden. Davon können wir bei dieser Einheit zwei abnehmbare Elemente – den Kotflügel und die Motorhaube – und drei oder mehr geschweißte Elemente – den Kühlerrahmen, den Kotflügel und den Holm – unterscheiden. Bei Reparaturarbeiten an verformten Elementen ist es notwendig, die vom Hersteller vorgesehenen Funktionen (Symmetrie der Struktur, Symmetrie der Form der Karosserie und ihrer Elemente, Sicherheit der Passagiere beim Fahren usw.) sicherzustellen.
Wenn wir daher Reparaturen an Kotflügel und Kotflügel übernehmen, müssen Motorhaube, Kühlerrahmen und Holm ausgetauscht werden. Beim Austausch der Motorhaube ist es möglich, die reparierte Oberfläche des Kotflügels an der Stelle, an der er an die Motorhaube angrenzt, zu kontrollieren, die Position des Kühlerrahmens beim Austausch zu kontrollieren und die Verbindung des reparierten Kotflügels damit zu kontrollieren. Beim Austausch des Kühlerrahmens ist es möglich, die Geometrie der Haubenöffnung und den korrekten Sitz des Kotflügels am Oberteil zu kontrollieren.
Beim Austausch des Holms muss auf die Festigkeit dieser Einheit geachtet werden, die durch die Reparatur des Kotflügels und des Flügels geschwächt wird. In diesem Fall ist zu berücksichtigen, dass Reparaturen an Kotflügel und Kotflügel bedingt ohne Erhitzen und Schweißen durchgeführt werden. Wenn einem der reparierten Elemente Wärme zugeführt wird, um das Metall zu schrumpfen oder eine Lücke oder einen technologischen Schnitt zu schweißen, muss das andere Element durch ein neues ersetzt werden. In diesem Fall ist es wirtschaftlich am sinnvollsten, den Flügel auszutauschen. Entscheidet man sich für eine Reparatur der Holmbaugruppe, also des U-förmigen Holms selbst bei leichter Erwärmung, muss bei der Bearbeitung der Verstärker ausgetauscht werden, sei es ein separater Verstärker, ein Kotflügelverstärker oder ein anderes Element.
Es muss auch berücksichtigt werden, dass der Hersteller zwar die strukturelle Beständigkeit der Karosserieelemente mit einem Sicherheitsfaktor von n = 1,3–1,5 ausgelegt hat und dass die Kanten der Karosserie anfällig für die kombinierte Wirkung der vom Getriebe erzeugten Turbulenzkräfte sind und Räder während der Bewegung, der Sicherheitsfaktor beträgt sogar 1,5–2,0, ohne entsprechende Ausrüstung, technologische Karten und Lastverteilungsdiagrammen während eines Unfalls können wir nicht bestimmen, wie sich der Reparaturfaktor in Zukunft auf die Sicherheit der Passagiere bei Verformung auswirken wird.
In Anbetracht der Tatsache, dass die Technologie der Reparaturarbeiten die Lebensdauer der reparierten Teile des Autos mit der unreparierter Teile in Einklang bringen sollte, wäre die ideale Option für die Reparatur dieses Geräts der Austausch aller Elemente, die nicht ohne den Einsatz von Erwärmung oder schweißtechnischen Schnitten repariert werden können.
Ein Beispiel für die Holmreparatur an einem Rahmenwagen
Der rechte Längsträger unter dem Boden des Beifahrersitzes ist so stark von Durchrostung betroffen, dass auch die Querlenkerhalterungen betroffen sind Vorderachse Sie sind nicht nur nicht in der Lage, ihre Funktionen zu erfüllen, sondern sie werden auch losgelöst.
Für Reparaturen wurde ein gebrauchter Holm mit Kotflügel gekauft, aus dem die notwendigen Teile herausgeschnitten wurden.
Um die Stütze sicher unter der Schwelle zu platzieren, musste diese sowie der Boden teilweise erneuert werden.
