汽车碰撞分析与估损3

第3章车辆结构知识通过第2章的学习，我们知道了车辆有很多种类型，各个汽车厂家生产的车型从外观上看也各不相同。但实质上，无论是轿车、SUV或MPV等乘用车，还是轻卡或重卡等载货车，它们都有着共同的结构特征，这就是本章将要介绍车辆结构知识。现代车辆结构越来越复杂，通常一辆普通的轿车可能是由一万多个零部件组装而成。为了便于学习车辆结构，一般都将车辆分为底盘和车身两大部分。底盘通常是指包括发动机和车架在内的各大底盘系统，而车身是指安装车架上的车身本体及电气、附件和内饰件等。但因为现代承载式车辆已经没有严格意义上的底盘，所以这里我们按功能将车辆零部件分成以下几大部分：车身及其附件；动力总成；转向系统；悬架系统；行驶系统；制动系统；电气附件。全面系统地学习以上各个系统的功能和结构不但有助于汽车估损人员更加了解汽车，更重要的是，这些知识对于准确地判断事故原因，堪查事故车的受损情况，估算维修费用，制订维修方案十分重要。3.1汽车的基本构成汽车通常由车身及其附件、动力总成、转向系统、悬架系统、制动系统、电气附件等几大部分组成，如图3-1所示。3.1.1车身及其附件汽车车身的主要作用是为乘员和货物提供安全舒适、大小合适的空间。传统的车身是车架式的，车身壳体安装在车架上，而现代轿车多采用承载式车身，省去了笨重的车架。61车身及其附件除了为乘员提供舒适的乘坐环境外，更重要的是能够保护乘员的人身安全。因此，现代车身在结构和材料上使前后两端的刚度相对较小，以便在碰撞中能够吸收一些碰撞能量，而将乘员舱的刚度设计得相对较大一些，确保其在碰撞中变形量尽可能小，以充分保护乘员的安全。同时，在车身内部装备了安全气囊、安全带、可溃缩式转向柱、膝部保护、座椅头枕等多种保护装置，车身外部的保险杠上还增加了吸能装置、纵梁上设计了吸能区等。图3-1汽车整体结构3.1.2动力总成动力总成通常是指发动机以及与之紧密相连的离合器、变速器、主减速器和差速器等部件。它们是汽车的动力之源，发动机的动力通过离合器（装载自动变速器的车辆是液力变矩器）传递给变速器，由变速器降速增扭之后传递给主减速器（对于后轮驱动车辆，要经过传动轴），主减速器进一步降速增扭之后再传递给差速器，最后由差速器输出到半轴，由半轴驱动车轮转动。当前，大多数汽车发动机都采用往复活塞式内燃机，它是由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系（柴油发动机没有点火系）、起动系等部分组成。传统的变速器是手动变速器，现在越来越多的车辆装备了自动变速器。自动变速器结构相对比较复杂，一般由行星齿轮结构、液压系统和电控系统组成。3.1.3转向系统62转向系统的作用是控制汽车的行驶方向，对汽车的行驶安全至关重要。它主要由转向盘、转向机、转向传动机构、转向助力装置、液压助力管路和助力油等部件组成。3.1.4悬架系统悬架系统的作用是连接车轮与车架或车身，将地面驱动力从行驶系传递到车身或车架，同时缓冲地面的冲击力。它主要由悬架摆臂、减振器、横向稳定杆等部件组成。现代轿车的四轮定位参数受到悬架系统的状况影响，在事故车维修理赔中通常要对悬架的安装情况进行检查。3.1.5行驶系统行驶系统是将发动机的驱动力传递到路面，由此产生路面对汽车的反向作用力，驱动车辆在路面上行驶。它主要由车轮、轮毂等部件组成。3.1.6制动系统制动系统的作用是在行驶中根据需要降低汽车的速度，使汽车停止或在坡道上驻车，对保证汽车的行驶安全十分重要。它主要由制动踏板、制动助力器、主动主缸、制动轮缸、制动蹄或制动钳、制动鼓或制动盘、制动管路、制动液、制动防抱死控制（ABS）系统等部件组成。根据国家强制标准的规定，汽车制动系统必须满足行车制动系、应急制动系和驻车制动系的要求，部件可以共用，但至少应有两套彼此独立的控制装置。