Наконечник лонжерона автомобиля что это такое
Что такое и для чего нужны лонжероны в автомобиле
Конструкция любого автомобиля четко продумана и каждый элемент в ней имеет свое определенное назначение. В устройстве кузова немаловажную роль играют лонжероны. Этим элементам отведена не только опорная функция, но также защитная и поглощающая внешние воздействия. В этой статье разберемся, что представляет собой лонжерон автомобиля, его функции, положение и последствия деформации.
Назначение и устройство
Лонжерон представляет собой продольный профиль или швеллер, который располагается попарно спереди и сзади кузова автомобиля.
В конструкции несущего кузова они находятся на уровне днища параллельно друг другу. В некоторых моделях могут располагаться под небольшим углом. Если несущая часть рамная, то детали расположены по всей ее длине как цельные элементы. На рисунке можно увидеть положение деталей. Они отмечены красным.
От целостности и прочности этих элементов во многом зависит безопасность и управляемость автомобиля. Лонжероны предназначены выдерживать различное давление и нагрузки. Это вес внутренних агрегатов, пассажиров, грузов, а также внешние удары и вибрации во время движения. Как видно, эти элементы выполняют важную несущую функцию в конструкции кузова.
Функции лонжеронов
Таким образом, лонжероны выполняют следующие функции:
Особенности конструкции и виды
В большегрузных автомобилях и внедорожниках используется рамная конструкция несущей системы. Это обусловлено увеличенной нагрузкой. В таких конструкциях лонжероны располагаются параллельно друг другу по всей длине. Цельные элементы соединяются между собой специальными перемычками. За своеобразную форму рамы водители часто называют такую конструкцию «лестницей».
В современных легковых автомобилях несущей частью является сам кузов. Поэтому лонжероны уже интегрированы в конструкцию кузова и являются его частью. Они могут быть как цельными, так и раздельными и обязательно устанавливаются в передней и в задней части, хотя встречаются конструкции без задних несущих элементов. Задние лонжероны не несут такой большой нагрузки, как передние.
Цельные лонжероны также могут использоваться в несущем кузове. Это дает свои преимущества. Конструкция становится более жесткой и надежной, но имеет сложную форму. Это сказывается на технологии изготовления.
Таким образом, лонжероны можно разделить на два вида:
Если преимущество цельных в жесткости, то составные более практичны. При столкновении чаще всего страдают лонжероны. Они гнутся, ломаются. Составные элементы будет легче заменить на новые.
В свою очередь, многое зависит от геометрии элементов. Дополнительные изгибы позволяют повысить прочность конструкции при ударе сбоку или спереди. Также изгибы позволяют повысить маневренность автомобиля и угол поворота колеса.
Положение лонжеронов в кузове
Положение этих элементов будет зависеть от конструкции кузова и модели автомобиля. Выделяют несколько вариантов:
Первый вариант, как было уже сказано, встречается на рамной конструкции большегрузных автомобилей. Остальные три варианта встречаются на несущих кузовах разных марок.
Возможные неисправности
Для изготовления лонжеронов используют только особые сплавы алюминия или титан. Прочность конструкции очень важна, так как элементы испытывают постоянные нагрузки.
Такое воздействие со временем может привести к их деформации. В процессе эксплуатации на металле могут появиться микротрещины. Данный эффект часто называют «усталостью» металла. Повреждения, изгибы и трещины могут повлиять на изменение геометрии кузова и на многие другие параметры автомобиля. Например, изменятся углы установки колес, появится неправильный зазор при закрывании дверей, разного рода скрипы в салоне и так далее.
Также эти важные элементы могут деформироваться во время ДТП. Это наиболее частые случаи. Изгиб лонжеронов грозит серьезным ремонтом, а то и вовсе утилизацией кузова. Возникают щели, зазоры, нарушается геометрия кузова. Эксплуатировать автомобиль в таком случае небезопасно. Даже ремонт не всегда дает нужный результат. Из-за нарушения геометрии, вероятнее всего, увеличится износ покрышек и нарушатся заводские настройки рулевого управления.
С другой стороны, лонжероны также относятся к элементам пассивной безопасности. На них есть зоны запрограммированной деформации. В случае ДТП деталь погнется именно в этом месте, забрав часть энергии удара.
