如图18—14所示,从一侧来的碰撞冲击经常会引起汽车车架的左右弯曲。左右弯曲通常会发生在车架的前部或后部,一般可以通过观察钢梁的内侧及对应钢梁的外侧是否有皱曲来确定。此外,通过车门长边上的裂缝和短边上的皱褶、车辆一侧明显的碰撞损伤、车身和车顶盖的错位、发动机罩和行李厢盖与相应的开口部不匹配(或不能正常开启)等也可初步断定左右弯曲的变形。
(2)上下弯曲
如图18—15所示,从车辆的外表观察,通常有前部或后部低于正常车辆的现象,整个车身在结构上也有前倾或后倾的现象。上下弯曲一般来自前方或后方的直接碰撞引起,可能发生在汽车的一侧,也可能发生在两侧,判别上下弯曲变形可以查看翼子板与车门之间的缝隙是否在顶部变窄、在下部变宽;也可以查看车门在撞击后是否下垂。
上下弯曲是碰撞中最常见的一种损伤,它发生在交通事故的大多数车辆。严重的上下弯曲变形能够破坏上车身的准直,即使在车架上看不出皱褶和扭曲。
(3)断裂伤
车辆在有断裂损伤时,车上的某些部件或车架的尺寸会低于原车的技术尺寸。断裂损伤通常表现在发动机盖的前移或后窗的后移。有时,车门可能吻合得很好,看上去也没有受到任何干扰,但皱褶或其他严重的变形有可能发生在车身或车架的拐角处,而且侧梁还会在车轮挡板圆顶处向上提升,引起车身的损坏。受到断裂损伤后,保险杠一般会有一个非常微小的位移,多为来自前方或后方的直接碰撞而引起。
(4)菱形变形
车架的一角或偏心点受到来自前方或后方的撞击时,其一侧整体向前或向后移动,引起车架或车身的歪斜,使其形成一个接近平行四边形的形状,称为“车架的菱形变形”,如图18—17所示。
菱形变形会对整个车架造成影响,而不仅仅是汽车一侧的钢梁。从外观上我们可以看到发动机盖和后备箱发生错位,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褶皱,同时,在主车地板或后备箱地板上也可能出现褶皱或弯曲。
通常,菱形变形还会附有许多断裂及弯曲损伤的组合损伤。
(5)扭转变形
车架的扭转变形,当汽车在高速下撞击到路缘石或路中隔离石时就可能发生扭转变形。在后侧角端碰撞和翻滚时也往往会出现这种损伤。
受到此损伤后,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。细心的检查可能在钢板表面上看不出任何明显的损伤,而真正的损伤往往隐藏在底层。
在碰撞力的作用下,汽车的一角会向前移,而临近的一角下垂得很接近地面,这时就应对汽车进行扭转损伤检查。
(6)损伤发生的次序及对其维修时应注意的问题
车架发生各类损伤的次序为:左右弯曲——上下弯曲——断裂变形——菱形变形——扭转变形。但大多数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经常几乎同时发生,而且碰撞力的分力还作用在车架的横向构件特别是前部的构件上。在倾翻事故中,用于安装发动机的前部横向构件会由于发动机重量的推或拉而变形,并导致上下弯曲。
修理时车身/车架调整最重要的准则是颠倒方向和次序。车架的变形可通过比较检查车身车门槛板与车架前后部之间的空间及前翼板与前后轮毂之间的空间尺寸得出。但要作出准确的损伤评估还需要不断地积累经验并且配合测量结果来综合判断。
3.碰撞对承载式车身的影响
