Badan kereta dibuat dari mana

Semasa mengembangkan model kereta baru, setiap pengeluar berusaha untuk meningkatkan dinamika produknya, tetapi pada masa yang sama tidak menghilangkan keselamatan kereta. Walaupun prestasi dinamik sangat bergantung pada jenis enjin, badan kereta memainkan peranan penting. Semakin berat, semakin banyak usaha yang dilakukan oleh enjin pembakaran dalaman untuk mempercepat pengangkutan. Tetapi jika kereta terlalu ringan, ia akan memberi kesan negatif terhadap kekuatan turun.

Dengan menjadikan produk mereka lebih ringan, pengeluar berusaha untuk meningkatkan sifat aerodinamik badan (apa itu aerodinamik, dijelaskan dalam tinjauan lain). Mengurangkan berat kenderaan dilakukan bukan hanya kerana pemasangan unit yang diperbuat daripada bahan aloi ringan, tetapi juga disebabkan oleh bahagian badan yang ringan. Mari kita ketahui bahan apa yang digunakan untuk membuat badan kereta, serta apa kelebihan dan kekurangan masing-masing.

Prasejarah badan kereta

Badan kereta moden tidak kurang diberi perhatian daripada mekanismenya. Berikut adalah parameter yang mesti dipenuhi:

1. Berkekalan. Dalam perlanggaran, tidak boleh mencederakan orang di ruang penumpang. Kekakuan kilasan harus memastikan bahawa kereta tetap dalam keadaan baik semasa memandu di kawasan yang tidak rata. Semakin kecil parameter ini, semakin besar kemungkinan kerangka kereta cacat, dan pengangkutannya tidak sesuai untuk operasi selanjutnya. Perhatian khusus diberikan kepada kekuatan bahagian depan bumbung. Ujian yang disebut "moose" membantu pembuat kereta menentukan betapa selamatnya kereta ketika memukul binatang tinggi, seperti rusa atau rusa (seluruh jisim bangkai berada di kaca depan dan lintel atas atap di atasnya).
2. Reka bentuk moden. Pertama sekali, pemandu kenderaan yang canggih memperhatikan bentuk badan, dan bukan hanya pada bahagian teknikal kereta.
3. Keselamatan. Semua orang di dalam kenderaan mesti dilindungi dari pengaruh luaran, termasuk dalam perlanggaran sisi.
4. Keserbagunaan. Bahan dari mana badan kereta dibuat mesti tahan dengan keadaan cuaca yang berbeza. Selain estetika, cat digunakan untuk melindungi bahan yang takut kelembapan yang agresif.
5. Ketahanan. Bukan perkara biasa bagi pencipta untuk menjimatkan bahan badan, sebab itulah kereta menjadi tidak dapat digunakan setelah hanya beberapa tahun beroperasi.
6. Kebolehlangsungan. Supaya selepas kemalangan kecil anda tidak perlu membuang kereta, pembuatan jenis badan moden bermaksud pemasangan modular. Ini bermaksud bahagian yang rosak boleh diganti dengan yang baru yang serupa.
7. Harga berpatutan. Sekiranya badan kereta terbuat dari bahan mahal, sebilangan besar model yang tidak dituntut akan terkumpul di laman web pembuat kenderaan. Perkara ini sering berlaku bukan kerana kualiti yang buruk, tetapi kerana kos kenderaan yang tinggi.

Agar model bodi memenuhi semua parameter ini, pengeluar harus mempertimbangkan ciri-ciri bahan dari mana bingkai dan panel badan luar dibuat.

Agar pengeluaran kereta tidak memerlukan banyak sumber, jurutera syarikat mengembangkan model badan seperti itu yang memungkinkan menggabungkan fungsi utamanya dengan yang tambahan. Contohnya, unit utama dan bahagian dalaman dipasang pada struktur kereta.

Pada mulanya, reka bentuk kereta didasarkan pada kerangka, di mana seluruh unit kereta terpasang. Jenis ini masih terdapat pada beberapa model kereta. Contohnya adalah SUV penuh (kebanyakan jip hanya mempunyai struktur badan yang diperkuat, tetapi tidak ada bingkai, SUV jenis ini disebut crossover) dan trak. Pada kereta pertama, setiap panel yang dilekatkan pada struktur bingkai dapat dibuat bukan hanya dari logam, tetapi juga dari kayu.

