Все автомобилисты знают о таком элементе, как лонжерон автомобиля. Что это такое, для чего нужна эта деталь и каковы последствия повреждения лонжерона, мы хотим рассказать в этой статье.
Происхождение лонжерона
История создания лонжерона тесно связана с историей развития рамной конструкции кузова. Изначально рама была главной и единственной несущей (к слову, деревянной) конструкцией в машине. Со временем рама автомобиля усовершенствовалась и в ее составе появились лонжеронные элементы.
Устройство автомобильного кузова
В 20-х годах прошлого века инженерами фирмы Auburn была создана лонжеронная рама, оснащенная поперечиной в виде буквы Х. Данная конструкция состояла из двух лонжеронов, расположенных параллельно друг к другу, и нескольких поперечных балок. Своим видом данная конструкция была похожа на лестницу, за это они получили называние «лестничные». В наши дни лестничной рамой оснащаются все грузовые автомобили.
Постепенно создатели автомобилей начали интегрировать лонжеронную раму в кузов, а точнее, в пол автомобиля. Так лонжероны сделались неотъемлемой деталью кузова авто. Сейчас лонжеронные рамы имеются в конструкции всех машин, и ее наличие не зависит от разновидности несущей конструкции.
Функционал лонжеронной рамы
Что такое лонжерон и как выглядит данная деталь мы рассказали. А теперь давайте поговорим о его предназначении в автомобиле.
Название детали в переводе с французского обозначает движение по длине чего-либо. Данный термин используется для обозначения многих инженерных конструкций подобного типа, к примеру, для названия деталей железнодорожного, авиационного и корабельного транспорта. Несущие конструкции этого типа имеются практически во всех автомобилях, за исключением тех авто, где в качестве основного несущего элемента выступает сама рама.
Устройство лонжерона
В классической конструкции легковых автомобилей лонжерон расположен по длине кузова и призван усиливать его в тех местах, где установлены водительское и пассажирские сиденья, а также закрепляются тяжёлые элементы ТС. В определенном смысле лонжеронная рама выполняет функцию демпфера между подвеской и кузовной частью – некоторое количество энергии, которая воспринимается от дороги и должна передаваться кузову, поглощается несущим элементом. Если бы у кузова была столь высокая жесткость изначально, то люди, находящиеся в салоне, воспринимали бы все удары намного сильнее, чем при наличии данной конструкции.
А потому для предотвращения подобного эффекта, лонжерон в автомобиле выполняется так, чтобы он мог смягчить удары, а не только полностью деформироваться от этого. Для решения данной задачи существуют особые конструктивные решения, обеспечивающие это разными способами:
- Некоторые места лонжерона немного уменьшены в толщину, изменен размер сечения.
- Высверливаются технологические отверстия в местах, переносящих наименьшую статичную нагрузку.
- Делаются особые складки, позволяющие снять лонжеронную раму машины, например, при ДТП или сильном ударе. Поэтому меньше страдают детали кузова, где присутствуют люди. Несущей конструкцией поглощается кинетическая энергия и принимается вся нагрузка. Благодаря этому удар, передающийся кузову машины, ощущается намного слабее.
Передний лонжерон
Что касается прочности и надёжности, любой из лонжеронов невозможно сравнивать с другими деталями ТС. Данный элемент ориентирован на крайне серьезную нагрузку, создаваемую не только массой самого автомобиля, но и постоянным передвижением по российским дорогам. Данная деталь способна очень долго переносить ударную нагрузку, возникающую при попадании колеса в яму.
Разновидности современных лонжеронов
Для начала необходимо отметить, что установка несущих конструкций в авто (фото, которые мы предлагаем, помогут это понять) осуществляется в разнообразных положениях. Главным образом это зависит от марки и модели машины и ее технических характеристик. Можно выделить следующие расположения лонжеронных конструкций:
- горизонтальные элементы, расположенные параллельно друг к другу — данная конструктивная характеристика свойственна для транспортных средств, имеющих повышенную проходимость
- изогнутые элементы, которые идут по днищу и повторяют его контур – в этом случае у несущей конструкции повышается пассивная защита людей в салоне;
- элементы, расположенные вертикально – таким образом конструкторы добиваются «плоского» пола, который существенно занижен, по сравнению с автомобильной классикой;
- элементы, расположенные под углом.
