Из чего делают кузова автомобилей

К кузову современной машины предъявляется множество требований. Он должен быть красивым, универсальным, прочным, эргономичным, недорогим, безопасным… Чтобы выполнить все эти подчас противоречивые условия, автопроизводителям помимо всего прочего приходится принимать во внимание особенности различных материалов.

Стальной кузов

Сейчас кузова автомобилей в основном делают из стали. В зависимости от химического состава она может значительно менять свои свойства. Даже обычная листовая сталь достаточно прочна и при этом весьма пластична. Что и требуется для изготовления внешних штампованных панелей кузова, которые у современных машин подчас весьма сложной формы.

Нередко в несущих конструкциях автомобилей применяется высокопрочная сталь. Как правило, из нее выполняют наиболее, скажем так, ответственные части корпуса, которые принимают на себя нагрузки от двигателя, трансмиссии, ходовой части, а также энергию удара в случае аварии. Высокопрочные стали позволяют без ущерба для надежности сделать эти детали тоньше и легче. Неудивительно, что у некоторых моделей (в частности, у последнего поколения «Мазда 6») на такую сталь приходится до 50% всей массы кузова.

Технология производства стальных кузовов проста и давно отлажена. К тому же их части легко соединяются, например, различными способами сварки. К тому же сталь стоит дешевле других материалов. Поэтому сделанный из нее кузов получается недорогим в изготовлении, да и в эксплуатации тоже. Ведь в случае повреждения стальные детали легко ремонтируются. Наконец, когда автомобиль отслужит свое, такой кузов нетрудно утилизировать. Однако есть у стали и недостатки – она достаточно тяжелая и неважно сопротивляется ржавчине. Поэтому автопроизводители экспериментируют с альтернативными кузовными материалами.

Алюминиевый кузов

«Крылатый» металл находит все большее применение в изготовлении кузовов (обычно в виде сплава с примесями других элементов). Алюминий существенно легче стали. Полностью сделанный из него кузов весит в среднем в два раза меньше стандартного стального, отнюдь не уступая ему в жесткости и прочности. Помимо этого, алюминий намного долговечнее — ржавчина ему фактически не страшна.

Однако данный материал стоит дороже и для сварки деталей из него нужно спецоборудование. Фактически для изготовления алюминиевых кузовов надо менять всю технологию их сборки, а для обслуживания и ремонта — модернизировать сервисные станции. Вдобавок алюминий сильнее пропускает шум и вибрацию, поэтому звукоизоляцию салона автомобиля приходится дополнительно усиливать. Из-за всего этого цена автомобиля значительно увеличивается. Поэтому производить автомобили с полностью алюминиевым кузовом могут позволить себе лишь немногие производители престижных моделей (характерный пример — представительский седан «А8» от компании «Audi»).

Однако многие фирмы нашли золотую середину: они делают машины, у которых из «крылатого» металла изготовлены лишь отдельные элементы кузова, к примеру, капот или крылья. Эти детали производят отдельно и монтируют на стальной каркас. Порой к нему присоединяют крупные части вроде целого передка, целиком выполненного из алюминия (в частности, так поступили создатели BMW 5-й серии Е60). Правда, при этом приходится обрабатыватъ панели специальным составом, который предотвращает коррозию на стыке алюминиевых и стальных деталей.

Пластиковый кузов

Во второй половине ХХ века этот материал считался очень перспективным. Детали из него получались даже легче алюминиевых, что сулило значительное снижение массы кузова. Кроме того, пластику легко придать любую, самую вычурную форму, и вдобавок он не требует лакокрасочного покрытия, поскольку при помощи специальных добавок в его состав можно получить материал практически тобою колера. Наконец, пластик вообще не подвержен коррозии, а значит, очень долговечен. Да и технология производства таких кузовов довольно проста.

Однако данные плюсы перечеркиваются несколькими минусами. На свойства пластика сильно воздействует температура воздуха -некоторые его виды при минусовой температуре становятся очень хрупкими, а в жару чрезмерно мягкими. Производство пластмасс неэкологично, а их переработка требует специальной технологии и оборудования.Также, данный материал не подходит для изготовления деталей, которые должны выдерживать высокие нагрузки. А в случае повреждения пластиковые панели, как правило, нужно менять – их ремонт дорог, а иногда вообще невозможен. Со временем технологам удалось решить некоторые из этих проблем, но лишь отчасти. Поэтому сейчас из пластика делают, главным образом, лишь навесные элементы кузова – бамперы, молдинги, реже – крылья.

Кузов из композитных материалов

Такие материалы имеют в своем составе два или более компонента, соединенных в одно целое. Например, многие композиты получают спеканием отдельных частиц, склеиванием слоев разных материалов или армированием одного элемента волокнами другого. В результате получившийся «гибрид» сочетает в себе наилучшие свойства входящих в него материалов. Характерный пример –стеклопластик. В нем роль «скелета» выполняет стекловолокно, в то время как эпоксидная смола придает детали необходимую форму.Изделия из композитов весьма долговечны, привлекательны внешне (частенько их даже не окрашивают), к тому же из них можно изготавливать крупные неразъемные модули.

