Visureigių rėminės konstrukcijos privalumai ir trūkumai

Visureigių populiarumas pastaraisiais metais sparčiai auga, o gamintojai ieško būdų, kaip atpiginti jų gamybą, dažnai keisdami kėbulo konstrukciją. Viena iš svarbiausių diskusijų, susijusių su visureigiais, yra rėminės konstrukcijos privalumai ir trūkumai, lyginant ją su laikančiojo kėbulo konstrukcija.

Kas yra rėminė konstrukcija?

Angliškai rėminė konstrukcija ne be reikalo vadinama „ladder frame“ - kopėčių tipo kėbulas. Automobilio rėmas išties primena kopėčias: du per visą ilgį einančius plieninius strypus jungia keli skersiniai, užtikrinantys standumą. Prie jo iš apačios tvirtinama važiuoklė (ratai, amortizatoriai, variklis, diferencialai ir kitos detalės), o iš viršaus - kėbulas (sparnai, durelės, buferiai ir kt.).

Kadaise visi automobiliai turėjo atskirus rėmus ir kėbulus. Kėbulas būdavo tiesiog užkeliamas ant rėmo, kuris atliko skeleto vaidmenį. Mažesni automobilių gamintojai, įskaitant tokius kaip „Rolls-Royce“, net negamino kėbulų - jie pasirūpindavo rėmu, varikliu ir kitais mechaniniais komponentais, o kėbulų gamintojas pagal kliento norus sukurdavo viršutinę dalį. Patys pirmieji kėbulų gamintojai buvo persikvalifikavę karietų meistrai.

Pirmasis sėkmingas bandymas sukurti integruotą kėbulo ir rėmo konstrukciją buvo 1922-ųjų „Lancia Lambda“, tačiau buvo pagaminta vos tūkstantis tokių automobilių. Nors „Lambda“ rėmas ir kėbulas buvo integruoti, tai buvo labiau karkasinė, o ne tikra kėbulinė konstrukcija. Viršutinė „Lambda“ dalis neatliko struktūrinio vaidmens - nupjovus stogą šis automobilis nebūtų praradęs standumo.

1930 metais JAV kompanijos „Budd Company“ inžinierius Josephas Ledwinka sukūrė kėbulą su visiškai integruotu rėmu. Šią technologiją įsigijo „Citroën“ ir panaudojo ją savo inovatyviame „Traction Avant“. Šis automobilis buvo gaminamas nuo 1934 iki 1956 metų (su pertrauka dėl Antrojo pasaulinio karo) ir įtvirtino vientiso kėbulo konstrukcijos privalumus. „Citroën Traction Avant“ buvo pirmasis serijinės gamybos automobilis su kėbuline konstrukcija ir priekiniais varomais ratais - tikra inovacija 1934 metais.

Ketvirtame ir penktame dešimtmetyje gamintojams ieškant būdų sutaupyti ir vis gerėjant kelių būklei, rėminė konstrukcija buvo palikta tik visureigiams, o daugumoje lengvųjų automobilių atsisakyta viduriniosios grandies ir važiuoklė montuota tiesiai prie kėbulo.

Rėminės konstrukcijos privalumai

„Dakaro džentelmenas“ Antanas Juknevičius teigia, kad rėmas visų pirma leidžia gerokai padidinti prošvaisą ir pakabos eigą. Antra - tokia konstrukcija nepalyginamai tvirtesnė ir ilgaamžiškesnė.