Все перечисленные виды конструкции лонжерона довольно часто встречаются. Причем увидеть их можно на весьма неожиданных машинах, к примеру, на грузовых автомобилях или внедорожниках.
Конструкционные особенности
Конструкционной особенностью практически всех лонжеронов является наличие поперечников. Это своеобразные ребра жесткости кузовных деталей. При этом, поперечные элементы так же могут размещаться по-разному:
- перпендикулярно основным элементам лонжеронной конструкции;
- иметь Х-образную схему;
- конструкция К-образной формы.
Обычно поперечные элементы выполняются из металлического (сталь) профиля, а затем выгибаются под необходимым углом. Если говорить о легковом автомобиле, то у него поперечные элементы прикручиваются, у грузового транспорта крепятся при помощи клёпки. На лонжероны крепятся особые кронштейны, на которых впоследствии устанавливаются агрегаты и узлы ТС.
Преимущества и недостатки лонжеронного элемента
Огромный плюс присутствия лонжеронной конструкции, состоит в том, что это позволяет достичь необходимой жесткости при небольшой массе деталей. Именно это призвано обеспечивать повышенную управляемость и максимальную маневренность. Кроме того, из-за присутствия отдельных конструктивных решений создается наибольшая пассивная безопасность, о которой говорилось ранее. Хотя данная конструкция имеет и некоторые минусы:
- Все основные агрегаты транспортного средства (мотор, коробка передач и пр.) крепятся на лонжерон, благодаря этому обеспечена их взаимосвязь. И когда кузов подвергается сильному удару, остальные детали также деформируются.
- Имея некоторые особенности в конструкции лонжеронные рамы практически не подлежат ремонту, в случае их поломки.
Проблемы, связанные с лонжеронами
Проблемы, которые связаны с лонжероном
Лонжерон является важнейшей деталью любой машины. Она невидима, а потому редко привлекает внимание обычного автовладельца. Но, от этого элемента во многом зависит состояние автомобиля и его безопасная эксплуатация. Даже при малейших подозрениях на деформацию данной детали нужно срочно обратиться в автосервис. Это позволит избежать дорогостоящего ремонта в дальнейшем и повышению рисков при движении.
Главной проблемой этого элемента состоит в том, что от времени металл подвергается эффекту «усталости», а потому лет через десять по виду надежная конструкция на самом деле может оказаться совсем не такой.
При серьезном ДТП лонжерон (задний, передний или оба сразу) довольно сильно деформируется, а это влияет на технические характеристики всего автомобиля. Может произойти смещение мотора, деталей подвески и других закрепленных на нем элементов.
Вернуть лонжерону изначальный вид бывает очень трудно, а иногда вовсе невозможно. В случае лопания лонжеронов кузовом утрачивается заложенная прочность. Вот почему даже после небольшой аварии необходимо проверить состояние несущей конструкции. Даже когда внешний вид кузова не вызывает подозрений.
В зависимости от степени повреждения авто, определяется категория восстановительных работ. Если автомобиль имеет рамную конструкцию, а при аварии пострадали несущие элементы, то поменять их будет довольно просто. Но если лонжерон является неотъемлемой частью кузова, то ситуация гораздо хуже. Иногда получается и так, что поменять лонжероны нельзя или элементарно не имеет смысла. Если элемент получил частичную деформацию, его удастся вытянуть при помощи специального оборудования, которое поможет попытаться вернуть изначальные параметры, хотя прочность элемента будет значительно уступать заводскому варианту.
Ремонт лонжерона
Но случаются такие ДТП, что конструкцию вытянуть нельзя, и ей требуется замена. Если неверно выбрать лонжеронный элемент для замены, непрофессионально соединить (методом сварки) или укрепить конструкцию, это приводит к новой поломке кузовных элементов.
Важно! Если предназначение лонжеронных элементов – это усиление кузовной конструкции, то можно сделать вывод, что это очень важная деталь для любого автомобиля. А потому к ремонту или замене данного элемента, при необходимости, нужно подойти с максимальным вниманием и ответственностью.
