Рамные внедорожники чем отличаются
Рамный или несущий? Какой тип кузова лучше для внедорожника и почему
Споров по поводу того, какая конструкция автомобильного кузова лучше — рамная или несущая, становится все меньше. Использование современных материалов и передовые методы проектирования позволяют создавать структуры, обеспечивающие несущему кузову и легкость, и прочность. И не случайно новейшие Land Rover Defender и Land Rover Discovery имеют в своей конструкции именно несущие кузова. А ведь эти автомобили — признанные покорители бездорожья.
Если абстрагироваться от эмоций, то обе «стороны баррикады» по-своему правы. Важно, для какой цели приобретается автомобиль. Нужен легкий грузовичок? В этом случае рама действительно позволит обеспечить повышенную грузоподъемность, да и клиренс в зависимости от степени загрузки существенно меняться не будет. Вы большой поклонник жесткого бездорожья и путешествия по непроходимым дебрям доставляют вам несказанное удовольствие? Возможно, рамная конструкция вам и в этом поможет, но это уже не столь очевидно. Здесь главным преимуществом «рамника» станет возможность обеспечить большие, нежели у несущих аналогов, ходы подвески. Кроме того, лонжероны — это дополнительный демпфирующий элемент, который экранирует шумы и вибрации от дороги. В случае с несущими кузовами конструкторам придется озаботиться дополнительной шумо- и виброизоляцией. Немаловажен и другой момент: кузов для рамных машин легче модифицировать, то есть у разработчиков появляется больше возможностей для расширения модельной гаммы, базирующейся на одной платформе.
На «стапелях» сборочного конвейера —
кузова нового Land Rover Defender.
В то же время рамный внедорожник будет обладать большей массой — только рама потянет килограммов на 200. Понятно, что это не буквальная разница в весе, так как сам несущий кузов, с набором усиливающих его элементов, тоже не легок. Но, тем не менее, несущая конструкция легче рамной. А значит, и динамические показатели, и экономичность у такого автомобиля, при равной «энерговооруженности», будут выше. Как и управляемость. Реакции на работу рулем более легкого автомобиля станут четче — и центробежные силы, и инерционные массы в этом случае сократятся. Здесь хорошим примером могут служить спорткары с каркасом безопасности. Такой «монолит» создает максимально жесткую связь между передней и задней подвесками, позволяет очень точно настроить характеристики амортизаторов, обеспечивает отличную обратную связь… Если же говорить о динамическом комфорте, то и тут будет лидировать автомобиль с несущим кузовом.
Так собирались рамные конструкции первых Defender.
Еще больший вклад несущий кузов вносит в повышение уровня пассивной безопасности. На раме сложнее спроектировать зоны программируемой деформации, так как при расчетах приходится рассматривать два конструктивных элемента: сам каркас и закрепленный на нем через эластичные подушки кузов. Случаи, когда во время ДТП эти крепления разрывало, отнюдь не редкость. Кроме того, в несущей конструкции легче спроектировать направляющие, по которым двигатель после удара уйдет вниз, а не в салон.
Так изнутри выглядит структура современного несущего кузова. Лонжероны, коробы, усилители. И комбинации различных материалов.
Многие считают, что «рамники» долговечнее. Но и в этом случае все не так просто. Во-первых, сама рама подвержена коррозии. Во-вторых, удары, пришедшиеся в определенные зоны рамы, могут привести к ее деформации, а значит и замене. А эта операция потребует и времени, и значительных финансовых вложений. Что касается кузова, то его долговечность зависит от того, насколько хорошо он защищен от коррозии, и этот момент, конечно же, в большинстве случаев учитывается. Например, производятся различные виды оцинковки, а при конструировании стараются исключить возникновение гальванических пар (как, к примеру, при непосредственном контакте стали и алюминия — комбинации материалов, все шире и шире используемой в современном автомобилестроении). Да что там современные, высокотехнологичные кузова — по нашим дорогам еще вовсю бегают ВАЗ-2121 «Нива» с несущими кузовами, которым от рождения по три десятка лет.
Внедорожные возможности нового Land Rover Defender. A: угол съезда 40°. B: угол рампы 28° (для версии 90 — 31°). C: угол въезда 38°. D: боковые воздухозаборники помогают автомобилю преодолевать брод глубиной до 900 мм. 
