Лонжерон автомобиля: что это и для чего он нужен, поломки и особенности ремонта
Содержание:
Виды лонжерона
Конструктивные особенности элементов и их монтаж зависят от технологии изготовления определенного типа транспортного средства, где лонжероны автомобиля могут располагаться так:
- параллельно и горизонтально по отношению друг к другу;
- изогнуто, в соответствии с контуром всего днища машины;
- вертикально;
- под углом.
Одинаковый тип можно увидеть на транспортных средствах совершенно разного исполнения и назначения: грузовик, внедорожник, легковой автомобиль. Несущие конструкции, выполненные горизонтально параллельно, обычно можно увидеть на машинах с улучшенной проходимостью.
Конструкция в вертикальном исполнении дает возможность снизить пол, не изменяя его плоских качеств. Изогнутые элементы позволяют получить такой же результат, только при этом появляется дополнительная безопасность.
Рекомендуем
«Как снять датчик охлаждающей жидкости самостоятельно и заменить на новый» Подробнее Между лонжеронами кузова автомобиля есть поперечные вставки, которые являются ребрами жесткости. Расположение вставок может быть различным: К- либо Х-образно, под углом 90° к лонжерону. Для легковых машин используется для закрепления деталей сварка, для грузовых – клепки.
Элементы оборудуются специальными кронштейнами, с помощью которых происходит установка функциональных узлов.
Недостатки
Есть у такой конструкции и минусы. Недостатки касаются взаимосвязи всех элементов. При аварии нарушается геометрия всех деталей, будь то правый лонжерон или левый. Причиной того является равномерная ударная нагрузка. При ДТП энергия распределяется по всей несущей конструкции. В случае с рамой повреждения были бы минимальными, а геометрию можно было бы восстановить очень легко. Лонжероны же обладают низкой ремонтопригодностью. В странах Западной Европы такой автомобиль и вовсе списывают в «тотал», особенно если удар коснулся зоны с заливной горловиной. Но в России такие машины пытаются восстановить. И это не замена лонжерона, а вытягивание деформированного элемента на стапеле — специальном стенде для выравнивания геометрии кузова. Мастер зацепляет клещами за край кузова и ровняет поврежденные поперечины. Но беда в том, что при ДТП повторно прежнюю безопасность лонжерон не обеспечит. Он не будет гасить и смягчать удар так, как в первый раз, тем более, если была произведена сварка в ответственных местах. Внешне восстановленный автомобиль выглядит как заводской, однако о пассивной безопасности говорить не приходится.
Обратите внимание: при некачественном ремонте такой автомобиль можно распознать по неравномерным зазорам. Если они слишком большие и расходятся в разных местах, значит, машина побывала в серьезном ДТП
Не стоит приобретать подобные авто даже за полцены. Это чревато последствиями.
Отметим, что с лонжеронами связаны многие системы, и при малейшем нарушении геометрии это проявляется в управлении. На таком авто невозможно выставить развал-схождение, из-за чего на скорости машина будет «искать дорогу» или уходить в одну сторону. Возможна также неправильная работа трансмиссии, поскольку мотор будет наклонен под углом. На «тотальных» авто часто лопается лобовое стекло. Чтобы этого не случалось, мастерам порой приходится производить ювелирную работу по выставлению геометрии. Но не каждый специалист это может сделать.
Плюсы и минусы такой конструкции
Огромный плюс того, что в автомобиле находится лонжеронная конструкция, заключается в том, что она создает необходимую жесткость при легком весе. Малый вес обеспечивает повышенный уровень управляемости, машина становиться более маневренной. Обеспечивается максимальная пассивная безопасность за счет присутствия некоторых конструктивных решений, о которых мы говорили выше.
Но есть здесь и определенные минусы:
- Каждый агрегат автомобиля (двигатель, коробка переключения передач и др.) закреплены на лонжероне, за счет чего обеспечивается взаимная связь. И если кузов повреждается сильным ударом, то технические элементы также страдают;
- Из-за особенностей конструкции лонжероны редко, когда поддаются ремонту.
