Боковая рама автомобиля что это такое

A vehicle frame, also historically known as its chassis, is the main supporting structure of a motor vehicle to which all other components are attached, comparable to the skeleton of an organism.

Until the 1930s, virtually every car had a structural frame separate from its body. This construction design is known as body-on-frame. By the 1960s, unibody construction in passenger cars had become common, and the trend to unibody for passenger cars continued over the ensuing decades.^[1]

Nearly all trucks, buses, and most pickups continue to use a separate frame as their chassis.

Functions[edit]

The main functions of a frame in a motor vehicle are:^[2]

1. To support the vehicle’s mechanical components and body
2. To deal with static and dynamic loads, without undue deflection or distortion

These include:

• Weight of the body, passengers, and cargo loads.
• Vertical and torsional twisting transmitted by going over uneven surfaces
• Transverse lateral forces caused by road conditions, side wind, and steering of the vehicle
• Torque from the engine and transmission
• Longitudinal tensile forces from starting and acceleration, as well as compression from braking
• Sudden impacts from collisions

Frame rails[edit]

Typically the material used to construct vehicle chassis and frames include carbon steel for strength or aluminum alloys to achieve a more lightweight construction. In the case of a separate chassis, the frame is made up of structural elements called the rails or beams. These are ordinarily made of steel channel sections, made by folding, rolling, or pressing steel plate.

There are three main designs for these. If the material is folded twice, an open-ended cross-section, either C-shaped or hat-shaped (U-shaped) results.
«Boxed» frames contain chassis rails that are closed, either by somehow welding them up or by using premanufactured metal tubing.

C-Shaped[edit]

By far the most common, the C-channel rail has been used on nearly every type of vehicle at one time or another.^{[citation needed]} It is made by taking a flat piece of steel (usually ranging in thickness from 1/8″ to 3/16″, but up to 1/2″ or more in some heavy-duty trucks^[3][4]) and rolling both sides over to form a C-shaped beam running the length of the vehicle.

Hat[edit]

Hat frames resemble a «U» and may be either right-side-up or inverted with the open area facing down. They are not commonly used due to weakness and a propensity to rust. However, they can be found on 1936–1954 Chevrolet cars and some Studebakers.

Abandoned for a while, the hat frame regained popularity when companies started welding it to the bottom of unibody cars, effectively creating a boxed frame.

Boxed[edit]

Originally, boxed frames were made by welding two matching C-rails together to form a rectangular tube. Modern techniques, however, use a process similar to making C-rails in that a piece of steel is bent into four sides and then welded where both ends meet.

In the 1960s, the boxed frames of conventional American cars were spot-welded in multiple places down the seam; when turned into NASCAR «stock car» racers, the box was continuously welded from end to end for extra strength.

Design features[edit]

While appearing at first glance as a simple form made of metal, frames encounter great amounts of stress and are built accordingly. The first issue addressed is «beam height», or the height of the vertical side of a frame. The taller the frame, the better it is able to resist vertical flex when force is applied to the top of the frame. This is the reason semi-trucks have taller frame rails than other vehicles instead of just being thicker.

As looks, ride quality, and handling became more important to consumers, new shapes were incorporated into frames. The most visible of these are arches and kick-ups. Instead of running straight over both axles, arched frames sit lower—roughly level with their axles—and curve up over the axles and then back down on the other side for bumper placement. Kick-ups do the same thing without curving down on the other side and are more common on the front ends.

Another feature are the tapered rails that narrow vertically or horizontally in front of a vehicle’s cabin. This is done mainly on trucks to save weight and slightly increase room for the engine since the front of the vehicle does not bear as much of a load as the back. Design developments include frames that use more than one shape in the same frame rail. For example, some pickup trucks have a boxed frame in front of the cab, shorter, narrower rails underneath the cab, and regular C-rails under the bed.

On perimeter frames, the areas where the rails connect from front to center and center to rear are weak compared to regular frames, so that section is boxed in, creating what are called «torque boxes».

Types[edit]

Full under-body frames[edit]

Ladder frame[edit]

Named for its resemblance to a ladder, the ladder frame is one of the oldest, simplest, and most frequently used under-body, separate chassis/frame designs. It consists of two symmetrical beams, rails, or channels, running the length of the vehicle, connected by several transverse cross-members. Originally seen on almost all vehicles, the ladder frame was gradually phased out on cars in favor of perimeter frames and unitized body construction. It is now seen mainly on large trucks. This design offers good beam resistance because of its continuous rails from front to rear, but poor resistance to torsion or warping if simple, perpendicular cross-members are used. The vehicle’s overall height will be greater due to the floor pan sitting above the frame instead of inside it.

Backbone tube[edit]

A backbone chassis is a type of automotive construction with chassis, that is similar to the body-on-frame design. Instead of a relatively flat, ladder-like structure with two longitudinal, parallel frame rails, it consists of a singular central, strong tubular backbone (usually rectangular in cross-section), that carries the power-train, and connects the front and rear suspension attachment structures. Although the backbone is frequently drawn upward into, and mostly above the floor of the vehicle, the body is still placed on or over (sometimes straddling) this structure from above.

X-frame[edit]

This is the design used for the full-size American models of General Motors in the late 1950s and early 1960s in which the rails from alongside the engine seemed to cross in the passenger compartment, each continuing to the opposite end of the crossmember at the extreme rear of the vehicle. It was specifically chosen to decrease the overall height of the vehicles regardless of the increase in the size of the transmission and propeller shaft humps since each row had to cover frame rails as well. Several models had the differential located not by the customary bar between axle and frame, but by a ball joint atop the differential connected to a socket in a wishbone hinged onto a crossmember of the frame.

The X-frame was claimed to improve on previous designs, but it lacked side rails and thus did not provide adequate side impact and collision protection.^[5]
This design was replaced by perimeter frames.

Perimeter frame[edit]

Similar to a ladder frame, but the middle sections of the frame rails sit outboard of the front and rear rails, routed around the passenger footwells, inside the rocker and sill panels. This allowed the floor pan to be lowered, especially the passenger footwells, lowering the passengers’ seating height and thereby reducing both the roof-line and overall vehicle height, as well as the center of gravity, thus improving handling and road-holding in passenger cars.

