轿车车身碰撞变形的检测方法

轿车车身碰撞变形的检测方法
叶志军麻建林
作者简介：叶志军（1963--），男，浙江宁波人，宁波工程学院助理研究员，汽车维修技师，从事汽车车身维修和教学工作18年，曾参与交通部“交通技工学校汽车专业第三轮教材编审委员会”的《汽车钣金工艺》的编写、宁波市汽车钣金维修初、中、高级工考核试题库建设工作、发表论文多篇；麻建林（1979--），男，浙江台州人，宁波雅华丰田技术总监，汽车维修技师，从事汽车维修工作12年。

轿车车身钣金修复工作主要包括：面板整形、车身检测、结构件校正与更换、焊接、零部件装配与调整等。

车身变形的检测，是车身修复作业中不可缺少的环节，贯穿于车身修复全过程。

车身整体变形的认定，主要依赖于对关键控制点的测量结果；对车身的校正或更换主要构件，也是通过检测来保证其相关形状尺寸精度和位置准确度；修复过程中不断测量车身定位参数值的变化状态，确保车身修复作业在质量控制范围内。

本文就车身变形常用的5类共15种检测方法作初步论述。

一、经验检测
1．目测检测
主要检测大面积车身面板的弧度和平整度，也可对车身构件间配合间隙是否符合要求（图1）、车身左右是否对称、车身左右高低是否超差等作出初步判断。

检测车身面板平整度，主要依赖于车身漆面光线的反射来判断，在目视检测时，应将漆面的尘土擦拭干净，将车辆停放在光线充足的地方，观察者与损伤部位保持一定的距离，然后从各个不同的方向、角度观察损伤部位。

通过观察车身构件间配合是否协调、轮廓线是否平齐、配合间隙是否均匀等状况，则可对车身构件是否变形对做出快速、准确的分析判断。

例如，车身前部可以通过检查发动机盖与翼子板的配合间隙来确定；门立柱损伤通过检查车门与门框的配合间隙状况来确定。

检查必须沿碰撞力的传递路线进行，特别要观察钣金件连接点是否有错位断裂、加固材料（如加强筋）是否有裂缝、各钣金件的焊接点是否有变形、油漆层是否有裂缝和剥落。

图1 轿车车身间隙和配合尺寸数据图图2 车身锉平坦表面的检测方法
2．手感检测
凭钣金维修技师的手感，从各个不同的方向、角度用手反复移动、触摸，对车身局部面板的弧度和平整度作出判断。

用手触摸时，不要用力按压，主要凭手感，手反复移动时，必须覆盖大的范围，包括没有损伤的区域。

二、工具检测
1．样板检测
主要用于某种特定车型的特定部位的形状检测。

由于现代轿车车型的多样性和车身面板形状的复杂性，又受到样板制作费时、费工且只能专用等因素的限制，因此，实际操作中应用较少。

2．车身锉检测
主要用于车身面板修复后的微观平整度检测。

当车身锉在车身面板上锉检时，若有凸起部位，则会出现金属光泽的锉痕，而下凹部位则没有锉痕。

检测时，应从未受损的部位开始，然后到达已经修复的部位，再到达未受损的另一侧。

在检锉的过程中，右手握住手柄向前推，左手捏住锉的头部，以便控制压力的大小和方向，回程时，用手柄将车身锉从金属面板上拉回。

当检测平坦的部位时，将锉与推进方向呈30°角水平，也可将锉平放沿着30°斜角的方向推（图2）；在隆起的车身面板上，应将锉平放，并沿着变平的突起处平推，或沿着突起处最平坦的方向平放，以30°或更小的角度向一边推（图3）。

图3 车身锉凸起表面的检测方法图4 钢卷尺前端加工3．钢板尺检测
先将钢板尺放置于没有受损的面板上，测量钢板尺与面板之间的间隙，再将钢板尺放置于受损的部位，通过没有受损部位与受损部位间隙之间的对比，判断面板形状与曲面的损伤情况或修复程度。

由于现代轿车车身表面多是复杂形状的曲面，因此，钢板尺检测应用较少。

4．钢卷尺检测
通过测距来体现车身构件之间的位置状态，是最简单、实用的一种检测方法，主要检测面板边缘、轮弧等部位的受损情况和修复程度。

但钢卷尺测量精度低，误差大，当测量点之间不在同一平面或其间有障碍物时，就无法测量两点间的直线距离，仅用于要求不高的场合。

为使测量结果更为精确，可将钢卷尺的前端进行加工（图4）。

当用钢卷尺测量孔的中心距时，为便于读数，可从孔的边缘起测（如图5a）。

注意，当两孔的直径相等且孔变形为忽略不计时，其中心距等于两孔的边缘间距，即A=B（如图5b）；当两孔的直径不等时，中心距为A=B+（R-r）或A=C-（R-r）（如图5c）
图5 用钢卷尺测距
a)孔的测量方法 b)当孔径相等时 c)当孔径不等时
三、量规检测
1．轨道式量规检测
它主要应用于测量两基准孔间距离，尤其适用于两测量点之间不在同一平面或其间有障碍的场合（图6）。