Основные проблемы машины, связанные с лонжеронами
Главная проблема такой конструкции автомобиля заключается в том, что со временем металл поддается усталостному эффекту, из-за этого через 10 лет на вид прочная конструкция в действительности может оказаться вовсе и не такой.
Вернуть первоначальный вид может быть крайне сложно либо вовсе невозможно. При лопании лонжерона автомобиля весь кузов теряет заложенную прочность. Поэтому даже после мелкой аварии нужно проверять в каком состоянии несущая конструкция. Даже если на вид с кузовом все нормально.
Восстановление геометрии
В зависимости от того, насколько сильно была повреждена машина, определяется вид ремонтных работ. Если машина рамная и пострадали лонжероны, то заменить их не составит особого труда. Если же лонжерон был одной из несущих частей кузова, то дела обстоят намного хуже. Нередко бывает и так, что заменить лонжероны невозможно или просто бессмысленно. Если деформация частичная, то несущую часть кузова возможно вытянуть на специальном стенде. С его помощью можно постараться вернуть параметры к изначальным, но прочность однозначно будет уступать варианту, изготовленному в заводских условиях.
Бывают и такие аварии, после которых невозможно вытянуть конструкцию, и она нуждается в замене. Если не правильно подобрать лонжерон на замену, неправильно сварить или закрепить конструкцию, то это приведет к скорой поломке кузова снова
Учитывая то, что основное назначение лонжерона – это усиление кузова, то эта конструкция становиться крайне важной для машины. Поэтому и ремонту этой детали, в случае необходимости, нужно уделить максимум внимания в плане качества. Автомобиль должен быть безопасным и надежным
Поэтому необходимо следить за его техническим состоянием, тщательно проверять потенциально опасные узлы. Также нужно учитывать это и при покупке подержанного автомобиля. Основным несущим элементом является лонжерон. Он отвечает за жесткость кузова и устойчивость к деформациям. Это необходимо для того чтобы выдерживать большие нагрузки. В данной статье рассказывается о том, что это такое – лонжерон автомобиля, зачем он нужен и как его проверить
Автомобиль должен быть безопасным и надежным. Поэтому необходимо следить за его техническим состоянием, тщательно проверять потенциально опасные узлы. Также нужно учитывать это и при покупке подержанного автомобиля. Основным несущим элементом является лонжерон. Он отвечает за жесткость кузова и устойчивость к деформациям. Это необходимо для того чтобы выдерживать большие нагрузки. В данной статье рассказывается о том, что это такое – лонжерон автомобиля, зачем он нужен и как его проверить.
Передние лонжероны это две металлические профильные трубы.
Лонжерон представляет собой две металлические профильные трубы, которые находятся в нижней части автомобиля и удерживают на себе основные элементы – двигатель, колеса, сиденья, кузовные детали. В большинстве внедорожников роль несущей конструкции выполняет рама. Для легковых автомобилей более универсальным решением является использование лонжеронов. Они намного легче, что позволяет снизить вес автомобиля.
Лонжеронные рамы автомобилей
У автомобилей, вагонов и локомотивов два лонжерона, соединённые поперечными элементами, представляют собой металлический короб сложной формы, образующий раму (шасси), служащую опорой для безрамного кузова, а также для крепления рессор, колёс и других деталей. Иными словами, лонжерон — это труба из металла, которая имеет прямоугольное сечение, чаще всего это парная деталь — для задней и передней части.
