Nga cilat janë bërë trupat e makinave

Kur zhvillon një model të ri makine, secili prodhues kërkon të rrisë dinamikën e produkteve të tij, por në të njëjtën kohë të mos privojë makinën nga siguria. Edhe pse performanca dinamike varet kryesisht nga lloji i motorit, trupi i makinës luan një rol të rëndësishëm. Sa më i rëndë të jetë, aq më shumë përpjekje do të bëjë motori me djegie të brendshme për të përshpejtuar transportin. Por nëse makina është shumë e lehtë, ajo shpesh do të ndikojë negativisht në forcën e rënies.

Duke i bërë produktet e tyre më të lehta, prodhuesit përpiqen të përmirësojnë vetitë aerodinamike të trupit (çfarë është aerodinamika, përshkruhet në një përmbledhje tjetër) Reduktimi i peshës së automjetit kryhet jo vetëm përmes instalimit të njësive të bëra nga materiale me lidhje të lehta, por edhe në sajë të pjesëve të trupit të lehtë. Le të kuptojmë se cilat materiale përdoren për të bërë trupat e makinave, si dhe cilat janë të mirat dhe të metat e secilës prej tyre.

Parahistoria e trupave të makinave

Trupit të një makine moderne i kushtohet jo më pak vëmendje sesa mekanizmat e saj. Këtu janë parametrat që duhet të plotësojë:

1. Të qëndrueshme. Në një përplasje, ajo nuk duhet të dëmtojë njerëzit në dhomën e pasagjerëve. Ngurtësia rrotulluese duhet të sigurojë që makina të mbetet në formë kur vozitet në terrene të pabarabarta. Sa më i vogël të jetë ky parametër, aq më shumë ka të ngjarë që korniza e makinës të deformohet, dhe automjeti do të jetë i papërshtatshëm për funksionimin e mëtejshëm. Vëmendje e veçantë i kushtohet forcës së pjesës së përparme të çatisë. E ashtuquajtura provë "moose" ndihmon prodhuesin e automjeteve të përcaktojë se sa e sigurt do të jetë makina kur godet një kafshë të gjatë, të tillë si një dre ose një dre (e gjithë masa e kufomës bie në xhamin e përparmë dhe në fund të sipërm të çatisë mbi të).
2. Dizajn modern. Para së gjithash, shoferët e sofistikuar i kushtojnë vëmendje formës së trupit, dhe jo vetëm pjesës teknike të makinës.
3. Siguria. Të gjithë në automjet duhet të mbrohen nga ndikimet e jashtme, duke përfshirë një përplasje anësore.
4. Shkathtësi. Materiali nga i cili është bërë trupi i makinës duhet të përballojë kushte të ndryshme të motit. Përveç estetikës, bojërat përdoren për të mbrojtur materiale që kanë frikë nga lagështia agresive.
5. Qëndrueshmëria. Nuk është e pazakontë që krijuesi të kursejë në materialin e trupit, prandaj makina bëhet e papërdorshme pas vetëm disa vitesh funksionimi.
6. Mirëmbajtja. Kështu që pas një aksidenti të vogël nuk duhet të hidhni makinën larg, prodhimi i llojeve moderne të trupit nënkupton montimin modular. Kjo do të thotë që pjesa e dëmtuar mund të zëvendësohet me një të ngjashme të re.
7. Çmim i përballueshëm. Nëse trupi i makinës është bërë nga materiale të shtrenjta, një numër i madh i modeleve të pakërkuar do të grumbullohen në vendet e prodhuesve të automjeteve. Kjo shpesh ndodh jo për shkak të cilësisë së dobët, por për shkak të kostos së lartë të automjeteve.

Në mënyrë që një model i trupit të plotësojë të gjitha këto parametra, prodhuesit duhet të marrin parasysh karakteristikat e materialeve nga të cilat janë bërë korniza dhe panelet e jashtme të trupit.

Kështu që prodhimi i një makine nuk kërkon shumë burime, inxhinierët e kompanive zhvillojnë modele të tilla të trupit që lejojnë kombinimin e funksionit të tyre kryesor me ato shtesë. Për shembull, njësitë kryesore dhe pjesët e brendshme janë bashkangjitur strukturës së makinës.

