Типы автомобильных рам. Рамные внедорожники: обзор наиболее известных моделей. А как же офф-роуд

Рама автомобиля

Рама служит основанием, на котором укреплены все части и механизмы автомобиля и его кузов.

Раму имеют все грузовые автомобили. Рама состоит из двух продольных балок - лонжеронов, соединенных несколькими поперечинами - траверсами. Лонжероны изготовлены штамповкой из листовой стали и имеют корытиое или коробчатое сечение переменного профиля, наиболее усиленного в средней части. Части рамы скреплены при помощи угольщиков и косынок на заклепках или путем сварки.

Рис. 1. Рама грузового автомобиля

Передние поперечные балки служат для крепления двигателя. К лонжеронам прикреплены кронштейны для крепления деталей подвески.

У грузовых автомобилей в задней части рамы на специальных поперечных балках устанавливают буксирное устройство, включающее крюк с запором и амортизирующей пружиной или с резиновым амортизатором. Крюк предназначен для присоединения буксируемых автомобилем прицепов.

В передней части рамы закреплены два простых крюка, используемых для буксировки автомобиля при его неисправности, вытаскивания из грязи и т. д.

К передней части рамы прикреплен металлический упор - буфер. Рама со всеми собранными на ней частями опирается через детали подвески на оси с колесами.

Рамой оборудуются также легковые автомобили большой вместимости, имеющие значительное расстояние между осями колес («Чайка», ЗИЛ -111).

Рис. 2. Несущий кузов легкового автомобиля

Для получения необходимой прочности и устранения возможности деформаций кузова раму легковых автомобилей изготовляют специальной конструкции, обычно с Х-образной поперечной балкой и с балками, имеющими увеличенные сечения. К передней и задней частям рамы присоединяют буферы.

У легковых автомобилей малой и средней вместимости отдельная рама обычно отсутствует и вместо рамы используется жесткое основание кузова. Такой кузов называется несущим. Несущую конструкцию кузова имеют автомобили «Запорожец», «Москвич» и «Волга».

У легкового автомобиля с несущим кузовом раму заменяет жесткая конструкция каркаса кузова (рис. 2), состоящая из пола, усиленного балками, передней части, боковых стоек, крыши и задней части. Эти части снабжены усилителями и соединены сваркой. В передней части к полу кузова прикреплена болтами или с помощью сварки короткая (подмоторная) рама, служащая для установки силового агрегата и передней подвески автомобиля. Подкосы, приваренные к раме, крепятся болтами или привариваются к щитку кузова.

Рама автомобиля служит для крепления на ней двигателя, агрегатов шасси, кузова и, таким образом, является несущей конструкцией.

Рис. 3. Лонжеронная рама автомобиля ЗИЛ -130: 1 - буксирный крюк; 2 - буфер; 3 - кронштейн амортизатора; 4 - поперечина; 5 - лонжерон; 6 - буксирный прибор; 7 - кронштейны рессор; в - кронштейн опоры двигателя

Раму имеют все грузовые автомобили, легковые автомобили высокого класса и некоторые типы автобусов. По конструкции различаются рамы лонжеронные, центральные (хребтовые) и Х-образные (комбинированные).

Лонжеронная рама, получившая наибольшее распространение, состоит из двух лонжеронов (продольных балок), связанных между собой несколькими поперечинами (рис. 3). К переднему торцу рамы крепится буфер с двумя буксирными крюками, в задней части рамы установлен буксирный прибор. На лонжеронах крепятся кронштейны для амортизаторов, рессор, опор двигателя, кабины и платформы.

Лонжероны и поперечины штампуются из листовой стали и соединяются между собой заклепками. Сечение лонжеронов имеет корытообразный профиль с наибольшей высотой и жесткостью в средней, более нагруженной части рамы. Поперечины могут иметь специальную форму, необходимую для установки определенных узлов и агрегатов автомобиля.

Безрамная конструкция автомобиля предусматривает применение несущего кузова и используется в легковых автомобилях малого, среднего класса и некоторых типах автобусов. Это позволяет снизить вес легкового автомобиля примерно на 5%, автобуса - на 15%. Корпус кузова легкового автомобиля представляет собой жесткую сварную конструкцию, включающую в себя пол, усиленный лонжеронами и поперечинами, передок с двумя лонжеронами подмоторной рамы, заднюю часть с панелью, боковины со стойками, крылья и крышу.

Рама автомобиля при движении испытывает значительные вертикальные динамические нагрузки от сил инерции подрессоренных частей - самой рамы, двигателя, сцепления и коробки передач, кузова. Рама рассчитывается на прочность при изгибе, кручении и изготовляется из малоуглеродистых или малолегированных сталей с хорошей прочностью и пластичностью.

Рама автомобиля представляет собой остов, на котором укреплены все механизмы автомобиля. Рама должна обладать высокой прочностью и жесткостью, но в то же время быть легкой и иметь такую форму, при которой возможно более низкое расположение центра тяжести автомобиля для увеличения его устойчивости.

Существует три основных типа рам:
— лонжеронные, состоящие из двух продольных балок (лонжеронов), соединенных поперечинами;
— центральные, имеющие в качестве хребта одну продольную балку или трубу;
— комбинированные, сочетающие в своей конструкции оба принципа (среднюю часть рамы выполняют как центральную, а концы делают лон-жеронными).