Model pertama dengan struktur tanpa bingkai adalah Lancia Lambda, yang melancarkan garis pemasangan pada tahun 1921. Model Eropah Citroen B10, yang mula dijual pada tahun 1924, menerima struktur badan keluli satu bahagian.

lancia lambda

Citroen b10

Perkembangan ini terbukti begitu popular sehingga kebanyakan pengeluar pada masa itu jarang meninggalkan konsep badan monocoque serba keluli. Mesin-mesin ini selamat. Beberapa syarikat menolak keluli kerana dua sebab. Pertama, bahan ini tidak terdapat di semua negara, terutamanya pada tahun-tahun perang. Kedua, badan keluli sangat berat, jadi beberapa, untuk memasang mesin pembakaran dalaman dengan kuasa yang lebih rendah, terganggu pada bahan badan.

Semasa Perang Dunia Kedua, baja kekurangan bekalan di seluruh dunia, kerana logam ini digunakan sepenuhnya untuk keperluan ketenteraan. Kerana ingin terus bertahan, beberapa syarikat telah memutuskan untuk mengeluarkan badan mereka dari bahan alternatif. Jadi, pada tahun-tahun itu, kereta dengan badan aluminium muncul untuk pertama kalinya. Contoh model tersebut adalah Land Rover 1-Series (badannya terdiri daripada panel aluminium).

Alternatif lain adalah kerangka kayu. Contoh kereta tersebut ialah pengubahsuaian Willys Jeep Stations Wagon Woodie.

Oleh kerana badan kayu tidak tahan lama dan memerlukan perawatan serius, idea ini segera ditinggalkan, tetapi untuk struktur aluminium, pengeluar serius memikirkan untuk memperkenalkan teknologi ini ke dalam pengeluaran moden. Walaupun alasan utamanya adalah kekurangan keluli, ini bukanlah kekuatan pendorong di mana pembuat kenderaan mula mencari alternatif.

1. Sejak krisis bahan bakar global, kebanyakan jenama kereta harus memikirkan semula teknologi pembuatannya. Pertama sekali, penonton yang memerlukan motor berkuasa dan besar telah menurun dengan ketara kerana kos bahan bakar yang tinggi. Pemandu kenderaan mula mencari kereta yang kurang bersemangat. Agar pengangkutan dengan enjin yang lebih kecil cukup dinamis, cahaya, tetapi pada masa yang sama diperlukan bahan yang cukup kuat.
2. Di seluruh dunia, dari masa ke masa, standard persekitaran untuk pelepasan kenderaan menjadi lebih ketat. Atas sebab ini, teknologi telah mulai diperkenalkan untuk mengurangi penggunaan bahan bakar, meningkatkan kualitas pembakaran campuran udara-bahan bakar dan meningkatkan efisiensi unit tenaga. Untuk melakukan ini, anda perlu mengurangkan berat keseluruhan kereta.

Seiring berjalannya waktu, perkembangan muncul dari bahan komposit, yang memungkinkan untuk mengurangkan berat kenderaan lebih jauh. Mari kita pertimbangkan apakah keunikan setiap bahan yang digunakan untuk pembuatan badan kereta.

Badan keluli: kelebihan dan kekurangan

Sebilangan besar elemen badan sebuah kereta moden diperbuat daripada keluli tergulung. Ketebalan logam di beberapa bahagian mencapai 2.5 milimeter. Lebih-lebih lagi, bahan lembaran rendah karbon digunakan terutamanya di bahagian galas. Berkat ini, kereta ini cukup ringan dan pada masa yang sama tahan lama.

Keluli sekarang kekurangan bekalan. Logam ini mempunyai kekuatan tinggi, unsur-unsur dari pelbagai bentuk dapat dicop daripadanya, dan bahagian-bahagiannya dapat diikat dengan mudah menggunakan kimpalan tempat. Semasa membuat kereta, jurutera memperhatikan keselamatan pasif, dan teknolog memperhatikan kemudahan memproses bahan sehingga biaya pengangkutan serendah mungkin.

Dan untuk metalurgi, tugas yang paling sukar adalah menyenangkan kedua-dua jurutera dan teknolog. Dengan mempertimbangkan sifat-sifat yang diingini, baja khas telah dibangunkan yang menawarkan kombinasi daya tarikan dan kekuatan yang mencukupi dalam produk siap. Ini memudahkan pengeluaran panel badan dan meningkatkan kebolehpercayaan kerangka kereta.

Berikut adalah beberapa kelebihan badan keluli:

• Pembaikan produk keluli adalah yang paling mudah - beli elemen baru, misalnya sayap, dan gantinya;
• Mudah dilupuskan - keluli sangat boleh dikitar semula, oleh itu pengeluar selalu berpeluang mendapatkan bahan mentah yang murah;
• Teknologi pembuatan keluli tergulung lebih sederhana daripada pemprosesan analog aloi cahaya, jadi bahan mentah lebih murah.