Fillimisht, dizenjimi i makinave ishte bazuar në një kornizë, në të cilën ishin bashkangjitur pjesët e tjera të makinave. Ky lloj është akoma i pranishëm në disa modele makinash. Një shembull i kësaj është SUV të plotë (shumica e xhipave thjesht kanë një strukturë të përforcuar të trupit, por nuk ka kornizë, ky lloj SUV quhet mbikalesë) dhe kamionë. Në makinat e para, secili panel i bashkangjitur në strukturën e kornizës mund të bëhej jo vetëm prej metali, por edhe prej druri.

Modeli i parë me një strukturë mbajtëse pa korniza ishte Lancia Lambda, e cila doli nga linja e montimit në 1921. Modeli evropian Citroen B10, i cili doli në shitje në 1924, mori një strukturë trupi prej çeliku me një copë.

Nis Lambda

Citroen b10

Ky zhvillim u tregua aq popullor saqë shumica e prodhuesve të kohës rrallë braktisën konceptin e një trupi monokok të të gjithë çelikut. Këto makina ishin të sigurta. Disa firma refuzuan çelikun për dy arsye. Së pari, ky material nuk ishte i disponueshëm në të gjitha vendet, veçanërisht gjatë viteve të luftës. Së dyti, trupi i çelikut është shumë i rëndë, kështu që disa, në mënyrë që të instalojnë një motor me djegie të brendshme me një fuqi më të ulët, të kompromentuar në materialet e trupit.

Gjatë Luftës së Dytë Botërore, çeliku ishte me pakicë në të gjithë botën, pasi që ky metal u përdor plotësisht për nevoja ushtarake. Nga dëshira për të qëndruar në det, disa kompani kanë vendosur të prodhojnë trupat e tyre nga materiale alternative. Pra, në ato vite, makinat u shfaqën për herë të parë me një trup alumini. Një shembull i modeleve të tilla është Land Rover 1-Series (trupi përbëhej nga panele alumini).

Një alternativë tjetër është një kornizë druri. Një shembull i makinave të tilla është modifikimi i Willys Jeep Stations Wagon Woodie.

Meqenëse trupi prej druri nuk është i qëndrueshëm dhe kërkonte kujdes serioz, kjo ide u braktis shpejt, por sa i përket strukturave të aluminit, prodhuesit menduan seriozisht për futjen e kësaj teknologjie në prodhimin modern. Ndërsa arsyeja kryesore e dukshme është mungesa e çelikut, kjo nuk ishte me të vërtetë forca lëvizëse pas së cilës prodhuesit e automjeteve filluan të kërkojnë alternativa.

1. Që nga kriza globale e karburantit, shumicës së markave të makinave u është dashur të rimendojnë teknologjinë e tyre të prodhimit. Para së gjithash, audienca që kërkon motorë të fuqishëm dhe voluminozë është ulur ndjeshëm për shkak të kostos së lartë të karburantit. Shoferët filluan të kërkojnë makina më pak të pangopura. Dhe që transporti me një motor më të vogël të ishte mjaft dinamik, kërkohej një material i lehtë, por në të njëjtën kohë mjaft i fortë.
2. Në të gjithë botën, me kalimin e kohës, standardet mjedisore për emetimet e automjeteve janë bërë më të rrepta. Për këtë arsye, një teknologji ka filluar të prezantohet për të zvogëluar konsumin e karburantit, për të përmirësuar cilësinë e djegies së përzierjes ajër-karburant dhe për të rritur efikasitetin e njësisë së energjisë. Për ta bërë këtë, duhet të zvogëloni peshën e të gjithë makinës.

Me kalimin e kohës, u shfaqën zhvillimet në materialet e përbëra, të cilat bënë të mundur uljen e mëtejshme të peshës së automjeteve. Le të shqyrtojmë se cila është veçantia e secilit material që përdoret për prodhimin e trupave të makinave.

Trupi çelik: avantazhet dhe disavantazhet

Shumica e elementeve të trupit të një makine moderne janë bërë prej çeliku të mbështjellë. Trashësia e metalit në disa seksione arrin 2.5 milimetra. Për më tepër, materiali i fletës me karbon të ulët përdoret kryesisht në pjesën mbajtëse. Falë kësaj, makina është mjaft e lehtë dhe e qëndrueshme në të njëjtën kohë.