На грузовых автомобилях наибольшее распространение получили лонжеронные рамы, состоящие из двух продольных параллельных балок - лонжеронов, соединенных поперечинами (траверсами), с использованием сварки или заклепок. В зонах, подвергающихся наибольшим нагрузкам, лонжероны имеют более высокий профиль, а иногда усиливаются местными вставками. Материалом для лонжеронов служат стальные корытообразные профили (швеллеры). Лонжероны иногда делают выгнутыми в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Рис. 3. Автомобильные рамы: а и б - лонжеронные; в - центральные; г - комбинированные

К лонжеронам приклепывают или привертывают кронштейны для крепления рессор, подножек и запасного колеса, а также буфера и тягово-сцепное устройство. Буфера предохраняют кузов от повреждения при наездах, а тягово-сцепное устройство используют для буксирования прицепов.

Рама является основанием для крепления агрегатов, механизмов и кузова автомобиля.

Рама грузового автомобиля состоит из двух продольных балок - лонжеронов, и нескольких поперечин. Элементы рамы изготовляются штамповкой и соединяются между собой заклепками. Лонжероны по овоей длине имеют неодинаковое сечение; в средней части, а у трехосных автомобилей и в задней, они имеют большую высоту. Поперечины изготовлены такой формы, которая обеспечивает крепление к раме соответствующих механизмов.

В передней части рамы к лонжеронам крепятся буфер и буксирные крюки. Автомобили ЗИЛ на переднем буфере имеют откидывающуюся подножку. На задней поперечине устанавливаются буксирное устройство и съемные упругие буферы. На автомобилях ЗИЛ на задней поперечине имеются по два рым-болта для крепления аварийных цепей прицепа.

Буксирное устройство состоит из крюка с защелкой, резинового буфера с упорными шайбами, корпуса с кронштейном и колпаком. Защелка крюка удерживается в закрытом или открытом положениях собачкой. Для устранения самопроизвольного расцепления в отверстия защелки и собачки вставлен шплинт, прикрепленный к крюку на цепочке. Смазка трущихся поверхностей осуществляется через пресс-масленку. У буксирного устройства автомобиля «Урал-375Д» в качестве упругого элемента, используется пружина, а само устройство закреплено в специальной поперечине, которая снизу крепится к задним концам лонжеронов рамы.

Рис. 4. Рама автомобиля ЗИЛ -131:
1 - передний буфер; 2 - буксирный крюк; 3 - кронштейн пусковой рукоятки; 4, 9, 12, 13, 14 - поперечины; 5 - брызговик; 6 - кронштейн задней опоры двигателя; 7 - верхний кронштейн амортизатора; .8-- кронштейн крепления электромагнитного клапана управления включением переднего моста; 10 - кронштейн задней подвески кабины; 11 - кронштейн крепления раздаточной коробки; 15 - рым цепи прицепа; 16 - буксирное устройство; 17 - кронштейны буферов задней рессоры; 18, 20 - кронштейны передней рессоры; 19 - лонжерон

Основными неисправностями рамы являются ослабление заклепок, появление в раме трещин и изломов. Ослабленные заклепки обнаруживаются по дребезжащему звуку, который они издают при простукивании молотком. Трещины и изломы определяются внешним осмотром. Ослабевшие заклепки следует заменить новыми или вместо них поставить болты с пружинными шайбами.

Вследствие высокой прочности и жесткости рама особого технического обслуживания не требует. Необходимо ежедневно очищать ее от грязи и пыли (снега), производить мойку. При ТО-1 проверяют состояние заклепочных соединений и целостность отдельных элементов рамы. Необходимо следить за состоянием окраски рамы и своевременно подкрашивать места, где окраска нарушена.

Рама автомобиля должна отличаться высокой прочностью и жесткостью. Рама должна быть легкой и иметь такую форму, которая обеспечивала бы возможность более низкого расположения центра тяжести автомобиля, что увеличивает его устойчивость.

Рис. 5. Рамы:
а - с параллельными лонжеронами; б - с суживающимися лонжеронами; в - с изогнутыми лонжеронами; 1 - лонжерон; 2 - поперечина

Лонжеронные рамы получили свое название от составляющих их основу продольных балок-лонжеронов, соединяемых между собой поперечинами с помощью сварки или клепки. В местах, подвергающихся наибольшим нагрузкам, лонжероны имеют более высокий профиль, а иногда усиливаются местными вставками. Лонжероны часто делают выгнутыми в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Чтобы защитить от повреждений.радиатор и крылья, на переднем конце рамы устанавливаются буферы в виде поперечных балок, воспринимающих удары при наезде автомобиля на препятствие.

Передняя поперечина рамы имеет форму, специально приспособленную для установки двигателя. Для усиления поперечин иногда в местах их крепления к лонжеронам накладываются косынки и угольники.

В автомобилях с несущими кузовами рама отсутствует, но имеется подрамник для крепления двигателя и передних колес к кузову.

На рис. 6 показана рама грузового автомобиля, состоящая из двух лонжеронов, имеющих профиль швеллера переменного сечения, и поперечин. Лонжероны и поперечины изготовляются из листовой малоуглеродистой стали.

Передний буфер и буксирные крюки крепятся к лонжеронам спереди с помощью кронштейнов и болтов.

Для крепления радиатора и передних опор двигателя служит передняя поперечина, приклепанная к лонжеронам. Задними опорами для двигателя являются кронштейны.

