Ключ к знанию

Автомобили с алюминиевым кузовом


Пространственная рама и алюминиевые кузова Audi — журнал За рулем

Технология изготовления кузовов с пространственной рамой ASF (Audi Space Frame) могла быть внедрена еще три десятилетия назад, но технологическая эволюция пошла по иному сценарию. Немцы перепробовали разные схемы, чтобы прийти к общему знаменателю в процессе производства.

Инженеры Audi начали работать над проектом в 1982 году. Идея была столь навязчива, что им потребовалась всего пара лет, чтобы с нуля продумать технологию изготовления силовой структуры кузова из алюминия и адаптировать ее под серийное производство. Основная трудность состояла в том, что модуль упругости крылатого металла втрое меньше, чем у стали: при поглощении энергии удара алюминиевая конструкция деформируется сильнее, что не вписывалось в требования по пассивной безопасности. Застолбив четыре десятка производственных патентов, немцы уже в 1988 году подготовили к серийному производству модель V8 c полностью алюминиевым скелетом. Но рынок не был готов к появлению таких машин — и «восьмерка» пошла в серию с кузовом из стали.

Материалы, используемые при изготовлении кузова седана Audi A8 нового поколения.

Материалы, используемые при изготовлении кузова седана Audi A8 нового поколения.

Эволюция

Первая серийная модель с алюминиевым несущим кузовом встала на конвейер шесть лет спустя — в 1994 году появился Audi A8 первого поколения. Кузов весил всего 249 кг (в стальном исполнении он был бы тяжелее на 40%). Уровень пассивной безопасности удовлетворял всем требованиям того времени. Чтобы компенсировать низкий модуль упругости листового алюминия, в силовой структуре рамы использовали многокамерные профили и крупные детали сложной формы с толстыми стенками, изготовленные литьем под давлением. На их долю приходилось 29% из 334 отдельных компонентов. Остальную часть составляли алюминиевые панели, добавлявшие конструкции жесткости. Примерно 75% сборочных операций выполнялось вручную.

Материалы по теме

Следующим шагом стало упрощение структуры рамы ASF с целью использовать ее для более массовых моделей и повысить уровень автоматизации производства.

В 1999 году идея воплотилась в хэтч­беке Audi A2. Количество деталей кузова сократили до 225. Некоторые из них, к примеру, центральные стойки, изготавливали из единых отливок. Доля листовых элементов была еще высока — 81%. При сборке кузова использовали преимущественно клепку, сварку в среде инертного газа (MIG) и лазерную сварку, а уровень автоматизации вырос до 80%.

Технология ASF полностью удовлетворяла новому тренду снижения массы и одновременного повышения жестк

www.zr.ru

Как делают металл для VW, Renault, Hyundai, Kia... — репортаж с завода — журнал За рулем

Из череповецкой стали штампуют почти всё, что выпускают на российских автозаводах. «За рулем» отправился в Череповец, чтобы разобраться, как производят прокат для автопрома и какая толщина у металла, из которого изготовлен кузов вашего автомобиля.

Материалы по теме

Череповецкий металлургический комбинат рождает смешанные чувства.

Смотрю на грандиозные доменные печи и проезжающие составы с расплавленным металлом — и в голове звучит мелодия «Время, вперёд!» из девятичасовых новостей. А реки раскаленной руды заставляют вспомнить кузни гномов из эпического произведения Толкиена.

Здесь творится магия рождения металла, из которого делают автомобильный лист. Из «северстали» штампуют почти всё, что производится в России, - кабины и кузовá автомобилей ГАЗ, КАМАЗ, Haval, Renault, Nissan, Peugeot, Citroen, Volkswagen, Hyundai и Kia.

Не важно, у вас ГАЗель или Solaris. Толщина металла и оцинковка у них одинаковые!

Стройка вопреки

Череповецкий комбинат появился скорее «вопреки», нежели «благодаря». Но и благодарить есть кого — ученого-металлурга Ивана Павловича Бардина. Именно он предложил не строить комбинат рядом с месторождением руды или угля, который был основным топливом.

Материалы по теме

По мнению Бардина, Череповецкий завод следовало строить на равном удалении как от обоих месторождений, так и от двух столиц, на перекрестке водных артерий и железнодорожных путей.

Было много возражений, но стройка началась — по распоряжению Сталина, с которым, ясное дело, никто спорить не решался. Проект стартовал ударными темпами: НКВД пригнал около десяти тысяч заключенных. Но помешала война. Стройка возобновилась только в 1947 году, и через восемь лет комбинат дал первую партию чугуна. Причем очень высокого качества. Спустя три года отлили первую сталь. А уже в 1962 году комбинат стал рентабельным — Бардин оказался прав.

Сейчас Череповецкий металлургический выдает по 12 миллионов тонн стали ежегодно. Большая часть этого объема приходится на конструкционную сталь для судостроения и стро­ительной отрасли. Автомобильный лист составляет лишь 10% объема. Однако именно это производство самое технологичное, требовательное и затратное.

Брак не прокатит

Всё начинается с доменных печей, коих в Череповце четыре (скоро закончится строительство пятой). Особая гордость — печь «Северянка» высотой больше 100 метров. Гигантская домна была задута (именно так называется запуск доменной печи) в 1986 году и долгое время оставалась самой большой в мире, попав в Книгу рекордов Гиннесса.

Материалы по теме

Позже в Японии, Корее и Китае появились домны больше, но в Европе «Северянка» по-прежнему королева. Аппетит под стать размеру — каждый день она сжирает по шесть железнодорожных составов кокса и почти 70 тысяч кубометров газа, отдавая взамен по 13–15 тысяч тонн чугуна — исключительно передельного (так называют чугун для последующей переплавки в сталь). И хотя технология доменного производства не меняется уже столетие, управление и контроль — на современном уровне. Комната операторов напоминает центр управления космическими полетами.

Расплавленный чугун отправляется в сталеплавильный цех, который тоже поражает воображение. Над головой проезжают гигантские чаны; из них расплавленный металл переливают в формы и смешивают с металлоломом и присадками. Состав этого «винегрета» определяет физические и химические свойства стали, необходимые заказчику. При нас готовили сталь для ГАЗа. Точный состав, который требует каждый производитель, держат в секрете. Но всем производителям отправляют высокопрочную сталь, предел прочности которой 1500–2000 мПа. На выходе получают большие раскаленные отливки, так называемый сляб.

www.zr.ru

E551MM › Блог › Оцинкованный кузов. Алюминиевый кузов. Какой угодно типа "нержавеющий" кузов.

Во первых…<матерное слово> кто вам сказал, что цинк <матерное слово> не ржавеет ?

Вернее нет… во первых, что такое ржавение / коррозия металла? Это процесс образования оксида металла из чистого металла.

Коррозия цинка может проходить как с водородной, так и кислородной деполяризацией.

Коррозия цинка в воде наблюдается при температуре выше 55 °C. С повышением температуры скорость коррозии увеличивается, максимум наблюдается при температуре 70 °C. После этого разрушение металла проходит очень медленно. Это связано с образованием в воде на поверхности цинка продуктов коррозии. При температурах до 55 °C и выше 90 – 95 °C продукты коррозии обладают достаточно высокими защитными свойствами, образуя на поверхности плотную сплошную пленку. Максимальная скорость коррозии цинка объясняется образованием рыхлой пленки, состоящей с Zn(OH)2, которая не имеет хороших защитных свойств, т.к. легко отслаивается.

В нейтральных растворах коррозия цинка проходит с кислородной деполяризацией.

При контакте цинка с металлом, имеющим более электроположительный потенциал, скорость коррозии цинка значительно возрастает. (Железо более электроположительный металл.)

Хотя цинк и является достаточно коррозионностойким металлом – он не нашел применения в пищевой промышленности, т.к. при контакте с кислыми пищевыми продуктами образует токсичные соли. (т.е. опять же офигенно ржавеет! Что не мешает китайцам и вьетнамцам засовывать ананасы в банки с оцинковкой изнутри)

Зарубите себе на носу… НЕ РЖАВЫЙ металл выглядит вот так:

Полный размер

У металла есть металлический БЛЕСК!
Он отражает свет! Вспомните зеркало! Это слой чистого серебра!
Золотую монету видели? Она какая? Украшения у жены какие ?
Что не блестит — то не металл! (обратное — не верно. Но если что-то не имеет блеска — вы смотрите не на металл, а уже на его оксид, сульфид итд. но не на сам металл.)

Далее, процитируем сайт. Autogener.ru
Забегая вперед — ох оценочные суждения не совсем верные.

