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
По поводу рамной конструкции я бы не был столь категоричен, как многие из моих друзей-джиперов. Если ездить по пересеченной местности «не включая голову», с жесткими динамическими нагрузками, то да, наверное, здесь предпочтение может быть отдано раме. Что касается живучести кузовов, то в обоих случаях все будет зависеть от того, насколько хорошо они защищены от коррозии. Любая рама, несмотря на свою массивность, активно ржавеет. Я обратил на это внимание еще на моделях Toyota Land Cruiser 60 и Land Cruiser 40, несмотря на то что рама последней имела вентиляционные отверстия. И еще пример. Три года назад я купил 13‑летний Land Rover, номер на раме которого еле-еле читался в боковом свете. А через год номер и вовсе исчез. При авариях достаточно часты деформации рамы, а это весьма дорогостоящий ремонт, кроме того, нередки случаи, когда кузов после жесткого удара слетает с рамы. Я уже не говорю о «перевертышах». Да, старый рамный Land Rover Defender был очень популярен среди любителей езды по бездорожью. Приобретали его, во-первых, за имидж, во-вторых, за отличную проходимость, которую, в свою очередь, обеспечивали оптимальная артикуляция мостов и большие ходы подвески. Но, с моей точки зрения, самое важное оружие джипера в борьбе за проходимость — это правильное давление в шинах. И еще знание «матчасти» — если в момент преодоления препятствия, особенно в каменистой местности, ты точно знаешь, где у тебя находится «яблоко» редуктора моста, то с таким бездорожьем ты справишься. И рама здесь абсолютно не при чем.

Источник