Передние рессоры крепятся к кронштейнам. Резиновые буферы предотвращают удар рессор о лонжерон. Задние рессоры крепятся к кронштейнам. У груженого автомобиля концы подрессорников (дополнительных рессор) опираются на опорные площадки.

На левом лонжероне- установлены гнездо для аккумуляторных батарей и кронштейн крепления картера рулевого механизма. На правом лонжероне имеется кронштейн 6 крепления запасного колеса.

Промежуточная опора карданного вала укреплена снизу второй поперечины, к верхней части которой крепится задняя опора кабины.

Тягово-сцепной прибор крепится распоркой и растяжками к задней поперечине. На заднем конце правого лонжерона помещается кронштейн указателя поворота, а на заднем конце левого лонжерона - кронштейн заднего фонаря.

Рис. 6. Рама автомобиля ЗИЛ -130:
1 - передний буфер; 2 - кронштейн крепления буксирного крюка; 3 - буксирный крюк; 4 - кронштейн крепления двигателя; 5 - усилитель лонжерона; 6 - кронштейн крепления запасного колеса; 7 - кронштейн указателя поворота; 8 - растяжка; 9 - буксирное устройство; 10, 13, 16, 17 и 24 - поперечины; 11 - кронштейн заднего фонаря; 12 - распорка крепления тягово-сцепного прибора; 14 - кронштейн крепления задней рессоры; 15 - опорные площадки подрессорника; 18 - кронштейн крепления платформы; 19 - лонжерон; 20 - гнездо аккумуляторных батарей; 21 - кронштейн крепления картера рулевого механизма; 22 - кронштейн крепления передней рессоры; 23 - резиновый буфер; 25 - кронштейн для направления пусковой рукоятки

Кронштейны служат для крепления платформы, а кронштейн - для направления пусковой рукоятки.

Для повышения жесткости и прочности рамы к ее лонжеронам крепятся усилители.

При буксировке автомобиля используются крюки.

Рама является основанием грузового автомобиля и служит для установки на нее всех агрегатов. Чтобы обеспечить правильное взаимодействие агрегатов, рама должна иметь высокую жесткость. Рама состоит из двух продольных балок-лонжеронов, имеющих сечение швеллера, и нескольких поперечных балок-траверс. Балки рамы изготовляются из полосовой стали методом горячей штамповки. Для лонжеронов применяют низколегированную сталь, а для траверс-углеродистую. По длине лонжероны имеют переменное сечение - большее в средней части и меньшее по обоим концам. К ним приклепаны кронштейны рессор, боковых опор двигателя, гидроусилителя рулевого управления и др.

атегория: - Ходовая часть автомобиля

Многолетние исследования показали, что во время движения автомобиля на кузов воздействуют неуправляемые силы, пропорциональные массе автомобиля в данный момент и его скорости, которые действуют в трех направлениях — вертикальном, горизонтальном и фронтальном - и вызывают такие виды деформации элементов кузова, как сгибание, сжатие, скручивание. Задачей ремонтных работ является восстановление запроектированной выносливости составных элементов кузова согласно установкам производителя. Технология ремонтных работ должна быть такой, чтобы выносливость отремонтированных частей соответствовала неремонтированным частям автомобиля.

У автомобилей с несущим кузовом функции рамы либо выполняет сам кузов, либо рама (или заменяющие ее подрамники) конструктивно объединена с кузовом и не может быть от него отделена без нарушения структурной целостности. Обычно кузов крепится к раме при помощи кронштейнов на болтах с толстыми резиновыми прокладками, служащими для уменьшения уровня вибраций.

К раме автомобиля крепятся все агрегаты: двигатель, трансмиссия, мосты, подвески. Вместе они образуют шасси. Рамное шасси представляет собой законченную конструкцию, которая может существовать и передвигаться отдельно от кузова.

В настоящее время рамные шасси применяют главным образом на тракторах и грузовых автомобилях, но в прошлом многие легковые автомобили также имели рамное шасси. Отдельную раму часто имеют и «жесткие» внедорожники.

Различают следующие виды рам: лонжеронные, периферийные, хребтовые, вильчато-хребтовые, несущее основание, решетчатые (они же трубчатые).

Лонжеронная рама с Х-образной поперечиной

Лонжеронные рамы состоят из двух продольных лонжеронов и нескольких поперечин, называемых «траверсами», а также креплений и кронштейнов для установки кузова и агрегатов.

Форма и конструкция лонжеронов и поперечин могут быть различными; различают трубчатые, К-образные и Х-образные поперечины. Лонжероны, как правило, в сечении представляют собой швеллер, причем длина сечения обычно меняется: в наиболее нагруженных участках высота сечения зачастую увеличена. Они могут располагаться и параллельно, и под некоторым углом друг относительно друга.

Периферийные рамы

Иногда рассматриваются как разновидность лонжеронных. У такой рамы расстояние между лонжеронами в центральной части увеличено настолько, что при установке кузова они оказываются непосредственно за порогами дверей. Так как в местах перехода от обычного расстояния между лонжеронами к увеличенному рама ослабляется, в таких местах добавляют специальные коробчатые усиления, в англоязычных странах называемые термином torque box.

