Лонжерон в автомобиле и его назначение

Что такое лонжерон, как выглядит, и где он установлен?

Лонжерон — конструктивный узел автомобиля, который выглядит как прямоугольная труба, то есть металлический профиль с прямоугольным сечением.

Деталь проходит сквозь переднюю часть и зад кузова, играя роль опоры. В зависимости от конструкции корпуса возможен вариант с лонжеронами между бамперами.

Данный узел бывает составным (собранным из нескольких элементов) или цельным.

В классической комплектации установлено два лонжерона (слева и справа).

Пример, левый передний лонжерон ВАЗ 2110.

Каждый из элементов разделен на три части — среднюю, переднюю и заднюю. Главная разница — в расположении.

Так, лонжерон, установленный спереди и слева, позиционируется на уровень ниже, чем лонжерон сзади и такой же узел, но только крыла.

Узлы параллельны друг другу, но возможны случаи расположения их под минимальным углом.

Лонжерон на Nissan Bluebird HU14 SR20VE.

Исходный материал при производстве — алюминий или титан. Иногда применяются компонентные слои, добавляющие конструкции крепости. Сечение лонжерона имеет вид буквы «П». При этом в местах максимальной нагрузки сечение больше.

Главное преимущество детали — исключительная прочность. Данные узлы способны выдерживать максимальные нагрузки — вес автомобиля, багаж, массу узлов и так далее.

Кроме этого, лонжероны справляются со всеми ударами, которые «достаются» им при попадании колес в ямы или в случае ДТП.

Конструктивно данные узлы формируют лестничную раму П-образной формы, уложенную на бок.

Такой тип конструкции — составляющая часть многих внедорожников и грузовых автомобилей.

Что касается «легковушек», то в них лестничный принцип не применяется. Для визуального лицезрения детали достаточно глянуть под низ транспортного средства.

Конструкция кузова ВАЗ 2108, места расположения лонжеронов.

Что такое геометрия кузова

Под геометрией кузова авто понимается определенная совокупность расстояний между специальными контрольными точками. Последние позволяют определить, насколько точно расположены кузовные элементы, узлы и механизмы транспортного средства по отношению друг к другу. Расположение контрольных точек указывается в техпаспорте компании-производителя

При определении правильности геометрии кузова машины, прежде всего, необходимо обратить внимание на:

• ширину передней и задней колеи;
• расстояние между передней и задней осью (колесную базу);
• расстояние между лонжеронами, а также их длину;
• размеры багажника и отсека для двигателя;
• размеры проемов дверей и окон.

От правильного соблюдения данных размеров зависит не только внешний вид автомобиля, но также комфорт и безопасность его использования.

Особенности ремонта

В большинстве случаев обращаются с проблемами именно передних лонжеронов, задние деформируются не так часто. Погнутые элементы «вытягивают». Это делают с помощью специальной установки. Сложность также заключается в том, что приходится разбирать большую часть автомобиля. Снимать двигатель, , кузова и так далее. Не каждый мастер берется за такой сложный ремонт.

Если лонжерон лопнул, но основная его часть в нормальном состоянии, то ремонт может обойтись сварочными работами. В этом случае стоит иметь в виду, что даже после качественной сварки добиться прежнего состояния этих элементов будет уже невозможно. Прочность снизится именно в месте шва. В рамных конструкциях заменить эти элементы намного легче.

В некоторых кузовах лонжероны крепятся не с помощью сварки, а кронштейнами. Это также облегчает ремонт, так как заменить деталь уже проще. Но если элементы сильно повредились или изогнулись, то зачастую смысла в ремонте нет.

Некоторые водители пытаются заранее усилить лонжероны, добавив дополнительные ребра жесткости. В этом случае нужно понимать, что деталь теряет амортизирующие свойства.

Лонжероны являются одними из важнейших деталей не только кузова, но и всего автомобиля. Может они и скрыты в глубине кузова, но не стоит забывать об их значении. Они играют большую роль в безопасности и управляемости автомобиля. При деформации этих важных элементов нужно обязательно обращаться в автомастерскую, чтобы избежать возможного дорогостоящего ремонта в будущем.