Структура кузова нового Land Rover Defender. A: 29 000 Нм/град. Самый жесткий алюминиевый кузов Land Rover.B: до 18 тонн рывковой нагрузки, приложенной к буксирным крюкам. C: структура в три раза более жесткая, чем традиционная рамная конструкция. D: до 300 кг статической нагрузки на крышу и до 168 кг динамической нагрузки на крышу. E: до семи тонн вертикальной нагрузки на подвеску.
Инженеры компании Jaguar Land Rover имеют богатый опыт проектирования как рамных конструкций, так и несущих кузовов, и возможностей для сравнения характеристик у них более чем достаточно. Кстати, в автомобилях Land Rover использовались и «переходные» варианты, такие как интегрированная рама. По сути это — силовой каркас, повторяющий геометрию кузовных элементов. В ходе испытаний выяснилось, что жесткость кузова с интегрированной рамой Land Rover Discovery третьего поколения составляет 15 000 Нм/град., что само по себе отличный результат. Но прогресс не стоит на месте: у более свежего несущего кузова Discovery пятого поколения этот показатель в полтора раза выше: 23 000 Нм/град. А новый Defender и вовсе бьет все рекорды, демонстрируя 29 000 Нм/град. Согласитесь, весьма неплохой аргумент.
Юрий Овчинников,
организатор трофи-рейда Ladoga Trophy
Рамный внедорожник: что это такое, как он устроен и чем отличается от других конструкций кузова? Особенности данных автомобилей, преимущества и недостатки
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.
К таким нагрузкам относятся:
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:
Причины снижения популярности
В современных условиях данный тип конструкции встречается все реже и реже. Отказ от рамной технологии происходит из-за ее значительных недостатков:
Именно поэтому автомобили с таким каркасом все реже встречаются на наших дорогах.
Что значит рамный внедорожник?
Автомобиль тем самым получает много дополнительных возможностей:
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:
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:
В чем прелесть рамных автомобилей и какими они бывают
Все знают, что настоящий крутой внедорожник должен быть рамным, иначе это не внедорожник вовсе, а кроссовер. А, собственно, почему? Мы выяснили, по какой причине конструкторы автомобилей пришли к рамным схемам и как такие конструкции развивались с годами.
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.
«Остов» автомобиля начала века, фото: Wikipedia.org
Почему конструкторы выбирали раму?
1. Несущий кузов был или недостаточно жестким, или слишком тяжелым — сказывался тогдашний низкий уровень технологий.
Важная особенность рамной конструкции, плоской по сути, заключается в низком сопротивлении кручению по сравнению с несущей конструкцией коробчатого по своей сути кузова. На протяжении всей «рамной эпохи» этот вопрос решали двумя способами — увеличивая толщину металла и количество поперечин или меняя характеристики самого металла.
Проблема в принципе оказалась решаемой, тем более не всегда низкая сопротивляемость кручению вредила автомобилям. Так, в массовом советском грузовике ЗИС-5 «эластичная» рама («перепады» между диагонально противоположными концами рамы могли достигать 3-4 см) значительно повышала проходимость трехтонки, не позволяя на ухабах колесам вывешиваться. Потеря контакта колеса ведущего моста с дорогой чревата остановкой машины из-за «ухода» крутящего момента на поднявшееся колесо, поэтому трехтонка ЗИС ценилась на фронтовом бездорожье в период Великой Отечественной.
2. На одной и той же платформе можно было продавать множество моделей автомобилей под разные запросы клиентов.
Это сейчас термин «платформа» понимают как некую общность деталей двух разных авто. В первой половине ХХ века технология работала буквально.
Многие автомобили продавались в виде шасси — рамы со всеми агрегатами ходовой части вплоть до руля и педалей, а кузов клиент уже сам заказывал специализированному ателье. В итоге покупатель, обладая достаточным количеством финансов, мог позволить себе абсолютно эксклюзивный авто с полностью серийной агрегатной базой. Сейчас такое уже, увы, невозможно.
«Остов» автомобиля начала века, фото: Wikipedia.org
Эволюция рамы
Изначально для изготовления остова применялись твердые породы дерева, реже —металлические трубы. В 1910-х годах на грузовых автомобилях уже стали внедрятся рамы с привычным нам открытым профилем.
Лонжеронные рамы
В английской терминологии этот вид рам часто называют лестничным из-за внешней схожести с одноименным предметом. Два продольных лонжерона чаще всего выполнены из открытого профиля. Форма поперечных балок бывает разной (К-образные, Х-образные, перпендикулярные), а фрагменты рам могут соединяться между собой при помощи сварки (преимущественно легковые автомобили), заклепок (грузовики) или даже болтов (штучные экземпляры).
