Ferdinand HUMSKI, Nikodem ŽURAJ: M7_Karoserijska dela 1 Šolski center Ptuj Strojna šola Volkmerjeva cesta 19, 2250 Ptuj KAROSERIJSKA DELA 1 učno gradivo za 1. letnik srednješolskega izobraževalnega programa Avtokaroserist v Pripravila: Ferdinand Humski, Nikodem Zuraj Ptuj, januar 2019 Ferdinand HUMSKI, Nikodem ŽURAJ: M7_Karoserijska dela 1 Tai/ored tubes .............................................................................................................................38 Sandwich pločevine ....................................................................................................................38 DELAVNIŠKI NAPOTKI ZA POCINKANE PLOČEVINE ................................................................. 38 Priprava ......................................................................................................................................38 Točkovno uporovno varjenje ........................................................................................................39 Varjenje pod zaščitnim plinom .....................................................................................................39 Lota nje pod zaščitnim plinom ......................................................................................................39 Ločevanje ...................................................................................................................................39 10. TEHNIKE POVEZOVANJ PLOČEVIN V PROIZVODNJI ................................................... 40 l. TEHNIKE POVEZOVANJA BREZ TOPLOTE ............................................................................. .40 Lepljenje .....................................................................................................................................40 Vijačenje .....................................................................................................................................40 Zgibanje ......................................................................................................................................41 Grezilno kovičenje .......................................................................................................................41 Kovičenje s prebijanjem ..............................................................................................................42 11. POVEZOVALNI POSTOPKI S TOPLOTO ................................................................................. .43 Uporovno točkovno varjenje ........................................................................................................43 Varjenje pod zaščitnim plinom .....................................................................................................43 Lasersko varjenje ........................................................................................................................43 Trdo lota nje .................................................................................................................................44 MIG lotanje .................................................................................................................................44 Kombinirani postopki povezovanja ..............................................................................................45 11. PROTIKOROZIJSKE ZAŠČITNE PREVLEKE NA NOVIH AVTOMOBILIH ....................... 46 Kovinske prevleke ......................................................................................................................... 46 Nepravilna antikorozijska zaščita s kovinskimi prevlekami ...........................................................46 Pravilna antikorozijska zaščita s kovinskimi prevlekami ...............................................................46 Cinkanje s potapljanjem oz. cinkanje v ognju ...............................................................................47 Galvansko pocinkanje ................................................................................................................. 47 Nekovinske obloge ....................................................................................................................... 48 Fosfatiranje................................................................................................................................. 