汽车碰撞中车身变形分析与修复

2 车身变形形式与规律
2. 1 碰撞事故类型与车身变形形式 车辆碰撞事故可分为正面碰撞 、侧面碰撞 、追尾
和翻车等 。20 世纪末 ,美国和欧盟先后制定实施 FMV SS 和 ECE 两大系列碰撞试验标准 ,对正面碰 撞 、侧面碰撞和追尾等主要事故类型实验参数做出 了明确规定 。2004 年 6 月 1 日 ,我国参照欧盟 ECE R94 制订《乘用车正面碰撞的乘员保护》,2006 年 7 月 1 日 ,颁布实施《汽车侧面碰撞的乘员保护》等 5 项安全性标准 。伴随车辆安全标准的提高 ,车身结 构设计越来越向轻量化 、薄壳化和吸能化方向发展 , 除了节约材料 、减少燃料的消耗外 ,交通事故发生时 可通过车身的局部变形吸收碰撞能量 ,从而最大限 度地保证驾驶员和乘员的安全 。当然 ,这必须以牺 牲车身外形 、加重车身塑性变形为前提 。据统计 ,我 国交通碰撞事故中 ,正面碰撞约占 39 % ,侧面碰撞 约占 30 % ,追尾约占 27 % ,翻车占 4. 4 %(见图 1) 。
电子测量矫正是一种新型的精确修复方式 ,它 与计算机 、传感器技术相结合 ,主要包括车辆定位 、 变形量测量和变形矫正 3 个步骤 。将被测车辆开到 矫正台架上 (前驱车倒驶 ,后驱车前驶) ,选取门槛下 边缘前 、后 、左 、右 4 个对称点作为定位点 ,用定位器
把车辆可靠固定 。将矫正台架提升到适宜测量的高 度 ,并进行可靠锁止 。
按照 国 际 惯 例 , 从 2003 年 私 车 占 有 率 达 到 50 %开始 ,我国进入汽车社会 ,轿车密度增加 ,私人 用车大幅度上升 ,车速提高 ,疲劳驾驶 、超载及酒后 驾车等不安全因素大量增加 。随着驾驶员队伍的扩 张 ,驾驶员中相当一部分不是职业驾驶员 ,驾驶员整 体技术水平和安全意识下降 ,必须长期重视对广大 驾驶员社会责任感 、安全意识和文明行车意识的职 业素质教育 。
表 1 全国汽车保有量和道路交通事故统计
年份
汽车产量 / 万辆
轿车占有率 汽车保有量 保有量增长率 私车占有率
/%
/ 万辆
/%
/%
事故数量 /起
事故率 直接经济损失
/ (起 ·d - 1 )
/ 亿元
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
206. 82 234. 15 325. 26 444. 37 507. 05 570. 70 727. 97
把测量底尺安放在矫正台架上 ,再把电子测量 臂安放在底尺上 ,连接测量臂与电脑之间的电源线 和数据信号线 。启动测量系统 ,输入被测车辆车型 、 牌照 、生产日期和客户通讯地址等信息 ,根据车辆相 关信息选取配套的车身原始尺寸图 (测量系统数据 库自带) ,该图标明了车辆定位器装夹位置 、各测量 点的空间位置 (长 、宽 、高标准尺寸) 和各测量点所使 用测量接头类型等信息 。选取车身底部没有发生损 伤移位的 3～5 个点作为基准点对测量底尺进行基 准定位 ,即令基准点的实测值与车身尺寸图标注的 标准尺寸一致 ,然后固定测量底尺 。
根据国外保险公司的统计 ,60 %的车身损伤属 于前车身损伤 ,主要由正面碰撞 、斜碰撞和前端侧面 碰撞造成 。若碰撞点位于前端较高部位 ,会导致发 动机罩和车顶后移并下沉 ;若碰撞点位于前端下方 , 会使发动机罩及车顶弯曲和上移 ,使前车门和车顶 间间隙加大 。前保险杠 、发动机罩及其支架 、前翼子 板 、散热器边框 、前侧梁是接触性损伤易发部位 ;前 轮定位失准 、车门下垂 、前挡泥板弯曲 、前窗柱弯曲 、 前围板弯曲及前围板上盖板拱曲 、车身地板拱曲和 轴距变化失准等则是波及性损伤的结果 。
侧面碰撞和翻车是造成中间车身变形的主要原 因 ,约占车身变形的 20 %。主要有车门变形移位 、 前后窗柱弯曲 、中柱弯曲 、车顶及车顶边梁变形 、车 身地板拱曲 、车身底部纵横梁变形 、悬挂移位 、轴距 轮距变化和车轮定位失准等 。
追尾和倒车碰撞是造成后车身变形的主要原 因 。后保险杆 、行李厢盖 、后翼子板和后门栏是容易 发生接触性损伤的部位 ;波及性损伤常见于后悬架 变形 、后底板拱曲 、后窗柱变形 、后围板弯曲和后车 顶变形等 。
政等级看 ,国道 、省道上交通死亡事故最多 ,共造成 52 982 人死亡 ,占总数的 53. 7 %。2006 年 ,全国发 生道路交通事故 37. 8 万起 ,死亡人数首次降到 9 万 人以下 (89 455 人) 。可见 ,道路建设速度滞后于车 辆发展速度 ,势必导致交通事故上升 ,增加事故后车 身维修业务 。 1. 3 驾驶员素质参差不齐
1 道路交通事故与车身变形原因分析
公路交通是由车 、路 、人构成的系统 ,交通事故 及其带来的车身变形从根本上受这三方面的制约 。 1. 1 汽车保有量及结构的明显变化
2005 年 ,我国汽车产销量同时突破 570 万辆 ,