1. Горячая оцинковка
Лучший вид цинкования. Данная термическая технология наиболее устойчива к коррозии в процессе эксплуатации машины с такой оцинковкой.
Заранее подготовленный и сухой кузов опускают в ванну с расплавом цинка температура которого от 500 до 4000 градусов С.
Гарантия производителя на кузов машины с таким видом обработки начинается от 15 лет и выше.

Да… хороший метод… мокнуть кузов в расплавленный цинк. А потом напильником сдирать все потёки и капли.
Слой цинка выйдет конечно адский. Можно действительно не менее 15 лет гарантировать.
НО! никто так не делает сейчас. Это дорого и не технологично. Проще сделать сразу из алюминия кузов.
У мерседеса гарантия на кузов — 12 лет. делайте вывод сами.
Короче забыли про этот метод… даже не мечтайте в 21м веке про него.

2. Гальваническая оцинковка
Кузов купают в ванне с цинксодержащим электролитом, где под воздействием электрического тока цинк осаждается на поверхности металла.
Такая обработка менее устойчива к коррозии, но обеспечивает равномерность покрытия, блестящий, декоративный характер поверхности с неизменными размерами.
Гальваническое цинкование обеспечивает толщину цинкового покрытия в пределах 5-20 мкм. Гарантия производителя на кузов машины такой обработки начинается от 10 лет
.

Равномерность покрытия — имеется ввиду, что ваш кузов из тоненького листового металла не поведёт от встречи с расплавом цинка. И после застывания он не окажется разноразмерный.
А вот с равномерностью цинкового слоя как раз проблемы. Равномерного осаждения цинка не достичь, особенно за то короткое время пока кузов находится в ванне. кузов имеет сложную форму отсюда и проблемы.
Так будут цинковать дорогие малотиражные машины… Мерседесы S класса например.

3. Холодная оцинковка
В последние годы этот метод получил широкое распространение среди недорогих марок. Цинкование происходит путем окраски кузова грунтами с высоким содержанием высокодисперсного цинкового порошка (содержание цинка в готовом покрытии 89-93%).
Холодное цинкование является смесью цинкования с нанесением лакокрасочного покрытия. При эксплуатации такого кузова отмечается низкая устойчивость к коррозии.
Зачастую производитель — лукавит, называя кузов такой машины оцинкованным, что активно используется в рекламных целях.

Однако здесь есть один несомненный плюс.
В виде равномерности покрытия по всему кузову.
И вот эта якобы низкая устойчивость к коррозии которая отмечается авторами сайта возникает из-за мнения людей, которые считают, что если машина типа оцинкована — она вообще не должна ржаветь. Это не так…
Даже цинковое ведро ржавеет.

4. Цинкрометалл
Метод заключается в покрытии стали, грунтом состоящим из подслоя оксидов содержащих цинковые частицы и богатый цинком органический верхний слой.
Из такого метала без проблем можно изготовить кузов. Материал хорошо поддается сварке, формовке, покраске и совместим с обычно используемыми клеями. Покрытие при этом не теряет свои защитные свойства.
Цинкрометалл хорош там где нет высокой влажности, но при эксплуатации его на машинах отмечается также слабая защита от коррозии, особенно в местах повреждения.
Данный тип цинкования распространен лишь среди немногих недорогих марок.

Ну вообще то как бы здесь как и в предыдущей технологии грунтуется весь кузов

При покупке подержанного автомобиля, доказать или опровергнуть наличие так называемой оцинковки можно только с помощью дорогостоящих испытаний и специального оборудования.
Это они имеют ввиду то, что… А кто сказал, что этот автомобиль не был уже отремонтирован при помощи самых дешёвых кузовных деталей, не имеющих никакого покрытия ? Либо же в процессе ремонта этому покрытию пришёл трендец. (Рихтовка с помощью споттера итп)


Без претензий к мужику. Рихтовщик он экстра класса без сарказма. Но даже если и было какое то покрытие багажника — он его уничтожил.Гарантированно я бы сказал). Это не катастрофа, при нормальной покраске деталь может прослужить столько же, сколько и остальной автомобиль… но просто… Обычно всё ещё хуже, чем в этом ролике. И даже в случае этого цивика всё плохо. Ибо почти никто не красит внутренние детали.

Вот миф про ржавые тазы опирается на двух Китов. 1. Владельцы которые болт клали на свою машину, считая что цитата "Таз должен ржаветь" и 2. Дешман ремонт.
У автоваза(нормального ещё, не реношного) был документ по ремонтной окраске кузовов. Там чё то около 180 страниц с описанием операций которые нужно проделать при кузовном ремонте. Вы думаете кто то читал и соблюдает?))))
Каждый автомаляр/рихтовщик знает, что никому не интересно особо как и чё он там делал. Вот оно сейчас ровное? Блестит? Ну и всё… Более от него не потребуют. И всё что более определяется уже его совестью.
Но делать как надо всё равно никто не будет. Некоторые даже не знают как надо. А кто знает — всё равно так делать не будет… ибо это будет стоить столько денег, что клиент всё равно откажется. А может вообще уйдёт в другое место, где его обманут, что сделают ему всё как надо, но за меньшие деньги.
Вот поэтому даже отдавая в покраску за деньги страховки свою битую 7 лет назад машину… я половину операций сделал сам. Короче ладно, мы же тут не ремонт машин обсуждаем, а их производство.

На самом деле основным защитным слоем является никакой не цинк, а краска. Краска изготавливается на полимерной основе и служит барьером между металлами и окружающей средой наполненной всякими нехорошими веществами, вызывающими окисление металлов. Так уж вышло, что растения понаделали вам много кислорода, которым вы дышите… и этот кислород окисляет всё, что найдёт.
Так что РУБИТЕ ДЕРЕВЬЯ НЕЩАДНО! Спасите свою машину от коррозии! (шучу ясен пень, с вам всего можно ожидать)

Однако! У краски и у металла как минимум разные коэффициенты расширения. И своими циклами расширения и сжатия — он попросту рвёт краску. В микротрещины попадает вода… замерзая расширяет их… и… машина ржавеет…
Именно поэтому в тёплых краях машины ржавет не так быстро. именно поэтому ваше импортное из Японии и Европы выглядит лучше, чем местное того же возраста. А вовсе не потому, что оно импортное (вспоминаем кто экспортирует металл в Евросоюз)

Так вот… ржавение по "американскому типу"


Наиболее поржавевший участок — крыша.
Машина из тёплых штатов без зимы. ЛКП крыши было уничтожено солнцем.
Также заметно что вокруг фар (доп нагрев от лампочек) кузов тоже пострадал сильнее
Зато низ автомобиля достаточно целый. Реагентов и соли ведь нет.
Кстати на заднем плане помоему понтиак ГТО, так вот у него на капоте тоже видны следы коррозии… видимо от нагрева мотора капот испытывал большие тепловые перегрузки.

ржавение по "Россискому" типу


Верх машины сохранился… Зато низа уже нет.
Вечный пескоструй от пескопасты + соль + перепады температур сделали своё дело.

Цинк является лишь ингибитором коррозии…
Он не может отсановить процесс окисления. он может только его замедлить.

Вот вам цинковое ведро :

Пардон, не та фотография… тут два цинковых ведра ой пардон.

Вот новое цинковое ведро и его эволюция в "не ржавении"

Как видите после того как атмосфера уничтожила цинковое покрытие — она принялась жрать сталюку.

Слово коррозия происходит от латинского corrodere, что означает разъедать. Хотя коррозию чаще всего связывают с металлами, но ей подвергаются также камни, пластмассы и другие полимерные материалы и дерево. Например, в настоящее время мы являемся свидетелями большого беспокойства широких слоев людей в связи с тем, что от кислотных дождей катастрофически страдают памятники (здания и скульптуры), выполненные из известняка или мрамора.
Таким образом, коррозией называют самопроизвольный процесс раз

www.drive2.ru

У каких машин алюминиевый кузов: фото и описание

Использование алюминия в производстве автомобильного кузова — это технология, которой отдавалось предпочтение гигантами машиностроения ещё в первой половине двадцатого века. Достаточно часто автолюбителей волнует вопрос, у каких машин алюминиевый кузов. Такой интерес совсем непраздный и вызван желанием оценить характеристики корпуса транспортного средства.

Audi A2

Супер экономичный, без потери динамики автомобиль, обладает небольшими размерами, но оснащён самыми современными системами для комфорта и безопасности и передвижения.

Audi R8 (ASF)

Технологичная модель с новым взглядом на кузовостроение минимизирует вес автомобиля, благодаря чему оказывается сильное влияние на характеристику динамических показателей и уровень расхода топлива.

Aston Martin DB9

Заднеприводной четырёхместный спорткар обладает не только отличными характеристиками и эстетичным внешним видом, но и современными кузовными параметрами.

