Почему автомобили с несущим кузовом никогда не вытеснят рамные

Предтечи

К тому времени у многих марок стали появляться массовые модели, производство которых стремились удешевить и упростить в числе прочего и за счет снижения материалоемкости и упрощения технологии сборки. Распространенные тогда конструкции с рамным шасси и кузовами на деревянном каркасе к этому не располагали, и, несмотря на более высокую цену стали, кузовостроение переориентировалось с древесины на металл.

Кузова стали варить из штампованных металлических деталей. Конструкторам, получившим в свое распоряжение технологии штамповки каркасных деталей нужного профиля и прочности, оставалось лишь усилить пространственную конструкцию кузова до той степени, чтобы она могла нести на себе узлы и агрегаты всего автомобиля.

Методики расчета и технологии металлообработки к тому времени достигли того уровня, когда стало возможным при массовом производстве достигать небольшого веса и достаточной жесткости трехмерной системы.



Lancia Lambda Torpedo 4 Series 1922-1924

Opel Olympia 1935-1937

Так, собственно, и родился несущий кузов автомобиля. Первые безрамные серийные легковушки — итальянская Lancia Lambda (1922 г.) с открытым кузовом "торпедо". Потом были компактный седан Opel Olympia (1935) и ставший впоследствии легендарным переднеприводный Citroen 7 Traction Avante (1934). Они показали, что рама для массовой легковой машины вовсе необязательна. Но эти автомобили были сродни сегодняшней Tesla или BMW i8. О них знали все, но имели очень немногие.

Перелом

К середине ХХ столетия обозначилось еще одно существенное преимущество цельнометаллического несущего кузова перед рамной конструкцией. Общественность начала заботиться о пассивной безопасности транспортных средств. Краш-тесты показали, что машины с лонжеронной рамой опасны при самых распространенных столкновениях — фронтальных.

Слишком жесткая рама не позволяла "передку" автомобиля деформироваться и в нужной степени поглотить энергию удара, в итоге пассажиры в салоне получали смертельно опасные травмы от удара о детали интерьера.

У безрамного автомобиля оказалось гораздо проще рассчитать зоны деформации для самых "популярных" типов столкновений и обеспечить сохранность "обитаемой капсулы". Несущий кузов также позволял конструкторам при его существенном смятии от лобового удара направить тяжелый силовой агрегат под днище, а не в салон, как нередко происходило у рамной конструкции, закрытой снизу жесткими лонжеронами.

Таким образом, сформировался целый комплекс причин, приведших к отходу от широкого применения рамных конструкций:

1. Появление технологий производства несущих кузовов небольшой массы и достаточной жесткости;

2. Борьба за облегчение автомобилей;

3. Стремление увеличить полезный объем кузова;

4. Желание улучшить управляемость автомобиля за счет снижения центра тяжести;

5. Повышение требований к пассивной безопасности автомобиля.

Долгое расставание

Мир легковых автомобилей расставался с рамами не спеша. В Европе это происходило по мере смены моделей в производственной программе ведущих автомобильных марок, то есть относительно быстро. А вот в Новом Свете процесс затянулся всерьез.

Стремительное развитие потребительского рынка в послевоенной Америке привело к частому, буквально ежегодному обновлению модельных линеек. Непрерывная работа над рестайлингами и сменой моделей облегчалась благодаря рамным конструкциям американских машин: оставляя шасси неизменным многие годы, конструкторы обновляли только кузов.

К тому же рамной архитектуре как нельзя лучше соответствовала концепция американских дорожных дредноутов в целом: высокие требования к плавности хода, большие габариты (длина до 5,5 м, ширина до 2 м), тихоходные многолитровые двигатели (объем до 5-6 л), значительная масса (более 2 т), которая порой выдавалась рекламистами тех лет за достоинство.



Ford Crown Victoria police interceptor

По указанным причинам рамные конструкции продержались в американском автопроме вплоть до 2011 года, когда был закрыт завод, выпускавший последнего из полноразмерных могикан — Ford Crown Victoria, который мы все знаем по американским боевикам 1990-х и 2000-х годов как основной транспорт полиции.