This became the prevalent design for body-on-frame cars in the United States, but not in the rest of the world, until the unibody gained popularity. For example, Hudson introduced this construction on their 3rd generation Commodore models in 1948. This frame type allowed for annual model changes, and lower cars, introduced in the 1950s to increase sales – without costly structural changes.

The Ford Panther platform, discontinued in 2011, was one of the last perimeter frame passenger car platforms in the United States.^[1] The fourth to seventh generation Chevrolet Corvette used a perimeter frame integrated with an internal skeleton that serves as a clamshell.

In addition to a lowered roof, the perimeter frame allows lower seating positions when that is desirable, and offers better safety in the event of a side impact. However, the design lacks stiffness, because the transition areas from front to center and center to rear reduce beam and torsional resistance, and is used in combination with torque boxes and soft suspension settings.

Platform frame[edit]

This is a modification of the perimeter frame, or of the backbone frame, in which the passenger compartment floor, and sometimes also the luggage compartment floor, have been integrated into the frame as loadbearing parts, for strength and rigidity. The sheet metal used to assemble the components needs to be stamped with ridges and hollows to give it strength.

Platform chassis were used on several successful European cars, most notably the Volkswagen Beetle, where it was called «body-on-pan» construction. Another German example are the Mercedes-Benz «Ponton» cars of the 1950s and 1960s,^[6] where it was called a «frame floor» in English-language advertisements.

The French Renault 4, of which over eight million were made, also used a platform frame. The frame of the Citroën 2CV used a very minimal interpretation of a platform chassis under its body.

Space frame[edit]

In a (tubular) spaceframe chassis, the suspension, engine, and body panels are attached to a three-dimensional skeletal frame of tubes, and the body panels have limited or no structural function. To maximize rigidity and minimize weight, the design frequently makes maximum use of triangles, and all the forces in each strut are either tensile or compressive, never bending, so they can be kept as thin as possible.

The first true spaceframe chassis were produced in the 1930s by Buckminster Fuller and William Bushnell Stout (the Dymaxion and the Stout Scarab) who understood the theory of the true spaceframe from either architecture or aircraft design.^[7]

The 1951 Jaguar C-Type racing sports car utilized a lightweight, multi-tubular, triangulated frame, over which an aerodynamic aluminum body was crafted.

In 1994, the Audi A8 was the first mass-market car with an aluminium chassis, made feasible by integrating an aluminium space-frame into the bodywork. Audi A8 models have since used this construction method co-developed with Alcoa, and marketed as the Audi Space Frame.^[8]

The Italian term Superleggera (meaning ‘super-light’) was trademarked by Carrozzeria Touring for lightweight sports-car body construction that only resembles a space-frame chassis. Using a three-dimensional frame that consists of a cage of narrow tubes that, besides being under the body, run up the fenders and over the radiator, cowl, and roof, and under the rear window, it resembles a geodesic structure. A skin is attached to the outside of the frame, often made of aluminum. This body construction is, however, not stress-bearing, and still requires the addition of a chassis.

Unibody[edit]

The terms «unibody» and «unit-body» are short for «unitized body», «unitary construction», or alternatively (fully) integrated body and frame/chassis. It is defined as:^[9]

A type of body/frame construction in which the body of the vehicle, its floor plan and chassis form a single structure. Such a design is generally lighter and more rigid than a vehicle having a separate body and frame.

Vehicle structure has shifted from the traditional body-on-frame architecture to the lighter unitized/integrated body structure that is now used for most cars.^[10]

Integral frame and body construction requires more than simply welding an unstressed body to a conventional frame. In a fully integrated body structure, the entire car is a load-carrying unit that handles all the loads experienced by the vehicle – forces from driving as well as cargo loads. Integral-type bodies for wheeled vehicles are typically manufactured by welding preformed metal panels and other components together, by forming or casting whole sections as one piece, or by a combination of these techniques. Although this is sometimes also referred to as a monocoque structure, because the car’s outer skin and panels are made load-bearing, there are still ribs, bulkheads, and box sections to reinforce the body, making the description semi-monocoque more appropriate.

The first attempt to develop such a design technique was on the 1922 Lancia Lambda to provide structural stiffness and a lower body height for its torpedo car body.^[11] The Lambda had an open layout with unstressed roof, which made it less of a monocoque shell and more like a bowl. 1,000 were produced.^[12]

A key role in developing the unitary body was played by the American firm the Budd Company, now ThyssenKrupp Budd.^[12] Budd supplied pressed-steel bodywork, fitted to separate frames, to automakers Dodge, Ford, Buick, and the French company, Citroën.

In 1930, Joseph Ledwinka, an engineer with Budd, designed an automobile prototype with a full unitary construction.^[13]

Citroën purchased this fully unitary body design for the Citroën Traction Avant. This high-volume, mass-production car was introduced in 1934 and sold 760,000 units over the next 23 years of production.^[12] This application was the first iteration of the modern structural integration of body and chassis, using spot welded deeply stamped steel sheets into a structural cage, including sills, pillars, and roof beams.^[11] In addition to a unitary body with no separate frame, the Traction Avant also featured other innovations such as front-wheel drive. The result was a low-slung vehicle with an open, flat-floored interior.^[14]

For the Chrysler Airflow (1934–1937) Budd supplied a variation – three main sections from the Airflow’s body were welded into what Chrysler called a bridge-truss construction. Unfortunately, this method was not ideal because the panel fits were poor.^[12] To convince a skeptical public of the strength of unibody, both Citroën and Chrysler created advertising films showing cars surviving after being pushed off a cliff.^[12]

Opel was the second European and the first German car manufacturer to produce a car with a unibody structure – production of the compact Olympia started in 1935. A larger Kapitän went into production in 1938, although its front longitudinal beams were stamped separately and then attached to the main body. It was so successful, that the Soviet post-war mass produced GAZ-M20 Pobeda of 1946 copied unibody structure from the Opel Kapitän.^[15] Later Soviet limousine GAZ-12 ZIM of 1950 introduced unibody design to automobiles with a wheelbase as long as 3.2 m (126 in).^[16]

The streamlined 1936 Lincoln-Zephyr with conventional front-engine, rear-wheel-drive layout utilized a unibody structure.^[17] By 1941, unit construction was no longer a new idea for cars, «but it was unheard of in the [American] low-price field [and] Nash wanted a bigger share of that market.»^[18][19] The single unit-body construction of the Nash 600 provided weight savings and Nash’s Chairman and CEO, George W. Mason was convinced «that unibody was the wave of the future.»^[20][21]

Since then, more cars were redesigned to the unibody structure, which is now «considered standard in the industry».^[21] By 1960, the unitized body design was used by Detroit’s Big Three on their compact cars (Ford Falcon, Plymouth Valiant, and Chevrolet Corvair). After Nash merged with Hudson Motors to form American Motors Corporation, its Rambler-badged automobiles continued exclusively building variations of the unibody.