承载式车身的损伤可用圆锥图形法进行分析,如图18—19所示。承载式车身汽车通常被设计得能够很好地吸收碰撞时产生的能量。汽车车身由于吸收冲撞力而折合收缩,渗透人结构之中的碰撞力因被车身更深人的部位吸收而逐渐扩散直至完全消除。我们将碰撞点看成锥体的顶点,圆锥体的中心线表示碰撞的方向,其高度和范围表示碰撞力穿过车身壳体扩散的区域。圆锥顶点是直接损坏的部位,为主要的受损区域。
由于整个车身壳体由许多薄钢板连接而成,碰撞及引起的振动大部分被车身壳体吸收了。碰撞冲击波穿过车身结构(图18—20)而产生的影响被称作间接损坏(或二次损伤)。这种损坏朝着承载式车身的内部结构或朝着车辆的相对一端或相对一侧发展所示。
承载式车身的影响为了控制二次损坏变形并为乘客提供一个更为安全的乘坐空间,承载式车身在其结构上采取了不同刚度等级的方法,在其前部和后部都设计有“碰撞损伤吸能区(也称为缓冲区或挤压区),车辆前后部发生碰撞时,这些吸能区可以吸收大量的碰撞能量,从而保护中部的成员空间;来自侧向的撞击则被主车地板侧梁及其加强梁、中心立柱、侧向防撞杆等加强部件抵抗和吸收。这些内容在模块一中已经作了介绍。下面主要介绍承载式车身在碰撞时的损伤情况分析。
承载式车身的碰撞损伤情况大致可以分为以下几种:
(1)前端碰撞
前车身碰撞变形的程度与碰撞力的大小、方向和碰撞对象等有很大的关系。
正面碰撞程度较轻时,一般会使车前部保险杠及其连接支架受到损坏,并首先波及散热器及散热器支架、前翼子板和发动机罩等。有时由于前翼子板内板受到碰撞力的作用而变形,前轮悬架也会受到影响。
正面碰撞程度较重时,其损坏的范围会扩大很多,前翼子板后移,造成前门开启困难;发动机罩严重变形并伴随铰链翘曲,有时可触及前围板、上罩板;散热器和散热器支架严重变形,波及风扇和空调散热器等其他机件;前侧梁发生弯曲或裂伤,如图18—22所示,前悬架严重变形等。
严重的前端撞击则会使前保险杠、前翼子板、散热器支架、发送机罩、前翼子板内板、前侧梁等主要结构件和板件产生严重的损坏和变形,通常大部分已达到不可直接修复的程度(可采取更换的方法)。碰撞力沿车身传递的结果,会造成A柱、B柱等产生不同程度的变形和损坏,如前门下垂、门隙增大、主车地板及顶板拱曲变形等。车辆的许多机械总成和构件也会有很大程度的损坏,如发动机及变速箱支撑错位甚至损坏,前驱车辆动力传动和转向机构损伤等。
如果碰撞来自斜前方,前侧梁的连接点则会成为旋转中心或旋转面,发生侧向和垂直方向的弯曲。侧向碰撞引起的振动还会从碰撞点传递到另一侧的前部构件,即两侧的车身前部构件均会发生变形损坏。前部斜向碰撞主要会导致前翼子板、翼子板内板、散热器支架和前悬架的变形。
(2)后端碰撞
车辆受损的程度取决于碰撞的面积、碰撞时的车速、碰撞的对象和车辆的总质量等。如果碰撞较轻微,后保险杠、后地板(或行李厢地板)、行李厢盖、后翼子板等变形,相互垂直的车身板件扭曲;如果碰撞比较严重,后顶盖的侧板会塌陷至顶板底面,四门车的B、C支柱可能弯曲,车辆的顶板弯曲等现象。
(3)侧面碰撞