Walaupun terdapat kelebihan ini, produk keluli mempunyai beberapa kelemahan yang ketara:

1. Produk siap adalah yang paling berat;
2. Karat cepat muncul di bahagian yang tidak dilindungi. Sekiranya elemen tersebut tidak dilindungi dengan cat, kerosakan akan menjadikan badan tidak dapat digunakan dengan cepat;
3. Agar keluli lembaran mengalami peningkatan ketegaran, bahagiannya mesti dicop berkali-kali;
4. Sumber produk keluli adalah yang terkecil jika dibandingkan dengan logam bukan ferus.

Hari ini, sifat keluli meningkat dengan menambahkan komposisi beberapa unsur kimia yang meningkatkan kekuatannya, ketahanan terhadap pengoksidaan dan ciri keplastikan (keluli TWIP mampu meregangkan hingga 70%, dan penunjuk maksimum kekuatannya adalah 1300 MPa).

Badan aluminium: kelebihan dan kekurangan

Sebelumnya, aluminium hanya digunakan untuk membuat panel yang berlabuh pada struktur keluli. Perkembangan moden dalam pembuatan aluminium memungkinkan untuk menggunakan bahan tersebut juga untuk membuat elemen bingkai.

Walaupun logam ini kurang rentan terhadap kelembapan daripada keluli, ia kurang kekuatan dan keanjalan mekanikal. Atas sebab ini, untuk mengurangkan berat kereta, logam ini digunakan untuk membuat pintu, rak bagasi, tudung. Untuk menggunakan aluminium dalam bingkai, pengeluar harus meningkatkan ketebalan produk, yang sering berfungsi untuk pengangkutan yang lebih mudah.

Ketumpatan aloi aluminium jauh lebih rendah daripada keluli, jadi penebat bunyi di dalam kereta dengan badan seperti itu jauh lebih buruk. Untuk memastikan bahawa bahagian dalam kereta tersebut menerima minimum bunyi luaran, pengeluar menggunakan teknologi penekanan bunyi khas, yang menjadikan kereta lebih mahal daripada pilihan yang serupa dengan badan keluli.

Membuat badan aluminium pada peringkat awal serupa dengan proses membuat struktur keluli. Bahan mentah dipecah menjadi kepingan, kemudian dicap mengikut reka bentuk yang diinginkan. Bahagian dipasang menjadi reka bentuk umum. Hanya untuk ini digunakan pengelasan argon. Model yang lebih mahal menggunakan pengelasan spot laser, gam khas atau rivet.

Hujah yang memihak kepada badan aluminium:

• Bahan lembaran lebih mudah dicop, oleh itu, dalam proses pembuatan panel, peralatan yang kurang kuat diperlukan daripada stamping dari keluli;
• Berbanding dengan badan keluli, bentuk yang serupa yang terbuat dari aluminium akan lebih ringan, sementara kekuatannya tetap pada tahap yang sama;
• Bahagian mudah diproses dan dikitar semula;
• Bahannya lebih tahan lama daripada keluli - tidak takut kelembapan;
• Kos proses pembuatannya lebih rendah berbanding versi sebelumnya.

Tidak semua pemandu kenderaan bersetuju untuk membeli kereta dengan badan aluminium. Sebabnya ialah walaupun dengan kemalangan kecil, pembaikan kereta akan menjadi mahal. Bahan mentah itu sendiri harganya lebih mahal daripada keluli, dan jika bahagiannya perlu diubah, pemilik kereta perlu mencari pakar yang mempunyai peralatan khas untuk penyambungan elemen berkualiti tinggi.

Badan plastik: kelebihan dan kekurangan

Separuh kedua abad kedua puluh ditandai dengan penampilan plastik. Populariti bahan sedemikian disebabkan oleh fakta bahawa struktur apa pun dapat dibuat daripadanya, yang akan jauh lebih ringan daripada aluminium.

Plastik tidak memerlukan cat. Cukup untuk menambahkan pewarna yang diperlukan ke bahan mentah, dan produk memperoleh warna yang diinginkan. Selain itu, ia tidak pudar dan tidak perlu dicat semula apabila tercalar. Berbanding dengan logam, plastik lebih tahan lama, sama sekali tidak bertindak balas dengan air, jadi tidak berkarat.

Model Hadi mempunyai badan plastik

Kos pembuatan panel plastik jauh lebih rendah, kerana penekan kuat tidak diperlukan untuk embossing. Bahan mentah yang dipanaskan adalah cecair, kerana bentuk bahagian badannya sama sekali, yang sukar dicapai ketika menggunakan logam.

