Текст книги "Ремонт и безопасность кузова"

Автор книги: Илья Мельников

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 3 страниц) [доступный отрывок для чтения: 1 страниц]

Илья Мельников
Ремонт и безопасность кузова

КУЗОВНЫЕ РАБОТЫ

Введение

Кузов автомобиля – это не только лицо фирмы, сконструировавшей модель. И не только лицо конкретного автовладельца, которое свидетельствует о его состоятельности и некоторых чертах характера.

Хотя первое впечатление от внешнего вида автомобиля может сказать внимательному наблюдателю очень многое. Качество покраски, царапины и вмятины, склеенные стекла фар и небрежно обшарпанная тонировка производят такое же впечатление, как нечищеные ботинки или двухдневная щетина. Но дело не только, и не столько в этом.

Кузов автомобиля выполняет несколько функций – его форма должна способствовать улучшению ходовых качеств и маневренности, его конструкция должна позволять водителю и пассажирам чувствовать себя комфортно, и, наконец, кузов должен обеспечивать максимальную безопасность при аварии.

Как показывает практика, от аварий одним устройством кузова не убережешься, и они случаются. К счастью, авария, когда кузов полностью приходит в негодность – это относительно редкое явление.

Гораздо чаще кузов подвергается небольшим деформациям. Не говоря уже о массе мелких повреждений в виде треснувших стекол, царапин и небольших вмятин.

Небольшие повреждения не оказывают большого влияния на рабочие свойства автомобиля, но, не исправленные вовремя, могут стать началом очага коррозии. Ведь даже при незначительном механическом воздействии лакокрасочное покрытие повреждается, и металл начинает взаимодействовать с внешней средой.

Более крупные повреждения, например, значительное изменение формы поверхности одного крыла или перекос кузова ухудшают управляемость автомобиля, и это особенно заметно, когда вы едете с приличной скоростью. В городских условиях это не имеет особого значения, но иногда, во внештатной ситуации, может сыграть роковую роль.

Но это относится к видимой поверхности. Что же говорить о таких элементах, как лонжероны, стойки и других частях автомобиля, которые постоянно испытывают значительные нагрузки и находятся под воздействием агрессивной среды?

Своевременный ремонт кузова – это суровая необходимость, и время от времени каждому автолюбителю приходится решать эту проблему.

Особенно это касается тех, чей автомобиль находится в эксплуатации десяток лет, а то и более. Не секрет, что таких – подавляющее большинство. И часто вполне сносно работает ходовая часть, а днище кузова грозит отвалиться, перекошены дверцы и крылья отрихтованы так неумело, что похожи на листок бумаги, который смяли а затем решили разгладить.

Некоторые работы по восстановлению и ремонту кузова можно произвести своими силами, для очень трудоемких или требующих точного оборудования – автосалон необходим.

Наши автолюбители, которые владеют подержанными иномарками, зачастую вынуждены восстанавливать элементы кузова, которые проще было бы заменить. Но достать крылья, капот или дверцы некоторых моделей – практически невозможно, несмотря на огромный рынок запчастей. А заказывать новые не всегда по карману.

То, что мы хотим сообщить читателю о кузовных работах, может помочь автолюбителю сориентироваться в объеме работ, которые ему придется выполнить, даст представление о технологиях, методах и порядке их проведения.

Обзор оборудования и сведения о том, как ремонтируют кузова на предприятиях и в автосалонах позволит вам принять решение, ремонтировать ли кузов своими силами, сдать в автосервис, или кое-что доверить специалистам, а некоторые работы выполнить самому.

Это сэкономит немало средств и времени, и в любом случае, даже если вы не имеете возможности или желания ремонтировать кузов своими силами, то вполне сможете оценить состояние кузова своего автомобиля и проконтролировать работу тех, кто будет выполнять ремонт.

Кузова различных автомобилей и их свойства

Кузов современного автомобиля – это продукт научно– исследовательской и инженерной мысли. Каждая деталь и изгиб имеет свое назначение. Вместе с тем, эстетичность и удобство – не последние цели, которые преследуют проектировщики.

По конструкции кузова автомобили делят на классы:

1. «седан» – двух– или четырехдверный, 4-5-местный, с отдельными объемами для двигателя, пассажиров и багажа;

2. «универсал» – автомобиль с вагонной формой кузова, используется для перевозки людей и грузов;

3. «кабриолет» – 4-6-местный автомобиль со складной крышей и съемными стенками боковых окон;

4. «лимузин» – автомобиль высокого уровня комфортности, водитель отделен от пассажиров стеклянной перегородкой;

5. «купе» – 2-местный автомобиль с двумя дополнительными местами на заднем сидении.

