Лонжеронная рама автомобиля: что это, устройство, виды

Безопасность и надежность машины зависит от прочности конструкции. Лонжеронная рама автомобиля хорошо защищает от ударов и вибрации. И служит надежной опорой для кузова и других деталей и узлов.

Что такое лонжеронная рама

Основа автомобиля – жесткая платформа из металлических балок различного сечения. Состоит из продольных и поперечных элементов, соединенных сваркой или болтами. Конструкция расположена в горизонтальной плоскости и служит опорой для всех узлов машины.

Лонжеронная рама автомобиля состоит из профилированных стальных труб переменного сечения, может иметь местные изгибы для узлов авто. Способ установки поперечин чаще перпендикулярно лонжеронам, но иногда применяют соединение под углом.

Лонжеронная рама автомобиля

Конструкция хорошо подходит для эксплуатации в жестких условиях – бездорожье, перевозка грузов, ямы и выбоины на асфальте. Стальные лонжероны обычно делают из швеллера или квадратного профиля. Изгиб конструкции позволяет сместить центр тяжести автомобиля ниже и повысить устойчивость на дороге. Лонжеронная рама воспринимает ударные нагрузки и вибрацию при движении по неровной дороге и поглощает часть энергии. Так защищает пассажиров от внешних воздействий на кузов.

Разновидности

Конструкция лонжеронной рамы автомобиля включает продольные и поперечные балки металлопрофиля, соединенные под углом. Элементы силового каркаса размещают с учетом установки соответствующих узлов и агрегатов машины.

Основные конструктивные элементы лонжеронной рамы автомобиля и способы их соединения:

1. Параллельные траверсы, скрепленные с продольными швеллерами в виде «лестницы». Чаще применимы для тяжелых машин в условиях бездорожья.
2. Изогнутая рама по контуру кузова позволяет повысить устойчивость. Создает комфортные условия в салоне и защищает пассажиров от внешних ударов и вибрации.
3. Лонжеронная рама автомобиля с вертикальными участками позволяют уменьшить клиренс машины. Обычно такую конструкцию устанавливают на общественном транспорте для удобства пассажиров.
4. Элементы рамы, расположенные под углом в виде скошенного креста, увеличивают жесткость системы. Обычно такой тип основы применяют на внедорожниках и грузовиках.

Кроме стальных сплавов, в составе балок используют профилированный алюминий, титановые швеллера и композитные материалы.

Конструкция лонжеронной рамы КАМАЗа

На тяжелые грузовики при движении по дороге воздействуют деформационные силы, скручивающие и растягивающие конструкцию. В этих условиях сварной шов может не выдержать нагрузок. Поэтому к лонжеронам КАМАЗа применяют заклепочный крепеж поперечных металлических траверс. Основные узлы и агрегаты размещают на кронштейны или прикручивают болтами.

Лонжеронная рама, установленная на автомобиле КАМАЗ, изготовлена из стали с низким содержанием углерода. Крепление кабины грузовика выполнено с помощью упругих устройств, чтобы избежать передачи деформации от неровностей дороги.

Конструкция лонжеронной рамы КАМАЗа

Лонжеронная рамы в автомобиле КАМАЗа состоит из следующих элементов:

• передние кронштейны;
• два параллельных швеллера продольного расположения;
• семь поперечных траверс из профилированной стали;
• буксировка прицепа с крюком;
• предохранительные буфера;
• косынки ребер жесткости;
• кронштейны для крепления узлов и агрегатов.

Детали, которые перечислили выше, имеют переменное сечение и выполнены штамповкой из стальных сплавов.

Функционал лонжеронной рамы

Главная задача силового каркаса автомобиля – демпфирование внешних ударных нагрузок и вибрации. Другая роль – опора для узлов и агрегатов, защита кузова и пассажиров. Сечение и материал лонжеронной рамы автомобиля подбирают соответственно действующим нагрузкам. Для прикрепления деталей делают технологические отверстия и устанавливают проушины.

Вдоль основы обеспечивают свободную вентиляцию для предупреждения коррозии. Кроме несущей, конструкция лонжеронной рамы автомобиля выполняет функции амортизаторов от вибрационной и ударной нагрузки с разных направлений. В случае аварии лонжеронная рама автомобиля принимает основную силу воздействия. Гасит большую часть энергии и противодействует деформации конструкции машины.

Починка трещин на металлических балках автомобиля

Сильные удары могут нарушить геометрию устройства лонжеронной рамы автомобиля, что влияет на управляемость. Трещины в металлических балках и на сварных швах часто становятся ядром коррозии. Поэтому после ДТП важно восстановить начальную геометрию лонжеронной рамы и сделать ревизию поверхности и соединений.

Плюсы и минусы такой конструкции

Основные внутренние и внешние нагрузки на автомобиль принимает силовой каркас из металлических профилированных балок. На этой платформе устанавливают все узлы машины – двигатель, трансмиссию, подвеску, кузов и другие детали.

Положительные стороны лонжеронной рамы автомобиля – это:

• высокая прочность с минимальным весом элементов конструкции;
• хорошая управляемость при выполнении маневров на дороге;
• надежная защита кузова и пассажиров.

Силовой каркас этого типа используют для грузовых машин и внедорожников из-за высокой прочности.

Часть лонжеронной рамы автомобиля

Основные проблемы лонжеронной рамы автомобиля – это:

• усталость металла – проявляется потерей прочности, появлением микротрещин и коррозии;
• деформация при сильных ударах со смещением узлов и агрегатов машины;
• сложность частичного ремонта, часто необходима полная замена каркаса.

Еще один минус лонжеронной рамы – в большой связанности частей детали. Любое серьезное повреждение влияет на конструктивную геометрию устройства.

Примеры автомобилей с лонжеронной рамой

Мощный каркас необходим для перевозки грузов и езды по бездорожью. Прочная конструкция хорошо держит нагрузку и защищает машину от ударов и вибрации.

Лонжеронная рама Toyota Land Cruiser

Описания автомобилей с лонжеронной рамой:

1. КАМАЗ 5320 – тяжелый трехосный грузовик. Тягач работает с прицепами различных конфигураций. Двигатель 10,85 л мощностью 210 л/с развивает максимальную скорость до 100 км/ч.
2. ГАЗ-14 «Чайка» – седан представительского класса ограниченной серии. Мощность мотора – 220 л/с, время разгона до 100 км/с – 15 сек, расход топлива – 22 л на 100 км.
3. Toyota Land Cruiser – японский полноприводный 5-дверный внедорожник Модели нового поколения авто с дизельным двигателем до 309 л/с и расходом топлива 15-25 л на 100 км.
4. Nissan Patrol – популярный японский автомобиль с полным приводом. Шестое поколение поставляют с двигателем 5,6 л и мощностью до 400 л/с. Семиступенчатая – с электронным переключением режимов в зависимости от состояния дорожного покрытия.
5. Jeep Wrangler – американский внедорожник, конструктивно созданный для вооруженных сил США. Новые поколения оборудованы двигателем 6,4 л с мощностью до 470 л/с и АКПП на 8 скоростей.

В тракторах обычно используют полурамный остов. Лонжероны – важная деталь автомобильного каркаса, усиливающая жесткость всей конструкции. В машинах моделей ВАЗа несущий кузов безрамный и объединен с силовым каркасом.