Di chì sò fatti i carrosseri di a vittura

Quandu si sviluppa un novu mudellu di vittura, ogni fabbricante cerca di aumentà a dinamica di i so prudutti, ma à tempu ùn privà micca a vittura di sicurezza. Ancu se e caratteristiche dinamiche dipendenu largamente di u tippu di mutore, u corpu di a vittura hà un rolu significativu. Più hè pesante, più sforzi farà u mutore à combustione interna per accelerà u trasportu. Ma se a vittura hè troppu legera, hà spessu un impattu negativu annantu à a forza aerea.

Rendendu i so prudutti più leggeri, i pruduttori si sforzanu di migliorà e proprietà aerodinamiche di u corpu (ciò chì hè l'aerodinamica, hè descrittu in un'altra rivista). A riduzione di u pesu di u veiculu hè fatta micca solu per l'installazione di unità fatte di materiali in lega leggera, ma ancu per e parti di u corpu leggere. Scupremu chì materiali sò usati per fà e carrozzerie, è chì sò i vantaghji è i contra di ognuna di elle.

Preistoria di e carrozzerie

U corpu di una vittura moderna ùn hè micca datu menu attenzione chè i so meccanismi. Eccu i parametri chì deve risponde:

1. Durevule. In una collisione, ùn deve micca ferisce e persone in l'abitazione. A rigidità torsionale deve assicurà chì a vittura conservi a so forma quandu si và nantu à terreni irregulari. Più hè chjucu stu paràmetru, più hè prubabile chì u quadru di a vittura sia deformatu, è u trasportu ùn sia micca adattu per una ulteriore operazione. Una attenzione particulare hè pagata à a forza di a parte anteriore di u tettu. U testu chjamatu "alce" aiuta à u fabricatore di automobili à determinà quantu serà sicura a vittura quandu colpisce un animale altu, cume un cervu o un alce (tutta a massa di a carcassa cade nantu à u parabrezza è u lintellu superiore di u tettu sopra à ellu ).
2. Disignu mudernu. Prima di tuttu, l'automobilisti sofisticati prestanu attenzione à a forma di u corpu, è micca solu à a parte tecnica di a vittura.
3. Sicurezza. Tutti in u veiculu devenu esse prutetti da influenze esterne, ancu in una collisione laterale.
4. Versatilità. U materiale da u quale hè fatta a carrozzeria deve suppurtà diverse condizioni meteorologiche. Oltre à l'estetica, a pittura hè aduprata per prutege i materiali chì anu paura di l'umidità aggressiva.
5. Durabilità. Ùn hè pocu cumunu per u creatore di risparmià nantu à u materiale di u corpu, ghjè per quessa chì a vittura diventa inutilizabile dopu à pochi anni d'operazione.
6. Mantenibilità. Cusì chì dopu à un accidentu minore ùn avete micca da ghjittà a vittura, a fabricazione di tippi di carrozzeria muderna implica un assemblea modulare. Ciò significa chì a parte danneggiata pò esse rimpiazzata da una nova simile.
7. Prezzu accessibile. Se a carrozzeria hè fatta di materiali costosi, un gran numaru di mudelli micca reclamati si accumuleranu in i siti di i fabricanti di automobili. Ciò accade spessu micca per via di a scarsa qualità, ma per u costu elevatu di i veiculi.

Per chì un mudellu di carrozzeria risponda à tutti questi parametri, i pruduttori anu da tene in considerazione e caratteristiche di i materiali da cui sò fatti u quadru è i pannelli esterni di u corpu.

Cusì chì a produzzione di una vittura ùn abbisogna assai risorse, l'ingegneri di e cumpagnie sviluppanu tali mudelli di corpu chì permettenu di cunghjuntà a so funzione principale cù quelli supplementari. Per esempiu, e unità principali è e parti interne sò attaccate à a struttura di a vittura.

