Лонжерон автомобиля что это такое

В автосервисах могут сообщить о проблемах с лонжероном автомобиля. Но что такое лонжерон? Под ним подразумевается продольный профиль, которой может располагаться спереди, сзади или проходить по всей длине. От целостности этого элемента зависят многие системы автомобиля, преимущественно управляемость и безопасность. На лонжерон авто приходится сильное давление различных сил: вес агрегатов, пассажиров, груза, вибрационные, внешние удары и т. д.

Лонжерон – что это за элемент, и какие особенности он имеет?

Лучше всего определить, что такое лонжерон в автомобиле, на основании его функций. Основная задача балки сводится к усилению прочности днища. В легковых автомобилях они представляют собой 2 рейки, а в кроссоверах и джипах практически всегда устроен П-образный лонжерон.

Задние лонжероны автомобиля

Визуально может быть сложно оценить роль такого элемента, для этого стоит узнать, что будет при его разрушении, износе или отсутствии:

  • листы днища начнут «гулять» под ногами пассажиров;
  • несколько прогнётся весь кузов в центре, где сосредоточена максимальная нагрузка;
  • изменится форма проёма для дверей;
  • деформируются разъёмы компонентов кузова и могут отпадать отдельные крепления;
  • нарушится положение мотора, он продавит металл и может цеплять землю;
  • при полном разрушении лонжерона и весь кузов также будет разрушен.

Из-за настолько важных задач элемента, специалисты всегда осматривают лонжерон автомобиля в процессе технического обслуживания, ремонта или восстановления авто после ДТП.

Наибольшая подверженность разрушению отмечается в передней части машины, а на задний лонжерон приходится только 10% всех ремонтных работ, связанных с этими деталями. Быстрее всего восстановить транспортное средство с рамным лонжероном, так как ремонт конструкции проводится с минимальным разбором несущей части.

Немаловажную роль играет положение, в котором располагается элемент: горизонтальное, параллельное, под углом и т. д. Каждая конструкция имеет свои достоинства и недостатки.

Лонжероны передние и задние

Для рассмотрения конструкции устройства придётся спуститься под машину со стороны капота. Иногда места, где находятся передний и задний лонжерон машины, имеют дополнительные усиления. Задние и средние части могут быть видимыми снизу, но иногда закрыты слоем защиты днища. Во многих автомобилях можно заметить часть переднего лонжерона, если смотреть сверху капота. Чтобы нагляднее узнать, где находятся лонжероны, можно изучить фото.

Предназначение и устройство лонжеронов

Лонжерон в автомобиле – это основа конструкции практически всех легковых машин, он призван удерживать все агрегаты в целостности, и обеспечивает жёсткую фиксацию. Большинство кузовных компонентов прикрепляются к лонжерону. На агрегат приходится наибольшее количество нагрузок, поэтому для усиления конструкции используются перемычки. Внешний вид напоминает лестницу.

Конструкционно лонжерон автомобиля – это прямоугольная труба, используется 2 штуки для составления продольного набора. В стандартном варианте есть правый и левый лонжерон. Можно распределить конструкцию на 3 части: переднюю, среднюю и заднюю. Выше всех располагается левая передняя часть и задний лонжерон. Практически всегда между собой они имеют параллельное направление, но иногда встречаются модели с небольшими уклонами.

Лонжерон в автомобиле – это основа конструкции практически всех легковых машин

Встречаются составные варианты, которые имеют вид нескольких металлических запчастей, другие разновидности – цельные, изготавливающиеся методом штамповки или фрезеровки. Лонжерон преимущественно изготавливают из алюминия (в основном из сплавов), титана и разных композитных материалов. При рассмотрении в сечении деталь имеет вид швеллера, усиливающегося в местах наибольшего давления и истончающегося в области кузова.

Цель использования лонжерона – улучшение комфорта и снижение вибраций в салоне при движении. С этой целью швеллеры несколько ослабляются в местах минимальных нагрузок.

