ساختار بدنه خودرو

بدنه خودرو یا اتاق خودرو بخش بیرونی و قابل مشاهده خودرو است. معمولاً ساختار بدنه خودرو (Body Style) به کلاس اتومبیل، ابعاد اتومبیل، قیمت و شرایط محیطی وابسته‌است.

ساختار بدنه نیازمند استحکام و سختی لازم برای تحمل وزن و فشار و اطمینان دراتصالات تمام اجزاء با هم است. علاوه بر این، باید مقاوم و انطاف پذیر در برابر ضربه تصادف باشد و به راحتی از سرنشینان حفاظت کند. علاوه بر این،باید تا حد ممکن برای بهینه سازی مصرف سوخت و عملکرد سبک باشد. در طول سالیان، طرح های مختلف استفاده شده است و هر یک از آنها دارای مزایا و مضراتی می باشند.

مفاهیم طراحی بدنه 

قدیمی ترین طراحی بدنه خودرو، ساختار بدنه روی شاسی است. شاسی به طور معمول از دو تنه موازی (“چار چوب نردبانی”) که به آن تعلیق و قسمت تولید قدرت متصل شده است. بدنه، و یا پوسته به شاسی متصل میشود.

فرم بدنه روی شاسی تا اوایل ۱۹۶۰ تقریبا توسط تمام شرکت های اتومبیل سازی در جهان مورد استفاده قرار گرفت.تنه های اولیه از چوب (ash معمولی) ساخته شد، اما تنه نردبانی فلزی در ۱۹۳۰ متداول شد.

امروزه،این نوع طراحی تنه فقط برای کامیون های سبک و suv تمام سایز به کار میروند. فرم تنه مانند یک نردبان به نظر می رسد،دو ریل طولی متصل شده توسط چند شاخه جانبی و متقابل ساخته شده است.عضوهای طولی فشارهای اصلی را تحمل میکنند.

آنها بار و نیروهای طولی ناشی از شتاب و ترمز را تحمل میکنند. اعضای جانبی و متقاطع مسئولیت مقاومت در برابر نیروهای جانبی و افزایش فشارهای پیچشی را دارند.

شاسی نردبانی بر روی کامیون ها به دلیل قدرت و توانایی کلی برای حفظ وزن خود استفاده می شود. عیب معمول سنگین شدن شاسی نردبانی، از طراحی آن است (یک ساختار دو بعدی )، استحکام پیچشی بدنه نیاز به بهبود دارد. همچنین، شاسی نردبانی تمایل به اشغال مقدار زیادی از فضای با ارزش دارد و این باعث بالا رفتن نیروهای مرکز ثقل می شود.

ایمنی بدنه نیز در یک وسیله نقلیه بر روی شاسی نردبانی کاهش پیدا میکند،چرا که ریل تحت تاثیر ضربه تغییر شکل پیدا نمیکند؛ یعنی انرژی ضربه بیشتر به داخل کابین و به وسیله نقلیه دیگر منتقل می شود.

انواع مختلف بدنه خودرو

کانورتیبل (Convertible)

این گونه خودروهای دارای سقف جمع شونده فلزی هستند و ظرفیت چهار سرنشین را دارد. سقف این نوع خودروها نسبت به خوروهای سقف چرمی دارای عایق بندی بهتر ولی وزن بیشتر هستند. BMW 3series convertable

کوپه (Coupé)

خودرویی همراه دو در با ظرفیت ۲ یا ۴ سرنشین است. تفاوت کوپه با سدان (خودروی چهار نفرهٔ معمولی) در طول در جلو، ارتفاع سقف و مقدار فضای سرنشینان عقب است. در خودروی کوپه، طول در بیشتر و ارتفاع سقف و فضای سرنشینان عقب کم‌تر است. البته نوعی از کوپه به نام ۲+۲ وجود دارد که فضای سرنشینان عقبش از کوپهٔ عادی نیز کم‌تر است. اتومبیلی مانند Mercedes Benz CLS 2004 تلفیقی از سدان و کوپه‌است که اصطلاحاً به آن سدان کوپه (fastback) می‌گویند.

