第一章 汽車碰撞和鈑金修復知識

第一節 汽車碰撞知識

汽車碰撞是造成汽車損傷和人員傷亡的重要形式，會給國民經濟帶來巨大的損失。作為汽車鈑金工，只有掌握汽車碰撞的基本知識，才能對汽車碰撞損傷部位進行有針對性的修復。

一、汽車碰撞信息

在汽車發生碰撞時，汽車車身的前部和后部都要在某種程度上損壞，這樣才能吸收碰撞能量，并保證汽車有足夠的安全空間避免駕乘人員受傷。圖1-1所示為汽車車身變形區域和安全區域，從圖中可以看出，汽車的發動機室和行李箱處于變形區域，而乘員室處于安全區域。當汽車以48km/h的速度撞上障礙物時，發動機室的長度會被壓縮30%～40%，但乘員室的長度僅被壓縮1%～2%。

圖1-1 汽車車身變形區域和安全區域

為了能夠保質保量地修復好汽車車身，在進行修復工作之前，必須先對汽車車身的碰撞損壞進行精確的診斷，確定導致變形的主要原因、損壞的類型、嚴重程度并分析損壞的范圍，找到受損部件。之后，再根據檢測結論制訂修復步驟。如果沒有對受損車輛進行精確的診斷，那么修復工作就很難進行，甚至會造成返工。

汽車車身鈑金修復人員要了解的汽車碰撞的相關信息主要有如下幾個方面：

1）了解汽車車身的構造。

2）目測確定碰撞的位置。

3）目測確定碰撞力的方向及大小，然后檢查可能存在的損壞。

4）確定車身的損壞范圍，以及其他零部件（車輪、懸架、發動機等）是否也有損壞。

5）沿著碰撞路線系統地檢查部件的損壞，直到找不到任何損壞的痕跡。

6）測量主要構件定位參數，將實測的定位參數與標準值進行比較。

7）檢查懸架和整車的其他系統的情況。

二、汽車碰撞情況分析

弄清汽車碰撞實際發生的過程，對查找汽車損壞及確定修復方案是非常有幫助的。應盡可能多地了解事實真相，并結合實際的測量數據正確制訂出修復的具體步驟。這樣雖然花費一點額外的時間，但卻減少了盲目性，達到事半功倍的效果。

汽車被撞時，撞擊力的大小、方向、位置及受損程度取決于事故發生時的實際狀況。問詢駕駛人及目擊者事故發生的具體情況，對分析查找損傷件的范圍非常有幫助，其中要重點確定以下幾項：被撞擊汽車的尺寸、構造、車速、行駛方向，撞擊車的車速、質量、行進意圖（行駛方向），被撞擊的方向及位置，碰撞時汽車上乘客人數及他們分布的位置。

由于碰撞發生前，駕駛人都會有條件反射，故撞傷大都有規律可循。如果駕駛人的第一反應是要繞離危險區，汽車的邊緣會被蹭傷，如圖1-2所示；如果駕駛人的反應是猛踏制動踏板，損壞的范圍就會是汽車的前部，如圖1-3所示。碰撞點在汽車前端較高部位，就會引起車殼和車頂后移及后部下沉；而碰撞點在汽車前端下方，車身慣性就會引起汽車后部向上變形，使車頂被迫上移，在車門的前上方與車頂篷之間形成一個極大的裂口，如圖1-4所示。

圖1-2 汽車邊緣被蹭傷事故圖

圖1-3 汽車發生彎曲損壞事故圖

質量相近、車速相同的汽車發生碰撞，也會因撞擊對象不同而有較大的差異。汽車撞上電線桿和墻壁的結果就完全不同。撞上墻壁，碰撞面積大，損壞輕，如圖1-5a所示；撞上電線桿，碰撞面積較小，創傷較嚴重，甚至會使保險杠、發動機罩、散熱器等部件都產生嚴重變形，發動機也會因碰撞而移位，甚至還影響到后部的懸架，如圖1-5b所示。

圖1-4 汽車前部受撞事故圖

圖1-5 汽車與不同障礙物碰撞事故圖

a）碰撞面積較大 b）碰撞面積較小

如果甲乙兩車相撞，碰撞部位不同，那么損壞結果也會不同。當汽車乙撞向行駛中的汽車甲的側邊時，汽車乙的運動會使其前端后移，而汽車甲的運動則會“牽引”汽車乙的前端使其向一側偏斜，雖然只有一次碰撞，但損壞卻發生在兩個方向上；同向快速行駛的兩輛汽車碰撞發生損壞時，位移可能發生在一個方向上，但若某車又沖向路邊護欄，則會發生二次碰撞，從而引起兩處完全不同的損壞。