Ferrari 612 Scaglietti

Особенность данной модели представлена длинным капотом и плавно ниспадающей крышей алюминиевого корпуса, что дополнено современными технологиями, а также долговечностью автомобильного кузова.

Honda NSX

Спортивного типа автомобиль, имеющий среднемоторную компоновку, производился компанией Honda до 2005 года, но до сих пор не потерял своей актуальности и популярности.

Jaguar XJ

Машина премиум-класса — это не инновационные технологии, комфорт и роскошный внешний вид, а также отличные ходовые качества, дополненные высокой экономичностью и инженерной безупречностью конструкции кузова.

Lamborghini Gallardo (ASF)

Самая продаваемая и одна из наиболее совершенных моделей бренда Lаmborghini была презентована на известном женевском автомобильном салоне в марте 2003 года, но до сих пор сохранила свою популярность.

Lotus Elise

Популярный родстер сегодня относится к категории самых доступных по цене суперкаров на отечественном автомобильном рынке и характеризуется стильным внешним видом, а также превосходной динамикой разгона.

Melkus RS2000

Компактный спортивный автомобиль, обладающий индивидуальностью и необыкновенной харизмой, перестал выпускаться в 2012 году, чему способствовало банкротство и отчуждение производственных активов, принадлежащих компании-производителю.

Mercedes SLS AMG

Современный спорткар, относящийся к линейке крупнейшего автомобильного концерна Мерседес-Бенц, доверил разработку проекта тюнинга известной компании АМГ, благодаря чему модель получила техничный и привлекательный корпус.

Morgan Aero 8

Новинка известного британского автопроизводителя в плане стилистических решений — это иностранный родстер, обладающий уникальной внешностью, а также отменными аэродинамическими свойствами.

Opel Speedster

Несмотря на то что спрос автолюбителей на спортивный родстер был невысоким, автомобиль с такими качественными и техническими характеристиками вполне ожидаемо заслужил к себе повышенное внимание.

Spyker C8

Знаменитый «Спайкер» оснащён центральным расположением двигателя, заимствованным у известной компании Audi, что сделало модель востребованной на зарубежном и отечественном автомобильном рынке.

Tesla Roadster

Серия не стала чем-то новым в хорошо известном автомобилистам модельном ряду Tesla, но такие автомобили отличились стильным и оригинальным дизайном, а также внушительной силовой установкой.

Несмотря на то что автомобили с алюминиевыми кузовами у большинства обывателей чаще всего ассоциируются с маркой Audi, большое количество других зарубежных моделей вполне удачно совмещают такой вариант корпуса с отличными техническими характеристиками.

autozam.ru

почему в автомобилях всё больше алюминия — CTR на DRIVE2

Потому что благодаря снижению массы можно получить множество преимуществ. Причём борьба с «лишним весом» касается не только кузова, но и, скажем, элементов высоконагруженных рычажных подвесок. А снижение массы деталей подвески положительно влияет на работу других систем автомобиля. Облегчение подвески за счёт применения алюминиевых деталей — общемировая тенденция. CTR не стоит в стороне от этого процесса — у нас есть собственный научный центр, и мы первыми в Корее начали производить кованые алюминиевые рычаги. А не за горами и применение магниевых сплавов в подвеске. Но обо всём по порядку.

Полный размер

Стальной рычаг подвески весит 3,4 кг, алюминиевый — 1,6 кг, а магниевый — 1,0 кг. Килограмм здесь, пара килограмм там — и на одной только ходовой получается выигрыш в массе в полцентнера. Это достаточный повод, чтобы делать из алюминия и других альтернативных стали материалов автокомпоненты. Но надо ещё уметь обрабатывать эти материалы качественно. Источник: CTR


Зачем экспериментировать с материалами

Облегчение автомобиля несет сплошные преимущества, вроде улучшения динамики, управляемости, снижения расхода топлива, повышения плавности хода и даже сокращения тормозного пути. Если облегчим кузов, получим быстрый экономичный автомобиль, а если уменьшим неподрессоренные массы, то улучшим управляемость и сократим тормозной путь.

Неподрессоренная масса — это, условно, всё, что находится в подвеске после амортизатора в направлении поворотного кулака. К неподрессоренным массам относятся: часть рычага после амортизатора, поворотный кулак, тормозной диск, элементы привода, колесный диск, покрышка и т. д. Основная часть автомобиля — кузов со всем содержимым и двигатель — является подрессоренной массой.

При наезде на неровность неподрессоренная масса принимает удар на себя и передает энергию подрессоренной части через подвеску. Чем больше масса кузова и чем меньше неподрессоренная масса, при высокой эффективности амортизаторов, тем лучше происходит гашение колебаний. Разница в гашении колебаний обуславливается не только качеством амортизаторов, но и соотношением масс.

Полный размер

Соотношение подрессоренных и неподрессоренных масс. Источник: CTR

Утяжелять кузов для плавности движения — тупиковый путь, потому что при этом растёт расход топлива и тормозной путь, портится динамика и управляемость. Поэтому производители автомобилей борются за уменьшение именно неподрессоренных масс, отказываясь там, где это возможно и экономически оправданно, от стали и чугуна в пользу лёгких и надёжных сплавов, среди которых важнейшее место занимает алюминий, которого становится всё больше в деталях подвески.

Полный размер


В платформе MQB концерна Volkswagen Group количество алюминия, в том числе в подвеске, значительно выросло, что дало уменьшение массы на единицу объема. Фото: Ra Boe / Wikipedia, Original; Лицензия: CC by-sa 3.0

Выбор любых материалов для производства автомобилей обуславливается сразу несколькими факторами. Во-первых, соответствие нагрузкам: слишком хрупкие и слишком мягкие металлы и сплавы сделают автомобиль небезопасным и крайне недолговечным. Во-вторых, цена материала: существуют сплавы с потрясающими прочностными характеристиками, но цена машины с такими деталями будет приближаться к цене самолета.

Хорошим примером снижения удельной массы металла является Skoda Octavia: поколение A7 на алюминиевой платформе MQB физически больше (4,65 х1,81 м против 4,56 х 1,76 м) и при этом легче стального А5 (1225 кг против 1250 кг).


Как облегчить автомобиль

Просто добавить алюминий — это самый распространённый способ.
Алюминий, третий по распространенности на Земле элемент (его больше, чем железа!), был впервые выделен только в 1825 году, но благодаря своей лёгкости и мягкости он сразу попал в поле зрения конструкторов и инженеров, в том числе занятых изобретением новых видов транспорта. Можно подумать, что алюминий пришел в автомобильную промышленность совсем недавно, в XXI веке, на волне борьбы за экологичность и удешевление производства. На самом деле всё ровно наоборот.

Первый удачный заход в авто алюминий совершил в 1899 году, когда на международной выставке в Берлине был показан спорткар производства Durkopp — весь корпус машины был сделан из легкого металла, выигрыш в массе позволил немного увеличить скорость и разгон. А уже в 1901 году гоночный автомобиль Mercedes 35 PS с алюминиевым двигателем внутреннего сгорания мощностью 35 л.с., построенный Карлом Бенцом, удачно дебютировал на гонках во Франции.

www.drive2.ru

Автомобили с Алюминиевым Кузовом Список – Машина из Пластика

Любопытно, что технология получения дешевого алюминия, была разработана в 1886 году, то есть, в тот год, когда Бенц запатентовал свой самодвижущийся экипаж. В его машине алюминия не было, но было множество медных и железных деталей. Представляете, какие резервы по уменьшению массы транспортного средства открылись перед конструкторами, когда алюминий все-таки нашел применение в автомобиле.

А произошло это в США в 1906 году. Компания  “Mormon” представила автомобиль с алюминиевым блоком цилиндров. Свое завоевание автомобилей легкий металл начал именно с двигателей. Острой необходимости его использования, какая возникла в авиации, в автомобилестроении не было.

Серьезный импульс отрасль получили только после Второй мировой войны. Памятен пример британской фирмы «Land Rover», начавшей выпуск вездеходов, на кузова которых пошла облицовка от бомбардировщиков. Разумеется, такой автомобиль мог появиться только при условии жесточайшего дефицита стали. По другую сторону Атлантики, где правительство лимитировало ее продажу, автомобильные компании выходили из положения, выпуская машины с деревянными кузовами.

Если в 1985 году в современном автомобиле применялось 60 кг алюминия, то сегодня эта цифра преодолела центнер. Вдобавок алюминий стали использовать для основы конструкции кузова. Да еще из него штампуют капоты, крылья и двери. Специалисты прогнозируют, что к 2020 году использование алюминия возрастет до 150 кг. Прежде всего это касается подвесок. Применение легкого металла в подвеске BMW позволило сократить массу узлов на 36%.