اس.یو. وی متقاطع (XUV or Crossover SUV)

گونه‌ای از اس.یو. وی که بیشتر بر مبنای شاسی خودروهای سدان کوچک شهری است، و از قابلیت آفرود خیلی خوبی برخوردار نیستند.

فست بک (Fastback)

در این نوع خودرو، سقف با یک زاویه کم و به صورت بیضی شکل به انتهای اتومبیل وصل می‌شود. در فست بک، به این گونه خودروها سدان کوپه نیز می‌گویند. Mercedes benz CLS/ porsche panamera

هاچ بک (Hatchback)

در خودروی‌های هاچ بک، در عقب شامل شیشهٔ عقب هم می‌گردد که با بازکردن این در به یک صندوق بار کوچک می‌توان دسترسی داشت. اتومبیل‌های هاچ بک دارای ۲ یا ۴ در هستند که معمولاً با به حساب آوردن در عقب، هاچ بک‌ها در دو نوع ۳ در و ۵ در قرار می‌گیرند.

نعش کش (Hearse)

این اتومبیل‌ها نوع تبدیل یافتهٔ ماشین‌های لوکس(Luxury Car) هستند که به مراتب درازتر و سنگین تر از اتومبیل‌های عادی بوده و معمولاً برای حمل مرده به کار می‌روند.

لیفت بک (Liftback)

به فرمی از خودرو می‌گویند که بین سدان و هاچ بک است. در این حالت صندوق عقب از نظر ظاهر مجزا است ولی از نظر بازشدن در صندوق عقب همانند هاچ بک می‌باشد و شیشه عقب با صندوق عقب پیوسته است و شیشهٔ عقب این خودروها قوس بیشتری نسبت به سدان‌ها و هاچبکها دارند.

لیموزین (Limousine)

اتومبیلی گرانقیمت همراه با رانندهٔ مخصوص(chauffeur) که برای حمل اشخاص مهم به کار می‌رود. طول این اتومبیل‌ها بیشتر از اتومبیل‌های عادی است و معمولاً ردیف راننده از ردیف عقب به وسیلهٔ یک شیشه جدا می‌گردد.

مینی بوس (Minibus)

نمونهٔ کوچکی از اتوبوس که توانایی حمل بیش از ۱۶ نفر را دارد.

مینی ون (MiniVan)

اتومبیلی که دارای ۳ تا ۴ ردیف صندلی همراه با فضای اضافه‌است. نوع سوپرمینی (Supermini) نمونهٔ کوچکی از ون است که دارای ۲ تا ۳ ردیف صندلی است.

اتومبیل‌های عضلانی (Muscle car)

اتومبیل‌هایی با بدنه‌ای نسبتاً سنگین همراه و با قوسهای مواج با یک موتور قوی که معمولاً توسط شرکتهای آمریکایی تولید می‌شوند، این نوع خودروها بین شرکت‌های معروف آمریکایی رقابت شدیدی به وجود آورده‌اند.

ام.پی.وی. (MPV)

ام.پی. وی‌ها اتومبیل‌های چند منظوره‌ای هستند(Multi-purpose vehicle). این نوع خودروها فضای داخلی زیادی دارند و حجم بار زیادی را در خود جای می‌دهند ولی برای عبور از معابر شهری مشکلی به وجود نمیاورند.

ناچ بک (Notchback)

طراحی این خودروها از سه قسمت کاملاً تفکیک شده تشکیل شده، در این نوع از خودروها شیشه جلو و شیشه عقب خودرو با زاویه تیزتری نسبت به خودروهای دیگر طراحی می‌گردند، به عبارت دیگر خودرو از دید طراحی سه قسمت جعبه‌ای شکل (به ترتیب قسمتهای: موتور (کاپوت) – کابین – صندوق) به وجود آمده.