Особенности ремонта
В большинстве случаев обращаются с проблемами именно передних лонжеронов, задние деформируются не так часто. Погнутые элементы «вытягивают». Это делают с помощью специальной установки. Сложность также заключается в том, что приходится разбирать большую часть автомобиля. Снимать двигатель, элементы подвески, кузова и так далее. Не каждый мастер берется за такой сложный ремонт.
Если лонжерон лопнул, но основная его часть в нормальном состоянии, то ремонт может обойтись сварочными работами. В этом случае стоит иметь в виду, что даже после качественной сварки добиться прежнего состояния этих элементов будет уже невозможно. Прочность снизится именно в месте шва. В рамных конструкциях заменить эти элементы намного легче.
В некоторых кузовах лонжероны крепятся не с помощью сварки, а кронштейнами. Это также облегчает ремонт, так как заменить деталь уже проще. Но если элементы сильно повредились или изогнулись, то зачастую смысла в ремонте нет.
Некоторые водители пытаются заранее усилить лонжероны, добавив дополнительные ребра жесткости. В этом случае нужно понимать, что деталь теряет амортизирующие свойства.
Лонжероны являются одними из важнейших деталей не только кузова, но и всего автомобиля. Может они и скрыты в глубине кузова, но не стоит забывать об их значении. Они играют большую роль в безопасности и управляемости автомобиля. При деформации этих важных элементов нужно обязательно обращаться в автомастерскую, чтобы избежать возможного дорогостоящего ремонта в будущем.
Что такое лонжерон на машине
В автомобиле нет ненужных узлов. Каждый элемент или деталь выполняет конкретную функцию. Не исключением является и лонжерон.
Что это за устройство? Как выглядит лонжерон? Где он установлен? Какие виды устройства существуют? Ниже мы рассмотрим информацию, которая касается этого узла.
Что такое лонжерон, как выглядит, и где он установлен?
Лонжерон — конструктивный узел автомобиля, который выглядит как прямоугольная труба, то есть металлический профиль с прямоугольным сечением.
Деталь проходит сквозь переднюю часть и зад кузова, играя роль опоры. В зависимости от конструкции корпуса возможен вариант с лонжеронами между бамперами.
Данный узел бывает составным (собранным из нескольких элементов) или цельным.
В классической комплектации установлено два лонжерона (слева и справа).
Пример, левый передний лонжерон ВАЗ 2110.
Каждый из элементов разделен на три части — среднюю, переднюю и заднюю. Главная разница — в расположении.
Так, лонжерон, установленный спереди и слева, позиционируется на уровень ниже, чем лонжерон сзади и такой же узел, но только крыла.
Узлы параллельны друг другу, но возможны случаи расположения их под минимальным углом.
Лонжерон на Nissan Bluebird HU14 SR20VE.
Исходный материал при производстве — алюминий или титан. Иногда применяются компонентные слои, добавляющие конструкции крепости. Сечение лонжерона имеет вид буквы «П». При этом в местах максимальной нагрузки сечение больше.
Главное преимущество детали — исключительная прочность. Данные узлы способны выдерживать максимальные нагрузки — вес автомобиля, багаж, массу узлов и так далее.
Кроме этого, лонжероны справляются со всеми ударами, которые «достаются» им при попадании колес в ямы или в случае ДТП.
Конструктивно данные узлы формируют лестничную раму П-образной формы, уложенную на бок.
Такой тип конструкции — составляющая часть многих внедорожников и грузовых автомобилей.
Что касается «легковушек», то в них лестничный принцип не применяется. Для визуального лицезрения детали достаточно глянуть под низ транспортного средства.
Конструкция кузова ВАЗ 2108, места расположения лонжеронов.
Назначение и задачи
Лонжерон – в прямом смысле силовая часть автомобиля. Назначение узла различается в зависимости от типа транспортного средства:
В первом и во втором случае П-образный узел берет на себя вес кузова, составных элементов и пассажиров транспортного средства.
Еще одна функция — амортизирующая. Задача узла — поглотить возможную деформацию. Но здесь важно соблюсти тонкую грань между жесткостью и податливостью.
Если «переборщить» с первым показателем, то неровности трассы будут передаваться в салон автомобиля пассажирам. Вот почему та часть кузова, где предположительно находятся люди, делается с максимальной амортизацией (для снижения силы удара).
