Terbuat dari apa badan mobil

Saat mengembangkan model mobil baru, setiap pabrikan berupaya meningkatkan dinamika produknya, tetapi pada saat yang sama tidak mengurangi keselamatan mobil. Walaupun performa dinamis sangat bergantung pada jenis mesin, bodi mobil memainkan peran penting. Semakin berat, semakin banyak upaya yang dilakukan mesin pembakaran internal untuk mempercepat pengangkutan. Tetapi jika mobil terlalu ringan, sering kali akan berdampak negatif pada downforce.

Dengan membuat produk mereka lebih ringan, pabrikan berusaha keras untuk meningkatkan sifat aerodinamis tubuh (apa itu aerodinamika, dijelaskan dalam review lain). Pengurangan bobot kendaraan dilakukan tidak hanya melalui pemasangan unit yang terbuat dari material alloy ringan, namun juga berkat bagian bodi yang ringan. Mari kita cari tahu bahan apa yang digunakan untuk membuat bodi mobil, serta apa kelebihan dan kekurangannya masing-masing.

Prasejarah badan mobil

Tubuh mobil modern diberi perhatian yang tidak kalah dari mekanismenya. Berikut adalah parameter yang harus dipenuhi:

1. Abadi. Jika terjadi tabrakan, tidak boleh melukai orang di kompartemen penumpang. Kekakuan torsi harus memastikan bahwa mobil tetap bugar saat melaju di medan yang tidak rata. Semakin kecil parameter ini, semakin besar kemungkinan kerangka mobil berubah bentuk, dan kendaraan tidak cocok untuk pengoperasian lebih lanjut. Perhatian khusus diberikan pada kekuatan bagian depan atap. Tes yang disebut "moose" membantu pembuat mobil menentukan seberapa aman sebuah mobil saat menabrak hewan tinggi, seperti rusa atau rusa (seluruh massa bangkai ada di kaca depan dan ambang atas).
2. Desain modern. Pertama-tama, pengendara yang canggih memperhatikan dengan tepat bentuk bodi, dan tidak hanya pada bagian teknis mobil.
3. Keamanan. Setiap orang di dalam kendaraan harus dilindungi dari pengaruh luar, termasuk saat terjadi tabrakan samping.
4. Fleksibilitas. Bahan pembuat bodi mobil harus tahan terhadap kondisi cuaca yang berbeda. Selain estetika, cat digunakan untuk melindungi bahan yang takut lembab agresif.
5. Daya tahan. Tidak jarang pencipta menghemat material bodi, itulah sebabnya mobil menjadi tidak dapat digunakan setelah hanya beberapa tahun beroperasi.
6. Pemeliharaan. Agar setelah terjadi kecelakaan kecil Anda tidak perlu membuang mobilnya, pembuatan tipe bodi modern ini mengimplikasikan perakitan modular. Artinya bagian yang rusak bisa diganti dengan yang baru serupa.
7. Harga terjangkau. Jika bodi mobil terbuat dari bahan mahal, sejumlah besar model yang tidak diklaim akan menumpuk di situs pembuat mobil. Hal ini sering terjadi bukan karena kualitas yang buruk, melainkan karena mahalnya harga kendaraan.

Agar model bodi memenuhi semua parameter ini, pabrikan harus mempertimbangkan karakteristik bahan yang digunakan untuk membuat bingkai dan panel bodi luar.

Agar produksi mobil tidak membutuhkan banyak sumber daya, para insinyur perusahaan mengembangkan model bodi yang memungkinkan menggabungkan fungsi utama mereka dengan fungsi tambahan. Misalnya unit utama dan bagian interior yang menempel pada struktur mobil.

Awalnya, desain mobil didasarkan pada bingkai, yang ditempelkan unit mobil lainnya. Tipe ini masih hadir di beberapa model mobil. Contohnya adalah SUV full-fledged (kebanyakan jeep hanya memiliki struktur bodi yang diperkuat, tapi tidak ada rangka, disebut SUV jenis ini. persilangan) dan truk. Pada gerbong pertama, setiap panel yang dipasang pada struktur rangka tidak hanya terbuat dari logam, tetapi juga dari kayu.