Anschließend werden die Vorderachsarme entfernt, der beschädigte Teil des Holms herausgeschnitten und ersetzt. Die Arbeit ist nicht einfach, da die Ausschnitte zur Lastverteilung aufwändig ausgeführt sind, der Zugang zum Schweißen teilweise schwierig ist und Nähte beidseitig angebracht werden müssen.
Das Foto zeigt eine Bodenverstärkung, an der ein Deckblech an den Holm angeschweißt ist.
Wir verschweißen die Reparaturteile mit dem Boden und schützen die Nähte allseitig mit Dichtmasse.
Wir tragen auf allen reparierten Stellen eine Anti-Kies-Beschichtung auf, führen eine interne Korrosionsschutzbehandlung der Schwelle und des Längsträgers durch und erhalten das Ergebnis der Reparatur.
Kommt es bei einem Autoaufprall zu erheblichen Verformungen, müssen zunächst die mechanischen Einheiten ausgebaut werden – nur so können die Falten sorgfältig begradigt und nicht reparierbare Teile ausgetauscht werden. Darüber hinaus werden dadurch eventuell entstehende und verbleibende Eigenspannungen nach dem Richten beseitigt. Wenn das Fahrzeug fährt, können Eigenspannungen zu Spannungen in den Halterungen von Stoßdämpfern und Buchsen führen und manchmal zu deren Bruch führen.
In manchen Fällen kann jedoch ein vorläufiges Richten der Karosserie mit eingebauten mechanischen Aggregaten den Zugang zu den auszubauenden Aggregaten erleichtern, beispielsweise zur Motoreinheit bei Fahrzeugen mit Frontantrieb, nach vorne oder Hinterachse. In diesem Fall muss darauf geachtet werden, die Befestigungsschrauben und Stoßdämpfer auszutauschen. Dieser Vorgang wird auf einem Ständer durchgeführt.
Wenn ein Aufprall auf die vordere oder hintere Halbachse zu einer Verformung der Karosseriebasis führt, können Sie die Karosserie auch aufrichten, indem Sie den Spannmechanismus an verformten mechanischen Einheiten wie Felgen oder Querlenkern befestigen (einhängen). . Die Bearbeitung erfolgt in der Richtung, die dem Aufprall direkt entgegengesetzt ist. Die Durchführung eines solchen Vorgangs ist nur dann möglich, wenn der Aufprall direkt auf die vordere oder hintere Halbbrücke traf und ein Austausch erforderlich ist.
Außerdem ist ein Austausch der Kugelgelenke und Lenkstangen erforderlich. Das Richten mit einem Wagenheber oder einem anderen hydraulischen Mechanismus wird verwendet, um die Form wiederherzustellen oder ein verformtes Teil zu begradigen. Vergessen Sie jedoch nicht, wenn Sie mit der Arbeit beginnen, dass es zu einer Verformung des angrenzenden Bereichs kommen kann, wenn Sie einen Körperteil scharf bearbeiten. Daher empfiehlt es sich beim Dehnen, d.h. gleichzeitig mit der Wirkung des Wagenhebers, die Wiederherstellung der Linearität des Körpers durch Klopfen auf die Falten zu begleiten. Und nach dem Dehnen mit einem Wagenheber müssen alle inneren Spannungen durch Klopfen (mit einem Richthammer) auf den gesamten begradigten Bereich entfernt werden.
Um sicherzustellen, dass es aufgrund von Eigenspannungen nicht zu nachträglichen Rückbewegungen der begradigten Körperteile kommt, wird die Oberfläche durch eine Holzunterlage in Schlagrichtung abgeklopft. Wenn der begradigte Körper seine Form nicht verändert, wurde der Begradigungsvorgang korrekt durchgeführt. Andernfalls müssen erneut Anpassungen vorgenommen werden, bis die Geometrie innerhalb der vom Fahrzeughersteller festgelegten Toleranzen liegt.
Wenn ein Auto einen Seitenaufprall erleidet, führt dies zu einer Verformung der Karosseriebasis, begleitet von einer leicht festzustellenden Längenverkürzung der Karosserie auf der Seite der beschädigten Oberfläche. Bei der Bearbeitung am Stand muss der Darsteller diesen Umstand berücksichtigen. In der Praxis erfolgt die Begradigung durch gleichzeitiges Strecken in zwei Richtungen: seitlich und längs, wodurch die ursprüngliche Geometrie der Körperbasis wiederhergestellt werden kann.
