Vilken kaross är tillverkad av

När man utvecklar en ny bilmodell försöker varje tillverkare öka dynamiken i sina produkter, men samtidigt inte beröva bilen säkerheten. Även om den dynamiska prestandan till stor del beror på typen av motor spelar bilens kaross en viktig roll. Ju tyngre det är, desto mer ansträngningar kommer förbränningsmotorn att göra för att påskynda transporten. Men om bilen är för lätt kommer det ofta att påverka nedstyrkan negativt.

Genom att göra sina produkter lättare strävar tillverkarna efter att förbättra kroppens aerodynamiska egenskaper (vad aerodynamik är, beskrivs i ytterligare en recension). Att minska fordonets vikt utförs inte bara på grund av installationen av enheter av lättlegerade material utan också på grund av lätta kroppsdelar. Låt oss ta reda på vilka material som används för att göra bilkarosser, samt vad som är för- och nackdelar med var och en av dem.

Förhistoria av bilkarosserier

Karossen på en modern bil får inte mindre uppmärksamhet än dess mekanismer. Här är parametrarna som den måste uppfylla:

1. Varaktig. Vid en kollision får den inte skada människor i kupén. Torsionsstyvhet bör säkerställa att bilen förblir i form när man kör över ojämn terräng. Ju mindre denna parameter är, desto mer sannolikt är det att bilramen är deformerad och transporten är olämplig för vidare drift. Särskild uppmärksamhet ägnas styrkan på takets framsida. Det så kallade "älg" -testet hjälper biltillverkaren att avgöra hur säker bilen kommer att vara när den träffar ett högt djur, till exempel en hjort eller älg (hela slaktkroppen faller på vindrutan och takets övre överliggande ovanför den).
2. Modern design. Först och främst uppmärksammar sofistikerade bilister kroppens form och inte bara den tekniska delen av bilen.
3. Säkerhet. Alla i fordonet måste skyddas från yttre påverkan, inklusive vid en sidokollision.
4. Mångsidighet. Det material som karossen är tillverkad av måste klara olika väderförhållanden. Förutom estetik används lack för att skydda material som är rädda för aggressiv fukt.
5. Varaktighet. Det är inte ovanligt att skaparen sparar på karossmaterial, varför bilen blir oanvändbar efter bara några års drift.
6. Hållbarhet. Så att du efter en mindre olycka inte behöver slänga bilen innebär tillverkningen av moderna karosstyper modulär montering. Detta innebär att den skadade delen kan bytas ut mot en liknande ny.
7. Prisvärd pris. Om bilkarosseriet är tillverkat av dyra material kommer ett stort antal obefordrade modeller att samlas på biltillverkarnas webbplatser. Detta händer ofta inte på grund av dålig kvalitet utan på grund av den höga kostnaden för fordon.

För att en karossmodell ska uppfylla alla dessa parametrar måste tillverkarna ta hänsyn till egenskaperna hos de material som ramen och de yttre karosspanelerna är tillverkade av.

För att produktionen av en bil inte kräver mycket resurser, utvecklar företagets ingenjörer sådana karossmodeller som gör det möjligt att kombinera deras huvudfunktion med ytterligare. Till exempel är huvudenheterna och interiördelarna fästa vid bilkonstruktionen.

Ursprungligen var designen av bilarna baserad på en ram som resten av maskinen fästes på. Denna typ finns fortfarande i vissa bilmodeller. Ett exempel på detta är fullfjädrade stadsjeepar (de flesta jeepar har helt enkelt en förstärkt karossstruktur, men det finns ingen ram, den här typen av SUV kallas crossover) och lastbilar. På de första bilarna kunde varje panel som fästes vid ramkonstruktionen vara tillverkad inte bara av metall utan också av trä.

Den första modellen med en ramlös bärande struktur var Lancia Lambda, som rullade av löpande band 1921. Den europeiska modellen Citroen B10, som kom att säljas 1924, fick en stålkonstruktion i ett stycke.

lancia lambda

Citroen B10

Denna utveckling visade sig så populär att de flesta tidens tillverkare sällan övergav begreppet en monokoque-kaross av helt stål. Dessa maskiner var säkra. Vissa företag avvisade stål av två skäl. För det första var detta material inte tillgängligt i alla länder, särskilt under krigsåren. För det andra är stålkroppen mycket tung, så vissa, för att installera en förbränningsmotor med lägre effekt, komprometterat med karossmaterial.

Under andra världskriget var det brist på stål över hela världen, eftersom denna metall användes helt för militära behov. Av en önskan att hålla sig flytande har vissa företag beslutat att tillverka sina kroppar av alternativa material. Så under dessa år dök bilarna först upp med en aluminiumkropp. Ett exempel på sådana modeller är Land Rover 1-serien (kroppen består av aluminiumpaneler).