Впрочем, как мы видим, примеры использования алюминия, преимущественно на дорогих моделях. Где на общем фоне затрат не столь заметна доля расходов, связанных с применением альтернативной технологии. Очевидно, что прямой выгоды от этого материала, ждать не приходится. Вряд ли алюминий будет дешеветь столь же стремительно, как технология его применения, которая становится более простой и доступной. Хотя ведь Советский Союз выплавлял примерно два с половиной миллиона тон крылатого металла в год. Интересно, превзошла ли Audi, выпускающая автомобили с алюминиевым несущим кузовом, тираж выпущенных в нашей стране боевых машин, имеющих алюминиевые бронекорпуса.

Алюминизировать автомобиль пытались многие. Выдающийся французский автомобильный инженер Жак Альбер Грегуар в 1934 году выступил с новой конструкцией – несущим каркасом из алюминия. Эти наработки он использовал в серийном автомобильчике, который имел массу 750 кг.

Список автомобилей с оцинкованным кузовом. Технологии цинкования, плюсы и минусы каждой.

Но дело как-то не пошло. После войны Грегуар разработал для фирмы «Panard» небольшой автомобильчик Dina. Ее выпустили в очень небольших количествах.

Оставила свой след и итальянская фирма Карросири Туринг, выпускавшая в 30-х — 50-х годах дорогие спортивные автомобили с кузовами, на которых алюминиевые наружные панели крепились на стальном трубчатом каркасе. Позднее эту итальянскую технологию приобрел Aston Martin.

Сегодня и то и другое название, произнесенное применительно к автомобилю, заставляет трепетать сердца коллекционеров.

Кузов является одной из самых наиважнейших деталей автомобиля. В его основные качества в первую очередь должны входить безопасность, прочность, относительная при этом дешевизна, но в тоже время он должен быть оптимально удобным для всех пассажиров салона авто и отличаться стилем и дизайном. Согласитесь, что качества эти порой противоречивы, поэтому между производителями нет единого мнения, какой из кузовных материалов наиболее лучше подходит для производства.

Мы расскажем вам о современных кузовных материалах и рассмотрим их плюсы и минусы.

Стальной кузов

Стальной кузов может быть различной вариантности сплава, что дает совершенно непохожие свойства его разновидностям. Так, к примеру, отличной пластичностью обладает листовая сталь, она же и позволяет производить из себя наружные панели деталей кузова, которые порой могут иметь довольно необычную и сложную форму. Логично, что высокопрочные сорта обладают изрядной энергоемкостью и отличной прочностью, поэтому этот вид стали применяют в производстве силовых деталей кузова.

Выгодно еще и то, что за всю историю автомобилестроения производителям удалось упростить и отладить мастерство изготовления стальных кузовов, что делает их довольно недорогими.

Именно этот фактор сделал стальные кузова на сегодняшний день самыми популярными на автомобильном рынке.

При всех этих плюсах недостатки у стали все же имеются и существенные. Так, например, неудобно то, что стальные детали имеют не малый вес, а также подвержены коррозийным процессам, что вынуждает производителей использовать приемы оцинковки стальных деталей и параллельно искать альтернативные варианты кузовных материалов.

Алюминиевый кузов

Сегодня все чаще можно услышать об использовании в производстве кузовов для авто такого материала как алюминий. Этот металл, который в народе назвали «крылатым», не подвержен образованию ржавчины на деталях корпуса, а сам алюминиевый кузов при такой же прочности и жесткости весит в 2 раза меньше, чем его стальной собрат. Но и тут есть подводные камни.

При всех своих качествах у алюминия имеется весомый недостаток — это хорошая проводимость шума и вибрации.

Поэтому автопроизводителям приходиться усиливать кузов противошумовой изоляцией, что, в конечном счете, приводит к удорожанию машины, да и сам металл стоит дороже стали. Эти факторы способствуют тому, что ремонт кузова в последующем может потребовать использования специального оборудования.

В итоге, все это приводит к увеличению цены самого автомобиля. Полностью алюминиевый кузов могут позволить себе далеко не все производители, один из немногих — Audi. Но чаще всего приходится идти на компромисс и компоновать алюминиевые и стальные детали в одном кузове. Так, к примеру, в модели BMW пятой серии вся передняя часть кузовного корпуса изготовлена из алюминия и сварена со стальным каркасом.

Пластиковый кузов

Пластик не так давно считался в автомобилестроении наиболее перспективным кузовным материалом. Он легче даже вышеупомянутого алюминия, ему можно придать любую, даже вычурную и замысловатую форму, да и покраска его обходится намного дешевле, ведь провести ее можно уже на стадии производства, используя различные химические добавки.

Абсолютные "нержавейки". Машины белорусского рынка бэушек с кузовами не из стали

Ну и наконец, этот материал уж точно не знает, что такое коррозия. Но недостатков у пластика гораздо больше и они довольно значимые.

Так, свойства пластика меняются под влиянием различных температур — мороз делает пластик более хрупким, а жара размягчает этот материал.

По этим причинам и ряду других из пластика нельзя изготавливать те детали, на которые оказываются довольно высокие силовые нагрузки, ремонту некоторые пластиковые детали и вовсе не поддаются, и требуют полной своей замены. Именно это привело к тому, что на сегодняшний день из пластика изготавливают лишь навесы, бампера да крылья.

Композитный кузов

Еще одним видом материала для изготовления кузова являются композитные материалы. Это «гибридный» материал, получаемый из нескольких соединенных вместе. Такое производство делает композитный кузов оптимальным по качествам, так как в нем соединяется все лучшее от каждого компонента.

Кроме того, композитные материалы более долговечны, из них можно изготавливать самые крупные и сплошные детали, что, несомненно, упрощает само производство.

К композитным материалам относится, например, углеволокно, которое, кстати, используется в производстве чаще всего. Из углеволокна изготавливают остовы к кузовам для суперкаров.

К минусам данного материала можно отнести трудоемкость при его использовании в автомобилестроении. Иногда даже необходим ручной труд, что, конечно, в итоге сказывается на цене. Еще один недостаток — это практически невозможность восстановления деталей из углепластика после деформации при авариях. Все это способствует тому, что массово автомобили в углепластиковом кузове практически не выпускаются.

У каждого типа кузовов есть свои достоинства и недостатки. Тут уж все зависит от вкусов потребителей, то есть нас с вами.

Удачных вам приобретений и будьте аккуратны!

В статье использованы изображения с сайтов www.rul.ua, www.alu-cover.ru, www.tuning-ural.ruwww.torrentino.com

24 июня, Плехов Константин

Теги: Автомобили, История, Кузов, Ремонт

Алюминиевая деталь

Cтраница 2

На алюминиевые детали нанесено покрытие из химического никеля с содержанием 90 вес. Анодное растворение такого покрытия в растворе h3SO4 при плотности тока 20 А / дм2, проводившееся для определения его толщины, продолжалось до снятия покрытия 3 мин 10 с.  

Осветляют алюминиевые детали в растворе буры ( 50 г / л) с добавлением нашатырного спирта ( 5 мл / л), которым протирают поверхность детали, а после высыхания деталь протирают ветошью. Детали из силумина ( сплава алюминия с кремнием) зачищают, обезжиривают и помещают на 10 — 20 мин в раствор хромового ангидрида ( 100 г / л) и серной кислоты с удельным весом 1 84 ( 10 г / л), после чего деталь промывают и сушат.  

Почему алюминиевые детали нельзя паять обыкновенным оловянньш припоем.  

Склеивать алюминиевые детали необходимо под давлением 0 2 — 0 6 кГ / см2 при температуре в помещении 18 — 20 С. Оптимальной при холодном способе склеивания является выдержка под давлением в течение суток. Однако клеевое соединение приобретает достаточно высокую прочность уже после истечения 12 ч с момента его изготовления.  

На алюминиевые детали методом химического никелирования нанесено покрытие с содержанием 90 % ( мае. Анодное растворение такого покрытия в растворе h3SO4 при плотности тока 20 А / дм2, проводившееся для определения его толщины, продолжалось 3 мин 10 с. При растворении 15 % фосфора из покрытия окислялось до фосфита, остальная часть-до фосфата.  

Производство алюминиевых деталей методом кокильного литья и в литьевых машинах обеспечивает высокую производительность, точность и экономию металлов.  

Подготовку алюминиевых деталей под покрытие кристаллит ( обезжиривание, травление) производят обычным путем.  

Применение алюминиевых деталей, отлитых под давлением, позволяет создать тонкие и прочные стенки отливок. В этом случае при переходе от чугунных деталей к алюминиевым значительно уменьшается масса отливок. Толщипа стенок чугунных отливок в настоящее время доведена до 3 2 — 3 5 мм. В этом случае массы чугунных блок-картеров приближаются к алюминиевым.