Лонжеронная рама, фото: Wikipedia.org
Сегодня клепаные рамы чаще всего применяются на пикапах и грузовых автомобилях. К лонжеронным рамам некоторые инженеры также относят и Х-образные рамы, которые значительно легче (на них построена вся американская классика 50-х, а также советские «Чайки» — ГАЗ-13 и ГАЗ-14). Главное преимущество лонжеронной рамы — простота конструкции и технологичность. Главные же недостатки — большой вес и громоздкость, что отрицательно сказывалось на полезном пространстве внутри машины.
Хребтовые рамы
История хребтовых (центральных) рам началась в 20-х годах ХХ века в Чехии. Конструкторы автомобилей марки «Татра» первыми разработали и внедрили новую схему в свои автомобили. Главный элемент конструкции — труба, соединяющая картер заднего ведущего моста с силовым агрегатом и трансмиссией. Внутри этой несущей на себе всю нагрузку трубы расположен вал без карданного шарнира, передающий крутящий момент с двигателя на колеса. То есть соединение, в отличие от всех современных задне- и полноприводных автомобилей, было жестким.
Как показал опыт эксплуатации, основными преимуществами хребтовой рамы являются высокая крутильная жесткость и возможность легко создавать многоосные полноприводные конструкции. Основным недостатком считается трудный доступ к встроенным в раму агрегатам.
Хребтовые рамы в свое время применялись на легковушках, а сегодня успешно применяются как раз на грузовиках-вездеходах марки «Татра». Достаточно сказать, что на такой машине «Татра» Карел Лопрайс, выступая в марафоне Париж — Дакар, за 14 лет (с 1988 по 2002 год) шесть раз становился чемпионом в классе грузовиков и четырежды завоевывал серебро.
Грузовой автомобиль «Татра»
Вильчато-хребтовые рамы
И снова Чехия… Вильчато-хребтовые рамы появились впервые перед Второй мировой на автомобилях родом из этой страны — «Шкодах» и «Татрах». Иногда вильчато-хребтовые рамы называют видом хребтовых рам. Главная особенность данного вида в том, что передняя и задняя части представляют собой трезубцы, образованные центральной трубой каркаса и отходящими от нее двумя лонжеронами, которые используются для крепления узлов и агрегатов.
В отличие от автомобилей с хребтовой рамой, в машинах с вильчатой конструкцией используется обычный карданный вал, а картеры мостов и двигателя не являются единым целым с центральной трубой. Яркими носителями этой конструкции являются довоенные «Татра-77» и «Татра-87». Это были революционные для своего времени комфортабельные автомобили: они отличались одновременно крайне низким для 30-х годов прошлого века коэффициентом лобового сопротивления (0,34), умеренным «аппетитом» и неважной управляемостью, вызванной заднемоторной компоновкой. Сегодня вильчато-хребтовые рамы в автомобильной промышленности не используются.
Периферийные рамы
Они являются следующим витком эволюции лонжеронных рам и нашли массовое применяться на американских «дредноутах» и крупных европейских легковых авто (к примеру, Opel Admiral) первой половины 60-х, по этому же принципу созданы все советские представительские лимузины, начиная с ЗИЛ-114.
Лонжероны в данной конструкции разнесены так широко, что при установке кузова они оказываются возле самых порогов. Вывод массивных элементов рамы к бортам автомобиля позволил конструкторам заметно понизить уровень пола в машине и уменьшить высоту самого автомобиля.
Главными плюсами периферийной рамы считаются высокая стойкость конструкции к боковым ударам, а также лучшая приспособленность к конвейерной сборке. Главный же ее недостаток заключается в том, что такая рама не может сама воспринимать все нагрузки, поэтому кузов автомобиля должен быть более прочным, жестким, что сказывается на его весе.
До недавних пор (до 2012 года) с таким типом рамы выпускался комфортабельный седан Ford Crown Victoria, ставший символом американского такси и полицейского автомобиля 1990-2000-х годов. Инженерам удалось достигнуть удивительных показателей комфорта, в том числе благодаря применению особых резиновых демпферов, через которые кузов крепился к раме.
Ford Crown Victoria
Пространственные рамы
Пространственные или трехмерные рамы впервые появились в большом автоспорте в 20-х годах прошлого века. Они чаще всего создавались из тонких труб (изготавливавшихся с применением легированных сталей, изделиям из которых несвойственно кручение).