Model pertama dengan struktur tanpa bingkai adalah Lancia Lambda, yang diluncurkan dari jalur perakitan pada tahun 1921. Model Eropa Citroen B10, yang mulai dijual pada tahun 1924, menerima struktur bodi baja satu bagian.

lancia lambda

Citroen b10

Perkembangan ini terbukti sangat populer sehingga sebagian besar pabrikan pada masa itu jarang meninggalkan konsep bodi monocoque serba baja. Mesin ini aman. Beberapa perusahaan menolak baja karena dua alasan. Pertama, bahan ini tidak tersedia di semua negara, terutama selama tahun-tahun perang. Kedua, bodi baja sangat berat, jadi beberapa, untuk memasang mesin pembakaran internal dengan daya yang lebih rendah, bahan bodi dikompromikan.

Selama Perang Dunia Kedua, baja kekurangan pasokan di seluruh dunia, karena logam ini digunakan sepenuhnya untuk kebutuhan militer. Karena keinginan untuk tetap bertahan, beberapa perusahaan memutuskan untuk membuat model bodi mereka dari bahan alternatif. Maka, pada tahun-tahun tersebut, mobil dengan bodi aluminium muncul untuk pertama kalinya. Contoh model tersebut adalah Land Rover 1-Series (bodi terdiri dari panel aluminium).

Alternatif lain adalah rangka kayu. Contoh mobil tersebut adalah modifikasi Willys Jeep Stations Wagon Woodie.

Karena bodi kayu tidak tahan lama dan membutuhkan perawatan serius, ide ini segera ditinggalkan, tetapi untuk struktur aluminium, pabrikan dengan serius berpikir untuk memperkenalkan teknologi ini ke dalam produksi modern. Sementara alasan utama yang jelas adalah kurangnya baja, ini sebenarnya bukan kekuatan pendorong di belakang pembuat mobil mulai mencari alternatif.

1. Sejak krisis bahan bakar global, sebagian besar merek mobil harus memikirkan kembali teknologi pembuatannya. Pertama-tama, penonton yang membutuhkan motor bertenaga dan bervolume menurun tajam karena mahalnya bahan bakar. Pengemudi mulai mencari mobil yang tidak terlalu rakus. Dan agar pengangkutan dengan mesin yang lebih kecil menjadi cukup dinamis, diperlukan bahan yang ringan, tetapi pada saat yang sama, bahan yang cukup kuat.
2. Di seluruh dunia, dari waktu ke waktu, standar lingkungan untuk emisi kendaraan menjadi lebih ketat. Untuk alasan ini, teknologi mulai diperkenalkan untuk mengurangi konsumsi bahan bakar, meningkatkan kualitas pembakaran campuran udara-bahan bakar dan meningkatkan efisiensi unit daya. Untuk melakukan ini, Anda perlu mengurangi bobot seluruh mobil.

Seiring waktu, perkembangan material komposit muncul, yang memungkinkan untuk lebih mengurangi bobot kendaraan. Mari kita simak apa kekhasan masing-masing material yang digunakan untuk pembuatan karoseri mobil.

Tubuh baja: kelebihan dan kekurangan

Sebagian besar elemen bodi mobil modern terbuat dari baja canai. Ketebalan logam di beberapa bagian mencapai 2.5 milimeter. Selain itu, bahan lembaran karbon rendah terutama digunakan di bagian bantalan. Berkat ini, mobil ini cukup ringan dan sekaligus tahan lama.

Saat ini baja tidak kekurangan pasokan. Logam ini memiliki kekuatan tinggi, elemen dalam berbagai bentuk dapat dicap, dan bagian-bagiannya dapat dengan mudah diikat menggunakan pengelasan titik. Saat membuat mobil, insinyur memperhatikan keselamatan pasif, dan ahli teknologi memperhatikan kemudahan memproses bahan sehingga biaya pengangkutan serendah mungkin.

Dan untuk metalurgi, tugas yang paling sulit adalah menyenangkan para insinyur dan ahli teknologi. Dengan mempertimbangkan properti yang diinginkan, kelas baja khusus telah dikembangkan yang menawarkan kombinasi ideal dari daya dapat digambar dan kekuatan yang cukup pada produk jadi. Ini menyederhanakan produksi panel bodi dan meningkatkan keandalan rangka mobil.

Berikut beberapa manfaat lain dari badan baja:

• Perbaikan produk baja adalah yang paling mudah - beli saja elemen baru, misalnya, sayap, dan ganti;
• Mudah untuk dibuang - baja sangat dapat didaur ulang, sehingga pabrikan selalu memiliki kesempatan untuk mendapatkan bahan baku yang murah;
• Teknologi untuk pembuatan baja canai lebih sederhana daripada pengolahan analog paduan ringan, sehingga bahan bakunya lebih murah.

