Что такое лонжерон в машине и для чего он нужен?

Стальной коробчатый лонжерон является силовым элементом в автомобиле и обеспечивает прочность конструкции несущего кузова. Деталь жестко закреплена сваркой и используется для монтажа подрамников и узлов двигателя и трансмиссии. Предусмотренные зоны направленной деформации обеспечивают частичное гашение энергии при столкновениях.

Предназначение и устройство лонжеронов

В рамных конструкциях применяются катаные лонжероны из швеллера. Используемая в несущих кузовах сварная деталь отличается замкнутым прямоугольным профилем с переменными габаритами. Силовые элементы расположены выше подвесок и хорошо видны со стороны днища автомобиля. Верхнюю часть переднего лонжерона можно рассмотреть через моторный отсек, задние видны через багажник только на некоторых машинах. Фронтальные лонжероны связаны с полками крыльев и стаканами для пружин подвески, образуя замкнутый контур повышенной жесткости.

Силовой элемент состоит из нескольких деталей, соединенных в единый модуль контактной сваркой и клеем. Предусмотрены вставки с резьбой для крепления подрамника или опор силового агрегата. На фронтальной части переднего лонжерона имеются фланцы для установки кронштейнов усилителя бампера и рамки радиаторов систем охлаждения и кондиционирования. Сзади, из-за отсутствия испытаний на устойчивость к повреждениям при столкновении, используют детали с пониженной прочностью.

Лонжероны проходят циклы грунтования и окраски вместе с кузовом в заводских условиях.

Силовой элемент нужен для:

• установки деталей подвески, двигателя и трансмиссии;
• обеспечения стабильного взаимного положения элементов конструкции;
• гашения вибрационных нагрузок, возникающих при движении ТС;
• обеспечения требуемой жесткости кузова без наращивания массы конструкции;
• поглощения энергии при столкновениях с уводом силового агрегата и подвесок от клетки салона.

Для формирования зон программируемой продольной деформации в конструкции лонжеронов предусматривают участки с пониженной прочностью. Например, в металлических панелях выполняются насечки или внедряются вставки с уменьшенной толщиной.

Для сокращения прочности возможно использование отверстий, позволяющих лонжерону собраться в гармошку при ударной нагрузке. Направленное смятие металла гасит кинетическую энергию при столкновениях и уменьшает негативное силовое воздействие, идущее в сторону пассажирского салона автомобиля.

Разновидности лонжеронов

По конфигурации и взаимному положению детали делятся на:

• плоские с параллельной установкой в едином горизонтальном направлении;
• изогнутые в соответствии с очертаниями днища кузова автомобиля;
• вертикальные или расположенные под углом, предназначенные для усиления конструкции.

Лонжероны сложной геометрической формы используют для сборки рамы, на которой имеются точки для фиксации деталей ходовой части, силовой установки и кузова. Дополнительные перемычки (траверсы) повышают прочность конструкции. Подобные рамы используют на грузовых автомобилях и крупных внедорожниках. На основной части легкового транспорта применяется несущий кузов. Используемые лонжероны состоят из нескольких деталей, соединенных точечной сваркой и интегрированных в силовую структуру кузова.

Неисправности лонжеронов и их ремонт

Поскольку лонжерон находится в нижней части кузова, он подвергается воздействию дорожных реагентов, воды и грязи. Попадающие в скрытые полости агрессивные растворы вызывают появление очагов коррозии. В заводских условиях детали обрабатывают мастиками на восковой основе, снижающими риск образования ржавчины.

Многослойная конструкция лонжеронов прогнивает насквозь редко, проблемы возникают из-за повреждений при столкновениях или неправильном отворачивании болтов.

При нарушении момента затяжки элементы крепления подрамника могут сорвать приваренные гайки. Добраться до места установки закладных пластин невозможно, поскольку понадобится разобрать силовой элемент на составные части. Для ремонта потребуется прорезать технологические отверстия и закрепить новые гайки сваркой. Лишние каналы снижают жесткость лонжерона. Следует облить места резки и сварки антикоррозионным составом.

При ударах лонжероны деформируются, алгоритм сжатия деталей заложен при конструировании. Обратная вытяжка позволяет вернуть корректные геометрические размеры и правильное взаимное положение подрамника и силовой установки, но не обеспечивает требуемой жесткости. Для корректного восстановления кузова необходимо высверлить сварные точки и снять деформированные панели. Затем следует установить новые элементы либо лонжерон, аккуратно вырезанный из автомобиля аналогичной модели. Методика позволяет довести жесткость кузова до штатных параметров.

Рамные конструкции не проще в ремонте, поскольку элементы соединяют сваркой или заклепками на стапеле, обеспечивающем требуемое положение лонжеронов и траверс. Термическое воздействие при ремонте негативно влияет на прочность конструкции, которая теряет жесткость и покрывается трещинами.

Установка новой рамы решает проблему, но поскольку узел является номерным, то следует внести корректировки в документы на автомобиль (процедура осуществляется официально через органы ГИБДД).

Советы профессионалов по эксплуатации лонжерона автомобиля

При нормальных условиях эксплуатации лонжероны не нуждаются в уходе. Достаточно регулярно мыть автомобиль и соблюдать требования производителя при отворачивании болтов крепления подрамника и подушек мотора или КПП. При покупке подержанной машины следует проверить состояние силовых элементов визуально и путем промера расстояний между основными точками ходовой части.

В случае обнаружения непонятных сварных швов кустарного происхождения, трещин и вмятин на лонжеронах либо нарушения геометрии подвески от приобретения автомобиля лучше отказаться.

Если силовые элементы используются непосредственно для крепления рычагов подвески, то можно проверить корректность установки колес. Если ходовая часть оснащена подрамниками, то гнутые лонжероны не всегда препятствую правильной регулировке. Нарушение геометрических размеров силовой структуры приводит к неравномерным зазорам между панелями кузова. Следует осмотреть точки крепления элементов: болты со следами откручивания с большой вероятностью указывают на проводившийся ремонт и попытки выставить равномерные зазоры.

На машинах с большими пробегами возможно появление на лонжеронах усталостных трещин, не связанных с аварийными ситуациями. Металл постепенно теряет прочность и разрушается, соответственно, искажается геометрия кузова. Обнаружение трещин должно насторожить покупателя, но если речь идет о приобретении редкого антикварного автомобиля, то с подобным дефектом можно смириться. В остальных случаях целесообразнее осмотреть другой экземпляр либо торговаться с владельцем, указывая на найденные неисправности и необходимость проведения дорогостоящего ремонта.