Ein Beispiel für die Seitenflächensanierung ist das Richten der B-Säule, die mit einer Zugkette umwickelt ist. Um die Zahnstange vor Beschädigungen zu schützen und die Kraft gleichmäßig zu verteilen, wird zwischen Zahnstange und Kette eine Holzleiste gelegt.
Es kann eine Längsdehnung gleichzeitig mit einer seitlichen Dehnung durchgeführt werden auf verschiedene Weise. Wenn sich die Verformung auf den unteren Teil der Karosserie konzentriert, wird die Basis durch die Befestigung der Klammern an der Schwellerbördelung direkt begradigt. Der Wagenheber wird zwischen den beiden Klemmen platziert und bewegt diese unter Druck in Längsrichtung, während gleichzeitig eine seitliche Dehnung durchgeführt wird. Wenn sich die Verformung auf den Oberkörper konzentriert, erfolgt die Dehnung in Längsrichtung vom vorderen und hinteren Körperteil.
Das Richten und Prüfen neuer Längsträger muss mit Präzisionsgeräten durchgeführt werden, die nur in Werkstätten erhältlich sind.
In jedem Fall gelingt die Geometriediagnostik am besten mit einer guten Ausrüstung, deren Auswahl in der nächsten Ausgabe besprochen wird.
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Die resultierende Struktur wird als Chassis bezeichnet. Das Rahmengestell kann in den meisten Fällen sogar separat auf der Straße bewegt werden. Die Geschichte des Rahmenfahrwerks reicht bis in die Anfänge der Entwicklung der Automobilindustrie zurück. Der separate Rahmen war eine komplett automobile Lösung. Autodesigner haben diese Idee vom Schienenverkehr übernommen. Die ersten Rahmen bestanden aus Hartholz. Darüber hinaus waren in jenen Jahren runde Metallrohre das Material für die Rahmen.
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts erfreuten sich Rahmen mit einem Design aus Stanzprofilen mit rechteckigem Querschnitt großer Beliebtheit. Näher an den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts befanden sich viele Pkw-Hersteller Fahrzeuge verzichtete auf die Verwendung von Rahmen zugunsten eines selbsttragenden Körpers. Heutzutage werden Rahmenfahrgestelle vor allem bei Lastkraftwagen und Traktoren verwendet, aber auch viele SUVs und Limousinen sind oft mit Rahmenkonstruktionen ausgestattet. Letztere müssen einen Rahmen installieren, da sich die tragende Karosserie bei einer so großen Länge des Autos als übergewichtig herausstellt.
Jeder Autorahmen hat Besonderheit aus gestalterischer Sicht. Es besteht darin, die Funktionen der tragenden Teile des Körpers und seiner Paneele, die dekorative Bedeutung haben, zu trennen. Dekorplatten können auch mit einem Verstärkungsrahmen ausgestattet werden. Ein solcher Rahmen kann sich beispielsweise im Bereich von Türöffnungen befinden, nimmt in diesem Fall jedoch nicht an der Wahrnehmung von Kraftbelastungen teil, die sich während der Fahrt bemerkbar machen. Am häufigsten ist Klassifizierung von Automobilrahmen abhängig von der verwendeten Tragkonstruktion. Es gibt Holm-, Wirbelsäulen-, Peripherie-, Gabel-Wirbelsäulen-, Gitterrahmen sowie in den Körper integrierte tragende Strukturen.