确定车辆侧面碰撞损坏时,分析汽车的构造十分重要。车辆系两门车还是四门车,普通顶还是硬顶车,车门有无侧向防撞杆,车辆的中心立柱(B柱)的结构和主车地板的结构等都会对车辆的侧向防撞能力造成不同的影响。因为车辆发生侧向碰撞时,碰撞力必须为强度很高的构件抵抗住并将碰撞力分散到车身整个侧板才能有效保护成员空间,因此,这部分车身构件一般都设计制造得非常坚固,没有碰撞吸能区。为了提高车辆的侧向防撞能力,现代车辆一般都在车门内侧配有防撞杆,B柱采用三层加强结构等,硬顶车辆已经比较少见了。
发生侧向碰撞时,对于严重的碰撞,车门、前部构件(前翼子板、翼子板内板和前侧梁等)、中心立柱以至于主车地板侧梁、地板和顶板等,都会有不同程度的变形。当前翼子板或后顶盖侧板受到垂直方向上较大的碰撞时,震动波会传递到车辆的另外一侧,使车辆整体产生弯曲。当前翼子板中心位置受到碰撞时,前轮会被推进去,震动波也会传到前侧梁,甚至通过副梁传递到另一侧车轮,造成另一侧车轮定位失准,发动机支撑、转向系统等也会因此而发生损坏。
(4)顶部碰撞
由坠落物体而使汽车顶部受到损坏时,受损的不仅仅是车顶钢板,而车顶侧梁、后顶盖侧板以及车窗等可能同时被损坏。
如果车辆倾翻之后,车身支柱和车顶钢板已经弯曲,那么相反一侧的支柱同样也会损坏。汽车损坏的程度可通过车窗车门的变形来确定。有时,在车辆倾翻后,车身的前部和后部部件也可能被撞伤。
(5)承载式车身碰撞损坏的过程及损坏分析
损坏过程分析以轿车发生严重的正面碰撞为例。在碰撞的瞬间,碰撞的力量试图使汽车的结构缩短,从而引起中部车身横向及垂直方向的弯曲变形,而且碰撞力以冲击波的形式开始向撞击点以外的区域扩散。但略有弹性的刚性车身结构力图使车身保持原来的形状,变形并没有马上产生。随着碰撞的持续作用,在碰撞点上和前部的碰撞缓冲区就会产生显著的挤压而导致变形和断裂,碰撞的能量被结构的变形吸收,保护成员舱。同时冲击波加剧扩散,其他区域也出现皱褶、断裂和松动。如果碰撞的能量足够大,将引起中央车身向外鼓起变形,以保护乘客不受伤害,车门能够顺利打开。
承载式车身的损坏类型和损伤顺序一般为:左右弯曲变形、上下弯曲变形、断裂、扭转变形和增宽损坏等。
(1)左右弯曲变形。从一侧来的碰撞冲击经常会引起车身的左右弯曲或一侧弯曲。左右的弯曲通常发生在汽车的前部或后部,一般可通过观察车辆一侧明显的碰撞损伤、车门等板件与周围板件的缝隙及高度的变化、车身和车顶的错位等来判断。
(2)上下弯曲变形。上下弯曲是碰撞中最为常见的一种损伤,一般由前方或后方的直接碰撞而引起,可能发生在汽车的一侧也可能是两侧,基本现象是车身有倾斜或离地间隙不一致。可以通过查看车门的缝隙是否在顶部变窄、下部变宽、车门在撞击后是否有下垂等来判断。
(3)断裂损伤。当碰撞过程持续进行时,在碰撞点上就会产生显著的挤压。这样碰撞的能量被结构的变形吸收(以保护乘坐室),离中心点较远的部位可能会产生皱褶、断裂或松动。
断裂损伤通过测量其长度是否超出配合公差来判别,它与传统车架式车身的断裂损伤相似。
(4)增宽损伤。对承载式车身而言,正面碰撞时传到乘客室的碰撞力会使侧面结构弯曲远离乘客(而不是向内侧挤压),同时侧梁变形,车门的缝隙增宽。通常可以通过测量门隙的变化和门高的变化来加以判断。
(5)扭转变形。当轿车高速撞击到路沿或道路的中央隔离墩时,可能导致扭转变形。发生扭转变形以后,汽车的一角通常较正常位置高或低些,而另一侧的情况与撞击一侧相反。即使最初的碰撞直接作用于中心点,但再次的冲击还是能够产生扭转力的,从而引起车身的扭转损坏。承载式车身的扭转变形与非承载式车身车架的扭转变形相似,可以通过测量其高度或宽度的尺寸变化来判断。