Terlepas dari keunggulan ini, produk baja memiliki beberapa kelemahan signifikan:

1. Produk jadi adalah yang terberat;
2. Karat cepat berkembang pada bagian yang tidak dilindungi. Jika elemen tidak dilindungi dengan cat, kerusakan akan dengan cepat membuat tubuh tidak dapat digunakan;
3. Agar baja lembaran memiliki kekakuan yang meningkat, bagian tersebut harus dicap berkali-kali;
4. Sumber daya produk baja adalah yang terkecil dibandingkan dengan logam non-besi.

Saat ini, sifat baja ditingkatkan dengan menambahkan beberapa unsur kimia ke dalam komposisi, yang meningkatkan kekuatan, ketahanan terhadap oksidasi dan karakteristik plastisitas (baja TWIP mampu meregang hingga 70%, dan indikator kekuatan maksimumnya adalah 1300MPa).

Tubuh aluminium: kelebihan dan kekurangan

Sebelumnya, aluminium hanya digunakan untuk membuat panel yang dipasang pada struktur baja. Perkembangan modern dalam produksi aluminium memungkinkan penggunaan bahan tersebut juga untuk membuat elemen bingkai.

Meskipun logam ini kurang rentan terhadap kelembapan dibandingkan baja, namun memiliki kekuatan dan elastisitas mekanis yang lebih rendah. Untuk itulah, untuk mengurangi bobot sebuah mobil, logam ini digunakan untuk pembuatan pintu, rak bagasi, kap mesin. Untuk menggunakan aluminium dalam rangka, pabrikan harus meningkatkan ketebalan produk, yang sering kali mengurangi pengangkutan.

Kepadatan paduan aluminium jauh lebih rendah daripada baja, jadi isolasi kebisingan di mobil dengan bodi seperti itu jauh lebih buruk. Untuk memastikan interior mobil semacam itu menerima kebisingan eksternal minimum, pabrikan menggunakan teknologi peredam bising khusus, yang akan membuat mobil lebih mahal daripada opsi serupa dengan bodi baja.

Pembuatan bodi aluminium pada tahap awal mirip dengan proses pembuatan struktur baja. Bahan baku dipecah menjadi lembaran, kemudian dicap sesuai desain yang diinginkan. Komponen dirakit menjadi desain umum. Pengelasan argon hanya digunakan untuk ini. Model yang lebih mahal menggunakan pengelasan titik laser, lem khusus atau paku keling.

Argumen yang mendukung bodi aluminium:

• Bahan lembaran lebih mudah untuk dicap, oleh karena itu, dalam proses pembuatan panel, peralatan yang kurang kuat diperlukan daripada untuk mencap dari baja;
• Dibandingkan dengan bodi baja, bentuk identik yang terbuat dari aluminium akan lebih ringan, sedangkan kekuatannya tetap pada level yang sama;
• Suku cadang mudah diproses dan didaur ulang;
• Bahannya lebih tahan lama daripada baja - tidak takut kelembaban;
• Biaya proses pembuatannya lebih rendah dibandingkan dengan versi sebelumnya.

Tak semua pengendara setuju membeli mobil dengan bodi aluminium. Pasalnya, meski terjadi kecelakaan kecil, biaya perbaikan mobil akan mahal. Bahan bakunya sendiri lebih mahal daripada baja, dan jika suku cadang perlu diganti, pemilik mobil harus mencari spesialis yang memiliki peralatan khusus untuk sambungan elemen berkualitas tinggi.

Tubuh plastik: kelebihan dan kekurangan

Paruh kedua abad kedua puluh ditandai dengan munculnya plastik. Popularitas bahan semacam itu disebabkan oleh fakta bahwa struktur apa pun dapat dibuat darinya, yang akan jauh lebih ringan daripada aluminium.

Plastik tidak membutuhkan cat. Cukup menambahkan pewarna yang diperlukan ke bahan baku, dan produk memperoleh warna yang diinginkan. Selain itu, tidak luntur dan tidak perlu dicat ulang saat tergores. Dibandingkan logam, plastik lebih tahan lama, tidak bereaksi sama sekali dengan air, sehingga tidak berkarat.

Model Hadi memiliki bodi plastik

Biaya pembuatan panel plastik jauh lebih rendah, karena pengepres yang kuat tidak diperlukan untuk pengembosan. Bahan baku yang dipanaskan adalah cairan, yang karenanya bentuk bagian tubuh bisa benar-benar apa saja, yang sulit dicapai saat menggunakan logam.

