汽车车身校正方案及技术

对于现代汽车车身来说，精确的整体定位参数和消除构件的内应力，对使用性和安全性都有着十分深刻的意义，但手工操作或传统的作业方法，就很难保证校正的精度和质量，所以这里在介绍对车身变形的校正时，也将以专用机械和设备的应用方法为主。

（一）校正原理

车身变形的校正原理是充分利用力的性质，合成、分解、可移性和平行四边形法则等，按与车身碰撞力大致相反的方向牵引或顶压变形部位，使受损伤的构件得以修复。

对于碰撞程度较轻的局部变形，一般运用较为简单的牵引方法，就很容易使变形得到校正。但对较为严重的车身碰撞变形，由于其受力的严重性和复杂性，便不能简单地依靠这类校正方案了。如图5-35所示，当车身构件受到来自碰撞力F的重度角碰撞时，就会形成如图5-35（a）所示的变形。如果校正过程中，仍然简单地用与力F相反方向的矫正力C进行牵引（如图5-35（b）所示），就会很容易形成如图5-35（c）所示的那一种结果，将A段拉直，但B段仍处于弯曲状态。究其原因，复杂的冲击过程使车身构件的变形程度很不匀称，金属材料的强度也因此发生了变化，如皱褶多的加工硬化现象就显得严重些。再用同一方向上的力加以校正时，受损伤构件表面上存在的强度差异，也必然会影响到校正的复原率。这就是简单牵引难以奏效的缘由。如果灵活地运用力的性质，对损伤状况进行进一步的细致分析，如图5-35（c）所示的方案，调整矫正力C的大小和方向，变形就比较容易得到校正。

图5-35　矫正力的方向分析

（a）碰撞力F形成A、B两段弯曲；（b）按与碰撞力相反的方向C牵引矫正；（c）如果A、B两段的复原率不等，应调整矫正力C的方向

对局部损伤已经基本得到修复的构件，一般可用其轴线的延长线作为牵引的施力点一次完成校正，如图5-36所示。

图5-36　基本牵引方向

（a）假设构件的局部变形已经得到矫正，在其轴线的延长线上设定一点作为牵引施力点；（b）构件经牵引后被矫直

对此，还可以按图5-37所示的方法，对矫正力C的方向与大小作出更加直观的分析。当牵引力为C时，其垂直方向上的分力A和水平方向上的分力B大小相同，与牵引力C所形成的夹角也相等；当牵引的方向调整成C′时，则垂直方向上的分力减小变成A′，水平方向上的分力仍为B；当牵引力的方向调整成C″时，则水平方向上的分力减小变成B′，而垂直方向上的分力仍为A。对车身变形构件的校正，就是以这种简单的平面力系分析为依据的。

事实上，车身构件多属于立体刚架式结构，这就决定了其碰撞时的受力状态多为空间力系，即作用在车身构件上的冲击力由于分解的结果，使力的作用线（即分力方向）不在同一平面内。尽管大多数场合，也可以将空间的受力简化为平面力系来对待，但总不如在详尽分析的基础上进行校正来得更好。这里并不需要对构件的受力作更专业化的分析，只需要建立起关于空间力系的概念，就可以按本书推荐的方案牵引各类复杂变形了。

当然，许多变形都很难通过一次校正来完成，而是需要不断修正力的大小和方向，有时甚至还要调整矫正力的作用点。例如，校正如图5-38所示的严重弯折，由于受牵引条件的限制而不能按理想方向施加矫正力，因此也可以将牵引力分解成两个或两个以上的分力，通过辅助牵引同时对弯曲进行校正。于垂直和水平两个方向同时牵引纵梁，就比较容易使变形的纵梁恢复到正常工作位置；反之，如果教条地非沿与初始碰撞力相反的方向牵引不可，往往会弄巧成拙，反而使校正作业趋于复杂化。拉伸力尽量不要只加在一个点上，建议同时夹在不同的点上施加拉力。