Ремонт и замена
Если разговор заходит о ремонте лонжеронов, то обычно это относится к передним элементам, поскольку задние лонжероны деформируются гораздо реже. Для восстановления элемента требуется специальный стенд. Кроме того, потребуется разобрать большую часть автомобиля. Впрочем, даже очень опытным специалистам справиться с этой задачей бывает довольно сложно. При этом замена лонжеронного элемента тоже процедура долгая, трудоемкая и дорогая.
Если основная часть данного элемента сохранила нормальное состояние, заменить деформированные участки можно с использованием газосварки. Но не нужно питать иллюзий, что это позволит восстановить изначальные качества. Прочность лонжерона после данных действий значительно снижается, а значит, важнейшие функции будут выполняться намного хуже. Лонжерон с лестничной рамой поменять намного проще. А вот при сильно «ушедшем» лонжероне его замена бессмысленная – в этом случае придется заменить целый кузов.
Замена лонжерона
Если существует возможность отремонтировать или заменить лонжерон, крайне важно, чтобы новый элемент имел такие же габаритные параметры, что и испорченная деталь, не превышая их.
Важно! Поставив перед собой цель увеличить прочность лонжеронного элемента, автовладелец рискует заметно снизить его амортизирующие свойства, а при постоянных ударах, при таком варианте, возникают весьма серьезные проблемы.
Что такое лонжерон? Этот вопрос могут задать только новички. Опытный автомобилист отлично знает все об этой детали. Она остается одной из главных частей конструкции, давая возможность перевозить большие грузы и сокращая риск пассажиров во время автокатастрофы. Познакомившись с ним, удастся узнать, где располагаются элементы, и как их используют производители.
Какими бывают лонжероны?
Лонжерон автомобиля больше напоминает основную несущую балку. Он располагается по всей длине, выполняет несколько различных функций. Сейчас конструкторы предпочитают использовать несколько вариантов, гарантируя безопасность во время поездок.
Своеобразные продольные балки всегда укладываются на раме автомобиля. Для достаточного усиления монтируется правый и левый профиль, гарантирующий надежность во время поездки. Причем в некоторых моделях размеры достигают полной длины, включая бамперы. За счет этого обеспечивается максимальная прочность.
Конструкция лонжеронов
Лонжероны на фото можно увидеть в разрезе машины. Раньше у самолета они являлись единственным упрочнением, поэтому и в автомобиле применяются современные технологии. В качестве основы сейчас применяется два варианта, которые нужно обсудить.
Профессионалы легко описывают конструкцию. При этом они обязательно выделяют оба вида, так как они остаются незаменимыми. Производители обращаются к одному из вариантов, учитывая вес автомобиля, а также нагрузку во время движения. Описание обоих видов позволит получить максимум информации для подробного сравнения.
Цельные
Цельный лонжерон в любой машине остается полезным решением. Профиль легко поддерживает большой вес, что особенно важно для грузовиков и кроссоверов.
Этот принцип исключает одну из основных функций, учитываемых производителями. Хотя пока еще не подобрана такая же прочная альтернатива, способная стать стопроцентной заменой.
Сборные
Современными считаются сборные профили. Они делятся на 3 части, что дает высокую функциональность. Причем задний лонжерон чуть выше переднего, поэтому можно получить дополнительные возможности. При оценке подобной конструкции производители показывают максимальное выполнение всех необходимых пунктов. Подобные варианты оптимальны для универсалов с малым клиренсом. Посредством них исключается повреждение днища и сокращается опасность для пассажиров в салоне.
Функции лонжеронов
Сравнивая передние и задние лонжероны, некоторые водители пытаются понять причины сложной конструкции. На практике разобраться в этом вопросе несложно, если правильно оценить каждую учитываемую функцию. Именно они дадут полезный ответ на вопрос, позволив разобраться в причинах соответствующего выбора.
- Дополнительная амортизация;
- Усиление днища и брызговиков;
- Защита салона.
Оценив лонжерон задний или передний, можно понять, насколько важные функции он выполняет. Это не просто центральная балка, а по-настоящему необходимый элемент днища. Если подробно рассмотреть каждый пункт, удастся увидеть полезные тонкости.
Дополнительная амортизация
Сборный элемент создан специально для обеспечения дополнительной амортизации. Ослабление жесткости дает удивительный комфорт во время движения, поэтому при выборе модели автомобиля этот фактор остается одним из важнейших. Производители постепенно переходят на такой вариант, сокращая нагрузку на кузов.