Although the 1934 Chrysler Airflow had a weaker-than-usual frame and body framework welded to the chassis to provide stiffness, in 1960, Chrysler moved from body-on-frame construction to a unit-body design for most of its cars.^[22]

Most of the American-manufactured unibody automobiles used torque boxes in their vehicle design to reduce vibrations and chassis flex, with the exception of the Chevy II which had a bolt-on front apron (erroneously referred to as a subframe). American Motors (with its partner Renault) during the late 1970s incorporated unibody construction when designing the Jeep Cherokee (XJ) platform using the manufacturing principles (unisides, floorpan with integrated frame rails and crumple zones, and roof panel) used in its passenger cars, such as the Hornets and all-wheel-drive Eagles for a new type of frame called the «Uniframe […] a robust stamped steel frame welded to a strong unit-body structure, giving the strength of a conventional heavy frame with the weight advantages of Unibody construction.»^[23] This design was also used with the XJC concept developed by American Motors prior to its absorption by Chrysler, which later became the Jeep Grand Cherokee (ZJ). The design is still in use in modern-day sport utility vehicles such as the Jeep Grand Cherokee.

The unibody is now the preferred construction for mass-market automobiles. This design provides weight savings, improved space utilization, and ease of manufacture. Acceptance grew dramatically in the wake of the two energy crises of the 1970s, and that of the 2000s in which compact SUVs using a truck platform (primarily the USA market) were subjected to CAFE standards after 2005 (by the late 2000s truck-based compact SUVs were phased out and replaced with crossovers). An additional advantage of a strong-bodied car lies in the improved crash protection for its passengers.

Partial frames[edit]

Subframe[edit]

A subframe is a distinct structural frame component, to reinforce or complement a particular section of a vehicle’s structure. Typically attached to a unibody or a monocoque, the rigid subframe can handle great forces from the engine and drive train, and can transfer them evenly to a wide area of relatively thin sheet metal of a unitized body shell. Subframes are often found at the front or rear end of cars and are used to attach the suspension to the vehicle. A subframe may also contain the engine and transmission. It is normally of pressed or box steel construction, but may be tubular and/or other material.

Examples of passenger car use include the 1967–1981 GM F platform, the numerous years and models built on the GM X platform (1962), GM’s M/L platform vans (Chevrolet Astro/GMC Safari, which included an all-wheel drive variant), and the unibody AMC Pacer that incorporated a front subframe to isolate the passenger compartment from the engine, suspension, and steering loads.^[24][25]

See also[edit]

• Bicycle frame
• Body-on-frame
• Chassis
• Coachbuilder
• Locomotive frame
• Monocoque
• Motorcycle frame
• C-channel

References[edit]

External links[edit]

• What Is the A-Frame on a Car?
• What Is Car frame?

Рама — важная часть конструкции автомобиля, но не все водители знают, из чего оно состоит, и какие типы рамы существуют. В этой статье рассмотрим понятие рамы, основные их типы, преимущества и недостатки, а также примеры современных моделей, имеющих рамную конструкцию.

Рама автомобиля — это

Это прочная основа, на которой закреплены все важные агрегаты и шасси. Она обеспечивает нужную жесткость и прочность и является неотъемлемой частью механизма. Рамная конструкция автомобиля обеспечивает прочность для перемещения больших грузов, движения в сложных условиях.

 Загрузка …

Плюсы и минусы рамной конструкции

Она имеет свои преимущества и недостатки. Давайте сначала рассмотрим положительные стороны.

Основным преимуществом является ее прочность и надежность. Рамная конструкция автомобиля — это основа, к которой крепится кузов и другие компоненты. Благодаря этому автомобиль выдерживает большие нагрузки на скручивание.

Стоит также отметить, что в случае повреждения можно заменить только поврежденную деталь, что означает, что ремонт может быть проведен быстро и легко. Это позволяет сэкономить много времени и средств.

Однако у такой системы есть и свои недостатки.

Механизм намного тяжелее других конструктивных систем, что влияет на расход топлива. Большой вес сказывается на управляемости и скорости.

Рама также занимает много места, что снижает вместимость. Она также повышает центр тяжести, что может привести к ухудшению устойчивости на дороге.

Основные виды рам

В автомобильной промышленности были созданы рамы с различными конструктивными особенностями. Один из них — лонжеронная, которая сделана из двух удлиненных деталей — стоек (лонжеронов). Другой распространенный вид — хребтовая, в которой непосредственно рама размещена ортогонально продольным деталям. Существует также пространственный тип рамы, который состоит из сложной комбинации многих элементов.

Каждый тип рам может иметь свои разновидности с дополнительными элементами и различными конструктивными особенностями. Еще у каждого свои преимущества и недостатки, которые учитываются при выборе конструкции для конкретного типа авто. Некоторые типы рам более жесткие, прочные и обеспечивают большую безопасность, но они также могут быть более тяжелыми и менее комфортными для пассажиров.

Лонжеронная

Наиболее популярным типом рамы можно назвать — лонжеронную. Она состоит из двух балок, называемых продольными элементами, которые проходят по всей длине автомобиля и соединены между собой поперечными элементами. Балки изготовлены из стали и могут иметь различную форму поперечного сечения для увеличения жесткости рамы на кручение.

В такой рамной конструкции боковые элементы могут иметь различную форму, например, в виде кривой или под определенным углом. Это улучшает ходовые качества автомобиля. Поперечные элементы, соединяющие балки, также могут иметь различную форму.

