Hangi araba gövdelerinden yapılır

Yeni bir araba modeli geliştirirken, her üretici, ürünlerinin dinamiklerini artırmaya ama aynı zamanda arabayı güvenlikten mahrum bırakmamaya çalışır. Dinamik performans büyük ölçüde motor tipine bağlı olsa da, arabanın gövdesi önemli bir rol oynar. Ne kadar ağır olursa, içten yanmalı motor, nakliyeyi hızlandırmak için o kadar fazla çaba gösterecektir. Ancak araba çok hafifse, çoğu zaman bastırma kuvvetini olumsuz etkiler.

Üreticiler ürünlerini daha hafif hale getirerek vücudun aerodinamik özelliklerini iyileştirmeye çalışırlar (aerodinamik nedir, başka bir inceleme). Aracın ağırlığının azaltılması, sadece hafif alaşımlı malzemelerden yapılmış ünitelerin montajı ile değil, aynı zamanda hafif gövde parçaları ile de gerçekleştirilmektedir. Araba gövdeleri yapmak için hangi malzemelerin kullanıldığını ve her birinin artılarını ve eksilerini bulalım.

Araba gövdelerinin tarih öncesi

Modern bir arabanın gövdesine, mekanizmalarından daha az ilgi gösterilmez. İşte karşılaması gereken parametreler:

1. Kalıcı. Bir çarpışmada, yolcu kabinindeki insanlara zarar vermemelidir. Burulma sertliği, engebeli arazide sürerken aracın formda kalmasını sağlamalıdır. Bu parametre ne kadar küçükse, araç şasisinin deforme olma olasılığı o kadar yüksektir ve araç daha fazla işlem için uygun olmayacaktır. Çatının ön kısmının sağlamlığına özellikle dikkat edilir. Sözde "geyik" testi, otomobil üreticisinin bir geyik veya geyik gibi uzun bir hayvana çarptığında ne kadar güvenli olacağını belirlemesine yardımcı olur (karkasın tüm kütlesi ön camda ve üstündeki tavanın üst pervazındadır).
2. Modern dizayn. Her şeyden önce, sofistike sürücüler, yalnızca otomobilin teknik kısmına değil, vücudun şekline tam olarak dikkat ediyorlar.
3. Emniyet. Araçtaki herkes, yandan çarpışmalar da dahil olmak üzere dış etkenlerden korunmalıdır.
4. Çok yönlülük. Araç gövdesinin yapıldığı malzeme farklı hava koşullarına dayanmalıdır. Estetiğe ek olarak, agresif nemden korkan malzemeleri korumak için boya kullanılır.
5. Dayanıklılık. Yaratıcının gövde malzemesinden tasarruf etmesi alışılmadık bir durum değildir, bu nedenle otomobil birkaç yıl çalıştıktan sonra kullanılamaz hale gelir.
6. Sürdürülebilirlik. Böylelikle küçük bir kazadan sonra arabayı atmanıza gerek kalmaz, modern gövde tiplerinin üretimi modüler montaj anlamına gelir. Bu, hasarlı parçanın benzer bir yenisiyle değiştirilebileceği anlamına gelir.
7. Uygun Fiyat. Araba gövdesi pahalı malzemelerden yapılmışsa, otomobil üreticilerinin sitelerinde çok sayıda sahipsiz model birikecektir. Bu genellikle kalitesizlik nedeniyle değil, araçların yüksek maliyeti nedeniyle olur.

Bir gövde modelinin tüm bu parametreleri karşılaması için, üreticilerin çerçeve ve dış gövde panellerinin yapıldığı malzemelerin özelliklerini hesaba katması gerekir.

Bir otomobilin üretimi çok fazla kaynak gerektirmemesi için, şirketlerin mühendisleri, ana işlevlerini ekleriyle birleştirmeye izin veren bu tür gövde modelleri geliştiriyor. Örneğin, ana üniteler ve iç parçalar kabin yapısına tutturulmuştur.