Амортизация обычно требует сложной многогранной системы. Применение упрощенных средств обеспечивает легкий способ обеспечения комфортных поездок. Это заставляет вносить конструктивные изменения, а не пытаться создать новую систему из рессор.
Усиление днища и брызговиков
Поездки по плохому дорожному покрытию приводят к нереальным сложностям. Разбираясь лонжерон любого автомобиля, что это такое, необходимо учесть функцию усиления днища. Именно оно больше всего страдает от механических повреждений, с которыми приходится сталкиваться в пути.
Брызговики и днище регулярно подвергаются настоящему испытанию. Для обеспечения надежной защиты от серьезных поломок, производители предпочли воспользоваться лонжеронами, которые дали надежную защиту. Пусть они не касаются мелких камешков и гравия, а вот на кочке или камне отлично спасут от появления трещины.
Защита салона
Во время столкновения жесткие балки создают потенциальную опасность для пассажиров. Раньше встречались случаи, когда некоторые из них пробивали кузов и попадали в салон, нанося серьезные ранения людям. Ситуация изменилась после внесения изменений, повысивших показатели безопасности во время поездок.
Установленные балки теперь изготавливаются специальным образом. Во время удара они не остаются цельными, а собираются в гармошку. В этом случае исключается потенциальная опасность для пассажиров, хоть и сокращается защита кузова. Бренды пошли на этот шаг, чтобы полностью исключить опасность для водителя и других людей.
Из чего делают лонжероны?
Что такое передний лонжерон в любом автомобиле? Своеобразное средство защиты. Сегодня конструкторы применяют несколько различных материалов. Какие из них должны быть известными?
- Алюминиевые сплавы;
- Титановые сплавы;
- Композитные материалы.
Каждый из материалов обладает своими преимуществами и недостатками. Чаще всего выбор производителей основывается исключительно на денежных затратах, так как с технической точки зрения составы остаются практически одинаковыми. Это позволяет исключить из принципов снижения стоимости и применения сложных систем из нескольких частей.
Лонжерон – это не простая балка под днищем автомобиля. Да, подобным образом к нему относятся многие водители, но такую ошибку следует исключить. Производители продолжают разработки, разыскивая лучшую конструкцию и материал. Функции остаются незаменимыми, поэтому отказываться от продолжительных работ нельзя. Причем владельцам также нужно помнить об этом, своевременно проверяя состояния профиля, ведь даже незначительные трещины могут привести к автокатастрофе даже при слабом ударе.
Лонжерон – что это за элемент и какие особенности он имеет?»>
Что такое лонжерон? Какие последствия ждут автомобиль, если лонжерон «устанет» или «уйдет»? Может ли он лопнуть? Как выглядит? И, в конце концов, где находится этот элемент автомобиля? На все эти вопросы мы ответим в этой статье, при чем сделаем мы это так, чтобы понятно было всем водителям.
Лонжерон представляет собой трубу прямоугольного сечения, также его можно назвать продольной балкой набора кузова. Проходят они через заднюю или переднюю часть кузова. Конструкции корпуса отличаются по многим признакам, поэтому бывают лонжероны, проходящие насквозь между бамперами.
Лонжероны могут быть как составными (выглядит как набор железных деталей), так и цельными (изготавливаются штамповочным путем или фрезерованием – выглядит как цельная деталь). В стандартной конструкции обычно их два: левый и правый. Каждый делится на условных три части: задний, передний и средний лонжерон. К тому же передний левый, лонжерон крыла и задний находятся выше, относительно.
Относительно друг друга они чаще всего расположены параллельно, но в некоторых рамах они находятся под малым углом.
Лонжероны – это неотъемлемая часть любого авто, независимо от типа кузова. На фото вы можете посмотреть наглядно, где они находятся. Что касается материала, то чаще всего изготавливается из титановых или алюминиевых сплавов для кузова автомобиля, а также из композитных слоев. Основное сечение в детали – это швеллер (выглядит как П-образное сечение) – в самых нагруженных местах сечение увеличивается.
Особенности конструкции
Итак, мы разобрались, что лонжерон представляет собой простую трубу с прямоугольным сечением. В зависимости от задумки инженеров, они:
- находятся спереди и сзади автомобиля.