Im Lieferumfang enthalten Holmrahmen umfasst mehrere Querträger, die manchmal „Traversen“ genannt werden, ein Paar Längsholme (dies ist die Bezeichnung für das Hauptfestigkeitselement der Tragkonstruktion, bei dem es sich um einen komplex geformten Kasten aus Metall handelt), Konsolen und Befestigungselemente zum Einbau einer Karosserie und diverser Aggregate darauf. Sowohl Querträger als auch Längsträger können sich in Design und Form unterscheiden. Es gibt X-förmige, K-förmige und rohrförmige Querträger. Ihr Zweck besteht darin, der Struktur die größtmögliche Steifigkeit zu verleihen. Für die Herstellung von Traversen wird üblicherweise ein gebogenes Metallprofil verwendet. Das charakteristischste Merkmal von Holmen ist ein U-förmiger Abschnitt (Kanal), der in der Länge variiert. In den am stärksten belasteten Bereichen wird die Höhe des Kanalabschnitts erhöht.
Die Holme können parallel zueinander oder in einem bestimmten Winkel angeordnet sein. Darüber hinaus können die Holme in vertikaler oder horizontaler Ebene gekrümmt eingebaut werden. Die Parallelanordnung wird vor allem bei Nutzfahrzeugen eingesetzt. Die übrigen Schemata eignen sich gut für SUVs – Autos mit Geländegängigkeit. Durch den schrägen Einbau der Längsträger ist es möglich, den maximalen Winkel zu erreichen, um den sich die Lenkräder drehen. Biegungen in der vertikalen Ebene dienen dazu, den Schwerpunkt zu senken. Gleichzeitig wird auch das Bodenniveau im Auto abgesenkt. Durch die Biegung der Längsträger in der Horizontalen wird neben der Absenkung des Bodenniveaus auch eine deutliche Erhöhung der passiven Sicherheit bei einem möglichen Seitenaufprall erreicht.
Zur Verbindung der Rahmenteile werden Bolzen und Nieten verwendet. Auch Schweißverbindungen sind weit verbreitet. Nietrahmen werden häufiger in Strukturen verwendet LKWs und geschweißte Rahmen - bei der Herstellung von Personenkraftwagen und Muldenkippern mit großer Nutzlast. Bolzen haben in der Kleinserienproduktion Anwendung gefunden. Fast alle LKWs und SUVs sind mit Holmrahmen ausgestattet. Die Beliebtheit solcher Strukturen ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass mit dem Begriff „Rahmen“ meist ein Holmstützsystem gemeint ist.
Die Entwicklung des Wirbelsäulenrahmens wurde in den 20er Jahren des letzten Jahrhunderts von der tschechoslowakischen Firma Tatra durchgeführt. Viele von dieser Firma hergestellte Autos wurden damals mit solchen Rahmenfahrgestellen ausgestattet. Das Hauptstrukturelement des Wirbelrahmens ist das zentrale Übertragungsrohr, auf dem die Kurbelgehäuse des Aggregats und andere Komponenten zusammengefasst sind.
Der Einbau eines solchen Rahmens geht mit der Notwendigkeit einher, das Auto mit einer Einzelradaufhängung aller Räder auszustatten, was in den meisten Fällen durch die Anbringung eines Paares schwingender Räder an den Seiten am First erfolgt (jedes davon hat ein Scharnier). . Der Hauptvorteil dieses Schemas ist die hohe Torsionssteifigkeit. Darüber hinaus wird es möglich, verschiedene Modifikationen von Fahrzeugen mit unterschiedlicher Anzahl von Antriebsachsen nahtlos zu entwickeln. Der Hauptnachteil ist die Schwierigkeit, starr am Rahmen befestigte Einheiten zu reparieren. Dies ist der Grund für die geringe Beliebtheit von Rückgratrahmen in der modernen Automobilindustrie.
Gabelrückenrahmen
Eine Art Variation des oben besprochenen Rahmentyps ist das Gabel-Rücken-Design. Hier sind die vorderen und manchmal auch die hinteren Teile in Form von Gabeln ausgeführt, die aus einem Paar Holmen bestehen, die der Befestigung dienen Kraftwerk und Übertragungseinheiten. Dieser Rahmen unterscheidet sich von einem herkömmlichen Backbone-Rahmen dadurch, dass die Gehäuse der Kraftübertragungseinheiten separat gefertigt werden. Viele Experten zählen hier auch die sogenannten X-förmigen Rahmen, die manchmal als eine Art Holminstallationen bezeichnet werden.
