Как сделать каркас для машины
ToniBullet › Блог › Каркас безопасности
Изначально каркасы безопасности применялись в раллийных гонках, но позже их применение стало обязательным и в других дисциплинах. Он делается только из круглых труб, т.к. скругленные бока менее травмоопасны.
В зависимости от сложности конструкции каркаса возможны различные варианты усиления. Начиная от простого — бугеля-арки над головами водителя и пассажира — и заканчивая сложным — пространственным скелетом, объединяющим в одну силовую структуру чашки передней и задней подвески, пороги и боковины, а также клетку безопасности самого салона. В обязательном порядке каркас применяют в целях уменьшения деформации крыши при опрокидывании автомобиля и для предотвращения тяжелых травм, ну или на худой конец, для сохранения жизни)))
Материалом для изготовления каркасов являются холоднотянутые стальные трубы (по ГОСТ’у 8734-58 диаметром 38 мм и толщиной стенки 2.8 мм для автомобилей массой до 1200кг), в редких случаях — алюминий. На практике трубы для каркаса безопасности используют следующие: 45х2,5; 40х2,0 см. В среднем каркас безопасности весит около 40 кг, более увесистая конструкция зависит от сложности. Поверх труб на некоторые участки наносят защиту: обшивают элементы каркаса поролоном (толщина 3-5 мм) или вспененной изоляцией. Все это делается, с одной стороны, для эстетики, а с другой — в целях безопасности при посадке в автомобиль.
Разделяют два вида каркасов:
1.- Сваренный (вваренный) каркас — обычно сложный по конструкции, связанный с силовой структурой автомобильного кузова, применяется при серьезном индивидуальном тюнинге. Установка каркаса безопасности в данном случае сложная и кропотливая работа. Необходимо разобрать весь салон до металла, проделать технические отверстия в разных частях кузова для установки труб, соединить их между собой и все это дело сварить.
Омологация — это согласование конструкции, материала и технологии изготовления каркасов безопасности с представителями FIA или национальной автоспортивной федерации (в нашем случае РАФ). В частности, если производитель собирается использовать в своем каркасе материал, отличающийся по характеристикам от требований FIA, каркас должен быть подвергнут статическим нагрузочным испытаниям (говоря проще провести тест на прочность), или должен быть представлен численный расчет прочности по определенной методике.
В то же время FIA допускает применение и неомологированных каркасов (некоторые их называют «гражданскими» или «сборно-разборные»). В таком случае каркас должен быть сделан из определенной стали, труб определенных размеров, иметь определенную конструкцию и крепиться к кузову болтами.
На этом пока все, чем дальше тем глубже познания будут в безопасности автоспорта.
Лада 2112 RS ралли 2000Н › Бортжурнал › Постройка раллийного авто. Каркас безопасности. (Часть 3)
«От теории к практике.»
Как только стало известно, что трубы для каркаса приехали, в тот же день авто уже было на месте проведения работ. Я еще раз обговорил все нюансы, что смог вспомнить в тот момент, отдал все бумажные материалы, что у меня были…и похлопав по крылу свою будущую гонку, поехал домой продумывать и составлять план дальнейших работ над авто по ее возвращению в гараж.
Буквально на следующий день раздался звонок:
— Надо срезать крышу.
Я естественно категорически не хотел этого. Я не уверен, что это сделают хорошо, а точнее приварят ее обратно. Это, как мне тогда казалось, лишние молярные работы в будущем. Но товарищ утверждал, что он по другому и не делал никогда. Как он заявит потом:
— Это первая тачка в которую я вварил каркас не снимая крышу и лобовое!
Напомню, что каркас делается без каких либо сопроводительных документов, и для того чтоб на первой ТИ не вызвать нареканий (если это конечно вообще возможно), то никакой халтуры, максимально внимательно, все по регламенту, все тщательно обваривать, соблюдать все размеры. Поэтому вариант обварить столько сколько получится достать — сразу же отпадал. Тем более, что элементы каркаса и, в частности, главная дуга была подогнана к кузову и крыше очень тщательно, намного тщательнее чем я ожидал, не оставляя место для маневров с горелкой сварочного апарата. Немного покопавшись в интернете, я понял, существуют два варианта:
— снимать крышу;
— опускать каркас.
Приведу немного материалов из интернета на эту тему.