连续 3 年成为继美国 、日本 、德国之后的世界第四大 汽车生产国 ,汽车保有量超过 3 300 万辆 ,私车占有 率约 60 %。2006 年 ,汽车产销量分别为 727. 97 万 辆和 721. 6 万辆 ,成为继美国之后的世界第二大汽 车销售国 ,汽车保有量达到 4 043 余万辆 。与 20 世 纪相比 ,我国汽车保有量及组成结构发生了巨大变 化 。与之相应 ,道路交通事故也一直居高不下 ,已连 续 10 余年排名世界第一 。进入 21 世纪以来 ,每年 死亡人数为 9 万～11 万 ,平均每年发生交通事故 594 208起 ,日均发生交通事故 1 650 起 (见表 1) 。 社会车辆和交通事故的上升 ,带来了大量的车身维 修 ,车身维修业务迅速在汽车维修行业中占据了举 足轻重的地位 。
在变形部位选 3～5 个点进行实测 ,电脑将显示 各测点的三维标准尺寸 、测量尺寸和差值 。表 2 是 某奥迪事故车的测量参数 ,此变形将造成车辆右前 端内收和右前轮定位失准 ,导致车辆向右侧跑偏 。
测点 前测点 中测点 后测点
表 2 某奥迪事故车右侧前纵梁各测点测量差值
横向差值
纵向差值
高度差值
结论
3 车身变形修复
目前 ,车身修复方式包括以手工为主的快速凹
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陷修复和靠大型专用设备进行的电子测量矫正 。前 者适用于轻微刮碰和波及性损伤 ,后者适用于碰撞 造成的接触性损伤和严重波及性变形 。 3. 1 快速凹陷修复
29. 29 30. 05 33. 53 43. 25 45. 68 48. 49 52. 60
1 608. 91 1 802. 04 2 053. 17 2 421. 16 2 742. 23 12. 00 13. 94 17. 92 13. 26 20. 89 21. 96
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汽车碰撞中车身变形分析与修复
刘后毅
(山东交通学院 , 山东 济南 250023)
摘 要 : 碰撞事故造成的车身损伤是车身变形的主要原因 ,车身修复在汽车检修中的地位越 来越重要 。文中通过数据分析 ,论述了汽车碰撞事故中车身变形的原因及汽车碰撞所造成的车身 变形形式与规律 ,提出了快速修复和电子测量矫正 2 种车身变形修复方法 。
快速凹陷修复是指对车身原漆未损伤的凹陷部 位所进行的矫正修复 ,适用于交通事故中车辆轻微刮 碰所造成的麻点和轻微凹陷变形 。无须遵循去漆 、钣 金、刮灰 、喷漆和烘烤等一系列完整工艺 ,而是使用专 用整平工具对变形部位释放集中应力 ,恢复原状 ,然 后再进行镜面镀膜 ,修复表面光洁度 。它节省时间 、 节约维修费用 、又不破坏原车漆外观和寿命 。 3. 2 电子测量矫正
38. 8 42. 8 47. 2 50. 0 55. 3 59. 9 64. 7
616 971 754 919 773 137 667 507 517 889 450 254 378 781
1 690 2 068 2 118 1 829 1 419 1 234 1 052
26. 69 30. 88 33. 20 33. 70 23. 90 18. 80 14. 90
-6
- 15
-7
该点向后内侧移位并有所降低
0
- 10
0
该点向后侧移位
+7
-8
+3
该点向后外侧移位并略抬高
根据测量结果 ,判断车辆的变形程度和变形形 式 ,确定变形部位的矫正施力点 、方向和大小 ,选取 合适的矫正抓具进行液压牵引矫正 。按照测量 —矫 正 —再测量 —再矫正的步骤进行多次矫正 。
驾驶员是保证道路交通安全的第一道防线 ,也
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是道路交通安全的最重要影响因素 。据统计 ,2004 年 ,因驾驶员因素导致的交通事故占总数的89. 8 % , 其中驾龄低于 3 年的驾驶员造成的事故占总数的 50 % ,导致的死亡人数占总数的 36. 3 %。2005 年 3 月 1 日 ,交通部在全国强制推行“驾驶员素质教育大 纲”和《安全驾驶从这里开始》配套教材 ,2005 、2006 年 ,低驾龄驾驶员交通肇事率明显下降 。
相对于乘员舱而言 ,发动机舱和行李舱是发生 碰撞变形几率较大的部位 ,因而这两部分在结构设 计上要求具有较高的韧性和冲击吸收能力 。碰撞实 验表明 ,当车辆以 50 km/ h 的速度与障碍物相碰 时 ,发动机舱可被压缩 30 %～40 % ,乘员舱收缩 1 % ～2 %。
在正面碰撞中 ,车身覆盖件只吸收 10 %左右的 碰撞能量 ,60 %～70 %的碰撞能量由底盘吸收 ,其他 20 %～30 %的能量由车身加强筋 、车柱和各种结构 吸收 。正面碰撞时 ,A 柱之前的底盘结构是最主要 的能量吸收区 。侧面碰撞中 ,主要由车门吸收碰撞 能量 ,所以现在的车门内部都装配加强筋 ,以加强对 冲击能量的吸收 ,满足越来越严格的碰撞法规 。