Peripherierahmen
Der umlaufende Rahmen wird oft auch als Variation des Holmtyp-Designs betrachtet. Im Mittelteil des umlaufenden Rahmens ist der Abstand zwischen einem Längsträgerpaar so groß ausgeführt, dass nach der Montage der Karosserie die Längsträger direkt hinter den Türschwellern zu finden sind. Die „Achillesferse“ eines solchen Rahmens ist der Ort, an dem der Übergang vom vergrößerten Abstand zwischen den Längsträgern zum normalen Abstand stattfindet. An diesen Stellen werden spezielle kastenförmige Verstärkungen eingebaut, deren Analoga häufig bei Fahrzeugen mit Monocoque-Karosserie zu finden sind. Das Ergebnis der Verwendung einer peripheren Struktur ist eine deutliche Absenkung des vollständig zwischen den Längsträgern liegenden Karosseriebodens, was letztendlich zu einer Reduzierung der Gesamthöhe des Fahrzeugs führt.
Gitterrahmen werden manchmal auch als Gitterrahmen oder Rohrrahmen bezeichnet. Bei einem solchen System handelt es sich um ein räumliches Fachwerk, für dessen Herstellung relativ dünne Rohre verwendet werden. Diese Rohre bestehen aus legierten Stählen, die sich durch eine hohe Festigkeit auszeichnen. Darüber hinaus muss dieses Material leicht und verwindungssteif sein. Rohrstrukturen haben in Renn- und Sportwagen Anwendung gefunden, denn für sie ist einer der wichtige Parameter ist das minimale Gewicht bei maximaler Festigkeit. Der in die Karosserie integrierte Rahmen weist keine wesentlichen strukturellen Unterschiede zum üblichen Rahmen auf, ist jedoch durch Schweißen mit der Karosserie verbunden.
Zur Hauptsache Vorteile von Rahmenkonstruktionen Zu den Merkmalen eines Autos gehören: Einfachheit, relativ niedrige Kosten, die Möglichkeit, grundlegende Fahrzeugmodelle zu vereinheitlichen, die Wahrnehmung schwerer Belastungen beim Fahren, erhöhter Komfort und eine bessere Geräuschdämmung. Darüber hinaus ist die Reparatur eines Autos mit Rahmen nach einem Verkehrsunfall viel einfacher als die Reparatur eines Autos mit Monocoque-Karosserie. Die Nachteile von Rahmen sind das erhöhte Fahrzeuggewicht (im Vergleich zu einer Monocoque-Karosserie) sowie eine schlechtere passive Sicherheit, verbunden mit Schwierigkeiten bei der Schaffung programmierter Deformationszonen.
Zu diesem Zeitpunkt begannen viele Marken mit der Produktion von Massenmodellen, deren Herstellung unter anderem durch Reduzierung des Materialverbrauchs und Vereinfachung der Montagetechnik kostengünstiger und vereinfacht werden sollte. Die damals üblichen Konstruktionen mit Rahmenchassis und Karosserien auf einem Holzrahmen boten sich hierfür nicht an, und trotz des höheren Stahlpreises orientierte sich der Karosseriebau von Holz auf Metall.
Die Karosserien wurden aus gestanzten Metallteilen hergestellt. Den Konstrukteuren, die über die Technologie verfügten, Rahmenteile mit dem erforderlichen Profil und der erforderlichen Festigkeit zu stanzen, konnte die räumliche Struktur der Karosserie nur soweit verstärkt werden, dass sie die Komponenten und Baugruppen des gesamten Autos tragen konnte.
Zu diesem Zeitpunkt hatten Berechnungsmethoden und Metallbearbeitungstechnologien ein Niveau erreicht, das es ermöglichte, in der Massenproduktion ein geringes Gewicht und eine ausreichende Steifigkeit eines dreidimensionalen Systems zu erreichen.