Это решение позволяет существенно опустить пол кузова, разместив его полностью между лонжеронами, а следовательно - уменьшить общую высоту автомобиля. Поэтому периферийные рамы широко применялись на американских легковых автомобилях начиная с шестидесятых годов. Кроме того, расположение лонжеронов непосредственно за порогами кузова весьма способствует повышению безопасности автомобиля при боковом ударе.

Хребтовые рамы

Главным конструктивным элементом такой рамы является центральная трансмиссионная труба, жестко объединяющая картеры двигателя и узлов силовой передачи - сцепления, коробки передач, раздаточной коробки, главной передачи (или главных передач - на многоосных автомобилях), внутри которой расположен тонкий вал, заменяющий в этой конструкции карданный. Необходима независимая подвеска всех колес.

Преимущество такой схемы - высокая крутильная жесткость; кроме того, она позволяет легко создавать модификации автомобилей с различным количеством ведущих мостов. Однако ремонт заключенных в раме агрегатов крайне затруднен. Поэтому такой тип рамы применяется очень редко, а на легковых автомобилях совершенно вышел из употребления.

Вильчато-хребтовые рамы

Разновидность хребтовой рамы, у которой передняя, иногда задняя части представляют собой вилки, образованные двумя лонжеронами и служащие для крепления двигателя и агрегатов.

В отличие от хребтовой рамы, картеры узлов силовой передачи как правило (но не всегда) выполняются отдельными, при необходимости в нем используется обычный карданный вал. Такую раму имели в числе прочих представительские автомобили «Татра» от Т77 до Т613.

К этому же типу часто относят и Х-образные рамы, которые некоторыми источниками рассматриваются как разновидность лонжеронных. У них лонжероны в центральной части очень сильно приближены друг к другу и образуют закрытый трубчатый профиль. Такая рама использовалась на советских автомобилях «Чайка» ГАЗ-13 и ГАЗ-14 высшего класса.

Несущее основание

Эта рама объединена с полом кузова для повышения жесткости.

Такую конструкцию имели в числе прочих «Фольксваген Жук» и автобус ЛАЗ-695. В настоящее время эта схема считается достаточно перспективной благодаря возможности на одном и том же несущем основании строить самые разные автомобили, как на платформе.

Решетчатые

Также называются трубчатыми (tubular frame) или пространственными (spaceframe).

Решетчатые рамы имеют вид пространственной фермы, обладающей очень высоким отношением крутильной жесткости к массе (то есть они легки и очень прочны на кручение).

Такие рамы применяют либо на спортивных и гоночных автомобилях, для которых важна малая масса при высокой прочности, либо на автобусах, для угловатых кузовов которых она очень удобна и технологична в производстве.

Когда же заходит речь о технологии ремонта, нередко возникает вопрос о том, как ремонтировать или менять элемент, являющийся по своим конструктивным особенностям несущим. Например, рассмотрим фронтальную под углом деформацию передней части автомобиля, при которой деформированы передняя панель, капот, крыло, брызговик и лонжерон. Из них в данном узле можно выделить два съемных элемента - крыло и капот – и три или более сварных – рамка радиатора, брызговик, лонжерон. Во время проведения ремонтных работ деформированных элементов необходимо обеспечить функции, заложенные производителем (симметрия конструкции, симметрия формы кузова и его элементов, безопасность пассажиров во время движения и прочее).

Поэтому, если принимаем ремонт брызговика и крыла, тогда капот, рамка радиатора и лонжерон должны быть заменены. При замене капота есть возможность контроля за отремонтированной поверхностью крыла в месте примыкания к капоту, контроля расположения рамки радиатора при ее замене и примыкания к ней отремонтированного брызговика. При замене рамки радиатора существует возможность контроля геометрии проема капота, правильности примыкания брызговика к верхней части.

При замене лонжерона надо обеспечить прочность данного узла, ослабленного ремонтом брызговика и крыла. В этом случае необходимо учитывать, что условно к крылу и брызговику будет применен ремонт без нагревания и сваривания. В случае если к одному из ремонтируемых элементов будет применено нагревание для усадки металла или сваривание разрыва или технологического разреза, то другой элемент должен быть заменен новым. В данном случае наиболее целесообразно с экономической точки зрения выполнить замену крыла. Если же принимается решение о ремонте лонжерона в сборе, то есть самого лонжерона П-образной формы с незначительным подогревом, то при правке должен быть заменен усилитель, будь то отдельный усилитель, являющийся усилителем брызговик или иной элемент.

Необходимо также помнить, что хотя заводом-производителем конструкционная выносливость элементов кузова запроектирована на коэффициент безопасности n = 1,3–1,5, а для краев корпуса, которые поддаются совокупному действию турбулентных сил, образованных коробкой передач и колесами во время движения, коэффициент безопасности равен даже 1,5–2,0, не имея надлежащего оснащения, технологических карт и диаграмм распределения нагрузок при ДТП, мы не можем определить, как фактор ремонта повлияет на безопасность пассажиров при деформации в дальнейшем.

Учитывая, что технология ремонтных работ должна привести выносливость отремонтированных частей автомобиля в соответствовие с неремонтированными, идеальным вариантом ремонта данного узла будет замена всех элементов, которые невозможно исправить без применения нагревания или сваривания технологических разрезов.

Пример ремонта лонжерона на рамном автомобиле

Правый лонжерон под полом пассажирского сиденья поражен сквозной коррозией до такой степени, что кронштейны рычагов переднего моста не только не способны выполнять свои функции, но и отрываются.