Inizialmente, u cuncepimentu di e vitture era basatu annantu à un quadru à u quale era attaccatu u restu di a macchina. Stu tipu hè sempre presente in certi mudelli di vittura. Un esempiu di questu hè SUV à pienu pienu (a maiò parte di e jeeps anu solu una struttura di corpu rinfurzata, ma ùn ci hè micca quadru, stu tipu di SUV hè chjamatu crossover) è camiò. Nant'à e prime vitture, ogni pannellu attaccatu à a struttura di u quadru puderia esse fattu micca solu di metallo, ma ancu di legnu.

U primu mudellu cù una struttura portante senza cornice hè stata a Lancia Lambda, chì hè andata da a linea di assemblea in u 1921. U mudellu europeu Citroen B10, chì hè andatu in vendita in u 1924, hà ricevutu una struttura di carrughju in unu pezzu.

Lancia Lambda

Citroën B10

Stu sviluppu si hè rivelatu cusì pupulare chì a maiò parte di i pruduttori di l'epica raramente si sviavanu da u cuncettu di un corpu monocuccu tuttu in acciaio. Queste macchine eranu sicure. Alcune imprese anu rifiutatu l'acciaiu per duie ragioni. Prima, stu materiale ùn era micca dispunibile in tutti i paesi, in particulare durante l'anni di guerra. Dopu, u corpu in acciaio hè assai pesante, cusì alcuni, per installà un mutore à combustione interna cun una putenza inferiore, compromessa nantu à i materiali di u corpu.

Durante a Seconda Guerra Mundiale, l'acciaiu era in poca pruvista in tuttu u mondu, postu chì stu metallu era cumpletamente adupratu per bisogni militari. Per un desideriu di stà à galla, alcune imprese anu decisu di pruduce u corpu di i so mudelli da materiali alternativi. Cusì, in quelli anni, e vitture cù un corpu in alluminiu apparsu per a prima volta. Un esempiu di tali mudelli hè u Land Rover 1-Series (u corpu era fattu di pannelli d'aluminiu).

Una altra alternativa hè un quadru di legnu. Un esempiu di tali vitture hè a mudificazione Willys Jeep Stations Wagon di u Woodie.

Siccomu u corpu di legnu ùn hè micca durevule è avia bisognu di una cura seria, st'idea hè stata prontamente abbandunata, ma in quantu à e strutture in alluminiu, i pruduttori anu pensatu seriamente à introduce sta tecnulugia in a pruduzzione muderna. Mentre a ragione apparente principale hè una mancanza di acciaio, questu ùn era micca veramente a forza motrice dietro a quale i produttori di automobili anu cuminciatu à circà alternative.

1. Dapoi a crisa glubale di u carburante, a maiò parte di e marche di vitture anu avutu à ripensà a so tecnulugia di fabricazione. Prima di tuttu, u publicu chì dumanda motori putenti è voluminosi hè diminuitu drasticamente per via di u costu elevatu di u carburante. L'automobilisti anu cuminciatu à circà vitture menu voraci. È per chì u trasportu cù un mutore più chjucu sia abbastanza dinamicu, ligere, ma in listessu tempu era necessariu materiale abbastanza forte.
2. In u mondu sanu, cù u tempu, e norme ambientali per e emissioni di i veiculi sò diventate più stringenti. Per questa ragione, a tecnulugia hà cuminciatu à esse introdotta per riduce u cunsumu di carburante, migliurà a qualità di combustione di u mischiu aria-carburante è aumentà l'efficienza di l'unità di potenza. Per fà questu, avete bisognu di riduce u pesu di tutta a vittura.

Cù u tempu, sviluppi sò apparsu da materiali cumposti, chì hà permessu di riduce ulteriormente u pesu di u veiculu. Cunsideremu quale hè a peculiarità di ogni materiale chì hè adupratu per a fabbricazione di carrozzerie.

