Что значит рамный автомобиль. Рамные внедорожники: достоинства и недостатки

Рамный автомобиль - однозначный выбор большинства автолюбителей. Чем привлекателен рамный автомобиль? Виды рам, их достоинства и недостатки. Ну а если, кто не знаком, что такое рама на автомобиле и для чего она нужна особенно внимательно читайте эту статью. Это важная характеристика автомобиля и это надо знать!

Какие бывают виды рам автомобилей.

Каждый автомобиль является совокупностью механических узлов и агрегатов, прикрепленных к несущей части. У некоторых автомобилей несущей конструкцией (основой) является кузов , у других - рама или подрамник .

На заре автомобилестроения рамную конструкцию применяли на всех типах автомобилей. Позже, когда выяснилось, что установка рамы неоправдана из-за большого веса и дороговизны изготовления на легковых авто стали использовать в качестве основания несущий кузов.

На грузовиках, автомобилях с высокой проходимостью и сегодня устанавливают рамную конструкцию.

Преимущество рамы в том, что она обеспечивает наилучшую жесткость и прочность конструкции на разрыв, скручивание, растяжение по сравнению с другими видами несущей части. Этот фактор напрямую влияет на грузоподъемность автомобиля, его внедорожные качества.

Основные типы рам автомобилей:

• Хребтовая;
• Лонжеронная рама

Эти типы имеют свои разновидности. Например, вильчато-хребтовая относится к хребтовым рамам, периферийная – к лонжеронной.

Лонжеронная рама

Самая распространенная конструкция рамы на сегодня.

Такая рама имеет два лонжерона, расположенных продольно, и несколько поперечин. Изготавливаются лонжероны из П-образного профиля (швеллера). Чем выше нагрузка, тем больше высота и толщина профиля.

Поперечины имеют различные конструктивные особенности. Бывают Х- и К-образные поперечины, а также прямой формы. Чтобы установить механизмы и агрегаты автомобиля на лонжероны и поперечины используют различные крепления и кронштейны. Для скрепления частей рамы используют заклепочные, болтовые, сварные и другие соединения.

Периферийная рама

Отличается от обычной лонжеронной тем, что при изготовлении лонжероны сгибали, чтобы между ними было наибольшее расстояние. Это делается для того, чтобы днище автомобиля располагалось как можно ниже. Такие рамы делались и устанавливались на американские автомобили до 60-х годов XX века.

Хребтовая рама

В середине 20-х годов прошлого века чехословацкая фирма «Татра» разработала хребтовую раму.

Несущая часть изготовлена из трубы, внутри которой располагались все элементы трансмиссии. С помощью этой трубы двигатель соединялся с трансмиссией. Силовой агрегат, коробка передач и главная передача, сцепление входят в состав элементов рамы. Все эти элементы жестко закреплены на раме.

С помощью карданного вала, расположенного внутри трубы, двигатель передает крутящий момент узлам трансмиссии. Только при обеспечении всех колес независимой подвеской, возможно, установить раму на автомобиль.

Вильчато-хребтовая рама

Была также изобретена в «Татры». Инженеры этой компании отказались от жесткого крепления трансмиссии и двигателя к несущей центральной трубе, как это было реализовано на хребтовой раме. В новой конструкции с обеих сторон несущей трубы появились специальные вилки, на которые устанавливается двигатель с трансмиссией.

Основные преимущества рамной конструкции перед другими:

• высоком уровне комфортабельности (малые шумы и вибрации),
• высокая грузоподъемность, простота конструкции
• легкость ремонта и технического обслуживания, дешевизна деталей.

Недостатки :

• уменьшается объем салона авто,
• больший вес машины (увеличивается расход топлива)
• низкая пассивная безопасность (из-за невозможности программирования зон деформации)
• увеличение общей цены за счет стоимости рамы.

В настоящее время легковые авто делаются с несущим кузовом, а настоящие (не паркетники) внедорожники - на раме.

При покупке внедорожника можно ориентировочно определить класс машины по наличию или отсутствию рамы.

Каждый автомобиль представляет собой совокупность механизмов и систем, закрепленных на несущей части. Выпускаются автомобили, у которых роль несущей части выполняет , но существуют автомобили, у которых все механизмы и системы устанавливаются на раму.