Однако, несмотря на невысокую стоимость стеклопластика, в современных автомобилях чаще используется еще более легкое, жесткое и прочное углеволокно. К примеру, основа многих суперкаров – это композитный монокок, воспринимающий все нагрузки. То есть кузов таких машин состоит, по сути, из одной главной детали, к которой крепятся все остальные элементы. Правда, углеволокно обходится достаточно дорого, и кузова из него очень трудоемки в производстве (часто они требуют ручного труда). Кроме того, поврежденные композитные детали иногда не подлежат восстановлению. Поэтому на «гражданских» моделях подобные кузова практически не применяются. Их можно встретить преимущественно на суперкарах вроде знаменитого «Ferrari Enzo», создатели которых борются с каждым лишним граммом веса машины и вдобавок должны обеспечить безопасность пилота в случае аварии на высоких скоростях.

В других моделях из углеволокна выполняются отдельные наиболее значимые панели кузова. Например, у «ВМW МЗ» из этого материала сделана крыша. С одной стороны, композит придает ей необходимую прочность и жесткость, а с другой – значительно облегчает кузов и понижает центр тяжести машины.

Оригинальный подход к созданию кузова также демонстрируют американские конструкторы. К примеру, «скелет» известного суперкара «Corvette» уже белое 50 лет состоит из металлической пространственной рамы с закрепленными на ней панелями из композитных материалов.

Какой металл используется при сборке и ремонте машин?

При производстве автомобилей могут использоваться разные виды металлов, полимеров. Они применяются при изготовлении кузова, отдельных запчастей. Каждый производитель использует разный материал. Это особенно заметно при сравнении автомобилей отечественных и зарубежных марок. Если знать, из какого металла изготовлена машина, можно самостоятельно провести ремонт кузова при появлении коррозии или после ДТП.

Автомобиль

Особенности автомобилестроения в России

Российская автомобильная промышленность считается важной отраслью экономики России. На 2017 год Россия занимала 15 место среди всех стран мира по количеству производимых транспортных средств. К 2019 году количество отечественных автомобилей достигло 15% от общего производства.

Общее количество автомобилей, которые идут на импорт, составляет 48%. Этот показатель зависит от выпускаемых моделей, занимаемого сегмента.

Легковые автомобили

По количеству произведенных легковых автомобилей среди Европейских стран Россия занимает второе место. На первом находится Германия. Если брать официальные данные из статистики OICA, Российские автомобильные производители за 2013 год выпустили 1 919 636 легковых автомобилей. При этом общее количество машин, которые произвели страны Евросоюза за этот же год, составило 11 341 479. В период с 2001 по 2008 год Россия задействовала заводы, которые могли обеспечить производство 422 920 легковых автомобилей в год.

Старинный легковой автомобиль (Фото: Instagram / givievechy)

Грузовые авто и спецтехника

Россия удерживает второе место по производству грузовых автомобилей, спецтехники. Первое место занимает Германия. Узнать точную статистику невозможно, поскольку с 2010 данные OICA относительно грузовиков были закрыты.

Основные заводы по производству спецтехники, грузовых авто вводились в несколько этапов:

1. с 1991 по 1999 год;
2. с 2001 по 2008 годы;
3. с 2005 по 2007 (задействовались самые мощные производства).

Если сравнивать статистику выпускаемых грузовиков в 2016 и 2017 году, в 2017 производство увеличилось на 50,4%.

Автобусы

Россия — абсолютный лидер в производстве автобусов. По статистике OICA, за 2013 год было произведено и запущено в эксплуатацию 23 107 тяжелых автобусов. При этом все страны Евросоюза за тот же промежуток времени смогли выпустить только 12 460 машин подобного типа.

Основные заводы были введены с 2001 по 2008 год.

Автобусы (Фото: Instagram / cifratv23)

Популярные предприятия автомобилестроения в России и СССР

Компании, которые внесли наибольший вклад в развитие автомобилестроения:

1. АвтоВАЗ — Волжский автомобильный завод. Был основан в 1966 году. Сейчас около 20% всех автомобилей России изготовлено именно этой компанией.
2. КамАз — Камский автомобильный завод. Считается лучшим производителем грузовых машин в России.
3. УАЗ — Ульяновский автомобильный завод. Основан в 1941 году. Последние годы компания модернизировала оборудование для производства автомобилей, повысила продажи.
4. ГАЗ — Горьковский автозавод. Самый старый автомобильный производитель в России. Компания основана в 1932 году. Родословная начинается от легендарных представителей компании Ford.

Менее известные производители — ЛиАЗ, ПАЗ, ГолАЗ, БАЗ.

Какой материал используют при изготовлении авто?

Для изготовления корпусов, основных деталей для авто могут применяться разные материалы (титан, углеволокно, золото и т. д.), но наиболее популярным считается алюминий, сталь и пластик.