Выбор того или иного варианта зачастую зависит от конструктивных особенностей автомобиля. Например, на импрезе крыша снимается намного легче, как утверждают многие (вроде закреплена на клепках). Надо отметить, что этот автомобиль изначально заточен под автоспорт, и ралли в частности ( первое что вспомнил, что на GC тормозные и топливные магистрали уже идут по салону с завода, и, что особенно интересно, помечены разными цветами).
Хотя из следующего видоса видно как в импрезе каркас опустили вниз… видимо зависит еще и от предпочтения мастера.
Может кто из внимательных уже заметил необычные подставки в порогах авто, это как раз та хотелка, о которой я говорил в предыдущей записи в БЖ.
Надо признаться в дальнейшем они претерпят изменения, так как был допущен большой косяк. Когда поставили двери, стало ясно, что закладные сделаны высоко, и с подставками двери не закрываются/открываются… Ниже на фото уже исправленный вариант.
В процессе моих посещений, я старался максимально все контролировать, что, куда и как варится (хотя и это не спасло, о чем я расскажу в следующих записях в БЖ). Еще на стадии работ удалось предотвратить несколько очевидных косяков.
Например, на фото с верху я отметил место, где не правильно был размещен элемент 253-28 (см. приложение J статьи 253 или в предыдущей записи в БЖ). В неправильном варианте, он был закреплен на усиливающей накладке на задних стаканах, и ни как больше не был связан с каркасом. Хотя даже из рисунка очевидно, что он должен крепиться к задним диагональным элементам, идущим к стаканам задних стоек. Проблема была устранена без лишних вопросов.
По мимо этого, для меня был очевиден косяк с местом крепления каркаса к кузову.
Как это трактовал я (не претендую на истину в первой инстанции), согласно 8.3.2.6 Монтаж каркаса безопасности на кузов/шасси все того же приложения J, для начало освежим в памяти определения:
Монтажная опора — пластина, приваренная к трубе (стойке) дуги или к распорке, для крепления ее болтами или сваркой к несущей структуре кузова или шасси, как правило, через усилительную пластину.
Усилительная пластина — металлическая пластина, закрепленная на кузове или шасси под монтажной опорой и предназначенная для более равномерного распределения нагрузок на структуру кузова.
Не спроста называется усиливающая пластина, а не конструкция.
Да и из картинок мне кажется ясно, что это некая пластина, максимально повторяющая контур кузова. Вот правильный вариант (у меня сделано аналогично).
В качестве отступления: в поисках информации по теме каркаса, я сталкивался с различными регламентами. Так вот в одном из них, не помню в каком, было оговорено, что как минимум треть усиливающей накладки должна прилегать к вертикальной части кузова. Мне это показалось интересным, так как в таком варианте более равномерно распределяется нагрузка на кузов.
Так вот про мой каркас, используя тот плюс, что все работы проводятся недалеко от дома, а часто инспектировал процесс, и в целом все получалось как я и хотел. Некоторые отхождения от моих представляемых идеалов, можно списать на мое обостренное чувство перфекционизма, но не все… некоторые зависели от позиции мастера: «Это же спортивный авто!». Но для меня это не повод ставить снятые двери (хочу заметить с отличным состоянием ЛКП) на асфальт. Сложилось ощущение что каркасом занимались два разных человека…ну или один, но у которого от настроения зависит подход к работе. Надо отдать должное, очень понравилось как обварили передний стакан, и опять это «но»… но опору можно было бы и снять. От высокой температуры слезла порошковая краска, не смертельно, но придется перекрасить.
Такая мелочовка, а ее реально много, портила настроение…но глаза горели а руки чесались — скорее бы начать дальнейшие работы по кузову, и побыстрее перейти к сборке! Естественно, как только были завершены последние работы по каркасу, авто вернулось в гараж.
Сообщества › Диски & Тюнинг › Блог › Про каркасы безопасности.
Ребят, озадачился вопросом каркаса, начал лазить искать и инфу и наткнулся на такую штуку:
Перед установкой каркаса безопасности необходимо написать заявление в ГИБДД, получить разрешение, предоставить а/м для осмотра.
После установки каркаса безопасности в ГИБДД предоставляются следующие документы: 1.Заявление на установку, 2.Заявление — декларация (с описанием переделок)3.Сертификат на каркас безопасности, 4.Лицензия изготовителя каркаса безопасности.(копия) 5. Копия омологации
После получения Свидетельства об установки нестандартного оборудовани вносите каркас в ПТС.
Поясните плиз, относится ли это к тренировачным каркасам и возникнут ли проблемы с незарегистрированным каркасом в случае ДТП?