轨道式量规的量脚为锥形结构，可自行定位在孔的中心线上，不受两孔径不等的影响；当孔径较大，量脚不能在孔中自行定位时，也可在孔的边缘测量（图7）。

图6 轨道式量规进行点对点测量图7轨道式量规进行孔边缘测量图8 量规臂长度的设置使用轨道式量规检测时应注意：
①由于车身底部不同位置的孔与基准面的高度是不一致的，这要求量规臂上的指针在测量某些尺寸时要设置成不同长度，使量规臂与汽车车身平行（图8）。

②某些车身标准数据要求平行测量,有些只要求两点之间距离,修理人员必须按车身表述的数据测量方法进行测量,否则会发生错误。

③控制点对称度是关键参数，故每一尺寸都应对照另外两个基准点进行测量，其中至少有一个基准点要进行对角线测量。

测量的尺寸越长，其精度越高，例如，测量发动机室后部上端至下部前端发动机底座间的尺寸，比测量同一断面内端的尺寸要精确合理。

④损坏程度通常用标准数据减去实际测量的数据来表示。

⑤测量最佳位置为悬架和机械元件上的螺栓孔、柱销孔、测量孔等。

2．定中规法检测
此方法主要用于对车身变形程度的判断。

按检测部位不同，定中规检测工具有：杆式中心量规、链式中心量规和麦弗逊撑杆式中心量规三种。

（1）杆式中心量规检测
杆式中心量规（图9）主要用于车身底部变形的检测。

将量规悬挂在车身底部的基准孔上，通过检验量规中心销是否处在同一轴线上或量规是否相互平行，来判断车身是否发生了弯曲或扭曲变形（图10）。

检测时，将四支量规分别安置在汽车最前端、最后端、前轮后部和后轮的前部（图11），当其中一支量规的高度确定后，以车身尺寸图中提供的数据为基准，对其他量规的吊杆长度进行调整，使其符合高度标准（图12）。

图9 杆式中心量规图10 变形的判断方法
a)正常 b)水平方向上有弯曲 c)扭曲变形 d)垂直方向上有弯曲
图11 中心量规的放置图12 吊杆长度的调整
图13 骨架立柱变形的判断图14 定中规悬挂点变形状况分析
a)链式中心量规 b)吊挂方法 a)修复后可用 b)不可用
（2）链式中心量规检测
链式中心量规主要用于检测车身壳体是否变形。

将量规悬挂在车身壳体的基准孔上，通过检查中心销、垂链及平行尺是否平行，及中心销是否对中，即可作出准确的判断（图13）。

无论是杆式还是链式中心量规，其安置量规的基准孔不应有任何变形（图14），当左右基准孔高度不一致或为非对称结构时，须通过调整中心销的位置或挂杆（挂链）的长度加以补尝（图15），其调整值应以车身尺寸图中提供的数据为准。

图15 定中规悬挂点的对称性调整图16麦弗逊撑杆式中心量规的检测方法
a)垂直方向上的调整 b)水平方向上的调整
（3）麦弗逊撑杆式中心量规检测
主要用于检测麦弗逊悬架支座（减振器支座）是否发生错位变形，另外还可检测散热器支架、中立柱、车顶部和后围板等构件的不对中情况。

量规有上横梁和下横梁组成，在上、下横梁之间有两根垂直立尺连接，并通过调节立尺的高度来调整上、下横梁的间距，下横梁有一个中心销，上横梁有二个测量指针，指针的作用是将量规安装到减振器拱形座或上部车身上（图16）。

操作时，借助车身尺寸图表，将下横梁设在基准面内，此时上部定位测量指针应处于减振器拱形座的基准点上，否则，说明减振器拱形座已受损或定位失准。

这种测量相对其他方法较为准确，但工作量大。

四、机械式三维测量系统检测
机械式三维测量系统有专用和通用二大类。

专用测量系统只适用于某一款车型，不能满足现代轿车个性化发展的需求，因此，现代维修企业广泛采用通用测量系统。

目前，车身维修应用最多的机械式通用测量系统有：龙门式（图17）和米桥式两类（图18）。

图17 龙门式通用测量系统图18 米桥式通用测量系统
以米桥式测量系统为例，它主要由底部的米桥尺、横尺及测量头、门型立尺及上横尺、辅助测量头（图19）和各种用途量尺的固定器（图20）组成。