Sot çeliku nuk ka mungesë. Ky metal ka rezistencë të lartë, elementë të formave të ndryshme mund të stampohen prej tij, dhe pjesët mund të fiksohen lehtësisht së bashku duke përdorur saldimin në vend. Kur prodhojnë një makinë, inxhinierët i kushtojnë vëmendje sigurisë pasive dhe teknologët i kushtojnë vëmendje lehtësisë së përpunimit të materialit në mënyrë që kostoja e transportit të jetë sa më e ulët të jetë e mundur.

Dhe për metalurgjinë, detyra më e vështirë është të kënaqësh si inxhinierët ashtu edhe teknologët. Duke pasur parasysh vetitë e dëshiruara, është zhvilluar një klasë e veçantë çeliku që ka kombinimin ideal të vizatimit dhe rezistencës së mjaftueshme në produktin e përfunduar. Kjo thjeshton prodhimin e paneleve të trupit dhe rrit besueshmërinë e kornizës së makinës.

Këtu janë disa përfitime më shumë të një trupi çeliku:

• Riparimi i produkteve të çelikut është më e lehtë - mjafton të blini një element të ri, për shembull, një krah dhe ta zëvendësoni atë;
• Riciklohet lehtë - çeliku është shumë i riciklueshëm, kështu që prodhuesi gjithmonë ka mundësinë të marrë lëndë të parë të lirë;
• Teknologjia për prodhimin e çelikut të mbështjellë është më e thjeshtë se përpunimi i analogëve të aliazheve të lehta, kështu që lënda e parë është më e lirë.

Pavarësisht nga këto përparësi, produktet e çelikut kanë disa disavantazhe të rëndësishme:

1. Produktet e gatshme janë më të rëndat;
2. Rust ndryshon shpejt në pjesë të pambrojtura. Nëse elementi nuk është i mbrojtur me bojë, dëmtimi do ta bëjë trupin të papërdorshëm;
3. Që çeliku i fletës të ketë ngurtësi të shtuar, pjesa duhet të vuloset shumë herë;
4. Burimi i produkteve të çelikut është më i vogli në krahasim me metalet me ngjyra.

Sot, vetia e çelikut rritet duke shtuar disa përbërës kimikë në përbërje, të cilat rrisin forcën, rezistencën ndaj oksidimit dhe karakteristikat e plasticitetit (çeliku TWIP është i aftë të shtrihet deri në 70%, dhe treguesi maksimal i fuqisë së tij është 1300MPa).

Trupi i aluminit: avantazhet dhe disavantazhet

Më parë, alumini përdorej vetëm për të bërë panele që ishin fiksuar në një strukturë çeliku. Zhvillimet moderne në prodhimin e aluminit bëjnë të mundur përdorimin e materialit edhe për krijimin e elementeve të kornizës.

Edhe pse ky metal është më pak i ndjeshëm ndaj lagështisë sesa çeliku, ai ka më pak forcë dhe elasticitet mekanik. Për këtë arsye, për të zvogëluar peshën e një makine, ky metal përdoret për të krijuar dyer, raftet e bagazhit, kapuçat. Për të përdorur alumin në kornizë, prodhuesi duhet të rrisë trashësinë e produkteve, e cila shpesh punon kundër transportit më të lehtë.

Dendësia e lidhjeve të aluminit është shumë më e ulët se ajo e çelikut, kështu që izolimi i zhurmës në një makinë me një trup të tillë është shumë më i keq. Për të siguruar që brendësia e një makine të tillë të marrë një minimum të zhurmës së jashtme, prodhuesi përdor teknologji speciale të zvogëlimit të zhurmës, gjë që e bën makinën më të shtrenjtë sesa një opsion të ngjashëm me një trup çeliku.

Bërja e një trupi alumini në fazat e hershme është e ngjashme me procesin e krijimit të strukturave prej çeliku. Lëndët e para janë thyer në fletë, pastaj ato vulosen sipas dizajnit të dëshiruar. Pjesët janë mbledhur në një model të përbashkët. Vetëm për këtë përdoret saldimi me argon. Modelet më të shtrenjta përdorin saldimin me pika lazer, ngjitës të veçantë ose thumba.