Способы восстановления и ремонта

Видео: Как вытянуть лонжерон своими руками, В ЛЕСУ)

Главная проблема использования лонжеронов в несущем кузове – очень трудное их восстановление и ремонт. Но и без них в конструкции авто не обойтись.

Как уже отмечено лонжероны составного типа, состоящие из нескольких деталей, еще можно ремонтировать путем замены поврежденного элемента, но и здесь есть свои нюансы. Таким образом можно устранить только трещины и другие незначительные повреждения этого элемента.

Можно трещины также и заварить при помощи сварочного аппарата, хотя и здесь тоже не все просто. Титановые и алюминиевые сплавы очень плохо подвергаются сварке, поэтому такие работы должен проводить профессионал, знающий все особенности работы с такими металлами.

Если лонжерон «повело» или имеются незначительные деформации, то возможно восстановление его геометрии на специальном стенде – каролинере. Но и эта операция не из легких, поскольку для доступа к поврежденному элементу приходится разбирать практически весь автомобиль.

Допускается частичная замена лонжерона. Производится она в случае, когда деформирован лишь небольшой участок на конце элемента. В таком случае поврежденную часть отрезают, а на ее место приваривают новый. Но такая операция возможна только с условием, что основная часть элемента не имеет никаких повреждений.

Полная же замена деформированного лонжерона – операция очень рисковая. Доказательством тому является то, что при сильном повреждении этого элемента кузов считается непригодным для дальнейшего использования.

И все же такая операция выполняется. Но при этом никто не предоставит полной гарантии того, что геометрия кузова восстановиться, а вот усугубить проблему попыткой замены лонжерона можно запросто. Да и сами такие работы являются очень дорогостоящими, поэтому не всегда целесообразно делать ее, учитывая то, что все вмешательства в конструкцию кузова обязательно скажутся на безопасности.

Типы существующих несущих конструкций

В основе большой группы различных видов лонжеронов лежит принцип их расположения. Разные типы деталей подходят под разные автомобили, универсальной разновидности нет.

1. Горизонтально параллельно друг к другу располагаются детали в грузовых авто.
2. Горизонтальное расположение под определённым углом характерно для легковых внедорожников.
3. Изогнутое, вертикальное расположение несущих балок позволяет добиться снижения центра тяжести. В этом случае пол в салоне располагается на более низком уровне.
4. При изогнутом, горизонтальном положении также уровень пола в салоне снижается. Более того, в случае бокового столкновения, пассивная безопасность будет находиться на более высоком уровне.

Между балками располагаются поперечины, о них мы уже упоминали. Эти поперечины также делятся на разновидности в зависимости от форм:

• прямолинейная;
• в виде буквы Х;
• К-образная.

Материалом для их изготовления служит изогнутый металлопрофиль. В машинах грузового типа для соединения поперечин с главной балкой используется клёпка. При сборке легковых машин применяется сварочный шов. Для закрепления на лонжероне всех составных элементов кузова применяются кронштейны, которые также отличаются по форме.

Для чего нужен лонжерон

В классическом устройстве современного транспортного средства, лонжерон размещается по длине кузовной части для её усиления в тех местах, где располагаются пассажирские сидения и закрепляются элементы с повышенным весом.

Лонжеронная рама применяется для получения определённого количества энергии вместо кузова. Это сделано не только для безопасности, но и для комфорта. Если обеспечить кузову жёсткость, свойственную для лонжерона, страдать будут пассажиры и водитель. Связано это с тем, что все удары и давления будут восприниматься ярче. Теперь понятно, на что влияет нормальная работа лонжерона. Сама деформация лонжерона происходит с годами, и тогда он уже не может смягчать удары.

Как выглядит лонжерон? Это не просто цельная или сборная балка. Для обеспечения всех функций и нормальной работы лонжерона применяются следующие конструктивные решения:

• в некоторых зонах уменьшают толщину стенок профиля, изменяя размер поперечного сечения;
• проделываются технологические отверстия в местах с минимальной статической нагрузкой;
• в местах с максимальным динамическим действием обеспечивают усиление;
• на определённых участках делают складки, помогающие смять лонжерон как гармошку при серьёзном ударе или ДТП.