任务实施
一、准备工作
(1)前部碰撞变形的承载式轿车。
(2)车身举升器、钢卷尺及必要的拆装工具。
(3)安全防护用品:工作帽、工作服、安全鞋、棉手套、护耳器。
(4)对应车型的维修手册。
二、操作步骤
对大事故车的损伤诊断,首先应通过目测判断车身及其他机械零部件的损伤大致情况,对车身的前部和下部等精确度要求高的部位必须通过精确的测量,才能评价其损伤程度。损伤检查一定要注意合理的顺序,这样才能不至于遗漏损伤。下面主要以正面碰撞为例来分析损伤检查的基本步骤。
1.了解碰撞情况
了解碰撞事故发生情况,有助于全面、准确、迅速地检查所有损伤。具体内容请参见上面的相关知识。
2.确定损坏部位
观察整个车辆,具体方法从碰撞点开始,环绕汽车一圈(图18—24),并统计撞击处数,评价其幅度,确定其损坏顺序。
3.检查外部损伤和变形
从车辆的前部、后部和侧部观察车辆,并从侧面检查横向和垂直弯曲、扭曲、变形的线条,以及车身上的隆起和凹陷。同时,检查外板变形或其他与碰撞部位相关联的部位。
4.检查外部车身板件的定位情况
仔细检查所有带铰链部件(如发动机盖、车门、行李厢盖或后背舱门)的装配间隙和配合状况是否正常,开启与关闭是否正常。通过这些检查除了可以判断覆盖件的变形情况,还可以判断安装这些覆盖件的结构件变形情况。比如:车门是通过铰链安装在车身门柱上的。通过开关门和观察门边缘与车身二者间的曲面是否吻合及装配情况等,即可确定车门或支柱是否受到损伤。
5.检查发动机室
检查发动机支承以及变速箱支座的变形,辅助系统与底盘以及线束与底盘间的接触情况。检查车身各部分的变形以及焊缝密封胶的剥落。
6.检查乘客室和行李厢室
检查乘客室或行李厢内撞击力造成的间接零件损坏。检查转向柱、仪表板、内板、座椅、座椅安全带以及其他内饰件上因驾驶员或货物而导致的损坏。
7.检查车身下部
检查发动机机油、变送器油、制动液或散热器冷却液的泄漏情况。检查车身底部各部分的变形以及焊缝密封胶的剥落。
8.对前轮转向装置进行性能检查
转向性能检查结果可以用于分析车身、转向和悬架装置的故障,为测量和鉴别行驶装置的性能提供帮助。
(1)转向操作装置的检查
转内盘中心位置的检查,包括确定转向轮直行时是否在转向器分量的中心位置并由此判断机件是否正常。可按下述方法操作:
(1)确定转向盘直行位置。将前轮架起使之离开地面,转动转向盘并计量从一端转到另一端的总转动圈数,然后再将转向盘移回到总圈数1/2的位置。
(2)检查前轮是否处于直线行驶位置。观察转向前轮所处位置,并依此作出相应分析:
如果转向盘在中心位置,并且两前轮均指向正前方,且车轮能够随转向盘的转动而自由摆动,则说明整个转向系统基本无损坏。
如果转向盘居中而车轮有明显偏离,或其中某一车轮偏离直线行驶方向,则说明转向操作系统有一定程度的损坏。
如果转向盘处于中间位置,而两前轮却没有指向正前方,并且不能随转向盘的操作而转动时,则说明转向操作系统损坏严重。
(2)转向器性能的检查
按下汽车前部或后部,给悬架加载然后迅速释放,同时观察转向器、转向器柱以及联动机构的技术状况:
(1)在转向盘居中位置作记号。按前述方法使转向盘居中,用一块胶带在转向盘边缘上端作出中间位置标记。