Амортизирующая функция реализуется путем монтажа продольной силовой структуры, установленной в передней и задней части кузова. Главная особенность конструкций — способность к демпфированию (сглаживанию) ударов.
Лонжероны ВАЗ 21 «Волга».
При этом ослабление лонжеронов осуществляется одним из перечисленных ниже способов:
Правый передний лонжерон Renault Laguna 2004.
Краткий экскурс в историю
Разработка лонжерона и создание разных элементов кузова тесно взаимосвязаны. Это не удивительно, ведь на первых транспортных средствах в роли опоры применялись только рамы.
Сначала они выполнялись из дерева, но со временем их заменили прочные конструкции из металла.
В прошлом веке, в 1920-х годах, компания Auburn разработала первую лонжеронную раму имеющую поперечину в виде «Х».
Со временем детали усовершенствовались и стали одним целым с днищем транспортного средства.
На современном этапе лонжероны — составляющая часть конструкции машины, вне зависимости от вида несущей системы.
Как уже упоминалось, лонжероны занимают разные позиции в автомобиле. Здесь многое зависит от особенностей кузова (грузовой транспорт, легковой или грузовой автомобиль).
Расположение бывает следующим:
Тип конструкции, которая упомянута первой, нашла применение в грузовом транспорте.
Рама грузового автомобиля Mercedes-Benz с параллельно-горизонтальным расположением лонжеронов.
Что касается остальных вариантов, то они популярны и применяются в легковых машинах.
Задний левый лонжерон пола ВАЗ 21099.
Преимущества конструкции
У каждой конструкции есть преимущества. Так, «угловые» лонжероны позволяют колесу поворачиваться на больший угол, а устройства с вертикальным изгибом — приспустить центр тяжести авто и снизить уровень днища.
Детали с горизонтальным изгибом — конструктивные элементы, также дают возможность снизить уровень днища, повысив безопасность при ударе сбоку.
Для роста жесткости лонжероны укрепляются поперечинами. Последние бывают различного профиля — в виде буквы К, Х или быть прямолинейными.
Такой тип поперечин изготовлен из особого профиля, выполненного из надежного и устойчивого к деформациям металла.
Для повышения надежности в грузовом транспорте поперечины и лонжероны объединены специальными клепками, а в легковом транспорте — сваркой.
Немаловажный момент — фиксация кузова на раме, которая происходит с помощью специальных кронштейнов.
Рассматривая лонжеронную конструкцию в целом, стоит выделить следующие преимущества:
Передние лонжероны Toyota Mark II.
Стоит отметить и «ложку дегтя»:
Основные неисправности и проблемы, связанные с лонжеронами, способы устранения
В процессе эксплуатации возможны следующие проблемы:
При явном повреждении (появлении трещин) в детали разрушается и целостность конструкции.
Вот почему после ДТП стоит убедиться в отсутствии деформации узлов. На практике в 90% случаев после аварии приходится ремонтировать лонжероны спереди.
Способ восстановления определяется с учетом серьезности проблемы и повреждений демпферного участка. Так, лонжерон, составляющий часть рамы, поменять несложно. Если же узел — часть несущего кузова, то восстановительные работы могут быть бесполезны.
Возможность ремонта зависит от степени деформации:
Возможны ситуации, когда замена производится не полностью. В таком случае новые детали крепятся с помощью сварки. Применение муфт для соединения конструкций запрещено.
Нельзя забывать, что главная функция лонжерона — усилить кузов, поэтому в процессе ремонта максимальное внимание уделяется прочности.
С другой стороны, чрезмерное усиление узла приводит к снижению амортизационных функций, что недопустимо.
Так что при ремонте стоит учитывать данный параметр и стараться не завышать уровень жесткости.
Итоги
Лонжерон — важный элемент конструкции, от которого зависит надежность и устойчивость кузова к деформациям.
Если говорить в общем, то от целостности и качества детали зависит безопасность движения в целом.
Вот почему для данного узла так важен периодический осмотр, ремонт или замена в случае повреждения.
Что такое лонжерон, для чего нужен
Конструкционные, особые элементы кузова в форме трубы или продольной балки, что проходят по всей длине машины. Это и есть лонжероны, которые соединяются с рамой с помощью поперечин. Так создаётся прочный остов, выдерживающий кузов и другие элементы автомобиля.
