Лонжерон является основой конструкции большинства легковых автомобилей, на нем держатся агрегаты, и именно он воспринимает большинство нагрузок. Лонжероны в автомобиле располагаются парно, соединяясь перемычками, – так образуется несущая конструкция, которая обеспечивает жесткость кузова. К этой раме крепится большинство кузовных элементов и некоторые агрегаты машины. Если посмотреть на конструкцию, то можно увидеть, что напоминает эта деталь лестницу: на жаргоне так называю лонжерон автомобиля. Что это такое и какого его предназначение, расскажем далее.
В плане прочности и надежности лонжероны сложно сравнить с чем-то другим. Они рассчитаны на крайне тяжелые нагрузки, которые создаются не только весом машины, но и ездой по нашим дорогам. Способны длительное время переносить ударные нагрузки, которые создаются во время попадания колес в ямы.
Функции
Сам термин пришел из французского языка, где это слово означает движение вдоль чего-то. Этот термин применяется ко многим инженерным конструкциям такого рода, используется в железнодорожном, авиационном и даже корабельном транспорте. Несущая конструкция такого рода присутствует в большинстве автомобилей, кроме тех машин где несущим элементом является рама.
В классических легковых машинах лонжерон тянется вдоль кузова и усиливает его в местах, где сидят пассажиры и крепятся тяжелые элементы машины. В некотором роде лонжероны выполняют роль демпфера между кузовом и подвеской – часть энергии, воспринимаемой от дороги, которая могла быть передана кузову, гасится несущей конструкцией. Если бы кузов был настолько жестким изначально, то пассажиры и водитель воспринимали бы каждый удар гораздо сильнее, чем это происходит с такой конструкцией.
Поэтому чтобы предотвратить подобный эффект, в автомобиле передняя часть выполняется такой, чтобы она могла несколько смягчать удары, а не просто тотально деформироваться от них. Для выполнения такой задачи в конструкции предусмотрены специальные конструктивные решения.
Они обеспечиваются различными способами:
- В некоторых местах лонжерон несколько уменьшается в толщине, изменяется ширина сечения.
- Проделываются технологические отверстия в тех местах, которые переносят минимальные статические нагрузки.
- Создаются специальные складки, которые при сильном ударе, во время аварии, позволяют сминать лонжерон автомобиля. За счет этого меньше страдает кузов, в котором находятся люди. Несущая конструкция поглощает кинетическую энергию и принимает на себя всю нагрузку, удар, передающийся в салон за счет этого получается гораздо слабее.
Типы
В первую очередь нужно сказать, что монтаж несущей конструкции в автомобиле производится в различных положениях – это можно увидеть на соответствующих фото. Большей частью это зависит от того, какова модель автомобиля и на что машина рассчитана.
Выделяют такое расположение лонжеронов:
- Горизонтальное с параллельным расположением друг относительно друга.
- Изогнутые, идущие вдоль днища и повторяющие его контуры.
- Вертикальное расположение.
- Под углом.
Каждый из этих типов нередко встречается на совсем неожиданных автомобилях, даже на грузовиках и внедорожниках. Первый тип конструкции более свойственен для автомобиля с повышенной проходимостью. За счет вертикального расположения конструкторам удается сделать плоский пол, значительно сниженный в сравнении с классическими автомобилями. Практически такой же эффект для автомобиля дают и горизонтально изогнутые лонжероны, только за счет этого еще повышается и пассивная безопасность.
Как можно увидеть на фото днища большинства автомобилей – между лонжеронами присутствуют и поперечины. Они являются своеобразными ребрами жесткости кузова, размещаются они по-разному: перпендикулярно лонжерону, Х или К-образно. В большинстве своем изготавливаются поперечины из стального профиля, изгибаются под нужным углом. Если рассматривать легковой автомобиль, то в нем поперечины привариваются, в грузовом закрепляются с помощью клепки. К лонжеронам крепятся специальные кронштейны, на которых потом закрепляются агрегаты автомобиля.
Плюсы и минусы
Огромный плюс того, что в автомобиле находится лонжеронная конструкция, заключается в том, что она создает необходимую жесткость при легком весе. Малый вес обеспечивает повышенный уровень управляемости, машина становиться более маневренной. Обеспечивается максимальная пассивная безопасность за счет присутствия некоторых конструктивных решений, о которых мы говорили выше.