Классический вариант такой рамы напоминает по виду и конструкции лестницу, поэтому в обиходе её иногда могут называть лестничной (ladder frame). Лонжеронные рамы состоят из двух продольных лонжеронов и нескольких поперечин, также называемых «траверсами», а также креплений и кронштейнов для установки кузова и агрегатов. Форма и конструкция лонжеронов и поперечин могут быть различными; так, различают трубчатые, К-образные и Х-образные поперечины. Лонжероны как правило имеют сечение швеллера, причём обычно переменное по длине — в наиболее нагруженных участках высота сечения зачастую увеличена. Иногда они хотя бы на части своей длины имеют замкнутое сечение (короб). На спортивных автомобилях могли применяться трубчатые лонжероны и поперечины круглого сечения, имеющие лучшее соотношение массы и жёсткости. По расположению лонжероны могут быть параллельны друг другу, либо располагаться друг относительно друга под некоторым углом. Детали рамы соединяются заклёпками, болтами или сваркой. Грузовые автомобили обычно имеют клёпаные рамы, легковые и сверхтяжёлые самосвалы — сварные. Болтовые соединения находят применение обычно при малосерийном производстве. Современные тяжёлые грузовики и прицепы также иногда имеют рамы, собранные на болтах, что значительно облегчает их обслуживание и ремонт, при этом приходится применять специальные меры, направленные на предотвращение самооткручивания болтов.
Лонжеронная рама традиционного типа обеспечивает автомобилю достаточно высокую жёсткость, особенно в случае наличия развитых поперечин (К-образных, Х-образных), и с технической точки зрения не устарела до сих пор, однако имеет существенный недостаток — её лонжероны проходят под полом кузова, так что его приходится располагать достаточно высоко. До тех пор, пока массовые легковые автомобили оставались сравнительно высокими, это не представляло затруднения, однако во второй половине 1950-х годов распространилась мода на приземистые кузова, что в случае использования рамы традиционного типа вынуждало делать сидения очень низкими, чтобы при высоком расположении пола обеспечить достаточное расстояние между подушками сидений и крышей, а это снижало комфортабельность. Выходом стал переход либо на несущий кузов, либо на раму вильчато-хребтового или периферийного типа, у которых лонжероны так или иначе обходят пассажирский салон (либо вынесены по бокам от него, либо расположены в центральном тоннеле кузова), позволяя опустить пол и совместить небольшую общую высоту автомобиля с достаточным простором в салоне. На автомобилях же, к которым не предъявляется подобных требований, например — имеющих высокие кузова внедорожниках, лонжеронная рама и сегодня применяется в своём исходном виде. Один из последних примеров применения лонжеронной рамы на обычном легковом автомобиле — восточногерманский Wartburg, выпускавшийся до конца 1980-х годов.
Лонжеронная рама с Х-образной поперечиной.
Лонжеронные рамы применяются практически на всех грузовиках, в прошлом широко применялись и на легковых автомобилях — в Европе до конца сороковых, а в Америке — до конца восьмидесятых — середины девяностых годов. На внедорожниках лонжеронные рамы широко применяются по сей день. Ввиду такого широкого распространения, обычно в популярной литературе под словом «рама» понимают именно лонжеронную раму.
К лонжеронным ряд источников относит также периферийные (часто выделяемые в отдельный тип) и Х-образные рамы (последние другими источниками классифицируются как разновидность хребтовых).
Основные типы лонжеронов
Необходимо понимать, что несущий элемент устанавливается в автомобилях в самых разных положениях. Обычно это зависит от транспортной модели и ее предназначения. На сегодняшний день известно о четырех лонжеронных видах в зависимости от их расположения. Речь идет о:
- Горизонтальных с параллельным расположением друг к другу.
- Изогнутых (копируют контуры днища и идут вдоль него)
- Вертикальных.
- Угловых.
Все вышеописанные типы монтируются как в легковых машинах, так и в грузовых, внедорожном транспорте. Первый тип конструкции нередко устанавливается в автомобилях с высоким уровнем проходимости. Благодаря размещению по вертикали инженерам удалось добиться создания плоского пола, который сильно занижен по сравнению с классическими вариантами. Идентичный эффект для транспорта дают и горизонтально изогнутые модели, при этом наблюдается повышение уровня безопасности.
К слову, между лонжеронами есть и поперечины. Это своего рода ребра кузовной жесткости, отличающиеся разным размещением: К-образно, Х либо в перпендикулярном положении. Зачастую поперечины создаются из стали, сгибаются под конкретным углом. В легковушках поперечины привариваются, а в грузовом транспорте закрепляются посредством клепок. К лонжеронам, в свою очередь, крепятся кронштейны, которые потом используются для установки автомобильных агрегатов.