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Lancia Lambda Torpedo 4 Serie 1922-1924
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Opel Olympia 1935-1937
So entstand tatsächlich die Monocoque-Karosserie. Die ersten rahmenlosen Serien-Pkw waren der italienische Lancia Lambda (1922) mit offenem Armaturenbrett. Dann gab es Kompakt Opel-Limousine Olympia (1935) und der frontgetriebene Citroen 7 Traction Avante (1934), der später legendär wurde. Sie haben gezeigt, dass der Rahmen für die Massen gedacht ist Personenkraftwagen ist überhaupt nicht notwendig. Aber diese Autos ähnelten dem heutigen Tesla oder BMW i8. Jeder wusste von ihnen, aber nur sehr wenige hatten sie.
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Bruch
Mitte des 20. Jahrhunderts zeigte sich ein weiterer bedeutender Vorteil einer Ganzmetall-Monocoque-Karosserie gegenüber einer Rahmenkonstruktion. Die Öffentlichkeit begann, sich um die passive Sicherheit von Fahrzeugen zu kümmern. Crashtests haben gezeigt, dass Autos mit Holmrahmen bei den häufigsten Zusammenstößen – Frontalzusammenstößen – gefährlich sind.
Der zu steife Rahmen ermöglichte es der Fahrzeugfront nicht, sich im erforderlichen Maße zu verformen und die Aufprallenergie zu absorbieren, was dazu führte, dass die Passagiere in der Kabine durch den Aufprall auf Innenteile tödliche Verletzungen erlitten.
Bei einem rahmenlosen Auto erwies es sich als wesentlich einfacher, Verformungszonen für die „beliebtesten“ Kollisionsarten zu berechnen und die Sicherheit der „bewohnten Kapsel“ zu gewährleisten. Die Monocoque-Karosserie ermöglichte es den Konstrukteuren auch, einen schweren Schlag zu steuern, wenn sie durch einen Frontalaufprall erheblich zerquetscht wurde Netzteil unter dem Boden und nicht in die Kabine, wie es oft bei einer von unten mit starren Längsträgern geschlossenen Rahmenkonstruktion der Fall ist.
So hat sich eine ganze Reihe von Gründen herauskristallisiert, die zu einer Abkehr von der weit verbreiteten Verwendung von Rahmenkonstruktionen führten:
1. Die Entstehung von Technologien zur Herstellung tragender Körper mit geringer Masse und ausreichender Steifigkeit;
2. Der Kampf um leichtere Autos;
3. Der Wunsch, das nutzbare Körpervolumen zu vergrößern;
4. Der Wunsch, das Fahrzeughandling durch Absenken des Schwerpunkts zu verbessern;
5. Steigende Anforderungen an die passive Sicherheit von Fahrzeugen.
Nash-Auto von 1942. Die Karosserieverstärkungen sind im Bild hervorgehoben.
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Abfangjäger der Polizei Ford Crown Victoria
Aus diesen Gründen blieben Rahmenkonstruktionen in der amerikanischen Automobilindustrie bis 2011 bestehen, als das Werk den letzten Mohikaner in Originalgröße produzierte, den Ford Crown Victoria, den wir alle aus amerikanischen Actionfilmen der 1990er und 2000er Jahre als Hauptmodell kennen Polizeitransport, wurde geschlossen.
Das Auto war langlebig, langlebig und komfortabel, obwohl es nach heutigen Maßstäben mit seinen beachtlichen Abmessungen (5,4 x 2,0 x 1,5 m) nicht über ausreichend Platz in der Kabine verfügte. Der nächste Ford-Polizist – die Taurus Police Interceptor-Limousine (wir haben darüber im Artikel darüber geschrieben) – ist bereits nach einem allumfassenden Design gefertigt.
Wie wäre es im Gelände?
In der SUV-Community war es nicht so einfach: Sie ohne nennenswerte Verluste von ihrem Rahmen zu trennen, erwies sich als schwieriger. Zumindest, weil das Fahren auf schlechten Straßen oder im Gelände auf die eine oder andere Weise mit einem häufigen „Hängen“ des Autos einhergeht – seiner diagonalen Schräglage.