Для ремонта куплен б/у лонжерон с брызговиком, из которого были вырезаны нужные части.

Для того чтобы надежно поставить подпорку под порог, его пришлось заменить, а также частично заменить пол.

После этого снимаются рычаги переднего моста, поврежденная часть лонжерона вырезается и заменяется. Работа это непростая, потому что вырезы для распределения нагрузки сделаны сложными, иногда доступ к ним для сварки затруднен, а накладывать швы необходимо с обеих сторон.

На фото показан усилитель пола, на который приваривается накладка, привариваемая к лонжерону.

Привариваем ремонтные части к полу, защищаем швы герметиком со всех сторон.

На все ремонтируемые места наносим антигравийное покрытие, проводим внутреннюю антикоррозионную обработку порога и лонжерона и получаем результат ремонта.

Если результатом столкновения автомобиля стала значительная деформация, сначала необходимо снять механические агрегаты – только так можно тщательно выправить складки и заменить детали, которые ремонту не подлежат. Кроме того, это позволит снять остаточные напряжения, которые могут возникнуть и оставаться после правки. При движении автомобиля остаточные напряжения могут вызвать напряжения в креплениях амортизаторов и втулок, а иногда и их разрывы.

Но в некоторых случаях предварительное выпрямление кузова с установленными механическими агрегатами может облегчить доступ к агрегатам, подлежащим снятию, например к двигательному агрегату у автомобилей с передним приводом, к переднему или заднему мосту. В данном случае необходимо позаботиться о замене крепежных болтов и амортизаторов. Эту операцию выполняют на стенде.

Если удар в передний или задний полумост вызвал деформацию основания кузова, можно также произвести выпрямление кузова, фиксируя (зацепляя) механизм растяжки за механические агрегаты, как, например, обода колес или рычаги подвесок, получившие деформацию. Правка производится в направлении, прямо противоположном удару. Выполнение такой операции возможно лишь в том случае, когда удар пришелся непосредственно в передний или задний полумост, и его замена необходима.

Также обязательно надо заменить шаровые опоры и рулевые тяги. Правка с помощью домкрата или иного гидравлического механизма применяется для восстановления формы или выпрямления деформированной детали. Однако, приступая к работе, не стоит забывать, что при очень резкой правке детали кузова может произойти деформация соседней зоны. Поэтому при растяжении, т. е. одновременно с действием домкрата, рекомендуется сопровождать восстановление линейности кузова выстукиванием складок. А после проведения вытяжки с помощью домкрата необходимо снять все внутренние напряжения посредством выстукивания (с помощью рихтовочного молотка) всего участка, подвергшегося правке.

Чтобы быть уверенным в том, что впоследствии не произойдут обратные перемещения выправленных участков кузова, обусловленных остаточными напряжениями, выстукивание поверхности производят через деревянную подкладку в направлении удара. Если при этом выпрямленный кузов не изменяет свою форму, то операция правки выполнена правильно. В противном случае следует снова произвести правку до получения геометрии в пределах допусков, установленных изготовителем автомобиля.

Если автомобиль получил боковой удар, это вызывает деформацию основания кузова, сопровождающуюся уменьшением длины кузова со стороны поврежденной поверхности, которую легко определить. При правке на стенде исполнитель должен учесть это обстоятельство. На практике правка осуществляется растяжкой в двух направлениях одновременно: боковой и продольной, что обеспечивает возможность восстановления первоначальной геометрии основания кузова.

Примером восстановления боковой поверхности является выправка средней стойки, которую обматывают тянущей цепью. Для предохранения стойки от повреждения и равномерного распределения усилия между стойкой и цепью прокладывают деревянную планку.

Продольное растяжение, выполняемое одновременно с боковым, может производиться различными способами. Если деформация сосредоточена в нижней части кузова, производят непосредственную выправку основания, закрепляя зажимы за отбортовку порогов. Домкрат помещается между двумя зажимами и под давлением перемещает их в продольном направлении по мере осуществления одновременной боковой растяжки. Если деформация сосредоточена в верхней части кузова, растяжка производится в продольном направлении с передней и задней частей кузова.

Работы по выправлению и проверке новых лонжеронов обязательно должны быть произведены на точном оборудовании, которое имеется только в мастерских.

В любом случае диагностику геометрии лучше всего производить на хорошем оборудовании, о выборе которого речь пойдет в следующем номере.

При подготовке статьи использованы материалы из открытых источников в соответствии с GNU Free Documentation License.

Сейчас рамные внедорожники, которые еще пару десятков лет назад были настоящими королями бездорожья, постепенно уступают место современным моделям джипов и кроссоверов с несущим кузовом или интегрированной рамой.

Во главу угла ставится комфортабельность и экономичность, а проходимость и надежность отодвигаются на второе место. Тем не менее, свой сегмент у таких автомобилей есть – они популярны в Северной и Южной Америке, в России, странах Ближнего и Среднего Востока, а также Африке. Одним словом, там, где «дорожное покрытие» – понятие довольно относительное, и, чтобы добраться из пункта «А» в «Б», нужно использовать «рамник» либо бронетранспортер.

Рассмотрим наиболее известные внедорожники на раме, которые выпускались раньше и сейчас.