• Tvirtumas ir atsparumas: Daužantis per kopas, duobes ar akmenis, rėminė konstrukcija yra itin svarbi. Stiprus rėmas leidžia tvirtinti masyvesnes važiuoklės dalis, tokias kaip didelės ašys ar sunkūs ratai. Papildomas svoris ir apkrovos atskiram rėmui yra lengviau atlaikomos, nes tai - didelės plieninės sijos. „Rimtoje bekelėje bet koks miesto visureigis važiuos iki pirmos sudėtingos kliūties ar stipresnio smūgio - po to kinetinę energiją sugėręs kėbulas greičiausiai daugiau ar mažiau deformuotųsi“, - aiškina A. Juknevičius. Rėmas nuo panašių problemų apsaugo ir sumažina silpnų vietų skaičių. Lūžti gali viena ar kita pakabos detalė (amortizatoriai, šakės ir t.t.), tačiau visas automobilis išliktų sveikas.
• Lengvas remontas ir modifikacijos: Atskiras automobilio rėmas yra gana lengvai pasiekiamas remontui ir modifikacijoms. Tai yra stipriausia automobilio dalis, jo stuburas. Bekelės mėgėjai kartais net visą rėmą pakeičia. Modifikuoti ar suvirinti kėbulinę konstrukciją yra sudėtingiau. Didelę ir sunkią gervę galima montuoti ir prie kėbulinės konstrukcijos automobilio, bet atskiras rėmas ją priims su didesniu svetingumu.
• Komfortas bekelėje: Visureigių mėgėjai teigia, kad bekelėje atskiras rėmas suteikia patogumo, nes važiuoklės patiriami smūgiai ne taip perduodami į saloną.
• Sunkvežimiams prilygstantis tvirtumas: Sunkvežimiai turi atskirus rėmus, nes jie stipresni, ir ši savybė persiduoda rėminės konstrukcijos visureigiams.
• Erdvumas ir vilkimo galimybės: Rėminės konstrukcijos visureigiai yra erdvūs, dažniausiai turi septynias sėdimas vietas ir yra patogūs asfaltuotuose keliuose, bet nebijo ir bekelės. Jie neretai turi didelį sukimo momentą generuojantį dyzelinį variklį, leidžiantį vilkti iki trijų tonų sveriančią priekabą.

Rėminės konstrukcijos trūkumai

Nepaisant visų privalumų, rėminė konstrukcija turi ir savų trūkumų:

• Didesnis svoris ir matmenys: Rėmas yra sunkesnis ir didesnis, kas blogina automobilio aerodinamiką ir dinamiką, didina degalų sąnaudas. Tai yra viena iš priežasčių, kodėl anksčiau automobiliai buvo tokie aukšti (kita priežastis - skrybėlės).
• Aukštesnė kaina: Rėminė konstrukcija yra inžinerine prasme sudėtingas ir brangus įrenginys, didinantis automobilio gamybos kaštus.
• Saugumas ir deformacinės zonos: Nors rėminė konstrukcija suteikia automobiliui daug tvirtumo, keleivių saugumo ji iš esmės nedidina. Tiek paprastos (kėbulas + važiuoklė) konstrukcijos modeliai, tiek didelio pravažumo visureigiai (kėbulas + rėmas + važiuoklė) yra vienodai saugūs. Vientisame kėbule lengviau sukurti specialias deformacines zonas, į kurias nukreipiama visa smūgio jėga, o rėminių visureigių privalumas - elementariai aukštesnis ir tvirtesnis kėbulas.
• Valdymo savybės: Rėminių visureigių valdymo savybės nusileidžia paprastiems lengviesiems automobiliams dėl didesnio svorio ir konstrukcijos ypatumų.

Tikrų visureigių atributai

Demultiplikatorius (palėtinta pavara)

Antras esminis tikro visureigio atributas - palėtinta pavara. Daugeliu atvejų važiuojant bekele „dideliu“ greičiu galima laikyti 10 ar 15 km/val., tačiau net ir toks tempas nebus įmanomas, jei variklio galios nebus kaip transformuoti į realiai didelį sukimo momentą. „Kam to reikia nesunku suprasti panagrinėjus paprasčiausio traktoriaus technines charakteristikas. Turinčios viso labo 150 AG žemės ūkio mašinos be problemų aria dirvą 5 korpusų plūgais tokiuose laukuose, kur važiuoti su dvigubai daugiau „arklių“ turinčiu automobiliu atrodytų visiška beprotybė. Paslaptis čia viena - papildomas transmisijos mechanizmas, paprastai vadinamas tiesiog „palėtintoju“. Jis kiekvieną visureigį gali paversti traktoriumi ir kilstelėti pravažumo charakteristikas į visiškai kitą lygmenį“, - teigia Dakaro asas Antanas Juknevičius.

Svarbu palėtintojo nepainioti su tokiais dalykais kaip antipraslydimo ar antiprabuksavimo kontrolės sistemos: elektronika rūpinasi eismo saugumu, bet ne pravažumu. Teoriškai palėtintoją įmanoma įgrūsti į vieną korpusą greta įprastos pavarų dėžės, tačiau toks mechanizmas būtų gremėzdiškas, sudėtingas ir neišvengiamai brangus.