Ett annat alternativ är en trästomme. Ett exempel på sådana bilar är Willys Jeep Stations Wagon -modifieringen av Woodie.

Eftersom träkroppen inte är tålig och behövde allvarlig vård, övergavs denna idé snart, men när det gäller aluminiumkonstruktioner tänkte tillverkare på allvar att införa denna teknik i modern produktion. Medan den främsta uppenbara orsaken är brist på stål, var detta inte riktigt den drivande kraften bakom vilken biltillverkare började leta efter alternativ.

1. Sedan den globala bränslekrisen har de flesta bilmärken varit tvungna att ompröva sin tillverkningsteknik. Först och främst har publiken som kräver kraftfulla och omfattande motorer minskat kraftigt på grund av de höga bränslekostnaderna. Bilister började leta efter mindre glupska bilar. Och för att transporter med en mindre motor skulle vara tillräckligt dynamiska krävdes ett lätt men samtidigt tillräckligt starkt material.
2. Över hela världen har miljöstandarder för utsläpp av fordon över tid blivit strängare. Av denna anledning har en teknik börjat införas för att minska bränsleförbrukningen, förbättra förbränningskvaliteten i luft-bränsleblandningen och öka effektiviteten hos kraftenheten. För att göra detta måste du minska vikten på hela bilen.

Med tiden framkom utvecklingen av kompositmaterial, vilket gjorde det möjligt att ytterligare minska vikten på fordon. Låt oss överväga vad som är särdraget hos varje material som används för tillverkning av bilkarosserier.

Stålkropp: fördelar och nackdelar

De flesta karosselementen i en modern bil är gjorda av valsat stål. Metallens tjocklek når i vissa sektioner 2.5 millimeter. Dessutom används ark med låg kolhalt huvudsakligen i lagerdelen. Tack vare detta är bilen ganska lätt och samtidigt hållbar.

Idag är det inte brist på stål. Denna metall har hög hållfasthet, element i olika former kan stansas från den, och delarna kan enkelt fästas ihop med punktsvetsning. Vid tillverkning av en bil uppmärksammar ingenjörer passiv säkerhet och teknologer uppmärksammar att det är enkelt att bearbeta materialet så att transportkostnaderna blir så låga som möjligt.

Och för metallurgi är den svåraste uppgiften att behaga både ingenjörer och tekniker. Med de önskade egenskaperna i åtanke har en speciell stålkvalitet utvecklats som erbjuder den perfekta kombinationen av dragbarhet och tillräcklig hållfasthet i den färdiga produkten. Detta förenklar tillverkningen av karosseripaneler och ökar bilramens tillförlitlighet.

Här är några fler fördelar med en stålkropp:

• Reparation av stålprodukter är det enklaste - köp bara ett nytt element, till exempel en vinge, och byt ut det;
• Det är lätt att återvinna - stål är mycket återvinningsbart, så tillverkaren har alltid möjlighet att få billiga råvaror;
• Tekniken för tillverkning av valsat stål är enklare än bearbetning av lättlegerade analoger, så råvaran är billigare.

Trots dessa fördelar har stålprodukter flera betydande nackdelar:

1. Färdiga produkter är de tyngsta;
2. Rost utvecklas snabbt på oskyddade delar. Om elementet inte skyddas av lack, kommer skador snabbt att göra kroppen oanvändbar;
3. För att stålplåt ska ha ökad styvhet måste delen stämplas många gånger;
4. Stålprodukternas resurs är den minsta i jämförelse med icke-järnmetaller.

Idag ökas stålets egenskaper genom att lägga till vissa kemiska element i kompositionen, vilket ökar dess styrka, motståndskraft mot oxidation och plasticitetsegenskaper (TWIP-stål kan sträcka sig upp till 70% och den maximala indikatorn för dess hållfasthet är 1300 MPa).

Aluminiumkropp: fördelar och nackdelar

Tidigare användes aluminium endast för att tillverka paneler som var förankrade i en stålkonstruktion. Modern utveckling i tillverkningen av aluminium gör det möjligt att använda materialet också för att skapa ramelement.

Även om denna metall är mindre känslig för fukt än stål, har den mindre hållfasthet och mekanisk elasticitet. Av denna anledning, för att minska vikten på en bil, används denna metall för att skapa dörrar, bagagehållare, huvar. För att använda aluminium i ramen måste tillverkaren öka produktens tjocklek, vilket ofta motverkar lättare transport.

Densiteten hos aluminiumlegeringar är mycket lägre än stål, så bullerisolering i en bil med en sådan kaross är mycket sämre. För att säkerställa att inredningen i en sådan bil får ett minimum av externt buller använder tillverkaren speciell bullerdämpningsteknik, vilket gör bilen dyrare än ett liknande alternativ med stålkropp.