Corpu in acciaio: vantaghji è svantaghji

A maiò parte di l'elementi di a carrozza di una vittura moderna sò fatti d'acciau laminatu. U spessore di u metalu in alcune sezzioni righjunghji 2.5 millimetri. D’altronde, in a parti di u cuscinettu hè adupratu soprattuttu materiale di foglia à bassu carbonu Grazie à questu, a vittura hè abbastanza ligera è resistente à u listessu tempu.

Oghje l'azzaru ùn hè micca scarsu. Stu metallu hà una alta forza, elementi di varie forme ponu esse stampati da ellu, è e parti ponu esse facilmente fissate inseme cù saldatura puntuale. Quandu fabbricanu una vittura, l'ingegneri prestanu attenzione à a sicurezza passiva, è i tecnulugichi fanno casu à a facilità di trasfurmazione di u materiale in modu chì u costu di u trasportu sia u più bassu pussibule.

È per a metallurgia, u compitu u più difficiule hè di fà piacè sia à l'ingegneri sia à i tecnuloghi. Cù e pruprietà desiderate in mente, hè statu sviluppatu un gradu speziale d'acciaiu chì offre a cumbinazione ideale di disegnabilità è forza sufficiente in u pruduttu finitu. Questu simplifica a produzzione di pannelli di carrozzeria è aumenta a fiducia di u quadru di l'auto.

Eccu alcuni benefici in più di un corpu in acciaio:

• A riparazione di i prudutti d'acciaiu hè a più faciule - basta à cumprà un elementu novu, per esempiu, una ala, è rimpiazzalla;
• Hè faciule da riciclà - l'azzaru hè altamente riciclabile, allora u fabbricante hà sempre l'occasione di uttene materie prime economiche;
• A tecnulugia per a fabricazione di l'acciau laminatu hè più simplice di l'elaborazione di analogi di lega ligera, cusì a materia prima hè più economica.

Malgradu questi vantaghji, i prudutti d'acciaiu anu parechji svantaghji significativi:

1. I prudutti finiti sò i più pesanti;
2. Rust si sviluppa prestu nantu à e parti senza prutezzione. Sì l'elementu ùn hè micca prutettu cù vernici, i danni renderanu rapidamente u corpu inutilizzabile;
3. Per chì a lamiera d'acciaiu abbia aumentatu a rigidità, a parte deve esse stampata parechje volte;
4. A risorsa di i prudutti siderurgichi hè a più chjuca paragunata à i metalli non ferrosi.

Oghje, a pruprietà di l'acciau hè aumentata aghjunghjendu à a cumpusizione di alcuni elementi chimichi chì aumentanu a so forza, a resistenza à l'ossidazione è e caratteristiche di plasticità (l'acciaghju di a marca TWIP hè capace di allungassi finu à u 70%, è l'indicatore massimu di a so forza hè 1300 MPa).

Corpu d'aluminiu: vantaghji è svantaghji

Nanzu, l'aluminiu era adupratu solu per fà pannelli ancorati à una struttura d'acciaiu. I sviluppi muderni in a produzzione di alluminiu permettenu di aduprà u materiale ancu per creà elementi di cornice.

Benchì questu metallu sia menu suscettibile à l'umidità paragunatu à l'acciaiu, hà menu forza è elasticità meccanica. Per questa ragione, per riduce u pesu di una vittura, stu metalu hè adupratu per creà porte, bagaglii, cappucci. Per aduprà l'aluminiu in u quadru, u fabbricante hà da aumentà u spessore di i prudutti, chì spessu funziona contr'à un trasportu più faciule.

A densità di e leghe di alluminiu hè assai menu di quella di l'acciaiu, dunque l'isulamentu di u rumu in una vittura cù un tale corpu hè assai peghju. Per assicurà chì l'internu di una tale vittura riceva un minimu di rumore esternu, u fabbricante utilizza tecnologie speciali di suppressione di u rumu, ciò chì face a vittura più cara paragunatu à una opzione simile cù un corpu in acciaio.