其测量过程如下：
图19 米桥式通用测量系统的辅助测量头图20 各种测量固定器
（1）调整车辆基准与测量系统基准
①车辆安置在测量系统时，应放置在平台的中部。

调整四个主夹具的位置和钳口的开合程度，使车身底部裙边完全落入主夹具的钳口中。

车辆的高度基准应调整到测量系统要求的高度数值（图21）。

②把米桥尺放入车身底部，在测量桥上（或测量架）安装好横尺，按图纸要求选择合适的测量头（图22），将测量头安装到横尺上，选择车身中部四个测量基准点（图23）来进行定位测量。

图21 调整主夹具高度图22 选择合适的测量头
③测量车身中部前后基准点的宽度尺寸。

移动米桥尺，使测量系统的中心线与车辆的中心线重合（图24），即前后两边基准点的宽度尺寸相等。

图23 基准点的测量图24 通过左右基准点找出宽度中心
④根据车辆的损伤程度，选择长度方向的基准点（图25）。

若汽车前部发生碰撞，则选择后面的基准点作为长度基准；若汽车发生后部碰撞，则选择前面的基准点作为长度基准；如果车身中部发生碰撞，则要对车身中部进行整修，直到车身中部四个基准点中，有三个基准点的尺寸被恢复，然后按前后损伤情况选择前面或后面的基准点作为长度基准点。

如果车身上的基准点位置数值超出标准数值±3mm，就必须先对基准点进行校正。

图25 设置长度基准图26 在图上找出控制点（2）测量
1）下部尺寸的测量
①根据车辆的损坏情况，在车身上找到要测量的点，同时找到图纸上相对应点的标准数据（图26）。

②根据数据图的提示，选择正确的测量杆和测量头，安装在横尺上，把测量头插入测量孔中（图27）。

测量头选择必须正确，否则测量的高度数据是错误的。

图27 测量头插入测量孔测量图28 宽度数据的读取
③从米桥尺上读出长度数据，从横尺上读出宽度数据（图28），从测量杆上读出高度数据，与标准数据对比，即可得到测量点实际数据与标准值的偏差。

2）侧面数据的测量
根据图纸的要求，把门型立尺安置在长米桥尺上，设置好立尺的长度基准。

在立尺上安装刚性量规的固定座和刚性量规，把标尺安装在刚性量规上，标尺筒安装在长标尺上，根据图纸要求选择合适的测量头对侧面测量点（或测量面）进行数据测量并与标准值对比（图29）。

3）上部尺寸的测量
根据图纸的要求，把门型立尺安置在长米桥尺上，设置好立尺的长度基准。

调整上横尺的高度基准，把上横尺安装到两个立尺上，把刚性量规安装在上横尺
上。

在刚性量规上安装标尺座，选择合适的标尺寸筒、标尺柱和测量头并安装在标尺座上，即可对上部发动机室或后备箱的尺寸进行测量（图30）。

图29 车身侧面尺寸的测量图30 车身上部尺寸的测量4）拉伸操作中的测量
在拉伸测量时，可以把测量头定在标准的长度、宽度和高度尺寸后拉伸部件，直到要测量的点的尺寸达到标准值。

用测量头可同时测量几组要拉伸的数据，以确保修复后数据的准确性。

五、电子式测量系统检测
此系统使用计算机和传感器，能迅速、便捷地测量车身结构的损伤情况，有的电子测量系统能够在车身拉伸校正过程中给出实时测量数据，在该测量系统中计算机数据库储存了大量不同厂家、不同年代的车身数据，这些标准数据可以自动与实际的测量值进行比较，在屏幕上显示出来。

电子式车身测量系统分为：半机械半电子测量系统、半自动电子测量系统和全自动电子测量系统。

1．半机械半电子测量系统
以CHIEF公司的VIRTEX类型测量系统为例（图31），它是一个类似于轨道式量规的测尺，在量规上安装了位移传感器，在测尺上可以电子显示测量的高度、长度（或宽度）两个方向的数值，然后把数据传输到计算机，与计算机系统的标准数据对比，以判断变形情况。

这种测量系统在测量时，每次只能测量一个控制点或两个控制点之间的位置参数，不能同时测量多个控制点，也不能随着测量点数据的变化而及时地反映出来，需要不断反复测量不同的控制点来确定相关尺寸的正确性，操作比较繁琐，效率较低。