3.1.7电气设备汽车上传统的电气设备用于发动机的起动、点火、内部和外部照明、信号装置以及各种仪表等，主要包括蓄电池、起动和充电系统、点火系统、照明装置、转向和制动信号装置、车速里程表等各种仪表，现代汽车还装备了空调系统、音响系统、中控门锁和防盗系统、风窗雨刮和清洗系统、电动门窗和天窗、电动和加热座椅、除霜除雾系统、计算机控制和CAN总线系统、GPS系统等电子电气系统，这些装置大大提高了汽车的安全性和舒适性。我国汽车电气系统大多采用12V蓄电池电压，负极搭铁。车身分类和构成3.2车身分类和构成车身分类3.2.1车身分类633.2.1.1按车身承载情况分类按汽车车身的承载情况，车身结构主要有两种类型：有车架的非承载式结构和无车架的承载式结构。除此之外，还有一种介于两者之间的半承载式车身结构。如图3-2所示。1.非承载式车身非承载式车身又称为车架式车身，其典型特征是在车身下面有一个车架结构，车身壳体通过螺栓安装在车架上，发动机、变速器、悬架等大总成也安装在这个车架上。这些大总成的重量和地面冲击力主要由高强度的车架承载，而不是直接作用在车身上。在发生碰撞事故时，碰撞力可能会先作用在车架上，然后再向车身传递。为了降低路面噪音，缓冲振动，提高舒适性，往往在车架与车身之间、车架与发动机和变速器之间安装一些橡胶衬垫。当前，非承载式车身在轿车上已很少应用，而主要用在一些SUV、大客车和载货车上。2.承载式车身承载式车身的典型特征是没有车架，发动机、变速器、悬架等大总成直接安装在车身结构上，它们的重量和路面载荷主要由车身结构承载。在发生碰撞事故时，碰撞力也直接作用在车身构件上，并沿着车身传播。在承载式车身结构中，车身板件、横梁和纵梁通过点焊或激光焊焊接在一起或粘接在一起，形成一个整体的车身箱体结构。这种结构既轻便又结实。乘员舱的刚度比非承载式车身更大，在碰撞中，汽车的前部和后部可以按照受控的方式溃缩，而乘客舱则得到最大程度的保护。承载式车身结构需要更复杂的装配工艺，采用了一些新材料和新技术，如厚重的冷轧钢被更轻、更薄的高强度钢或铝合金所替代。因此，在维修事故车时也应当采取完全不同的修理方法，需要采用新的处理、矫直和焊接工艺。目前，承载式车身因轻便安全、节能环保、技术成熟而在轿车上得到了广泛的应用。估损和维修人员应当系统掌握这种车身的碰撞损坏分析和维修技术，本章后面将重点对这种车身结构进行详细介绍。3．半承载式车身半承载式车身又称为平台式车架结构，其特征是在车身的前后部有几根厚重的短纵梁，它们用螺栓连接，便于拆卸。这些纵梁不但是底盘机械件的安装基础，64而且增强了碰撞时的车身强度。这种结构同时具备承载式结构和车架式结构的一些优点，但应用不是很广泛，主要用在一些轻型卡车上。A．非承载式车身B．承载式车身65图3-2按车身承载情况分类车身形状或车顶型式分类3.2.1.2按车身形状或车顶型式分类按车身形状和车顶型式，可以将汽车分成以下几类，如图3-3所示：1．普通轿车普通轿车的车身特征是有一根中柱支撑车顶，根据车门数量又分为两门轿车（如上海大众的高尔）和四门轿车（如上海大众的帕萨特）两种。2．硬顶轿车硬顶轿车的车身特征是没有支撑车顶的中柱，它的车顶结构被强化，以保证有足够的强度。硬顶轿车也有双门和四门两种版本，这种车在我国比较少见，基本都是进口车。3．舱背式轿车舱背式轿车的车身特征是尾部有一个较大的尾门，其优点是可以获得更大的后部存储空间，一般以紧凑型小轿车居多，如奇瑞QQ。4．活顶轿车活顶轿车的车身特征是采用了可收缩的帆布顶篷，顶篷内带有钢管骨架。车顶可以向下折叠，收到座椅后面。一些活顶轿车采用了活动的可收缩的硬顶。这种车也叫敞篷跑车，在我国也比较少见，基本都是进口车。5．旅行轿车旅行轿车的车身特征是车顶向后水平延伸，直到车身的后部，车身尾部采用了后舱门或尾门，可以获得较大的储物空间，如东风本田CRV。6．厢式车厢式车的特征是采用了宽大的箱形车身，增大了内部承载空间。全尺寸厢式车通常采用全周边式车架和前置发动机、后轮驱动的型式。微型厢式车体型较小，常常采用承载式车身结构和前置发动机、前轮驱动的型式。我国常见的厢式车有广州本田奥德赛、江淮瑞风、上海通用GL8等。7．