Автомобили с алюминиевым кузовом

В конструкциях блок-картеров, особенно из алюминиевых сплавов, переходы от толстых стенок к тонким должны быть плавными.  

Из алюминиевых деталей сломавшиеся шпильки удаляют путем травления, для чего в теле шпильки высверливают отверстие, при этом надо остерегаться повреждения резьбы детали. В качестве катализатора применяют кусочки железной ( вязальной) проволоки, которые опускают в раствор кислоты, налитой в отверстие шпильки. Процесс продолжается несколько часов, до тех пор, пока металл шпильки не будет окончательно разрушен. После этого остатки кислоты удаляют, а отверстие промывают.  

Из алюминиевых деталей сломавшиеся шпильки удаляют путем травления, для чего в теле шпильки высверливают отверстие, при этом надо остерегаться повреждения резьбы детали. В качестве катализатора применяют кусочки железной ( вязальной) проволоки, которые опускают в раствор кислоты, напитой в отверстие шпильки. Процесс продолжается несколько часов, до тех пор, пока металл шпильки не будет окончательно разрушен. После этого остатки кислоты удаляют, а отверстие промывают.  

Сварку алюминиевых деталей из-за высокой жидкотекучести нагретого алюминия производят, устанавливая под завариваемыми трещинами стальные или графитовые подкладки.  

В алюминиевых деталях целесообразно заменять болты на шпильку и гайку. Сначала в корпусе устанавливают на клей шпильку, на которую будет надеваться деталь и крепиться гайкой. В этом случае износ соединения при сборке и разборке значительно уменьшается. Если позволяет конструкция, допускается восстанавливать резьбовое отверстие рассверливанием до ближайшего большего диаметра размерного ряда резьбы.  

При этом алюминиевые детали покрываются тонкой пленкой цинка ( 0 1 — 0 15 мкм), предохраняющей поверхность от окисления. Наиболее чпрочное сцепление с гальваническими покрытиями металлов достигается при нанесении более тонких, плотных и сплошных цинковых пленок. Снижение концентрации раствора приводит к образованию более толстых и менее плотных осадков.  

В практике алюминиевые детали обезжириваются ( перед анодированием) травлением в 5б — ном растворе NaOH. Для длительного хранения алюминиевых изделий их промывают 2 % — ным раствором смеси NaOH, Na2CO3 и жидкого стекла, применяющегося в качестве ингибитора.  

Страницы:      1    2    3    4

Статьи по теме:

  • КАК ЕЗДИТЬ ЗИМОЙ

    Климат у нас капризный. Вечером тихая погода, а уже через час природа преподносит нам сюрприз…

  • ИММОБИЛАЙЗЕР

    Принцип работы иммобилайзераЧто такое иммобилайзер в машине и для чего он нуженИммобилайзер - что это…

  • ПОЛУЗАВИСИМАЯ ПОДВЕСКА

    Технологии уже давно перестали стоять на месте. Ежегодно в мире автомобилей применяются новые решения в…

myavtoreviews.ru

Крылатый наступает: почему кузова машин будущего будут алюминиевыми и чем это чревато

Немного из истории

Использование алюминия в производстве кузова кажется столь соблазнительной и новой технологией, что забывается, что родом она из первой половины двадцатого века. Как конструктивный материал для авто его опробовали сразу, как только начали отказываться от дерева и кожи, причем именно с деревом он оказался настолько хорошо совместим, что на автомобилях Morgan подобная технология используется до сих пор. Вот только большинство компаний, которые в тридцатые годы успели изготовить немало автомобилей с широким использованием алюминиевых деталей, в дальнейшем от легкого металла отказались. И причиной стал не только дефицит этого материала в годы Второй мировой. Планам фантастов-футуристов о широком использовании алюминия в конструкции машин не суждено было сбыться. Во всяком случае, до нынешнего момента, когда что-то стало меняться.

Алюминий в металлической форме известен не так уж давно – его вывели только в конце XIX века, и он сразу стал цениться весьма высоко. И вовсе не из-за своей редкости, просто до открытия электролитического метода восстановления производство обходилось баснословно дорого, алюминий был дороже золота и платины. Недаром весы, подаренные Менделееву после открытия периодического закона, содержали немало алюминиевых деталей, на тот момент это был поистине королевский подарок. С 1855 по 1890 годы изготовили всего 200 тонн материала по методу Анри Этьена Сент-Клер Девиля, заключающемся в вытеснении алюминия металлическим натрием.

Уже к 1890 году цена упала в 30 раз, а к началу Первой мировой – более чем в сотню. А после тридцатых годов постоянно сохраняла примерный паритет с ценами на стальной прокат, будучи дороже в 3-4 раза. Дефицит тех или иных материалов периодически изменял это соотношение на небольшой срок, но тем не менее в среднем тонна алюминия всегда обходится минимум в три раза дороже обычной стали.

«Крылатым» алюминий называют за сочетание малой массы, прочности и доступности. Этот металл заметно легче стали, на кубометр приходится примерно 2 700 кг против 7 800 кг для типичных сортов стали. Но и прочность ниже, для распространенных сортов стали и алюминия разница примерно в полтора-два раза что по текучести, что по растяжению. Если о конкретных цифрах, то прочность алюминиевого сплава АМг3 – 120/230 Мпа, низкоуглеродистой стали марки 2C10 – 175/315, а вот высокопрочная сталь HC260BD – это уже 240/450 Мпа.

В итоге конструкции из алюминия имеют все шансы быть заметно легче, минимум на треть, но в отдельных случаях превосходство в массе деталей может быть больше, ведь алюминиевые детали имеют более высокую жесткость и заметно более технологичны в изготовлении. Для авиации это сущий подарок, ведь более прочные титановые сплавы куда дороже, и массовое производство попросту недоступно, а магниевые сплавы отличаются высокой коррозийной активностью и повышенной пожароопасностью.

Практика использования на земле

В массовом сознании алюминиевые кузова в основном ассоциируются с машинами марки Audi, хотя первая A8 в кузове D2 появилась лишь в 1994 году. Это была одна из первых крупносерийных цельноалюминиевых машин, хотя изрядная доля крылатого металла была фирменной «фишкой» таких марок, как Land Rover и Aston Martin на протяжении десятков лет, не говоря уже о уже упомянутом Morgan, с его алюминием на деревянном каркасе. Все же реклама творит чудеса.

В первую очередь в новой технологии изготовления кузова подчеркивалась низкая масса и стойкость алюминиевых кузовов к коррозии. Иногда упоминались и другие преимущества алюминиевых конструкций: например, особенные акустические свойства кузовов и пассивная безопасность конструкций из объемной штамповки и литья.

Список машин, в которых алюминиевые детали составляют не менее 60% массы кузова (не путать с полной массой машины), довольно велик. В первую очередь известны модели Audi, A2, A8, R8 и родственная R8 Lamborghini Gallardo. Менее очевидны Ferrari F430, F360, 612, последние поколения Jaguar XJ X350-X351, XJR, XF, XE и F-Pace. Ценители настоящих спортивных машин вспомнят Lotus Elise, а также соплатформенные Opel Speedster и Tesla Roadster. Особенно дотошные читатели припомнят Honda NSX, Spyker и даже Mercedes SLS.

Часто ошибочно к числу алюминиевых относят современные Land Rover, Range Rover, BMW последних серий и некоторые другие премиум-модели, но там общая доля алюминиевых деталей не так уж велика, а каркас кузова по-прежнему из сталей – обычных и высокой прочности. Цельноалюминиевых машин немного, и большая часть из них – это сравнительно малосерийные конструкции.

Но как же так? Почему при всех своих достоинствах алюминий не применяется максимально широко в строении кузова?

Казалось бы, можно выиграть на массе, а разница в цене материалов не так уж критична на фоне других составляющих стоимости дорогой машины. Тонна «крылатого» стоит сейчас 1 600 долларов – это не так уж много, особенно для премиальной машины. Всему есть объяснения. Правда, для понимания вопроса опять придется немного углубиться в прошлое.

Как алюминий проиграл пластику и стали

Восьмидесятые годы двадцатого века войдут в историю автомобилестроения как время, когда сформировались основные бренды на мировом рынке и создалось соотношение сил, которое мало изменилось и по сей день. Новой крови с тех пор добавили автомобильному рынку лишь китайские компании, в остальном же именно тогда появились основные тренды, классы и тенденции в автомобилестроении. Тогда же наметился перелом в использовании в конструкции машины альтернативных материалов, помимо стали и чугуна.