Автомобильная рама

Рамную конструкцию поначалу использовали на всех типах автомобилей, но со временем при производстве легковых машин стали использовать несущий , а рамы до сих пор продолжают использовать, но только на грузовых автомобилях.

Не отказались и от рамных конструкций и при производстве автомобилей высокой проходимости, поэтому большинство внедорожников тоже обладают рамной несущей частью. Преимуществом использования рамы является обеспечение более жесткой конструкции автомобиля, что в свою очередь дает возможность перевозки больших грузов.

Виды рам автомобилей

Использование рамных конструкций на автомобилях началось практически на заре автомобильной эры. За это время было предложено несколько основных типов рам автомобилей:

• лонжеронная рама;
• и хребтовая.

Каждый из этих типов рам имеют разновидности. Разновидностью лонжеронной рамы является так называемая периферийная. А помимо хребтовых рам выпускались также автомобили с вильчато-хребтовыми рамами.

Лонжеронная рама

Самой распространенной рамной конструкцией является лонжеронная рама.

Устройство лонжеронной рамы автомобиля Toyota Land Cruiser 200:
1 — кронштейн крепления передней подвески; 2 — поперечина; 3 — лонжерон; 4 — кронштейн крепления кузова.

Эта рама состоит из двух лонжеронов, которые располагаются продольно, а также с поперечин. Лонжероны изготовляются из швеллеров с разной высотой сечения. В местах, которые будут более нагружены, высота делается больше.

Поперечины также могут иметь разную конструкцию, встречаются обычные, прямой формы, а также К- и Х-образные. Чтобы обеспечить установку механизмов автомобиля, на лонжероны и поперечины установлены кронштейны и крепления для них. Для крепления элементов рамы между собой могут быть использованы заклепки, болты или сварочное соединение.

Отличительной особенностью периферийной рамы от обычной лонжеронной является то, что при изготовлении лонжеронов их изгибали, что приводило к тому, что посредине между лонжеронами было наибольшее расстояние между ними. Делась это для того, чтобы была возможность расположить днище автомобиля как можно ниже. Использовались такие рамы в Америке при производстве легковых автомобилей.

Хребтовая рама

Рамы хребтового типа для автомобилей были разработаны специалистами компании «Татра». И использовались такие рамы в основном на автомобилях этой компании. Основной несущей частью хребтовой рамы является труба, которая соединяет между собой двигатель и все элементы .

Рама Татры

По сути, силовой агрегат, а также , коробка передач и главная передача являются также и элементами рамы. Крепление всех этих механизмов – жесткое. Крутящий момент от двигателя к элементам трансмиссии выполняет вал, который устанавливается внутри трубы. Использование такой рамной конструкции возможно только при обеспечении всех колес автомобиля независимой подвеской.

Хребтовая рама хороша тем, что обеспечивает высокую жесткость на скручивание, легкое и быстрое создание автомобилей с различным количеством ведущих мостов, но поскольку некоторые механизмы автомобиля находятся внутри рамной конструкции, то и выполнение ремонтных работ довольно затруднительно.

Рамы вильчато-хребтового типа также разработаны сотрудниками «Татра». В данном случае они отказались от жесткого крепления двигателя и трансмиссии к несущей центральной трубе. Вместо этого они с обеих сторон несущей трубы установили специальные вилки, на которые и устанавливаются двигатель с .

Как метко однажды заметил Наполеон, в России нет дорог - есть лишь направления. Эта формула действительна и поныне, спустя 200 лет после французского вторжения. Если раньше можно было везде проехать на лихом коне, то теперь зачастую единственным способом добраться из пункта «А» в пункт «Б» является рамный внедорожник. Что это такое, разберемся по порядку.

Что значит рамный автомобиль?

Некоторые автомобили имеют несущий каркас, к которому крепятся все остальные компоненты, подобно человеческому скелету. Рама призвана выдерживать на себе не только механические элементы машины, но и бороться со статическими и динамическими нагрузками, не допуская излишнего прогиба или деформации.