Um sicherzustellen, dass die Geometrie des Tragkörpers erhalten bleibt, ist es notwendig, diesen durch zusätzliche Knotenbleche, Abstandshalter und stärkere Träger deutlich zu verstärken. Andernfalls sind Verformungen der Öffnungen mit der Unfähigkeit, die Tür zu öffnen oder zu schließen, oder sogar Ermüdungsrisse an den am stärksten belasteten Stellen vorprogrammiert. Erschwerend kommt hinzu, dass die meisten SUVs über große fünftürige Karosserien verfügen, die die Gewährleistung der räumlichen Steifigkeit zusätzlich erschweren.
Generell ist es den Designern nicht gelungen, den Rahmen bei großen SUVs komplett „wegzunehmen“ – sie haben ihn integriert. Mit anderen Worten wurden leichte Teile eines herkömmlichen Rahmens in den Power-Frame der Karosserie eingebaut. Dabei handelte es sich zunächst einmal um Längsholme, die in bestimmten „Regionen“ des Körpers zu einer dreidimensionalen Form ausgebildet waren. Das haben die Schöpfer der dritten Generation getan Land Rover Discovery (2004) oder Suzuki Grand Vitara(2005) zweite Generation.
Suzuki Grand Vitara und Land Rover Discovery
Und einer der Pioniere des integrierten Rahmens unter den kompromisslosen SUVs war. Bei der Geburt im Jahr 1966 erhielt „Volynyanka“ eine Milde offener Körper
, in dessen Boden ein Holmrahmen aus Längs- und Querträgern eingeschweißt war. Wir haben bereits ausführlich über die Geschichte dieses erstaunlichen Autos geschrieben.
Es sollte beachtet werden, dass Vertreter des glorreichen Stammes der harten „Schurken“ durch den Verlust eines Rahmens Gefahr laufen, die Möglichkeit zu verlieren, viele enge „Verwandte“ zu haben – eine bestimmte Anzahl von Körper- und Modellvarianten. Schließlich ist es das Rahmenchassis, das die Erstellung von „
) SUVs zeichnen sich durch eine Rahmenkarosseriestruktur aus. Wissen Sie, was das ist? Und wie unterscheidet sich eine Karosserie auf Rahmen von der Karosserie eines gewöhnlichen Autos? Wenn nicht, dann ist der heutige Artikel genau das Richtige für Sie ...
Beginnen wir wie üblich mit der Definition.
Vereinfacht ausgedrückt ist der Rahmen hier das zentrale Verbindungselement aller Komponenten (sozusagen ein menschliches Skelett) und nimmt auch die gesamte Last während der Fahrt auf. Wenn Sie keinen Körper auf den Rahmen stellen und alle Hauptkomponenten daran befestigt sind, kann er sich leicht bewegen. Genau so ist es beispielsweise bei unseren UAZ-Fahrzeugen umgesetzt.
Warum wird eine Karosserierahmenstruktur benötigt?
Der Karosserierahmen ist in der Regel das haltbarste Element; ein Auto mit einer solchen Struktur kann hohen Belastungen standhalten (sowohl in Bezug auf die Tragfähigkeit als auch auf die Geländegängigkeit). Aus diesem Grund verfügen vor allem „schwere“ SUVs, LKWs, Kleinbusse und einige große Busse über dieses Karosseriedesign. SUVs benötigen einen Rahmen, um sehr schlechte Straßen, hohe Steigungen und sumpfige Gebiete zu überwinden. Lkw und Busse – für mehr Ladekapazität.
Karosserierahmenstruktur
Wenn wir übertreiben, ist die Struktur bis zur Schande einfach. Zwei Längsträger aus Metall, die durch Querträger verbunden sind. Normalerweise gibt es nur zwei Längsträger, es können aber auch deutlich mehr Querträger vorhanden sein. Zuvor verliefen die Längsträger nahezu parallel zueinander, doch bald wurde klar, dass eine solche Konstruktion nicht sehr praktisch war, da der Motor, der am Rahmen montiert war, sehr hoch angebracht war. Daher wurde später der vordere Teil verbreitert (so dass der Motor zwischen den Längsträgern montiert wurde) und der hintere Teil verschmälert, insbesondere bei LKW-Konstruktionen (die Rahmensteifigkeit erhöht sich ebenfalls und die Tragfähigkeit erhöht sich entsprechend).
