Виды рам грузового автомобиля

Рама грузовика— «скелет» автомобиля, представляющий собой балочную конструкцию и выступающий в качестве основания для двигателя, КПП, кабины, ходовой части и других элементов. Бывает лонжеронной, Х-образной, периферийной, пространственной, хребтовой и комбинированной.

Изготавливается с применением углеродистых и низкоуглеродистых сталей. Ниже рассмотрим назначение, виды и особенности рамной конструкции. Поговорим о материалах изготовления, плюсах и минусах разных конструкций несущих рам.

Что такое рама грузового автомобиля и ее назначение

Рама грузового автомобиля— несущая конструкция, предназначенная для фиксации кузовной части, агрегатов и механизмов транспортного средства. Как правило, состоит из продольных балок, имеющих корытообразное сечение, и поперечин из стали. Элементы крепятся с помощью заклепок / болтов для повышения прочности.
К раме фиксируются следующие элементы:

• кабина;
• двигатель с коробкой передач;
• подвеска;
• мосты;
• запаска;
• устройство-буксир;
• крюк для буксировки с запорным механизмом;
• крепления для монтажа рессор;
• элементы рулевого управления и т. д.

Важно

В комплексе эти системы формируют шасси, имеющее законченный вид и способное перемещаться самостоятельно.  Для крепления кузова используются кронштейны на болтовых соединениях с прокладками из толстой резины. Их задача состоит в погашении вибрации, которая действует на водителя и пассажиров. 

Такие типы рам — основа грузовых автомобилей и тракторов, но раньше несущие рамные шасси были характерны и для легковых машин. Индивидуальную мощную рамную конструкцию имеют и внедорожники.

Материал изготовления

Рама грузовика берет на себя до 10-15% общей массы. Дополнительно в процессе движения «скелет» принимает разные виды нагрузок, в том числе на кручение и изгиб. Рамная конструкция должна выдерживать большие нагрузки и быть максимально легкой. Вот почему при изготовлении применяется сталь со средним или низким объемом углерода в составе. Наиболее популярные марки — Ст-08 или Ст-025.

Дополнительные требования:

1. Возможность холодной / горячей сварки.
2. Оптимальное соотношение хрома, марганца и других элементов для повышения прочности.
3. Толщина стали рамы грузовиков — 3-8 мм в зависимости от типа машины и заявленной грузоподъемности.

Некоторые автовладельцы идут на увеличение рамы грузового автомобиля.

В таком случае рекомендуется применение болтовых соединений, отличающихся более высокой надежностью. При этом болты, которые используются для удлинения, должны быть калеными.Что касается сварки, она не обеспечивает необходимую надежность.

Типы рам грузовиков

При изучении устройства рам грузовых автомобилей и их характеристик необходимо учитывать их тип и конструктивные особенности. Ниже приведем ТОП вариантов, которые применяются при изготовлении грузовиков разной грузоподъемности.

Лонжеронная

Простая и надежная конструкция, состоящая их пары лонжеронов, имеющих продольное исполнение и изготовленных из толстого металла. Для соединения элементов применяется две и более поперечные балки, что делает конструкцию похожей на лестницу. Такой тип рамы применяется н многих отечественных грузовиках (к примеру, Зил), внедорожниках и пикапах.

При изготовлении лонжеронов применяется металл высокой прочности, имеющий разное сечение. Балки имеют симметричное исполнение, и не всегда параллельны дороге. Конструктивно они способны гнуться по вертикали / горизонтали имогут находиться под углом. 

Для снижения центра тяжести многие производители предусматривают изгиб в вертикальной плоскости в области колес. Такая особенность улучшает устойчивость грузового автомобиля на дороге.

Лонжероны имеют швеллерную, 2-тавровую или коробчатую конструкцию, обеспечивающую большую надежность и грузоподъемность. Балки крепятся сваркой, а также заклепочным и болтовым соединением.

Плюсы лонжеронной рамы:

• простота;
• технологичность;
• хорошая жесткость;
• защита дорогостоящих узлов при езде по бездорожью.

Минусы:

• опущенный пол;
• большая масса;
• громоздкость.

Лонжеронная Х-образная

Такой типрам грузовых автомобилей относится к одному из видов лонжеронных конструкций. Главная особенность состоит в том, что лонжероны, установленные в центре грузовика, максимально сближаются. Имеющегося пространства хватает только для установки приводного вала, который передает момент с двигателя к заднему мосту.

Упомянутый участок рамы бывает закрытым или открытым. В первом случае конструкция имеет вид трубы, которая встречается на автомобилях Газ 13 и 14, а также на многих машинах Дженерал Моторз 50-60-х годов выпуска. Второй вариант характерен для автомобилей Мерседес-Бенц 30-50-х годов прошлого века, а также ряда грузовиков.

В машинах с Х-образным типом рамы, как правило, устанавливается два кардан с 2-мя или 3-мя шарнирами. Для транспортных средств, имеющих иную конструкцию, такой вариант не применяется. Х-образный вид рамы имеет преимущества и недостатки рассмотренной выше конструкции.

Лонжеронная периферийная

Рассматривая, какие рамы устанавливают на грузовых автомобилях, стоит упомянуть периферийную конструкцию. Ее история началась еще в 60-х годах, а роль первых «подобных кроликов» сыграли легковые авто европейского производства. Особенность периферийных рам состоит в большом расстоянии между основными элементами. По сути, они находятся возле порогов машины, что позволило опустить пол и снизить высоту автомобиля.