- проходят по все длине конструкции корпусы.
Из-за того, что на лонжероны постоянно давят различные силы, они должны выдерживать серьезные нагрузки: сюда входят вес мотора, вес людей в авто, а также масса других автомобильных деталей. Также на данную деталь постоянно действует ударная нагрузка, которая передается от автомобильных колес во время езды.
Если вы посмотрите на фото автомобиля изнутри, то увидите, что лонжерон выглядит как лестничная рама, похожая на букву «П», в том числе и задний. Лестничная рама обычно используется для внедорожников, кроссоверов, а также для грузовых авто. Легковушки чаще всего оснащены несущей конструкцией корпуса.
Задачи лонжеронов
Лонжерон в легковом авто служит в качестве усилительной детали для днища кузова, брызговиков и пола багажного отделение. У больших автомобилей он выступает в роли главного силового элемента корпуса. Кроме усиливающей задачи, передний лонжерон работает как дополнительные амортизаторы – располагается в зоне поглощения деформации. Ведь для того, чтобы часть кузова автомобиля, где находятся люди, получала наименьшие удары при движении, нужно смягчить удар – и этот удар на себя берет передний лонжерон.
Чтобы вибрация равномерно распространялась по кузову, в его передних частях инженеры создают «деформируемые» зоны. В продольном направлении они имеют слабую силовую структуру.
Сейчас производители легковых автомобилей стараются сделать его как можно тоньше: толщину сечения или стенок уменьшают, создают специальные отверстия в самых «безопасных» местах, куда поступает меньше нагрузки. Также конструкторами используются складки при штамповке деталей. Они нужны для того, чтобы во время аварии лонжерон сложился в гармошку, а не переломился. При столкновении лонжероны берут основной удар на себя, из-за чего часто деформируются. Но такая жертва оправдана: за счет поглощения кинетической энергии уменьшается сила удара по салону. В грузовых авто страдают и задние лонжероны и передние.
Проблемы, связанные с лонжеронами
Под воздействием нагрузок лонжероны с течение времени все же деформируются, особенно страдает передний (нагрузка от двигателя и его систем). Также, как и передние, задние могут трескаться и уставать. Под словом «уставать» предполагается зарождение трещины, которая со временем разрастается по всей детали. Разумеется, что авария тоже может оставить значительный след.
Что влечет за собой эксплуатация автомобиля, где повреждены лонжероны? Некоторые параметры машины нарушаются: незначительно, но меняется положение дверей, разъемов деталей кузова, положение силовой установки. Также страдает геометрия подвески. Из-за всех эти недочетов управляемость авто снижается. Поэтому при повреждении кузова нужно везти авто на диагностику – такое решение будет правильным.
Если лонжерон и вовсе лопнет, то вся конструкция кузова полностью разрушится. Именно из-за этого после ДТП специалисты смотрят на степень деформации этих элементов. Положение, в котором лонжероны находятся в автомобиле, тоже играет важную роль.
Статистика: примерно 90% всех работ, связанных с этой деталью, приходятся на передний лонжерон.
Такое повреждение может решиться быстро только с рамным лонжероном – там его просто меняют. Что касается несущего кузова, то иногда лонжероны замене просто не подлежат. Допустим, его немного помяло при аварии: такое повреждение исправляется при помощи специального стенда-каролинера. К примеру, на стенде находятся лонжерон передний левый и задний – при помощи удобного расположения механики замеряют все параметры, необходимые для исправления проблемы.
Бывает такое, что лонжероны автомобиля находятся в таком состоянии, что остается только замена. Смена деталей влечет за особой изменение свойств всего кузова. Ведь форму, материал и вес рассчитывает компания-производитель – в автомобильных центрах приходится импровизировать. Когда основные части лонжерона находятся в нормальном состоянии, то при помощи дуговой газосварки выполняют частичную замену.
При ремонте нужно настаивать на том, что по размеру и массе новый лонжерон не был больше старого. Некоторые предпочитают упрочнить новый, но нужно помнить, что такое решение может привести к потере амортизирующих свойств при ударе. Постоянные удары приведут к более серьезным последствиям. Не забывайте, что при ДТП первым делом проверяются лонжероны, а уж потом все остальное.