Инструмент для ремонта лонжеронов (Rail saver)
Тим Герхардс (Tim Gerhards), американский специалист по ремонту кузова, работающий в этой области с 1986 года, придумал инструмент, помогающий устранять вмятины и изгибы на лонжеронах, воздействуя на неровности изнутри. Это достаточно новое изобретение. Инструмент называется Rail saver (буквально переводится как спасатель лонжерона). Он представляет собой металлический корпус, к одному концу которого прикручивается гидравлический цилиндр, подключённый к насосу. Внутри корпуса находится металлическая труба.
На один конец этой трубы воздействует гидравлический цилиндр, а на другом конце расположен клин, который постепенно поднимает часть корпуса, где тоже расположен клин. Получается что-то вроде длинного домкрата, который вставляется внутрь лонжерона до того места, где находится изгиб и производится воздействие на изгиб или вмятину изнутри лонжерона. К месту в инструменте, которое поднимается, могут прикручиваться наковальни разных форм, которые идут в комплекте. Таким образом, этот инструмент может воздействовать на вмятины и складки, образовавшиеся при смещении лонжерона, изнутри.
Инструмент для выправления лонжеронов изнутри Rail saver помещён внутрь лонжерона. Стрелкой показано место, где находится складка, которую выправит инструмент.
При необходимости, с внешней стороны неровность простукивается молотком, а инструмент для выправления лонжеронов действует как поддержка. Так как для действия инструмента применяется гидравлический цилиндр с насосом, то реально убрать деформацию на металле лонжерона любой толщины без особых усилий. Самое главное правильно расположить инструмент в нужном месте. Для этого нужно измерить место расположения деформации и расположить инструмент внутри лонжерона на нужную длину. На корпусе инструмента имеется измерительная шкала.
В зависимости от размеров лонжерона, можно подкладывать деревянные блоки в его полость, чтобы как можно лучше расположить инструмент.
Инструмент Rail saver был протестирован и одобрен компанией General Motors для ремонта аварийных автомобилей в официальных сервисных центрах. Преимущество этого инструмента в том, что при его использовании отпадает необходимость вырезать сегменты в лонжероне для доступа к обратной стороне повреждения. Отпадает необходимость нагрева металла, тем более, что современная высокопрочная сталь чувствительна к нагреву и значительно ослабляется и теряет свойства.
Конструкция инструмента Rail saver достаточно простая и если её досконально понять, то можно изготовить такой инструмент самостоятельно.
Слева в верхней части корпуса инструмента виден клин, на который воздействует другой клин, поднимая его. Трубу с клином внутри корпуса толкает гидравлическая растяжка. Место с клином, которое поднимается при воздействии гидравлики, нужно установить напротив складки, внутри лонжерона. К этой части инструмента могут прикручиваться специальные наковальни/поддержки.
Задачи лонжеронов
Лонжерон в легковом авто служит в качестве усилительной детали для днища кузова, брызговиков и пола багажного отделение. У больших автомобилей он выступает в роли главного силового элемента корпуса. Кроме усиливающей задачи, передний лонжерон работает как дополнительные амортизаторы – располагается в зоне поглощения деформации. Ведь для того, чтобы часть кузова автомобиля, где находятся люди, получала наименьшие удары при движении, нужно смягчить удар – и этот удар на себя берет передний лонжерон.
Чтобы вибрация равномерно распространялась по кузову, в его передних частях инженеры создают «деформируемые» зоны. В продольном направлении они имеют слабую силовую структуру.
Сейчас производители легковых автомобилей стараются сделать его как можно тоньше: толщину сечения или стенок уменьшают, создают специальные отверстия в самых «безопасных» местах, куда поступает меньше нагрузки. Также конструкторами используются складки при штамповке деталей. Они нужны для того, чтобы во время аварии лонжерон сложился в гармошку, а не переломился. При столкновении лонжероны берут основной удар на себя, из-за чего часто деформируются. Но такая жертва оправдана: за счет поглощения кинетической энергии уменьшается сила удара по салону. В грузовых авто страдают и задние лонжероны и передние.