三、汽車碰撞對車身結構的影響

碰撞后的車身會因為車身結構、碰撞時的受力方向、碰撞時受力大小的不同而產生不同的變形。下面分別分析汽車碰撞對非承載式車身和承載式車身的影響。

1.對非承載式車身的影響

（1）非承載式車身的特點 圖1-6所示為非承載式車身。非承載式車身與車架通過彈簧或橡膠墊柔性連接在一起。在這種情況下，安裝在車架上的車身對車架的緊固作用不大。而車架則承受發動機及底盤各部件的重力、這些部件工作時通過其支架傳遞的力以及汽車行駛時由路面通過車輪和懸架傳來的力，其中懸架傳來的力對車架或車身影響最大。圖1-7中車架上圈出的部位為車架剛度較小的部位，主要用來緩沖和吸收來自汽車前端或后端的碰撞能量。車身通過橡膠件固定在車架上，橡膠件同樣能減緩從車架傳至車身上的振動效應。遇有強烈振動時，橡膠墊上的螺栓可能會損壞，并導致車架與車身間出現間隙。由于振動的大小和方向不同，可能會出現車架受到損傷而車身卻沒有損傷的情況。

圖1-6 非承載式車身

（2）車架變形的種類

圖1-7 非承載式車身和車架的強度較弱點

1）側向損傷或擺動損傷。由車身的側面引起的碰撞所造成的損傷稱為側向損傷或擺動損傷。側向損傷可以從車身的異常情況來確認，一般受力一側的車身局部會產生裂紋，而另一側可能有折皺出現。另外車輛發生側向損傷時還可能導致行李箱蓋和發動機罩在開啟或關閉時配合不當等。側向損傷或擺動損傷如圖1-8所示。

2）下垂損傷。下垂損傷如圖1-9所示，它是在車身出現部分降低的狀態時，部分結構件呈現下凹變形的損傷。下垂損傷通常由前方或后方的正向撞擊引起。

3）折疊損傷。當汽車車身部件（結構件、覆蓋件）被撞擊變形后的長度小于該件的原始長度時，就稱其為折疊損傷。折疊損傷基本上都發生在車輛的前部或后部，也就是車身的變形區域內，折疊損傷的特征是車門有可能配合良好，但在翼子板、發動機罩、車架縱梁、行李箱蓋等部位會出現折皺或嚴重的扭曲變形。折疊損傷如圖1-10所示。

4）菱形損傷。菱形損傷是指碰撞后汽車的一側移到了后邊或前邊的車身變形形式。菱形損傷會影響到整個車身的外形，通常表現出來的現象是發動機罩、車門、行李箱蓋等錯位，后輪罩、后圍板、車頂等部位可能出現折皺。菱形損傷如圖1-11所示。

圖1-8 側向損傷或擺動損傷

圖1-9 下垂損傷

圖1-10 折疊損傷

圖1-11 菱形損傷

5）扭曲損傷。扭曲損傷是指碰撞后車身的一角高于正常狀態，而相對的一角則低于正常狀態的車身變形形式。扭曲損傷出現的可能原因是汽車高速撞上路基、隔離墩等障礙物。扭曲損傷如圖1-12所示。

圖1-12 扭曲損傷

圖1-13 承載式車身結構

2.對承載式車身的影響

（1）承載式車身的特點 承載式車身（圖1-13）的汽車沒有剛性車架，只是加強了車頭、側圍、車尾和地板等部位，車身和底架共同組成了車身本體的剛性空間結構。這種承載式車身除了其固有的承載功能外，還要直接承受各種負荷。這種形式的車身具有較大的抗彎和抗扭的剛度，質量小，高度低，汽車重心低，裝配簡單，高速行駛穩定性較好。但由于道路負載會通過懸架裝置直接傳給車身本體，因此汽車內的噪聲和車身所受振動較大。