Dirbtinio kvėpavimo įranga (snorkeliai)

Dar vienas tikro visureigio ir padidinto pravažumo automobilio skiriamasis bruožas - galimybės įveikti vandens kliūtis. Paprastai kokio gylio brasta nekelia pavojaus priklauso nuo vietos, kurioje įmontuoti mašinos valdymo blokai ir kompiuteriai. Dažniausiai visureigių gamintojai šiuos aksesuarus pakelia aukščiau, kad jie nebūtų užpilti vandeniu. Tačiau miesto visureigiai retai kada gali susidoroti su didesniu nei 40-50 centimetrų iššūkiu.

Naudojant papildomą variklio oro paėmimo vamzdį-kaminą (garsaus Australijos aksesuarų gamintojo „Snorkel“ vardas tapo bendriniu, todėl tokia „dirbtinio kvėpavimo“ įranga paprastai vadinama tiesiog „snorkeliu“) po vandeniu visureigis gali panerti iki pat stogo - kiek pačiam vairuotojui pakanka drąsos ir galimybių kvėpuoti.

„Galvojant apie dalyvavimą bekelės varžybose svarbiausi visureigių elektronikos mazgai paprastai ne tik perkeliami į aukščiausias įmanomas vietas salone, bet ir papildomai hermetizuojami. Visgi pats svarbiausias dalykas yra oro įsiurbimo mechanizmas. Jei jis nekokybiškas ar prastai prižiūrimas, grėsmė gauti hidrosmūgį ir sugadinti variklį iškyla kaskart įveikiant net ne pačias giliausias brastas. Tipinė klaida - sumontavus gerą „snorkelį“ nepasirūpinti oro filtro jungtimi su varikliu. Filtro apačioje yra sumontuoti nedideli guminiai vožtuvėliai, atliekantys drenažo funkciją, tačiau jei neriant į vandenį šios, poros centų dydžio skylutės, paliekamos neužsandarintos, vanduo garantuotai pateks į cilindrus. T. y. smulkmenų čia nėra“, - perspėja A. Juknevičius.

Visureigių evoliucija ir dabartinės tendencijos

Dideli visureigiai dar visai neseniai buvo prabangūs ir mažai kam įperkami. Pagrindinė jų funkcija buvo nuvažiuoti kuo toliau bet kokiu keliu, o kelionės asfaltu prioritetų sąraše neužėmė pirmos vietos. Tačiau laikai keičiasi, ir šiandien bene kas trečią automobilį galima vadinti visureigiu arba moderniąja jo versija - krosoveriu.

Esminis dalykas, skiriantis tikrą visureigį nuo miesto gatvėms ir asfaltuotiems užmiesčio keliams skirto krosoverio, yra jo konstrukcija. Krosoveriai lipdomi paprastai: važiuoklė tvirtinama tiesiai prie laikančio kėbulo. O išskirtiniu pravažumu pasižymintys visureigiai turi vadinamąją rėminę konstrukciją.

„Rėminė konstrukcija inžinerine prasme yra sudėtingas ir brangus įrenginys. Mažėjant poreikiui keliauti labai prastos būklės keliais ar visiška bekele, gamintojai šio privalumo atsisako, taip mažindami kaštus. Šiandien rėminę konstrukciją turi tik pikapai bei vienas kitas visureigis mohikanas, rinkoje tokius galima suskaičiuoti ant vienos rankos pirštų“, - teigia bendrovės „Autoverslo automobiliai“ komercijos direktorius Tomas Ravinskas.

Klasikiniai rėminės konstrukcijos visureigiai

Kai kurie šiuolaikiniai automobiliai vis dar turi atskirus rėmus, ir visi jie yra visureigiai, gerai paruošti nuotykiams bekelėje. Pavyzdžiui: Toyota Land Cruiser, Jeep Wrangler, Mercedes-Benz G-Klasse, Suzuki Jimny, Ineos Grenadier, Ford Bronco.

„Visi geriausiais laikomų visureigių - „Nissan“, „Toyota“, „Mitsubishi“ ar „Land Rover“ - flagmanai turi tik rėminę konstrukciją“, - pastebi A. Juknevičius.