Машина была прочной, выносливой и комфортабельной, хотя по нынешним меркам при существенных габаритах (5,4 х 2,0 х 1,5 м) не могла похвастать соответствующим пространством в салоне. Следующий полицейский Ford — седан Taurus Police Interceptor (о нем мы писали в статье про американские модели, которые нельзя купить в России) — выполнен уже по цельнонесущей схеме.
А как же офф-роуд?

Не так все просто сложилось в сообществе автомобилей-внедорожников: лишить их рамы без существенных потерь оказалось сложнее. Как минимум потому, что езда по плохим дорогам или бездорожью так или иначе предполагает частое "вывешивание" машины — ее диагональный перекос.

Чтобы обеспечить при этом сохранение геометрии несущего кузова, необходимо значительно усиливать его за счет дополнительных косынок, распорок, более мощных балок. В противном случае неизбежны перекосы проемов с невозможностью открыть или закрыть дверь, а то и усталостные трещины в самых нагруженных местах. Ситуация усугубляется тем, что большинство внедорожников имеют крупные пятидверные кузова, обеспечить пространственную жесткость которых еще труднее.

В общем, полностью "забрать" раму у больших внедорожников конструкторы не смогли — ее сделали интегрированной. Иначе говоря, облегченные части обычной рамы встроили в силовой каркас кузова. В первую очередь это были продольные лонжероны, развитые до трехмерной формы в определенных "районах" кузова. Так сделали создатели третьего поколения Land Rover Discovery (2004 г.) или Suzuki Grand Vitara (2005 г.) второй генерации.

Suzuki Grand Vitara и Land Rover Discovery

А одним из пионеров интегрированной рамы среди бескомпромиссных внедорожников был советский вездеход ЛуАЗ-969. При рождении в 1966 г. "Волынянка" получила легкий открытый кузов, в днище которого была вварена лонжеронная рама из продольных и поперечных балок. Подробно об истории этого удивительного автомобиля мы уже писали.

Следует отметить, что лишаясь рамы, представители славного племени суровых "проходимцев" рискуют потерять возможность иметь много близких "родственников" — определенное количество вариаций кузовов и моделей. Ведь именно рамное шасси облегчает создание "одноплатформенных" семейств, включающих автомобили с разной базой, трех- и пятидверным кузовами, а то и с кузовом "пикап".

Например, как у Land Rover Defender, Mitsubishi L200/Pajero Sport, Nissan Pick Up/Navara/Pathfinder. И еще один "приговор" с точки зрения записных джиперов — невозможность отлифтовать, то есть поднять кузов над рамой, чтобы повысить проходимость за счет колес большего диаметра.

Рама’s not dead

Впрочем, анализ эволюции автомобилей показывает, что отказ от отдельных рам — не более чем историческая "погрешность", обусловленная смещением потребительского интереса в сторону кроссоверов.

На сегодняшний день список "интеграторов" насчитывает около полудюжины моделей, эксплуатируемых по большей части в городах и на асфальтовых шоссе, — Range Rover Sport, Suzuki Grand Vitara, Daihatsu Terios, Land Rover Discovery. А настоящие суровые внедорожники остаются с рамами, и тенденции отказа от них не наблюдается.

Более того, есть примеры, когда вчерашние безрамные автомобили становятся рамными, как например, "региональный" австралийский Ford Territory/Everest с несущим кузовом, превращаясь в новую глобальную модель американской марки, получает мощное рамное шасси от пикапа Ranger. А Nissan обещает в следующем году представить новый рамный внедорожник на базе пикапа Navara NP 300 взамен ушедшего в "безрамники" Pathfinder .

Неужели рамы — это навсегда? Похоже, что так. Суперсовременный и целиком электрический BMW i3 при своем модном карбоновом кузове-монококе базируется на внушительной алюминиевой пространственной раме... А о том, что такое пространственная рама и чем она отличается от обычной, мы уже говорили в нашей статье по классификации рам.