Детонация двигателя
Еще одной причиной такого характерного стука клапанов является детонация, которая возникает при различных поломках. Это может быть некачественное топливо, общий износ двигателя, неправильно выставленное зажигание и ряд других поломок двигателя. Определить возникшую детонацию, а вместе с ней и стук пальцев можно по появлению выхлопного дыма с характерным чёрным цветом, по вибрации мотора, снижению мощности двигателя и работе силового агрегата на более высокой температуре.
При сильной детонации стук клапанов может быть как постоянным, так и появляться лишь на горячем моторе. Нельзя исключать в подобном случае использование некачественного топлива. Поэтому, если после заправки на новой АЗС появились такие проблемы, то, с большой долей вероятности, именно некачественный бензин и стал причиной стука клапанов. В подобном случае следует по-максимуму слить топливо, заправившись новым качественным бензином.
Для чего нужен лонжерон
В классическом устройстве современного транспортного средства, лонжерон размещается по длине кузовной части для её усиления в тех местах, где располагаются пассажирские сидения и закрепляются элементы с повышенным весом.
Лонжеронная рама применяется для получения определённого количества энергии вместо кузова. Это сделано не только для безопасности, но и для комфорта. Если обеспечить кузову жёсткость, свойственную для лонжерона, страдать будут пассажиры и водитель. Связано это с тем, что все удары и давления будут восприниматься ярче. Теперь понятно, на что влияет нормальная работа лонжерона. Сама деформация лонжерона происходит с годами, и тогда он уже не может смягчать удары.
Как выглядит лонжерон? Это не просто цельная или сборная балка. Для обеспечения всех функций и нормальной работы лонжерона применяются следующие конструктивные решения:
- в некоторых зонах уменьшают толщину стенок профиля, изменяя размер поперечного сечения;
- проделываются технологические отверстия в местах с минимальной статической нагрузкой;
- в местах с максимальным динамическим действием обеспечивают усиление;
- на определённых участках делают складки, помогающие смять лонжерон как гармошку при серьёзном ударе или ДТП.
Как складывается лонжерон при аварии
Уровень прочности и надёжность при правильном креплении детали, значительно выше по сравнению с другими элементами машины. Связано это с тем, за что отвечают рамы. Основная, возлагаемая функция – принятие нагрузок, создаваемых машиной и движением. Поэтому прямое назначение лонжерона – устойчиво переносить ударное действие, в случае попадания колёс в яму во время движения или при ДТП.
Какие ещё есть функции, которые выполняет эта важная деталь?
Дополнительная амортизация
Элементы сборного типа специально разработаны для обеспечения амортизации передней части кузова. За счёт снижения жёсткости балки повышается комфорт при движении, поэтому многие производители делают выбор в пользу именно таких конструкций. Компании постепенно стараются облегчать кузов, учитывая чтобы сборные балки смогли легко переносить такую нагрузку.
Усиление днища и брызговиков
Езда по дорогам плохого качества вызывает немалое беспокойство для водителей. Дно машины не рассчитано на постоянные касания с покрытием и кочками, оно нуждается в защите. Для чего служит лонжерон в этом случае – он усиливает днище машины и предотвращает механические повреждения, способные произойти в пути.
Днище и брызговики постоянно сталкиваются с трудностями, подвергаются испытаниям и именно лонжерон снижает нагрузку на них при работе, предотвращает серьёзные дефекты и поломки. За счёт равномерного распределения ударной волны минимизируется риск образования сколов и трещин.
Защита салона
Во время столкновения балки повышенной жёсткости создают опасность для пассажиров и водителя транспортного средства. Известны случаи, когда конструктивный элемент, пробивая металл, проникал в салон, нанося тяжёлые ранения и увечья пострадавшим. Со временем деталь доработали, в неё внесли изменения, заметно повышающие уровень безопасности при поездках.