(Pick-up)

نوع کوچک ویا متوسط کامیون است. اتومبیل‌های پیکاپ بر مبنای اتومبیل‌های عادی ساخته نمی‌شوند اما اندازهٔ آن‌ها در در حد اتومبیل‌های عادی است. معمولاً این گونه خودروها در پشتشان یک فضای حمل بار دارند.

رگ تاپ (Ragtop)

این گونه تلفیقی از رودستر ها (ماشین بدون سقف) و کانورتبل‌ها بوده با این تفاوت که دارای یک سقف نرم قابل تنظیم(Soft Top or Cloth Top) است.

رودستر (Roadster)

اتومبیلی بدون سقف که قابلیت حمل دو سرنشین را دارد که دارای سقف جمع شونده چرمی نرم (soft top) یا سقف سخت جمع شونده فلزی (hard top)هستند.

سدان (Sedan)

متدوال‌ترین نوع اتومبیل است. سدان‌ها دارای ظرفیت بیش از ۴ سرنشین هستندو دارای ۴ در هستند، سدانها نوعهای مختلف و گوناگونی دارند که از نظر طول و عرض و ابعاد با یکدیگر فرق دارند.

اس.یو.وی. (SUV)

تلفیقی از خودروهای Off-Road و ۴WD هستند. تولید SUVها گسترش یافته و دارای امکانات رفاهی و قابلیت‌های رانندگی بهتری گشته‌اند. مرسدس بنزهای کلاس ML , G , GL جز ردهٔ SUV محسوب می‌شوند.

اسپایدر (Spyder or Spider)

گونه‌ای از رودسترها می‌باشند، با این تفاوت که اکثر خودروهای اسپایدر سوپراسپرت هستند، خودروهای اسپایدر موتور وسط(AUDI R8 spider) یا عقب (ferrari 458 spyder) هستند که اکثر آنها سقف چرمی هستند. lamborghini gallardo spyder

واگن استیشن (Station Wagon)

خودرویی شاسی بلند که دارای فضایی برای حمل بار در پشت می‌باشد. معمولاً از طریق یک در پشتی می‌توان به محفظهٔ بار دسترسی داشت.

تارگا تاپ (Targa Top)

گونه‌ای از سمی کانورتبل‌ها همراه با یک سقف تاشو که مخصوص ماشین‌های اسپرت است. تارگا تاپ به صورت انحصاری متعلق به شرکت پورشه‌است. این استیل بر گرفته شده از Porcshe 911 Targa پس از رالی Targa Floria است. در برخی از قطعات سقف و قاب پنجره در این استیل از کروم استفاده می‌شود.

ون (Van)

گونه‌ای از کامیون که بر مبنای واگن ساخته می‌شود و برای حمل مسافر و تبلیغات کاربرد دارد. معمولاً ون‌ها فاقد پنجره‌ای کناری می‌باشند.

انواع مختلف بدنه خودرو

آلیاژ بدنه خودرو – فلز بدنه خودرو

توسعه اولیه
طراحی های ورقی عمدتا به سمت حجم تولید بالاتر است علت آن هم سرمایه گذاری در ابزار قالب گیری یا پرس است.

از سوی دیگر، ورق ها محصولات ارزان قیمتی هستند. ایده طراحی بدنه با ورق فشرده در حال توسعه و مطمئن برای بدنه های ورقی خودرو است.همچنین آنها می توانند با ورق های آلومینیوم جایگزین شوند.

مدل Panhard Z1 را می توان به عنوان اولین نمونه مثال زد. تولید سری در سال ۱۹۵۳ با استفاده از (EN AW-5754 AlMg3) ورق های آلیاژی آغاز شده است.

در اوایل دهه هشتاد، چند خودرو کانسپت آلومینیومی، به طور کلی فقط با تعویض ورق های فولادی با ورق های آلومینیوم آلیاژی در مدل های ماشین های موجود،تولید شده است. به عنوان مثال، یک ماشین پورشه اسپورت ۹۲۸ با بدنه تمام آلومینیومی ۱۹۸۱ در IAA فرانکفورت به نمایش گذاشته شد.