Terlepas dari keunggulan yang jelas ini, plastik memiliki kelemahan yang sangat besar - kekuatannya terkait langsung dengan kondisi pengoperasian. Jadi, jika suhu udara luar turun di bawah nol, bagian-bagiannya menjadi rapuh. Bahkan beban kecil dapat menyebabkan material meledak atau terbang berkeping-keping. Di sisi lain, saat suhu naik, elastisitasnya meningkat. Beberapa jenis plastik berubah bentuk saat dipanaskan di bawah sinar matahari.

Untuk alasan lain, badan plastik kurang praktis:

• Komponen yang rusak dapat didaur ulang, tetapi proses ini membutuhkan peralatan khusus yang mahal. Hal yang sama berlaku untuk industri plastik.
• Selama pembuatan produk plastik, sejumlah besar zat berbahaya diemisikan ke atmosfer;
• Bagian tubuh yang menahan beban tidak dapat dibuat dari plastik, karena bahkan sepotong besar bahan pun tidak sekuat logam tipis;
• Jika panel plastik rusak, dapat dengan mudah dan cepat diganti dengan yang baru, tetapi jauh lebih mahal daripada mengelas tambalan logam ke logam.

Meskipun saat ini terdapat berbagai perkembangan yang menghilangkan sebagian besar masalah yang terdaftar, namun belum mungkin untuk menyempurnakan teknologi tersebut. Karena alasan ini, bumper, sisipan dekoratif, cetakan terutama terbuat dari plastik, dan hanya di beberapa model mobil - spatbor.

Tubuh komposit: kelebihan dan kekurangan

Komposit artinya bahan yang mengandung lebih dari dua komponen. Dalam proses pembuatan bahan, komposit memperoleh struktur homogen, yang karenanya produk akhir akan memiliki sifat dua (atau lebih) zat yang membentuk bahan mentah.

Seringkali, komposit akan diperoleh dengan merekatkan atau sintering lapisan bahan yang berbeda. Seringkali, untuk meningkatkan kekuatan bagian, setiap lapisan yang terpisah diperkuat agar material tidak terkelupas selama pengoperasian.

Tubuh monocoque

Komposit yang paling umum digunakan dalam industri otomotif adalah fiberglass. Bahan tersebut diperoleh dengan menambahkan pengisi polimer ke fiberglass. Elemen bodi luar dibuat dari bahan seperti itu, misalnya bumper, kisi radiator, terkadang optik kepala (lebih sering terbuat dari kaca, dan versi ringan terbuat dari polipropilen). Pemasangan suku cadang semacam itu memungkinkan pabrikan untuk menggunakan baja dalam struktur bagian tubuh penyangga, tetapi pada saat yang sama menjaga modelnya cukup ringan.

Selain keunggulan yang disebutkan di atas, bahan polimer menempati tempat yang layak di industri otomotif karena alasan berikut:

• Berat minimum bagian-bagiannya, tetapi pada saat yang sama mereka memiliki kekuatan yang layak;
• Produk jadi tidak takut dengan efek agresif dari kelembaban dan sinar matahari;
• Karena elastisitas pada tahap bahan baku, pabrikan dapat membuat bentuk bagian yang sangat berbeda, termasuk yang paling kompleks;
• Produk jadi terlihat menyenangkan secara estetika;
• Anda dapat membuat bagian tubuh yang besar, dan dalam beberapa kasus bahkan seluruh tubuh, seperti dalam kasus mobil paus (baca lebih lanjut tentang mobil semacam itu di review terpisah).

Namun, teknologi inovatif tidak bisa menjadi alternatif yang lengkap untuk logam. Ada beberapa alasan untuk ini:

1. Biaya pengisi polimer sangat tinggi;
2. Bentuk pembuatan part harus sempurna. Jika tidak, elemen tersebut akan berubah menjadi jelek;
3. Selama proses produksi, sangat penting untuk menjaga kebersihan tempat kerja;
4. Pembuatan panel yang tahan lama memakan waktu, karena komposit memerlukan waktu lama untuk mengering dan beberapa bagian bodi berlapis-lapis. Tubuh padat sering dibuat dari bahan ini. Untuk penunjukan mereka, istilah bersayap "monocoque" digunakan. Adapun teknologi pembuatan tipe bodi monocoque adalah sebagai berikut. Lapisan serat karbon direkatkan dengan polimer. Di atasnya, lapisan material lain diletakkan, hanya sehingga serat terletak ke arah yang berbeda, paling sering pada sudut kanan. Setelah produk siap, ditempatkan dalam oven khusus dan disimpan selama waktu tertentu di bawah suhu tinggi sehingga bahan tersebut dipanggang dan berbentuk monolitik;
5. Ketika bagian material komposit rusak, sangat sulit untuk memperbaikinya (contoh bagaimana bemper mobil diperbaiki dijelaskan di sini);
6. Komponen komposit tidak didaur ulang, hanya dihancurkan.