1. Вес пассажиров и грузов;
2. Сила скручивания, передающаяся при езде по неровным поверхностям;
3. Поперечные боковые силы, вызванные дорожными условиями, давлением бокового ветра и эффектами при поворотах;
4. Крутящий момент от двигателя и трансмиссии;
5. Продольное растяжение при старте с места и ускорении, а также сжатие при торможении;
6. Резкие удары от столкновений.

Практически доказано, что наилучшим образом с поставленными задачами справляются каркасы из углеродистой стали . В редких случаях конструкции исполняют из алюминия, с целью радикального снижения несущей массы авто.

До 1930-х годов рама имелась на вооружении практически всякого железного коня. Но постепенно все больше производителей стали склоняться в пользу безрамной конструкции, в которой шасси и кузов интегрированы друг в друга.

Преимущества рамной конструкции

Данное технологическое решение имеет следующие сильные стороны :

• Относительная конструктивная простота с инженерной точки зрения;
• Повышение уровня комфорта и эргономики для пассажиров и водителя. Рама позволяет значительно улучшить шумо- и виброизоляцию. В ее отсутствие достичь аналогичного эффекта будет гораздо сложнее и дороже;
• Это единственно верный способ сделать транспортное средство устойчивым для серьезных физических перегрузок. Именно поэтому грузовики, автобусы, пикапы и большинство внедорожников по-прежнему имеют рамную конструкцию ;
• Для производителя это означает относительное удешевление технологии производства новых моделей. Удлиненный каркас, например, легкового авто может дать начало лимузину;
• Упрощение конвейерной сборки, благодаря чему удается несколько снизить стоимость производственных затрат;
• Сильной стороной является также долговечность, особенно если речь идет о моделях прошлых лет, когда не существовало эффективных химических средств по борьбе с ржавлением;
• Достаточная ремонтопригодность благодаря все той же простоте конструкции. В особо запущенных случаях каркас может быть и вовсе заменен.

Причины снижения популярности

В современных условиях данный тип конструкции встречается все реже и реже. Отказ от рамной технологии происходит из-за ее значительных недостатков :

• Высокая масса автомобиля, что негативно влияет на скорость передвижения и расход топлива;
• Малый объем интерьера. Силовые элементы (балки), проходящие непосредственно под полом кузова, достаточно велики - настолько, что это может создавать проблемы для пассажиров с высоким ростом;
• В случае столкновения возникает ненулевой риск смещения кузова и каркаса друг относительно друга. Неизбежным следствием такого гипотетического исхода будут человеческие жертвы;
• Устойчивость легковых автомобилей при деформационном воздействии сил в поперечной плоскости достаточно низка. Объемные конструкции позволяют избежать этого недостатка, но использование их в моделях массового производства невозможно.

Именно поэтому автомобили с таким каркасом все реже встречаются на наших дорогах.

Что значит рамный внедорожник?

Если на легковых автомобилях рама ныне практически никогда не встречается, то на машины повышенной проходимости ее устанавливают до сих пор.

Автомобиль тем самым получает много дополнительных возможностей :

• Лифтование . Автолюбитель может изменять дорожный просвет по своему усмотрению путем установки колес большего радиуса;
• Устойчивая конструкция позволяет использовать своего железного коня в качестве буксира . В рекламных проспектах обычно «джип» ведет за собой яхту (что становится вполне возможно при наличии рамы);
• Езда по ухабам становится чуть менее мучительной. Каркас из углеродистой стали, расположенный под полом, съедает все неровности.

Такой танк одинаково хорошо себя чувствует и на городской магистрали, и в далекой глубинке. Но сила негативных моментов (мы их рассмотрели в предыдущем разделе) такова, что даже легендарные марки внедорожников выходят в безрамном кузове.