Кузов – это несущий элемент конструкции. К нему крепятся элементы ходовой части и шасси. Это уменьшает массу автомобиля, снижает его общую высоту, а значит и центр тяжести, делая автомобиль более устойчивым. С другой стороны, эта несущая конструкция создает трудности для шумоизоляции салона. Комфортабельные автомобили высокого класса имеют рамную конструкцию.

Основа кузова – каркас. Требования к нему следующие. Конструкцию каркаса рассчитывают так, чтобы при ударе с любой стороны энергия удара гасилась. Детали кузова, образующие салон, должны получить при этом минимально возможные деформации, другими словами, – кузов должен устранить или снизить тяжесть последствий аварии.

Для поглощения энергии удара при столкновении служат бамперы.

Для обеспечения безопасности внутри салона – мягкая панель приборов, накладки стоек, конструкция других элементов. Определенную роль в обеспечении безопасности играют также ремни безопасности.

Каркас кузова ВАЗ-2108, например, включает следующие элементы: передок, пол, боковины, крышу с рамой ветрового окна, панель задка и силовые элементы – лонжероны, поперечины, стойки.

Детали оперения: лицевые панели кузова и навесные узлы – капот, дверь задка, передние крылья. Все детали и узлы, кроме навесных элементов и передних крыльев, соединены контактной точечной сваркой, а значительно нагруженные детали каркаса дополнительно приварены электродуговой сваркой.

Передок состоит из вертикального щитка, брызговиков, поперечин, коробки воздухопритока, усилителей и других мелких деталей. Брызговики соединены с передними лонжеронами.

Пол автомобиля включает передний, средний и задний полы. Передний пол сконструирован в виде корыта, и в нем устроен тоннель для размещения выпускных труб, топливных и тормозных трубопроводов. Тоннель служит предохранения этих деталей от повреждений и увеличения жесткости пола.

В заднем полу имеется ниша для запасного колеса.

Вдоль полов приварены лонжероны. К полу приварены также передняя, средняя и задняя поперечины.

Боковины кузова состоят из наружных и внутренних панелей. Наружные являются цельными с центральными и задними стойками и с проемами боковых окон. Внутренние панели кузова конструктивно объединяют в себе наружные арки задних колес и усилители стоек. За усилителем у правой боковины есть ниша для установки улавливателя паров бензина, желобки и фланцы под уплотнители дверей и стекол.

Съемные узлы – это передние двери, дверь задка, капот, передние крылья, бамперы, облицовка радиатора и др. Крылья прикреплены к каркасу самонарезающими болтами; под крыльями для уменьшения вибрации установлены прокладки. Петли передних дверей и капота допускают регулировку их положения.

Усиливающие накладки, кронштейны, ребра жесткости применяют для повышения жесткости и прочности кузова.

Для защиты от механических повреждений, создания термо– и шумоизоляции нижняя наружная часть кузова, брызговики колес и внутренние поверхности крыльев покрыты антикоррозионным материалом, а пол салона и багажника – специальными вибродемпфирующими мастиками. Перед сваркой коррозионно опасных мест свариваемые детали покрывают специальным консервирующим составом. Внешние и внутренние поверхности кузова обрабатывают специальными составами, в результате чего на них образуются нерастворимые в воде защитные соединения. Снаружи кузов окрашивают синтетическими эмалями.

Стеклоподъемники отечественных автомобилей бывают двух типов – рычажные и тросовые. Тросовый привод стеклоподъемника крепят на внутренней панели двери гайками к приварным болтам.

Трос охватывает два ролика на верхнем и нижнем кронштейнах направляющей стеклоподъемника. В механизме привода стеклоподъемника трос наматывается на барабан, на его ведущем валике есть пружинный тормоз, который препятствует самопроизвольному опусканию стекла.

Безопасность кузова

Наибольшее количество аварий происходит во время движения автомобилей со скоростью 64км/ч – для боковых ударений, и на скорости 80 км/ч – для лобовых и задних.

Исходя из этих цифр, рассчитывается прочность кузовов и разрабатываются конструктивные меры по обеспечению безопасности легковых автомобилей.

Различают «активные» и «пассивные» меры безопасности.

Меры «активной» безопасности автомобиля предусматривают разработку конструкций деталей и узлов, обеспечивающих эффективность торможения и надежность работы тормозного привода, противоблокировочных систем, позволяющих автомобилю двигаться в заданном направлении при торможении, а также меры по увеличению обзора дороги и окружающей обстановки с места водителя. Сюда относят установку двухрежимного стеклоочистителя, отопителя, вентилятора, которые не допускают обледенения и запотевания стекол.