A produzzione di un corpu di alluminiu in i primi stadii hè simile à u prucessu di creazione di strutture in acciaio. E materie prime sò spezzate in fogli, allora sò stampate secondu u cuncepimentu desideratu. E parti sò assemblate in un cuncepimentu cumunu. Solu per questu hè aduprata a saldatura à l'argon. I mudelli più costosi utilizanu saldatura à puntu laser, colla speciale o rivetti.

Argumenti à favore di un corpu in alluminiu:

• U materiale di foglia hè più faciule da stampà, dunque, in u prucessu di fabricazione di pannelli, ùn hè micca necessariu un equipamentu putente quant'è per stampà da l'acciaiu;
• Rispuntendu à i corpi d'acciaio, a forma identica fatta d'aluminiu serà più leggera, mentre chì a forza à u listessu tempu rimane a stessa;
• E parti sò facilmente trattate è riciclabili;
• U materiale hè più resistente ch'è l'acciau - ùn teme micca l'umidità;
• U costu di u prucessu di fabricazione hè più bassu paragunatu à a versione precedente.

Micca tutti i motoristi accettanu di cumprà una vittura cù un corpu in alluminiu. U mutivu hè chì ancu cù un accidente minore, e riparazioni di l'auto seranu costose. A materia prima stessa costa più cà l'acciau, è se a parte deve esse cambiata, u pruprietariu di a vittura duverà circà un specialistu chì abbia attrezzature speciali per una cunnessione di alta qualità di elementi.

Corpu in plasticu: vantaghji è svantaghji

A seconda metà di u XXu seculu hè stata marcata da l'apparizione di u plasticu. A popularità di un tale materiale hè duvuta à u fattu chì ogni struttura pò esse fatta da ellu, chì serà assai più ligera chè ancu l'aluminiu.

U plasticu ùn hà micca bisognu di vernice. Hè abbastanza per aghjunghje i tinte necessarii à e materie prime, è u pruduttu acquista l'ombra desiderata. Inoltre, ùn svanisce micca è ùn hà micca bisognu di esse ripintu quandu hè graffiatu. Rispuntendu à u metallu, u plasticu hè più resistente, ùn reagisce mancu cù l'acqua, dunque ùn arrughina micca.

U mudellu Hadi hà un corpu di plastica

U costu di a fabricazione di pannelli di plastica hè assai più bassu, postu chì e presse putenti ùn sò micca necessarie per a goffratura. E materie prime riscaldate sò fluide, per via di ciò a forma di e parti di u corpu pò esse assolutamente qualsiasi, ciò chì hè difficiule da uttene quandu si usa u metalu.

Malgradu questi chjaru vantaghji, u plasticu hà un svantaghju assai grande - a so forza hè direttamente ligata à e cundizioni di funziunamentu. Dunque, se a temperatura di l'aria esterna scende sottu à zero, e parti diventanu fragili. Ancu una piccula carica pò fà scoppà u materiale o vultà in pezzi. D'altra parte, cume a temperatura cresce, a so elasticità aumenta. Alcuni tipi di plastichi si deformanu quandu sò riscaldati à u sole.

Per altri mutivi, i corpi plastichi sò menu pratichi:

• E parti danneggiate sò riciclabili, ma questu prucessu richiede attrezzature speziali costose. U listessu vale per l'industria di i plastichi.
• Durante a fabricazione di prudutti di plastica, una grande quantità di sostanze dannose hè emessa in l'atmosfera;
• E parti purtatrici di u corpu ùn ponu micca esse in plastica, postu chì ancu un grande pezzu di materiale ùn hè micca forte cum'è u metalu finu;
• Se u pannellu di plastica hè dannighjatu, pò esse facilmente è rapidamente rimpiazzatu cù un novu, ma hè assai più caru ch'è saldà un patch metallicu à metallu.