Başlangıçta, arabaların tasarımı, makinenin geri kalanının takılı olduğu bir çerçeveye dayanıyordu. Bu tür, bazı araba modellerinde hala mevcuttur. Buna bir örnek, tam teşekküllü SUV'lerdir (çoğu cipin basitçe güçlendirilmiş bir gövde yapısı vardır, ancak çerçeve yoktur, bu tür SUV denir karşıdan karşıya geçmek) ve kamyonlar. İlk arabalarda, çerçeve yapısına takılan her bir panel sadece metalden değil aynı zamanda ahşaptan da yapılabilir.

Çerçevesiz bir yapıya sahip ilk model, 1921'de montaj hattından çıkan Lancia Lambda idi. 10 yılında satışa sunulan Avrupa modeli Citroen B1924, tek parça çelik gövde yapısına kavuştu.

lancia lambda

Citroen B10

Bu gelişme o kadar popüler oldu ki, zamanın çoğu üreticisi tamamen çelik monokok gövde konseptini nadiren terk etti. Bu makineler güvenliydi. Bazı firmalar çeliği iki nedenle reddetti. Birincisi, bu malzeme tüm ülkelerde, özellikle savaş yıllarında mevcut değildi. İkincisi, çelik gövde çok ağırdır, bu nedenle bazıları, daha düşük güce sahip bir içten yanmalı motor kurmak için gövde malzemelerinden ödün vermiştir.

İkinci Dünya Savaşı sırasında, bu metal tamamen askeri ihtiyaçlar için kullanıldığından, çelik dünya genelinde yetersizdi. Ayakta kalma arzusundan dolayı, bazı şirketler gövde modellerini alternatif malzemelerden üretmeye karar verdiler. Böylece o yıllarda ilk kez alüminyum gövdeli arabalar ortaya çıktı. Bu tür modellere bir örnek Land Rover 1 Serisi'dir (gövde alüminyum panellerden oluşur).

Başka bir alternatif ahşap bir çerçevedir. Bu tür arabalara bir örnek, Willys Jeep Stations Wagon Woodie modifikasyonudur.

Ahşap gövde dayanıklı olmadığından ve ciddi bir bakıma ihtiyaç duyduğundan, bu fikir kısa sürede terk edildi, ancak alüminyum yapılara gelince, üreticiler bu teknolojiyi modern üretime sokmayı ciddi olarak düşündüler. Görünen ana neden çelik eksikliği olsa da, bu, otomobil üreticilerinin alternatifler aramaya başlamasının arkasındaki itici güç değildi.

1. Küresel yakıt krizinden bu yana, çoğu otomobil markası üretim teknolojilerini yeniden düşünmek zorunda kaldı. Her şeyden önce güçlü ve hacimli motorlara ihtiyaç duyan seyirci, yüksek yakıt maliyeti nedeniyle keskin bir şekilde azaldı. Sürücüler daha az hareketli arabalar aramaya başladı. Daha küçük bir motorla taşımanın yeterince dinamik, hafif, ancak aynı zamanda yeterince güçlü malzeme olması gerekiyordu.
2. Zamanla tüm dünyada araç emisyonları için çevre standartları daha katı hale geldi. Bu nedenle yakıt tüketimini azaltmak, hava-yakıt karışımının yanma kalitesini iyileştirmek ve güç ünitesinin verimliliğini artırmak için teknoloji kullanılmaya başlanmıştır. Bunu yapmak için tüm arabanın ağırlığını azaltmanız gerekir.

Zamanla, kompozit malzemelerdeki gelişmeler ortaya çıktı ve bu da araçların ağırlığını daha da azaltmayı mümkün kıldı. Araba gövdelerinin üretiminde kullanılan her bir malzemenin özelliğinin ne olduğunu düşünelim.

Çelik gövde: avantajları ve dezavantajları

Modern bir arabanın gövde elemanlarının çoğu haddelenmiş çelikten yapılmıştır. Metalin bazı bölümlerdeki kalınlığı 2.5 milimetreye ulaşır. Ayrıca yatak kısmında ağırlıklı olarak düşük karbonlu sac malzeme kullanılmaktadır. Bu sayede araç aynı zamanda oldukça hafif ve dayanıklıdır.