Рамная конструкция имеет множество преимуществ, таких как высокая надежность и жесткость, а также простота сборки и ремонта. Такие рамы также подходят для плохих дорожных условий и для бездорожья. Однако есть и некоторые недостатки, например, то, что лонжероны занимают больше места, ограничивают салон и затрудняют вход в автомобиль.

Периферийная

Она входит в ту же категорию, что и предыдущая разновидность, и активно использовалась в 1960-х годах в больших европейских легковых машинах и в «дредноутах» в США. В рамной конструкции такого типа элементы расположены так широко, как только позволяет кузов. Благодаря такому расположению можно значительно опустить пол, тем самым уменьшив общую высоту.

Кроме того, такое конструктивное решение значительно повышает устойчивость машины к боковым ударам. Однако следует отметить, что такая система не может выдерживать большие нагрузки. Поэтому кузов должен обладать необходимой прочностью и жесткостью, чтобы компенсировать этот недостаток.

Пространственная

Спорткары требуют особого подхода к проектированию, поэтому здесь используется особый тип рам. Эта пространственная рама — шедевр техники. Конструкция состоит из тонких трубок, которые образуют раму, чрезвычайно жесткую и прочную.

Этот тип когда-то широко использовался при строительстве гоночных авто и остается одним из самых передовых и технологически сложных. Однако в обычных массовых машинах эта конструкция была заменена более простой рамой — монокок.

Однако подобные узкотрубные механизмы используются и в других областях автомобильной промышленности. Например, в устройстве автобусов, где требуется высокая прочность и жесткость.

Хребтовая

Одной из самых популярных рамных конструкций  в автомобильной промышленности является хребтовая рама, которая создает остов (позвоночник) автомобиля.

Этот тип рамы был разработан компанией Tatra и в основном используется в машинах, производимых под этим брендом. Основным несущим устройством является труба, которая соединяет двигатель в передней части с компонентами трансмиссии внутри. Коробка передач и трансмиссия размещены в одном корпусе, поэтому конструкция очень компактна и проста в обслуживании.

Преимуществами такой рамы являются высокая жесткость на кручение и защита компонентов трансмиссии от внешних воздействий. Независимая подвеска колес также позволяет совершать длительные поездки, что особенно важно для автомобилей специального назначения.

Однако ремонтные работы могут быть значительно сложнее, так как некоторые механизмы расположены внутри рамы. Тем не менее хребтовые рамы кузова продолжают использоваться в современных автомобилях благодаря своей надежности и долговечности.

Вильчато-хребтовая

Этот тип рамы также был разработан компанией Tatra. В отличие от хребтовой рамы, двигатель установлен не на трансмиссионной трубе, а на специальной спинной вилке.

Это сделано для снижения вибраций, передающихся от двигателя на раму, и уменьшения шума в салоне. Такое устройство также снижает шум, передающийся от колес. Однако раздвоенная рама в настоящее время не используется в автомобильной промышленности из-за ее сложности и высокой стоимости производства.

Х-образная

Это разновидность с двумя продольными элементами. Она названа так из-за характерной формы, напоминающей букву «X» в алфавите. Она характеризуется тем, что разнесенные на концах в середине участки рамы сближаются  максимально.

Преимущество Х-образной рамы заключается в том, что она обеспечивает более высокую степень жесткости и прочности, чем обычные. Поэтому авто с такими рамами более устойчивы на дороге и лучше справляются с нагрузками.

Пол объединен с рамой

Основание машины является важным конструктивным элементом, который сочетает в себе преимущества кузова и рамной конструкции. Несущий пол обычно используется в серийном производстве, чтобы снизить центр тяжести автомобиля и тем самым обеспечить лучшую устойчивость на дороге.

В Volkswagen Beetle (Жук) кузов установлен на плоской панели пола. Такое устройство снижает передачу вибрации от двигателя к нижней части кузова, обеспечивая более комфортную езду для пассажиров. Renault 4CV имеет аналогичную конструкцию.
Несмотря на преимущества более высокой нижней части кузова, рамка остается важной для грузовиков и внедорожников. «Оправа» позволяет создавать авто с высокой грузоподъемностью и проходимостью.

Современные рамные автомобили

В настоящее время рамных авто производится не так много. В основном это рамные внедорожники, для которых экономия топлива, управляемость не самые важные характеристики.

Что такое рамный внедорожник? Авто, которое опирается на прочную и жесткую раму, чтобы выдерживать большие нагрузки в сложных условиях бездорожья. Такие машины создают для того, чтобы они могли ездить в сложных условиях, преодолевая броды, каменистые, снежные, песчаные преграды.

Рамные внедорожники

Несколько распространенных внедорожников:

• Toyota Land Cruiser — один из самых популярных внедорожников, оснащенный прочной рамой с хорошей проходимостью.
• Его младший брат — Toyota Land Cruiser Prado, в котором нет замашек на премиум, но проходимость очень высокая.
• Lexus LX – премиальный брат близнец Land Cruiser. Он большой, комфортный, агрегируется большими моторами.
• Lexus GX – более дорогой брат Prado. В нем меньше комфорта, чем в LX, но на бездорожье он уедет гораздо дальше.
• Mercedes-Benz G-класс. Его название Geländewagen с немецкого переводится как внедорожник. По-настоящему культовый автомобиль. Езда на нем в городе с практичной точки зрения – затея не самая удачная. Но статус владельца «Гелика» невероятно высок.
• УАЗ Патриот – попытка российской компании сделать относительно комфортный внедорожник.
• УАЗ Хантер – классический внедорожник с более чем 50-и летней историей. Он почти лишен комфорта, но проходимости можно только позавидовать.
• Mitsubishi Pajero – классический японский рамный внедорожник (на раме построено 1и 2 поколение).
• Mitsubishi Pajero Sport – ближайший родственник пикапов. Простой и надежный, но не очень комфортный.
• Land Rover Discovery – рамник от английского производителя. Правда начиная с 3 поколения рамная конструкция не применяется.

Jeep Wrangler — компактный внедорожник, который благодаря своей раме обеспечивает высокую мобильность и универсальность. Американский УАЗик.

