Ремонт кузова рамной конструкции

Рамный или несущий? Какой тип кузова лучше для внедорожника и почему

Споров по поводу того, какая конструкция автомобильного кузова лучше — рамная или несущая, становится все меньше. Использование современных материалов и передовые методы проектирования позволяют создавать структуры, обеспечивающие несущему кузову и легкость, и прочность. И не случайно новейшие Land Rover Defender и Land Rover Discovery имеют в своей конструкции именно несущие кузова. А ведь эти автомобили — признанные покорители бездорожья.

Если абстрагироваться от эмоций, то обе «стороны баррикады» по-своему правы. Важно, для какой цели приобретается автомобиль. Нужен легкий грузовичок? В этом случае рама действительно позволит обеспечить повышенную грузоподъемность, да и клиренс в зависимости от степени загрузки существенно меняться не будет. Вы большой поклонник жесткого бездорожья и путешествия по непроходимым дебрям доставляют вам несказанное удовольствие? Возможно, рамная конструкция вам и в этом поможет, но это уже не столь очевидно. Здесь главным преимуществом «рамника» станет возможность обеспечить большие, нежели у несущих аналогов, ходы подвески. Кроме того, лонжероны — это дополнительный демпфирующий элемент, который экранирует шумы и вибрации от дороги. В случае с несущими кузовами конструкторам придется озаботиться дополнительной шумо- и виброизоляцией. Немаловажен и другой момент: кузов для рамных машин легче модифицировать, то есть у разработчиков появляется больше возможностей для расширения модельной гаммы, базирующейся на одной платформе.

На «стапелях» сборочного конвейера —
кузова нового Land Rover Defender.

В то же время рамный внедорожник будет обладать большей массой — только рама потянет килограммов на 200. Понятно, что это не буквальная разница в весе, так как сам несущий кузов, с набором усиливающих его элементов, тоже не легок. Но, тем не менее, несущая конструкция легче рамной. А значит, и динамические показатели, и экономичность у такого автомобиля, при равной «энерговооруженности», будут выше. Как и управляемость. Реакции на работу рулем более легкого автомобиля станут четче — и центробежные силы, и инерционные массы в этом случае сократятся. Здесь хорошим примером могут служить спорткары с каркасом безопасности. Такой «монолит» создает максимально жесткую связь между передней и задней подвесками, позволяет очень точно настроить характеристики амортизаторов, обеспечивает отличную обратную связь… Если же говорить о динамическом комфорте, то и тут будет лидировать автомобиль с несущим кузовом.

Так собирались рамные конструкции первых Defender.

Еще больший вклад несущий кузов вносит в повышение уровня пассивной безопасности. На раме сложнее спроектировать зоны программируемой деформации, так как при расчетах приходится рассматривать два конструктивных элемента: сам каркас и закрепленный на нем через эластичные подушки кузов. Случаи, когда во время ДТП эти крепления разрывало, отнюдь не редкость. Кроме того, в несущей конструкции легче спроектировать направляющие, по которым двигатель после удара уйдет вниз, а не в салон.

Так изнутри выглядит структура современного несущего кузова. Лонжероны, коробы, усилители. И комбинации различных материалов.

Многие считают, что «рамники» долговечнее. Но и в этом случае все не так просто. Во-первых, сама рама подвержена коррозии. Во-вторых, удары, пришедшиеся в определенные зоны рамы, могут привести к ее деформации, а значит и замене. А эта операция потребует и времени, и значительных финансовых вложений. Что касается кузова, то его долговечность зависит от того, насколько хорошо он защищен от коррозии, и этот момент, конечно же, в большинстве случаев учитывается. Например, производятся различные виды оцинковки, а при конструировании стараются исключить возникновение гальванических пар (как, к примеру, при непосредственном контакте стали и алюминия — комбинации материалов, все шире и шире используемой в современном автомобилестроении). Да что там современные, высокотехнологичные кузова — по нашим дорогам еще вовсю бегают ВАЗ-2121 «Нива» с несущими кузовами, которым от рождения по три десятка лет.