Att skapa en aluminiumkropp i de tidiga stadierna liknar processen att skapa stålkonstruktioner. Råvaror delas in i lakan, sedan stämplas de enligt önskad design. Delar monteras i en gemensam design. Argonsvetsning används endast för detta. Dyrare modeller använder laserpunktsvetsning, speciallim eller nitar.

Argument för en aluminiumkropp:

• Arkmaterial är lättare att stämpla, därför krävs mindre kraftfull utrustning än för stansning av stål vid tillverkning av paneler.
• Jämfört med stålkroppar blir identisk form av aluminium lättare medan styrkan förblir på samma nivå;
• Delar kan enkelt bearbetas och återvinnas;
• Materialet är mer hållbart än stål - det är inte rädd för fukt;
• Kostnaden för tillverkningsprocessen är lägre jämfört med den tidigare versionen.

Inte alla bilister är överens om att köpa en bil med kaross i aluminium. Anledningen är att även vid en mindre olycka kommer bilreparationer att bli dyra. Själva råvaran kostar mer än stål, och om delen behöver bytas måste bilägaren leta efter en specialist som har specialutrustning för högkvalitativ anslutning av element.

Plastkropp: fördelar och nackdelar

Andra hälften av XNUMX-talet präglades av utseendet på plast. Populariteten för ett sådant material beror på det faktum att alla strukturer kan tillverkas av det, vilket kommer att vara mycket lättare än till och med aluminium.

Plast behöver inte lack. Det räcker att lägga till nödvändiga färgämnen i råvarorna, och produkten får önskad nyans. Dessutom bleknar den inte och behöver inte ommålas när den repas. Jämfört med metall är plast mer hållbart, det reagerar inte alls med vatten, så det rostar inte.

Hadi-modellen har en plastkropp

Kostnaden för att tillverka plastpaneler är mycket lägre eftersom kraftfulla pressar inte behövs för prägling. De uppvärmda råvarorna är flytande, på grund av vilka kroppsdelarnas form kan vara absolut vilken som helst, vilket är svårt att uppnå när man använder metall.

Trots dessa tydliga fördelar har plast en mycket stor nackdel - dess styrka är direkt relaterad till driftsförhållandena. Så om utetemperaturen sjunker under noll blir delarna ömtåliga. Även en liten belastning kan få materialet att spricka eller flyga i bitar. Å andra sidan, när temperaturen stiger ökar dess elasticitet. Vissa typer av plast deformeras när de värms upp i solen.

Av andra skäl är plastkroppar mindre praktiska:

• Skadade delar är återvinningsbara, men denna process kräver speciellt dyr utrustning. Detsamma gäller plastindustrin.
• Under tillverkningen av plastprodukter släpps en stor mängd skadliga ämnen ut i atmosfären;
• De bärande delarna av kroppen kan inte vara gjorda av plast, eftersom även en stor bit material inte är så stark som tunn metall;
• Om plastpanelen är skadad kan den enkelt och snabbt bytas ut mot en ny, men det är mycket dyrare än att svetsa en metallplåster på metall.

Även om det idag finns olika utvecklingar som eliminerar de flesta av de listade problemen, har det ännu inte varit möjligt att föra tekniken till perfektion. Av denna anledning är stötfångare, dekorativa skär, lister huvudsakligen gjorda av plast, och endast i vissa bilmodeller - skärmar.

Sammansatt kropp: fördelar och nackdelar

Komposit betyder ett material som innehåller mer än två komponenter. Under processen att skapa ett material får kompositen en homogen struktur, varigenom slutprodukten har egenskaperna hos två (eller flera) ämnen som utgör råmaterialet.

Ofta kommer en komposit att erhållas genom limning eller sintring av skikt av olika material. För att öka delens hållfasthet förstärks ofta varje separat lager så att materialet inte skalar av under drift.

Monocoque kropp

Den vanligaste kompositen som används inom fordonsindustrin är glasfiber. Materialet erhålls genom att tillsätta ett polymerfyllmedel till glasfiber. Externa kroppselement är gjorda av sådant material, till exempel stötfångare, kylargaller, ibland huvudoptik (oftare är de gjorda av glas och lätta versioner är gjorda av polypropen). Installationen av sådana delar gör det möjligt för tillverkaren att använda stål i konstruktionen av de stödjande kroppsdelarna, men samtidigt hålla modellen tillräckligt lätt.

Förutom de fördelar som anges ovan intar polymermaterialet en värdig plats i bilindustrin av följande skäl:

• Delarnas minimivikt, men samtidigt har de anständig styrka;
• Den färdiga produkten är inte rädd för de aggressiva effekterna av fukt och sol;
• På grund av elasticiteten i råmaterialstadiet kan tillverkaren skapa helt olika former av delar, inklusive de mest komplexa;
• Färdiga produkter ser estetiskt tilltalande ut;
• Du kan skapa stora kroppsdelar, och i vissa fall till och med hela kroppen, som i fallet med valbilar (läs mer om sådana bilar i separat granskning).