（2）承載式車身碰撞分析 碰撞對承載式車身的影響可以用圖1-14所示的圓錐形法進行分析。承載式車身結構的汽車通常被設計成能夠很好地吸收碰撞時產生的能量。這樣受到撞擊時，汽車車身由于吸收撞擊能量而產生變形，撞擊能量通過撞擊點向車身擴散，車身結構從撞擊點依次吸收撞擊能量，使撞擊能量主要被車身吸收。將目測撞擊點作為圓錐體的頂點，圓錐體的中心線表示碰撞力的方向，其高度和范圍表示碰撞力穿過車身殼體擴散的區域。圓錐體頂點也即撞擊點附近通常為主要的受損區域。

由于整個車身殼體由許多片薄鋼板連接而成，碰撞引起的振動大部分被車身殼體吸收，如圖1-15所示即為碰撞能量沿車身擴散的方向和傳遞路線。

振動波的影響被稱為二次損傷，通常此損傷會影響整體式車身內部零部件的結構，并造成相反一側的車身產生變形損傷，如圖1-16所示。為了控制二次損傷變形，并為乘員提供一個更為安全的空間，承載式車身結構汽車在前部和后部設計了如圖1-17所示的碰撞應力吸收區域，這些區域也是承載式車身橫向剛度較弱的部位。

圖1-14 運用圓錐形法確定碰撞對承載式車身的影響

圖1-15 碰撞能量沿著車身擴散

圖1-16 因慣性作用汽車車頂向受撞擊一側移動

圖1-17 承載式車身的橫向剛度較弱部位（應力吸收區域）

在受到碰撞時，它能按照設計要求形成折曲，這樣傳到車身結構的振動波在傳送時就被大大減小。也就是說，來自前方的碰撞應力被前部車身吸收了，如圖1-18所示。在受到碰撞時，它能按照設計使來自后方的碰撞應力被后部車身吸收，如圖1-19所示。圖1-18、圖1-19所示分別為承載式車身前部、后部剛度較弱部位，也即應力吸收區域。

（3）承載式車身碰撞分類 承載式車身的碰撞損傷一般是按照碰撞部位進行分類的，可分為前部碰撞、后部碰撞、側面碰撞、底部碰撞和頂部碰撞。

圖1-18 承載式車身的前部剛度較弱部位（應力吸收區域）

圖1-19 承載式車身的后部剛度較弱部位（應力吸收區域）

1）前部碰撞如圖1-20所示。汽車前端正面發生碰撞損傷時，則說明汽車在碰撞事故中多為主動者。碰撞的沖擊力主要取決于被評估汽車的重量、速度、碰撞范圍及碰撞源。碰撞較輕時，保險杠會被損壞向后推，前縱梁、內輪殼、前翼子板、前橫梁及散熱器框架都會變形；如果碰撞程度較大，那么前翼子板就會彎曲變形，并移位碰觸到車門，發動機罩鉸鏈會向上彎曲變形并移位觸到前圍蓋板，前縱梁變形加劇并造成副梁的變形；如果碰撞程度更加劇烈，那么前立柱會產生變形，車門開關困難，甚至造成車門變形；如果前面的碰撞從側向而來，由于前橫梁的作用，前縱梁就會產生如圖1-21所示的變形。前端碰撞常伴隨著前部燈具及護柵的破碎，冷凝器、散熱器及發動機附件損傷，車輪移位等。

圖1-20 前部碰撞圖

2）后部碰撞如圖1-22所示。汽車后端受到正面碰撞損傷時，損傷較嚴重則說明汽車在碰撞事故中為被動者。汽車遭受后端碰撞損傷時，碰撞的沖擊力主要取決于撞擊物的重量、速度及被評估汽車的被碰撞部位、角度和范圍。如果碰撞較輕，通常會使后保險杠、行李箱后圍板、行李箱底板產生壓縮彎曲變形；如果碰撞較重，則會使C柱下部前移，C柱上端與車頂接合處會產生折曲，而使后門開關困難，后風窗玻璃與D柱分離，甚至破碎；如果碰撞更嚴重，會造成B柱下端前移，在車頂B柱處產生凹陷變形。后端碰撞常伴隨著后部燈具等零部件的損壞。

3）側面碰撞如圖1-23所示。在確定汽車側面碰撞時，分析汽車的結構尤為重要。一般來說，對于嚴重的碰撞，車門A、B、C柱以及車身、地板都會產生變形。當汽車遭受側向較大的沖擊力時，慣性會使另一側的車身產生變形。當前后翼子板中部遭受嚴重碰撞時，還會造成前后懸架零部件的損傷；前翼子板中后部遭受嚴重碰撞時，還會造成轉向系統中的橫拉桿、轉向器齒輪齒條的損傷。