Один из самых известных авто в списке рамных внедорожников, выпускаемый в кузове пикап, впервые увидел свет еще в далеком 1968 году. Изначально Hilux не был ориентирован на проходимость – слишком слабый мотор, малая колесная база и монопривод не позволяли пикапу штурмовать серьезное бездорожье. Это же относится и к Хонде Пилот , о которой мы писали в предыдущей статье.

Но все изменилось с появлением третьего поколения Hilux Regular Cab в 1978 году. На ней впервые был установлен полный привод, мощные и приемистые моторы – бензиновые на 1.8 и 2.4 л, и дизель 2.2 л.

Внедорожник активно продавался и его по достоинству оценили в странах третьего мира.

Достаточно сказать, что ливийско-чадская война 1986–87 годов получила название «Война Тойот» – за то, что чадские войска активно использовали пикапы Toyota Hilux.

Мощная рама позволяла устанавливать в кузов крупнокалиберный пулемет и ракетную установку, а неприхотливый мотор и неубиваемая подвеска обеспечивали отрядам армии Чада потрясающую мобильность в пустыне.

По заявлениям военных экспертов, использование этих рамных внедорожников позволило Чаду отразить нападение ливийской армии, вооруженной гораздо лучше. После, во многих африканских и ближневосточных странах полевые командиры широко применяли автомобиль в качестве патрульных средств, легкой огневой поддержки и для перевозки грузов.

Начиная с пятого поколения Hilux становится более комфортабельной и менее утилитарной. Появляется множество опций, несколько вариантов кабин и тому подобного – но рамная конструкция остается неизменной.

Современное восьмое поколение Тойоты Хайлюкс было запущено в серию в мае 2015 года. Новая усиленная рама повышенной жесткости обеспечивает шасси необходимую монолитность, позволяя преодолевать любое бездорожье.

В качестве силовых агрегатов на Hilux устанавливаются два варианта мощных и приемистых дизелей объемом 2.4 и 2.8 литра, на 150 и 177 л. с. соответственно, 6-ступенчатой механикой и таким же автоматом. Момент у первого 400 Нм, у второго – 450 Нм. Все это вкупе с клиренсом в 227 мм в низкой части шасси делает пикап королем на любом бездорожье.

Toyota Land Cruiser

Land Cruiser по праву считается одним из самых популярных рамных внедорожников в мире. Хотя в настоящее время он уверенно занимает премиум-сегмент, одним из представителей которого является Тойота Прадо 2016 года , довольно долгий срок это была «рабочая лошадка», разработанная специально для эксплуатации в тяжелых условиях и спокойно конкурировавшая с лидирующими на рынке американскими внедорожниками.

Успех к Land Cruiser, вполне оправдавшему прозвище «Наземный крейсер», пришел с появлением 60-й серии.

Здесь впервые было опробовано сочетание простой независимой рессорной подвески, мощного дизельного мотора и рамы лестничного типа, принесшей модели успех и впоследствии использовавшейся на других модификациях.

Апофеозом стала 100-я серия, выпускавшаяся с 1998 года.

Несмотря на то что он относится к премиум-сегменту внедорожников, поведение на бездорожье безукоризненно. В раму стали устанавливаться ударопоглощающие элементы, а в 105-серии – модернизированном варианте «сотки», по сей день используется зависимая передняя подвеска. Также для LC 100 разработана новая линейка силовых установок, включающая в себя бензиновые и дизельные моторы, прекрасно работающие на низких и средних оборотах.

Nissan Patrol

Появившись в 1958 году, как продолжение лицензионной копии американского Willys Jeep, Patrol 4W65 и следующие версии предлагались исключительно для нужд армии. Но с конца 1960 эти рамные внедорожники попали на гражданский рынок, где их по достоинству оценили жители сельской местности – мощная рама позволяла перевозить в кузове груз до тонны, а надежная и неприхотливая подвеска делала машину практически неубиваемой на любой местности.

Выпускаемая с 1960 года модель Patrol 160 была серьезно модернизирована, и конструкторам удалось совместить в автомобиле надежность, проходимость, комфортабельность и сравнительно невысокую цену.

Внедорожник стал настолько удачным, что в странах Среднего Востока, к примеру, в Иране, до сих пор считается одним из наиболее востребованных.

Усиленная рама с рессорной подвеской и неразрезными мостами, простые и неприхотливые дизели и двухступенчатая раздатка позволяли автомобилю преодолевать любые препятствия. Не стоит забывать и про откровенно простую и надежную конструкцию ходовой части, крайне редко выходившую из строя.

До 2010 года в семействе Nissan Patrol появились еще две версии недорогих рамных внедорожников: Y60 и Y61.

Они были модернизированы в плане улучшение комфортабельности – подвеска стала мягче, т. к. вместо рессор стали устанавливаться пружины и рычаги, просторный салон лучшего качества и т. д. Также появились более мощные силовые агрегаты: дизели от 2.8 до 4.2 л (112-200 л. с.) и бензиновые V-образные 4.5 и 4.8 л. Особенно популярными были 4.2-литровые атмосферные дизели TD42, на большинство которых устанавливался простой рядный ТНВД – моторы легко «отхаживали» по 200-400 тысяч км без капитального ремонта в очень суровых условиях.

А вот флагманская версия Patrol Y62 – модель довольно спорная. Сразу после появления стало ясно, что коммерческим успехом она пользуется исключительно в нефтяных монархиях Персидского Залива (как и Гелик Брабус), где предпочитают только два варианта автомобилей – элитные спорткары либо громадные внедорожники премиум-сегмента.

