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.

Это некая стальная конструкция из труб, собранная при помощи сварных или болтовых соединений. В салоне эта конструкция прикреплена к кузову со всех сторон. Цель не только сберечь кузов автомобиля от повреждений, но и спасти жизни водителя и штурмана машины в случае серьезной аварии. Также эти решения задействуются для продольного усиления жесткости кузова.В гражданских автомобилях увидеть каркас безопасности довольно сложно. Их применяли на раллийных авто, но затем эта конструкция стала главным условием и для других спортивных гоночных дисциплин. Собрана данная система преимущественно из труб круглого сечения, так как они наименее опасны для экипажа.

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.

Требования к такому каркасу безопасности более серьезные. Конструкция может быть изготовлена для разных типов кузовов. При этом если автомобиль двухдверный, то жесткость будет больше. Нужно помнить, что в случае монтажа сложных вариантов автомобиль будет рассчитан только на два места. Причина этого в том, что место под задние сиденья займут крепления, а также переплетенные между собой трубы.Если отталкиваться от габаритных размеров, то становится ясно, что установка каркаса безопасности несет и другие ограничения. Это в первую очередь обзорность. Для большей безопасности к трубам каркаса крепят особые ремни.

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

Эти решения производят преимущественно из холоднотянутой стальной трубы. В некоторых случаях актуально применение алюминиевой. Практика показывает, что для максимальной жесткости и эффективности труба должна быть в следующей размерности: длина - 400-450 миллиметров, а диаметр - 20-25.

Вес конструкции для кузова ВАЗа будет примерно сорок килограмм. Масса более серьезных решений напрямую зависит от сложности каркаса. Металлическую трубу окрашивают в достаточно яркие цвета. На некоторых трубах, входящих в конструкцию, устанавливается защита. Это сделано не для эстетики, а для безопасности.

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.

Другая особенность – монтаж каркаса безопасности на ВАЗ или другие модели. Если принято решение монтировать конструкцию сваркой, то омологация обязательна. Нередко бывает, что изготовители каркасов не полностью учитывают схемы от FIA. Это тоже потребует проведения омологации. При этом допускается применение решений неомологированных. В этой ситуации каркас изготавливается из конкретных труб, материал которых – конкретная сталь для определенной конструкции. Сами трубы имеют определенные заданные габаритные размеры. Крепление каркаса безопасности на УАЗ осуществляется при помощи болтов. Одна компания может выполнять два варианта изделий, но при условии, что обе конструкции отвечают схемам и спецификациям FIA.

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.

Но нет ничего невозможного. Конечно, создать серьезную конструкцию, значительно увеличивающую жесткость, в гараже вряд ли выйдет. Но наварить дуги на УАЗ своими руками вполне возможно. Достаточно лишь определиться с диаметром труб и точками прихвата.

Итак, мы выяснили, что такое каркас безопасности.