Метки: каркас безопасности, регистрация
Комментарии 46
Три раза про трубы написал…
И еще используются трубы толщиной 2.5 мм радиус на ваше усмотрение.
Каркас, каркас, каркас…
1. Жесткость кузова, идеальный вариант для обеспечения жесткости кузова при гигантских нагрузках, Дрифт, ралли. 6ть точек крепления к кузову. (В моем случае дрифт)
2. Безопасность. Каркас защищает от переворотов и проминания крыши с дальнейшим переломом шеи и т.д. Помогает при фронтальном ударе и перелома ног, таза и т.д. Обязательное использование ковша, с развитой боковой поддержкой, если для города, регистрировать лучше для себя чтобы все права были на вашей стороне, но не обязательно. На треке Шлем и пятиточечные ремни.
Используются трубы 2.5 мм и радиус на ваше усмотрение.
Используются трубы 2.5 мм толщиной, радиус на ваше усмотрение.
Обязательно: Если вы участвуете в гонках, или собираетесь, то обязательно каркас должен быть вварной и не просто дядей «Толей» из соседних гаражей за бутылку водки, а профессиональными механиками с трубогибом и сваркой. И одобрение FIA соответствующей омологацией автоспорта, ну это уже совсем идеал.
P.S. Если едите куда нибудь с о своей девочкой, настоятельно скажите ей чтобы пристегнула 5ти точечный ремень…а то у знакомого подруга сказала, «я не буду пристегивать, я как будто парашут одеваю»… :)))
Просто лучше потом поставить Garrett или GReddy, чем отдавать денежку на пластику носа своей подружке))
Каркас безопасности. Болтовой и сваренный каркас для автомобиля
Просматривая видео и фото спортивных авто, можно заметить одну важную особенность – это трубы, находящиеся в салоне. Они пересекаются между собой, а водитель автомобиля находится как бы в клетке. Это не что иное, как каркас безопасности. Люди, далекие от автоспорта, могут не знать, что это такое. Итак, давайте подробно рассмотрим, для чего нужен данный каркас.
Что это?
Эти трубы представляют собой специальную пространственную конструкцию, основная задача которой – предотвратить существенные деформации в случае возникновения различных дорожных ситуаций. Каркас безопасности должен защитить кузов при столкновении или же перевороте транспортного средства.
Виды каркасов
Эти конструкции могут быть разборными или неразборными. Кстати, колебание стоимости в разных вариациях может быть очень широким – от тысячи долларов за простой вариант и до десятков тысяч за более сложные.
Сборно-разборная конструкция
Это клетка безопасности, устанавливаемая в салоне автомобиля. Она закрепляется на боковых стойках кузова, а также на полу. Каждая из труб, которая входит в каркас, соединена при помощи болтовых соединений. Преимущество такого решения в том, что в любой момент можно клетку легко демонтировать и некогда спортивный кузов ВАЗа становится вполне гражданским. Нужно сказать, что это несложные системы и с демонтажом может справиться любой. Каких-либо особых требований к такому решению не предъявляют. Максимального уровня жесткости здесь нет, есть возможность сохранить салонный пластик.
Сваренные каркасы
Сварные варианты уже более сложны в инженерном плане. Здесь каркас связан с силовыми и структурными особенностями кузова. Сварной вариант применяется, когда нужен серьезный, а главное, индивидуальный тюнинг. На монтаж потребуется значительно больше времени – это кропотливый труд. Для внедрения нужно разобрать полностью весь салон вплоть до металла. Затем проделывают крепежные и технические отверстия для монтажа каркаса. Далее вся конструкция соединяется между собой, и после все это сваривается.
Каркас безопасности и закон
Тем, кто решился установить такую конструкцию, нужно помнить и быть готовым к проблемам с прохождением техосмотра. Нужна необходимая сертификация. Эксплуатация таких авто в городах запрещена. В законе написано, что передвигаться на авто с каркасом можно только в шлеме. Но и здесь есть мелкая деталь – в шлеме также нельзя ездить в городе.
Особенности изготовления
Омологированный и неомологированный каркас
Компании и СТО, занимающиеся созданием таких каркасов, не всегда в работе учитывают технические нормы FIA. Но при этом изделие регулярно подвергается омологации. Это согласование особенностей конструкции, материалов, методик изготовления и сборки с FIA или автомобильной спортивной федерацией в стране.
Так, если какой-либо производитель вдруг решил использовать в своем продукте материалы, которые не соответствуют по свойствам списку требований FIA, то это решение должно быть затем подвержено нагрузочным испытанием. Конструкция должна тестироваться под прессом. Также должны быть представлены соответствующие расчеты характеристик прочности по определенным методикам.