Лонжероны изготавливают особым образом. Во время удара элемент при ударе собирается в гармошку, не переламываясь пополам. Это позволяет исключить риск для пассажиров, но защита кузовной части в этом случае уменьшена.
Лонжерон
Читая статьи об автомобилях, в том числе и на нашем сайте, читатели сталкиваются со многими непонятными словами. Одно из них — лонжерон.
Что же это такое?
Определение
Как мы уже писали на Vodi.su, есть три основных типа конструкции кузова:
- рамная;
- безрамная или несущий кузов;
- интегрированная рама.
Лонжероны применяются в любой из них. В рамной конструкции их часто называют продольными балками — они тянутся по всей длине кузова, а в местах крепления двигателя и в задней части их делают особенно прочными и жесткими, так как здесь концентрируется наибольшая нагрузка.
В безрамных автомобилях они используются в подрамнике, который находится под капотом и усиливает переднюю часть автомобиля, где размещен двигатель. То же самое можно сказать и об интегрированном кузове. Также с их помощью усиливают брызговики, пол салона и багажника.
Подобная конструкция применяется в авиации, производстве станков, кораблестроении и так далее. Соответственно, лонжерон — это основная несущая балка кузова, к которой прикреплены все остальные детали рамы.
Лонжероны могут иметь разную форму, но в поперечном разрезе они напоминают букву П, то есть это обычный швеллер, либо выполнены в виде полой трубы с прямоугольным сечением. Благодаря этому они спокойно могут выдерживать вес двигателя, коробки передач, пассажирского отсека, не деформируясь. Такая форма обеспечивает им прочность — попробуйте, к примеру, согнуть лист картона и спичечный коробок — последний согнуть будет куда тяжелее.
Особенности конструкции и предназначение
Если вы ездите на внедорожнике рамного типа, то лонжероны тянутся вдоль всего кузова. Они могут быть сварены между собой либо соединяться заклепками и мощными болтами. Просматривая каталог запчастей к своей машине, можно увидеть названия: лонжерон левый, правый, задний.
В передней части они прикручиваются к поперечине. Если же речь идет о несущем или интегрированном кузове, то к ним может быть приварен подрамник, либо же все они вместе образуют одну конструкцию.
Главные задачи, которые возложены на лонжероны:
- усиление кузова;
- дополнительная амортизация;
- смягчение ударов при столкновении.
Кроме того, благодаря им сохраняется геометрия. Если опытный водитель приобретает автомобиль с пробегом, то в первую очередь он осматривает не салон и состояние обивки, а днище, поскольку на него приходится весь вес машины.
Проблемы, связанные с лонжеронами
Если геометрия кузова нарушена, машина побывала в аварии или из-за коррозии днище пришлось переваривать, то лонжероны могут трескаться или сдвигаться с места. Следует сказать, что ремонт их обходится очень дорого даже на автомобиле с рамной конструкцией кузова. Если же кузов несущий или интегрированная рама, то их приходится переваривать, а сделать это качественно практически невозможно — сварной шов не может обеспечить тот же уровень жесткости, что и цельный металл.
Обратите внимание еще на один момент — в том случае, если кузов, особенно днище, ремонтировали с помощью сварки, то их свойства полностью нарушаются
Покупать такой автомобиль не рекомендуется, поскольку при движении на большой скорости последствия могут быть плачевными:
- ухудшение амортизационных характеристик;
- смещение или трещины лонжеронов;
- ухудшение комфорта езды.
Более того, изменяются и динамические характеристики самого автомобиля, им становится сложнее управлять.
Если же без замены не обойтись, то заказывайте ее только у профессионалов, где имеется оборудование для дуговой сварки. Найти данные детали в продаже можно, правда стоят они довольно дорого. Устанавливайте лонжероны того же размера и из того же материала, что и старые.
На авто с несущим кузовом погнутые лонжероны можно выпрямить на стенде — каролинер. Автомобиль заезжает на него, специалисты замеряют углы отклонения несущих элементов конструкции, и благодаря гидравлическим стержням выравнивают их до нужного уровня.
(3 оценок, среднее: 5,00 из 5)