Лучшие представители класса: список

Перечислим топ автомобилей с рамно-мостовой конструкцией , которые по-прежнему находятся на рынке:

1. «Гелендваген ». Любимая машина отечественной мафии, особенно в кинематографе. Мощность мотора достигает полутысячи лошадиных сил. Аскетичный рубленый дизайн прошел сквозь десятилетия и считается эталоном мужского взгляда на настоящий внедорожник;
2. «Мицубиси Паджеро ». Еще один долгожитель на конвейере, на этот раз из Страны восходящего солнца;
3. «Тойота Лэнд Крузер ». Благодаря сочетанию комфортабельности и высоких внедорожных качеств пользуется заслуженной любовью у представителей региональной элиты. В отличие от предыдущего образчика японского автопрома, «Тойота» предлагает гораздо более высокое качество сборки;
4. «Ниссан Патрол ». Непосредственный конкурент «Лэнд Крузера». Выпускается также в короткобазном исполнении;
5. «УАЗ Патриот ». Более реалистичный вариант для кошелька среднего россиянина. Последняя модель порадовала поклонников марки улучшенной управляемостью и большим объемом салона. Но, как и все произведения российского автомобилестроения, данное авто страдает от крайне низкого качества сборки.

Кузов, посаженный на высоко приподнятый над землей жесткий металлический каркас - вот что представляет собой в первом приближении рамный внедорожник. Что это такое, молодые водители могут и не знать. Это вымирающий ныне класс автомобилей, который исчезнет так же, как и динозавры.

Видео: принцип конструкций современных рамных внедорожников

В данном ролике автолюбитель Григорий Игорев расскажет, как устроены рамные внедорожники, какие у них преимущества перед каркасными авто:

Внедорожники не боятся грязи, дождя и снега. Их владельцы называют дорогой любое место, где планируют проехать. Все потому, что имеют прекрасные параметры проходимости, обусловленные большим дорожным просветом, а также солидным расстоянием между кузовом (рамой) и землей.

Вероятно, поэтому в нашей стране, где одной из бед являются именно дороги, так велико число этих привлекательных машин с внушительными размерами. Как уже было отмечено, внедорожники бывают кузовными и рамными.

Чем различаются кузовные и рамные внедорожники?

В кузовных моделях роль несущего элемента выполняет, что понятно из названия, кузов. А конструктивная особенность рамных внедорожниковобусловлена наличием специальной рамы. Это остов машины, ее несущая система, на которую крепят важнейшие агрегаты (двигатель, мосты, трансмиссия, подвески) и кузов.

При этом шасси, представляющее собой сочетание перечисленных агрегатов в единой конструкции, может передвигаться независимо от кузова.

Существует несколько разновидностей рам:

• лестничная (или лонжеронная);
• периферийная;
• хребтовая;
• Х-образная (или вильчато-хреботовая);
• несущее основание;
• решетчатая (бывает трубчатой и пространственной).

Наиболее востребованными являются рамы лонжеронные. Именно они чаще всего используются конструкторами . Такие рамы выполняются из балок, которые имеют сечение с усилениями на участках, подвергающихся максимальным нагрузкам. Детали рамы соединяют при помощи сварки, заклепок или специальных болтов.

Какие преимущества дает рамная конструкция внедорожника

Количество положительных моментов достаточно велико. Отнесем к ним следующие:

1) пассажиры при поездке испытывают больший комфорт, чем в других автомобилях, так как вибрации и неприятные звуки в меньшей степени передаются на кузов от шин и агрегатов;

2) шасси рамных внедорожников отличается увеличенным ресурсом. Соответственно, машина более долговечна;

3) при прохождении бездорожья нагрузки равномерно распределяются на раму и кузов, потому автомобиль не испытывает кренов;

4) поскольку на такие машины обычно ставят двигатели с большим объемом, мощностью и крутящим моментом, они способны не подвести даже в самых сложных условиях без возникновения перегрузки;

5) рамная конструкция внедорожника делает процесс сборки машины в стенах завода более простым. Агрегаты крепятся на раму, отделка и салон устанавливаются в кузов. То есть выполняется раздельная работа. При сборке же кузовных моделей специалисты несколько раз перекладывают конструкцию набок и обратно;

6) независимая рама делает возможным видоизменение кузова. То есть можно менять дизайн или создавать несколько модификаций на базе одного и того же шасси. (Кстати, именно такая тенденция главенствовала в Соединенных Штатах Америки до 80-х гг. прошлого столетия);

7) рамные внедорожникидопустимо лифтовать. То есть на них можно устанавливать колеса несколько большего диаметра в целях увеличения дорожного просвета и, как следствие, проходимости. Данное мероприятие сопряжено с внесением изменений в конструкцию машины, однако на основные показатели это никак не влияет.