Bugün çelik kıtlığı çekmiyor. Bu metal yüksek mukavemete sahiptir, çeşitli şekillerde elemanlar ondan damgalanabilir ve parçalar punta kaynağı kullanılarak kolayca birbirine bağlanabilir. Bir araba yaparken, mühendisler pasif güvenliğe dikkat eder ve teknoloji uzmanları, nakliye maliyetinin mümkün olduğunca düşük olması için malzemenin işlenmesinin kolaylığına dikkat ederler.

Metalurji için en zor görev hem mühendisleri hem de teknoloji uzmanlarını memnun etmektir. İstenilen özellikler göz önünde bulundurularak, bitmiş üründe ideal çekilebilirlik ve yeterli mukavemet kombinasyonuna sahip özel bir çelik sınıfı geliştirilmiştir. Bu, gövde panellerinin üretimini basitleştirir ve araba şasisinin güvenilirliğini artırır.

İşte çelik gövdenin bazı diğer faydaları:

• Çelik ürünlerin onarımı en kolayıdır - sadece yeni bir eleman, örneğin bir kanat satın alın ve değiştirin;
• Geri dönüşümü kolaydır - çelik yüksek oranda geri dönüştürülebilir, bu nedenle üretici her zaman ucuz hammadde alma fırsatına sahiptir;
• Haddelenmiş çelik üretim teknolojisi, hafif alaşımlı analogların işlenmesinden daha basittir, bu nedenle hammadde daha ucuzdur.

Bu avantajlara rağmen, çelik ürünlerin birkaç önemli dezavantajı vardır:

1. Bitmiş ürünler en ağır olanıdır;
2. Korunmayan kısımlarda hızla pas belirir. Eleman bir boya ile korunmazsa, hasar hızla gövdeyi kullanılamaz hale getirir;
3. Çelik sacın artan sertliğe sahip olması için parçanın birçok kez damgalanması gerekir;
4. Çelik ürünlerin kaynağı, demir dışı metallere kıyasla en küçük olanıdır.

Günümüzde bileşime mukavemetini, oksidasyona karşı direncini ve plastisite özelliklerini artıran bazı kimyasal elementler eklenerek çeliğin özelliği artırılmaktadır (TWIP çeliği% 70'e kadar gerilebilir ve mukavemetinin maksimum göstergesi 1300MPa'dır).

Alüminyum gövde: avantajları ve dezavantajları

Daha önce, alüminyum yalnızca çelik bir yapıya sabitlenmiş paneller yapmak için kullanılıyordu. Alüminyum üretimindeki modern gelişmeler, malzemenin çerçeve elemanları oluşturmak için de kullanılmasını mümkün kılmaktadır.

Bu metal çeliğe göre neme daha az duyarlı olmasına rağmen, daha az mukavemete ve mekanik esnekliğe sahiptir. Bu nedenle bir arabanın ağırlığını azaltmak için bu metal kapılar, bagaj rafları, davlumbazlar oluşturmak için kullanılır. Çerçevede alüminyum kullanmak için, üreticinin ürünlerin kalınlığını artırması gerekir, bu da genellikle daha kolay nakliyeye karşı çalışır.

Alüminyum alaşımlarının yoğunluğu çelikten çok daha azdır, bu nedenle böyle bir gövdeye sahip bir arabadaki ses yalıtımı çok daha kötüdür. Böyle bir arabanın iç kısmının minimum dış gürültü almasını sağlamak için üretici, aracı çelik gövdeli benzer bir seçenekten daha pahalı hale getiren özel gürültü azaltma teknolojileri kullanır.

Erken aşamalarda bir alüminyum gövde yapmak, çelik yapılar oluşturma sürecine benzer. Hammaddeler levhalar halinde kırılır, ardından istenilen tasarıma göre damgalanır. Parçalar ortak bir tasarımda birleştirilir. Argon kaynağı sadece bunun için kullanılır. Daha pahalı modeller lazer nokta kaynağı, özel yapıştırıcı veya perçin kullanır.