Что собой представляют лонжероны автомобиля
Происхождение слова от французского глагола longeron, означающего продольное движение. Термин встречается не только в автомобилестроении, но и в авиационной, судоходной и железнодорожной сферах. Лонжерон находится спереди или сзади авто, а также может проходить по всей длине кузова.
Что это такое, как выглядит и где находится
Лонжерон в автомобиле выполняет очень важные функции. Его конструкция состоит из труб и перемычек, устанавливаемых поперечно. По сути, это две продольные балки, расположенные по всей длине автомобиля — спереди и сзади кузова. Внешне напоминает металлический профиль или коробчатую сетку. Данные элементы похожи ещё на лестницу, поэтому автомобилисты их часто называют «лестничными».
На лонжероны привариваются особые кронштейны. Они предусмотрены для фиксации различных агрегатов автомобиля.
Для чего нужны
Детали делаются из очень твёрдого металла, способны выдерживать большой вес. Они поглощают ударные нагрузки, вибрации, получаемые автомобилем при передвижении по различным дорогам. Лонжероны нужны для усиления элементов днища и пола багажника (легковые авто) или чтобы полностью брать на себя все нагрузки (грузовики, рамные внедорожники).
Другая функция лонжеронов — амортизация. Беря на себя колебания, деталь распределяет нагрузку по всем частям машины. Трубы эффективно поглощают деформационные искажения. Поэтому они сделаны максимально жёсткими, но не везде. На самом деле, современный лонжерон — это конструктивно очень гибкий узел с программируемыми зонами деформации. В противном случае он не смягчал бы удары, поглощая их, а передавал в салон.
Так, лонжероны передней части автомобиля специально изготовлены с большей способностью к деформации. Благодаря этому, во время столкновения детали принимают разрушительную ударную волну на себя, не давая ей идти дальше.
Особенности конструкции
Как же удалось инженерам придумать такой универсальный вариант.
Делают это несколькими способами:
Ещё одной особенностью лонжеронной системы является то, что балки располагаются всегда попарно, соединяясь перемычками. Это образует несущую конструкцию или раму, обеспечивающую жёсткость кузова.
Лонжерон — это швеллер. В самых нагруженных зонах кузова, например, под двигателем, водительским и пассажирскими сидениями, сечение его увеличено, металл очень прочен. А в местах, куда приходится максимальная ударная волна при столкновениях, профиль сделан тонким, выступает в качестве демпфера.
Виды лонжеронов
Лонжероны могут быть составными или цельными. В первом случае выглядят как набор металлических элементов. Это сравнительно лучший тип, чем цельный, так как даёт возможность хотя бы какого-либо восстановления. Составная лонжеронная система делится на переднюю, среднюю и заднюю части.
Существуют и разные формы лонжеронов. К примеру, на тяжёлых внедорожниках и грузовиках они встречаются в виде буквы «П», формируя кузовную раму. На легковых авто лонжероны не лестничного типа, так как кузов в данном случае несущего типа.
Вот какие они бывают.
Каждый из перечисленных вариантов можно встретить на автомобилях, включая внедорожники и даже грузовики. Однако чаще на грузовых автомобилях применяется традиционная горизонтальная схема, при которой лонжероны могут идти не только параллельно, но и под углом. Последний вариант делает машину более маневренной, она легче входит в поворот.
Отдельно стоит упомянуть поперечины. Они выполняют функцию рёбер жёсткости, размещаться могут перпендикулярно, X-образно или в виде буквы «К». Делаются из стального профиля, часто изгибаются под нужным углом. В легковых машинах поперечины крепят сваркой, а в грузовых — фиксируют на заклёпках.
Преимущества и недостатки конструкции
Главное преимущество лонжеронной конструкции — лёгкий вес, гибкость и прочность. Машина не теряет маневренности, обеспечивается высокий уровень управляемости, а за счёт передовых технологических решений — ещё и пассивная безопасность. Если первые автомобильные кузова строились на основе тяжёлой и прочной рамы, то сегодня в моде безрамная компоновка, основу которой составляют гибкие лонжероны — самые настоящие силовые элементы несущего кузова.