Особенности ремонта

Ремонт рано или поздно грозит каждому автомобилю. Однако специалисты отмечают, что деформации рамы, наличие трещин и коррозия – явления достаточно редкие. Они могут появиться лишь вследствие страшной аварии либо при чересчур неаккуратном эксплуатировании рамных внедорожников.

Поскольку рама имеет несложную конструкцию, в ходе ремонта добраться до деталей шасси можно без особых проблем. Если запланирован кузовной ремонт, ставший следствием , то процесс работы будет проще, чем в случае с несущим кузовом.

Все панели, которые отличаются сложностью, не являются в рамном кузове несущими, на них не крепят важные агрегаты. В ходе их восстановления нет необходимости точно соблюдать размерные допуски. Замена или восстановление такой рамы занимают меньше времени и требуют меньших трат. Можно считать, что и это обстоятельство – серьезное достоинство рамного внедорожника.

Их недостатки

Как говорится, у медали две стороны. И внедорожники рамной конструкции – не исключение. Они тоже обладают некоторыми недостатками (в сравнении с кузовными «собратьями»):

• Во-первых, имеют существенно увеличенную массу, так как рамы создаются из балок закрытого сечения. Управляемость тяжелым автомобилем осложнена такими моментами, как высокий центр тяжести и взаимно направленная деформация рамы и кузова. В связи с этим рамная конструкция уступает по показателям сопротивления на скручивание конструкции автомобилям, где роль несущего элемента выполняет кузов.
• Во-вторых, рамные внедорожникинуждаются в большем количестве топлива.
• В-третьих, полезный объем салона снижен.
• В-четвертых, рассматриваемые машины отличаются худшими показателями пассивной безопасности, которая обусловлена возможностью смещения кузова по отношению к раме и сложностью определения зон деформации.

Несмотря на наличие недостатков рамные внедорожники приобретают не только любители экстремальных видов спорта, рыболовы и охотники. Их предпочитают и : от солидных мужчин до хрупких женщин.

В чем феномен рамных внедорожников

Первое и самое основное, что дает владение большой рамной машиной, ощущение безопасности. Хороший обзор исключает аварийные ситуации. Например, сразу понятно, пройдет машина в какой-то зазор или нет, поскольку передние габариты видны водителю.

В свою очередь, большие колеса помогают с комфортом проезжать выбоины или срезанные участки асфальта, а высокий просвет не позволяет наезжать на бордюры. Когда водитель чувствует себя в безопасности, его поведение на дороге становится более спокойным, а поступки обдуманными.

Распространенные в РФ модели таких автомобилей

К числу наиболее доступных для жителей нашей страны внедорожников с рамной конструкцией можно отнести УАЗ Patriot, УАЗ Hunter. Спросом пользуются и китайские рамные внедорожники, так как их цена не слишком высокая, а проходимость удовлетворительная. Среди китайских моделей лидерами являются Hover H3 и Hover H5 от Great Wall. Среди «корейцев» можно выделить Ssang Yong Kyron, поскольку помимо отличной проходимости он покоряет оснащением.

Любителям престижных моделей подойдут Toyota Land Cruiser Prado, Nissan Patrol, Toyota Land Cruiser 200, Nissan Pathfinder, Land Rover Defender. Естественно, это далеко не полный список автомобилей, которые могут быть оценены любителями бездорожья.

Заключение

Как удалось выяснить, рамные внедорожники имеют целый комплекс отличий от машин кузовной конструкции. Одна группа отличий может быть причислена к достоинствам, другая – к недостаткам. Какая чаша весов перевешивает, решать каждому автомобилисту.

Несмотря на планомерное снижение доли рамных автомобилей в сегменте внедорожников и акцентирование внимания производителей на полунесущих и несущих кузовах, количество автомобилистов, чьи сердца навек отданы «раме», не уменьшается.

Такие машины солидно величают «вечными». И в данном определении есть доля правды, ведь рамные внедорожники, срок жизни которых перешел границу 10-15 лет, выглядят значительно привлекательнее других своих ровесников-автомобилей.