Alüminyum gövde lehine argümanlar:

• Levha malzemenin damgalanması daha kolaydır, bu nedenle, panel üretimi sürecinde, çelikten damgalama için olduğundan daha az güçlü ekipman gerekir;
• Çelik gövdeler ile karşılaştırıldığında, alüminyumdan yapılmış özdeş şekil daha hafif olurken, mukavemet aynı seviyede kalır;
• Parçalar kolayca işlenir ve geri dönüştürülebilir;
• Malzeme çelikten daha dayanıklıdır - nemden korkmaz;
• Üretim sürecinin maliyeti önceki sürüme göre daha düşüktür.

Tüm sürücüler alüminyum gövdeli bir araba almayı kabul etmez. Bunun nedeni, küçük bir kaza olsa bile, araba onarımlarının pahalı olacağıdır. Hammaddenin kendisi çelikten daha pahalı ve parçanın değiştirilmesi gerekiyorsa, araç sahibi, elemanların yüksek kaliteli bağlantısı için özel donanıma sahip bir uzman aramak zorunda kalacak.

Plastik gövde: avantajları ve dezavantajları

Yirminci yüzyılın ikinci yarısı plastik görünümüyle işaretlendi. Bu malzemenin popülaritesi, ondan alüminyumdan bile çok daha hafif olacak herhangi bir yapının yapılabilmesinden kaynaklanmaktadır.

Plastiğin boyaya ihtiyacı yoktur. Hammaddeye gerekli boyaların katılması yeterlidir ve ürün istenilen rengi elde eder. Ek olarak, solmaz ve çizildiğinde yeniden boyanması gerekmez. Metal ile karşılaştırıldığında plastik daha dayanıklıdır, su ile hiç reaksiyona girmez, bu nedenle paslanmaz.

Hadi modeli plastik gövdeli

Kabartma için güçlü preslere ihtiyaç duyulmadığından plastik panel yapım maliyeti çok daha düşüktür. Isıtılmış hammaddeler akışkandır, çünkü vücut parçalarının şekli kesinlikle herhangi bir olabilir, bu da metal kullanıldığında elde edilmesi zordur.

Bu açık avantajlara rağmen, plastiğin çok büyük bir dezavantajı vardır - gücü doğrudan çalışma koşullarıyla ilgilidir. Yani dış hava sıcaklığı sıfırın altına düşerse parçalar kırılgan hale gelir. Küçük bir yük bile malzemenin patlamasına veya parçalanmasına neden olabilir. Öte yandan sıcaklık yükseldikçe esnekliği de artar. Bazı plastik türleri güneşte ısıtıldığında deforme olur.

Diğer nedenlerden dolayı, plastik gövdeler daha az pratiktir:

• Hasarlı parçalar geri dönüştürülebilir, ancak bu işlem özel pahalı ekipman gerektirir. Aynı şey plastik endüstrisi için de geçerli.
• Plastik ürünlerin imalatı sırasında atmosfere büyük miktarda zararlı madde yayılır;
• Büyük bir malzeme parçası bile ince metal kadar güçlü olmadığından, gövdenin yük taşıyan kısımları plastikten yapılamaz;
• Plastik panel hasar görürse, kolayca ve hızlı bir şekilde yenisiyle değiştirilebilir, ancak metal bir yamayı metale kaynaklamaktan çok daha pahalıdır.

Günümüzde sıralanan sorunların çoğunu ortadan kaldıran çeşitli gelişmeler olsa da, teknolojiyi mükemmele getirmek henüz mümkün olmamıştır. Bu nedenle tamponlar, dekoratif ekler, pervazlar ve sadece bazı araba modellerinde - çamurluklar çoğunlukla plastikten yapılmıştır.