Как складывается лонжерон при аварии

Уровень прочности и надёжность при правильном креплении детали, значительно выше по сравнению с другими элементами машины. Связано это с тем, за что отвечают рамы. Основная, возлагаемая функция – принятие нагрузок, создаваемых машиной и движением. Поэтому прямое назначение лонжерона – устойчиво переносить ударное действие, в случае попадания колёс в яму во время движения или при ДТП.

Какие ещё есть функции, которые выполняет эта важная деталь?

Дополнительная амортизация

Элементы сборного типа специально разработаны для обеспечения амортизации передней части кузова. За счёт снижения жёсткости балки повышается комфорт при движении, поэтому многие производители делают выбор в пользу именно таких конструкций. Компании постепенно стараются облегчать кузов, учитывая чтобы сборные балки смогли легко переносить такую нагрузку.

Усиление днища и брызговиков

Езда по дорогам плохого качества вызывает немалое беспокойство для водителей. Дно машины не рассчитано на постоянные касания с покрытием и кочками, оно нуждается в защите. Для чего служит лонжерон в этом случае – он усиливает днище машины и предотвращает механические повреждения, способные произойти в пути.

Днище и брызговики постоянно сталкиваются с трудностями, подвергаются испытаниям и именно лонжерон снижает нагрузку на них при работе, предотвращает серьёзные дефекты и поломки. За счёт равномерного распределения ударной волны минимизируется риск образования сколов и трещин.

Защита салона

Во время столкновения балки повышенной жёсткости создают опасность для пассажиров и водителя транспортного средства. Известны случаи, когда конструктивный элемент, пробивая металл, проникал в салон, нанося тяжёлые ранения и увечья пострадавшим. Со временем деталь доработали, в неё внесли изменения, заметно повышающие уровень безопасности при поездках.

Лонжероны изготавливают особым образом. Во время удара элемент при ударе собирается в гармошку, не переламываясь пополам. Это позволяет исключить риск для пассажиров, но защита кузовной части в этом случае уменьшена.

Как вытянуть лонжерон

Робот стапель

Вытягивают передний и задний лонжероны обычно с помощью специального робота стапеля. Но возможен и другой вариант вытягивания – к дефектном силовому элементу приваривается цепь одним концом, другой конец прикрепляют к бетонному столбу. Это самая простая правка лонжерона. После этого жестянщик должен сесть за руль, включить заднюю скорость и пробуксовать на автомобиле задним ходом до характерного щелчка. Главное, чтобы вытяжка была выполнена правильно. Если деталь выпрямили, но в итоге они стоит криво, то неправильно стоят и такие важные авто-запчасти, как двигатель, подвеска и подрамник. Именно поэтому вытягивать лонжерон своими руками попросту опасно и чревато последствиями для Вашего авто.

Если лонжерон треснул, то его придется менять полностью и частично, вытягивать тут уже не поможет.

Проблемы, связанные с лонжеронами

Под воздействием нагрузок лонжероны с течение времени все же деформируются, особенно страдает передний (нагрузка от двигателя и его систем). Также, как и передние, задние могут трескаться и уставать. Под словом «уставать» предполагается зарождение трещины, которая со временем разрастается по всей детали. Разумеется, что авария тоже может оставить значительный след.

Что влечет за собой эксплуатация автомобиля, где повреждены лонжероны? Некоторые параметры машины нарушаются: незначительно, но меняется положение дверей, разъемов деталей кузова, положение силовой установки. Также страдает геометрия подвески. Из-за всех эти недочетов управляемость авто снижается. Поэтому при повреждении кузова нужно везти авто на диагностику – такое решение будет правильным.

Если лонжерон и вовсе лопнет, то вся конструкция кузова полностью разрушится. Именно из-за этого после ДТП специалисты смотрят на степень деформации этих элементов. Положение, в котором лонжероны находятся в автомобиле, тоже играет важную роль.