Rėminės konstrukcijos kėbulą išoriškai pastebėti sunku, tačiau tikrą visureigį išduoda dar keli atributai: aukšta prošvaisa, palėtintos pavaros važiavimo režimas, o naujausiuose modeliuose - nusileidimo nuokalne asistentas bei kitos elektroninės sistemos. Kaip jau minėta anksčiau, tokiomis savybėmis įprastai pasižymi tik darbiniai pikapai, kuriems pravažiuoti prastais keliais - kritiškai svarbu.

Tačiau jie skirti sunkiems kroviniams gabenti ir asfaltuotuose keliuose dažniausiai nėra patogiausias pasirinkimas. Rėminės konstrukcijos visureigių paskirtis - kita: jie erdvūs, dažniausiai turi septynias sėdimas vietas, patogūs asfaltuotuose keliuose ir nebijo bekelės. Neretai turi didelį sukimo momentą generuojantį dyzelinį variklį: nors į bagažinę ir neprikrausi tūkstančio kilogramų krovinio, tačiau tris tonas sveriančią priekabą visureigiams vilkti - vieni niekai.

Pavyzdžiai ir evoliucija

• Jeep Wrangler

  Seniausias tarp šio ketverto ir būtent iš jo kildinamas šios automobilių klasės pavadinimas: liaudyje šis visureigis vadinamas tiesiog „Jeep“. Sukonstruotas kaip karinė mašina, jis gaminamas nuo 1941 metų. Tolimojo pirmtako linijas vis dar gerai atpažįstame naujame, nuo 2006-ųjų gaminamame „Wrangler“. „Wrangler“ automobilyje iki smulkmenų ir su didele meile atkartoti istoriniai motyvai, o žavingas prietaisų skydelis, regis, atsparus vandeniui, todėl salono grindis galima drąsiai plauti. Dėl lengvai dirbančio V6 3.6/284 AG benzininio variklio ir niekur neskubančios automatinės pavarų dėžės „Wrangler“ viską įveikia žaismingai ir važiuoja vikriau, nei galima tikėtis iš tokio masyvaus automobilio.

  

• Toyota Land Cruiser

  Protėvis dienos šviesą išvydo 1951 metais. Pavadinimas „Land Cruiser“ debiutavo 1954 metais ir juo vis dar vadinamas ir šiandieninis modelis, gamyboje esantis nuo 2008-ųjų. Kitaip nei „Jeep“ ir „Land Rover“, šis automobilis nė kiek išoriškai nesusijęs su tolimais savo protėviais. Įspūdingai atrodantis penkių metrų ilgio laivas viduje yra labai erdvus, jame sumaniai dera prabanga su visureigio gabumais - nuolatinė visų ratų pavara ir didelį blokavimo laipsnį turintis centrinis „Torsen“ diferencialas. Ypatingas yra ir dyzelinis 4.5 V8 variklis. Šis galiūnas pasiekia 272 AG ir didžiausią 650 Nm sukimo momentą esant 1600 aps./min., todėl pasižymi lėtaeigio jūrinio variklio trauka ir ryžtingumu. „Land Cruiser“ ramiai rieda po apylinkes vos didesniais už tuščiosios eigos sūkiais, kur ne kur lengvai pasiūbuodamas. Taip nutinka ir važiuojant 210 km/h greičiu. Patogiai komfortiškose sėdynėse įsitaisiusių keleivių niekas netrikdo, ausis pasiekia tik silpnas šnaresys. „Land Cruiser“ yra labiau klasikinio stiliaus, kuris nepavaldus laikui ir panašiai kaip „Mercedes“ visureigis perteikia išskirtinio solidumo ir patikimumo jausmą.