بدنه آلومینیومی با استفاده از Alusuisse یک پیشرفت کلی پیدا کرد، که با استفاده از Anticorodal®- ۱۲۰ ساخته شده است (EN AW-6016) ورق های آلیاژی (به ضخامت ۱٫۲ میلی متر برای درب ها، ۲٫۵ میلی متر برای ساختار). وزن این بدنه آلومینیومی ۱۶۱ کیلوگرم بود،که نشان دهنده کاهش وزن ۱۰۶ کیلوگرمی در مقایسه با بدنه فولادی است.در زمان خیلی کمی پس از آن،دوباره آئودی پرقدرت شروع به تحقیق درمورد آلومینیوم کرد.

در زمان تعیین شده،اساس بدنه آلومینیومی بر روی آئودی ۱۰۰ اجرا شد.

اولین خودروی تولید شده با بدنه تمام آلومینیومی،هوندا Acura NSX در سال ۱۹۸۹ معرفی شد. هوندا Acura NSX، با کارایی بالا، خودرو اسپورت دو سرنشین،در ابعاد بسیار کوچک بود که با دست منتاژ شده بود.

ویژگی این بدنه مونوکوک (monocogue) تمام آلومینیومی با وزن ۱۶۳ کیلوگرم ، ترکیب برخی از پروفیل های آلومینیومی اکسترود در شاسی و سیستم تعلیق بود.

استفاده از آلومینیوم در بدنه به تنهایی نزدیک به ۲۰۰ کیلوگرم از وزن آن نسبت به مشابه فولادی کاهش داد در حالی که سیستم تعلیق آلومینیومی ۲۰ کیلوگرم را کاهش داد.نمای بیرونی یک فرآیند رنگ مخصوص ،نوعی پوشش کرومات طراحی شده در هواپیما، برای محافظت از بدنه آلومینیومی در برابر تغییرات شیمیایی است.

استفاده از آلیاژهای آلومینیوم با مقاومت بالا در ساختمان بدنه و تکنیک های ویژه ساختار،آن را از یک بدنه فولادی مشابه قوی ترکرده است،در حالی که ۴۰٪ سبک تر است.ترکیب نقطه جوش و نقطه جوش MIG برای اتصال قسمت های ساختمان با هم مورد استفاده قرار گرفت.

علاوه بر این، NSX-T با پانل سقف تاشوآلومینیومی ارائه شده است. این پنل با وزن سبک و در عین حال با دوام طراحی و دارای محفظه نگهدارنده زیر دریچه شیشه ای عقب است.

در اوایل ۱۹۹۰، Alcan Aluminum Ltd با فورد برای توسعه یک وسیله نقلیه ساخته شده با آلومینیوم فشرده مشارکت کردند.

فورد پس از آن ۴۰ دستگاه خودرو آزمایشی بر اساس طراحی و اجزای مکانیکی از حجم تولید سدان متوسط با نام Taurus ساخت.P2000 دارای unibody آلومینیومی شبیه به یک بدنه از فولاد معمولی است، اما در آن طراحی پیشرفته و فن آوری ساخت پیشرفته برای رسیدن به یک ساختار سفت و امن استفاده شده است.

برای مثال،پایه کمک فنر جلو،برای عدم نیاز به یک آلومینیوم ریخته گری سنگین، پیچیده و پر هزینه تر مونتاژ سه تکه آلومینیوم کوبیده است.

P2000 همچنین دارای چسب اپوکسی برای بهبود استحکام میباشد . در نتیجه بدنه به رنگ سفید دارای جرم ۱۸۲ کیلوگرم،در مقایسه با یک نسخه ۳۹۸ کیلوگرمی از فولاد معمولی است.

به طور کلی، P2000 از حدود ۳۳۲ کیلوگرم آلومینیوم و همچنین مقدار قابل توجهی از منیزیم و پلاستیک ساخته شده، برای ایجاد خودرویی با مجموع وزن حدود ۹۰۷ کیلوگرم

در توسعه طراحی با آلومنیوم فشرده بر روی فورد P2000 به عنوان یک سدان متوسط ،فورد بهره کامل از بدنه خالی آلومینیومی برای صرفه جویی در وزن اولیه ساختار، برای کاهش وزن نهایی خودرو استفاده کرد.