48 Eloksiranje .................................................................................................................................. 48 Prevleka s prašnatim la kom ........................................................................................................ 48 Prevleke iz umetnih mas ............................................................................................................. 48 Lakiranje vozila ........................................................................................................................... 48 12. KONSTRUKCIJSKI UKREPI ZA ZAŠČITO PRED KOROZIJO ......................................... 51 Aktivna antikorozijska zaščita ...................................................................................................... 51 Pasivni korozijski ukrepi ............................................................................................................... 51 KONSTRUKCIJSKI UKREPI .......................................................................................................... 51 Odzračevanje votlih prostorov ..................................................................................................... 51 Odprtine za odvajanje vode ......................................................................................................... 51 Prepletenost s prirobnicami ......................................................................................................... 51 Zapečatenje pregibov in zvarov ................................................................................................... 52 Tehnika lepljenja ......................................................................................................................... 52 Uporaba korozijsko obstojnih gradiv ............................................................................................ 52 13. STRATEGIJA ENAKE PLATFORME ................................................................................ 53 SEZNAM UPORABLJENE LITERATURE ............................................................................... 54 Ferdinand HUMSKI, Nikodem ŽURAJ: M7_Karoserijska dela 1 1. ZGODOVINA GRADENJ KAROSERIJ IN VOZIL Avtomobili okoli leta 1900 so imeli naslednje tipične značilnosti : • ogrodje podvozja je bilo iz lesa, narejeno pri kolarju in je nosi lo vse pomembne dele; • nadgradnja je bila najpogosteje izdelana po željah kupcev pri izdelovalcu kočij; • krmiljenje je bilo izvedeno z vrtljivim podstavkom; • kolesa so bila velika in lesena, z jeklenimi platišči ; • motor je bil vgrajen na sredini ali zadaj; • luči so bile karbid ne ali petrolejske laterne 1; • vzmeti so bile listnate; • nihanje avtomobila pri večjih hitrostih so dušili torni blažilniki (amortizerji). Slika 1: Oplov Patent Motorwagen System Lutzmann iz leta 1899: 3,5 PS , 20 km/h Gradiva prvih avtomobilov Za šasijo, kolesa in nadgradnjo se je pretežno uporabljal les. Preobleke in notranje Les se je sčasoma vedno manj uporabljal in zato so iz starih pokl icev (kolar, izdelovalec kočij ipd.) nastajali novi poklici: avtoklepar, avtoličar, avtomehanik itd .. Slika 2: FORD »Tin Lizzy« iz jeklene karoserije 1 preprosta svetilka s steklenim, pločevinastim ohišjem, ki se nosi v roki ali se obesi Ferdinand HUMSKI, Nikodem ŽURAJ: M7_Karoserijska dela 1 Cestna motorna vozila z eno sledjo Motocikel Skuter Moped Cestna motorna vozila z dvema ali več sledmi Potniška cestna motorna vozila Gospodarska vozila Kombi Reševalno vozilo Slika 1: Klasifi kacija cestn ih motorn ih vozil Ferdinand HUMSKI, Nikodem ŽURAJ: M7_Karoserijska dela 1 • šasija v obliki rešetke ali (avtobusi , športni avtomobili); Slika 5: šasija turističnega avtobusa v obliki predalčja Uporaba Šasija kot posebni nosilni del se uporablja pri vozilih, ki nosijo velik tovor (gospodarska vozila -tovornjaki , avtobusi) in pri vozilih, ki morajo prenašati večje obremenitve (terenska vozila). Osebna in kombinirana vozila imajo namesto šasije samonosno karoserijo. Vprašanja za preverjanje in ocenjevanje znanja 1. Pojasni, kaj je vozni podstavek vozila in ga opiši. 2. Pojasni, kaj je šasija, opiši, kako je izdelana in kako je obremenjena. 