Статистика: примерно 90% всех работ, связанных с этой деталью, приходятся на передний лонжерон. Такое повреждение может решиться быстро только с рамным лонжероном – там его просто меняют. Что касается несущего кузова, то иногда лонжероны замене просто не подлежат. Допустим, его немного помяло при аварии: такое повреждение исправляется при помощи специального стенда-каролинера. К примеру, на стенде находятся лонжерон передний левый и задний – при помощи удобного расположения механики замеряют все параметры, необходимые для исправления проблемы.

Бывает такое, что лонжероны автомобиля находятся в таком состоянии, что остается только замена. Смена деталей влечет за особой изменение свойств всего кузова. Ведь форму, материал и вес рассчитывает компания-производитель – в автомобильных центрах приходится импровизировать. Когда основные части лонжерона находятся в нормальном состоянии, то при помощи дуговой газосварки выполняют частичную замену.

https://youtube.com/watch?v=-IKZ-fDRlfk

При ремонте нужно настаивать на том, что по размеру и массе новый лонжерон не был больше старого. Некоторые предпочитают упрочнить новый, но нужно помнить, что такое решение может привести к потере амортизирующих свойств при ударе. Постоянные удары приведут к более серьезным последствиям. Не забывайте, что при ДТП первым делом проверяются лонжероны, а уж потом все остальное.

• Абсолютно легально (статья 12.2);
• Скрывает от фото-видеофиксации;
• Подходит для всех автомобилей;
• Работает через разъем прикуривателя;
• Не вызывает помех в радиоприемнике и сотовых телефонах.

Виды лонжеронов

Лонжероны могут быть составными или
цельными. В первом случае выглядят как
набор металлических элементов. Это сравнительно лучший тип, чем цельный, так
как даёт возможность хотя бы какого-либо восстановления. Составная лонжеронная
система делится на переднюю, среднюю и заднюю части.

Вот какие они бывают.

1. Горизонтальные. Трубы лежат параллельно друг другу. Данная конструкция
   характерна для машин с повышенной проходимостью.
2. Изогнутые. Балки расположены вдоль днища, повторяют его контуры. Такая
   конструкция повышает пассивную безопасность.
3. Вертикальные. За счёт такого расположения получается плоский
   автомобильный пол, существенно сниженный, по сравнению с традиционными моделями.
4. Под углом.

Каждый из перечисленных вариантов можно
встретить на автомобилях, включая внедорожники и даже грузовики. Однако чаще на
грузовых автомобилях применяется традиционная горизонтальная схема, при которой
лонжероны могут идти не только параллельно, но и под углом. Последний вариант
делает машину более маневренной, она легче входит в поворот.

Отдельно стоит упомянуть поперечины. Они
выполняют функцию рёбер жёсткости, размещаться могут перпендикулярно, X-образно
или в виде буквы «К». Делаются из стального профиля, часто изгибаются под
нужным углом. В легковых машинах поперечины крепят сваркой, а в грузовых —
фиксируют на заклёпках.

Неисправности лонжерона

Итак, лонжерон – это деталь автомобиля, которая подвергается сильной нагрузке за счет веса кузова, мотора и всего остального, что находится в машине.

Испытывая такие нагрузки, с течением времени он может деформироваться. Если эксплуатация будет интенсивной на протяжении длительного промежутка, то лонжерон автомобиля может растрескаться. В результате его очень важные свойства претерпят изменения в худшую сторону. При этом и элементы ТС могут поменять свое расположение. Более подвержены таким изменениям подвеска, мотор, крылья.

Если автомобиль попал в ДТП, то в большинстве случаев меняется геометрия лонжерона. Происходит нарушение конструкции кузова: целостность, размеры.

При изменении формы данной детали в результате ДТП меняет свои геометрию и подвеска. Снаружи машины появляются щели, которые нельзя устранить. Рулевое управление нарушается, изнашивание покрышек повышается.

Если возникли данные неполадки, то можно точно сказать, что деталь деформирована. В связи с этим, мастера обязательно проверяют положение и состояние элемента при осмотре машины после аварии.

