Что такое лонжерон, как выглядит, и где он установлен?
Лонжерон — конструктивный узел автомобиля, который выглядит как прямоугольная труба, то есть металлический профиль с прямоугольным сечением.
Деталь проходит сквозь переднюю часть и зад кузова, играя роль опоры. В зависимости от конструкции корпуса возможен вариант с лонжеронами между бамперами.
Данный узел бывает составным (собранным из нескольких элементов) или цельным.
В классической комплектации установлено два лонжерона (слева и справа).
Пример, левый передний лонжерон ВАЗ 2110.
Каждый из элементов разделен на три части — среднюю, переднюю и заднюю. Главная разница — в расположении.
Так, лонжерон, установленный спереди и слева, позиционируется на уровень ниже, чем лонжерон сзади и такой же узел, но только крыла.
Узлы параллельны друг другу, но возможны случаи расположения их под минимальным углом.
Лонжерон на Nissan Bluebird HU14 SR20VE.
Исходный материал при производстве — алюминий или титан. Иногда применяются компонентные слои, добавляющие конструкции крепости. Сечение лонжерона имеет вид буквы «П». При этом в местах максимальной нагрузки сечение больше.
Главное преимущество детали — исключительная прочность. Данные узлы способны выдерживать максимальные нагрузки — вес автомобиля, багаж, массу узлов и так далее.
Кроме этого, лонжероны справляются со всеми ударами, которые «достаются» им при попадании колес в ямы или в случае ДТП.
Конструктивно данные узлы формируют лестничную раму П-образной формы, уложенную на бок.
Такой тип конструкции — составляющая часть многих внедорожников и грузовых автомобилей.
Что касается «легковушек», то в них лестничный принцип не применяется. Для визуального лицезрения детали достаточно глянуть под низ транспортного средства.
Конструкция кузова ВАЗ 2108, места расположения лонжеронов.
Из чего состоит лонжерон
Конструктивный элемент представлен обыкновенной балкой продольного сечения, на которой установлены перемычки. В классическом понимании, лонжерон – обыкновенная лестничная рама. По внешнему виду – это сетчатая коробка, обеспечивающая повышенную устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам. Она способна выдерживать максимальный вес гружёного авто. Как выглядит лонжерон, становится понятно при рассмотрении фото и схемы его устройства.
Внимание! Разработаны и другие виды конструктивного исполнения. Во внедорожниках и джипах, балки имеют форму, сходную с буквой «П». Использовать их на легковых автомобилях нецелесообразно.
Лонжероны изготавливают из очень прочных и лёгких металлов: алюминий, титан и другие композитные материалы.
Назначение и задачи
Лонжерон – в прямом смысле силовая часть автомобиля. Назначение узла различается в зависимости от типа транспортного средства:
- В грузовом транспорте и авто 4×4 лонжероны — главный узел, являющийся составляющей рамы;
- В легковом транспорте задача детали — усилить днище машины и нижней части багажника.
В первом и во втором случае П-образный узел берет на себя вес кузова, составных элементов и пассажиров транспортного средства.
Еще одна функция — амортизирующая. Задача узла — поглотить возможную деформацию. Но здесь важно соблюсти тонкую грань между жесткостью и податливостью.
Если «переборщить» с первым показателем, то неровности трассы будут передаваться в салон автомобиля пассажирам. Вот почему та часть кузова, где предположительно находятся люди, делается с максимальной амортизацией (для снижения силы удара).
Амортизирующая функция реализуется путем монтажа продольной силовой структуры, установленной в передней и задней части кузова. Главная особенность конструкций — способность к демпфированию (сглаживанию) ударов.
Лонжероны ВАЗ 21 «Волга».
Краткий экскурс в историю
Разработка лонжерона и создание разных элементов кузова тесно взаимосвязаны. Это не удивительно, ведь на первых транспортных средствах в роли опоры применялись только рамы.
Сначала они выполнялись из дерева, но со временем их заменили прочные конструкции из металла.
В прошлом веке, в 1920-х годах, компания Auburn разработала первую лонжеронную раму имеющую поперечину в виде «Х».
Со временем детали усовершенствовались и стали одним целым с днищем транспортного средства.
На современном этапе лонжероны — составляющая часть конструкции машины, вне зависимости от вида несущей системы.
Типы
Как уже упоминалось, лонжероны занимают разные позиции в автомобиле. Здесь многое зависит от особенностей кузова (грузовой транспорт, легковой или грузовой автомобиль).
Расположение бывает следующим:
- Параллельным и горизонтальным по отношению друг к другу;
- Вертикальным, с небольшим изгибом;
- Горизонтальным и минимальным углом;
- Горизонтальным и небольшим изгибом.
Тип конструкции, которая упомянута первой, нашла применение в грузовом транспорте.
Рама грузового автомобиля Mercedes-Benz с параллельно-горизонтальным расположением лонжеронов.
Что касается остальных вариантов, то они популярны и применяются в легковых машинах.
Задний левый лонжерон пола ВАЗ 21099.
Видео по замене
Место установки тщательно очищается, удаляются остатки сварки, а новый лонжерон крепится к корпусу на точечную сварку. По завершению сварочных работ необходимо тщательно все проверить.