Благодарить за это стоит увеличившиеся ожидания по части долговечности машин, новые нормы по расходу топлива и пассивной безопасности. Ну и, традиционно, развитие технологий, которые все это позволили. Робкие попытки использовать алюминий в узлах, отвечающих за пассивную безопасность, быстро закончились внедрением лишь простейших элементов в виде брусьев для сминаемых зон и декоративных элементов, которые в общей массе кузова составляли несколько процентов.

А вот сражение за конструкции самого кузова было безнадежно проиграно на тот момент. Победу однозначно одержали производители пластика. Простая технология изготовления крупных деталей из пластика изменила дизайн автомобилей в восьмидесятые. Европейцы удивлялись технологичности и «продвинутости» Ford Sierra и VW Passat B3 с их развитым пластиковым обвесом. Формы и материалы радиаторных решеток, бамперов и других элементов со временем стали соответствовать пластиковым деталям – нечто подобное просто немыслимо изготовить из стали или алюминия.

Тем временем конструкция кузовов машин оставалась традиционно стальной. Задачу повышения прочности кузова и снижения массы выполнили переходом на более широкое использование сталей высокой прочности, их масса в составе кузова непрерывно увеличивалась, с нескольких процентов в конце семидесятых годов и до уверенных 20-40% к середине девяностых у передовых конструкций европейских марок и 10-15% у американских авто.

Проблемы с коррозией решили переходом на оцинкованный прокат и новые технологии окраски, которые позволили увеличить срок гарантии на кузов до 6-10 лет. Алюминий же остался не у дел, его содержание в массе машины даже уменьшилось по сравнению с 60-ми годами – сыграл роль нефтяной кризис, когда дороже стали энергоносители, а значит и сам металл. Где возможно, его заменил пластик, а где пластик не годился – снова сталь.

Алюминий наносит ответный удар

Проиграв битву за экстерьер, через десятилетие алюминий отыграл свое под капотом. В 90-е и 2000-е годы производители массово переходили на алюминиевые корпуса КПП и блоки цилиндров, а затем и детали подвески. Но это было только начало.

Падение цен на алюминий в девяностые годы удачно совпало с ужесточением требований к экономичности и экологичности машин. Помимо уже упомянутых крупных узлов, алюминий прописался во множестве деталей и агрегатов машины, особенно имеющих отношение к пассивной безопасности – кронштейнах рулевого управления, балках-усилителях, опорах моторов... Пригодилась и его природная хрупкость, и широкий диапазон изменения вязкости, и низкая масса.

Дальше – больше, алюминий стал появляться и в конструкции кузова. Про цельноалюминиевые Audi A8 я рассказывал подробно, но и на более простых машинах стали появляться внешние панели из легкого металла. В первую очередь это навесные панели, капот, передние крылья и двери на авто премиальных марок. Легкосплавными стали подрамники, брызговики и даже усилители. На современных BMW и Audi в передней части кузовов остался практически один алюминий и пластик. Единственное, где позиции стали пока незыблемы – это силовые конструкции.

Про минусы и коррозию

Алюминий – это всегда сложности со сваркой и крепежом. Для соединения со стальными элементами подходят только клепка, болты и склейка, для соединения с другими алюминиевыми деталями – еще сварка и шурупы. Немногие примеры конструкций с использованием легкосплавных несущих элементов проявили себя весьма капризными в эксплуатации и отменно неудобными в восстановлении.

Так, алюминиевые чашки передней подвески на машинах BMW и лонжероны до сих пор имеют сложности с электрохимической коррозией в местах стыков и проблемы с восстановлением соединений после повреждений кузова.

Что касается коррозии алюминия, то бороться с ней даже сложнее, чем с коррозией стали. При более высокой химической активности его стойкость к окислению объясняется в основном образованием защитной пленки окислов на поверхности. А этот способ самозащиты в условиях соединения деталей из кучи разных сплавов оказался бесполезен.

Сложности со сталью, которые могут изменить все

Пока алюминий захватывал новые территории, технологии производства стального проката не стояли на месте. Стоимость высокопрочных сталей снижалась, появились массовые стали горячей штамповки, антикоррозийная защита пусть и с пробуксовками, тоже улучшалась.

Но алюминий все же наступает, и причины этого понятны всем, кто знаком с процессом штамповки и сварки стальных деталей. Да, более прочные стали позволяют облегчить кузов машины и сделать его крепче и жестче. Обратная сторона медали – повышение стоимости самой стали, увеличение цены штамповки, рост цены сварки и сложности с ремонтом поврежденных деталей. Ничего не напоминает? Точно, это те самые проблемы, которые свойственны алюминиевым конструкциям от рождения. Только у высокопрочной стали и традиционные «железные» сложности с коррозией никуда не исчезают.

Еще один минус – сложности рециклинга. В век, когда вещи становятся одноразовыми, о переработке задумываются все чаще и чаще. И высоколегированные стали в этом отношении – плохой пример. Цена алюминия мало зависит от его марки, содержание в сплаве ценных присадок сравнительно невелико, а основные характеристики задаются содержанием кремния. При переплавке добавки хорошо извлекаются для дальнейшего использования. К тому же сравнительно мягкий металл хорошо перерабатывается.

А вот о высокопрочной стали подобного сказать нельзя. Пакет дорогих легирующих добавок при переработке неизбежно теряется. Более того, он загрязняет вторичное сырье и требует дополнительных расходов по его очистке. Цена на простые марки стали и высокопрочные различается в разы, и при повторном использовании железа вся эта разница будет утеряна.

Что дальше?

Судя по всему, нас ждет алюминиевое будущее. Как вы уже поняли, исходная стоимость сырья не играет сейчас такой роли, как технологичность и экологичность. Набирающее силу «зеленое» лобби способно влиять на популярность алюминиевых машин еще множеством способов, от удачного пиара до уменьшенного сбора на утилизацию. В итоге имидж премиальных брендов требует более широкого использования алюминия и популяризации технологий в массах, с максимальной выгодой для себя, разумеется.

Стальные конструкции остаются уделом дешевых производителей, но по мере удешевления алюминиевых технологий они, несомненно, тоже не устоят перед соблазном, тем более что теоретическое преимущество алюминия можно и даже нужно реализовать. Пока автопроизводители не пытаются форсировать этот переход – конструкции кузовов большинства машин содержат не больше 10-20% алюминия.

То есть «алюминиевое будущее» не придет ни завтра, ни послезавтра.

У традиционного стального кузовостроения впереди виднеется кузовостроительный тупик, избежать которого можно, только переломив тренды на всемерное упрочнение и облегчение конструкций.

Пока прогресс тормозит технологичность процессов сварки и наличие хорошо отлаженных производственных процессов, которые пока можно недорого адаптировать к новым маркам сталей. Увеличить ток сварки, ввести точный контроль параметров, увеличить усилия сжатия, ввести сварку в инертных средах… Пока такие методы помогают, сталь останется основным элементом конструкции. Перестраивать производство слишком дорого, глобальные изменения очень тяжелы для неповоротливого локомотива промышленности.

А что же стоимость владения автомобилем? Да, она растет, и будет расти дальше. Как мы уже неоднократно говорили, современный автопром развитых стран заточен под быстрое обновление автопарка и состоятельного покупателя с доступом к дешевым кредитам под 2-3% годовых. Про страны с реальной инфляцией 10-15% и зарплатами «среднего класса» в районе 1 000 долларов управленцы корпораций думают далеко не в первую очередь. Придется подстраиваться.

www.kolesa.ru

Алюминиевый кузов — хорошо или плохо? Ищем «плюсы» и «минусы» использования алюминия в автомобилестроении

Все мы, с раннего детства знаем, что такое алюминий, а также об основных его свойствах, ну например о том, что к нему не пристает магнит, он очень легкий и мягкий, а также не подвержен коррозии. Однако лишь немногие из нас знают о том, что из этого, казалось бы, мягкого и не прочного металла, изготавливают кузовные детали и даже целые кузова.

В этой статье я хочу поднять тему использования алюминия в изготовлении автомобильных кузовных деталей. Я постараюсь взвесить все "за" и "против" если таковые имеются, и перечислить преимущества и недостатки алюминиевых кузовов. Интересно? Тогда читайте дальше.

Предисловие...

Начну, пожалуй, с того, что чистый алюминий в автомобилестроении встречается крайне редко, чаще всего это сплавы с добавлением различных добавок, позволяющих улучшить свойства этого металла. Например, алюминиевый кузов автомобиля или отдельные его части производят из алюминия, в который добавлен магний, кремний или марганец. Такие добавки позволяют получить более прочный, но при этом такой же легкий и пластичный металл.