К сожалению, имеются и недостатки:
Передний и задний лонжероны намертво крепятся к кузову сваркой. Жёсткость кузова и степень противодействия изначально рассчитываются на заводе инженерами. По этой причине, после какого-нибудь серьёзного повреждения деталь изменяет первоначальные свойства, она больше не может выполнять прежние функции. Проблема ремонта — в неспособности обеспечить необходимые параметры лонжерону после деформации. Балку надо снова присоединять к кузову сваркой, что трудно сделать при повреждениях. Куда проще вырезать и установить новый кусок материала.
Продлить ресурс лонжеронной конструкции автомобиля поможет усиление ещё на начальной стадии эксплуатации. Надо установить ремонтные заплатки, но только на лонжероны, не имеющие очагов сквозной коррозии!
Причины и последствия деформации
Со временем металл под действием переменных нагрузок поддаётся эффекту усталости — на нём образуются трещины. Уже лет через десять прочная на вид конструкция слабеет, теряет былую выносливость. Не помогает ни азотирование, ни химико-термическая обработка. При попадании авто в ДТП, лонжероны сильно деформируются, одновременно ухудшая общие технические характеристики автомобиля. Возможно смещение двигателя, деталей подвески и трансмиссии. Да и весь кузов теряет заложенную прочность и геометрию, когда лопается лонжерон. Именно поэтому при осмотре машины на вторичном рынке специалист в первую очередь проверяет эти детали.
Легче восстанавливать рамную конструкцию. На несущих конструкциях дела обстоят намного хуже: здесь лонжерон выступает частью кузова, и в особо неудачных случаях менять его бессмысленно или просто невозможно.
Изгиб с течением времени
Лонжерон поддаётся ремонту при слабом, не резком изгибе. Для этого используется гидравлический станок растяжки или лебёдка. Резкий изгиб с острым углом — это уже потеря основной формы. Такой элемент практически невозможно восстановить: целесообразнее заменить часть трубы или всю балку.
Продольный изгиб прямого стержня — известная проблема в инженерии. Прямолинейная форма со временем теряет устойчивость.
Если лонжероны погнуло после ДТП
Детали просто сминаются, теряют начальную форму. Если лонжерон погнуло не сильно, его удастся выпрямить на стапеле, каролинере. Если же он лопнул от удара, ремонтировать нет смысла. Остаётся только вариант переварки, частичной или полной. Старая часть срезается болгаркой, затем устанавливается новый кусок трубы. Обязательна антикоррозийная обработка деталей и покраска.
Одновременно с лонжеронами, после аварии страдают такие части кузова, как дверные разъёмы, крылья, изменяется положение подвески и двигателя, нарушается форма подвески, на наружной части кузова образуются трещины.
Трещина или полный разрыв
Небольшие трещины и незначительные повреждения могут ремонтироваться. Помощь в данном случае окажет сварочный аппарат. Надо аккуратно заварить трещины, если детали не алюминиевые или титановые: такие лонжероны плохо свариваются.
Полный разрыв лонжерона — это плохо. Страдает вся конструкция кузова, особенно несущего типа. Чаще остальных повреждаются без возможности ремонта передние лонжероны автомобиля.
Последствия деформации или разрушения лонжерона крайне негативны для машины. Неправильный развал и повышенный износ шин, увеличение люфта между деталями кузова, снижение кузовной безопасности, — лишь несколько примеров печальной развязки. На высокой скорости слабая жёсткость кузова может привести к потере управляемости, травмам и человеческим жертвам.
Проверяются лонжероны грамотно только на стенде. Однако есть несколько способов это сделать и без оборудования. Если плохо запираются двери, крышка багажника, наблюдается неправильный развал/схождение колёс, визуально осмотрите детали. Наличие трещин, очагов коррозии — повод срочно обратиться за помощью в автосервис!
Заключение
Лонжерон отвечает за безопасность автомобиля, так как является основным несущим элементом. Поэтому устойчивость к деформациям и жёсткость кузова возложена на него. Владельцу нужно регулярно следить за его техническим состоянием, осознавая все печальные последствия разрушения. Внутри лонжероны пустотелые. Это приводит к скапливанию грязи и влаги — спутников наступающей коррозии. Поэтому рекомендуется хотя бы раз в год проводить диагностику, а перед зимними месяцами наносить антикоррозийные смеси.