Лонжероны на автомобилях ВАЗ «классика», т.е. ВАЗ с первой по седьмую модель имеют одинаковую конструкцию. Слабыми местами данных лонжеронов являются места крепления рулевого механизма, поперечной балки, крепления стабилизатора поперечной устойчивости и на правой стороне крепления маятника. По конструкции эти места нельзя назвать слабыми, так как именно в этих местах крепления внутри лонжерона установлены усилители, но и они не выдерживают наших дорожных условий и срока эксплуатации названных автомобилей.
Преимущества конструкции
У каждой конструкции есть преимущества. Так, «угловые» лонжероны позволяют колесу поворачиваться на больший угол, а устройства с вертикальным изгибом — приспустить центр тяжести авто и снизить уровень днища.
Детали с горизонтальным изгибом — конструктивные элементы, также дают возможность снизить уровень днища, повысив безопасность при ударе сбоку.
Для роста жесткости лонжероны укрепляются поперечинами. Последние бывают различного профиля — в виде буквы К, Х или быть прямолинейными.
Такой тип поперечин изготовлен из особого профиля, выполненного из надежного и устойчивого к деформациям металла.
Для повышения надежности в грузовом транспорте поперечины и лонжероны объединены специальными клепками, а в легковом транспорте — сваркой.
Немаловажный момент — фиксация кузова на раме, которая происходит с помощью специальных кронштейнов.
Рассматривая лонжеронную конструкцию в целом, стоит выделить следующие преимущества:
- Минимальный вес и жесткость на скручивание;
- Высокий уровень управляемости и динамики, а также минимальный расход топлива, обусловленный небольшой массой узла;
- Наибольшая пассивная безопасность. Последняя возможна, благодаря специальным зонам, которые «впитывают» лишнюю энергию и повышают уровень комфорта.
Передние лонжероны Toyota Mark II.
Стоит о:
- При поломке одного узла целостность и связи элементов конструкции нарушаются. Это связано с тем, что распределение нагрузки происходит равномерно по площади;
- Сложности в ремонте. При серьезных деформациях единственным выходом является замена узла.
Основные неисправности и проблемы, связанные с лонжеронами, способы устранения
В процессе эксплуатации возможны следующие проблемы:
- Деформация (искривление) по причине воздействия нагрузок длительные периоды времени. Стоит помнить, что лонжероны выполнены из металла, который со временем устает и повреждается.
- При попадании в аварию возможно сильное повреждение детали. В таких ситуациях многие параметры авто нарушаются. Так, при аварии возможно смещение подвески или силового узла по отношению к кузовной части, изменение местоположения крыльев или дверей, деформация геометрии кузова, возникновение явных трещин с наружной части и так далее.
При явном повреждении (появлении трещин) в детали разрушается и целостность конструкции.
Вот почему после ДТП стоит убедиться в отсутствии деформации узлов. На практике в 90% случаев после аварии приходится ремонтировать лонжероны спереди.
Способ восстановления определяется с учетом серьезности проблемы и повреждений демпферного участка. Так, лонжерон, составляющий часть рамы, поменять несложно. Если же узел — часть несущего кузова, то восстановительные работы могут быть бесполезны.
Возможность ремонта зависит от степени деформации:
- При минимальном повреждении узел вытягивается на специальном стенде, после чего проверяются параметры детали;
- При серьезной деформации лучший вариант — замена. Если же пытаться внести исправления в искаженную деталь, то возможно изменение структуры и снижение прочности конструкции. Итог — ухудшение характеристик кузова.
Возможны ситуации, когда замена производится не полностью. В таком случае новые детали крепятся с помощью сварки. Применение муфт для соединения конструкций запрещено.
Нельзя забывать, что главная функция лонжерона — усилить кузов, поэтому в процессе ремонта максимальное внимание уделяется прочности.
С другой стороны, чрезмерное усиление узла приводит к снижению амортизационных функций, что недопустимо.
Так что при ремонте стоит учитывать данный параметр и стараться не завышать уровень жесткости.
Производим ремонт лонжеронов
Ремонт лонжеронов своими руками можно разделить на несколько последовательных этапов.
Разборка
Самым первым шагом будет снятие с кузова тех деталей, которые будут мешать. Демонтируем все, что препятствует свободному доступу к лонжеронам. При снятии деталей с кузова будьте предельно осторожными, разборку следует производить, предварительно отсоединив все электрические детали и проводку, подведённую к ним. Если проводка при вытягивании может быть повреждена, ее также следует отсоединить от корпуса.
Вытягивание
Сняв кузовные детали, можно приступать к выпрямлению повреждённого лонжерона до формы, которую он имел прежде. Для этого нам понадобятся специальные захваты, которые крепятся к авто на стенде. Сама процедура может занимать достаточно длительное время, но производить ее нужно обязательно.
При штамповке деталей, производитель как правило предусматривает в конструкции так называемые складки. Такое решение помогают избежать неконтролируемой деформации. Достигается подобный эффект двумя способами:
- путем изготовления прорезей и сквозных отверстий в определенных местах;
- уменьшая толщину сечения металла.
Ремонт
При незначительных повреждениях, после того как лонжерон вытянут до исходного положения (проверить можно по таблице), производится рихтовка — выравнивание молотком. Углы и кромки также должны быть отрихтованы.
После этого следует проверить, что лонжерон не дал трещину и не отвалился в местах сварки. Если все выглядит нормально, можно нанести грунтовочный слой. Завершающим этапом будет покраска и антикоррозийная обработка.