Но есть здесь и определенные минусы:
- Каждый агрегат автомобиля (двигатель, коробка переключения передач и др.) закреплены на лонжероне, за счет чего обеспечивается взаимная связь. И если кузов повреждается сильным ударом, то технические элементы также страдают;
- Из-за особенностей конструкции лонжероны редко, когда поддаются ремонту.
Основные проблемы машины
Главная проблема такой конструкции автомобиля заключается в том, что со временем металл поддается усталостному эффекту, из-за этого через 10 лет на вид прочная конструкция в действительности может оказаться вовсе и не такой.
При попадании автомобиля в серьезное дорожно-транспортное происшествие лонжероны достаточно сильно деформируются, что сильно влияет на общие характеристики машины. Возможно смещение двигателя, элементов подвески.
Вернуть первоначальный вид может быть крайне сложно либо вовсе невозможно. При лопании лонжерона автомобиля весь кузов теряет заложенную прочность. Поэтому даже после мелкой аварии нужно проверять в каком состоянии несущая конструкция. Даже если на вид с кузовом все нормально.
В зависимости от того, насколько сильно была повреждена машина, определяется вид ремонтных работ. Если машина рамная и пострадали лонжероны, то заменить их не составит особого труда. Если же лонжерон был одной из несущих частей кузова, то дела обстоят намного хуже. Нередко бывает и так, что заменить лонжероны невозможно или просто бессмысленно. Если деформация частичная, то несущую часть кузова возможно вытянуть на специальном стенде. С его помощью можно постараться вернуть параметры к изначальным, но прочность однозначно будет уступать варианту, изготовленному в заводских условиях.
Бывают и такие аварии, после которых невозможно вытянуть конструкцию, и она нуждается в замене. Если не правильно подобрать лонжерон на замену, неправильно сварить или закрепить конструкцию, то это приведет к скорой поломке кузова снова. Учитывая то, что основное назначение лонжерона – это усиление кузова, то эта конструкция становится крайне важной для машины. Поэтому и ремонту этой детали, в случае необходимости, нужно уделить максимум внимания в плане качества.
Лонжерон – это главный силовой элемент конструкции автомобиля, который расположен по всей её длине. Два лонжерона, между которыми расположены поперечные элементы, формируют раму. Она, в свою очередь, используется в качестве опоры для крепления кузова, элементов подвески и других деталей авто. По сути, лонжерон выглядит как металлический профиль или труба, имеющая прямоугольное сечение.
Лонжероны бывают двух типов:
- расположенные в передней или задней части автомобиля;
- проходящие по всей длине конструкции авто.
Лонжероны – это очень прочные конструктивные элементы, которые могут выдерживать очень серьезные нагрузки, создаваемые весом кузова, силового агрегата, пассажиров, багажа и др.
Помимо этого, лонжероны могут выдерживать значительную нагрузку во время движения, которая формируется колесами машины.
- Пара лонжеронов, из которых состоит рама лестничного типа, с виду напоминают литеру «П», положенную на бок. Сегодня такие рамы с лонжеронами применяются почти на всех грузовиках и серьезных внедорожных автомобилях. Большинство легковых автомобилей производится с использованием несущего кузова. Лонжероны присутствуют в составе конструкции каждой машины.
Как мы уже упомянули выше, лонжероны подвержены существенным нагрузкам. В случае превышения допустимых показателей эти элементы конструкции могут деформироваться. Это крайне негативно влияет на основные параметры авто. К примеру, зачастую меняется положение элементов авто по отношению к кузову. Это значит, что мотор, детали передней и задней подвески, двери, крылья и другие составляющие автомобиля располагаются неправильно по отношению к основной конструкции кузова.
- В большинстве случаев деформация лонжерона – это результат серьезного ДТП. В случае повреждения этой детали восстановить изначальные габариты и параметры кузова бывает очень непросто. Наверное, вы неоднократно видели, как некоторые автомобили «жуют» резину на колесах буквально на глазах. Такая проблема возникает в случае неправильного восстановления автомобиля после серьезной аварии.
- Ещё один признак этой проблемы – автомобиль постоянно «ведет» влево или вправо. Отметим также, что в случае серьезного повреждения автомобиля в дорожно-транспортном происшествии очень важно выполнить тщательную диагностику лонжеронов, а также других элементов конструкции. Опытные специалисты точно знают, что такое лонжерон и что можно сделать в случае его повреждения.
- Вытягивание лонжеронов после ДТП проводится с помощью специального оборудования. Перед выполнением процедуры осуществляется серьезная разборка транспортного средства. Получить требуемый результат не всегда возможно. Многие мастера не хотят браться за ремонт лонжерона. Да и заменить его не так уж и просто. Если вам предлагают произвести ремонт лонжеронов с применением сварки, нужно понимать, что характеристики этого элемента конструкции никогда не смогут вернуться к заводским значениям.