Внедорожные возможности нового Land Rover Defender. A: угол съезда 40°. B: угол рампы 28° (для версии 90 — 31°). C: угол въезда 38°. D: боковые воздухозаборники помогают автомобилю преодолевать брод глубиной до 900 мм. Структура кузова нового Land Rover Defender. A: 29 000 Нм/град. Самый жесткий алюминиевый кузов Land Rover.B: до 18 тонн рывковой нагрузки, приложенной к буксирным крюкам. C: структура в три раза более жесткая, чем традиционная рамная конструкция. D: до 300 кг статической нагрузки на крышу и до 168 кг динамической нагрузки на крышу. E: до семи тонн вертикальной нагрузки на подвеску.

Инженеры компании Jaguar Land Rover имеют богатый опыт проектирования как рамных конструкций, так и несущих кузовов, и возможностей для сравнения характеристик у них более чем достаточно. Кстати, в автомобилях Land Rover использовались и «переходные» варианты, такие как интегрированная рама. По сути это — силовой каркас, повторяющий геометрию кузовных элементов. В ходе испытаний выяснилось, что жесткость кузова с интегрированной рамой Land Rover Discovery третьего поколения составляет 15 000 Нм/град., что само по себе отличный результат. Но прогресс не стоит на месте: у более свежего несущего кузова Discovery пятого поколения этот показатель в полтора раза выше: 23 000 Нм/град. А новый Defender и вовсе бьет все рекорды, демонстрируя 29 000 Нм/град. Согласитесь, весьма неплохой аргумент.

Юрий Овчинников,
организатор трофи-рейда Ladoga Trophy

По поводу рамной конструкции я бы не был столь категоричен, как многие из моих друзей-джиперов. Если ездить по пересеченной местности «не включая голову», с жесткими динамическими нагрузками, то да, наверное, здесь предпочтение может быть отдано раме. Что касается живучести кузовов, то в обоих случаях все будет зависеть от того, насколько хорошо они защищены от коррозии. Любая рама, несмотря на свою массивность, активно ржавеет. Я обратил на это внимание еще на моделях Toyota Land Cruiser 60 и Land Cruiser 40, несмотря на то что рама последней имела вентиляционные отверстия. И еще пример. Три года назад я купил 13‑летний Land Rover, номер на раме которого еле-еле читался в боковом свете. А через год номер и вовсе исчез. При авариях достаточно часты деформации рамы, а это весьма дорогостоящий ремонт, кроме того, нередки случаи, когда кузов после жесткого удара слетает с рамы. Я уже не говорю о «перевертышах». Да, старый рамный Land Rover Defender был очень популярен среди любителей езды по бездорожью. Приобретали его, во-первых, за имидж, во-вторых, за отличную проходимость, которую, в свою очередь, обеспечивали оптимальная артикуляция мостов и большие ходы подвески. Но, с моей точки зрения, самое важное оружие джипера в борьбе за проходимость — это правильное давление в шинах. И еще знание «матчасти» — если в момент преодоления препятствия, особенно в каменистой местности, ты точно знаешь, где у тебя находится «яблоко» редуктора моста, то с таким бездорожьем ты справишься. И рама здесь абсолютно не при чем.

Ремонт рамы автомобиля

Наиболее часто встречающимися дефектами рамы являются:

1. погнутость балок
2. погнутость передних клыков
3. трещины балок
4. расшатывание заклепочных соединений

Погнутость продольных балок рамы в горизонтальной и вертикальной плоскостях вызывает смещение осей отдельных агрегатов и нарушает их нормальную работу. Наличие погнутости обычно определяют на глаз при помощи метровой линейки. Погнутые места выправляют в холодном состоянии специальными приспособлениями, одно из которых показано на рисунке. Это приспособление состоит из балки с отверстиями для закрепления струбцинок и винта.