Каркас и управляемость
Главная характеристика прочности кузовов авто – это жесткость. Если кузов недостаточно жесткий, то реакция на руль станет хаотичной. Кузов избивается, а сталь в рычагах подвески входит в резонанс с осями транспортного средства. При скручивании быстрее изнашивается материал, увеличивается усталость металла. Если смонтировать на ВАЗ-2108 каркас безопасности, то кузов больше не будет выполнять свою несущую функцию. Вся нагрузка пойдет на каркас и равномерно распределится по нему. Машина станет более собранной, а реакция на руль увеличится.
Сборка каркаса своими руками
Собрать каркас безопасности своими руками не слишком просто. Мало иметь навыки работы со сварочным аппаратом и иметь материал. Нужно проводить определенные расчеты. Также понадобятся чертежи. Если автомобиль не будет участвовать в гонках, тогда будет достаточно сборной болтовой конструкции – на рынке есть масса готовых вариантов. Схемы лучше подбирать тщательно, и если делать сварную конструкцию, то лучше иметь возможность консультации со специалистами. За сварные решения лучше не браться – здесь расчеты еще более сложные, формул много, учитывается масса нюансов.
Итак, мы выяснили, что такое каркас безопасности.
Каркас безопасности
Я уже писал пост о распорках кузова и стоек, но на этом усиление кузова не заканчивается, а только начинается. Как Вы уже поняли из названия поста, сегодня разговор пойдет про автомобильные каркасы безопасности и его установку.
Изначально каркасы безопасности применялись в раллийных гонках, но позже их применение стало обязательным и в других дисциплинах. Он делается только из круглых труб, т.к. скругленные бока менее травмоопасны.
Каркас бывает разборным (сборным) и не разборным (вваренным):
Если к «бутафорному» (сборному) каркасу предъявлять какие-то особенные требования бессмысленно, т.к. конструкция не дает максимальной жесткости и возможно даже сохранить практически весь салонный пластик (см. тут), то к спортивным, гоночным определены жесткие требования по форме, размерам, применяемым материалам и установке.
Каркасы жесткости существуют для двух или четырехдверных кузовов (двухдверные кузова и каркасы априори жестче). Также стоит отметить, что при установке большинства сложных каркасов машина превращается из 4-5 местной в двухместную. Поскольку задние сиденья отдают для переплетения и крепления труб. Исходя из размера труб их установки, каркас создает определенные трудности с обзорностью. К ним зачастую крепят четырех или пятиточечные ремни безопасности. Если Вы решитесь установить в свой автомобиль каркас безопасности (и многоточечные ремни), пройти техосмотр в России на такой машине будет весьма затруднительно – для этого нужно получить сертификат НАМИ. Да и эксплуатация по городу машин с каркасами по суди дела запрещена. В законах прописано, что управлять транспортным средством с каркасом можно только в шлеме и тут же подвох, что в шлеме ездить по городу запрещено. Идиотека и дурдом одним словом.
Чтобы более четко понять, как устанавливают вварной каркас безопасности в автомобиль, обязательно посмотрите следующее видео:
Когда искал информацию по каркасам несколько раз натыкался на понятия омологированный и неомологированный каркас. Думаю эта информация будет полезна для общего развития.
Что такое омологированный каркас и что такое неомологированный каркас?
В то же время FIA допускает применение и неомологированных каркасов (некоторые их называют «гражданскими» или как я уже писал выше «сборно-разборные»). В таком случае каркас должен быть сделан из определенной стали, труб определенных размеров, иметь определенную конструкцию и крепиться к кузову болтами.
Один и тот же производитель имеет право выпускать омологированные каркасы и неомологированные, но отвечающие указанным требованиям FIA.
Всем, желающим разобраться в этом вопросе досконально, рекомендуется ознакомиться с содержанием ст. 253.8 Приложения J к Международному Спортивному Кодексу FIA на сайте www.fia.com, приложения 14 к КиТТ РАФ (www.raf.su), приложения 9 к КиТТ и собственно КиТТ (Классификация и Технические Требования).