• Land Rover Defender

  Legendinis „Defender“ automobilis, gaminamas nuo 1948 metų. Jis išliko nepavaldus laikui: nuo pat pradžių rėminės konstrukcijos, turintis abu nedalomus varančiuosius tiltus ir plieninį vamzdinį karkasą, iš išorės apdengtą aliuminio lakštais, dažnai šiek tiek banguotais. Nepaisant to, į šiandieninio modelio pakabą britai įmontavo spyruokles ir įspraudė modernų variklį - gruboką 2.2/122 AG motorą, „pasiskolintą“ iš „Ford Transit“ automobilio. Nuolatinė visų ratų pavara su blokuojamu tarpašiniu diferencialu yra tarsi garbės reikalas. Išsaugoti ne tik privalumai, bet ir ydos: beveik į durelių apmušalus įsprausta vairuotojo sėdynė, brutalios jėgos reikalaujančios sankabos ir stabdžių paminos, iššaukianti važiavimo maniera, neinformatyvus vairo mechanizmas ir skandalingai netikslūs stabdžiai. Išties, asfalto danga tiesiog ne jam skirta. Tačiau ten, kur baigiasi asfaltas, „Land Rover“ yra tikras savo srities profesionalas. Sustabdyti jį nepajėgi beveik jokia kliūtis - jis laikosi pasirinkto maršruto atkakliai ir užsispyrusiai.

  

  Įdomu tai, kad net nuo 2019 metų gaminamas naujasis „Land Rover Defender“ jau turi įprastą kėbulinę konstrukciją, nors jo pirmtakai turėjo atskirus rėmus. Taip yra dėl to, kad dabartinės technologijos leidžia pasiekti puikias pravažumo savybes neatsisakant kėbulinės konstrukcijos privalumų. Naujasis „Defender“ bekelės testuose pasirodo puikiai, nors turi integruotą kėbulą.

• Mercedes-Benz G-Klasse

  G 350 atrodo tvirtas kaip uola, tarsi būtų pagamintas tarnauti amžinai. Nesvarbu, kas tai būtų: durelės, lankstai, varantieji tiltai, jungikliai - tokio tvirtumo detalės naudojamos galbūt tik seifuose. Nuo 1979-ųjų G 350 modelis gaminamas Grace (Austrija) - nuo to laiko nesikeitė nei mašinos „architektūra“, nei baziniai dalykai: rėminė konstrukcija su nedalomo tipo varančiaisiais tiltais. Tačiau „Mercedes-Benz“ koncernas atnaujino techninį G 350 modelio lygį. Šiandien jame montuojama ESP, navigacijos sistema, belaidis „Bluetooth“ ryšys ir pan. Trijų litrų darbinio tūrio V6 dyzelinis variklis neišsiskiria ekonomiškumu, o turimų 211 AG tikrai nepakanka 2,5 tonos sveriančiam automobiliui. Todėl G klasės „Mercedes“ važiuoja šiek tiek vangokai ir stipriai svyra įveikdamas posūkius. Kita vertus šie dalykai rodo šaltakraujiškumą. Važiuojant bekele situacija pasikeičia: kuo sudėtingesnė yra vietovė, tuo geriau jaučiasi G klasės „Mercedes“. Nėra ko stebėtis, nes naudojama sudėtinga ir brangi nuolatinė visų ratų pavara su tarpašiniu diferencialu (abiejų varančiųjų tiltų ir centrinis diferencialai blokuojami). Dar reikia paminėti aukštesnę sėdėjimo poziciją ir neprilygstamą matomumą.

• KGM Rexton (anksčiau SsangYong Rexton)

  Lietuvoje neseniai debiutavusio naujojo „Rexton“ siūloma 5 metų ir neribotos ridos garantija yra viena didžiausių rinkoje, o išskirtinis pravažumas dėl rėminės konstrukcijos ir 4 varančiųjų ratų pavaros tokiame kainų segmente neturi analogų. „Rexton“ išsiskiria 22,4 cm prošvaisa, gali vilkti iki 3000 kg svorį, o keliaujant penkiese dar ir sutelpa iki 820 litrų bagažo. Rėminė konstrukcija taip pat leidžia inžinieriams atitinkamai įgyvendinti kitus sprendimus - pasiekti didesnius užvažiavimo ir nuvažiavimo kampus.

  Automobilyje galima pasirinkti skirtingus režimus: 2WD skirtas geriems sausiems asfaltuotiems keliams, 4WD „High“ - sunkesnėms kelio sąlygoms, esant slidžiai kelio dangai, 4WD „Low“ - kai reikia itin didelio pravažumo bekele, per smėlį, sniegą ar purvą. Klasikinis korėjietiškas visureigis mažiau priklauso nuo kelio dangos ir vairuotojui gali teikti didesnę ramybę net ir dardėdamas miško keliais ar maknodamas per purvo klampynes žiemą.