Walaupun terdapat kelebihan yang jelas, plastik mempunyai kelemahan yang sangat besar - kekuatannya secara langsung berkaitan dengan keadaan operasi. Jadi, jika suhu udara luar turun di bawah sifar, bahagian menjadi rapuh. Beban yang sedikit pun boleh menyebabkan bahan itu pecah atau terbang. Sebaliknya, apabila suhu meningkat, keanjalannya meningkat. Beberapa jenis plastik cacat apabila dipanaskan di bawah sinar matahari.

Atas sebab lain, badan plastik kurang praktikal:

• Bahagian yang rosak boleh dikitar semula, tetapi proses ini memerlukan peralatan khas dan mahal. Perkara yang sama berlaku untuk industri plastik.
• Semasa pembuatan produk plastik, sejumlah besar bahan berbahaya dikeluarkan ke atmosfera;
• Bahagian badan yang menanggung beban tidak boleh diperbuat daripada plastik, kerana sekeping bahan yang besar tidak sekuat logam tipis;
• Sekiranya panel plastik rosak, ia dapat diganti dengan mudah dan cepat dengan yang baru, tetapi jauh lebih mahal daripada mengimpal tampalan logam ke logam.

Walaupun pada masa ini terdapat pelbagai perkembangan yang menghilangkan sebahagian besar masalah yang disenaraikan, namun teknologi ini tidak dapat disempurnakan. Atas sebab ini, bumper, sisipan hiasan, cetakan dibuat terutamanya dari plastik, dan hanya pada beberapa model kereta - fender.

Badan komposit: kelebihan dan kekurangan

Komposit bermaksud bahan yang mengandungi lebih daripada dua komponen. Dalam proses membuat bahan, komposit memperoleh struktur homogen, kerana produk akhir akan memiliki sifat dua (atau lebih) bahan yang membentuk bahan mentah.

Selalunya, komposit akan diperoleh dengan melekatkan atau menyinter lapisan bahan yang berbeza. Selalunya, untuk meningkatkan kekuatan bahagian, setiap lapisan yang terpisah diperkuat sehingga bahan tidak terkelupas semasa operasi.

Badan monocoque

Komposit yang paling biasa digunakan dalam industri automotif ialah gentian kaca. Bahan diperoleh dengan menambahkan pengisi polimer ke gentian kaca. Elemen badan luaran dibuat dari bahan seperti, misalnya, bumper, kisi-kisi radiator, kadang-kadang optik kepala (lebih kerap ia terbuat dari kaca, dan versi ringan terbuat dari polipropilena). Pemasangan bahagian sedemikian membolehkan pengeluar menggunakan keluli dalam struktur bahagian badan penyokong, tetapi pada masa yang sama memastikan modelnya cukup ringan.

Sebagai tambahan kepada kelebihan yang disenaraikan di atas, bahan polimer menempati tempat yang layak dalam industri automotif kerana alasan berikut:

• Berat minimum bahagian, tetapi pada masa yang sama mereka mempunyai kekuatan yang baik;
• Produk siap tidak takut akan kesan kelembapan dan cahaya matahari yang agresif;
• Kerana keanjalan pada peringkat bahan mentah, pengeluar dapat membuat bentuk bahagian yang sama sekali berbeza, termasuk yang paling kompleks;
• Produk siap kelihatan menarik secara estetik;
• Anda boleh membuat bahagian badan yang besar, dan dalam beberapa kes bahkan seluruh badan, seperti dalam kereta paus (baca lebih lanjut mengenai kereta seperti itu di tinjauan berasingan).

Walau bagaimanapun, teknologi inovatif tidak boleh menjadi alternatif lengkap untuk logam. Terdapat beberapa sebab untuk ini:

1. Kos pengisi polimer sangat tinggi;
2. Bentuk untuk membuat bahagian mestilah sempurna. Jika tidak, elemen itu akan berubah menjadi jelek;
3. Semasa proses pembuatan, sangat penting untuk menjaga kebersihan tempat kerja;
4. Pembentukan panel tahan lama memakan masa, kerana komposit memerlukan waktu yang lama untuk kering, dan beberapa bahagian badan berlapis-lapis. Badan pepejal sering dibuat dari bahan ini. Untuk sebutan mereka, istilah bersayap "monocoque" digunakan. Teknologi untuk membuat jenis badan monocoque adalah seperti berikut. Lapisan serat karbon dilekatkan dengan polimer. Di atasnya, lapisan bahan lain diletakkan, hanya supaya serat terletak pada arah yang berbeza, paling sering pada sudut tepat. Setelah produk siap, ia diletakkan di dalam ketuhar khas dan disimpan untuk waktu tertentu di bawah suhu tinggi, sehingga bahan itu dipanggang dan mengambil bentuk monolitik;
5. Apabila bahagian komposit rosak, sangat sukar untuk memperbaikinya. (Contoh bagaimana bumper kereta diperbaiki dijelaskan di sini);
6. Bahagian komposit tidak dikitar semula, hanya musnah.