Argumente në favor të një trupi alumini:

• Materiali i fletës është më i lehtë për t'u stampuar, prandaj, gjatë procesit të prodhimit të paneleve, kërkohen pajisje më pak të fuqishme sesa për vulosjen nga çeliku;
• Krahasuar me trupat prej çeliku, forma identike e bërë nga alumini do të jetë më e lehtë, ndërsa forca mbetet në të njëjtin nivel;
• Pjesët përpunohen lehtësisht dhe riciklohen;
• Materiali është më i qëndrueshëm se çeliku - nuk ka frikë nga lagështia;
• Kostoja e procesit të prodhimit është më e ulët krahasuar me versionin e mëparshëm.

Jo të gjithë automobilistët pranojnë të blejnë një makinë me një trup alumini. Arsyeja është se edhe me një aksident të vogël, riparimet e makinave do të jenë të shtrenjta. Vetë lënda e parë kushton më shumë se çeliku, dhe nëse pjesa duhet të ndryshohet, pronari i makinës do të duhet të kërkojë një specialist i cili ka pajisje të posaçme për lidhje me cilësi të lartë të elementeve.

Trupi plastik: avantazhet dhe disavantazhet

Gjysma e dytë e shekullit të njëzetë u shënua me shfaqjen e plastikës. Popullariteti i një materiali të tillë është për shkak të faktit se çdo strukturë mund të bëhet prej saj, e cila do të jetë shumë më e lehtë se edhe alumini.

Plastika nuk ka nevojë për ngjyrosje. Shtë e mjaftueshme për të shtuar ngjyrat e nevojshme në lëndët e para, dhe produkti merr hijen e dëshiruar. Përveç kësaj, ajo nuk zbehet dhe nuk ka nevojë të rilyhet kur gërvishtet. Krahasuar me metalin, plastika është më e qëndrueshme, nuk reagon aspak me ujë, kështu që nuk ndryshket.

Modeli Hadi ka një trup plastik

Kostoja për të bërë panele plastike është shumë më e ulët, pasi që presat e fuqishme nuk janë të nevojshme për embossing. Lëndët e para të nxehta janë të lëngshme, për shkak të së cilës forma e pjesëve të trupit mund të jetë absolutisht e çdo gjë, e cila është e vështirë të arrihet kur përdorni metal.

Përkundër këtyre përparësive të qarta, plastika ka një pengesë shumë të madhe - forca e saj lidhet drejtpërdrejt me kushtet e funksionimit. Pra, nëse temperatura e ajrit të jashtëm bie nën zero, pjesët bëhen të brishta. Edhe një ngarkesë e vogël mund të bëjë që materiali të shpërthejë ose të fluturojë në copa. Nga ana tjetër, ndërsa temperatura rritet, elasticiteti i saj rritet. Disa lloje të plastikës deformohen kur nxehen në diell.

Për arsye të tjera, trupat plastikë janë më pak praktikë:

• Pjesët e dëmtuara janë të riciklueshme, por ky proces kërkon pajisje speciale të shtrenjta. E njëjta gjë vlen edhe për industrinë e plastikës.
• Gjatë prodhimit të produkteve plastike, një sasi e madhe e substancave të dëmshme emetohet në atmosferë;
• Pjesët mbajtëse të trupit nuk mund të bëhen prej plastike, pasi që edhe një pjesë e madhe e materialit nuk është aq e fortë sa metali i hollë;
• Nëse paneli plastik është dëmtuar, ai mund të zëvendësohet lehtë dhe shpejt me një të ri, por është shumë më i shtrenjtë sesa saldimi i një copë metali në metal.

Megjithëse në ditët e sotme ka zhvillime të ndryshme që eliminojnë shumicën e problemeve të renditura, ende nuk ka qenë e mundur të çohet teknologjia në përsosje. Për këtë arsye, parakolpë, futje dekorative, formime dhe vetëm në disa modele makinash - mbrojtëset janë bërë kryesisht prej plastike.