Сохранив свою проходимость (рама, клиренс, раздатка и мощнейший мотор 5.6 литра с моментом в 560 Нм и 400 л.с.), внедорожник приобрел слишком много опций, направленных на комфорт. В результате цена составляет порядка 4 млн рублей не в топовой комплектации – естественно, что покупать такой автомобиль для езды по бездорожью, как минимум глупо.

Заводя разговор о рамных внедорожниках, нельзя забывать об американском рынке, где подобные покорители бездорожья пользуются вполне заслуженным спросом. Причин несколько – от потребности в фактически легких и проходимых грузовиках для различных нужд и до присутствия серьезного бездорожья в тех же Колорадо, Монтане, Неваде и Аляске.

Поэтому в США очень популярны монстры, вроде Dodge Ram 1500 – настоящий пикап, способный легко перевозить полтонны груза.

Мощная рама со смешанной (торсионы + рессоры) или пружинной подвеской, полным приводом и объемным двигателем стала визитной карточкой модели. Первое поколение было запущено в 1981 году, а в 2012 компания Dodge представила четвертое.

Новый Ram 1500 отличается улучшенной аэродинамикой кузова, усиленной рамой и широким спектром моторов, в котором самый «слабый» – бензиновая V-образная «шестерка» объемом 3.7 л и мощностью 218 л. с. Но тем, кому этого мало, могут заказать версию с бензиновыми двигателями на 4.7, 5.7, 8.0 и 8.3 литров, а также двумя мощными турбодизелями на 5.9 и 6.7 л.

Заканчивая обзор лучших рамных внедорожников, нужно упомянуть об одном из наиболее титулованных представителей этого типа – знаменитом LR Defender, безусловном победителе практически всех известных трофи-рейдов.

Примечательно, что долгие годы за время производства – а первый Defender был выпущен в 1948, спартанская внешность автомобиля и убогий салон совершенно не влияли на его популярность.

Вообще, как шутят поклонники модели, облик Дефендера настолько же консервативен, как и Британия, остающаяся конституционной монархией.

По сути, этот внедорожник представляет собой жгучую смесь достоинств и недостатков. Лестничная рама вкупе с подвеской с длинным ходом, удачная геометрия кузова, приемистый низкооборотистый дизель, полный привод с двухступенчатой раздаткой и блокируемым межосевым дифференциалом – обеспечивают феноменальную проходимость на круто пересеченной местности.

В 1997 году на этом автомобиле несколько энтузиастов сумели заехать на Эльбрус – документально подтвержденный факт.

Но с другой стороны, комфорт в Defender – понятие крайне относительное даже в последних моделях, в отличие от компактного кроссовера Рендж Ровер Эвок . Разработчики так и оставили его спартанским и простым – регулировка боковых зеркал осуществляется вручную, не говоря уже об откровенно неудобных креслах заднего ряда и других минусах. Но «Дефендер» – живая легенда, сидя в которой, можно свысока смотреть на любой, даже самый дорогой внедорожник.

Видео

На десерт гляньте ролик, где настоящие джипы преодолевают суровое бездорожье. Кроссоверам и не снилось.

Каждый автомобиль представляет собой совокупность механизмов и систем, закрепленных на несущей части. Выпускаются автомобили, у которых роль несущей части выполняет , но существуют автомобили, у которых все механизмы и системы устанавливаются на раму.

Автомобильная рама

Рамную конструкцию поначалу использовали на всех типах автомобилей, но со временем при производстве легковых машин стали использовать несущий , а рамы до сих пор продолжают использовать, но только на грузовых автомобилях.

Не отказались и от рамных конструкций и при производстве автомобилей высокой проходимости, поэтому большинство внедорожников тоже обладают рамной несущей частью. Преимуществом использования рамы является обеспечение более жесткой конструкции автомобиля, что в свою очередь дает возможность перевозки больших грузов.

Виды рам автомобилей

Использование рамных конструкций на автомобилях началось практически на заре автомобильной эры. За это время было предложено несколько основных типов рам автомобилей:

лонжеронная рама;
и хребтовая.

Каждый из этих типов рам имеют разновидности. Разновидностью лонжеронной рамы является так называемая периферийная. А помимо хребтовых рам выпускались также автомобили с вильчато-хребтовыми рамами.

Лонжеронная рама

Самой распространенной рамной конструкцией является лонжеронная рама.

Устройство лонжеронной рамы автомобиля Toyota Land Cruiser 200:
1 — кронштейн крепления передней подвески; 2 — поперечина; 3 — лонжерон; 4 — кронштейн крепления кузова.

Эта рама состоит из двух лонжеронов, которые располагаются продольно, а также с поперечин. Лонжероны изготовляются из швеллеров с разной высотой сечения. В местах, которые будут более нагружены, высота делается больше.

Поперечины также могут иметь разную конструкцию, встречаются обычные, прямой формы, а также К- и Х-образные. Чтобы обеспечить установку механизмов автомобиля, на лонжероны и поперечины установлены кронштейны и крепления для них. Для крепления элементов рамы между собой могут быть использованы заклепки, болты или сварочное соединение.

Отличительной особенностью периферийной рамы от обычной лонжеронной является то, что при изготовлении лонжеронов их изгибали, что приводило к тому, что посредине между лонжеронами было наибольшее расстояние между ними. Делась это для того, чтобы была возможность расположить днище автомобиля как можно ниже. Использовались такие рамы в Америке при производстве легковых автомобилей.