Ancu se oghje ci sò vari sviluppi chì eliminanu a maiò parte di i prublemi elencati, ùn hè ancu statu pussibule di mette a tecnulugia à a perfezione. Per questa ragione, paraurti, inserti decorativi, modanature, è solu in certi mudelli di vittura - i parafanghi sò principalmente fatti di plastica.

Corpu cumpostu: vantaghji è svantaghji

U termine compositu significa un materiale chì include più di duie cumpunenti. In u prucessu di creazione di un materiale, u compositu acquista una struttura omogenea, per via di u quale u pruduttu finale averà e pruprietà di duie (o più) sostanze chì custituiscenu a materia prima.

Spessu, un cumpostu serà uttenutu incollendu o sinterizendu strati di diversi materiali. Spessu, per aumentà a forza di a parte, ogni stratu separatu hè rinfurzatu in modu chì u materiale ùn si stacchi durante u funziunamentu.

Corpu monocuque

U cumpusitu u più cumunu adupratu in l'industria automobilistica hè a vetraghju. U materiale hè ottenutu aghjunghjendu un filler di polimeru à a fibra di vetru. Elementi di corpu esterni sò fatti di tali materiale, per esempiu, paraurti, griglie di radiatore, à volte ottiche di testa (più spessu sò fatti di vetru, è e versioni leggere sò in polipropilene). L'installazione di tali parti permette à u fabbricante di aduprà l'acciaiu in a struttura di e parti di u corpu di supportu, ma in listessu tempu mantene u mudellu abbastanza leggiu.

Oltre à i vantaghji elencati sopra, u materiale polimericu occupa un postu degnu in l'industria automobilistica per i seguenti motivi:

• U pesu minimu di e parti, ma in listessu tempu anu una forza decente;
• U pruduttu finitu ùn teme micca l'effetti aggressivi di l'umidità è di u sole;
• A causa di l'elasticità in u stadiu di a materia prima, u fabbricante pò creà forme completamente diverse di parti, cumprese quelle più cumplesse;
• I prudutti finiti parenu esteticamente piacevuli;
• Pudete creà enormi parti di u corpu, è in certi casi ancu tuttu u corpu, cum'è in u casu di e vitture di balene (leghjite più nantu à tali vitture in rivista separata).

Tuttavia, a tecnulugia innovativa ùn pò esse una alternativa cumpleta à u metallu. Ci hè parechje ragioni per quessa:

1. U costu di i ripieni di polimeri hè assai altu;
2. A forma per a fabricazione di a parte deve esse perfetta. Osinnò, l'elementu diventerà bruttu;
3. Durante u prucessu di fabricazione, hè estremamente impurtante di mantene u situ di travagliu pulitu;
4. A creazione di pannelli durevoli richiede assai tempu, postu chì u compositu richiede assai tempu per asciugà, è alcune parti di u corpu sò à più strati. I corpi solidi sò spessu fatti da questu materiale. Per a so designazione, hè adupratu u termine alatu "monocoque". A tecnulugia per creà tippi di corpu monocuque hè a seguente. Un stratu di fibra di carbonu hè incollatu cù un polimeru. In cima di questu, un altru stratu di materiale hè postu, solu per chì e fibre si trovanu in una direzzione diversa, u più spessu à anguli retti. Dopu chì u pruduttu hè prontu, hè messu in un fornu speciale è cunservatu per un certu tempu sottu alta temperatura, affinchì u materiale sia cottu è piglii una forma monolitica;
5. Quandu una parte fatta di materiale compositu si rompe, hè estremamente difficiule da riparalla (un esempiu di cume sò riparati i paraurti di vittura hè descrittu ccà);
6. E parti cumposte ùn sò micca riciclate, solu distrutte.

A causa di u costu elevatu è di a cumplessità di a fabricazione, e vitture stradali ordinarie anu un numeru minimu di parti in fibra di vetru o altri analoghi cumposti. A maiò spessu, tali elementi sò installati in un supercar. Un esempiu di una tale vittura hè a Ferrari Enzo.