SUV即运动型多功能车，一般采用四轮驱动，底盘通常比轿车稍高一些，提高了车辆的通过性，适合于在崎岖路面或越野行驶。SUV通常被归到越野车一类，在66山地、雪地、泥泞等不良路面上能够充分发挥其优势。我国常见的SUV有北京吉普、三菱帕杰罗、长城赛弗等。8．轻型卡车轻型卡车的驾驶室和车架通常是独立的，大多数轻型卡车采用前置发动机、后轮驱动的型式，有些也采用四轮驱动。如长城皮卡、福田轻卡等。A．普通轿车B.硬顶轿车C．舱背式轿车67D.活顶轿车E．旅行轿车F.厢式车G．SUV68H.轻型卡车图3-3按车身形状和车顶型式分类车身的构成和车身板件3.2.2车身的构成和车身板件3.2.2.1车身的构成为了便于理解，我们将车身结构分成三个车身段来讲解，即前段、中段和后段，如图3-4所示。估损人员应当了解每段中包含哪些零件，它们是如何建造的。1．前段前段又称为车头部分，包括前保险杠和前围板之间的所有部件，如保险杠、进气格栅、水箱支架、前纵梁、前横梁、发动机支座、前翼子板、前悬架拱形座等构件。2．中段中段又称为中间部分，包括构成乘员舱的所有车身构件，如地板、车顶、车颈板、风挡玻璃、车门、A柱、B柱、C柱等。3．后段后段又称为尾段或后尾，包括后风挡玻璃到后保险杠之间的所有布局，如后侧围板（后翼子板）、行李箱、后地板、后纵梁、行李箱盖、后保险杠等构件。69图3-4车身的前段、中段和后段4．左侧和右侧在进行事故勘察，制作查堪报告和定损单时，经常要说明是车辆的左侧还是右侧受损，是维修左侧还是右侧的哪个零部件，在查阅配件信息和专业的估损资料时，也要区分左右两侧的配件。为避免混淆，行业中对车辆的左右侧规定如下：驾驶员坐在驾驶席上，其左手侧为车辆左侧，右手侧为车辆的右侧，如图3-4所示。3.2.2.2车身板件及连接方式1.车身板件1.车身板件车身板件包括金属板件（又称为钣金件）和塑料板件，一般是通过冲压或模制而成的。一辆汽车用到的板件有很多，通常它们的名称就说明了其位置和主要功能。例如，发动机舱盖是发动机舱上面的盖板，行李箱盖是行李箱上面的盖板，前翼子板是车身前段两侧的板件，车顶板是车辆顶部盖板。车辆上主要的外部板件如图3-5所示。在工厂里，这些形状复杂的板件大部分是用金属薄板在大吨位冲压机上冲压出来的。为了获得精确的形状和尺寸，冲压时要用到很多模具。但在对事故车进行钣金维修时，不可能按生产环境用这些模具对钣金件进行校正。因此，经过钣金维修的板件在形状和尺寸上总是有误差的。70图3-5主要车身板件2.车身板件的连接方式2.车身板件的连接方式车身板件零件又称为部件，在本书中是指汽车上可单独拆换的最小单元。多个可以一起拆换的零件安装到一起构成一个组件分总成几个组件或分总成连接在一起组件或分总成。组件构成具有独立功能的总成总成。例如，转向柱总成是由方向盘、装饰盖、气囊、转向总成信号机构及其它零件构成的。车身板件的连接方式有多种。第一种是焊接、粘接或铆接，主要用于安装永久固定的静止零件，如纵梁、散热器支架、地板、车顶、立柱和后侧围板等。第二种是用各种紧固件（如螺栓、螺母、卡夹等）连接，用于安装可以拆卸的静止零件，如进气格栅、保险杠、车身内饰等零件。第三种是铰接，用于安装可以转71动或开闭的零件，如发动机舱盖、行李箱盖、车门等。焊接是一种永久性连接，是通过加热熔化焊接材料，使两个零件交融到一起，冷却后便形成永久连接。金属和塑料零件都可以用焊接方式连接。压装或卡装是通过过盈配合或卡夹将零件固定到一起。这种装配方式因有利于降低生产成本而得到越来越广泛的应用。胶粘零件是利用高强度的环氧树脂或专用粘结剂将零件固定到一起。金属和塑料零件都能用粘结剂粘合。3.3承载式车身结构和车身板件承载式车身结构和车身板件结构和车身承载式车身结构3.3.1承载式车身结构为了更好地理解承载式车身结构及其在事故中的变形和损坏情况，我们先介绍一些承载式车身在设计时考虑到的几个关键因素。1．车身材料本章前面讲过，承载式车身为了保护乘员安全，在车身设计时就针对不同位置的强度和