Главная прочностная характеристика автомобильного кузова — это его жесткость на скручивание, которая закладывается еще на заводе при проектировании автомобиля. Стоит отметить, что у спортивных автомобилей жесткость выше, чем у гражданских, но т.к. это конвейерный продукт, всегда есть места, которые стоит дополнительно укрепить перед использованием кузова в профессиональном спорте. Если жесткость кузова далека до идеала, то реакция на поворот рулевой колонки становится «размазанной» — изгиб кузова и податливость металла в зонах крепления рычагов подвески вносят рассогласование в работу передней и задней оси автомобиля. Постоянное скручивание автомобиля заставляет металл быстрее стареть, накапливается усталость металла. Что со временем приводит к расхождению сварочных швов кузова (см. топик на форуме: проварка кузовных швов автомобиля) и распространению коррозии. Сами понимаете, климат у нас далеко не подарок.
Устанавливая автомобильный каркас безопасности, кузов уже перестает быть несущей конструкцией и выполняет скорее роль обложки. Вся нагрузка идет именно на каркас и равномерно распределяется по нему, благодаря пересечению свыше десятка труб, о которых речь пойдет ниже. Автомобиль становиться более собранным, и реакция на повороты руля увеличивается в разы.
Первая схема:
A-post gusset – вставка для соединения каркаса и передней стойки кузова:
Данная вставка обеспечивает необходимую прочность при установке каркаса – вставка приваривается вдоль трубы каркаса и приваривается к передней стойке кузова – конструкция образует единое целое.
Dash bar – поперечная труба под панелью приборов:
Увеличивает жесткость и прочность каркаса при боковых ударах.
Door X bars – Х-образные усилители дверного проема:
Значительно увеличивает прочность и жесткость дверного проема, защищает при боковых ударах.
Front cross – переднее перекрестие труб:
Обеспечивает прочность в поперечном направлении силовой схемы.
Hoop to A-pillar tube – усилитель задней стойки и крыши:
Предназначен для поддержки дуги на уровне крыши.
Hoop cross – Х-образная растяжка средней стойки:
Обеспечивает прочность и жесткость каркаса при опрокидывании на крышу.
Lower rear stay – растяжка от основания средней дуги до задней части кузова:
Образует гипотенузу треугольника, обеспечивает большую жесткость и прочность 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 – задняя растяжка между стойками:
Обеспечивает большую прочность кузова и распределяет нагрузку от подвески на основания каркаса, может быть использован для крепления ремней безопасности.
Roof cross или roof «V» – крест на крыше или трубы сваренные V-образно у задней дуги:
Увеличивает жесткость каркаса и безопасность людей при опрокидывании на крышу.
Вторая схема:
Rear X – задняя Х-образная растяжка:
Обеспечивает большую прочность задней части каркаса в отличие от диагональной растяжки. Обеспечивает распределение нагрузки от подвески на каркас безопасности (уменьшая нагрузку на кузов в целом). Увеличивает прочность.
Screen pillar support – поддержка трубы над лобовым стеклом:
Важный элемент для салонов автомобилей последних лет с большим наклоном лобовых стекол – обеспечивает поддержку в центре передней части крыши, усиливает конструкцию, защищает при лобовых ударах.
Seat harness tubes – труба для крепления ремней безопасности:
Обеспечивает меньшую длину ремней безопасности и служит для них опорой. Задает оптимальные углы при натяжении ремней.
Single roof diagonal – диагональный усилитель крыши:
Облегченный вариант усилителя, обеспечивающий меньшую прочность и жесткость каркаса по сравнению с Х-образным вариантом.
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.
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.
Признаюсь честно, особо чертежи и схемы каркаса безопасности не искал, но при беглом поиске ничего стоящего мне найти так и не удалось. Видимо все это надо искать на специализированных форумах. Из того, что удалось найти:
Если честно, то не очень понятно, на какой автомобиль рассчитана данная конструкция, т.к. написано не по нашенски. И еще нарыл вот такой вот чертежи каркаса безопасности на ВАЗ
Пожалуй на этом можно было бы и закончить, если бы при поиске информации мне не попались некоторые девайсы, которые можно дополнительно установить. Углубляться в их происхождение не буду, но поверхностно все же опишу.
Итог всему вышесказанному: Если Вы собрались строить настоящий спортивный автомобиль, тотально увеличивать жесткость кузова и максимально обезопасить свою жизнь, то забудьте о всех болтовых каркасах. Каркас надо варить. Не забивайте себе голову мыслями как сварить каркас и как его сделать своими руками, доверьтесь профессионалам. Именно они полностью раздербанят салон, по своим схемам и чертежам проделают все необходимые отверстия, согнут трубы и сделают все по фен шую. Комфорта в авто станет конечно меньше, но его жесткость и безопасность возрастет в разы. ИМХО