汽车钣金维修3-1学习车身的碰撞损伤知识

学习车身碰撞损伤知识,知识目标： 1、能够确切地诊断出汽车受损的严重程度、范围及损伤部件； 2、能够针对不同的碰撞损伤制定合理的修复计划； 3、掌握车身碰撞损伤的修复流程。 能力目标： 结合所学内容，准确进行受损程度的评估与修复计划的制定。 建议学时： 6学时,汽车车身不仅能够经受住日常驾驶中的振动及负荷，还要在碰撞中能给乘客提供安全保护。因此汽车前部车身和后部车身要设计得在某种程度上容易损坏，以形成一个能吸收碰撞能量的结构，同时中部车身要保证设计得结实牢固，给乘客提供一个安全的生存空间。,一、汽车的碰撞变形及其影响因素,1、汽车碰撞试验 不同车速下的正面碰撞和不同的障碍物重叠率(碰撞接触面积与车辆碰撞面积的比值)在今天已成为标准。尤其是尾部碰撞法规定要求以70%的重叠率和80km/h的车速进行尾部碰撞，这些要求非常高。轻型载货载货汽车在美国的大量普及导致美国采用了严格的侧面碰撞试验。,China-New Car Assessment Program(中国新车评价规程） C-NCAP是将在市场上购买的新车型按照比中国现有强制性标准更严格和更全面的要求进行碰撞安全性能测试，评价结果按星级划分并公开发布，旨在给予消费者系统、客观的车辆信息，促进企业按照更高的安全标准开发和生产，从而有效减少道路交通事故的伤害及损失。,1）正面碰撞试验 在汽车上加装各种试验监控设备，并给车辆加载以便碰撞实验车辆的重量（重量的分布）于满载荷车辆的重量相同。车上装有并固定了车速传感器，使其在汽车撞击护栏时可以传输数据。有15台高速相机在拍摄碰撞过程的图片，其中几台位于汽车下方，这些相机每秒拍摄大约1000帧的图片。接着，汽车从护栏处后退并准备撞击。汽车以50km/h的速度撞向护栏，汽车撞向护栏直至大约只需要0.1s。,图3-1-1 汽车的正面碰撞试验,该图为车辆碰撞前后的对比。测试之后车辆的前部已彻底变形，这是正常的，因为汽车必须经过变形和塌陷才能吸收动能并使汽车停止。发动机舱的长度会被压缩30%-40%，乘客室的长度被压缩1%-2%。,图3-1-2 同一辆汽车碰撞后的车辆前部,2）侧面碰撞试验 该测试模拟了一辆正在穿行十字路口的汽车被另一辆闯红灯的汽车从侧面撞击的情景。撞击的汽车以约50km/h的速度行驶对被撞车辆进行侧面撞击试验。侧面碰撞试验后，检验被撞车辆的侧面变形程度，来判断它的安全性能。,图3-1-3 汽车的侧面碰撞试验,3）尾部碰撞试验 汽车尾部碰撞时其受损程度取决于碰撞面的面积、碰撞时车速、碰撞物及汽车的质量等因素。在汽车的尾部由于有吸能区，碰撞时一般只在车身尾部发生变形，保护中部乘客的完整和安全。,图3-1-4 汽车的尾部碰撞试验,4）顶部碰撞试验 在汽车发生翻滚时，车的顶部顶盖、立柱、车下部的悬架会严重损伤，悬架固定点的部件也会受到损伤。,图3-1-5 汽车的顶部碰撞试验,图3-1-6 汽车的顶部碰撞试验,2、碰撞对汽车损伤的影响,1）影响碰撞变形的因素 汽车碰撞时，产生的碰撞力及受损程度取决于事故发生时的状况。通过了解碰撞的过程，能够部分地确定出汽车损伤。,车身维修人员应当考虑对碰撞变形的影响因素: 被碰撞汽车的尺寸、构造、碰撞位置； 碰撞时汽车的车速； 碰撞时汽车的角度和方向； 碰撞时汽车上乘客、货物的数量及位置。,2）蹭伤损伤 由于碰撞发生前驾驶员会有预先反应，某些类型的撞伤多数会以一定的形式和次序发生。如果驾驶员的第一反应是要绕开危险区，汽车的侧面会被碰撞蹭伤，严重时会引起汽车顶部、中部或后部的弯曲变形。,图3-1-7 汽车侧面碰撞蹭伤,3）碰撞的位置高低对碰撞损伤的影响 当发生碰撞时，驾驶员猛踩制动踏板，则损伤是汽车的前部。当碰撞点在汽车前端较高部位时，就会引起车壳和车顶后移及后部下沉；当碰撞点在汽车前端下方，因车身惯性使汽车后部向上变形、车顶被迫上移，在车门的前上方与车顶板之间形成一个极大的裂口。