Меры «пассивной» безопасности предусматривают предотвращение или уменьшение травматизма водителя и пассажиров при аварии. Результат достигается обеспечением защитной зоны вокруг каждого пассажира, ограничением возможности перемещения водителя и пассажиров относительно сиденья, уменьшением уровня травматизма от ударов о внутренние поверхности салона, обеспечением возможности выхода водителя и пассажиров из потерпевшего аварию автомобиля.

Для обеспечения защитных свойств кузова разрабатываются такие конструктивные решения, которые позволяют образовать вокруг водителя и пассажиров защитную зону.

Примером этого может служить жесткий салон в сочетании с энергопоглощающими передней и задней частями кузова, который позволяет снизить ускорения людей в момент соударения и в наилучшей степени обеспечивает защитную зону вокруг пассажиров. Кузова такой конструкции строят по принципу прогрессивной энергоемкости, т. е. с заданной степенью усиления одних деталей при максимально допустимом смятии других в целях поглощения энергии удара.

Двери автомобиля – это деталь, которая должна выдерживать аврийные нагрузки. Очень большие нагрузки при ударах в разных направлениях (продольном, поперечном и вертикальном) действуют также на петли дверей и дверные замки. Двери защищают салон от проникновения внутрь посторонних предметов при аварии и не должны открываться во время соударения, чтобы пассажиры не могли выпасть из кузова. Дверные замки оборудуются надежной системой блокировки, предотвращающей случайное их отпирание под действием инерционных нагрузок или при ударе в момент аварии, так как и сами двери не исключаются из общего контура жесткости салона кузова.

Защитный элемент дверей, который повышает безопасность водителя и пассажиров при боковых столкновениях в двери кузова – это защитные брусья коробчатого сечения. Они размещены внутри двери между опускным стеклом и наружной панелью. Кроме защиты салона от проникновения ударяющего автомобиля, брусья как бы сдвигают ударенный автомобиль в сторону.

Бамперы в современных легковых автомобилях обладают защитными свойствами в сочетании с декоративными особенностями, созданными дизайнерами. Сегодня устанавливают бамперы широкого профиля с наиболее закругленными формами. Их защитные свойства высоки, бамперы предохраняют автомобиль от повреждений при легких столкновениях и должны соответствовать международным нормам безопасности.

Системы, ограничивающие перемещение водителя и пассажиров внутри кузова, включают в себя сиденья и ремни безопасности.

Уровень травматизма при авариях снижается наиболее эффективно, если в конструкции автомобиля предусмотрено надежное крепление пассажира к сиденью, которое, в свою очередь, не должно отрываться от пола кузова под действием аварийных перегрузок. Сиденья закрепляют гак, чтобы они выдерживали требования безопасности по продольным нагрузкам, действующим в обоих направлениях, а также по крутящему моменту.

Ремни безопасности должны иметь простое замковое устройство, обеспечивающее надежное крепление, а при необходимости позволяющее быстро отстегнуться. В рабочем положении ремни обеспечивают достаточную свободу перемещений водителя и не мешают управлению автомобилем.

Расчеты и практика показывают, что ремни безопасности надежно защищают пассажиров при фронтальном соударении со скоростью до 80 км/ч.

Следующий элемент – руль. Безопасность руля – это исключения тяжелых травм водителя при лобовых ударах и столкновениях.

Существует стандарт безопасности руля, который определяется при испытаниях. В соответствии с этими требованиями, во время испытания автомобиля на столкновение с железобетонным барьером массой не менее 70 т при скорости 48,3 км/ч верхняя часть рулевой колонки и рулевого вала не должны перемещаться в заднем направлении горизонтально и параллельно продольной оси транспортного средства более чем на 12,7 см.

Если рулевая колонка сталкивается с моделью туловища, которая ударяется об эту колонку с относительной скоростью не менее 24,1 км/ч, то сила, с которой рулевая колонка воздействует на переднюю часть модели туловища, не должна превышать 11,35 кН (1135 кгс). Важный элемент безопасности – это стекла.

Ветровые стекла автомобилей должны соответствовать требованиям правил ЕЭУ ООН. В настоящее время лучшими являются слоистые стекла. Например, стекла автомобилей ВАЗ трехслойные, они состоят из двух профилированных полированных стекол с прослойкой из липкого прозрачного пластика. Основное преимущество слоистого ветрового стекла заключается в том, что трещины при ударе распространяются из центра удара, осколки удерживаются на пластмассовой прослойке, стекло сохраняет свою прозрачность, форму и не выпадает из проема кузова. Это исключает травмирование водителя и пассажиров осколками, что до применения слоистых стекол являлось очень серьезной проблемой.