Есть вероятность того, что, получив огромную ударную нагрузку, элемент может треснуть полностью. В итоге конструкция кузова оказывается полностью разрушенной. Следовательно, нужно проверять состояние детали даже после незначительных ДТП.

Плюсы и минусы такой конструкции

Главное достоинство использования лонжеронной конструкции сводится к созданию достаточной прочности авто с минимальным увеличением веса. Благодаря сохранению лёгкости транспортного средства, оно легче управляется и становится более маневренным. Устройство относится к элементам, обеспечивающим пассивную безопасность.

Конструкция имеет не только плюсы, но и минусы:

• все тяжёлые и габаритные агрегаты крепятся к лонжерону, это приводит к взаимосвязи. При получении разрушительных ударов в процессе тяжёлого ДТП, получают повреждения все закреплённые агрегаты;
• особая конструкция лонжеронов приводит к сложности ремонта. Крайне редко удаётся восстановить сломанный швеллер.

Ремонт

В подавляющем большинстве случаев ремонт касается передних лонжеронов, задний деформируется реже. Для исправления деформации необходим специальный стенд-каролинер. Приходится разбирать значительную часть авто. Но даже самым опытным мастерам выполнить задачу исправления деформированного лонжерона очень сложно. Замена, как и ремонт лонжерона — процедура длительная, очень сложная и дорогостоящая.

Когда основные части этой детали остались в нормальном состоянии, частичная замена может быть выполнена с помощью газосварочных работ. Но не следует надеяться, что сварка поврежденного лонжерона восстановит в нем заводские качества. Прочность его существенно снизится, соответственно, свои важные функции он будет выполнять гораздо хуже. При лестничной раме заменить лонжерон легче. Но если эта деталь сильно ушла в несущем кузове легкового автомобиля, замена лонжерона становится бессмысленной и нередко приходится менять кузов целиком.

Если есть возможность ремонта или замены, необходимо, чтобы новая деталь имела те же габариты, что и деформированная, не превышала их.

Лонжерон — важнейшая деталь автомобиля, которая остается невидимой и потому о ней мало задумывается обычный автовладелец. Тем не мене, от этой детали в огромной степени зависит состояние авто и безопасность его эксплуатации. При подозрении на деформацию этого элемента следует незамедлительно обращаться в автомастерскую, это поможет избежать очень дорого ремонта в будущем и повышенного риска во время езды.

Московский автомобильно-дорожный государственный университет , г. Москва. Уровень образования: Высшее. Факультет: АТ. Специальность: Инженер спец. Автомобили и автомобильное хозяйство. Опыт работы в автомобильной отрасли (мастером-консультантом…

Основные проблемы конструкции

Как уже говорилось ранее, лонжерон — это такой автомобильный элемент, который постоянно подвергается нагрузкам и находится под весом кузова, двигателя и всего того, что есть в салоне с багажником. Из-за подобного воздействия спустя какое-то время возможно деформирование. Продолжительная и интенсивная эксплуатация провоцирует появление небольших трещин, в результате чего важнейшие автомобильные характеристики серьезно страдают. Параметры ухудшаются, а положение деталей по типу двигателя, подвески, крыльев сильно меняется. Во время ДТП геометрия лонжерона зачастую также претерпевает изменений, что нарушает общую кузовную конструкцию.

Когда в результате аварии лонжерон деформируется, геометрия подвески оставляет желать лучшего, снаружи авто появляются щели, которые не удается устранить. Наблюдаются проблемы с рулевым управлением, покрышки активнее изнашиваются.

Если происходит существенный удар, лонжерон полностью лопается, что окончательно разрушает кузовную конструкцию

Поэтому очень важно отслеживать его состояние, даже если водитель оказался в незначительном ДТП

Ремонтные работы

Обычно возникает потребность в ремонте передних лонжеронов – задние деформируются не так часто. Чтобы исправить деформацию, нужно воспользоваться специальным стенд-каролинером. Придется разбирать основные составляющие авто. Как показывает практика, даже самые опытные и квалифицированные мастера не всегда способны исправить деформированный лонжерон. Замена, как и ремонт, является крайне продолжительной, сложной и дорогостоящей процедурой.

