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.
Содержание
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 грузовом транспорте и авто 4×4 лонжероны — главный узел, являющийся составляющей рамы;
- В легковом транспорте задача детали — усилить днище машины и нижней части багажника.
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:
- Созданием группы складок в конструкции. Благодаря этому, деталь может деформироваться и работать как «гармошка» при фронтальных или тыльных ударах. При такой конструкции места складок несут большую нагрузку и быстро разрушаются, но зато поглощают ненужную энергию. Как следствие, направленная в сторону салона сила подавляется;
- Снижением толщины стенок или сечения узла. Такая конструкция носит название переменного сечения;
- Высверливанием группы отверстий в местах, которые берут на себя вес.
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.
Типы
Как уже упоминалось, лонжероны занимают разные позиции в автомобиле. Здесь многое зависит от особенностей кузова (грузовой транспорт, легковой или грузовой автомобиль).
Расположение бывает следующим:
- Параллельным и горизонтальным по отношению друг к другу;
- Вертикальным, с небольшим изгибом;
- Горизонтальным и минимальным углом;
- Горизонтальным и небольшим изгибом.
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:
- Минимальный вес и жесткость на скручивание;
- Высокий уровень управляемости и динамики, а также минимальный расход топлива, обусловленный небольшой массой узла;
- Наибольшая пассивная безопасность. Последняя возможна, благодаря специальным зонам, которые «впитывают» лишнюю энергию и повышают уровень комфорта.
Передние лонжероны Toyota Mark II.
Стоит отметить и «ложку дегтя»:
- При поломке одного узла целостность и связи элементов конструкции нарушаются. Это связано с тем, что распределение нагрузки происходит равномерно по площади;
- Сложности в ремонте. При серьезных деформациях единственным выходом является замена узла.
Основные неисправности и проблемы, связанные с лонжеронами, способы устранения
В процессе эксплуатации возможны следующие проблемы:
- Деформация (искривление) по причине воздействия нагрузок длительные периоды времени. Стоит помнить, что лонжероны выполнены из металла, который со временем устает и повреждается.
- При попадании в аварию возможно сильное повреждение детали. В таких ситуациях многие параметры авто нарушаются. Так, при аварии возможно смещение подвески или силового узла по отношению к кузовной части, изменение местоположения крыльев или дверей, деформация геометрии кузова, возникновение явных трещин с наружной части и так далее.
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:
- При минимальном повреждении узел вытягивается на специальном стенде, после чего проверяются параметры детали;
- При серьезной деформации лучший вариант — замена. Если же пытаться внести исправления в искаженную деталь, то возможно изменение структуры и снижение прочности конструкции. Итог — ухудшение характеристик кузова.
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.