Изготовление пространственных рам

Записаться

Прочность, легкость, жесткость на кручение – все эти слова должны быть обязательно созвучны с любой пространственной рамой и каркасами безопасности. Автоспорт очень требователен к безопасности пилотов и зрителей. В каждом виде гонок существует огромное количество ограничений и требований, за невыполнение которых команду могут не выпустить на трек или совсем дисквалифицировать. Поэтому, возвращаясь к теме изготовления каркасов и рам, при производстве, установке и эксплуатации нужно четко соблюдать технический регламент. Вся эта замысловатая конструкция предотвращает серьезные деформации кузова при столкновении или перевороте. Естественно, помимо сохранения жизни экипажа эта пространственная рама используется для продольного усиления жесткости кузова. И тут стоит сказать, что жесткость на скручивание это одна из важных составляющих управляемости и надежности спортивного автомобиля. Чем хуже обстоят дела с жесткостью, тем хуже реакция автомобиля на поворот, более податливый металл, особенно в зонах крепления рычагов подвески, ухудшает работу передней и задней оси, металл быстрее накапливает усталость, что еще больше усугубляет ситуацию.

Каркас безопасности Toyota Altezza

Конечно же, для каждого класса автомобилей существуют свои требования, которые описаны в документации Российской Автомобильной Федерации, а также Международной Автомобильной Федерации (Ст.253 приложения J MCK FIA).Там представлены варианты конфигураций каркасов безопасности, указаны точные размеры и места крепления. Вообще, сложность конструкции может серьезно изменяться, начиная от бугеля-арки, которая проходит над головами экипажа и заканчивая объединенной силовой конструкцией, которая связывает в себе чашки задней и передней подвески, сложные сплетения труб клетки безопасности салона и пороги с боковинами, с применением усилений с помощью триангуляции. Материал, из которого изготавливается каркас определен, как холоднотянутая бесшовная труба из углеродистой нелегированной стали с содержанием углерода не более 0,3% и содержанием присадок: не более 1,7% для марганца и 0,6% для других элементов. Описаны варианты модификаций каркаса и указан срок эксплуатации каркаса, который составляет 10 лет. При прохождении осмотра техническим делегатом РАФ срок может быть продлен на 5 лет.

Каркасы бывают двух типов:
-Сборные (болтовые), в которых все трубы закреплены между собой болтами. Клетка безопасности обычно прикреплена к боковой стойке и полу (порогу).
-Сваренные каркасы, зачастую имеют более сложную форму, которая полностью завязывается с силовой структурой кузова.

Изготовление каркаса безопасности Toyota Altezza

Сколько будет весить каркас безопасности?

Борьба за результат очень часто вносит корректировки в весовую составляющую любого автомобиля, в спорте важен каждый грамм. Однако, каркас – это та вещь, которая является необходимой, и тут уже хочешь не хочешь килограмм 30-40, а то и 50 в весе машина прибавит. Конечно же, цифры для каждого класса и автомобиля будут индивидуальными, но учесть увеличение веса стоит.

Омологированный каркас – по факту, это сертификация и проверка каркаса на выполнение требований, которые выдвигает FIA (международная автомобильная федерация), данная процедура должна выполняться, если производитель отходит от предписанных требований и вносит свои корректировки в конструкцию. Для получения сертификата потребуется проведение испытаний (статической нагрузкой) или представление численного расчета прочности.

Основные составляющие каркаса безопасности Mitsubishi Lancer

Основные составляющие каркаса:

Часть из них показана на картинке выше:
B-bar - главная дуга в средней части
A-post gusset – вставка, которая соединяет каркас и переднюю стойку кузова: Вставка приваривается вдоль трубы каркаса и приваривается к передней стойке кузова.
Dash bar – это труба, расположенная поперечно,  зачастую располагающаяся под панелью приборов: Она служит для увеличения жесткости и прочности при боковых ударах. 
Door X bars – Как видно из названия, они имеют Х-образный вид, и призваны усиливать дверной проем, а также защищать при боковых ударах. 
Front cross –  Пересечение труб, которое находится в передней части, и улучшает жесткость в поперечном направлении.
Hoop to A-pillar tube – труба, которая усиливает заднюю стойку и крышу: Служит для поддержки дуги на уровне крыши. 
Hoop cross – то, что должно находиться непосредственно за сиденьями, причем, согласно требованиям этот элемент должен быть вертикален, он образует Х-образную растяжку средней стойки: Обеспечивает прочность и жесткость каркаса при опрокидывании на крышу. Аналогом является Tunnel brace – кронштейн крепления каркаса с туннелем: Обеспечивает защиту от боковых ударов и поддержку основной дуги в случае переворота на крышу автомобиля. Уменьшает нагрузку на каркас распределяя ее на кузов.
Lower rear stay – гипотенуза треугольника, которая обеспечивает жесткость задней части кузова и представляет собой растяжку от основания средней дуги до задней части кузова.
Mid rear stay – растяжки от средней дуги до задней части кузова: Добавляет прочность задней части каркаса, обеспечивает защиту от боковых ударов. Rear strut brace – находится сзади между стойками и обеспечивает большую жесткость кузова, одновременно с этим распределяя нагрузку от подвески на основания каркаса, часто используется для крепления ремней безопасности. Аналогом такого расположения является Rear X, которая чуть лучше обычной диагональной растяжки, но при этом тяжелее. 
Roof cross или roof "V" – опять же, следуя из названия, это крест на крыше или трубы сваренные V-образно у задней дуги. Отвечают за безопасность людей при опрокидывании. Упрощенной версией будет являться Single roof diagonal – диагональный усилитель крыши, обеспечивающий меньшую прочность и жесткость каркаса по сравнению с Х-образным вариантом. 
Screen pillar support – Если автомобиль имеет большой наклон лобового стекла, то поддержка трубы над лобовым стеклом ему необходима.
Seat harness tubes – труба для крепления ремней безопасности: Обеспечивает меньшую длину ремней безопасности и служит для них опорой. Задает оптимальные углы при натяжении ремней. 
Triangulation tubes to front struts – треугольник из труб спереди каркаса: Обеспечивает распределение нагрузки от подвески на каркас безопасности (уменьшая нагрузку на кузов в целом). Обеспечивают защиту ног водителя и штурмана. Также обеспечивает защиту от боковых ударов и передает нагрузку на дуги каркаса. 

Hoop Cross X

Каркас безопасности в Mitsubishi Lancer

Причем, каркас может не иметь какой-либо части или иметь дополнительные усиления и модификации. Специалисты ShedSkill готовы дать необходимые консультации для каждого автомобиля индивидуально!