Kompozit gövde: avantajları ve dezavantajları

Kompozit, ikiden fazla bileşen içeren bir malzeme anlamına gelir. Bir malzeme oluşturma sürecinde, kompozit homojen bir yapı kazanır, çünkü nihai ürün, ham maddeyi oluşturan iki (veya daha fazla) maddenin özelliklerine sahip olacaktır.

Genellikle, farklı malzemelerin katmanlarının yapıştırılması veya sinterlenmesiyle bir kompozit elde edilecektir. Çoğunlukla, parçanın mukavemetini artırmak için, her bir ayrı katman, çalışma sırasında malzemenin soyulmaması için güçlendirilir.

Monokok gövde

Otomotiv endüstrisinde kullanılan en yaygın kompozit cam elyafıdır. Malzeme, cam elyafına bir polimer dolgu eklenerek elde edilir. Dış gövde elemanları bu tür malzemeden yapılır, örneğin tamponlar, radyatör ızgaraları, bazen kafa optiği (daha sık camdan yapılırlar ve hafif versiyonlar polipropilenden yapılır). Bu tür parçaların montajı, üreticinin destekleyici gövde parçalarının yapısında çelik kullanmasına izin verir, ancak aynı zamanda modeli yeterince hafif tutar.

Yukarıda listelenen avantajlara ek olarak, polimer malzeme aşağıdaki nedenlerle otomotiv endüstrisinde değerli bir yere sahiptir:

• Parçaların minimum ağırlığı, ancak aynı zamanda iyi bir mukavemete sahipler;
• Bitmiş ürün, nem ve güneşin agresif etkilerinden korkmaz;
• Hammadde aşamasındaki esneklik nedeniyle, üretici en karmaşık olanlar da dahil olmak üzere tamamen farklı şekillerde parça oluşturabilir;
• Bitmiş ürünler estetik açıdan hoş görünüyor;
• Balina arabalarında olduğu gibi devasa vücut parçaları ve hatta bazı durumlarda tüm vücut yaratabilirsiniz (bu tür arabalar hakkında daha fazla bilgi için bkz. ayrı inceleme).

Ancak yenilikçi teknoloji metale tam bir alternatif olamaz. Bunun birkaç nedeni var:

1. Polimer dolgu maddelerinin maliyeti çok yüksektir;
2. Parçayı yapmanın şekli mükemmel olmalıdır. Aksi takdirde, eleman çirkin hale gelecektir;
3. Üretim sürecinde işyerinin temiz tutulması son derece önemlidir;
4. Dayanıklı panellerin oluşturulması, kompozitin kuruması uzun sürdüğü ve bazı vücut parçaları çok katmanlı olduğu için zaman alıcıdır. Katı gövdeler genellikle bu malzemeden yapılır. Tanımlanmaları için kanatlı "monokok" terimi kullanılır. Monokok vücut tipleri oluşturma teknolojisi aşağıdaki gibidir. Karbon fiber katman bir polimer ile yapıştırılmıştır. Bunun üzerine, başka bir malzeme tabakası döşenir, ancak lifler farklı bir yönde, çoğunlukla dik açılarda yerleştirilir. Ürün hazır olduktan sonra özel bir fırına konularak belirli bir süre yüksek ısıda bekletilerek malzeme pişirilerek yekpare bir şekil alması sağlanır;
5. Bir kompozit malzeme parçası bozulduğunda, onu onarmak son derece zordur (araba tamponlarının nasıl onarıldığına dair bir örnek açıklanmıştır) burada);
6. Kompozit parçalar geri dönüştürülmez, sadece imha edilir.

Üretimin yüksek maliyeti ve karmaşıklığı nedeniyle, sıradan yol arabaları, cam elyafından veya diğer kompozit analoglardan yapılmış minimum sayıda parçaya sahiptir. Çoğu zaman, bu tür öğeler bir süper arabaya kurulur. Böyle bir arabaya bir örnek Ferrari Enzo'dur.