Существует 3 основных решения:

  • уменьшение толщины металла. Подобный подход называют переменным сечением;
  • создание прорезов и отверстий для ослабления конструкции;
  • формирование особых складок. В моменты создания нагрузок лонжерон складывается в «гармошку». Самый эффективный вид, гасит практически всю кинетическую энергию, но он более всех подвержен разрушению, а восстановление становится крайне сложным.

Цель использования лонжерона – улучшение комфорта и снижение вибраций в салоне при движении

Лонжерон является силовым агрегатом автомобиля. Для грузовых видов транспорта и усиленных внедорожников устройство входит в раму. Для малогабаритных машин чаще используется безрамная конструкция, в ней лонжерон только усиливает дно кузова и багажного отсека. Расчёт прочности сделан с целью выдерживания сильных нагрузок, даже в момент ДТП лонжероны не сильно страдают, чаще остаются практически целыми. Конструкция собирается с целью восприятия больших нагрузок длительное время.

Функции и задачи, которые выполняет конструкция

Ролей у лонжерона всего несколько, но все они крайне важны:

  • соединяющая. Важная задача – соединение всех кузовных, ходовых и других элементов системы воедино;
  • несущая. Конструкция призвана выдерживать нагрузки любой направленности и силы. Динамические и статические силы воздействуют на лонжероны постоянно;
  • смягчающая движение. Роль устройства сводится к улучшению комфорта пассажиров в процессе движения за счёт снижения силы динамических ударов подвески. Конструкция рассчитана на выполнение роли демпфера между подвеской и кузовом. Часть энергии гасится в лонжероне. Если бы он был слишком прочным, пассажиров кидало бы из стороны в сторону. Для смягчения ударов в устройстве предусмотрены места минимальной деформации, за счёт которых поглощается большая часть энергии.
Читайте также  Замена сателлитов ваз 2109

Роль лонжерона смягчить движение

Типы существующих несущих конструкций

Наибольшим отличием является направление несущей части и расположение лонжеронов. Тип конструкции отличается в зависимости от роли и задач автомобиля, а также от решений производителя.

Сегодня существует ряд распространённых типов:

  • полностью горизонтальное размещение с параллельным нахождением элементов между собой. Чаще устанавливается на авто, к которым предъявляются требования высокой проходимости;
  • с небольшими изгибами. Искривление находится по всему днищу, лонжероны огибают форму дна, создавая единый контур. Улучшают комфорт пассажиров и эффективно снижают количество вибраций;
  • вертикальное положение. Особенность типа сводится к возможности создания плоского пола с существенным снижением, больше чем у традиционных моделей авто;
  • угловатые виды. Увеличивают пассивную безопасность транспортного средства.

Различается несущая часть по типу поперечен, устроенных во всех авто. Их роль сводится к созданию рёбер жёсткости, но конструкционно они устроены по-разному: перпендикулярно вставляются между швеллерами, в форме буквы К или X-образные модели. Поперечины практически всегда изготавливаются из стали, а затем изгибаются. В легковых авто поперечный набор сваривается с лонжеронами, а в грузовых моделях применяется метод клёпки. Далее к конструкции присоединяются кронштейны для крепления агрегатов машины.

Лонжерон на Infiniti FX35

Плюсы и минусы такой конструкции

Главное достоинство использования лонжеронной конструкции сводится к созданию достаточной прочности авто с минимальным увеличением веса. Благодаря сохранению лёгкости транспортного средства, оно легче управляется и становится более маневренным. Устройство относится к элементам, обеспечивающим пассивную безопасность.

Конструкция имеет не только плюсы, но и минусы:

  • все тяжёлые и габаритные агрегаты крепятся к лонжерону, это приводит к взаимосвязи. При получении разрушительных ударов в процессе тяжёлого ДТП, получают повреждения все закреплённые агрегаты;
  • особая конструкция лонжеронов приводит к сложности ремонта. Крайне редко удаётся восстановить сломанный швеллер.