 Загрузка …

Бренд и модель	Привод	Блокировки	Понижайка	Клиренс (мм)
Chevrolet Tahoe и Suburban	автоматически подключаемый полный	заднего межколесного дифференциала	да	231
Great Wall Hover H3 и H5	подключаемый полный	нет	да	175
Kia Sorento 1 поколения (со 2 без рамы)	задний, подключаемый полный, автоматически подключаемый полный	нет	да	203
Land Rover Discovery 2 поколения (с 3 без рамы)	постоянный полный	межосевого дифференциала	да	253
Mitsubishi Pajero 2 поколения (с 3 без рамы)	подключаемый полный (Part-time), постоянный полный	заднего межколесного и межосевого (у версий с постоянным полным приводом)	да	210
Mitsubishi Pajero Sport	подключаемый полный, постоянный полный	межосевого и заднего межколесного дифференциала	да	215-220
Nissan Patrol	Y61 — подключаемый полный (Part-time), Y62 — автоматически подключаемый полный	заднего межколесного дифференциала	да	220-274
Nissan Pathfinder (R51)	автоматически подключаемый полный	заднего дифференциала	да	233
Toyota Land Cruiser	подключаемый (Part-time — Land Cruiser 100 STD и GX), постоянный полный	межосевого, переднего и заднего межколесных дифференциалов (Land Cruiser 100 GX)	да	230
Toyota Land Cruiser Prado	постоянный полный	межосевого и заднего моста (опция)	да	215-230
Toyota Hilux Surf	подключаемый полный (Part-time)	нет	да	240
Toyota Fortuner	подключаемый полный	отключение переднего дифференциала (у всех), блокировка заднего дифференциала (дорогие комплектации)	да	225
SsangYong Korando, ТагАЗ Tager	подключаемый полный	нет	да	195
SsangYong Kyron	подключаемый полный (Part-time)	нет	да	199
SsangYong Rexton	задний, подключаемый полный (Part-time), постоянный полный	нет	да (зависит от комплектации)	206-250
Suzuki Jimny	подключаемый полный (Part-time)	межосевого дифференциала	да	190
Suzuki Grand Vitara (1-е поколение)	подключаемый полный (Part-time)	межосевого дифференциала	да	195
УАЗ Патриот	подключаемый полный (Part-time)	заднего дифференциала	да	210
УАЗ 469 / 3151 / Хантер	подключаемый полный (Part-time)	заднего дифференциала	да	210

Премиальные рамники

Бренд и модель	Привод	Блокировки	Понижайка	Клиренс (мм)
Cadillac Escalade	постоянный полный	заднего межколесного дифференциала	нет	235
Infiniti QX56 (QX80 после рестайлинга)	подключаемый полный	нет	да	257
Lexus LX	постоянный полный	межосевого дифференциала	да	220-225
Lexus GX	постоянный полный	межосевого дифференциала	да	215
Mercedes-Benz ML 1 поколения	постоянный полный	нет	да	215-230

Легендарные рамники

Бренд и модель	Привод	Блокировки	Понижайка	Клиренс (мм)
Jeep Wrangler	подключаемый полный (Part-time)	переднего и заднего межколесных дифференциалов	да	259
Toyota Land Cruiser 70	подключаемый полный (Part-time)	переднего и заднего межколесных дифференциалов	да	230
Nissan Terrano	подключаемый полный (Part-time)	межосевого дифференциала	да	190-210
Mercedes-Benz G-Class	постоянный полный	межосевого, переднего и заднего межколесных дифференциалов	да	205
Hummer H2 / H3	постоянный полный	межосевого и заднего межколесного дифференциалов, переднего дифференциала (H3 Adventure)	да	255 мм (H2), 231 мм (H3)
Land Rover Defender	постоянный полный	межосевого дифференциала	да	250
Lincoln Navigator	автоматически подключаемый полный	нет	да	220

Пикапы

Этот класс авто еще менее распространен, но он есть.

• Toyota Hilux – по продажам последних лет – самый популярный пикап в России.
• Mitsubishi L200 – японская компания умеет делать пикапы и внедорожники, но продаются они в разы хуже тойотовских.
• Isuzu D-Max последнее поколение, которого было представлено в России в 2021.
• УАЗ Пикап – по надежности и оснащенности он не дотягивает до японских конкурентов, но и стоит в 3 раза меньше.
• Mercedes-Benz X-Class – брат близнец Nissan Navara.
• Volkswagen Amarok – один из самых крупных производителей авто не мог не выпустить пикап, и он его сделал.
• Ford F-150 — легендарный пикап, который также оснащен рамой и имеет большую грузоподъемность и проходимость. Как и следующий пикап он рабочая лошадка американских фермеров.
• Chevrolet Silverado — еще один пикап с прочной рамой и мощным двигателем, что позволяет ему перевозить большие грузы и преодолевать сложные дороги.

Nissan Navara — еще один пикап, который, благодаря раме, может перевозить большие грузы и обеспечивает высокую проходимость в любых условиях.

Если материал был полезен, напишите комментарий. Если оказался бесполезен или неточен, тем более пишите.

Как собрать воедино все агрегаты самобеглой коляски, обеспечив их точное взаиморасположение при любых условиях движения? Первые автоинженеры об этом долго не думали. Все было уже придумано до них, и варианты были перед глазами: или несущий «кузов» телеги и кареты, или рамная конструкция паровоза и прочего железнодорожного транспорта. Тогда вопрос был решен в пользу рам, а сегодня автомобили с традиционной рамной конструкцией встречаются довольно редко. Хотя элементы рамной схемы использует большинство современных серийных машин.

Что такое рама?

В общем понимании рама (в терминологии первой половины прошлого века — остов) — это пара лонжеронов из металлического профиля, соединенных несколькими поперечинами. Рама служит основой, силовым каркасом, на который «навешиваются» кузов, силовой агрегат, элементы подвески и т.д.

Несущая часть является одним из важнейших компонентов в устройстве автомобиля, ведь именно благодаря ей удается собрать все составные части машины в единое целое.

Сейчас используется несколько видов несущей части, каждая из которых нашла применение на определенных видах авто. Изначально все автомобили строились на основе рамной несущей части. Но со временем ее вытеснили иные типы, к примеру, практически на всех легковых автомобилях используется несущий кузов, в котором рама отсутствует, а все ее функции выполняет усиленный кузов. И все же рамная несущая часть продолжает использоваться – на грузовых авто и внедорожниках.