Слитки золота (Фото: Instagram / gold_officiel)

Сталь

Среди всех видов автомобильного металла самым популярным считается низкоуглеродистая листовая сталь. Подходящая толщина листов — от 0,65 до 2 мм.

Преимущества стали для сборки кузовов авто:

1. Высокая прочность, жесткость.
2. Низкая цена.
3. Простота ремонта.

Поскольку технология давно отработана, большинство технологических операций может выполняться роботами.

1. Большая масса готовых изделий.
2. Маленький срок службы.
3. Необходимость делать большое количество штампов.

Чтобы стальные поверхности не покрывались ржавчиной, их нужно покрыть специальным антикоррозийным составом.

Кузов автомобиля изготавливается в несколько этапов. Изначально из стальных листов разной толщины производятся отдельные детали. Затем они свариваются для получения крупных узлов. Последний этап сборки — соединение отдельных частей в единую конструкцию.

Листы стали (Фото: Instagram / absolut_metall35)

Алюминий

Сплавы алюминия начали применять в автомобилестроении совсем недавно. Материал подходит для изготовления всего корпуса или его отдельных частей.

Чаще детали из алюминия и стали комбинируются между собой для достижения оптимальной массы авто. Сборка корпуса из алюминиевых деталей практически не отличается от работы со сталью. Исключением является сварка отдельных частей. Она проводится в аргоновой среде. Отдельные детали фиксируются заклепками.

1. Алюминиевые сплавы легче и прочнее стали.
2. Поврежденные детали можно легко переработать.
3. Готовые изделия невосприимчивы к образованию ржавчины.
4. Деталям можно придать любую форму.

1. Для работы с деталями из алюминиевых сплавов нужно использовать специальное оборудование.
2. Чтобы сделать качественное соединение деталей, нужно задействовать дорогое оборудование.
3. Детали плохо поддаются ремонту.

Алюминий (Фото: Instagram / tipichnyiizolirovshchik)

Полимеры

Поскольку металл утяжеляет конструкцию большинство производителей при изготовлении кузова используют полимеры. На автомобилях из пластика легко выжать максимальную мощность, достичь наибольшей скорости

При изготовлении применяются разные виды полимеров:

1. АБС-пластик.
2. Полипропилен.
3. Стеклопластик.
4. Полиуретан.
5. Поливинилхлорид.
6. Полиамид.
7. Полиэтилен.
8. Поликарбонат.
9. Полиакрилат.

Чаще применяется стеклопластик. Его преимущества:

• малый вес;
• высокая прочность;
• простота изготовления деталей различной формы.

1. Продолжительное время производства деталей.
2. Сложность ремонта при повреждениях.
3. Высокая цена на наполнители.

Пластик дешевле других материалов.

Автомобиль из стеклопластика (Фото: Instagram / la_design_workshop)

Характеристики материала

При выборе материала для сборки корпуса авто производители учитывают несколько параметров:

• жесткость, прочность;
• ударостойкость, прочность на изгиб;
• допустимую температуру эксплуатации;
• устойчивость к воздействию влаги, ультрафиолета, химических веществ;
• массу, звукоизоляцию;
• показатель теплопроводности.

Характеристики должны указываться в техническом паспорте.

Как происходит сборка автомобиля?

Процесс сборки автомобилей полностью автоматизирован и состоит из нескольких этапов:

1. Подготовка проекта нового авто.
2. Придумывание дизайна.
3. Разработка основных частей машины, их испытание.
4. Производство основных деталей.
5. Сборка корпуса, начинки авто.

Сборка автомобиля (Фото: Instagram / akopov_m)

Способы обработки металла в автомобилестроении

В автомобилестроении используются разные технологии обработки металлов:

• сверление;
• точение;
• фрезерование;
• резка;
• шлифование;
• протягивание.
• сварка;
• клепание;
• покраска.

Менее популярные технологические операции — долбление, строгание.

Как провести кузовной ремонт?

Если кузов у автомобиля изготовлен из стали, его можно ремонтировать самостоятельно. Для этого не нужно учиться автомобилестроению. Достаточно уметь обращаться с инструментом, знать технологии производства машин в теории.

Ремонт кузова (Фото: Instagram / skr53b)

Выбор материала

Для ремонта кузова нужно купить лист низкоуглеродистой стали. Для этого можно посетить строительный рынок или авторазборку. При втором варианте можно найти целую деталь для замены по низкой цене.

Оборудование

Для проведения работ понадобится болгарка, аргоновый резак, сварочный аппарат, ножницы по металлу, оснастка для электроинструмента. Чтобы скрыть повреждение полностью, нужна грунтовка, шпатлевка, краска, кисти, пульверизатор, антикоррозийный состав. Если до места повреждения сложно добраться понадобится домкрат или яма.

Для производства машин используется металл, который соответствуют определенным требованиям. Последнее время пластик постепенно вытесняет сталь, сплавы на основе алюминия, но производство автомобилей из металла продолжается.

https://carwow.ru/iz-chego-delajut-kuzova-avtomobilej/
https://metalloy.ru/izdeliya/avtomobili