Вообще, трубные конструкции с трудом переносят нагрузки на изгиб. Поэтому, конструкторы стремились всегда к тому, чтобы трубы нагружались только на сжатие или растяжение, но не «на излом». Сегодня в автоспорте пространственные рамы уступили место монококам, но обрели вторую жизнь в автобусостроении. Кстати, до начала 2000-х годов все минивэны Renault Espace были построены именно на пространственной раме — трубчатый каркас обшивали кузовными панелями. Ради безопасности и удешевления производства от этой схемы отказались.
Пространственная рама Mercedes-Benz 300SL Coupe (Gullwing) W198 (1954)
Несущее днище
Несущее основание автомобиля — это промежуточный этап между рамной конструкцией и несущим кузовом. В этом варианте рама объединяется с полом кузова. Самым массовым и самым известным обладателем несущего днища является германский «Фолькваген Жук», у которого кузов крепился к плоской панели пола на болтах. Также по схожему принципу выполнен другой массовый автомобильчик из соседней Франции — Renault 4СV аналогичной с «Жуком» заднеприводной компоновки.
Такая конструкция достаточно технологична при крупносерийном производстве, и притом удается обеспечить низкий центр тяжести машины и низкий уровень пола в салоне. У большинства современных автобусов днище также является несущим, только кузов к нему приваривается, а не прикручивается.
Гибридные конструкции
Хоть ее кузов и был уже типичным цельнонесущим, спереди у нее имелся полноценный подрамник. Вваренный в пол, он имел вид двух лонжеронов, тянущихся от переднего бампера до зоны ног передних пассажиров. Впрочем, интеграция рам в тело кузова (или, если хотите, «обрастание» кузова элементами рам) — это уже другая тема, которой мы посвятим следующую статью.
Читайте также:
Для комментирования вам необходимо авторизоваться
Что такое рамный внедорожник: обзор моделей, характеристики, производители, плюсы и минусы
Что такое рамный внедорожник? Ответ на этот вопрос довольно прост. Некоторые автомобили оснащаются несущим каркасом, на котором фиксируются остальные узлы и агрегаты. Конструкция отдаленно напоминает человеческий скелет. Рама ориентирована не только на удержание механических деталей транспортного средства, но и преодоление статических и динамических нагрузок. При этом не должно допускаться прогибов или деформаций каркаса.
Виды нагрузок
Чтобы понять, что такое рамный внедорожник, следует изучить виды нагрузок, воздействующих на конструкцию. К ним относятся:
Разновидности рам
Подробнее разобраться в том, что значит рамный внедорожник, позволит разделение основных конструкций по видам и подвидам. Существует три разновидности: рамные модели, версии с несущим кузовом, варианты с интегрированным каркасом. Между этими конфигурациями разница довольно существенная.
В первом случае, рама представляет собой остов транспортного средства и на ней крепится кузов, подвеска и прочие агрегаты. Модели с несущим кузовом оснащаются кабиной, которая играет роль рамы, а узлы и агрегаты фиксируются непосредственно на ней. Третий вариант – нечто среднее между первыми двумя версиями.
По конструкционному устройству рамы подразделяются на несколько видов:
Преимущества рамной конструкции
Продолжая изучать, что такое рамный внедорожник, рассмотрим основные плюсы конструкции. Среди них:
Недостатки
Зная минусы данной основы, будет проще понять, что такое рамный внедорожник. К недостаткам относят следующие моменты:
Лучшие рамные внедорожники
Практически все известные автомобильные компании имеют в своем ассортименте указанные разновидности автомобилей. Рассмотрим некоторые самые популярные модели. Начнем с легендарной «Тойоты Лэнд Крузер».
Машина отличается высоким качеством сборки, прекрасными техническими параметрами. Первая модель выпускается еще с 1951 года, девятое поколение начали изготавливать в 2007-м. На российском рынке модификация довольно популярна, несмотря на высокую стоимость. Внедорожник выпускается с несколькими вариациями моторов. Самый мощный из них развивает 282 лошадиных силы, его объем – шесть литров.
«Ниссан Патрол»
Обзор рамных внедорожников продолжим еще одним популярным японским представителем. Указанная машина имеет не только мощный силовой агрегат, но и обладает повышенным уровнем комфорта. Вместимость транспортного средства составляет семь человек, в оснащении присутствуют компьютеризованные системы, позволяющие одним движением настроить одновременно несколько параметров, включая работу климатической системы, наклон зеркал и тому подобное.