Назначение, виды

Рама автомобиля представляет собой балочную конструкцию, выступающую в роли основы для крепления всех составных частей авто – силовой установки, узлов трансмиссии, ходовой части и прочего. Кузов, присутствующий в конструкции несущей части выполняет лишь некоторые функции – обеспечивает пространство для размещения пассажиров и грузов, а также выступает в качестве декоративного элемента.

Основным положительным качеством использования рамы является высокий показатель прочности несущей части. Именно благодаря этому она и используется на грузовиках и полноценных внедорожниках. Но при этом из-за рамы общая масса авто увеличена.

Также рама автомобиля позволяет по максимуму унифицировать узлы и механизмы между моделями разных классов. В свое время доходило до того, что многие автопроизводители выпускали шасси авто со всеми основными частями (рамы, мотора, трансмиссии, ходовой части), на которую «натягивали» разные типы кузовов.

При этом было разработано несколько типов рам, каждая из которых обладает своими конструктивными особенностями. Все их можно разделить на:

1. Лонжеронные
2. Хребтовые
3. Пространственные

Некоторые из этих видов имеют подвиды, также нередко используются комбинированные типы, в конструкции которых имеются составные элементы разных рам.

Лонжеронная и ее подвиды

Лонжеронная рама автомобиля является самой распространенной. Конструкция ее включает две продольных силовых балки – лонжероны, тянущихся вдоль всего кузова и соединенных между собой поперечинами.

Сами лонжероны изготавливаются из стали, а для обеспечения высоких показателей на скручивание используются разные типы профиля сечения – короб, двутавр, швеллер.

Причем не обязательно, чтобы они были ровными, многие лонжероны имеют изгибы как вертикальной, так и горизонтальной плоскости. К примеру, на некоторых авто рама изогнута в передней и задней частях (в районе расположения колес), что позволяет переместить центр тяжести вниз.

Помимо этого, лонжероны размещаются как в строго горизонтальном положении относительно пола, так и могут находиться под углом. Второй вариант применяется на внедорожниках.

Лонжероны соединяются поперечинами, которые могут располагаться разными способами. В так называемой раме лестничного типа поперечины крепятся перпендикулярно лонжеронам (считается классической). Но есть и конструкции, у которых эти составные части располагаются под углами – К-образные и Х-образные рамы.

Для соединения лонжеронов с поперечинами применяется сварка (во внедорожниках), заклепки (грузовики). В некоторых случаях используются болтовые соединения. Для крепления узлов авто и лонжероны, и поперечины оснащаются кронштейнами.

Подвидом лонжеронной рамы является периферийная. Отличительной особенностью ее является большое расстояние между лонжеронами. После полной сборки авто они располагаются возле порогов кузова, что значительно повышает устойчивость к воздействию боковых ударов, а также позволяет опустить уровень пола (насколько это возможно).

Еще одна разновидность лонжеронной рамы – Х-образная. Суть конструкции такой рамы сводится к тому, что в передней и задней части лонжероны разведены, а в центральной – по максимуму сведены (пространство между ними позволяет разместить разве что валы трансмиссии). Внешне этот тип напоминает букву «Х», отсюда и название.

Еще один вариант – несущее основание. В конструкции этой рамы все так же используются продольные лонжероны, но здесь они соединены между собой не поперечинами, а днищем. При этом несущее основание, хоть в него и входит днище, не является элементом кузова, поэтому и относится этот вид к рамам.

Хребтовая рама

Рамы хребтового типа в меньшей степени распространены и ее, по сути, используют только на грузовиках «Татра». Основным составным элементом этого типа несущей части выступает центральная балка, изготовленная из трубы.

Примечательно, что в такой раме некоторые узлы авто используются в качестве несущих элементов, а именно мотор, КПП, корпусы главной передачи. Все они соединены между собой центральной балкой, вращение же между узлами осуществляется при помощи валов, располагаемых в трубе.

Особенность конструкции задних ведущих мостов заключается в том, что передача вращения на колеса осуществляется валами с карданными шарнирами, а не полуосями, поскольку корпусы главных передач жестко крепятся к балке. Но такое устройство в свою очередь дает возможность установить на все колеса авто независимую подвеску.

К основным достоинствам этого типа рамы относится высокая устойчивость на кручение и возможность сравнительно простого создания многоосных шасси. Для этого всего лишь необходимо добавить требуемое количество главных передач и соединить их при помощи центральной балки.

Но эта рама автомобиля широкого распространения не получила из-за сложности обслуживания и ремонта узлов трансмиссии, поскольку для этого приходится разбирать практически всю раму, чтобы отсоединить картеры главных передач и коробку передач. К тому же, кузов, закрепленный на трубе, располагается достаточно высоко над землей. Поэтому этот тип рамы пригоден только для использования на грузовиках.

Пространственная рама

Пространственной называется рама автомобиля, представленная в виде каркаса, сваренного из труб. Отличается небольшой массой и высокими показателями по прочности.

Этот каркас формирует не только отсеки для размещения и закрепления составных частей авто, а еще и кабину для пассажиров. Помимо этого, каркас выполняет еще и роль кузова, который в авто с такой рамой попросту отсутствует, а декоративная обшивка закрепляется прямо на составные трубы.

Такая рама нашла применение на спортивных авто, а также самодельных моделях — багги. Примечательно, что даже на массовых авто с несущим кузовом, которые переделывают для участия в соревнованиях, комплектуются внутренним трубчатым каркасом для повышения жесткости кузова. Но в этом случае устанавливаемый каркас нельзя назвать полноценной пространственной рамой.

Комбинированные виды

Выше перечислены основные виды рамных несущих частей. Но, как отмечено, существует немало вариаций, представляющих собой комбинированные типы.

К ним относится вильчатая рама. В этом типе присутствуют основные составные элементы лонжеронного и хребтового видов – центральная балка и лонжероны. Конструкция выглядит так: в передней и задней части для крепления узлов авто применяются продольные лонжероны, а в центральной части установлена труба (но здесь она не используется для размещения приводных валов). Между собой балка и лонжероны жестко соединены.