3. Naštej in opiši nekaj vrst šasij. Ferdinand HUMSKI, Nikodem ŽURAJ: M7_Karoserijska dela 1 Fsk = FR+ FL+ Fst = 142 + 324+ 760 = 1226 N Izračunamo lahko tudi silo Fost, ki jo lahko uporabimo za pospeševanje avtomobila. Izračunamo jo po enačbi: Fost = Fzač-Fsk [N] Fost = Fzač-FR -FL-Fst [N] Fzač v tej enačbi je začetna sila, ki jo razvije motor in jo daje na razpolago na poganska kolesa. Večja kot je sila, ki ostane, boljši so pospeški avtomobila. Vprašanja za preverjanje in ocenjevanje znanja 1. Pojasni, katere upore mora med vožnjo premagovati motor avtomobila. 2. Pojasni, kaj je kotalni upor, od česa je odvisen in kako ga izračunamo. 3. Pojasni, kaj je zračni upor, od česa je odvisen in kako ga izračunamo. Koliko znaša količnik upora Cw za današnje avtomobile? 4. Pojasni, kaj je upor na strmini, od česa je odvisen in kako ga izračunamo. 5. Pojasni, kako izračunamo celotni upor vožnje, zakaj je pomembna sila, ki ostane, ko premagamo vse upore in kako jo izračunamo. Ferdinand HUMSKI, Nikodem ŽURAJ: M7_Karoserijska dela 1 LAST NOSTI GRADIV ZA KA ROSE RIJSKE PLOČEVI NE Oblikovalnost Ker se karoserijske pločevine preobli kujejo z globokim vlekam in pri tem deloma zelo močno spremenijo obliko, se morajo ze lo dobro preobl ikovati . Trdnost Trdnost je največja obremen itev, ki jo material vzdrži , preden se poruši . Oznaka za trdnost je aM ali Rm, merska enota pa je [N/mm2]. Natezna trdnost 200 N/mm2 pomen i, da žica s prerezom 1 mm2 vzdrži, če nanjo obesimo maso 20 kg . Masa 20 kg namreč povzroči silo pri bl ižno 200 N po enačbi: F9 = m·g g ... zemeljski pospešek, znaša 9,8 m/s2 -zaokroži mo na 1 O m/s2 F Risba pri kazuje preprost izračun natezne napetosti v materialu po enačbi CJ = A Slika 1: Poja snilo mehanske napetosti v materialu Trdnost običajnih karoserijskih pločevin je sorazmerno majhna in znaša od 250 do 300 N/mm2. Močneje obremenjeni karoserijski deli se izdelujejo iz jeklenih pločevin z višjo ali visoko trdnostjo. Meja plastičnosti Lastnosti jeklenih pločevin v gradnji karoserij opi sujemo z mejo plastičnosti. Če je meja plastičnosti prekoračena, pride do trajne deformacije gradiva in lahko nastanejo močne spremembe v strukturi gradiva. Vračanje hladne jeklene pločevi ne v prvotno obliko lahko pripelje do spremembe moleku larne strukture jekla in s tem do spremenjen ih lastnosti . Za karoserijske pločevine je meja plastičnosti odloči lna vrednost za preobli kovanje. To je vrednost, do katere lahko obremenjujemo gradivo, ne da bi traj no spremenilo obl iko. Z oznakama jeklo z višjo trdnostjo ali jeklo z visoko trd nostjo označujemo nekatera jekla, pri kateri h na različne nači ne dosegama povišanje meje plastičnosti. Ferdinand HUMSKI, Nikodem ŽURAJ: M7_Karoserijska dela 1 Sposobnost vračanja v prvo tno obliko Če se karoserijske pločevi ne zaradi nesreče deform irajo in v okviru strokovnega popravi la ponovno vrnejo v začetno obl iko, se lastnosti in s tem tudi obnašanje karoserije v pri meru ponovne nesreče ne smejo spremen iti . Pri močn ih raztezanj ih gradiva, v pri meru močne deformacije, npr. zaradi močnega prepogi banja, je potrebno poškodovane dele zamenjati. Gradiva za lahko gra dnjo Karoserija predstavlja pribl ižno 25% teže avtomobila. Ker bi se teža avtomobilov zaradi vgrajevanja varnostn ih in komfortnih naprav povečala, mora k pri hranku na teži doprinesti tudi samonosna karoserija. Pri tem imamo sledeče možnosti: • prihranek materiala, ne da bi zmanjšali varnost avtomobila; • uporaba lažjih gradiv; • karoserija v hi bridnem ali mešanem nači nu gradnje. Pri veči ni samonosnih karoserij je groba karoserija iz poci nkane jeklene pločevi ne osnova za nadgradnjo. Z zmanjšanjem števila ojačitev, z manjšim vložkom materiala in s pločevi nami z veliko trdnostjo se poskuša doseči maksimalna togost ob hkratni min imalni teži . Karoserij i pri ključeni deli kot so vrata, motorn i pokrov, pokrov prtljažn ika, blatniki, pa tud i naslonjala sedežev so lahko izdelani iz lahkih kovin, še zlasti iz alumi nija. Proti korozij i zaščiten i deli so ponekod lahko izdelani tudi iz mag nezija. Takšen mešan nači n gradnje (hibridni način gradnje) je nujno privedel do novi h izdelovalnih metod in tehnik povezovanja. Korozija Še posebej je treba paziti na korozijsko zaščito pri uporabi razl ičnih gradiv. Di rektno povezavo aluminija ali magnezija z jeklom je treba brezpogojno preprečiti , ker lahko tako imenovana kontaktna korozija razkroj i manj žlahtno kovino, npr. alumi nij. Ta mešanica gradiv ima tudi neposreden vpliv na metode popravi la. Vprašanja za preverjanje in ocenjevanje znanja 1. Naštej pomembne lastnosti karoserijskih pločevin. 