Заднее и боковые стекла изготовляют из закаленного стекла, они проходят специальную термообработку, обеспечивающую повышенную прочность. При разрушении эти стекла распадаются на множество мелких осколков без острых углов и граней, способных вызвать глубокие ранения.

Подголовники – это не только комфорт для водителя и пассажиров. Их назначение, как элементов защиты – должны исключить тяжелые травмы шейных позвонков и позвонков верхних отделов грудной клетки. Такие травмы возможны при ударе движущегося автомобиля в заднюю часть стоящего автомобиля.

По международным правилам ЕЭК ООН, их конструкция должна исключать возможность травмирования заднего пассажира при фронтальном столкновении автомобилей.

Салон автомобиля. Его назначение – комфорт, удобство, безвредность для здоровья, и все это должно сочетаться с мерами пассивной защиты. Панель приборов изготовляют без выступающих деталей и острых кромок, с удобным размещением контрольно-измерительных приборов и органов управления. Энергоемкость панели обеспечивается не только мягкой обивкой, но и введением в конструкцию каркаса стальных тонколистовых панелей, способных при ударе поглощать энергию за счет их частичной деформации.

Подлокотники, двери и противосолнечные козырьки облицовывают мягкими материалами. Ручки дверей, стеклоподъемников, кнопки переключателей и блокировки замков дверей размещают и изготовляют так, чтобы в случае удара пассажир не мог получить травмы.

Виды повреждений кузова

Кузов автомобиля повреждается при авариях, вследствие коррозии и вследствие неправильного ремонта, сборки и эксплуатации.

ПОВРЕЖДЕНИЯ ПРИ АВАРИЯХ

Наибольшее количество соударений автомобилей приходится на переднюю часть, несколько меньше – на заднюю и наименьшее – на боковые.

Повреждения кузовов, полученные в результате соударения, делят на три категории.

К первой относят очень сильные повреждения, в результате которых необходима замена кузова.

Ко второй категории относятся повреждения средней тяжести, при которых большая часть деталей требует замены или сложного ремонта.

К третьей относятся менее значительные повреждения – пробоины, разрывы на лицевых панелях, вмятины и царапины, полученные при ударе во время движения с малой скоростью. Эти повреждения не представляют опасности для пассажиров и водителя при эксплуатации автомобиля, хотя его внешний вид не отвечает эстетическим требованиям.

Наиболее разрушительные повреждения кузова наблюдаются при фронтальных столкновениях – соударениях, нанесенных автомобилю непосредственно в переднюю часть кузова или под углом не более 40-45° в районе передних стоек. Такие столкновения происходят, как правило, между двумя движущимися навстречу транспортными средствами, скорости которых складываются, что и создает высокие ударные нагрузки. Количество энергии, которое должно поглотиться при таких соударениях, огромно: около 80 100 кДж для автомобиля массой около 1тонны. Эта энергия поглощается при деформации автомобиля за время менее 0,1 с. Кузов автомобиля разрушается, особенно его передняя часть, а действующие при этом большие нагрузки в продольном, поперечном и вертикальном направлениях передаются всем смежным деталям каркаса кузова и особенно его силовым элементам.

Повреждения, полученные во время аварии, делятся на те, которые определяются визуально, и на те, которые скрыты. Например, фронтальное соударение автомобиля произошло передней частью кузова в районе левого переднего крыла, лонжерона и левой фары. Ясно видны повреждения, которые получили панель передка, крылья, капот, брызговики, передние лонжероны, рама ветрового окна и крыша.

Невидимая деформация происходит в передних, центральных и задних стойках с обеих сторон, в левых передней и задней дверях, в левом заднем крыле и даже в задней панели багажника.

Несколько иначе выглядят повреждения, если соударение произошло передней частью кузова автомобиля под углом 40-45°. Видимые повреждения – разрушены передние крылья, капот, панель передка, брызговики, передние лонжероны. Восстановить базовые точки передней части кузова без замены деформированных деталей новыми практически невозможно. При этом необходимо восстановление размеров по проемам передних дверей и положению передних и центральных стоек, так как силовые нагрузки передавались через передние двери на передние и центральные стойки кузова, создавая сжимающие усилия на порог и верхнюю часть боковины кузова.

Боковые соударения.

Если удар нанесен сбоку в переднюю часть кузова автомобиля в районе сопряжения передней панели с передними частями лонжерона и левого крыла, то характер повреждений примерно такой: Разрушительные повреждения получают оба передних крыла, панель передка, брызговики, лонжероны, капот.