بدنه خالی آلومینیوم از۳٪ Mg Al- و مواد ساختاری ورق (EN AW-5754، ۰ Temper) ساخته شده است.این ساختار از تکنولوژی سیستم اتصال سازه (Alcan’s Aluminum Vehicle AVT) بهره برده است.

اتصال سازه (همراه با نقطه جوش مقاومتی) به طور قابل توجهی سختی ساختمان بدنه،مخصوصا سختی پیچشی را افزایش میدهد.

در این ساختار کاهش بیش از %۵۰ وزن نسبت به فولاد امکان پذیر میباشد،در نتیجه استفاده از آلومنیوم باعث بهبود اقتصادی می‌شود. در مقایسه به نقطه جوش فولاد ، سیستم AVT نیز استقامت خستگی و ظرفیت جذب انرژی ضربه را بهبود می‌بخشد. سیستم AVT برای اولین بار در قسمت جلوی یک وسیله نقلیه برای مدیریت انرژی تصادف، برای جگوار XJ220 اسپرت،با تولید محدود مورد استفاده قرار گرفت، ماشین اسپورت با کارایی بالا تولید شده در سال ۱۹۹۲-۱۹۹۴٫

تکنولوژی ساخت بدنه مورد استفاده در پروژه P2000 بعد به پلت فرم اولین نمونه وسیله نقلیه الکتریکی هیبرید (HEV) سدان پرودیجی فورد(Ford Prodigy) منتقل شد.

جرم Prodigy 1083 کیلوگرم، حدود ۴۵۴ کیلوگرم کمتر از یک سدان متوسط خانواده بود.سیستم اتصال سازه AVT (اتصال به علاوه نقطه جوش) نیز برای تولید چار چوب وسیله نقلیه الکتریکی جنرال موتورز EV1 استفاده شد.

GM EV1 اولین تولید انبوه سدان با هدفطراحی شده برای نیروی محرکه الکتریکی بود.

تولید شد توسط GM از سال ۱۹۹۶ تا سال ۱۹۹۹٫ قطعات بدنه این خودرو از پلاستیک (به جای آلومینیوم) برای بهبود مقاومت در برابر ضربه ساخته شده است.بدنه خالی (body-in-white) ساختار آلومینیوم با اتصال ورقی و نقطه جوش مقاومتی و تنها ۱۳۲ کیلوگرم،کاهش وزن در حدود ۴۰ درصد بیش از مشابه فولادی وزن داشت. اتصال با استفاده از چسب مخصوص سازه های هوا فضا ، برای اولین بار برای یک وسیله نقلیه تولید شد.

پلیموت پرولیر(Plymouth Prowler) یک بستر آزمایش کم خطر برای مواد آلومینیومی (ساخته شده در سال ۱۹۹۷ و ۱۹۹۹¬۲۰۰۲) بود.

در سال ۲۰۰۱،این خودرو به عنوان یک وسیله نقلیه کرایسلر مارک شد.Prowler دارای ۴۰۰ کیلوگرم آلومینیوم (از جمله بدنه ، چار چوب های شاسی و قطعات سیستم تعلیق)بود. چار چوب شاسی آلومینیومی شامل اکستروژن ۴۲ و ریخته گری ۸ که توسط جوش MIG خودکار متصل شده است.

قطعات بدنه (outers AlMgSi، inners AlMg) توسط پرچ سمبه سرخود و چسب اپوکسی متصل شدند.پرچ ها قطعات را در جای خود نگه میداشتند تا چسب اپوکسی در فر رنگ آستر بگیرد.چدن ریخته گری Thixo برای تولید بازوهای کنترل در سیستم تعلیق جلو و عقب استفاده شده است.

منابع: ویکی کد دیزاین

Summary
Review Date
Reviewed Item
امتیاز این صفحه
Author Rating
51star1star1star1star1star