- Не стоит пренебрегать этим, поскольку от этого зависит безопасность экипажа автомобиля. Лонжерон, который входит в состав рамы лестничного типа, подлежит замене. Если говорить о серьезной деформации данного элемента, менять его просто бессмысленно. Придётся полностью менять кузов автомобиля. Перед тем как доверить вытягивание деформированного лонжерона специалисту из соседнего гаража, советуем ещё раз всё взвесить и подумать, готовы ли вы рисковать безопасностью.
Изначально на всех автомобилях использовалась рамная несущая часть. То есть все элементы авто крепились к специальной конструкции – раме. Модификаций такой несущей части было несколько, но самое большое распространение получила рама лестничной конструкции. Состояла она из двух параллельно расположенных продольных балок – лонжеронов, соединенных между собой поперечинами, что и придавало этой конструкции вид лестницы.
По мере развития автомобилестроения, рамную конструкцию вытеснил несущий кузов. То есть все элементы авто крепились уже к кузову, и надобность в раме отпала, хотя и не совсем. Рамная несущая часть до сих пор применяется на грузовых авто, тяжелых внедорожниках. Все дело в том, что несущий кузов не способен выдерживать большие нагрузки, то есть эта конструкция не применяется для грузовиков или крупных внедорожников, обладающих значительной массой.
Но и в легковых авто не вся нагрузка от составных частей легла на кузов. Если бы так было сделано, то он, изготовленный из тонкого листового металла, просто не выдержал бы нагрузки, и составные части просто бы отваливались, обрывая металл. Поэтому без использования лонжеронов при монтаже несущего кузова нельзя обойтись.
Устройство лонжерона и для чего они нужны?
Основная задача лонжеронов – воспринимать на себя все нагрузки как внутренние (составные части авто, пассажиры, дополнительный груз и т. д.), так и внешние (вибрации, передаваемые от колес). Лонжерон — это демпфер, который находится между подвеской и кузовом и гасит вибрации.
Лонжерон представляет собой обычную трубу прямоугольного сечения. Причем в разных местах это сечение может меняться, чтобы обеспечить необходимую жесткость кузова. В них проделаны технологические отверстия, при помощи которых производится монтаж и крепление составных частей авто, а также выполняется вентиляция, чтобы внутри них не накапливалась влага, являющая катализатором образования коррозионных процессов.
Но в отличие от рамной конструкции, где рама является полностью отдельным элементом авто, в легковых автомобилях лонжероны интегрированы в кузов, то есть являются неотъемлемой его частью и многие элементы кузова присоединены к ним при помощи сварки.
Способы восстановления и ремонта
Главная проблема использования лонжеронов в несущем кузове – очень трудное их восстановление и ремонт. Но и без них в конструкции авто не обойтись.
Как уже отмечено лонжероны составного типа, состоящие из нескольких деталей, еще можно ремонтировать путем замены поврежденного элемента, но и здесь есть свои нюансы. Таким образом можно устранить только трещины и другие незначительные повреждения этого элемента.
Можно трещины также и заварить при помощи сварочного аппарата, хотя и здесь тоже не все просто. Титановые и алюминиевые сплавы очень плохо подвергаются сварке, поэтому такие работы должен проводить профессионал, знающий все особенности работы с такими металлами.
Если лонжерон «повело» или имеются незначительные деформации, то возможно восстановление его геометрии на специальном стенде – каролинере. Но и эта операция не из легких, поскольку для доступа к поврежденному элементу приходится разбирать практически весь автомобиль.
Допускается частичная замена лонжерона. Производится она в случае, когда деформирован лишь небольшой участок на конце элемента. В таком случае поврежденную часть отрезают, а на ее место приваривают новый. Но такая операция возможна только с условием, что основная часть элемента не имеет никаких повреждений.
Полная же замена деформированного лонжерона – операция очень рисковая. Доказательством тому является то, что при сильном повреждении этого элемента кузов считается непригодным для дальнейшего использования.
И все же такая операция выполняется. Но при этом никто не предоставит полной гарантии того, что геометрия кузова восстановиться, а вот усугубить проблему попыткой замены лонжерона можно запросто. Да и сами такие работы являются очень дорогостоящими, поэтому не всегда целесообразно делать ее, учитывая то, что все вмешательства в конструкцию кузова обязательно скажутся на безопасности.