Плюсы:

• устойчивость к боковым воздействиям;
• удобство конвейерной сборки;
• уменьшение высоты автомобиля;
• большая безопасность 

Минусы:

• сложная конструкция;
• больше подходит для легковых автомобилей из-за меньшей жесткости и прочности.

Хребтовая

Разработчиком такой конструкции является компания «Татра» (Чехия), которая представила разработку еще в 20-х годах XX века. Именно этот вариант рамы ставился на автомобили бренда. Сегодня применяется на грузовых автомобилях, отличающихся большой проходимостью, имеющих два моста и более. На легковых машинах не используется.

Главный узел устройства — трансмиссионная труба, которая идет по центру и объединяет картер двигателя и другие узлы: КПП, сцепной механизм и главную передачу. Внутри проходит вал небольшой толщины, который заменяет кардан. Для монтажа хребтовой рамы на грузовике необходимо наличие независимой подвески.

Плюсы:

• жесткость на вращение;
• надежность конструкции;
• способность выдерживать большой вес;
• возможность создания модификаций.

Минусы:

• проблемы с доступом к основным узлам для ремонта;
• низкая распространенность;
• высокая цена.

Пространственная

Конструктивно рама состоит из сварного каркаса, при создании которого используются трубы. В процессе создания конструкции делаются отсеки, в которых устанавливаются и крепятся главные элементы автомобиля, в том числе кабина. Дополнительно рама играет роль кузова, который в таких автомобилях не предусматривается.

Это обусловлено креплением обшивки непосредственно на трубы. Пространственная рама считается наиболее сложной по конструкции и, как правило, применяется для спортивных авто.

Плюсы:

• небольшой вес;
• высокая прочность;
• надежная защита водителя и пассажиров.

Минусы:

• сложность создания;
• большая цена.

Комбинированные рамы

Выше рассмотрены основныеварианты рам грузовых автомобилей, отличающиеся сравнительной простой конструкцией и надежностью. В отдельную категорию входят комбинированные варианты рамных конструкций, которые совмещают в себе разные виды изделий.

В них предусмотрены элементы хребтовых и лонжеронных рам, а именно балки и лонжеронов. Изготавливаются с применением толстого металла для рамы грузовика, соответствующего требованиям жесткости.

Конструктивно такие устройства имеют следующий вид:

1. Лонжероны — находятся спереди и сзади.
2. Труба — расположена в центре, но без приводного вала внутри.
3. Соединение балки и лонжеронной конструкции — жесткое.

Один из представителей является вильчато-хребтовая рама. Нередко производители совмещают Х-образный вариант конструкции и несущее основание. Возможны и другие варианты рам, к примеру, встроенные. Их особенность в том, что они являются частью кузовной конструкции и делаются одновременно с ним.

При этом лонжероны находятся только спереди авто и используются для крепления двигателя. Альтернативный вариант — совмещение кузова и подрамника. Главной особенностью является крепление к кузову с помощью болтов, а функциональная нагрузка такая же, как в рассмотренной выше конструкции.

Достоинства и недостатки рамной конструкции

Выше мы определились, что назначение рам грузовых автомобилей— создание базы для установки основных элементов транспортного средства. Она берет на себя основные нагрузки, как при движении, так и во время стоянки автомобиля. Вот почему при изготовлении к таким устройствам предъявляется ряд требований, касающихся прочности, жесткости, веса и правильности формы. При этом рамная конструкция имеет свои плюсы и минусы.

Преимущества рамной конструкции:

• Простота исполнения в сравнении с самонесущими устройствами.
• Высокая прочность, не позволяющая сломать конструкцию без чрезмерного усилия.
• Повышение комфортабельности транспортного средства, лучшая изоляция от шумов и вибраций.
• Небольшое сопротивление кручению, что обеспечивается, благодаря правильно подобранной толщине металлических поперечин / лонжеронов.
• Увеличение дорожного просвета.
• Возможность установки мостов, обеспечивающих лучшие вездеходные качества.
• Более удобный ремонт автомобиля, благодаря доступности основных узлов.
• Отсутствие перекоса кузовных элементов при движении по бездорожью.
• Более простая сборка на заводе, что снижает себестоимость сборки и итоговую цену машины.
• Возможность менять кузов автомобиля и его дизайн, создавать разные модификации шасси.
• Простота восстановления в случае аварии. Это обусловлено тем, что в процессе ремонта не нужно соблюдать высокую точность, а саму раму легко восстановить или поменять.

Но есть и недостатки:

• Большой вес, что негативно влияет на расход топлива и динамике.
• Худшая пассивная безопасность из-за трудностей разделения автомобиля на разные зоны.
• Повышение центра тяжести, из-за чего повышается риск опрокидывания при большой загрузке и при совершении резких маневров.
• Уменьшение салона из-за необходимости создания расстояния между лонжеронами и полом.
• Чувствительная подвеска, которая негативно влияет на уровень комфорта при движении по плохим дорогам.

Заключение

Несмотря на незначительные недостатки, рамная конструкция является одним из лучших решений для грузовых автомобилей. Она обеспечивает хорошую грузоподъемность, надежность и доступ к основным механизмам для ремонта. Разработчики понимают, что грузовым автомобилям не нужна большая жесткость на кручение.

Кроме того, ограниченные возможности лонжеронной рамы в плане деформаций улучшает вездеходные качества автомобиля при движении по бездорожью. Вот почему рамы грузового автомобиля по конструкции и характеристикам могут отличаться от «скелета» для легковых машин.