Основные проблемы машины, связанные с лонжеронами

Низкая подверженность лонжеронов разрушению не является залогом полной безопасности. Проблемы все равно существуют, среди них:

  • существенной проблемой классической конструкции является подверженность автомобиля эффекту усталости. Весь металл через 10 лет теряет большую часть прочности даже без визуальных повреждений. С виду лонжерон может быть прочным, а по техническим характеристикам он существенно уступает новому;
  • сильная деформация лонжеронов при попадании в ДТП, в будущем машина теряет характеристики даже при ремонте этой составляющей. Нередко после ДТП смещается двигатель и компоненты подвески;
  • сложность ремонта обусловлена спецификой конструкции. В свободном доступе не продаются швеллеры, которые имеют встроенные элементы «гармошки» или обладают переменным сечением. Если устройство лопнет, вернуть изначальную прочность будет невозможно, кроме замены. При попадании в аварии обязательно нужно проверить наличие повреждений на несущей части авто даже при визуально удовлетворительном состоянии.

Способ ремонта определяется на основании степени и типа повреждений. Проще всего заменить лонжероны в рамной конструкции, их можно будет извлечь с минимальным количеством дополнительных работ. Если он является основой несущей части кузова, возникают сложности в замене, а порой его невозможно сменить. В старых автомобилях стоимость работ такова, что замена лонжерона становится бессмысленной.

При частичной деформации есть возможность вытянуть лонжерон, но потребуется особое оборудование, которое можно найти только на крупных СТО. При помощи стенда удаётся вернуть практически изначальные характеристики, очевидно, что прочность всё же несколько ухудшается.

После особенно тяжёлых аварий вытягивание лонжерона становится невозможным, единственный выход – замена. При несоблюдении какого-либо из этапов замены – подбора, сваривания, крепления и т. п. – скоро может произойти повторная поломка.

Вывод

Особая важность лонжерона в конструкции обусловила необходимостью сохранения и восстановления высокой прочности устройства. За состоянием несущей части нужно следить и проводить необходимые ремонтные работы, так как из-за своей важности она достойна максимального внимания.

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.

Читайте также  Бачок тормозной жидкости приора

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 (фр. longeron , от longer — идти вдоль) — основной силовой элемент конструкции многих инженерных сооружений (самолётов, автомобилей, вагонов, мостов, кораблей и другого), располагающийся по длине конструкции.

Содержание

Лонжеронные рамы автомобилей [ править | править код ]

У автомобилей, вагонов и локомотивов два лонжерона, соединённые поперечными элементами, представляют собой металлический короб сложной формы, образующий раму (шасси), служащую опорой для безрамного кузова, а также для крепления рессор, колёс и других деталей. Иными словами, лонжерон — труба из металла, которая имеет прямоугольное сечение, чаще всего это парная деталь — для задней и передней части. [1]

Читайте также  Вода в багажнике рено флюенс

Классический вариант такой рамы напоминает по виду и конструкции лестницу, поэтому в обиходе её иногда могут называть лестничной (ladder frame). Лонжеронные рамы состоят из двух продольных лонжеронов и нескольких поперечин [2] , также называемых «траверсами», а также креплений и кронштейнов для установки кузова и агрегатов [2] . Форма и конструкция лонжеронов и поперечин могут быть различными; так, различают трубчатые, К-образные и Х-образные поперечины. Лонжероны как правило имеют сечение швеллера [3] , причём обычно переменное по длине — в наиболее нагруженных участках высота сечения зачастую увеличена [2] . Иногда они хотя бы на части своей длины имеют замкнутое сечение (короб). На спортивных автомобилях могли применяться трубчатые лонжероны и поперечины круглого сечения, имеющие лучшее соотношение массы и жёсткости. По расположению лонжероны могут быть параллельны друг другу, либо располагаться друг относительно друга под некоторым углом. Детали рамы соединяются заклёпками, болтами или сваркой. Грузовые автомобили обычно имеют клёпаные рамы, легковые и сверхтяжёлые самосвалы — сварные [2] . Болтовые соединения находят применение обычно при малосерийном производстве [2] . Современные тяжёлые грузовики и прицепы также иногда имеют рамы, собранные на болтах, что значительно облегчает их обслуживание и ремонт, при этом приходится применять специальные меры, направленные на предотвращение самооткручивания болтов.