,图3-1-8 汽车前部高点位置的碰撞,4）碰撞物不同对变形的影响 两辆相同的车，以相同的车速碰撞，当撞击对象不同时，损伤结果差异就很大。汽车撞上电线杆和撞上一堵墙壁，结果就大不一样。,图3-1-9 与不同物体碰撞结果,5)行驶方向对碰撞损伤的影响 当横向行驶的汽车撞击纵向行驶汽车的侧面时，纵向行驶汽车的中部会产生弯曲变形，而横向行驶汽车除前部产生压缩变形外，还会被纵向行驶的汽车向前牵引，导致弯曲变形。 横向行驶的汽车虽然只有一次碰撞但损伤却发生在两个方向。另一方面，也可能两种碰撞而损伤却发生在一个方向上，在十字路口的汽车碰撞中，这种情况会经常见到。,图3-1-10 行驶过程中车辆侧面碰撞,6)车辆的不同对碰撞损伤的影响 不同类型的车辆碰撞时，产生的变形也不一样。碰撞车辆质量越大，被碰撞车辆的变形和损伤也越大。,图3-1-11 相同车速不同车辆碰撞损伤,7）碰撞力的方向的影响。 碰撞力的损伤程度还取决于碰撞力与汽车质心相对应的方向。碰撞力的延长线不通过汽车的质心，一部分冲击力将形成使汽车绕着质心旋转的力矩，该力矩使汽车旋转，从而减少了冲击力对汽车零部件的损伤，碰撞力指向汽车的质心，汽车就不会旋转，大部分能量将被汽车零件所吸收，造成的损伤是非常严重的。,二、车架式车身的碰撞变形,车架式车身由车架及周围的可分解的部件组成，车身的前部和后部具有上弯的结构，碰撞时会变形，但可保持车架中部结构的完整。,图中圈出的部位为车架式车身较柔和的部位，碰撞时会变形，但可保持车架中部结构的完整。,图3-1-12 车架式车身碰撞变形部位,车身与车架之间有橡胶垫间隔，橡胶垫能减缓从车架传至车身上的振动效应。遇到强烈撞击时，橡胶垫上的螺栓可能会折弯，并导致车架与车身之间出现裂缝。碰撞时由于振动的大小和方向不同，车架可能遭受损伤而车身没有。车架的中部较宽，可以抵挡从侧面来的碰撞冲击，保护乘客的安全。车架是否变形，可通过比较车门槛板与车架前后之间的空间尺寸、比较前翼子板与轮罩前后之间的空间尺寸，以及比较前保险杠上的后孔到前车架钢梁总成之间左右尺寸的大小来确定。,车架受撞时的变形，大致可分为5种类型：,1）左右弯曲变形 当汽车一侧被碰撞时应观察：被撞一侧钢梁的内侧及另一侧钢梁的外侧是否有扭曲，车门长边上有无裂缝和短边上是否有皱折，或汽车被撞一侧是否有明显的碰撞损伤，车身和车顶盖是否有错位等情况，可确定是否有左右弯曲变形。,图3-1-13 车架前、中、后部的左右弯曲变形,2）上下弯曲变形 当汽车被撞后，车身外壳表面会比正常位置低，结构上也有后倾现象，这就发生了上下弯曲变形。,图3-1-14 车身前部和后部的上下弯曲变形,直接碰撞汽车的前部或后部，会引起在汽车上一侧或两侧发生上下弯曲。可以从翼子板与门之间的缝隙是否在顶部变窄、在下部变宽，车门在撞击后是否下垂，判别出是否有上下弯曲变形。大多数车辆碰撞损伤都会有上下弯曲变形，有的在车架上看不出褶皱或扭曲。严重的上下弯曲变形也能破坏车架上车身钢板的准直。,3）断裂变形 汽车发生碰撞后，当观察到：发动机罩前移或后车窗后移；车身上的某些部件或车架原件的尺寸小于标准尺寸；车门可能吻合得很好，但挡板、车壳或车架的拐角处皱折或有其他严重变形；车架在前轮挡板圆顶处向上提升，引起弹性外壳损坏和保险杠会有一个非常微小的垂直位移，这些都表明车身上发生了断裂变形。,图3-1-15 车架式车身的断裂变形,4）菱形变形 当车辆前部(或后部)的任一侧角或偏心点受到撞击时，车架的一侧向后（或向前）移动，车架或车身歪斜近似平行四边形的形状，这种变形称作菱形变形。 菱形变形时整个车架的变形，可以明显看到发动机罩及行李箱盖发生错位；在接近后车轮罩的相互垂直的钢板上或在垂直钢板接头的顶部可能出现皱折；在乘客室及行李箱底板上也可能出现皱折和弯曲。此外，菱形变形还会附加许多断裂及弯曲的组合损伤，但菱形变形很少发生在整体式车身上。,图3-1-16 车架式车身的菱形变形,5）扭转变形 当汽车高速撞击到路缘石或路中隔离栏或车身后侧角端发生碰撞时，就可能发生扭转变形。 