ТЕХНИКАтехнологияКОНСТРУКЦИЯ КУЗОВОВЖЕСТКИЕ МЕРЫМИХАИЛ гзовскийОЭто далеко не самое неприятное проявление недостаточной крутильной жесткости. Податливость металла в местах крепления передней и задней подвесок отрицательно влияет на управляемость: реакции автомобиля на поворот руля ПРАКТИКА становятся неоднозначными, замедленЖесткость зависит от множества фактоными. Комфорт в «мягком» автомобиле ров, в первую очередь типа кузова. Больтоже невысок: вибрации и «оживаюше всего проблем конструкторам достащий» пластик наполняют салон непривляют кабриолеты. Казалось бы: срезал ятными звуками. Наконец, в «зонах рисс купе крышу - и открытый автомобиль ка» - местах сварки, особенно при езде готов! Но именно крыша не позволяет ТЕОРИЯ по неровным дорогам, появляются декузову «разъезжаться по швам». У кабКрутильную жесткость измеряют в ньюформации, провоцирующие развитие риолетов основная нагрузка ложится на тон-метрах на градус. То есть для того, коррозии. Заклятый враг металла исрамку ветрового стекла и панели пола, чтобы «закрутить» кузов на один градус, подтишка ослабляет силовую структуру, поэтому их заметно усиливают. нужно приложить определенный моукорачивая жизнь автомобиля, снижая На днище ставят дополнительные мент. Его-то, тестируя автомобили, и соего пассивную безопасность. продольные и поперечные элементы, здают на испытательных стендах. С точки зрения управляемости чем а рамку стекла рассчитывают так, чтоС типичным проявлением недостажестче кузов, тем лучше. Но конструкбы она не «сложилась» даже под массой точной жесткости кузова сталкивация автомобиля всегда компромисс. перевернутого автомобиля. Между сались, наверное, многие автомобилиМашину нельзя делать чересчур маслоном и багажником монтируют пересты. Подняв машину домкратом, мы несивной или дорогой. Поэтому ни мощгородку, соединяющую боковины кузоредко обнаруживаем, что захлопнуть ные «железные», ни легкие кевларовые ва. Поскольку на жесткость влияют даили открыть дверь, податливую, пока детали для массового производства неже двери, их навешивают на более машина стояла на земле всеми четырьпригодны. Кроме того, кузову необхопрочные петли и усиливают брусьями мя, стало гораздо труднее. димы зоны программируемой дефор(подробнее см. ЗР, 2001, № 7). чем обычно судачат, разглядывая на выставке новую машину? Остряки подбирают эпитеты для дизайна, прагматики спорят о практичности... Пожалуй, только профессионалы поминают жесткость кузова на скручивание (ее еще называют угловой, иногда - крутильной). А ведь этот «скучный» показатель входит в число самых важных характеристик машины...Треп, кулика «Мерседес Бснцл» Е класса спарена из высокопрочных сгалси, я их до ля нЛ кпассе ДОСГШПС! 45%.мации. Без них невозможно всерьез говорить о пассивной безопасности. Технологический прогресс последнего десятилетия позволил конструкторам достичь на большинстве автомобилей среднего показателя 10 000 Н-м/град, но это далеко не предел. Некоторые фирмы уже перекрывают его вдвое, втрое и даже впятеро!76За рулем 7/2003 КОНСТРУКЦИЯ КУЗОВОВСтенд измерения жесткости на кручение на ВАЗе. Среди серийных отечественных автомобилей лидер по этому показателю - «Шевроле-Нива» с результатом около 12 000 Н-м/град.Но несмотря на старания конструкторов, даже самые современные и высококлассные кабриолеты частично теряют рафинированную управляемость. Не исключение и машины со съемным жестким верхом. Стоит убрать крышу в багажник, автомобиль в экстремальных ситуациях поведет себя немного по-другому. Впрочем, почувствовать разницу под силу лишь профессионалу. Сделать достаточно жестким седан или хэтчбек, конечно, проще. Но и здесь конструкторы ищут новые пути. Скорости машин растут вместе с требованиями к вместительности, комфорту, управляемости и безопасности. У вседорожников своя специфика: их среда обитания подразумевает очень высокие нагрузки. ТЕХНОЛОГИЯ Жесткость рассчитывают, исходя из характеристик материалов. В последние годы в автомобилестроении все чаще используют высокопрочные стали. Еще недавно применение таковых казалось не слишком перспективным из-за дороговизны. Однако вскоре стало ясно, что деталь из более прочной стали, сохранив жесткость прежней, будет не только легче, но и технологичнее.