Innovativ teknik kan dock inte vara ett komplett alternativ till metall. Det finns flera orsaker till detta:

1. Kostnaden för polymerfyllmedel är mycket hög;
2. Formen för att göra delen måste vara perfekt. Annars kommer elementet att bli ful;
3. Under tillverkningsprocessen är det extremt viktigt att hålla arbetsplatsen ren;
4. Skapandet av hållbara paneler är tidskrävande, eftersom kompositen tar lång tid att torka och vissa kroppsdelar är flerskiktade. Massiva kroppar tillverkas ofta av detta material. För deras beteckning används den bevingade termen "monocoque". Tekniken för att skapa monocoque kroppstyper är som följer. Kolfiberskiktet är limmat med en polymer. På toppen av det läggs ytterligare ett materialskikt, bara så att fibrerna ligger i en annan riktning, oftast i rät vinkel. Efter att produkten är färdig placeras den i en speciell ugn och hålls under en viss tid under hög temperatur så att materialet bakas och får en monolitisk form;
5. När en kompositmaterialdel går sönder är det extremt svårt att reparera den (ett exempel på hur bilstötfångare repareras beskrivs här);
6. Kompositdelar återvinns inte utan förstörs.

På grund av tillverkningens höga kostnad och komplexitet har vanliga vägbilar ett minimalt antal delar tillverkade av glasfiber eller andra kompositanaloger. Oftast installeras sådana element på en superbil. Ett exempel på en sådan bil är Ferrari Enzo.

2002 Ferrari Enzo

Vissa exklusiva modeller från den civila serien får visserligen övergripande detaljer från en komposit. Ett exempel på detta är BMW M3. Denna bil har ett kolfibertak. Materialet har den nödvändiga styrkan, men samtidigt kan du flytta tyngdpunkten närmare marken, vilket ökar nedkraften när du kommer in i hörn.

En annan originallösning i användningen av lätta material i bilens kaross demonstreras av tillverkaren av den berömda superbilen Corvette. I nästan ett halvt sekel har företaget i modellen använt en rumslig metallram på vilken kompositpaneler är fästa.

Kolstomme: fördelar och nackdelar

Med tillkomsten av ännu ett material har säkerhet och samtidigt lätthet i bilar nått en ny nivå. Faktum är att kol är samma kompositmaterial, bara en ny generation av utrustning gör att du kan skapa mer hållbara strukturer än vid tillverkning av monokok. Detta material används i kroppar av kända modeller som BMW i8 och i3. Om kol tidigare endast användes i andra bilar som dekor, är det de första produktionsbilarna i världen, vars kaross är helt och hållet tillverkad av kol.

Båda modellerna har en liknande design: basen är en modulär plattform gjord av aluminium. Alla enheter och mekanismer i bilen är fasta på den. Karosserna består av två halvor, som redan har inredningsdetaljer. De är anslutna till varandra under montering med hjälp av bultklämmor. Särskilt med dessa modeller är att de är byggda på samma princip som de första bilarna - en ramstruktur (endast så lätt som möjligt), på vilken alla andra utmärkelser är fasta.

Under tillverkningsprocessen är delarna anslutna till varandra med speciellt lim. Detta simulerar svetsning av metalldelar. Fördelen med ett sådant material är dess höga hållfasthet. När bilen övervinner stora stötar förhindrar karossens vridstyvhet att den deformeras.

En annan fördel med kolfiber är att det kräver ett minimum av arbetare att tillverka delar, eftersom högteknologisk utrustning styrs av elektronik. Kolkroppen är tillverkad av enskilda delar som är formade i speciella former. En polymer med en speciell komposition pumpas in i formen under högt tryck. Detta gör panelerna mer hållbara än att manuellt smörjer fibrerna. Dessutom behövs mindre ugnar för att baka små föremål.

Nackdelarna med sådana produkter inkluderar främst de höga kostnaderna, eftersom dyr utrustning används som behöver service av hög kvalitet. Priset på polymerer är också mycket högre än på aluminium. Och om delen är trasig är det omöjligt att reparera den själv.

Här är en kort video - ett exempel på hur kolfiberkropparna i BMW i8 är monterade:

Så här är din BMW i8 monterad. Montera din bil BMW i8

Frågor och svar:

Vad ingår i bilens kaross? Bilens kaross består av: en främre balk, en främre sköld, en främre pelare, ett tak, en B-stolpe, en bakre pelare, fendrar, en bagagerumspanel och en motorhuv, en botten.

Vad håller bilen på? Huvuddelen är rymdramen. Detta är en struktur gjord i form av en bur, belägen runt hela kroppens omkrets. Kroppen är fäst vid denna bärande struktur.