2002 ferrari enzo

Doğru, sivil serinin bazı özel modelleri, bir kompozitten boyutsal parçalar alır. Bunun bir örneği BMW M3'tür. Bu arabanın karbon fiber çatısı var. Malzeme gerekli güce sahiptir, ancak aynı zamanda ağırlık merkezini yere daha yakın hareket ettirmenize izin verir, bu da köşelere girerken bastırma kuvvetini arttırır.

Otomobilin gövdesinde hafif malzemelerin kullanımındaki bir başka orijinal çözüm, ünlü süper otomobil Corvette'in üreticisi tarafından gösteriliyor. Yaklaşık yarım asırdır şirket, modelde kompozit panellerin tutturulduğu uzamsal bir metal çerçeve kullanıyor.

Karbon gövde: avantajları ve dezavantajları

Başka bir malzemenin ortaya çıkmasıyla birlikte, arabaların güvenliği ve aynı zamanda hafifliği yeni bir seviyeye ulaştı. Aslında, karbon aynı kompozit malzemedir, yalnızca yeni nesil ekipman, monokok üretiminden daha dayanıklı yapılar oluşturmanıza izin verir. Bu malzeme BMW i8 ve i3 gibi ünlü modellerin gövdelerinde kullanılıyor. Diğer otomobillerdeki karbon daha önce sadece bir dekorasyon olarak kullanılmışsa, bunlar, gövdesi tamamen karbondan yapılan dünyadaki ilk üretim otomobilleridir.

Her iki model de benzer bir tasarıma sahiptir: taban, alüminyumdan yapılmış modüler bir platformdur. Aracın tüm birimleri ve mekanizmaları üzerine sabitlenmiştir. Arabaların gövdesi, halihazırda bazı iç detaylara sahip olan iki yarıdan oluşur. Montaj esnasında cıvata kelepçeleri ile birbirine bağlanır. Bu modellerin özelliği, ilk arabalarla aynı prensip üzerine inşa edilmeleridir - diğer tüm onurların sabitlendiği bir çerçeve yapısı (sadece mümkün olduğunca hafif).

İmalat sürecinde parçalar özel yapıştırıcı kullanılarak birbirine bağlanır. Bu, metal parçaların kaynağını simüle eder. Böyle bir malzemenin avantajı, yüksek mukavemetidir. Araba büyük tümseklerin üstesinden geldiğinde, gövdenin burulma sertliği deforme olmasını engeller.

Karbon fiberin diğer bir avantajı, yüksek teknolojili ekipman elektronik tarafından kontrol edildiği için parça üretmek için minimum işçi gerektirmesidir. Karbon gövde, özel şekillerde oluşturulmuş münferit parçalardan yapılmıştır. Özel bir bileşime sahip bir polimer, yüksek basınç altında kalıba pompalanır. Bu, panelleri lifleri elle yağlamaktan daha dayanıklı hale getirir. Ek olarak, küçük parçaları pişirmek için daha küçük fırınlara ihtiyaç vardır.

Bu tür ürünlerin dezavantajları öncelikle yüksek maliyeti içerir, çünkü yüksek kaliteli hizmet gerektiren pahalı ekipman kullanılır. Ayrıca, polimerlerin fiyatı aynı alüminyumdan çok daha yüksektir. Ve eğer parça kırılırsa, o zaman kendiniz tamir etmek imkansızdır.

İşte kısa bir video - BMW i8'in karbon gövdelerinin nasıl monte edildiğine dair bir örnek:

BMW i8'iniz bu şekilde monte edilir. BMW i8 aracınızın montajı

Sorular ve Cevaplar:

Araba gövdesine neler dahildir? Arabanın gövdesi şunlardan oluşur: bir ön direk, bir ön kalkan, bir ön direk, bir çatı, bir B-direği, bir arka direk, çamurluklar, bir bagaj paneli ve bir kaput, bir alt.

Araba gövdesi neyle desteklenir? Ana gövde uzay çerçevesidir. Bu, vücudun tüm çevresine yerleştirilmiş bir kafes şeklinde yapılmış bir yapıdır. Vücut bu destekleyici yapıya bağlıdır.