2002 Ferrari Enzo

Hè vera, alcuni mudelli esclusivi di a serie civile ricevenu parti dimensionali da un cumpostu. Un esempiu di questu hè a BMW M3. Sta vittura hà un tettu in fibra di carbonu. U materiale hà a forza necessaria, ma in listessu tempu permette di spustà u centru di gravità più vicinu à a terra, ciò chì aumenta a forza aerea quandu entra in i cantoni.

Una altra suluzione originale in l'usu di materiali ligeri in u corpu di a vittura hè dimustrata da u fabbricante di a famosa supercar Corvette. Dapoi guasi mezu seculu, a sucietà utilizeghja una struttura di metallo spaziale nantu à a quale sò appiccicati pannelli cumposti.

Corpu in carbonu: vantaghji è svantaghji

Cù l'avventu di un altru materiale, a sicurezza è à u listessu tempu a leggerezza di e vitture anu arrivatu à un novu livellu. In fatti, u carbonu hè u listessu materiale cumpostu, solu una nova generazione di apparecchiature permette di creà strutture più durevuli ch'è in a fabricazione di monocuque. Stu materiale hè adupratu in i corpi di mudelli famosi cum'è BMW i8 è i3. Se u carbone in altre vitture era adupratu prima solu cum'è decurazione, allora sò e prime vitture di pruduzzione in u mondu, chì a carrozzeria hè fatta interamente in carbonu.

I dui mudelli anu un designu simile: a basa hè una piattaforma modulare in alluminiu. Tutte l'unità è i meccanismi di a vittura sò fissi annantu. A carrozzeria si compone di duie metà, chì anu dighjà alcuni dettagli interni. Sò cunnessi l'uni à l'altru durante l'assemblea aduprendu pinze di bulloni. A peculiarità di questi mudelli hè chì sò custruiti annantu à u listessu principiu di e prime vitture - una struttura di quadru (solu u più leggera pussibule), nantu à a quale sò fissati tutti l'altri onori.

Durante u prucessu di fabricazione, e parti sò cunnesse l'una cù l'altra aduprendu una colla speciale. Questu simula a saldatura di parti metalliche. U vantaghju di un tale materiale hè a so alta resistenza. Quandu a vittura supera e grande irregolarità, a rigidità torsionale di u corpu li impedisce di deformassi.

Un altru vantaghju di a fibra di carbonu hè chì richiede un minimu di travagliadori per fabricà e parti, postu chì l'attrezzatura di alta tecnulugia hè cuntrullata da l'elettronica. U corpu di carbone hè fattu da parti individuali chì sò furmate in forme speciali. Un polimeru di una composizione speciale hè pompatu in u muffu sottu alta pressione. Questu rende i pannelli più durevuli di lubrificà manualmente e fibre. Inoltre, forni più chjuchi sò necessarii per coce articuli chjuchi.

I svantaghji di tali prudutti includenu principalmente u costu elevatu, perchè si utilizanu attrezzature costose chì necessitanu un serviziu di alta qualità. Inoltre, u prezzu di i polimeri hè assai più altu di quellu di l'aluminiu. È se a parte hè rotta, allora hè impussibile di riparalla da solu.

Eccu un brevi video - un esempiu di cume sò assemblati i corpi in carbonu di BMW i8:

Hè cusì chì a vostra BMW i8 hè assemblata. Assemblà a vostra vittura BMW i8

Dumande è risposte:

Cosa hè inclusu in u corpu di a vittura? U corpu di a vittura hè custituitu da: un sparatu di fronte, un scudo di fronte, un pilastru di fronte, un tettu, un pilastru B, un pilastru posteriore, parafanghi, un pannellu di troncu è un cappucciu, un fondu.

Chì hè u corpu di a vittura supportata? U corpu principale hè u quadru spaziu. Questa hè una struttura fatta in forma di gabbia, situata intornu à tuttu u perimetru di u corpu. U corpu hè attaccatu à sta struttura di sustegnu.