图31 VIRTEX类型的测量系统
2．半自动电子测量系统
以Car-o-Liner、Carbenc、Spenis为例（图32），它有一个测量自由臂，
自由臂由一节节可以转动的关节连接，可以移动到空间任意位置，并装有角度位移传感器，计算机会自动算出自由臂端部到达的空间位置的三维数据尺寸。

由于测量系统只有一个测量臂，在测量时每次只能测量一个控制点，不能做到多点同步测量。

在拉伸修复的进程中，不能随时监控数据变化，而是要不断重复测量不同的控制点，否则可能在拉伸过程中导致某些拉伸数据失控。

图32 半自动电子测量系统
3．全自动电子测量系统
全自动电子测量系统有激光测量系统和超声波测量系统两大类。

（1）激光测量系统
此测量系统由多个反射靶、激光发射接收器和一台计算机组成（图33）。

它通过两个激光发射器发射激光投射到标靶上，每个标靶有不同的反射光栅，再由光栅反射的激光束测量出数据传输到计算机，由计算机通过计算得出测量点的三维空间尺寸。

激光测量系统提供直接瞬时的尺寸数据，在拉伸和校正过程中，车辆损伤及未损区域的基准点都可被持续监测。

其操作步骤如下：
图33 激光测量系统
①将车辆装到校正架上，在车辆中部下面放置激光发射接收器，并将激光器和计算机用电缆连接。

从计算机中调出被修车辆的车身数据尺寸图，车身数据尺寸图可能是一个、两个或三个视图，一些图表还给出了发动机罩下面和上部车身的尺寸。

②按计算机的提示，选择合适数字的标靶、标杆和磁性安装头装到车辆的测量点上。

若要测量车身上部的各个测量点，还要在减振器拱形座上安装一个专用支架，在量针接触减振器拱形座上特定的点时，支架底部的反射激光靶就可以被激光发射接收器读取到。

③在车辆上安装好激光器和反射靶后，即可用计算机对系统进行标定，然后再读取车辆的尺寸。

通过触摸屏或用鼠标点击图标或通过键盘输入，就可完成对结构损伤部位的精确测量。

（2）超声波测量系统
它是目前应用最广的全自动电子测量系统，其测量精度可以达到1mm以内，具有测量稳定、准确，可以瞬时测量，操作简便、高效等优点。

超声波测量系统由超声波发射器（图34）、超声波接收器（图35）、控制柜（包括主机）（图36）及各种测量头（图37）等组成。

发射器、测量头及测量头转接器等安装在车身某一构件的测量孔上，接收器安装在测量横梁上，发射器发送超声波，由于声波是以等速传播的，接收器可快速精确地测量声波在车辆不同基准点之间传播时间，计算机根据每个接收器的接收情况自动计算出每个测量点的三维数据。

其操作步骤如下：
图34 超声波发射器图35 超声波接收装置
图36 控制柜图37 超声波测量头及转换器
①进入系统界面，选择语言种类。

②纪录用户信息。

包括车辆和车主信息，这些信息可以和后面测量的结果一起储存，以方便以后查询。

③选择车型。

根据事故车的类型选择汽车生产公司、品牌、生产年代，从数据库内调出符合要求的车型数据图（图38）。

④选择测量基准。

若汽车前部发生碰撞，则选择后面的基准点作为长度基准；若汽车发生后部碰撞，则选择前面的基准点作为长度基准；如果车身中部发生碰撞，则要对车身中部进行整修，直到车身中部四个基准点有三个点的尺寸被恢复（图39）。

⑤测量点传感器的安装。

根据车身的损伤情况选择车身测量点（图40），并按照计算机的提示选择合适的安装头，把传感器通过合适的安装头连接到车身上，把传感器的连接线接到选定的接口上。

图38 调出车型数据图图39 选择基准
⑥选择测量模式。

模式选定后，计算机根据需要能自动把测量的实际数值、标准数值和两者差值显示出来（图41）。

⑦拉伸校正中的测量。

在校正过程中，一次最多可同时监控12个测量控制点，钣金维修技师可以直接看到车身尺寸的变化情况。

系统每隔1～2秒会自动重新测量一次，把环境对它的影响减少到最小。

此系统在操作过程中不用调整，计算机会自动找正，而且不会因为发射器、接收器的位置移动而改变数据。

可以实现车辆碰撞修理前预检、测量、定损，修理中的测量监控，修复后的数据存储和打印等功能。

图40 设置测量点
图41 测量界面和对比测量数据。