Karena biaya tinggi dan kompleksitas pembuatan, mobil jalan raya biasa memiliki jumlah suku cadang minimum yang terbuat dari fiberglass atau analog komposit lainnya. Paling sering, elemen seperti itu dipasang pada supercar. Contoh dari mobil semacam itu adalah Ferrari Enzo.

Ferrari Enzo 2002

Benar, beberapa model eksklusif dari seri sipil menerima bagian dimensi dari komposit. Contohnya adalah BMW M3. Mobil ini memiliki atap berbahan serat karbon. Bahannya memiliki kekuatan yang diperlukan, tetapi pada saat yang sama memungkinkan Anda untuk memindahkan pusat gravitasi lebih dekat ke tanah, yang meningkatkan downforce saat memasuki tikungan.

Solusi orisinal lain dalam penggunaan material ringan di bodi mobil didemonstrasikan oleh pabrikan supercar ternama Corvette. Selama hampir setengah abad, perusahaan telah menggunakan dalam model kerangka logam spasial tempat panel komposit dipasang.

Tubuh karbon: kelebihan dan kekurangan

Dengan hadirnya material lain, keamanan dan pada saat yang sama bobot mobil telah mencapai level baru. Faktanya, karbon adalah material komposit yang sama, hanya peralatan generasi baru yang memungkinkan Anda membuat struktur yang lebih tahan lama daripada dalam pembuatan monocoque. Bahan ini digunakan pada bodi model terkenal seperti BMW i8 dan i3. Jika karbon pada mobil lain sebelumnya hanya digunakan sebagai hiasan, maka inilah mobil produksi pertama di dunia yang bodinya seluruhnya terbuat dari karbon.

Kedua model memiliki desain yang serupa: alasnya adalah platform modular yang terbuat dari aluminium. Semua unit dan mekanisme mobil diperbaiki. Bodi mobil terdiri dari dua bagian yang sudah memiliki beberapa detail interior. Mereka terhubung satu sama lain selama perakitan menggunakan klem baut. Keunikan model-model ini adalah bahwa mereka dibangun dengan prinsip yang sama dengan mobil pertama - struktur rangka (hanya seringan mungkin), di mana semua penghargaan lainnya ditetapkan.

Dalam proses pembuatannya, bagian-bagian tersebut dihubungkan satu sama lain menggunakan lem khusus. Ini mensimulasikan bagian logam pengelasan. Keuntungan dari bahan semacam itu adalah kekuatannya yang tinggi. Saat mobil mengatasi benturan besar, kekakuan torsi pada bodi mencegahnya dari deformasi.

Keuntungan lain dari serat karbon adalah membutuhkan pekerja minimum untuk membuat suku cadang, karena peralatan berteknologi tinggi dikendalikan oleh elektronik. Badan karbon terbuat dari bagian individu yang dibentuk dalam bentuk khusus. Polimer dengan komposisi khusus dipompa ke dalam cetakan di bawah tekanan tinggi. Ini membuat panel lebih tahan lama daripada melumasi serat secara manual. Selain itu, oven yang lebih kecil dibutuhkan untuk memanggang makanan kecil.

Kerugian dari produk tersebut terutama termasuk biaya tinggi, karena peralatan yang digunakan mahal, yang membutuhkan layanan berkualitas tinggi. Selain itu, harga polimer jauh lebih tinggi daripada aluminium. Dan jika bagian tersebut rusak, maka tidak mungkin untuk memperbaikinya sendiri.

Berikut adalah video singkat - contoh bagaimana badan karbon BMW i8 dirakit:

Beginilah cara BMW i8 Anda dirakit. Merakit Mobil BMW i8 Anda

Pertanyaan dan Jawaban:

Apa yang termasuk dalam bodi mobil? Body mobil terdiri dari: spar depan, pelindung depan, pilar depan, atap, pilar B, pilar belakang, spatbor, panel bagasi dan kap mesin, bagian bawah.

Apa yang didukung oleh bodi mobil? Tubuh utama adalah bingkai ruang. Ini adalah struktur yang dibuat dalam bentuk sangkar, terletak di sekeliling seluruh tubuh. Tubuh melekat pada struktur pendukung ini.