Не разрушаются, но деформируются: проем левой передней двери, сжимающие усилия вызывают деформацию в проеме правой двери и в боковине левой передней двери. Передние и центральные стойки также получают значительные силовые перегрузки и отклоняются от своего первоначального положения.

Удар получен сбоку в переднюю стойку кузова автомобиля с левой стороны. При этом значительно деформируется левая передняя стойка, рама ветрового окна, крыша, пол и лонжероны переднего пола, панель передка, капот, крылья, брызговики и передние лонжероны. Передок кузова автомобиля сдвигается влево, порог и верхняя часть правой боковины испытывают растягивающие нагрузки, а центральные и задние стойки – сжимающие нагрузки; правый брызговик в сопряжении с передней стойкой испытывает разрывающие усилия.

При внешнем осмотре аварийного кузова можно установить наличие перекосов по выдвижению или западанию дверей, крышки багажника и капота относительно неподвижных поверхностей кузовных деталей. Нарушение равномерности зазоров по линиям сопряжения навесных и неподвижных деталей также свидетельствует о наличии деформаций в деталях каркаса кузова, вызванных аварией. При этом следует помнить, что внешним осмотром нельзя определить отклонения линейных размеров проемов кузова и геометрических параметров по базовым точкам основания кузова. Для этих целей необходимо применять измерительные средства, специальные контрольные приспособления и стенды, описание которых даны в соответствующих главах книги.

При визуальном осмотре автомобиля следует обращать внимание на симметрию кузова (особенно это актуально при покупке автомобиля).

Прогибы, перекосы и скручивание обычно появляются в результате аварийной нагрузки. Перекосы бывают межузловые и в плоскости одного узла или детали (перекос в дверном проеме кузова, перекос в самой двери, прогиб пола). Все эти явления говорят о том, что автомобиль побывал в аварии и, как минимум. Требует более детального осмотра.

С другой стороны, если вы ремонтируете кузов после аварии, обратите внимание на эти моменты, потому что о них легко забыть, если вы заняты устранением более заметных повреждений. Особенно это актуально в том случае, если вы производите ремонт самостоятельно.

Существуют и менее значительные повреждения кузова, возникшие в процессе эксплуатации автомобиля и ухудшающих внешний вид.

Вмятины появляются в результате остаточной деформации при ударе, неправильном ремонте, а также вследствие некачественной сборки кузова.

Вмятины бывают простыми и легко поддающимися ремонту, и сложными – с острыми загибами и складками или располагаться в труднодоступных для ремонта местах.

Трещины – это часто встречающиеся повреждения кузова. Они могут появиться в любом месте в результате перенапряжения металла (ударов, изгибов), а также в результате непрочного соединения узлов и деталей и недостаточной прочности конструкции.

Разрывы и пробоины подразделяют на простые, принимающие после правки металла вид трещины, и сложные, требующие при ремонте поврежденного места постановки заплат.

Обрывы в деталях кузова характеризуются величиной порванной части панели или оперения. Большие обрывы часто устраняют постановкой вставок сложного профиля, а в некоторых случаях производят полную замену детали.

Растянутые поверхности металла различают по месту их нахождения: на поверхности панели в виде бугра и в отбортовках деталей (растянуты борта и кромки).

Коррозия по своему внешнему проявлению может встречаться в виде равномерной, когда металл разрушается равномерно по всей поверхности, и местной, когда металл разрушается на отдельных участках.

Последняя форма коррозии обнаруживается по темным пятнам или глубоким черным точкам на металле, она более опасна, так как металл может в короткий срок разрушиться с образованием сквозных отверстий.

Нарушение сварных соединений встречается в узлах деталей, которые соединены точечной сваркой, и в сплошных сварных швах кузова.

Нарушение клепаных швов является результатом ослабления или среза заклепок, а также износа отверстий под болты и заклепки.

Износы отверстий и стержней возникают в результате трения качения (оси и отверстия в петлях дверей) или ослабления крепления узла заклепками или болтами; износы поверхностей – из-за систематической нагрузки, прилагаемой к поверхности, например при перевозке абразивных грузов в кузовах автомобилей.

Конструктивные недоработки узлов кузова часто приводят не только к появлению повреждений, но осложняют их ремонт, а иногда и выполнение ремонтных операций вплоть до необходимости замены поврежденного узла новым. Конструктивные недоработки в кузове, осложняющие его ремонт, имеют место главным образом в отечественных автомобилях потому, что на автомобильных заводах недостаточно полно учитывают требования автотранспортных и авторемонтных предприятий к конструкции кузова.