Es ist zu beachten, dass der Rahmen der schwerste Teil der Karosserie ist und etwa 20 % des Gesamtgewichts des Autos ausmacht. Doch die Entwickler arbeiten an leichteren und stärkeren Materialien, denn je geringer die Masse, desto geringer der Kraftstoffverbrauch.
Je nach Herstellung des Rahmens kann dieser unterteilt werden in:
- ON genietet (die gebräuchlichste Art), Rahmenelemente werden mit Nieten aneinander befestigt
- ON-Schrauben, arbeitsintensiver und daher seltener. Die Elemente werden mit Schrauben und Muttern verbunden
— Geschweißter Rahmen, der seltenste Typ. Wird hauptsächlich für schwere Spezialgüter verwendet. Technologie. Die Elemente sind miteinander verschweißt.
Haupttypen von Karosserierahmen
Es gibt mehrere Haupttypen:
„Leiter“ oder Holm. Wie der Name schon sagt, sieht es aus wie eine normale Treppe. Nicht hier Schwachstellen Alle Elemente sind sehr langlebig, daher werden diese Typen hauptsächlich in Nutzfahrzeugen eingebaut. Sehen Sie sich ein Beispielvideo an
Peripherie oder „Körper“. Der vordere und hintere Teil sind schmaler, aber der Mittelteil (der sich unter dem größten Teil der Karosserie befindet) ist verbreitert. Dies geschieht, um die Karosserie in diesem Teil abzusenken, wodurch das Auto deutlich niedriger wird, was sich positiv auf die Aerodynamik auswirkt.
Chrebetnaja. Der verstärkte Mittelteil des Rahmens ist ein Übertragungsrohr. Die Hauptanwendung liegt in Fahrzeugen mit Einzelradaufhängung vorne und hinten. Sehr verwindungssteif, aber aufgrund seines komplexen Aufbaus und der schwierigen Reparaturen selten verwendet.
„Racing“, Gitter oder Rohr. Es besteht nicht nur aus einem Rahmen, sondern auch aus einem fast vollständigen Autorahmen, der aus dünnen (aber starken und leichten) Rohren besteht. Verwendet am Sportwagen Mobiltelefone (daher der Name), wahrscheinlich hat jeder das Geschirr von Sportwagen gesehen, das ist eine sportliche Rahmenstruktur der Karosserie.
Für und Wider
Lassen Sie uns abschließend über die Vor- und Nachteile der Rahmenkörperstruktur sprechen
1) Die meisten Rahmen haben ein einfaches Design
2) Einfache Reparatur
3) Einfache Montage (insbesondere bei Montage mit Nieten)
4) Verbesserte Geländegängigkeit des Fahrzeugs
5) Verbesserte Tragfähigkeit
1) Durch die Trennung von Rahmen und Karosserie erhöht sich das Gewicht des Fahrzeugs
2) Weniger Platz in der Kabine. Dadurch, dass der Körper zwischen den Längsführungen eingebaut ist
3) Das Auto am Rahmen ist viel steifer. Die Federung erfolgt in der Regel mit Federn, seltener mit Federn. Denn Federn können eine große Masse tragen.
4) Schwierige Landung. Die Autos sind hoch und wenn es keine Stufen gibt, ist es nicht einfach, hinaufzusteigen.
5) Schlechtere passive Sicherheit. Bei einem starken Aufprall reißt die Karosserie einfach vom Rahmen.
Wie Sie sehen, ist die Rahmenkarosserie des Autos hauptsächlich für schwierige Straßenverhältnisse oder den Transport großer Lasten ausgelegt. Der „Rahmen“ eignet sich nicht für gewöhnliche, komfortable Fortbewegung in der Stadt; es ist besser, sich für ein Auto mit Monocoque-Karosserie zu entscheiden, aber das ist eine ganz andere Geschichte.
Sehen Sie sich nun zum besseren Verständnis ein kurzes Video des zusammengebauten Karosserierahmens an.
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