Алюминиевые детали производятся различными способами, в зависимости от ее назначения. Наиболее распространенные способы производства: ковка, литье, штамповка, а также экструзия. Самый популярный вид изготовления алюминиевых деталей — это конечно же, литье. При помощи этого метода отливают детали двигателя, различные корпусы, а также некоторые детали подвески.

Первопроходцем в "алюминиевом направлении" стала компания "Ауди", которая в 1994 году запустила серийное производство Audi A8, у которого кузов был полностью изготовлен из алюминия. В те времена это решение было революционным и хорошенько всколыхнуло мир автомобилестроения. Вес алюминиевого A8 составлял всего 231 кг. Впечатляет, не так ли?

Среди плюсов алюминиевого кузова можно выделить следующие моменты:

1. Прекрасное соотношение массы и прочности. Алюминий на 60% легче стали при равных размерах и объемах. Благодаря этому, кузовные детали получаются более легкие, отсюда меньшая масса и существенная экономия топлива, ну и естественно меньше вредных выбросов в атмосферу.

2. Алюминий не подвержен коррозии. Это свойство очень положительно сказывается на длительности "жизни" кузова и самого автомобиля. Однако не стоит полагать, что алюминий вовсе не стареет и не гниет, при определенных обстоятельствах и условиях алюминий также способен окисляться и разрушаться.

3. Алюминиевые детали прекрасно поддаются вторичной переработке. Легкость переплавки делает этот металл очень выгодным для автопроизводителей, поскольку позволяет использовать его по нескольку раз, а сам производственный процесс существенно упрощается.

4. Энергопоглощение. По сравнению со сталью, алюминий намного лучше поглощает и гасит вибрации, это также касается сильных ударов, которые алюминиевые детали поглощают на 50% лучше, не позволяя ей распространяться дальше. Этот фактор весьма важен для тех, кто ценит собственную безопасность, а также безопасность своих пассажиров.

5. Прочность и сопротивление торсионным нагрузкам. Алюминиевый кузов, как бы странно это не звучало, получается более жестким в плане скручивания, это придает автомобилю устойчивости, а также позволяет выполнять более "острые" маневры.

6. Низкая нагрузка на ходовую часть и неподрессоренные массы. Как не крути, а разница в весе положительно сказывается на износе шин, деталей ходовой части, а также придает автомобилю плавности во время движения.

7. Расход топлива. Как я уже говорил, меньшая масса предмета — это всегда меньше усилия для того, чтобы сдвинуть его с места. Поэтому алюминиевый кузов может стать причиной аномально низкого расхода топлива.

Казалось бы, "плюсов" столько ,что "минусов" просто нет... А — нет, как говорится, у медали всегда две стороны.

Из "минусов" можно выделить следующее:

1. Сложность производства. Алюминиевые детали требуют технологически сложных способов крепления (клепка, лазерная сварка, болтовые соединения), кроме того все они предусматривают наличие дорогостоящего оборудования и материалов.

2. Дорогостоящий и проблематичный ремонт. Сварка алюминиевых деталей предусматривает наличие либо лазера, либо аргонной сварки. Сам сварщик должен обладать огромным опытом сварки, поскольку именно от этого зависит исход всего ремонта и возможности или невозможности дальнейшего использования алюминиевой детали. Кроме прочих неприятностей, такие работы будут стоить в разы дороже по сравнению с аналогичными работами, но с использованием обычной сварки и стали.

3. Цена. Высокая стоимость алюминия по сравнению с обычной сталью так или иначе сказывается на конечной стоимости изделия. Авто с полностью алюминиевым кузовом может стоить в полтора-два раза дороже, чем аналогичное авто с полностью металлическим каркасом.

4. Конфигурация и формы деталей. Изготовление полностью алюминиевого кузова накладывает на производителя определенные обязанности. Например, для придания деталям прочности их приходится усиливать дополнительными ребрами жесткости или делать более объемными, в итоге конструкция может получиться не такой компактной и привлекательной как этого хотелось бы. В качестве примера и доказательства предлагаю обратить внимание на два велосипеда — полностью алюминиевый и полностью стальной. Рамы будут отличаться не только весом, но и диаметром трубок, использованных в их производстве.

5. Хорошая проводимость шума. В данном случае слово "хорошая" является недостатком, я думаю вы понимаете о чем я? Чем лучше металл проводит шум, тем больше его будет в салоне алюминиевого авто, думаю так понятнее? Такая особенность требует дополнительных слоев шумоизоляции, которая увеличивает вес автомобиля, а также стоит немалых денег. В итоге, такой автомобиль либо на конвейере получит хорошую "шумку" и вместе с тем получится более дорогим, либо будет поставляться "как есть", а все затраты на шумоизоляцию лягут на ваши плечи, и признаться потянут не мало денежных средств.

6. Ремонтопригодность. Алюминиевый кузов сложно ремонтировать, а желающих или проще сказать способных его выполнить не так уж и много, причина — алюминиевый кузов сложно ремонтировать! После удара или деформации алюминиевые детали и конструкции очень сложно восстановить, поскольку происходит нарушение структуры металла. По этой причине ремонт таких деталей или конструкций нередко просто невозможен или просто нерентабелен, и заканчивается полной заменой.

Как видите, такой, на первый взгляд, идеальный и безупречный материал имеет немало недостатков, о которых простые обыватели даже не подозревают. Наверное, именно по этой причине большинство из них так рьяно отстаивают свою точку зрения, доказывая, что алюминиевый кузов - это сущее добро и сплошной "плюс". Ну что ж, как говорится, каждому свое, надеюсь вы после прочтения данного материала не будете одним из таких "знатоков" и перед тем как купить автомобиль с алюминиевым кузовом, взвесите все положительные и отрицательные стороны этого непростого материала.

Текст: АвтоПульсар.

avtopulsar.ru

Алюминиевый кузов автомобиля: плюсы и минусы

Алюминий – это
материал, который отличается легкостью и прочностью. Именно поэтому его активно
применяют в отрасли машиностроения. Как и любой другой материал, он имеет свои
преимущества и недостатки.

Содержание статьи

Достоинства алюминиевого кузова

Основной плюс
этого металла касается соотношения его прочности к массе. Он легче на 60%,
благодаря чему происходит снижение массы транспортного средства. Также это
положительно влияет на расход топлива, что позволяет уменьшить финансовые
расходы.

Если углубиться
в его свойства, то можно сказать, что алюминий устойчив к коррозии, не
магнитится и отличается повышенной пластичностью. Еще одно преимущество кроется
в том, что его можно переплавлять и от этого качество не ухудшаются. Эти детали
позволяют оптимизировать рабочий процесс на производстве и позволяют инженерам
быстро работать над дизайном других частей автомобиля.

Также алюминий
отличается устойчивостью к вибрациям и ударам. Это обеспечивает комфорт при
передвижении на дороге и помогает справляться с неровностями трасс.

Недостатки применения алюминия

Главный минус
применения алюминиевых сплавов кроется в технической сложности соединения
различных деталей. Для этого требуется специальное оборудование и тщательный
контроль всех этапов сварки, так как в случае ошибки могут образоваться
трещины.

Таким образом
из этого выплывает следующий недостаток – высокая стоимость производства. На
покупку приборов необходимо потратить существенную сумму.

Третий минус –
это форма деталей. Для того, чтобы они были качественными, их делают толще,
это, в свою очередь, негативно влияет на комплектацию транспортного средства.

Не стоит
забывать, что алюминий пропускает все шумы. Для предотвращения попадания лишних
звуков в салон необходимо выделять средства на дополнительный слой
изоляционного материала.

Также алюминий
тяжело поддается ремонтным работам. При ударе его форма меняется, что может
привести к покупке новой детали, а это весьма дорогостоящая процедура.

При выборе
алюминиевого кузова стоит учитывать не только его преимущества, но и
недостатки. Это поможет сделать правильное решение и выгодно вложить денежные
средства.

avtonov.info

Алюминий в автомобиле: хорошо или плохо?

Алюминий — легкий и прочный металл, который в чистом виде в природе не встречается. Впервые его получил физик Ханс Кристиан Эрстед в 1824 году. При помощи электролиза ученый выделил чистейший алюминий из горной породы под названием боксит. И в наше время процесс добывания «крылатого» металла проходит по той же технологии, только уже в промышленных масштабах.

Чистого нет

В сыром виде алюминий практически не используется. Чтобы что-то из него изготовить, характеристики основы приходится улучшать смешиванием с различного рода добавками. К примеру, для производства автомобильных деталей (части кузова, двигателя, литые диски и т.д.) чистый металл сплавляют с магнием, марганцем или кремнием, а в результате получают материал с более прочной и податливой к обработке структурой.