Высокопрочные материалы позволяют делать элементы более простой геометрии: необходимые традиционной «мягкой» стали развитые ребра жесткости не нужны. Это означает, что штамповочное оборудование тоже можно упростить. Еще один плюс: прочный материал дает возможность изготавливать значительно более крупные панели. Если раньше боковину кузова варили из нескольких частей, то сегодня она нередко сделана цельной. Поскольку число сварных швов уменьшается, допуски на зазоры можно ужесточить, а сборку ускорить. Усилители-брусья все чаще делают по новейшим технологиям. Такова, например, гидроформовка. Прежде, отштамповав две заготовки, половинки балки сваривали и лишь потом отправляли на сборку. Теперь все проще и изящнее: трубу-заготовку помещают в форму, герметизируют с обеих сторон и подают внутрь жидкость под высоким давлением. Бах! И через секунду труба принимает нужную конфигурацию. Новейшие материалы разделяют ответственность за высокую крутильную жесткость с прогрессивными методами соединения деталей. Лазерная сваркамедленно, но верно вытесняет традиционную точечную. Во-первых, коррозионная стойкость «лазерного» соединения на порядок выше. Во-вторых, луч лазера способен проникнуть в трубчатые детали и закрытые короба - электродам доступ туда заказан. Наконец, сваренный лазером шов существенно прочнее и позволяет соединять детали встык. Это - настоящий прорыв в сфере активной безопасности! Теперь нетрудно сделать лонжерон из нескольких стальных секций разной толщины и прочности. В случае аварии деталь будет деформироваться по сценарию: передняя часть легко сложится, приняв на себя начальную энергию удара. Чем ближе к салону, тем сильнее металл сопротивляется деформации, сохраняя жизненное пространство для людей. Еще недавно в чудодейственные клеи, герметики и прочую химию применительно к автомобилю верили немногие. Между тем клей иногда дает фору сварке! Склейку пока дублируют вальцовкой и клепкой, зато жесткость соединения вырастает на 10-30%! Такие стыки почти не подвержены усталостной деформации, даже «прорастая» микротрещинами, дольше сохраняют «хватку». Клеи уже довольно давно рассматривали как альтернативный способ соединения кузовных деталей. Их широкому внедрению мешала длительность высыхания. Сегодня химики создали материалы, моментально застывающие при кратковременном воздействии высоких температур. Очередная технологическая революция не за горами. РЕАЛЬНОСТЬ Многое из перечисленного уже взяли на вооружение ведущие фирмы. Например, кузов современного «Рейндж-Ровера» один из самых прочных в мире: его жесткость на кручение достигает 32 000 Н-м/град. «Роллс-Ройс-Фантом» с алюминиевым силовым каркасом и композитными или опять же алюминиевыми внешними панелями может похвастать не только легкостью (кузов тянет всего на 550 кг), но и выдающейся жесткостью: 40 500 Н-м/град! Четверть века назад нормальными считали значения в десять (!) раз меньшие. Более доступные модели пока, конечно, отстают от престижных (прогресс сдерживает цена), но и здесь «жесткие меры» принесли заметные результаты. Даже по сравнению с моделями десятилетней давности автомобили стали послушнее, комфортабельнее и, главное, безопаснее. аЗа рулем 7/2003 77Силовые злемеиты все чаще делают методом гидроформовки, программируя деформацию при аварии.Лазерная сварка на современных заводах становится нормой, например, в производстве «Форда-Мондео».