Перед тем, как перейти к описанию плюсов и минусов такой автомобильной конструкции, как рама, давайте разберемся, что вообще представляет собой рамный автомобиль, а также ознакомимся с историей его возникновения и эволюции.

Рама или как говорят американцы «body-on-frame» — это такой способ конструирования автомобиля, когда жесткая рама несет на себе шасси (двигатель, трансмиссия, раздаточная коробка и прочее), а уже сверху на всю эту конструкцию отдельно крепят кузов.

Данный метод сборки был применен на самых первых моделях автомобилей и продолжает применяться до наших дней (правда, уже не так часто, как метод несущего кузова). Самые первые рамы изготавливались из дерева (обычно из ясеня), однако в 30-х годах и окончательно вытеснили более надежные стальные лонжеронные рамы.

Лонжеронная рама грузовика с рессорной задней подвеской и фиксированным мостом, а также звукопоглощающими пластинами и изоляцией.

На сегодняшний день в легковом сегменте рамы стремительно уступают свои позиции конструкции монокок (несущий кузов), где сам кузов является основным (или единственным) несущим элементом.

Примечательно, что в свое время условия развития автомобильной индустрии в США требовали использования именно рамы, так как это давало возможность быстро реагировать на спрос покупателей и менять внешний вид кузова и салона, не внося никаких изменений в шасси. Обновленный кузов просто крепился к раме с набором агрегатов, которые использовались в предыдущей модели.

Это значительно снижало время разработки «нового» автомобиля и его конечную стоимость соответственно. Это давало огромное преимущество, особенно учитывая отсутствие компьютерных систем автоматизированного проектирования (CAD).

Начиная с тридцатых годов, намечается тренд по использованию несущего кузова, например в Opel Olympia или Citroen Traction Avant. Уже в 60-х годах большинство небольших пассажирских автомобилей используют монокок, в то время как рама используется лишь для грузовиков и некоторых видов автобусов.

Такая тенденция сохранилась и по наши дни — использование рамы стало прерогативой производителей мощных коммерческих автомобилей, пикапов и редких «настоящих» внедорожников.

К чему это привело, вы, должно быть, знаете — современные производители делают максимальный акцент на производство (за редким исключением).

Мало кому известно, но существовал и промежуточный вариант полу-монокок, который использовался в таких автомобилях, как Volkswagen Beetle и Citroen 2CV. Такая конструкция представляла собой отдельное легковесное шасси из прессованных стальных листов, которое сохраняло некоторые преимущества настоящей рамы, но при этом было гораздо легче и жестче.

Еще одна рама с установленными агрегатами

Итак, настало время поговорить о том, зачем мы здесь собственно собрались: чем хороша рама и в чем заключаются ее слабые места.

Преимущества и недостатки рамных внедорожников

Плюсы:

1. Рамные автомобили проще разрабатывать, производить и модифицировать (это преимущество нивелировано повсеместным распространением CAD);
2. Лучшая шумоизоляция и подавление вибраций, так как кабина с пассажирами изолирована от рамы при помощи резиновых прокладок в районе крепежных болтов. Однако на сегодняшний день звукоизоляция современных машин с несущим кузовом практически ничем не хуже;
3. Легче ремонтировать после аварий;
4. Рамные авто обладают большим ресурсом и более долговечны;
5. Рамные SUV традиционно предрасположены к установке мощных силовых агрегатов;
6. Такая конструкция лучше приспособлена для буксировки и бездорожья, благодаря равномерному распределению нагрузок, уменьшенному кренению и общей прочности и надежности.
7. Высокая посадка и хороший обзор;
8. Упрощают визуальную оценку габаритов авто из салона;

Недостатки:

1. Значительно тяжелее кузовных автомобилей, как следствие меньшая производительность и повышенный расход топлива;
2. Как правило, рамные автомобили проигрывают кузовным в управляемости;
3. Проблемы с пассивной безопасностью. В конструкции отсутствует так называемая «зона деформации» — в результате более высокий шанс погибнуть или получить серьезные травмы при столкновении.

В статье использованы фотографии из портфолио иллюстратора Kevin Hulsey (khiart.com)

Главная » Что выбрать » Что значит рамный автомобиль. Рамные внедорожники: достоинства и недостатки