В автомобильном «алюминиевом» производстве применяют несколько методов: литье, ковка, штамповка, экструзия, порошковая металлургия, формование... Самая популярная технология — литье. Так изготавливают блоки двигателей, корпусы коробок передач, коллекторы, детали подвески

В автомобилестроении алюминий стали использовать еще с конца позапрошлого века: в 1899 году на выставке в Берлине показали концептуальный автомобиль Durkopp с облегченными кузовными панелями. А спустя всего три года ныне всем известный Карл Бенц представил первый двигатель из «крылатого» металла для участия в автогонках.

Если же говорить о первом серийном автомобиле с полностью алюминиевым кузовом, то им стал Audi A8 1994 года выпуска: из легкого металла у него сделаны как несущий каркас, так и внешние панели. Сегодня же алюминий используют практически все автопроизводители. Правда, для того чтобы не взвинчивать цены, зачастую алюминий применяют лишь для отдельных частей кузова или деталей ходовой части.

Масса первого серийного алюминиевого кузова Audi A8 1994 года — всего 231 килограмм (для сравнения: похожий кузов из стали весил бы в два раза больше). При производстве использовано почти 2000 заклепок, 650 винтов, 200 точек сварки, а также более 40 метров клеевых соединений

Впрочем, объемы применения алюминия в автомобильной промышленности с каждым годом растут: если верить оценке экспертов, то в настоящий момент на нее приходится почти треть потребления всего производимого в мире серебристого металла. Так чем же он так хорош, помимо легкости?

Во время загрузки произошла ошибка.

Светлая сторона

Основной плюс алюминия — соотношение его прочности к массе. В сравнении с классической сталью, он в среднем на 60% легче, что позволяет существенно снизить массу автомобиля, а также расход топлива и вредные выбросы.

Если же копать глубже, то алюминий почти не ржавеет, не магнитится, а из-за хорошей пластичности легко обрабатывается давлением. Плюс процесс вторичной переработки «крылатого» металла прост: он может быть переплавлен раз за разом без потерь в свойствах. Эти нюансы не только упрощают, но и ускоряют производственные процессы, а также дают возможность инженерам постоянно экспериментировать со структурой металла, с различными видами и формами автомобильных деталей.

Алюминий сплавляется практически со всеми металлами, что позволяет постоянно колдовать над увеличением его прочности, не ухудшая базовых характеристик

Что касается так называемых эксплуатационных преимуществ, которые можно прочувствовать, то «крылатый» металл по сравнению с той же сталью обладает отличной поглощаемостью вибраций и ударов: он «гасит» на 50% больше энергии и препятствует их дальнейшему распространению. А это не только комфорт при движении по неровностям, но и безопасность пассажиров при ДТП.

На управляемость машины алюминиевый скелет тоже влияет положительно, поскольку металл обладает высоким сопротивлением к торсионным нагрузкам. Такой кузов получается более жестким на скручивание, что добавляет машине устойчивости в поворотах и отзывчивости при рулежке. Вдобавок сделанные из алюминия детали подвески сокращают неподрессоренные массы автомобиля, что улучшает его плавность хода. Вроде бы идеальный материал...

Темная сторона

У алюминия есть ряд серьезных недостатков. Во-первых — производственный. Детали из алюминиевых сплавов технически сложно скрепляются друг с другом: требуются изощренные способы (лазерная сварка, клепка, склейка, болтовые соединения), а также узко-специализированное оборудование. К примеру, сварка алюминиевых элементов возможна только лазерным способом или же в среде инертного газа (например, аргона). При этом еще необходимо четко контролировать сварочный процесс, поскольку алюминий весьма капризный металл: в местах соединения могут образовываться трещины.

Все эти сложности приводят ко второму недостатку — дороговизне производственного процесса. Сырье, сложное оборудование, квалифицированный персонал... На это все нужно выделять немалое количество времени и средств, что увеличивает себестоимость серийной машины.

Третье — формы и размеры элементов. Чтобы изготовить, к примеру, алюминиевый кузов, который сравним или превосходит по прочности стальной, его конструкцию приходится делать «пухлой». Хороший пример — велосипедная рама: из стали она тонкая, а из алюминия толстая. Вот и некоторые элементы кузова автомобиля получаются пышными, из-за чего уменьшается полезное пространство внутри машины и ухудшается общая обзорность для водителя и пассажира (широкие передние, центральные и задние стойки). Вдобавок к этому, «крылатый» металл хорошо проводит шум, который приходится гасить дополнительными слоями изоляционного материала, увеличивая опять же расходы на производство машины.

Обратите внимание на «пухлый» профиль с толстыми стенками, который выполняет роль усилителя конструкции кузова

А еще алюминий сложно ремонтировать. При ударе и деформации структура металла нарушается. Именно поэтому почти всегда ремонт заканчивается заменой детали целиком. И лишь в некоторых случаях поврежденный элемент можно восстановить (причем весьма дорого), заменив деформированный участок заплаткой и усиливающими вкладышами.

Интересные случаи применения алюминия

Вот так работает трехслойная защита днища Tesla Model S при попадании бетонного блока под машину

Днище электромобиля Tesla Model S защищено тройной обороной из металлических листов, ограждающих батарею от внешнего воздействия. Сначала идет слой из полого алюминия, необходимый для отражения различных объектов, попадающих под машину. Дальше — усиливающая титановая пластина, а на последнем рубеже — цельный восьмимиллиметровый алюминиевый брус для дополнительной прочности.

Знали ли вы, что две третьих массы гоночного болида Формулы-1 — алюминий? К примеру, монокок выполнен из композита, который делается из двух слоев углеволокна и алюминиевых сот. Такая структура позволяет добиться большого запаса прочности при крайне малой массе конструкции.

Из последних инноваций, в которых участвует «крылатый» металл, отметим и так называемые алюминий-воздушные батареи, которые в будущем позволят проезжать электромобилям до 1500 км без подзарядки. Суть идеи в том, что «крылатый» металл в таком аккумуляторе является, по сути, «топливом» — электричество получается в ходе окисления алюминиевых пластин. То есть вместо заправки нефтяным топливом владельцам таких машин придется регулярно менять батареи.

auto.mail.ru

Броня, капот и пол или о пользе алюминия. часть 1. — УАЗ 31514, 3.2 л., 1994 года на DRIVE2

Тоска и печаль отражается на лице любого автовладельца при виде даже самой мелкой царапины на боку его любимца. А что делать, если царапины и вмятины просто неизбежны, если они и есть жизнь автомобиля – продирается ли он через густой подлесок или болоту.
Много копий сломано по этому поводу ну а мы выбрали алюминий.

130 кг

Алюминиевый лист на капоте дает следующие возможности:
1. Капот выдерживает 1-2 стоящих человека на нем. Это имеет большое значение, когда нужно укладывать или снимать вещи с багажника, в том случае если машина застряла в грязи или в воде. Сидя на капоте штурман видит и регулирует движение автомобиля, например в высокой траве.
2. Не портиться лако-красочное покрытие автомобиля при хождении по нему.
3. Улучшает внешний вид внедорожника, придает ему агрессивность.
4. Очень часто на различных соревнованиях – удобно, высоко на нем стоять, этакая трибуна
У многих автомобилей борта закрыты пластиком, что не может быть пригодным для «лесных» машин (слишком хрупко). Именно поэтому, мы использовали алюминий. Алюминиевые борта выполнятся на разную высоту от порога автомобиля. Чем выше, тем лучше.
Данный вид апгрейда дает следующие возможности:

1. Защита лако-красочного покрытия. При движении в лесу различные ветки деревьев царапают об борт автомобиля, оставляя царапины на лако-красном покрытии. Данный апгрейд – решает эту проблему.
2. Усиление элементов кузова, придает ему больше жесткости. Это имеет значение при движении в лесу, так как часто бывает неожиданные столкновения с деревьями т.д., а так же опрокидывание автомобиля на бок.
3. Антикоррозионные свойства. Нижние элементы кузова автомобиля подвержены коррозии больше всего. Алюминий защищает кузов от грязи, пыли, воды и соли зимой.
4. Реализация: при помощи шаблонов изготавливаются детали из рифленого алюминия. Детали приклепываются к кузову через резино-битумную мастику. На обшивку одной стороны автомобиля уходит один день и пару сотен заклепок.

Технически осуществляется это не сложно: вырезается лист рифленого алюминия по заданным размерам (правда резать надо по трафарету сколько листов перепортили просто ужас) и приклепывается к кузову (некоторые элементы необходимо сваривать) с резино-битумной прослойкой. Резино-битумная обязательна, так как уменьшает коррозию. А лист мы выбрали и рисунком «диамант», но это дело вкуса.

Всем добра и удачи.

www.drive2.ru


Смотрите также



© 2009-: Каталог автоинструкторов России.
Карта сайта, XML.