图5-37　合力方向分析

图5-38　适当增加辅助牵引力，弯折便很容易得到恢复

（二）校正方法

车身变形虽然很复杂，却可以从上述分析中得出这种结论：正确的校正方法在于，选择合理的牵引方向并准确控制矫正力的大小。结合这一点，将常见的车身碰撞变形及其矫正方法推荐给读者，以期收到抛砖引玉的效果。

1.水平方向上的牵引

当车身受到较严重的正面碰撞、追尾碰撞或侧向冲击时，都需要从水平方向上对变形构件进行牵引。如图5-39所示为轿车前车身正面碰撞损伤的实例。校正前应先测量变形状况，并将一些关键参数记录下来，如对角线A、B和左右的垂直弯曲等。如图5-39（a）所示的情形，可斜向牵引变形最大的左梁的端部，左端的变形和右梁的弯曲自然会同时得以校正。所设定的牵引方向应视变形的实际情形而定。如果纵梁变形向外倾，应将牵引方向适当向外倾斜一定的角度；如果变形是向内倾的，只需向前牵引，待弯曲的构件展开后再确定是否需要调整牵引方向，如图5-39（b）所示。

图5-39　水平方向上的牵引

（a）斜向牵引；（b）正向牵引；（c）水平方向牵引时可视情况附加横向矫正力

牵引过程中应不断测量那些关键参数，循序渐进地施加牵引力，不要急于求成，以免造成二次损伤。如弯曲较为严重的纵梁，纵向牵引不能使其完全复位时，还要于侧面附加水平方向上的牵引力，如图5-39（c）所示，通过更大的附加校正力的作用，来实现单方面强行牵引难以达到的校正弯曲的目标。

追尾碰撞造成的后车身变形，比起前车身来也并不简化。因为后车身受冲击时力的分散与传递更歧异，严重的还会波及车身的中间支柱。牵引时应用夹具等将拉链与车身纵梁后端固定，牵引点尽量布置得分散些，以免发生局部变形。当只是后翼板轻度变形时，也可用夹具于内侧固定拉链。这样可使装卡更方便些，如图5-40所示。

车身受到侧向冲击的危害性很大，严重时可使车身整体弯曲。校正方法如图5-41所示，像扳直一根铁条那样从三个方向进行牵引。

2.垂直方向上的牵引

当车身于垂直方向上发生变形时（其中包括扭曲），就需要进行垂直方向上的上、下牵引。

图5-40　车身后翼子板内侧的固定方法之一

图5-41　校正车身侧向整体变形的基本原理

（a）基本原理；（b）加力方向同时在三个方向上牵引(www.xing528.com)

对于前翼子板上扬一类的变形，可以采取如图5-42（a）所示的牵引方法装配拉链，将向上变形的车身构件向下牵引。进行向下牵引的操作时，车身构件将于三点承受两个不同方向上的作用力，门槛处的车身固定点C和牵引端A一样，都承受着垂直向下的拉力；而位于构件中间的支撑点B则承受着垂直向上的支撑力。根据力的平衡原则，中间支点B所承受的力的大小为拉力FA与FC之和，与如图5-42（b）所示的对称牵引时的受力（FA与FC）存在明显不同。这一分析的意义在于，校正过程中应十分注意B点的承受能力，一方面，要选择变形开始的过渡点作为支撑点；另一方面，还要兼顾构件强度的大小，必要时应加垫木块等以减少单位面积上的压力，否则就有可能造成车身构件的损坏，并且也达不到校正变形的目的。

图5-42　垂直方向上的牵引与支承

与向下牵引的意义相同，向上牵引也存在支撑方式和支点的选择问题。所不同的是，中间部位的受力方向与前述的正好相反，应特别注意防止中间支撑部位的二次损伤。

3.车身任意方向折叠的牵引

车身发生冲撞事故后的损伤状况往往是十分复杂的，车身整体出现任意方向的折叠变形最为常见。前、后车身发生严重折叠变形并伴随下垂损伤时，最好使用如图5-43所示的台式校正系统，利用车身底梁做整体固定后，借助拉链和挂钩分步骤牵引和校正。牵引和校正时，应从强度较大构件开始并应先修复对车身控制点影响较大的部位。