Хребтовая рама

Рамы хребтового типа для автомобилей были разработаны специалистами компании «Татра». И использовались такие рамы в основном на автомобилях этой компании. Основной несущей частью хребтовой рамы является труба, которая соединяет между собой двигатель и все элементы .

Рама Татры

По сути, силовой агрегат, а также , коробка передач и главная передача являются также и элементами рамы. Крепление всех этих механизмов – жесткое. Крутящий момент от двигателя к элементам трансмиссии выполняет вал, который устанавливается внутри трубы. Использование такой рамной конструкции возможно только при обеспечении всех колес автомобиля независимой подвеской.

Хребтовая рама хороша тем, что обеспечивает высокую жесткость на скручивание, легкое и быстрое создание автомобилей с различным количеством ведущих мостов, но поскольку некоторые механизмы автомобиля находятся внутри рамной конструкции, то и выполнение ремонтных работ довольно затруднительно.

Рамы вильчато-хребтового типа также разработаны сотрудниками «Татра». В данном случае они отказались от жесткого крепления двигателя и трансмиссии к несущей центральной трубе. Вместо этого они с обеих сторон несущей трубы установили специальные вилки, на которые и устанавливаются двигатель с .

Перед тем, как перейти к описанию плюсов и минусов такой автомобильной конструкции, как рама, давайте разберемся, что вообще представляет собой рамный автомобиль, а также ознакомимся с историей его возникновения и эволюции.

Рама или как говорят американцы «body-on-frame» — это такой способ конструирования автомобиля, когда жесткая рама несет на себе шасси (двигатель, трансмиссия, раздаточная коробка и прочее), а уже сверху на всю эту конструкцию отдельно крепят кузов.

Данный метод сборки был применен на самых первых моделях автомобилей и продолжает применяться до наших дней (правда, уже не так часто, как метод несущего кузова). Самые первые рамы изготавливались из дерева (обычно из ясеня), однако в 30-х годах и окончательно вытеснили более надежные стальные лонжеронные рамы.

Лонжеронная рама грузовика с рессорной задней подвеской и фиксированным мостом, а также звукопоглощающими пластинами и изоляцией.

На сегодняшний день в легковом сегменте рамы стремительно уступают свои позиции конструкции монокок (несущий кузов), где сам кузов является основным (или единственным) несущим элементом.

Примечательно, что в свое время условия развития автомобильной индустрии в США требовали использования именно рамы, так как это давало возможность быстро реагировать на спрос покупателей и менять внешний вид кузова и салона, не внося никаких изменений в шасси. Обновленный кузов просто крепился к раме с набором агрегатов, которые использовались в предыдущей модели.

Это значительно снижало время разработки «нового» автомобиля и его конечную стоимость соответственно. Это давало огромное преимущество, особенно учитывая отсутствие компьютерных систем автоматизированного проектирования (CAD).

Начиная с тридцатых годов, намечается тренд по использованию несущего кузова, например в Opel Olympia или Citroen Traction Avant. Уже в 60-х годах большинство небольших пассажирских автомобилей используют монокок, в то время как рама используется лишь для грузовиков и некоторых видов автобусов.

Такая тенденция сохранилась и по наши дни — использование рамы стало прерогативой производителей мощных коммерческих автомобилей, пикапов и редких «настоящих» внедорожников.

К чему это привело, вы, должно быть, знаете — современные производители делают максимальный акцент на производство (за редким исключением).

Мало кому известно, но существовал и промежуточный вариант полу-монокок, который использовался в таких автомобилях, как Volkswagen Beetle и Citroen 2CV. Такая конструкция представляла собой отдельное легковесное шасси из прессованных стальных листов, которое сохраняло некоторые преимущества настоящей рамы, но при этом было гораздо легче и жестче.

Еще одна рама с установленными агрегатами

Итак, настало время поговорить о том, зачем мы здесь собственно собрались: чем хороша рама и в чем заключаются ее слабые места.

Преимущества и недостатки рамных внедорожников

Плюсы:

Рамные автомобили проще разрабатывать, производить и модифицировать (это преимущество нивелировано повсеместным распространением CAD);
Лучшая шумоизоляция и подавление вибраций, так как кабина с пассажирами изолирована от рамы при помощи резиновых прокладок в районе крепежных болтов. Однако на сегодняшний день звукоизоляция современных машин с несущим кузовом практически ничем не хуже;
Легче ремонтировать после аварий;
Рамные авто обладают большим ресурсом и более долговечны;
Рамные SUV традиционно предрасположены к установке мощных силовых агрегатов;
Такая конструкция лучше приспособлена для буксировки и бездорожья, благодаря равномерному распределению нагрузок, уменьшенному кренению и общей прочности и надежности.
Высокая посадка и хороший обзор;
Упрощают визуальную оценку габаритов авто из салона;

Недостатки:

Значительно тяжелее кузовных автомобилей, как следствие меньшая производительность и повышенный расход топлива;
Как правило, рамные автомобили проигрывают кузовным в управляемости;
Проблемы с пассивной безопасностью. В конструкции отсутствует так называемая «зона деформации» — в результате более высокий шанс погибнуть или получить серьезные травмы при столкновении.

В статье использованы фотографии из портфолио иллюстратора Kevin Hulsey (khiart.com)