Вильчатая рама — симбиоз нескольких видов, причем он не единственный. На некоторых авто применялись конструкции, состоящие, к примеру, из компонентов Х-образной рамы и несущего основания, или же центральной балки и лонжеронов (в отличие от вильчатой, лонжероны располагаются только спереди).

Но существуют также и варианты, которые совмещают в себе разные виды несущей части – раму и несущий кузов. К такому типу относится так называемая интегрированная рама. Суть ее сводится к тому, что элементы рамы (лонжеронной классической или периферийной) входят в конструкцию кузова и выполнена с ним заодно (они жестко между собой соединены). Но стоит отметить, что лонжероны обычно располагаются только в передней части и предназначены для фиксации силовой установки.

Еще одним вариантом комбинированных несущих частей является кузов с подрамником. Этот элемент выполняет те же функции, что и лонжероны в интегрированном варианте, но в отличие от него крепиться к кузову при помощи болтовых соединений.

Напоследок отметим, что хоть рама применяется только на авто определенных классов, элементы, входящие в конструкцию используются достаточно широко и сейчас, поскольку ими усиливают жесткость несущих кузовов. Практически в любом легковом авто можно найти усиливающие лонжероны или подрамники.

Рама автомобиля



Несущая система автомобиля

Несущая система служит для установки и крепления всех агрегатов и механизмов автомобиля.

Она воспринимает поперечные и продольные нагрузки, изгибающие и крутящие моменты, передаваемые двигателем, трансмиссией и мостами автомобиля, а также колесами и подвеской в результате взаимодействия автомобиля с дорогой, ускорением и торможением.

Несущей системой может являться отдельный элемент — рама либо непосредственно кузов автомобиля, поэтому все автомобили подразделяются на рамные и безрамные (имеющие несущий кузов).
Существуют также рамно-кузовные несущие системы, которые часто применяются на автобусах, при этом рама и основание кузова объединены в одну конструкцию.

К несущей системе автомобиля предъявляются следующие требования:

• достаточная прочность и жесткость;
• стабильное взаимное положение механизмов автомобиля;
• высокая технологичность при эксплуатации и ремонте;
• минимальная масса;
• сохранение кинематического согласования работы механизмов автомобиля и их работоспособности при изгибах и закручивании элементов несущей системы.

Преимущества рамной несущей системы:

• простота и надежность конструкции;
• технологичность при производстве и ремонте;
• универсальность (на одну и ту же раму можно устанавливать различные типы кузовов и на одном и том же шасси выпускать обычные и специальные автомобили).

Для грузовых автомобилей, имеющий отдельный кузов для груза и кабину для водителя и пассажиров, рамная конструкция является наиболее удобным техническим решением.

Несущие кузова применяются на легковых автомобилях особо малого, малого и среднего классов, а также на большинстве автобусов.

Преимущества несущих кузовов:

• уменьшение массы автомобиля;
• уменьшение высоты автомобиля;
• понижение центра тяжести автомобиля, следовательно, повышение его устойчивости;
• распределение нагрузки по всей конструкции автомобиля, а не только в раме.

Недостатками несущих кузовов является сложность изготовления и ремонта, а также низкая универсальность при применении на автомобилях разного назначения – даже незначительные изменения компоновки автомобиля требуют затратных изменений в конструкции кузова.

***

Рама автомобиля

Рама является остовом автомобиля, т. е. его «скелетом». Она воспринимает все внешние и внутренние нагрузки, возникающие при движении автомобиля и даже при его стоянке – вес груза, пассажиров и размещенных на ней механизмов и устройств, а также моменты и усилия, передаваемые двигателем и агрегатами трансмиссии и ходовой части. По этим причинам к автомобильным рамам предъявляются требования:

• необходимая жесткость и прочность;
• минимальная масса;
• рациональная форма, допускающая низкое расположение центра тяжести автомобиля, достаточные ходы подвески, элементов рулевого управления и углы поворота управляемых колес.

***

Классификация автомобильных рам

Рамы бывают лонжеронные и хребтовые (центральные).
Лонжеронные рамы, в свою очередь, подразделяются на лестничные и периферийные.
Разновидностью хребтовых рам являются Х-образные рамы.

***

Лонжеронные рамы

Лестничная лонжеронная рама

Лестничная лонжеронная рама (рис. 1, рис. 2, а) состоит из двух лонжеронов 1 (продольных балок), которые соединены между собой поперечинами 2. Лонжероны и поперечины имеют швеллерное сечение, при этом полки швеллеров при сборке рамы обращены внутрь.
Толщина листовой стали, из которой изготавливают лонжероны, составляет 5…10 мм. В качестве материала для элементов конструкции автомобильных рам применяются низкоуглеродистые стали, которые хорошо поддаются холодной штамповке.
Иногда применяются титанистые стали, позволяющие благодаря их более высоким механическим свойствам снизить массу рамы на 15…20%.

Лонжероны могут располагаться параллельно или сходиться в передней части автомобиля с целью образования свободного пространства, необходимого для поворота управляемых колес. В соответствии с распределением нагрузки на рамы для двухосных автомобилей наибольшее сечение лонжерона находится в средней части рамы, уменьшаясь к концам рамы.
Переменное сечение лонжеронов позволяет снизить массу и расход металла, без существенного снижения прочности и жесткости рамы. Кроме того, такая конфигурация лонжеронов позволяет снизить центр тяжести автомобиля, что немаловажно для повышения его устойчивости при криволинейном движении и маневрировании.

Для снижения центра тяжести балки лонжеронов у легковых автомобилей и грузовых автомобилей небольшой грузоподъемности часто выгибают над осями и мостами в вертикальной плоскости.

Жесткость рамы повышают установкой косынок и раскосов между лонжеронами и поперечинами. Лонжероны и поперечины скрепляют между собой клепкой в холодном состоянии или сваркой. Широкое применение клепаных соединений обусловлено хорошей стойкостью к вибрационным нагрузкам.
Сварные рамы отличаются большой жесткостью, но сложнее в ремонте и менее прочны в местах, прилегающих к сварным швам.

Поперечины крепятся к полкам лонжеронов и их стенкам. Места расположения поперечин и форма их поперечного сечения (коробчатая, корытообразная, Z-образная, П-образная и т. д.) выбираются исходя из равнопрочности рамы по всей длине.

