Типичный Автомеханик

Типичный Автомеханик
3 августа 2015

Каркас безопасности и растяжки. Увеличение жесткости кузова

Добавил несколько интересных видео о том, как правильно смоделировать каркас безопасности и сварить его

Многие автовладельцы хотят видеть под капотом своего автомобиля настоящие раллийные растяжки, а в салоне - каркас безопасности, что кроме удовлетворения "спортивных" интересов придает дополнительную прочность и жесткость кузову. И как следствие - поведение автомобиля на дороге заметно улучшается.

Растяжки - распорки

Самой простой деталью увеличения жесткости кузова являются растяжки-распорки (их еще называют балками), которые применяются для "поперечной" связи деталей кузова. При этом, как правило, соединяются "стаканы" как задней, так и передней подвески. На первый взгляд растяжка смахивает на обрезок обычной водопроводной трубы. Но на самом деле это не так. Такие детали изготавливают из специально подобранных труб с учетом размеров, используемых материалов и характеристик конкретного автомобиля. Особое внимание уделяют качеству сварных соединений.

Иногда тюнинговщики исправляют ошибки конструкторов. В случае с вазовской "десяткой", например, одно из первых усовершенствований, которое предложат в тюнинг-ателье, именно распорка. Ибо конструкция не ахти какая - кузов хлипкий, и как следствие - посредственная управляемость. Кроме того, в "хлипких" неукрепленных кузовах ресурс снижается из-за появления трещин в лакокрасочном покрытии и металле, надрывов и надломов, где буйно "произрастет" коррозия. При этом "расшатанный" кузов вызывает снижение пассивной безопасности, ухудшение управляемости и устойчивости. Вот и выходит, что при эксплуатации в наших условиях - растяжка совсем не лишняя опция.

Распорки (балки) бывают разборные и цельные. Первые состоят как минимум из трех деталей - двух ушек ("подков"), посредством которых они крепятся к чашке и собственно самой балке.

Необходимо отметить тот факт, что расстояния между чашками кузова автомобилей одной и той же модели из-за допусков на неточность могут быть разными. Если в иномарках разбег между контрольными точками может составлять пару миллиметров, то в отечественных машинах 10 мм - не предел. Поэтому есть балки регулируемые и нерегулируемые. Первые легко отличить по наличию двух элементов у самой балки и соединительному регулировочному винту с разнонаправленной резьбой между ними. Тем самым регулируется длина балки. У нерегулируемых распорок предусмотрены овальные прорези крепления.

Устанавливать же распорки желательно на новую или, по крайней мере, не "поведенную" машину.

Устанавливают распорки-растяжки тремя способами. Первый заключается в соединении верхних чашек подвески, чаще всего через шпильки стоек "МакФерсон". При втором - соединяют колесные арки (боковины "стаканов"). Третьим способом "увязывают" штоки амортизаторов. Он применяется крайне редко, так как при этом обеспечивается лишь связь амортизаторов, а не деталей кузова.

Крепят балки-растяжки к кузовным элементам двумя способами, получая съемные и несъемные конструкции. Самый распространенный способ - "на резьбе". В первом варианте "ушки" растяжки крепятся к штатным шпилькам стойки подвески автомобиля. В этом случае монтаж производится за 10 минут. Ко второму варианту прибегают, если стойки крепятся через резиновый элемент, поджатый сверху чашечкой. В этом случае необходимо сверлить отверстие в чашке и крепить детали болтами, что создает определенную трудность механику при установке.

Несъемные конструкции получаются в результате крепления распорок с помощью сварных соединений. При этом распорка получается вваренной в силовую структуру кузова, что обеспечивает самую прочную и жесткую конструкцию. Поскольку даже сильно затянутое резьбовое соединение может "дышать", то при сварном соединении это исключено, посему к качеству сварных швов предъявляются довольно высокие требования.

Существуют и варианты растяжек, которые устанавливаются снизу автомобиля. Это как бы дополнительный подрамник, который может располагаться как продольно, так и поперечно. Конструкция поперечной балки-растяжки связывает опоры (стойки) крепления рычагов подвески.

Вышеперечисленные дополнительные элементы не позволяют кузову "играть" и "расползаться". Некоторые фирмы выпускают разные по видам, по креплению и дизайну растяжки на одну и ту же модель автомобиля.

Материалы для изготовления балок-растяжек: углеродистая и нержавеющая сталь, алюминий, титан. Может применяться дорогой новомодный карбон. Сечение профиля балки напоминает всем известные простые геометрические фигуры. Выбирайте, что душе угодно: круг, овал, квадрат, прямоугольник. Кроме практического применения, балки выполняют декоративную функцию - дабы под капотом машины можно было показать что-то еще, кроме мотора. Для этого растяжки или окрашивают в "боевые" цвета, или полируют, хромируют.

Единственное о чем стоит подумать перед установкой растяжки, то, что автомобильный кузов изначально рассчитан так, чтобы во время удара мог деформироваться, сложить определенным образом и тем самым погасить энергию удара и уберечь пассажиров от травм. Поэтому при установке усилительного элемента возникает некоторое противоречие между дополнительной жесткостью и направлением деформации в задуманных зонах.

Каркас безопасности

Следующим элементом, предназначенным увеличить прочность и жесткость, является каркас, который применяется для продольного усиления кузова. В зависимости от сложности конструкции каркаса возможны различные варианты усиления. Начиная от простого - бугеля-арки над головами водителя и пассажира - и заканчивая сложным - пространственным скелетом, объединяющим в одну силовую структуру чашки передней и задней подвески, пороги и боковины, а также клетку безопасности самого салона.

Каркас бывает съемным и неразборным (вваренным). Разборный - это чаще всего клетка безопасности в салоне, закрепленная к боковой стойке, порогу-полу. А вваренный - обычно сложный по конструкции каркас, связанный с силовой структурой автомобильного кузова, применяется при серьезном индивидуальном тюнинге. В принципе, по каталогу легко выбрать и приобрести каркас, сделанный на манер гоночного, или действительно гоночный. Если к бутафорному каркасу предъявлять какие-то особые требования бессмысленно, но к спортивным, гоночным определены жесткие требования по форме, размерам, применяемым материалам и установке.

Коробки-каркасы существуют для двух- или четырехдверных кузовов (хотя сами по себе двухдверные жестче). Причем при установке большинства сложных каркасов машина превращается из 4-5 местной в двухместную. Поскольку задние сиденья отдают для переплетения и крепления труб. Исходя из размера труб их установки, каркас создает определенные трудности с обзорностью. К ним зачастую крепят четырех- или пятиточечные ремни безопасности.

Не стоит думать, что каркас - абсолютно ненужная деталь в автомобиле. Спортивный автомобиль без него просто не допустят к соревнованиям, ибо он бережет жизнь экипажа.

Материалом для изготовления каркасов является сталь, иногда алюминий. Средний размер труб: 45х2,5; 40х2,0 см. Средний каркас безопасности весит 25-40 кг и более. Часто трубы каркаса окрашивают в яркие цвета. Поверх труб на некоторые участки наносят защиту. Обшивают элементы каркаса поролоном или вспененной изоляцией. Иногда ярких цветов. Это делается, с одной стороны, для эстетики, а с другой - в целях безопасности при посадке в автомобиль.

Существуют также отдельные усилители кузова. Применяются косынки, дополнительные лонжероны, уголки, полоски, особенно в местах крепления подвески. Рекомендовать можно и усиление кузова автомобиля, подсказанное опытом эксплуатации спортивного авто, когда удаляют даже резиновые заглушки в кузове, заваривая отверстия.