如图5-44和图5-45也是校正车身多处折叠变形并伴随下垂损伤时的修复方案。校正时可先用拉链将变形部位拉紧，再用液压千斤顶将下垂的纵梁适当顶起至正确高度。操作时一定要注意两个方向的牵引同时进行，并且要反复校正反复测量避免发生校正过度现象。为防止损伤支撑或牵引部位的构件，校正时可在受力部位垫以木块或金属衬垫，如图5-46所示。

图5-43　车身折叠的校正

图5-44　车身多处折叠变形的校正

图5-45　车身多处折叠的牵引与支撑力分布

当中间车身受到冲撞损伤时，可采用如图5-47所示的牵引方案予以校正。校正时应注意选择合适的挂钩，由于中央门柱为封闭式断面并且强度有限，因此校正过度或因校正造成变形损伤都会十分棘手。

4.车架变形的校正

车架变形的校正方案有两种：一种是就车法校正；另一种是解体法校正。前者的车架与车身及底盘的大部分总成，仍然处于基本装配状态；后者则将车架由车上拆下，校正作业是在工作台上单独进行的。

就车校正车架的变形，完全可以参照如前所述的垂直方向和水平方向的牵引方法。但要注意以下几个方面的问题：

图5-46　加衬垫予以保护

图5-47　侧向冲击损伤的校正

（1）校正变形前应将与车架装配在一起的有关总成的连接螺栓松开，必要时应当拆下，以免校正过程中形成的相互位移将其损坏。

（2）由于车架强度较高，因此固定点、牵引点以及支撑点的布置应尽量合理，以防止构件受力的应力过于集中。

（3）对不适宜就车校正的变形，应及时改变修复工艺，不要强行牵引以免造成不可收拾的被动局面。

（4）校正竣工后，还应检查车架各部的铆钉有无松动，若发现问题，应予以拆除并更换。

车架变形的主要形式是弯曲和扭曲。其中，弯曲分为垂直方向和水平方向两种；扭曲则分为扭转和对角扭曲（菱形）。对于垂直方向上的弯曲变形，可如图5-48（a）所示的方案予以校正；对于水平方向上的弯曲变形，可参照如图5-48（c）所示的方案予以校正；对车架的扭曲变形，则可参照如图5-48（b）所示的方案予以校正。但是，无论哪一种校正方式，都要使力的作用点避开车架翼面的边缘或腹板的中部。对支撑点的选择亦应兼顾支撑力的合理分布。如图5-48（a）所示的那样，使支撑点远离弯曲变形的部位，校正时则非但达不到修复的目的，而且势必使车架发生二次损伤。

图5-48　车架弯曲变形的校正

（a）垂直向下弯曲；（b）垂直向上弯曲；（c）水平方向弯曲；（d）菱形变形

车架的变形不仅集中体现在纵梁上，横梁的弯曲变形也是十分常见的。校正如图5-49所示的变形，可以使用3个液压千斤顶和两条锁链，按如图5-49（a）所示的方法把链钩挂在两边将横梁固定，然后按箭头所示的方向逐渐增加矫正力即可。也可按如图5-49（b）所示的方法，将链钩挂在弯曲横梁的一侧，而另一侧的链条处则采用刚性支撑，图中指示线处。校正过程中应注意观察横梁的变形情况，并且使用专用量具不断测量控制点尺寸参数的变化，如图5-49（c）所示，箭头所指处为测量规的测量点。

图5-49　校正车架横梁的弯曲

（a）链钩挂住横梁的两边；（b）链钩挂住一边，另一边采用刚性支撑；（c）不断测量控制点的尺寸

将车架拆下解体后校正尽管能够满足质量需要，但拆装作业量大，故只有当就车法修理难以完成时方可采用。对车架进行解体修理时，应当根据具体情况，区别对待。