Рис. Приспособление для правки рамы: 1 — балка; 2— струбцинка; 3 — винт; 4 — балка рамы.

Выправленные места проверяют прикладыванием к балке рамы метровой линейки.

Погнутость передних клыков вызывает смещение передних рессор и как следствие этого усиленный износ шин и затруднения в управлении автомобилем (тянет в сторону). Для проверки наличия и характера погнутости клыков в отверстия правого и левого рессорных кронштейнов пропускают металлический прямой прут.

Диаметр прута должен соответствовать диаметру отверстий кронштейнов. Если прут свободно проходит в отверстия, значит клыки не погнуты. В противном случае их необходимо выправить. Для правки погнутое место обкладывают древесным углем, который разжигают паяльной лампой. После прогрева клыки правят при помощи домкрата и цепи или специальным правочным прессом.

Рис. Заварка трещин балок рамы: а — наложение шва; б — приваривание накладки; в — приваривание коробки

Трещины балок рамы обнаруживаются осмотром. Небольшие трещины заваривают электродуговой или газовой сваркой. Заварка рам, имеющих поперечные трещины, прохотящие через весь профиль, или продольные трещины более 450 мм без усилительных накладок или коробок не допускается. При наличии больших трещин раму ремонтируют следующими способами:

1. Изготовляют специальную коробку по внутренним размерам балки рамы и вставляют ее плотно в раму в нагретом состоянии, затем заваривают поврежденное место и к раме приваривают коробку.
2. Изготовляют коробку, просверливают в ней отверстия для заклепок, коробку вставляют плотно в балку рамы и, пользуясь коробкой как кондуктором, просверливают отверстия в раме. Затем приклепывают коробку к балке рамы стальными заклепками, которые предварительно нагревают до температуры 1000—1100°.

При выполнении ремонта указанными способами особое внимание следует уделять плотной подгонке коробок, иначе балка рамы будет ослаблена. Иногда ремонт производят устанавливая накладку толщиной 8—10 мм и приваривая ее к балке рамы по периметру.

Ослабление заклепочных соединений определяют простукиванием молотком. При ослабевших заклепках слышен дребезжащий звук. Головки ослабевших заклепок срубают кузнечным зубилом, а стержни заклепок выбивают бородком.

Если отверстия под заклепки изношены и имеют неправильную форму, то их развертывают под увеличенный размер заклепок. Нагретую до температуры 1000—1100° заклепку вгоняют в подготовленное отверстие легкими ударами, под ее головку устанавливают упор и через обжимку частыми и сильными ударами расклепывают конец заклепки. После остывания проверяют качество клепки ударами молотка. Около заклепок звук должен быть чистым, без дребезжаний. В противном случае клепку следует произвести снова.

Особенности ремонта кузова автомобиля своими руками

В общей конструкции автомобиля наиболее дорогим и в то же время уязвимым является кузов. При дорожно-транспортных происшествиях, даже незначительных, чаще всего страдают его отдельные части и детали. Самое простое повреждение покраски наружных поверхностей может произойти при езде по лесу или из-за некачественных работ на заводе-изготовителе. В то же время технология ремонта кузова настолько отработана, что это можно сделать не только с помощью специалистов в СТО, но и самому в частном гараже.

Устройство кузова легкового автомобиля

Конструкция такой части современной легковой автомашины как кузов, на автомобилях разного класса похожа в основных своих элементах, однако, имеются и некоторые различия, влияющие в первую очередь на жесткость корпуса машины. Внедорожники в большинстве имеют рамный кузов, кроссоверы и некоторые легковые автомобили комплектуются подрамниками, большинство автомобилей имеют жесткий несущий кузов.

Эти особенности имеют значение, когда возникает необходимость ремонта кузова автомобиля. Основными элементами кузовной конструкции являются:

• крыша;
• основание, которое является полом машины;
• передняя, средняя и задняя стойки;
• передний щит, отделяющий отсек двигателя от салона;
• брызговик;
• панель багажника;
• центральный тоннель;
• крылья — передние и задние;
• двери.