2. Pojasni, kako lahko zmanjšamo težo karoserije. 3. Naštej gradiva, iz katerih je izdelana samonosna karoserija. 4. Pojasni, na kaj je potrebno še posebej paziti v zvezi s korozijo. Ferdinand HUMSKI, Nikodem ŽURAJ: M7_Karoserijska dela 1 Vprašanja za preverjanje in ocenjevanje znanja 1. Pojasni, kako ravnamo izbokline pri jeklenih pločevinah z visoko trdnostjo. Kako je s termičnim ravnanjem? 2. Pojasni, kakšni problemi nastanejo pri pločevinah z veliko trdnostjo pri povratni deformaciji. 3. Opiši, kakšni problemi nastajajo pri ločevanju karoserijskih delov z veliko trdnostjo in pojasni metode spajanja, ki se bodo v bodoče vse bolj uporabljale. Ferdinand HUMSKI, Nikodem ŽURAJ: M7_Karoserijska dela 1 • izdelek je običajno narejen brez preklopnih spojev in prirobnic ter optimalno prilagojen na predvideno obremenitev • tudi nekateri zahtevnejši izdelki se lahko izdelajo v enem koraku, število sestavnih delov je manjše in prihranjeni so dodatni varilni postopki • visoka natančnost izdelkov ob nižjih izdelovalnih stroških. Slika 6: Strešni profili, obliko vani z visokim notranjim tla kam Vlek z raztezanjem Ta postopek se uporablja predvsem pri izdelavi večjih karoserijskih delov in pri manjših serijah. Pločevino vpnemo v posebne čeljusti, ki najprej napnejo pločevino do plastičnega območja. Nato hidravlično krmiljen pestič pritisnemo v pločevino, obenem pa se vpenjalne čeljusti prilagodijo -usmerijo se tako, da se pločevina čim bolj prilagodi površini pestiča. Na ta način se plastično preoblikovana pločevina pravilno "uleže" na površino pestiča in prevzame njegovo obliko: Slika 7: Vlek z ra ztezanjem Vprašanja za preverjanje in ocenjevanje znanja 1. Opiši oblikovanje karoserijskih delov z globokim vlekam. 2. Opiši princip hidromeh anskega globokega vleka. 3. Opiši, kako poteka preoblikovanje z notranjim pritiskom. 4. Opiši vlek z raztezanjem. Ferdinand HUMSKI, Nikodem ŽURAJ: M7_Karoserijska dela 1 prečni nosilec za pritrditev odbijača), zadnjega dela karoserije (dno zadaj, vzdolžna nosilca, ohišji zadnjih koles, prečni nosilec za pritrditev zadnjega odbijača), pritrdilnih mest za sedeže, elektrike in elektronike. Zgornja lupina karoserije Z njo razumemo različne razl ičice karoserij, ki so po obl iki med seboj popolnoma neodvisne. Izdelane so lahko s stopenjskim zadkom (limuzina), strmim zadkom (karavan), tekočim zadkom, kot kupe, pick up (dostavno vozi lo) itd .. Tako lahko izdelovalci avtomobilov zapolnijo tudi tržne niše avtomobi lov, ki bi bile zaradi majhnega števila za izdelavo nezanimive. Na ta način se poveča raznolikost avtomobi lskih modelov, obenem pa se lahko poveča tudi tržni delež proizvajalca vozi l. Vprašanja za preverjanje in ocenjevanje znanja 1. Opiši način gradnje vozil po strategiji platforme in naštej prednosti, ki jih ima takšna gradnja. SEZNAM UPORABLJENE LITERATU RE • Rolf Gscheidle: Fachku nde Karosserie und Lackiertechnik, 2006 by Verlag Europa Lehrmittel; • Wilfried Staudt: Kraftfahrzeugtechnik, Friedr. Vieweg & Sohn 1988, Brau nschweig/Wiesbaden; • Rolf Gscheidle: Fachku nde Kraftfahrzeugtechnik, 2001 by Verlag Europa Lehrmittel; • Rolf Gscheidle: Motorno vozilo, Teh niška založba Lj ubljana, 2004; • V. A. W. Hillier: Delovanje motornega vozi la, Teh niška založba Ljubljana, 1992; • Jože Puhar, Jože Stropnik: Krautov strojniški priročnik, Littera pieta, 2003; • Knjiga o avtu, Mlad inska knjiga, Ljubljana 1978; • Tovarniška literatura Hel ios, Glaso, REVOZ Novo mesto itd. Ferdinand HUMSKI, Nikodem ŽURAJ: M7_Karoserijska dela 1 Avtorja Ferdinand Humski , Nikodem žuraj KAROSERIJSKA DELA 1 Imena nosilcev avtorskih pravic: Ferdinand Humski , Nikodem žuraj Elektronska izdaja, januar 201 9 Samozaložba Ferdinand Humski , Volkmerjeva cesta 22, 2250 Ptuj Publikacija je brezplačna in prosto dostopna vsem uporabnikom Spletna lokacija publikacije: Kataložni zapis o publikaciji (C IP) pripravili v Narodni in univerzitetni knjižnici v Lj ubljani COBISS.SI-1 0=298257920 ISBN 978-96 1-290-01 1-3 (pdf)