  Reikiamos galios korėjiečių visureigiui suteikia 2,2 litro turbodyzelinis variklis, išvystantis 202 AG ir 441 Nm sukimo momentą, kurį visų varančiųjų ratų sistemai perduoda 8 laipsnių automatinė pavarų dėžė. Tokios galios pakanka iki 3 tonų priekabai vilkti.

  „Rėmai pasižymi dideliu tvirtumu, lengviau susidoroja su smarkiais smūgiais. Nepriklausomas rėmas leidžia didesnę ratų ir važiuoklės artikuliaciją, o tai lemia geresnes pravažumo savybes. Tvirti rėminiai visureigiai gali tempti didesnį svorį neprarasdami stabilumo. „Rexton“ ir standumas labai geras: buvome visureigį pakabinę ant trijų ratų ir perkreipę kėbulą, tačiau visos durys darinėjosi tvarkingai, bagažinės dangtis niekur nekliuvo“, - privalumus vardija E. Babelis.

  

Rėminės konstrukcijos visureigių ateitis

2023 metais Baltijos šalyse kas antras (51 proc.) parduotas naujas automobilis turėjo visureigio arba vadinamąjį SUV kėbulą. Pagal populiarumą šio tipo modeliai daugiau nei triskart pranoko antroje vietoje likusius hečbekus (15 proc.). Paradoksalu, tačiau panaši tendencija jau apie dešimtmetį vyrauja visoje Europoje, nors didžioji dauguma jos gyventojų važinėja asfaltuotais didmiesčių keliais.

Specialistai pripažįsta, jog infrastruktūra pasiekė tokį lygį, kad dažnai gamintojams tiesiog nebeapsimoka gaminti ankstesnius laikus primenančių itin tvirtų ir pravažių rėminės konstrukcijos visureigių. Dabartiniai vairuotojai vis didesnį palankumą rodo komfortiškesniems modeliams su šiuolaikine pagalbos vairuotojui ir saugumo įranga. Lietuvos techninės apžiūros įmonių asociacijos „Transeksta“ komunikacijos vadovas, ilgametis „Lietuvos metų automobilio“ konkurso komisijos narys Renaldas Gabartas sako, kad rėminės konstrukcijos transporto priemonių istorija skaičiuoja ilgus metus.

Mažėjantį klasikinių visureigių poreikį istoriškai lėmė esminiai Europos kelių kokybės pokyčiai ir pačių vairuotojų poreikiai. Jau 20-ojo amžiaus pabaigoje 95 proc. visureigių per visą eksploatacijos laikotarpį nenusukdavo nuo asfalto. Gamintojai yra pragmatiški, tad kiekvienas sprendimas turi savo pagrindimą. Net ir legendinio „Land Rover Defender“ kūrėjai nusprendė pasukti šiuo keliu. Anot R. Gabarto, vertinant panašių charakteristikų klasikinių rėminių visureigių skaičių rinkoje, dabar gali pakakti ir vienos rankos pirštų.

Šios idėjos atsisakyti kol kas nesvarsto tik dalį savo modelių Europoje siūlantys amerikiečiai „Ford“ ir „Jeep“ bei Pietų Korėjos didesnio pravažumo automobilių gamintojas KGM, anksčiau žinotas „SsangYong“ vardu. Iki šiol rinkoje galima aptikti ir rėminės konstrukcijos pikapų, tačiau jie vis dar dažnai priskiriami funkciniams automobiliams, o visureigių ieškantys pirkėjai gana didelius lūkesčius puoselėja ir komforto sistemoms.

„Lietuva ne taip smarkiai urbanizuota kaip Vakarų pasaulis. Išvažiavus į kaimą, galima pamatyti žvyrkelių ir kitokių apleistų kelių: priklausomai nuo sezono, jie gali tapti rimta bekele. Yra didelių teritorijų, kuriose normalių kelių net nėra, o savininkui reikia kažkaip patekti ar į savo mišką, ar į kitą milžiniško lauko galą per visokius servitutinius kelelius, kur šiaip tik traktoriai važinėja. Paprasti SUV modeliai ten beviltiški, nes tikrai yra vietų, kur be rimto visureigio ar pikapo neišsiversi. Be to, ir medžiotojai mėgsta tikrus visureigius dėl tų pačių priežasčių“, - paaiškina E. Babelis.

tags: #visureigiai #yra #remines #konstrukcijos