Силовой каркас кузова включает:

• передний и задний лонжероны;
• несъемные пороги;
• поперечины передняя и радиатора;
• поперечная балка под опоры ДВС;
• поперечины под передними и задними сиденьями;
• подоконная балка;
• передняя и задняя балки крыши.

Некоторые особенности кузовного ремонта

Ремонт кузова автомобиля своими руками можно сделать, если повреждения штампованных поверхностей или силовых конструкций не имеют тяжелого характера и для устранения неисправностей не требуется специального технологического оборудования.

Эти работы можно отнести к мелкому ремонту, если нужен только локальный ремонт кузова. То есть требуется устранение царапин или сколов покраски. Своими руками можно делать также сложный ремонт, когда имеются вмятины с повреждением покраски, деформация кузова или подрамника.

При любой степени повреждения первым делом надо провести диагностику объекта предстоящих работ для определения необходимого объема материалов, требуемого инструмента и предполагаемого количества трудозатрат. Это надо делать всегда — при обнаружении царапин и коррозии, если нужен ремонт сколов на кузове или необходима серьезная рихтовка, а также покраска деталей или всего кузова.

Вмятины

Деформация штампованных элементов кузовной конструкции могут быть отремонтированы самостоятельно водителем или владельцем машины. Для этих работ необходим верстак или специальный стол, набор рихтовочного инструмента, наковаленки и вытяжки. Перед тем как приступить к рихтовке поврежденного участка надо определить, можно это сделать без последующей покраски или же потребуются дополнительные затраты на это. Про технологию удаления вмятин без покраски читайте в отдельной статье.

Сложный ремонт кузова автомобиля, когда нарушена геометрия конструкции или произошла серьезная деформация силового элемента каркаса, типа лонжерона, лучше поручить специалистам.

Если без покраски рихтовку сделать не удается, то после выправления металла надо с помощью шпатлевки выровнять отрихтованную поверхность. Шпатлевку надо наносить мягким шпателем. Поверх выровненной детали наносится грунт. Это обязательное условие недопущения коррозии и устранения царапин при неаккуратном нанесении шпатлевки.Последним этапом происходит покраска отремонтированной детали или всего кузова.

Коррозия

Локальный ремонт кузова включает в себя, в том числе, устранение коррозии на отдельных элементах. Больше всего этому подвержены пороги из-за царапин, которые образуются при попадании камней во время движения машины и нижние части крыльев, куда постоянно попадают вода и грязь.

Перед удалением участков металла пораженных коррозией надо тщательно зачистить от грязи всю деталь. Определить степень поражения металла ржавчиной и принять решение, каким способом коррозию устранять. При незначительной ржавчине достаточно обработать ее антикоррозийным составом, который содержит ортофосфорную кислоту. После чего промыть поверхность, обезжирить и нанести грунт.

Покраска детали завершает процесс.Если же повреждение от ржавчины значительные, тогда необходимо вырезать поврежденный участок и поставить заплатку из качественного металла.

Сколы и царапины

В процессе эксплуатации машины, особенно на российских дорогах, не избежать появления царапин разной глубины и других повреждений лакокрасочного покрытия. Ремонт сколов на кузове и устранение царапин — это наиболее простые виды кузовных работ. Для того чтобы убрать эти мелкие повреждения часто достаточно отполировать поврежденный участок.

Для устранения более глубоких царапин надо тщательно промыть нужный участок, затем протереть его уайт-спиритом и обработать специальной автомобильной шпатлевкой.

Завершающим этапом будет грунтовка и покраска нужной поверхности.В случаях, когда количество и глубина царапин на отдельном участке достаточно велики, требуется шлифовка этой поверхности с помощью специальной машинки.

Дальнейшая обработка этого участка также начинается со шпатлевки и грунтовки.

Смотрите видео по теме: