При різних ударах деталі кузова одержують деформацію, яку часом візуально не можна визначити
Тож для більш точної правки кузова та оцінки деформації слід орієнтуватися довідковими розмірами.
Довідкові точки представлені на малюнку 1.
Конструкцію каркасу розраховують так, щоб при ударі з будь-якої сторони енергія удару гасилася.
Деталі кузова, що утворюють салон, повинні отримати при цьому мінімально можливі деформації, тобто кузов повинен усунути або знизити тяжкість наслідків аварії.
Для поглинання енергії удару при зіткненні служать бампери. Для безпеки всередині салону – м'яка панель приладів, накладки стійок, конструкція інших елементів.
Певну роль у забезпеченні безпеки відіграють також ремені безпеки.
Каркас кузова включає такі елементи: передок, підлогу, боковини, дах з рамою вітрового вікна, панель задка та силові елементи – лонжерони, поперечки, стійки.
Деталі оперення: лицьові панелі кузова та навісні вузли – капот, двері задка, передні крила.
Всі деталі та вузли, крім навісних елементів та передніх крил, з'єднані контактним точковим зварюванням, а значно навантажені деталі каркасу додатково приварені електродуговим зварюванням.
Передок складається з вертикального щитка, бризковиків, поперечок, коробки притоку повітря, підсилювачів та інших дрібних деталей. Бризковики з'єднані з передніми лонжеронами.
Підлога автомобіля включає передню, середню та задню підлогу.
У передньому, що має коритоподібну форму, знаходиться тунель для розміщення випускних труб, паливних та гальмівних трубопроводів.
Тонель служить для захисту цих деталей від пошкоджень та збільшення жорсткості підлоги.
Уздовж підлог приварені лонжерони. До підлоги приварені також передня, середня та задня поперечки.
Боковини кузова складаються із зовнішніх та внутрішніх панелей. Зовнішні є цільними з центральними та задніми стійками та з прорізами бічних вікон.
Внутрішні панелі кузова конструктивно об'єднують зовнішні арки задніх коліс і підсилювачі стійок.
За підсилювачем у правої боковини є ніша для встановлення уловлювача парів бензину, жолобки та фланці під ущільнювачі дверей та стекол.
Знімні вузли – це двері, двері задка, капот, передні крила, бампери, облицювання радіатора та ін.
Крила прикріплені до каркаса самонарізними болтами; під крилами зменшення вібрації встановлені прокладки. Петлі передніх дверей та капота допускають регулювання їхнього положення.
Для підвищення жорсткості та міцності кузова застосовують підсилювальні накладки, кронштейни, ребра жорсткості.
Для захисту від механічних пошкоджень, створення термо- та шумоізоляції нижня зовнішня частина кузова, бризковики коліс та внутрішні поверхні крил покриті антикорозійним матеріалом, а підлога салону та багажника – спеціальними вібродемпфуючими мастиками.
Перед зварюванням місць схильних до корозії, деталі, що зварюються, покривають спеціальним консервуючим складом.
Зовнішні та внутрішні поверхні кузова обробляють спеціальними складами, внаслідок чого на них утворюються нерозчинні у воді захисні сполуки. Зовні кузов фарбують синтетичними емалями.
Елементи кузова, що підвищують безпеку
Найбільш ймовірна швидкість автомобілів при зіткненнях становить 80 км/год при лобових і задніх ударах і 64 км/год при бічних ударах.
Ці цифри є вихідними для розрахунку міцності кузовів та розробки конструктивних заходів, що забезпечують безпеку легкових автомобілів.
Підвищення безпеки автомобілів включає заходи «активної» безпеки, які сприяють запобіганню виникненню аварій, та заходи «пасивної» безпеки, які закладаються в конструкцію автомобіля для забезпечення безпеки водія та пасажирів, якщо аварію запобігти не вдасться.
Заходи «активної» безпеки автомобіля передбачають розробку конструкцій деталей та вузлів, що забезпечують ефективність гальмування та надійність роботи гальмівного приводу, протиблокувальних систем, що дозволяють автомобілю рухатись у заданем напрямку при гальмуванні, а також заходи щодо збільшення огляду дороги та навколишнього оточення з місця водія.
Сюди відносять установку дворежимного склоочисника, обігрівача, вентилятора, які не допускають зледеніння та запотівання скла.
Заходи «пасивної» безпеки передбачають запобігання або зменшення травматизму водія та пасажирів під час аварії.
Результат досягається забезпеченням захисної зони навколо кожного пасажира, обмеженням можливості переміщення водія та пасажирів щодо сидіння, зменшенням рівня травматизму від ударів про внутрішні поверхні салону, забезпеченням можливості виходу водія та пасажирів із потерпілого аварію автомобіля.
Забезпечення захисних властивостей кузова полягає у розробці та впровадженні таких конструктивних рішень, які дозволяють утворити навколо водія та пасажирів захисну зону.
Жорсткий салон у поєднанні з енергопоглинаючими передньою та задньою частинами кузова дозволяє знизити прискорення людей у момент зіткнення та найкраще забезпечує захисну зону навколо пасажирів.
Кузова такої конструкції будують за принципом прогресивної енергоємності, тобто із заданим ступенем посилення одних деталей при максимально допустимому зминанні інших з метою поглинання енергії удару.
Дуже великі навантаження при ударах у різних напрямках (подовжньому, поперечному та вертикальному) діють на двері, петлі дверей та дверні замки.
Двері захищають салон від проникнення всередину сторонніх предметів при аварії і не повинні відкриватися під час зіткнення, щоб пасажири не могли випасти з кузова.
Дверні замки обладнуються надійною системою блокування, що запобігає випадковому їх відмиканню під дією інерційних навантажень або при ударі в момент аварії, оскільки самі двері не виключаються із загального контуру жорсткості салону кузова.
Для захисту водія та пасажирів при бічних зіткненнях у двері кузова вбудовані захисні бруси коробчатого перерізу.
Брус розміщений усередині дверей між опускним склом та зовнішньою панеллю.
Крім захисту салону від проникнення ударяючого автомобіля, бруси ніби зрушують ударений автомобіль убік.
Бампери в сучасних легкових автомобілях мають захисні властивості у поєднанні з декоративними особливостями, створеними дизайнерами.
Сьогодні встановлюють бампери широкого профілю із найбільш закругленими формами. Їхні захисні властивості високі, бампери оберігають автомобіль від пошкоджень при легких зіткненнях та повинні відповідати міжнародним нормам безпеки.
Системи, що обмежують переміщення водія та пасажирів усередині кузова, включають сидіння та ремені безпеки.
Рівень травматизму при аваріях знижується найбільш ефективно, якщо у конструкції автомобіля передбачено надійне кріплення пасажира до сидіння, яке, у свою чергу, не повинно відриватися від підлоги кузова під дією аварійних перевантажень.
Сидіння закріплюють так, щоб вони витримували вимоги безпеки щодо поздовжніх навантажень, що діють в обох напрямках, а також за крутним моментом.
Ремені безпеки мають простий замковий пристрій, що забезпечує надійне кріплення, а при необхідності дозволяє швидко відстебнутись.
У робочому положенні ремені забезпечують достатню свободу переміщень водія та не заважають керуванню автомобілем.
Розрахунки та практика показують, що ремені безпеки надійно захищають пасажирів при фронтальному зіткненні зі швидкістю до 80 км/год.
Наступний елемент – кермо. Безпека керма полягає у виключенні випадків тяжкого травмування водіїв при фронтальних зіткненнях автомобілів.
Відповідно до вимог під час випробування автомобіля на зіткнення із залізобетонним бар'єром масою не менше 70 т при швидкості 48,3 км/год верхня частина рульової колонки та рульового валу не повинна переміщатися в задньому напрямку горизонтально та паралельно поздовжній осі транспортного засобу. ніж на 12,7 см.
Якщо рульова колонка стикається з моделлю тулуба, яка вдаряється об цю колонку з відносною швидкістю не менше 24,1 км/год, то сила, з якою рульова колонка впливає на передню частину моделі тулуба, не повинна перевищувати 11,35 кН ( 1135 кгс).
Вітрове скло автомобілів повинне відповідати вимогам правил ЄЕУ ООН.
Наприклад, скло автомобілів ВАЗ тришарове, воно складається з двох профільованих полірованих стекол з прошарком з липкого прозорого пластику.
Основна перевага шаруватого вітрового скла полягає в тому, що тріщини при ударі поширюються з центру удару, уламки утримуються на пластмасовому прошарку, скло зберігає свою прозорість, форму і не випадає з отвору кузова.
Заднє та бічні стекла виготовляють із загартованого скла, вони проходять спеціальну термообробку, що забезпечує підвищену міцність.
При руйнуванні ці скла розпадаються на безліч дрібних уламків без гострих кутів і граней, здатних викликати глибокі поранення.
Підголовники повинні виключити тяжкі травми, що виражаються у пошкодженні шийних хребців та хребців верхніх відділів грудної клітки.
Такі травми наносяться при ударі автомобіля, що рухається в задню частину автомобіля, що стоїть.
При такому виді дорожньо-транспортної пригоди підголівники за міцністю повинні відповідати міжнародним правилам ЄЕК ООН, а їх конструкція унеможливлюватиме травмування заднього пасажира при фронтальному зіткненні автомобілів.
Важливе значення має інтер'єр кузова.
Він включає в себе внутрішню обробку салону, яка повинна відповідати сучасним естетичним та ергономічним вимогам.
Панель приладів виготовляють без виступаючих деталей та гострих кромок, із зручним розміщенням контрольно-вимірювальних приладів та органів управління.
Енергоємність панелі забезпечується не тільки м'якою оббивкою, але й введенням у конструкцію каркасу сталевих тонколистових панелей, здатних при ударі поглинати енергію за рахунок їхньої часткової деформації.
Підлокітники, двері та протисонячні козирки облицьовують м'якими матеріалами.
Ручки дверей, склопідйомників, кнопки перемикачів та блокування замків дверей розміщують та виготовляють так, щоб у разі удару пасажир не міг отримати травми.
Ушкодження автомобіля при аваріях
Найбільша кількість зіткнень автомобілів припадає на передню частину, трохи менше – на задню та найменшу – на бічні.
Ушкодження кузовів, отримані в результаті зіткнення, ділять на три категорії. До першої відносять дуже сильні пошкодження, внаслідок яких необхідна заміна кузова.
До другої категорії належать пошкодження середньої тяжкості, при яких більша частина деталей потребує заміни або складного ремонту.
До третьої відносяться менш значні пошкодження – пробоїни, розриви на лицьових панелях, вм'ятини та подряпини, отримані при ударі під час руху з малою швидкістю.
Ці пошкодження не становлять небезпеки для пасажирів та водія при експлуатації автомобіля, хоча його зовнішній вигляд не відповідає естетичним вимогам.
Найбільш руйнівні пошкодження кузова спостерігаються при фронтальних зіткненнях - зіткненнях, завданих автомобілю безпосередньо в передню частину кузова або під кутом не більше 40-45 ° в районі передніх стійок.
Такі зіткнення відбуваються, як правило, між двома транспортними засобами, що рухаються назустріч, швидкості яких складаються, що і створює високі ударні навантаження.
Кількість енергії, яка має поглинутися за таких зіткнень, величезна: близько 80 100 кДж для автомобіля масою близько однієї тонни.
Ця енергія поглинається при деформації автомобіля за час менше 0,1 с.
Кузов автомобіля руйнується, особливо його передня частина, а великі навантаження, що діють при цьому, в поздовжньому, поперечному і вертикальному напрямках передаються всім суміжним деталям каркаса кузова і особливо його силовим елементам. Розглянемо сказане на прикладах.
Отже, фронтальне зіткнення автомобіля сталося передньою частиною кузова в районі лівого переднього крила, лонжерона та лівої фари.
Руйнівні пошкодження отримують панель передка, крила, капот, бризковики, передні лонжерони, рама вітрового вікна та дах.
Ця деформація встановлюється візуально.
Невидима деформація відбувається в передніх, центральних та задніх стійках з обох боків, у лівих передніх та задніх дверях, у лівому задньому крилі і навіть у задній панелі багажника.
Або: зіткнення сталося передньою частиною кузова автомобіля під кутом 40–45°.
Руйнівні пошкодження отримали передні крила, капот, панель передка, бризковики, передні лонжерони.
Відновити базові точки передньої частини кузова без заміни деформованих деталей новими практично неможливо.
При цьому необхідне відновлення розмірів за прорізами передніх дверей і положення передніх і центральних стійок, так як силові навантаження передавалися через передні двері на передні та центральні стійки кузова, створюючи стискаючі зусилля на поріг та верхню частину боковини кузова.
Ще приклад: удар нанесений збоку в передню частину кузова автомобіля в районі сполучення передньої панелі з передніми частинами лонжерону та лівого крила.
Руйнівні пошкодження отримують обидва передні крила, панель передка, бризковики, лонжерони, капот.
Зусилля, що розтягують, порушують отвір лівих передніх дверей, стискаючі зусилля викликають деформацію в отворі правих дверей і в боковині лівих передніх дверей.
Передні та центральні стійки також отримують значні силові навантаження та відхиляються від свого первісного становища.
Удар отримано збоку в передню стійку кузова автомобіля з лівого боку.
При цьому значно деформовані ліва передня стійка, рама вітрового вікна, дах, підлога та лонжерони передньої підлоги, панель передка, капот, крила, бризковики та передні лонжерони.
Передок кузова автомобіля зрушив ліворуч, поріг і верхня частина правої боковини сприйняли навантаження, що розтягують, а центральні і задні стійки - стискаючі навантаження; правий бризковик у сполученні з передньою стійкою зазнавав розривних зусиль.
При зовнішньому огляді аварійного кузова можна встановити наявність перекосів з висування або западання дверей, кришки багажника та капота щодо нерухомих поверхонь кузовних деталей.
Порушення рівномірності зазорів по лініях сполучення навісних та нерухомих деталей також свідчить про наявність деформацій у деталях каркасу кузова, спричинених аварією.
При цьому слід пам'ятати, що зовнішнім оглядом не можна визначити відхилення лінійних розмірів отворів кузова та геометричних параметрів за базовими точками основи кузова. Для цього необхідно застосовувати вимірювальні засоби.
Ушкодження кузова, що виникли під час експлуатації
Йдеться про менш значні пошкодження кузова, що виникли в процесі експлуатації автомобіля і погіршують зовнішній вигляд.
Вм'ятини з'являються в результаті залишкової деформації при ударі, неправильному ремонті, а також внаслідок неякісного складання кузова.
Вм'ятини бувають простими та легко піддаються ремонту та складними – з гострими загинами та складками або розташовуватись у важкодоступних для ремонту місцях.
Тріщини – це часто зустрічаються пошкодження кузова.
Вони можуть з'явитися в будь-якому місці внаслідок перенапруги металу (ударів, згинів), а також внаслідок неміцного з'єднання вузлів та деталей та недостатньої міцності конструкції.
Розриви та пробоїни поділяють на прості види тріщини, що приймають після виправлення металу, і складні, що вимагають при ремонті пошкодженого місця постановки латок.
Обриви в деталях кузова характеризуються величиною порваної частини панелі або оперення.
Великі урвища часто усувають постановкою вставок складного профілю, а в деяких випадках роблять повну заміну деталі.
Розтягнуті поверхні металу розрізняють за місцем їх знаходження: на поверхні панелі у вигляді бугра та у відбортовках деталей (розтягнуті борти та кромки).
Корозія за своїм зовнішнім проявом може зустрічатися у вигляді рівномірної, коли метал руйнується рівномірно по всій поверхні, і місцевої, коли метал руйнується на окремих ділянках.
Остання форма корозії виявляється за темними плямами або глибокими чорними точками на металі, вона більш небезпечна, оскільки метал може в короткий термін зруйнуватися з утворенням наскрізних отворів.
Порушення зварних з'єднань зустрічається у вузлах деталей, які з'єднані точковим зварюванням, та у суцільних зварних швах кузова.
Порушення клепаних швів є результатом ослаблення або зрізу заклепок, а також зносу отворів під болти та заклепки.
Прогини, перекоси та скручування зазвичай з'являються внаслідок аварійного навантаження. Перекоси бувають міжвузлові та в площині одного вузла або деталі (перекіс у дверях кузова, перекіс у самі двері, прогин підлоги).
Зношування отворів і стрижнів виникають в результаті тертя кочення (осі та отвори в петлях дверей) або ослаблення кріплення вузла заклепками або болтами; знос поверхонь – через систематичне навантаження, що додається до поверхні, наприклад, при перевезенні абразивних вантажів у кузові автомобіля.
Під час ремонту автомобілів застосовуються два основних напрямки розмірного контролю: механічні системи (щупи, рулетки, шаблони і т.д.) та оптичні системи, що проектують промінь лазера на контрольні точки.