Oleh kerana kos dan kerumitan pembuatan yang tinggi, kereta jalan biasa mempunyai bilangan bahagian minimum yang terbuat dari kaca gentian atau analog komposit yang lain. Selalunya, elemen seperti itu dipasang pada supercar. Contoh kereta seperti itu ialah Ferrari Enzo.

2002 Ferrari Enzo

Benar, beberapa model eksklusif siri awam menerima perincian keseluruhan dari komposit. Contohnya ialah BMW M3. Kereta ini mempunyai atap gentian karbon. Bahan mempunyai kekuatan yang diperlukan, tetapi pada masa yang sama membolehkan anda memindahkan pusat graviti lebih dekat ke tanah, yang meningkatkan daya turun ketika memasuki sudut.

Satu lagi penyelesaian asli dalam penggunaan bahan ringan di badan kereta ditunjukkan oleh pengeluar supercar Corvette yang terkenal. Selama hampir setengah abad, syarikat ini menggunakan kerangka logam spasial di mana panel komposit dipasang.

Badan karbon: kelebihan dan kekurangan

Dengan adanya bahan lain, keselamatan dan pada masa yang sama ringan kenderaan telah mencapai tahap yang baru. Sebenarnya, karbon adalah bahan komposit yang sama, hanya peralatan generasi baru yang membolehkan anda membuat struktur yang lebih tahan lama daripada pembuatan monocoque. Bahan ini digunakan dalam badan model terkenal seperti BMW i8 dan i3. Sekiranya karbon pada kereta lain sebelumnya hanya digunakan sebagai hiasan, maka ini adalah kereta pengeluaran pertama di dunia yang badannya terbuat dari karbon.

Kedua-dua model mempunyai reka bentuk yang serupa: alasnya adalah platform modular yang terbuat dari aluminium. Semua unit dan mekanisme kereta terpasang di atasnya. Badan kereta terdiri daripada dua bahagian, yang sudah mempunyai beberapa perincian dalaman. Mereka dihubungkan antara satu sama lain semasa pemasangan menggunakan pengapit bolt. Keistimewaan model ini adalah bahawa ia dibina berdasarkan prinsip yang sama dengan kereta pertama - struktur kerangka (hanya sekecil mungkin), di mana semua kehormatan lain diperbaiki.

Dalam proses pembuatan, bahagian-bahagian disambungkan satu sama lain menggunakan gam khas. Ini mensimulasikan bahagian logam kimpalan. Kelebihan bahan seperti itu adalah kekuatannya yang tinggi. Apabila kereta mengatasi penyimpangan yang besar, kekakuan kilasan badan menghalangnya daripada berubah bentuk.

Kelebihan lain dari serat karbon ialah memerlukan minimum pekerja untuk membuat alat ganti, kerana peralatan berteknologi tinggi dikendalikan oleh elektronik. Badan karbon dibuat dari bahagian individu yang dibentuk dalam bentuk khas. Polimer komposisi khas dipam ke dalam acuan di bawah tekanan tinggi. Ini menjadikan panel lebih tahan lama daripada pelinciran gentian secara manual. Di samping itu, ketuhar yang lebih kecil diperlukan untuk memanggang barang-barang kecil.

Kelemahan produk tersebut terutamanya termasuk kos tinggi, kerana peralatan mahal digunakan yang memerlukan perkhidmatan berkualiti tinggi. Juga, harga polimer jauh lebih tinggi daripada aluminium. Dan jika bahagiannya pecah, maka mustahil untuk membaikinya sendiri.

Berikut adalah video pendek - contoh bagaimana badan karbon BMW i8 dipasang:

Ini adalah bagaimana BMW i8 anda dipasang. Pemasangan BMW i8 kereta anda

Soalan dan Jawapan:

Apa yang termasuk dalam badan kereta? Badan kereta terdiri daripada: spar depan, perisai depan, tiang depan, bumbung, tiang B, tiang belakang, spatbor, panel batang dan hud, bahagian bawah.

Apakah badan kereta disokong? Badan utama ialah rangka ruang. Ini adalah struktur yang dibuat dalam bentuk sangkar, terletak di sekeliling seluruh perimeter badan. Badan dilekatkan pada struktur sokongan ini.