Šta je okvir?

Tipovi okvira šasije: funkcija, materijal (uticaj opterećenja na materijal):- Okvir je bitan dio šasije. Ostatak šasije se montira preko okvira. Okvir je kruta struktura kao kostur koji drži glavne dijelove na okupu. Motor se montira na prednji dio okvira. Kvačilo i prijenosni sistem se također montiraju na prednjem dijelu okvira, čime se upotpunjuje sklop za snagu. Okvir se oslanja na točkove kroz sistem ovjesa kako bi prigušio udare.

Funkcije okvira

Da nosi šasiju i njene montaže
Da podržava sistem ovjesa
Da integriše šasiju i točkove vozila
Da prenese kretanje sa prijenosnog sistema na točkove

Razna opterećenja koja djeluju na okvir

1. Kratkotrajna opterećenja

Ova opterećenja djeluju kada vozilo prolazi kroz loše predjele puta i osjeti nagli šok. Zbog ovoga vozilo će osjetiti reakcionu silu koja dalje djeluje na okvir vozila.

2. Momentalna opterećenja

Kada tijelo uđe u krivinu osijetiti će centrifugalnu silu. Ova sila se prenosi i djeluje na okvir.

3. Udarna opterećenja

Kada vozilo doživi sudar, okvir šasije osjeti veliko udarno opterećenje koje se direktno prenosi na okvir. Okvir mora izdržati ova opterećenja.

4. Inercijalno opterećenje

Ova opterećenja se javljaju zbog težine samog vozila. Kada se kočnice uključe, vozilo krene da se zaustavlja i osjeti ogromnu silu inercije zbog kretanja vozila na prednjoj strani šasije. Ovo se zove inercijalno opterećenje. Slično, kada vozilo ubrzava kompletna težina vozila se prenosi na zadnji dio okvira. U suštini, inercijalna opterećenja se dešavaju zbog kočenja i ubrzavanja.

5. Statička opterećenja

Ova opterećenja se javljaju zbog težine vozila ili težine komponenti šasije tj. sistema prijenosa, kočionog sistema, sistema ovjesa, tijela, dodataka vozilu, putnika u vozilu itd.

Opterećenja usljed prevelikog tereta

Ova opterećenja koriste inženjeri kako bi procijenili faktor sigurnosti potreban za podnošenje stanja preopterećenja. Na primjer, dvotočkaši su dizajnirani da nose opterećenje od dva putnika, ali u stvarnosti vozilo je dizajnirano da nosi mnogo više od toga kako bi se osigurao faktor sigurnosti.

Materijali korišteni za okvir šasije

Izbor materijala za okvir šasije zavisi od karakteristika materijala kao što su:

napon tečenja,
maksimalni napon,
tvrdoća,
gustina,

A) Čelik

Otkad je izmišljen okvir šasije, čelik je najčešće korišten materijal. Njegov napon tečenja i maksimalni napon su manji u odnosu na neke konkurentne materijale za izradu okvira šasije. Tvrdoća i gustina čelika s veće nego kod aluminija, i cijena je također manja.

B) Aluminij

Aluminij ima prednost u odnosu na čelik zbog manje gustine bez znatnog narušavanja čvrstoće materijala. U današnje vrijeme aluminij je najčešće korišten materijal za izradu okvira šasije. Jedini nedostatak u odnosu na čelik je visoka cijena.

C) Karbonska vlakna

Ovaj materijal se danas dosta koristi. Karbonska vlakna pružaju izvrsne karakteristike potrebne za okvir šasije, a najveći nedostatak je to što su vrlo skupa. Određena količina karbonskih vlakana je otprilike 100 puta skuplja od iste količine čelika. Masa ovih vlakana je mnogo manja tako da su uštede goriva i izlazna snaga povećani. Masa karbonskih vlakana potrebnih za izradu okvira šasije iznosi jednu četvrtinu mase čelika koji je potreban za istu namjenu. Ova vlakna se uglavnom koriste za sportska auta i bicikla.

Tipovi okvira šasije

1. Konvencionalni okvir:

Uglavnom se koristi za teška i teretna vozila. Ovaj okvir se generalno pravi od čeličnih sekcija. Ovaj tip okvira ima dva uzdužna dijela i 5-6 poprečnih dijelova. Poprečni dijelovi se vežu za uzdužne dijelove vijcima ili zakovicama. Poprečni dijelovi također služe da povećaju čvrstoću i krutost okvira. Bočni ili uzdužni dijelovi mogu biti paralelni ali obično su pod nekim uglom.

Naprijed su uži, a širi pozadi. Okvir je sužen na prednjem dijelu kako bi imao manji radijus skretanja i obezbijedio prostor za okretanje točkova. Proširenje pozadi primarno služi da stvori prostor za vertikalno kretanje zadnje osovine dok se vozi preko neravnina i drugih nejednakosti na putu.

Zagrade tijela služe da podrže tijelo vozila, dok su ležišta za opruge postavljena na okvir za montiranje opruga. Produženje šasije ispred prednje osovine poznato je kao prednji prevjes, dok je produženje preko zadnje šasije poznato kao zadnji prevjes.

Poprečni i bočni dijelovi mogu se sastojati od sljedećih poprečnih presjeka:

Kanalski presjek
Kutijski presjek
I-presjek
Šeširski presjek
Cijevasti presjek

Kanalski i kutijski presjek imaju veću savojnu krutost u poređenju sa kvadratnim presjekom iste površine poprečnog presjeka; i stoga se oba presjeka koriste za duge bočne i uzdužne dijelove. I-presjek, šeširski i cijevasti presjek se obično koriste za poprečne dijelove.

Bočni i poprečni dijelovi se uglavnom vezuju zakivanjem, zavarivanjem ili vijčanom vezom. Motor, kvačilo, mjenjač i volan se svi zajedno vežu kako bi se stvorio krut sklop koji se obično montira na prednji dio okvira. Neophodno je da šasija zadrži radne sklopove na ispravnim pozicijama.

2. Integralni okvir

Ova konstrukcija okvira se danas koristi u većini motornih vozila koja se nazivaju bezokvirnim, ili bezšasijskim u kojima podna konstrukcija i okvir formiraju jednu jedinicu. U ovom tipu konstrukcije teški uzdužni dijelovi su zamijenjeni sa više poprečnih dijelova kako bi ojačali tijelo. Nedostatak ovog tipa je teška popravka.

3. Poluintegralni okvir

U poluintegralnom okviru cijeli okvir je podijeljen u dvije sekcije koje se montiraju na prednji i zadnji dio vozila na kojima su kutija mjenjača i prednji ovjes montirani. Prednost mu je to što, kada se vozilu desi nezgoda, okvir može da se lako izvadi da bi se zamijenio oštećeni okvir šasije.

Članak ”Types of Chassis Frame: Function, Material (Loads Acting on Frame)” preveden je sa portala Engineering Learner.