Поперечины обязательно устанавливаются в месте крепления кронштейнов рессор, двигателя, бензобаков, в местах установки балансирной рессоры (для трехосных автомобилей), а сами лонжероны в этих местах часто усиливаются специальными вставками.

Поперечины штампуются из той же листовой стали, что и лонжероны. При сложной форме поперечин используются высокопластичные стали. Однородность металла элементов рамы диктуется возможностью возникновения гальванических токов при применении разного металла для лонжеронов, поперечин, заклепок и усилительных элементов. Гальванические токи инициируют коррозию и могут доставить другие неприятности при эксплуатации автомобиля.

Для рам автомобилей большой и особо большой грузоподъемности применяются прокатные профили из малоуглеродистых низколегированных сталей. Материал прокатных профилей имеет более высокие механические характеристики, чем листовая сталь. Однако масса таких рам больше, так как лонжероны по всей длине имеют одинаковое сечение.



Периферийные рамы

Периферийные рамы (рис. 2, в) могут применяться в конструкции несущей системы легковых автомобилей. Лонжероны периферийной рамы проходят по периферии пола кузова автомобиля и создают ему естественный порог. Это увеличивает сопротивляемость кузова боковым ударам.

Свободная средняя часть рамы позволяет опустить пол кузова, повысив тем самым устойчивость автомобиля. Для увеличения хода колес автомобиля лонжероны выгибаются в вертикальной плоскости над передним и задним мостами. Средняя часть рамы расположена ниже этих выгибов.

***

Хребтовые рамы

Хребтовая рама (рис. 2, г) состоит из одной центральной несущей балки 9, к которой прикреплены поперечины 10 и различные установочные кронштейны. Центральная балка, внутри которой размещается карданная передача, имеет трубчатое сечение.
Если на легковых автомобилях хребтовая рама обычно неразборная, на грузовых автомобилях центральная балка состоит из картеров отдельных агрегатов трансмиссии автомобиля, которые соединяются между собой специальными патрубками.

Между картерами и патрубками устанавливаются кронштейны для крепления кабины, грузового кузова, двигателя и других агрегатов. Такая разъемная хребтовая рама универсальна, так как, изменяя длину, можно создавать семейства автомобилей с различным числом ведущих мостов и с разными базами на одних и тех же унифицированных агрегатах.
Хребтовая рама позволяет снизить массу автомобиля на 15…20%, так как сами агрегаты трансмиссии образуют элементы рамы. Хребтовая рама обладает более высокой жесткостью по сравнению с лонжеронной рамой, однако такая рама требует применения легированных сталей для изготовления картеров агрегатов трансмиссии и соединительных патрубков, а также высокой точности при изготовлении. Кроме того, при техническом обслуживании и ремонте автомобиля затрудняется доступ к механизмам трансмиссии и требуется частичная, а иногда и полная разборка рамы.

Х-образная рама (рис. 2, б) позволят увеличить углы поворота управляемых колес, тем самым улучшить маневренность автомобиля. Эта рама также позволяет понизить пола кузова, центр тяжести автомобиля, увеличить его статическую и динамическую устойчивость.

***

Дополнительные элементы конструкции автомобильных рам

К раме крепят кронштейны для рессор, амортизаторов, крыльев, подножек и другие элементы кузова и кабины автомобиля.
На переднем конце рамы устанавливается буфер и буксирные клюки. Буфер предназначен для восприятия толчков и ударов при наездах и столкновениях. В задней части грузовых автомобилей расположено буксирное устройство.
На усиленную переднюю поперечину устанавливают переднюю опору двигателя.

Тягово-сцепное устройство автомобиля

Тягово-сцепное устройство (или, как его обычно называют — фаркоп) предназначено для сцепки автомобилей тягачей с прицепами и смягчения осевых толчков, возникающих при движении автопоезда.

Тягово-сцепное (буксирное) устройство (рис. 1, б) представляет собой стальной кованый крюк 18, на стержне которого между двумя упорными шайбами 9 и 20 установлен резиновый упругий элемент 10, поджимаемый гайкой 8. Стержень крюка в сборе с буфером размещен в корпусе 11, который вместе с крышкой 19 болтами прикреплен к задней поперечине рамы. Выступающий из стакана конец стержня с зашплинтованной на нем гайкой 8 закрывается колпаком 7.
Защелка 17 крюка стопорится собачкой 13, установленной на оси, а также предохранительным шплинтом 14, соединенным цепочкой 16 и входящим в отверстие собачки 13.

Надрамник автомобиля-самосвала

Несущая система автомобилей-самосвалов кроме основной рамы включает еще дополнительную укороченную раму – надрамник, на который устанавливается грузовой кузов и крепятся элементы механизма подъема кузова. Надрамник позволяет снизить нагрузку на заднюю часть основной рамы автомобиля при подъеме кузова во время разгрузки, принимая часть этой нагрузки и распределяя ее равномерно по основной раме. Надрамник выполняется сварным из штампованной листовой стали. Он крепится к раме самосвала с помощью стремянок и болтовых соединений.

На рис. 3 показан надрамник автомобиля самосвала марки «КамАЗ», который состоит из двух лонжеронов 3, соединенных поперечинами 2,4,8 и 11. В задней части, где возникают наибольшие нагрузки, надрамник имеет Х-образный усилитель 6, а его лонжероны снабжены усилителями 7.
Поперечины 2 и 11 имеют корытообразное сечение, остальные поперечины имеют швеллерное сечение.
К лонжеронам приварены кронштейны крепления надрамника к раме 10, ограничители боковых перемещений надрамника, кронштейны резинометаллических опор 1 кузова и кронштейны 9 осей опрокидывания кузова. К поперечине 11 прикреплены нижняя опора гидроцилиндра подъемного механизма кузова, кран управления и клапан ограничения подъема кузова.
На поперечине 2 установлена резинометаллическая опора 5, служащая дял фиксации кузова в поперечном направлении. На поперечине 4 закреплен кронштейн страховочного троса ограничителя опрокидывания кузова.

Безрамные несущие системы автомобилей рассмотрены в разделе «Кузов автомобиля».

***

Несущий кузов легкового автомобиля