«Ниссан Патрол» изготавливается несколько десятилетий, напрямую конкурирует с «Лэнд Крузером» по всем показателям. Внедорожник выпускается с длинной и укороченной базой, с пятью или тремя дверями. К особенностям авто относят мощную раму, неразъемный корпус, усиленные мосты, внушительные габариты. Шестое поколение вышло в 2017 году в кузове Y-62.
«Мицубиси Паджеро Спорт»
Если хотите знать, что значит рамный внедорожник, обратите внимание на флагмана линейки «Мицубиси». Обновление «Паджеро Спорт» производилось трижды. Последняя генерация получилась самой удачной. Особенностью автомобиля является специально разработанная автоматическая трансмиссия на восемь диапазонов. Она агрегирует с бензиновым двигателем объемом три литра, силой 181 «лошадку». Эти элементы позволили улучшить динамику, даже на подъеме в максимально груженом состоянии.
Среди прочих инновационных внедрений:
К недостаткам причисляют довольно высокое потребление горючего, слабоватое лакокрасочное покрытие, не очень хорошую шумовую изоляцию. Все минусы перекрываются прекрасными показателями надежности, проходимости и комфорта.
«Гелендваген»
«Мерседес Бенц» серии G выпускается с 1979 года. При этом сменилось всего две генерации. Изначально автомобиль оснащался двумя видами бензиновых и парой дизельных моторов. Все модификации комплектовались механической коробкой на четыре диапазона, подключаемым передним приводом. Машина выпускается с короткой и длинной базой. В 2018 году разработаны новые рамные внедорожники серии G-Class-3, которые позиционируются в кузове W-464.
В люксовом исполнении авто имеет пять дверей, «движок» объемом 4966 куб. см (мощность – 296 л. с.). До «сотни» автомобиль разгоняется за 10,2 секунды. О качестве указанных машин ходят легенды, они хорошо известны во всем мире, в том числе и в России. Цена единицы зависит от комплектации, стартует от 6,8 миллиона рублей.
Китайские рамные внедорожники
Поднебесная не отстает от японских и европейских производителей. Почти все китайские автомобильные бренды выпускают указанные модификации. Например, одним из самых надежных и узнаваемых является Great Wall Hover. Эта модель – первая, которую начали экспортировать в Европу. Машина отличается высокой проходимостью, хорошо ведет себя на дорогах с любым покрытием. В оснащение авто входит климат-контроль, противотуманные фары, датчики дождя и света, полный электрокомплект, литые диски на 17 дюймов.
В салоне – кожаная обивка кресел, предусмотрен люк с электрическим приводом. «Грэт Волл Ховер» комплектуется двухлитровым бензиновым двигателем (122 л. с.), который агрегирует с пятирежимной МКПП. К плюсам также относят вместительный багажник, просторный салон, современный дизайн. Среди недостатков – слабая динамика, не очень высокое качество сборки.
Среди китайских «рамников» также выделяется модель Haval H9. Салон машины рассчитан на семь человек, оснащается полным приводом, стальным каркасом, понижающей передачей, отлично справляется с любым бездорожьем. В базовую комплектацию входит камера заднего вида, парктроник, аудиосистема, навигатор и климат-контроль.
Среди новых китайских разработок выделяют среднеразмерный внедорожник «Фотон Саванна». Впервые его презентовали в 2014 году. Автомобиль имеет пятидверный кузов, в оснащение входит мультимедийная система с монитором на семь дюймов, многофункциональный руль и 17-дюймовые литые диски. Под капотом помещается двухлитровая бензиновая «четверка» мощностью 201 «лошадка» или дизельный агрегат «Камминс» (163 л. с.).
Отечественные модификации
Рамные внедорожники в России представлены несколькими автомобилями. Самая популярная модель – УАЗ «Патриот». Машина производится с 2005 года. Среди преимуществ:
Несмотря на минусы, «Патриот» пользуется популярностью у пользователей, благодаря своей неприхотливости и дешевизне. Среди других популярных «рамников» отечественного производства – УАЗ «Хантер» и ТагАЗ. Таганрогские производители выпускают реплики «Ссанг Йонг Муссо» (Ssang Yong Musso) и «Ссанг Йонг Корандо» (SsangYong Korando).