Если ключевые части самой детали не пострадали, частично отремонтировать ее можно газосварочными работами

В таком случае важно понимать, что с помощью сварки не удастся добиться восстановления заводских качеств. Прочность все равно снизится, поэтому с выполнением основных функций могут возникнуть проблемы в дальнейшем

Если рама лестничная, замена лонжерона упрощается. При наличии возможности ремонта или замены необходимо приобрести новую деталь идентичных габаритов с деформированной. Как показывает практика, после ремонта утрачиваются амортизирующие свойства вышеописанной конструкции, поэтому при частых ударах владелец авто может столкнуться с серьезными последствиями.

Таким образом, лонжерон является именно той деталью, которая отвечает за безопасность транспортного средства, поскольку представляет собой ключевой несущий элемент. Владелец автомобиля должен на регулярной основе отслеживать техническое состояние этой конструкции, осознавать, к каким печальным последствиям могут привести проблемы с ней. Внутри лонжероны являются пустотелыми, из-за чего со временем скапливается грязь и влага, провоцирующая коррозию. Поэтому следует как минимум раз в год проводить диагностические мероприятия, а перед зимним сезоном не забывать о нанесении антикоррозийных смесей.

Основные проблемы машины, связанные с лонжеронами

Низкая подверженность лонжеронов разрушению не является залогом полной безопасности. Проблемы все равно существуют, среди них:

• существенной проблемой классической конструкции является подверженность автомобиля эффекту усталости. Весь металл через 10 лет теряет большую часть прочности даже без визуальных повреждений. С виду лонжерон может быть прочным, а по техническим характеристикам он существенно уступает новому;
• сильная деформация лонжеронов при попадании в ДТП, в будущем машина теряет характеристики даже при ремонте этой составляющей. Нередко после ДТП смещается двигатель и компоненты подвески;
• сложность ремонта обусловлена спецификой конструкции. В свободном доступе не продаются швеллеры, которые имеют встроенные элементы «гармошки» или обладают переменным сечением. Если устройство лопнет, вернуть изначальную прочность будет невозможно, кроме замены. При попадании в аварии обязательно нужно проверить наличие повреждений на несущей части авто даже при визуально удовлетворительном состоянии.

Сгнивший лонжерон

Способ ремонта определяется на основании степени и типа повреждений. Проще всего заменить лонжероны в рамной конструкции, их можно будет извлечь с минимальным количеством дополнительных работ. Если он является основой несущей части кузова, возникают сложности в замене, а порой его невозможно сменить. В старых автомобилях стоимость работ такова, что замена лонжерона становится бессмысленной.

После особенно тяжёлых аварий вытягивание лонжерона становится невозможным, единственный выход – замена. При несоблюдении какого-либо из этапов замены – подбора, сваривания, крепления и т. п. – скоро может произойти повторная поломка.

Зачем нужен лонжерон

Задний и передний лонжерон являются силовым агрегатом любой системы, где он установлен. В грузовых машинах и тяжелых внедорожниках он становится составной частью рамы, в безрамном автомобиле он предназначен для усиления днища кузова. Вес мотора, кузова, водителя с пассажирами, тяжелого багажа в сумме могут быть колоссальными, и все их выдерживает лонжерон.

Еще одна функция этого элемента — амортизирующая для передней части автомобиля. Если кузов слишком жесткий, удар им полностью не может быть поглощен и передается на пассажиров. Лонжероны участвуют в поглощении деформационных искажений, что делает часть кузова, где размещаются пассажиры, мало деформируемой.

Конструкция передней части автомобиля

Для обеспечения этой функции в кузове сзади и спереди созданы деформируемые зоны, в которых продольная силовая структура ослаблена. Ослабление лонжеронов может происходить несколькими способами:

• уменьшение толщины стенок;
• уменьшение сечения;
• отверстиями в частях, подвергаемых минимальным нагрузкам;
• созданием складок, обеспечивающих снимание детали в своеобразную гармошку при ДТП. При фронтальном или тыловом ударе эти места разрушаются, зато достигается поглощение максимума ударной энергии с уменьшением направленной в салон силы удара.