Лонжеронная рама традиционного типа обеспечивает автомобилю достаточно высокую жёсткость, особенно в случае наличия развитых поперечин (К-образных, Х-образных), и с технической точки зрения не устарела до сих пор, однако имеет существенный недостаток — её лонжероны проходят под полом кузова, так что его приходится располагать достаточно высоко. До тех пор, пока массовые легковые автомобили оставались сравнительно высокими, это не представляло затруднения, однако во второй половине 1950-х годов распространилась мода на приземистые кузова, что в случае использования рамы традиционного типа вынуждало делать сидения очень низкими, чтобы при высоком расположении пола обеспечить достаточное расстояние между подушками сидений и крышей, а это снижало комфортабельность. Выходом стал переход либо на несущий кузов, либо на раму вильчато-хребтового или периферийного типа, у которых лонжероны так или иначе обходят пассажирский салон (либо вынесены по бокам от него, либо расположены в центральном тоннеле кузова), позволяя опустить пол и совместить небольшую общую высоту автомобиля с достаточным простором в салоне. На автомобилях же, к которым не предъявляется подобных требований, например — имеющих высокие кузова внедорожниках, лонжеронная рама и сегодня применяется в своём исходном виде. Один из последних примеров применения лонжеронной рамы на обычном легковом автомобиле — восточногерманский Wartburg, выпускавшийся до конца 1980-х годов.

Лонжеронные рамы применяются практически на всех грузовиках, в прошлом широко применялись и на легковых автомобилях — в Европе до конца сороковых, а в Америке — до конца восьмидесятых — середины девяностых годов. На внедорожниках лонжеронные рамы широко применяются по сей день. Ввиду такого широкого распространения, обычно в популярной литературе под словом «рама» понимают именно лонжеронную раму.

К лонжеронным ряд источников [2] относит также периферийные (часто выделяемые в отдельный тип) и Х-образные рамы (последние другими источниками [4] классифицируются как разновидность хребтовых).

У самолётов [ править | править код ]

У самолётов лонжероны совместно со стрингерами образуют продольный набор крыла, фюзеляжа, оперения, рулей и элеронов. Продольные элементы каркаса проходят, как правило, по всей длине фюзеляжа. Совместно с обшивкой они воспринимают нормальные усилия при изгибе фюзеляжа. Простые стрингеры и лонжероны обычно изготавливаются из прессованных или гнутых профилей сечения. Лонжероны отличаются от стрингеров большей жесткостью. При больших нагрузках могут использоваться составные лонжероны, состоящие из нескольких соединенных между собой профилей. Для окантовки больших вырезов в фюзеляже часто используются лонжероны коробчатого сечения — бимсы, которые состоят из прессованных профилей, связанных между собой стенками и обшивкой.

Лонжеронное крыло включает один или несколько продольных силовых элементов — лонжеронов, которые воспринимают изгибающий момент. [5] Помимо лонжеронов, в таком крыле могут присутствовать продольные стенки. Они отличаются от лонжеронов тем, что панели обшивки с стрингерным набором крепятся к лонжеронам. Лонжероны передают нагрузку на шпангоуты фюзеляжа самолёта с помощью моментных узлов.

Воспринимаемые силовые факторы [ править | править код ]

Основным силовым фактором, воспринимаемым лонжероном, является изгибающий момент. Кроме того, лонжероны участвуют в восприятии перерезывающей силы. Лонжероны круглого, коробчатого и др. замкнутых сечений могут воспринимать крутящий момент.

Виды сечений [ править | править код ]

Наилучшим сечением для восприятия изгибающего момента является двутавровое сечение. Кроме двутаврового, применяются:

  • Швеллер
  • Z-образное сечение
  • круглая труба (например, в легкомоторной авиации)
  • коробчатое (прямоугольное) сечение

Конструкция [ править | править код ]

Конструктивно лонжерон может быть выполнен монолитным или сборным. Сборный лонжерон имеет верхний и нижний пояс и стенку. В случае коробчатого сечения стенок две. Пояса соединяются со стенкой путём клёпки, болтовых соединений, точечной электросварки или склейки (для конструкции из КМ). Пояса работают на растяжение-сжатие от изгибающего момента. Они составляют большую часть площади сечения лонжерона.

Источник: automotogid.ru

Автоматика