圖1-21 承載式車身的彎曲和斷裂效應

圖1-22 后部碰撞圖

圖1-23 側面碰撞圖

4）底部碰撞如圖1-24所示。底部碰撞多為行駛中路面凹凸不平、路面上有異物，如石塊等，造成車身底部與路面或異物發生碰撞，致使汽車底部零部件與車身地板損傷。常見的易發生底部損傷的部件有前橫梁、發動機下護板、發動機油底殼、變速器油底殼、懸架下托臂、副梁、后橋和車身地板等。

圖1-24 底部碰撞圖

5）頂部碰撞如圖1-25所示。單獨的頂部碰撞損壞發生概率較小，且這種頂部受損多由空中墜落物所致，以頂部面板及骨架變形為主。汽車傾覆是造成頂部受損的常見形式，汽車傾覆造成頂部受損常伴隨著車身立柱、翼子板和車門的變形以及車窗玻璃的破碎。

圖1-25 頂部碰撞圖

四、車身損壞原因分析

轎車車身的損壞主要有兩種形式：車身疲勞自然損壞、人為及意外事故損壞。

1.車身疲勞自然損壞

隨著汽車使用年限和運行里程的增加，即便是使用者十分愛護汽車，并定期進行維護，且車輛沒有發生意外事故，一輛新車也會逐漸變成舊車。汽車的自然損壞主要是由道路不平引起的汽車顛簸振動、汽車發動機本身引起的自身振動等原因造成的，使汽車車身地板或某些部位產生變形或裂紋，引起整個車身變形，車門下沉，門縫間隙變大，車門關閉不嚴。汽車行駛時，鈑金件的振動、各部連接件脫焊和開裂，形成汽車車身的振動噪聲。汽車使用日久，其表面油漆受到日光和嚴寒天氣的侵蝕，也會逐漸龜裂；車身薄鋼板受到水汽的侵蝕，內外表面防護層遭到破壞，也會使車身逐漸銹蝕；表面油漆受到堅硬物體的刮蹭而劃傷，也會留有痕跡，使油漆光亮度降低，甚至使表面油漆的某些部位脫落掉。達到一定程度后，在汽車大修的同時也要進行汽車車身修理。

2.人為及意外事故損壞

由于轎車行駛速度快，加速性能好，往往會發生人為損壞。撞車和翻車是轎車車身損壞的一個重要原因。撞車表現為幾種不同形式：兩車相撞、多車連環碰撞；撞擊其他物體而損壞，如撞到樹、電線桿、墻等障礙物上，或翻在溝里等。損壞形式主要有以下5種：

（1）輕微損壞 汽車前照燈和前照燈周邊撞壞，油漆表面刮傷、擦傷或油漆脫落，汽車在行駛過程中受飛來的石塊砸傷或自身刮碰在堅硬物體上造成的損傷都是輕微損壞。

（2）輕度損傷 汽車散熱器格柵損壞、車燈損壞、前翼子板損壞或汽車車身某個較小部位的損壞都屬于輕度損傷。汽車運行中，發生了意外事故，無論碰撞程度或輕或重，一般汽車車身某些部位均有輕度損傷，如鈑金件輕度變形和油漆損傷等，都是輕度損傷。

（3）中等損壞 汽車保險杠損壞、翼子板損壞、發動機罩損壞、前風窗玻璃損壞和前圍立柱損壞、行李箱蓋損壞、車門損壞和車門立柱損壞都屬于中等損壞。

（4）嚴重損壞 汽車前保險杠、發動機罩、翼子板以及車門、行李箱蓋等處均發生損壞，甚至汽車車頂蓋和地板也發生損壞，汽車的發動機室、乘員室和行李箱均發生變形，這種損壞程度可以稱為嚴重損壞。汽車發生較嚴重意外事故時，往往伴有汽車車身的嚴重損壞。

（5）翻車和嚴重撞車損壞 發生嚴重撞車事故或意外翻車事故時，不僅乘員人身安全受到損害，汽車車身也會發生嚴重損壞，甚至發生整車嚴重變形。翻車又分為90°翻倒、180°亮底盤，甚至360°翻車和720°翻車。對汽車不同形式的損傷，可以采取不同的修理方法進行修復。