Trupi i përbërë: avantazhet dhe disavantazhet

Përbërja nënkupton një material që përfshin më shumë se dy përbërës. Në procesin e krijimit të një materiali, përbërësi fiton një strukturë homogjene, për shkak të së cilës produkti përfundimtar do të ketë vetitë e dy (ose më shumë) substancave që përbëjnë lëndën e parë.

Shpesh, një përbërës do të merret duke ngjitur ose sinteruar shtresa të materialeve të ndryshme. Shpesh, për të rritur forcën e pjesës, çdo shtresë e veçantë përforcohet në mënyrë që materiali të mos zhvishet gjatë operimit.

Trup monokok

Kompoziti më i zakonshëm që përdoret në industrinë e automobilave është tekstil me fije qelqi. Materiali merret duke shtuar një mbushës polimer në tekstil me fije qelqi. Elementet e jashtme të trupit janë bërë nga një material i tillë, për shembull, parakolpë, grila radiatori, nganjëherë optikë koke (më shpesh ato janë bërë prej xhami, dhe versionet e lehta janë prej polipropileni). Instalimi i pjesëve të tilla i lejon prodhuesit të përdorë çelikun në strukturën e pjesëve mbështetëse të trupit, por në të njëjtën kohë ta mbajë modelin dritë mjaftueshëm.

Përveç përparësive të renditura më sipër, materiali polimer zë një vend të denjë në industrinë e automobilave për arsyet e mëposhtme:

• Pesha minimale e pjesëve, por në të njëjtën kohë ato kanë forcë të denjë;
• Produkti i përfunduar nuk ka frikë nga efektet agresive të lagështisë dhe diellit;
• Për shkak të elasticitetit në fazën e lëndës së parë, prodhuesi mund të krijojë forma krejtësisht të ndryshme të pjesëve, përfshirë ato më komplekse;
• Produktet e përfunduara duken estetikisht të këndshme;
• Ju mund të krijoni pjesë të mëdha të trupit, dhe në disa raste edhe të gjithë trupin, si në rastin e makinave të balenave (lexoni më shumë rreth makinave të tilla në rishikim i veçantë).

Sidoqoftë, teknologjia inovative nuk mund të jetë një alternativë e plotë ndaj metalit. Ka disa arsye për këtë:

1. Kostoja e mbushësve të polimerit është shumë e lartë;
2. Forma për të bërë pjesën duhet të jetë perfekte. Përndryshe, elementi do të dalë i shëmtuar;
3. Gjatë procesit të prodhimit, është jashtëzakonisht e rëndësishme të mbash vendin e punës të pastër;
4. Krijimi i paneleve të qëndrueshme kërkon shumë kohë, pasi përbërja kërkon shumë kohë për tu tharë, dhe disa pjesë të trupit janë me shumë shtresa. Trupat e ngurtë shpesh bëhen nga ky material. Për përcaktimin e tyre, përdoret termi me krahë "monokok". Teknologjia për krijimin e llojeve të trupit monokok është si më poshtë. Shtresa e fibrave të karbonit është ngjitur me një polimer. Mbi të, shtrohet një shtresë tjetër materiali, vetëm në mënyrë që fibrat të vendosen në një drejtim tjetër, më shpesh në kënde të drejta. Pasi produkti të jetë gati, ai vendoset në një furrë të veçantë dhe mbahet për një kohë të caktuar nën temperaturë të lartë në mënyrë që materiali të piqet dhe të marrë një formë monolit;
5. Kur prishet një pjesë e materialit të përbërë, është jashtëzakonisht e vështirë për të riparuar atë (përshkruhet një shembull se si riparohen parakolpët e makinës këtu);
6. Pjesët e përbëra nuk riciklohen, vetëm shkatërrohen.

Për shkak të kostos së lartë dhe kompleksitetit të prodhimit, makinat e zakonshme rrugore kanë një numër minimal të pjesëve të bëra prej tekstil me fije qelqi ose analoge të tjerë të përbërë. Më shpesh, elementë të tillë janë instaluar në një super veturë. Një shembull i një makine të tillë është Ferrari Enzo.