发生扭转变形后，汽车的一角会比正常情况高，而相反的一角则会比正常情况低；汽车的一角会前移，而邻近的一角很可能被扭转向下。若汽车的一角下垂接近地面，就应对汽车进行扭转损伤检查。要特别注意的是，扭转变形往往隐藏在底层，也可能在钢板表面检查不出任何明显的损伤。,图3-1-17 车架式车身的扭转变形,三、碰撞修复工艺的制定,1、车身的碰撞损伤分析 询问车主发生碰撞的实际情况，为损伤修复做好准备。实际碰撞中一辆汽车与另一辆汽车相撞后，还可能再次发生碰撞损伤，因此就会产生不同损伤类型的组合。在评估之前应尽可能多地了解事实真相，确定事故实际发生的过程，结合实际的测量才能制定出修复的具体步骤。这样虽然花费一些时间，但却在整个修复过程中节省更多的时间，而且也会减少一些艰苦的工作。,图3-1-18 车身发生多次碰撞,2、损伤的次序和修复的次序,车身或车架修复最重要的准则是颠倒方向和次序。这就是说，校正汽车的碰撞损伤时，对损失部位的拉或推操作必须按照与碰撞相反的方向进行。 事实上，大多数的碰撞及事故结果是以上所述损伤类型的混合。左右弯曲和上下弯曲变形几乎同时发生，此外，碰撞力的分力还作用在车架的横梁上。比如：在汽车倾翻事故中，由于发动机质量会使其支撑横梁受到推或拉的变形，造成上下弯曲变形。,3、碰撞力的分解,首先将碰撞力分解为三位尺寸上的3个值：垂直分力，汽车前部向下变形；水平分力，汽车前翼子板变形方向指向发动机罩中心；侧向分力，汽车的前翼子板向后变形。,车身维修人员在对车辆进行测量分析时，经常会运用点对点测量或对角线测量，认为只要这些尺寸正确就可以了。实际上这只是进行了长度和宽度方向的测量，而忽视了高度方向的测量和调整。,图3-1-19 碰撞力的分解,4、碰撞力的传递,图3-1-20 车身碰撞力的传递路径,A点受到一个大小为F0的碰撞力，在B点截面形状变化很大的部分先变形，减弱为F1，其次由C点孔洞处的变形吸收了部分的冲击力，余下F2的力量改变传递方向至D点，减弱为F3，接着是前门柱和车顶板结合处E点的变形，是传递力减弱成F4，中柱和车顶板结合处F点的附近的碰撞力逐渐趋于零。,5、基本的汽车碰撞诊断步骤,图3-1-21 汽车碰撞损伤诊断步骤,1）了解受损汽车车身构造的类型； 2）以目测确定碰撞的位置； 3）以目测确定碰撞的方向及碰撞力的大小，并检查可能有的损伤； 4）确定损伤是否限制在车身范围内，是否还包含功能部件或元器件的损伤；,5）沿着碰撞能量传递路线一处一处地检查部件的损伤，直到没有任何损伤痕迹的位置。如支柱损伤可以通过检查门的配合状况来确定。,图3-1-22 沿碰撞能量传递路线依次检查,6）测量汽车的主要元件。对于小的碰撞，可以通过比较车身尺寸图表上的标定尺寸和汽车上的实际尺寸来检查，简单的测量检查可以用一个轨道式量规、定心量规来比较车身上的尺寸。 对于比较复杂的车身损坏除用定心量规等测量工具检测外，还需要用三维测量系统检查悬架和整个车身的损伤情况。,图3-1-23 测量汽车的主要元件,6、汽车碰撞修理程序,汽车碰撞损伤修复的主要过程通常包括校正车身的弯曲、扭转、偏斜等变形板件，更换严重损伤的板件和调整、装配车身部件等。 在所有的修复程序进行之前，先要对碰撞损坏的车辆进行全面、细致的损伤评估。 彻底的、精确的撞伤诊断是高质量修复的基础。,7、汽车损伤评估时的安全注意事项,1）汽车进入车间后，首先要查看汽车上是否有破碎玻璃棱边及锯齿状金属。锯齿状的金属刃口要贴上胶带纸，但最好用砂轮机或锉刀将其磨平。 2）如果变速器油或润滑油等泄露，一定要将其擦净。 3）在开始焊接及切割前，务必将储气罐移开，防止储气泄露气引起爆炸。焊接前要断开车载计算机连接，防止焊接大电流损坏计算机。,4）拆除电气系统时，先要卸下蓄电池负极电缆，切断电路，以免突然点燃易燃气体，同时也保护了电气系统。 5）在进行碰撞诊断时照明应良好。如果功能件或机械部件损伤，需在举升机或校正台上进行细致的检查。 6）在车身修理车间进行诊断修复时