2002 Ferrari Enzo

Vërtetë, disa modele ekskluzive të serive civile marrin pjesë dimensionale nga një përbërje. Një shembull i kësaj është BMW M3. Kjo makinë ka një çati me fibra karboni. Materiali ka forcën e nevojshme, por në të njëjtën kohë ju lejon të lëvizni qendrën e gravitetit më afër tokës, gjë që rrit forcën e poshtme kur hyni në qoshe.

Një zgjidhje tjetër origjinale në përdorimin e materialeve të lehta në trupin e makinës demonstrohet nga prodhuesi i super veturës së famshme Corvette. Për gati gjysmë shekulli, kompania ka përdorur në model një kornizë hapësinore metalike në të cilën janë bashkangjitur panelet e përbërë.

Trupi i karbonit: avantazhet dhe disavantazhet

Me ardhjen e një materiali tjetër, siguria dhe në të njëjtën kohë lehtësia e makinave ka arritur një nivel të ri. Në fakt, karboni është i njëjti material i përbërë, vetëm një gjeneratë e re e pajisjeve ju lejon të krijoni struktura më të qëndrueshme sesa në prodhimin e monokokut. Ky material përdoret në trupat e modeleve të famshëm si BMW i8 dhe i3. Nëse karboni në makinat e tjera është përdorur më parë vetëm si dekor, atëherë këto janë makinat e para të prodhimit në botë trupi i të cilave është bërë tërësisht nga karboni.

Të dy modelet kanë një dizajn të ngjashëm: baza është një platformë modulare e bërë prej alumini. Të gjitha njësitë dhe mekanizmat e makinës janë të fiksuara në të. Trupi i makinave përbëhet nga dy gjysma, të cilat tashmë kanë disa detaje të brendshme. Ata janë të lidhur me njëri-tjetrin gjatë montimit duke përdorur kapëse të rrufe në qiell. Veçori e këtyre modeleve është se ato janë ndërtuar në të njëjtin parim si makinat e para - një strukturë kornize (vetëm sa më e lehtë të jetë e mundur), në të cilën janë fiksuar të gjitha nderimet e tjera.

Gjatë procesit të prodhimit, pjesët janë të lidhura me njëra-tjetrën duke përdorur ngjitës të veçantë. Kjo simulon saldimin e pjesëve metalike. Avantazhi i një materiali të tillë është forca e tij e lartë. Kur makina kapërcen gunga të mëdha, ngurtësia rrotulluese e trupit e parandalon atë nga deformimi.

Një avantazh tjetër i fibrave të karbonit është se ajo kërkon një minimum punëtorësh për të prodhuar pjesë, pasi pajisjet e teknologjisë së lartë kontrollohen nga elektronika. Trupi i karbonit është bërë nga pjesë individuale që formohen në forma të veçanta. Një polimer me një përbërje të veçantë derdhet në myk nën presion të lartë. Kjo i bën panelet më të qëndrueshme sesa vajosja manuale e fibrave. Përveç kësaj, furrat më të vogla janë të nevojshme për të pjekur sende të vogla.

Disavantazhet e produkteve të tilla përfshijnë kryesisht koston e lartë, sepse përdoren pajisje të shtrenjta që kanë nevojë për shërbim me cilësi të lartë. Gjithashtu, çmimi i polimerëve është shumë më i lartë se ai i aluminit. Dhe nëse pjesa është e prishur, atëherë është e pamundur ta rregulloni vetë.

Këtu është një video e shkurtër - një shembull se si janë mbledhur trupat e karbonit të BMW i8:

Kështu është mbledhur BMW i8 juaj. Montimi i makinës suaj BMW i8

Pyetje dhe Përgjigje:

Çfarë përfshihet në trupin e makinës? Trupi i makinës përbëhet nga: një shportë e përparme, një mburojë e përparme, një shtyllë e përparme, një çati, një shtyllë B, një shtyllë e pasme, parafango, një panel bagazhi dhe një kapuç, një fund.

Mbi çfarë mbështetet trupi i makinës? Trupi kryesor është korniza hapësinore. Kjo është një strukturë e bërë në formën e një kafazi, e vendosur rreth të gjithë perimetrit të trupit. Trupi është ngjitur në këtë strukturë mbështetëse.