Какие методы применяют для устранения деформации автомобильного кузова?

Деформация кузовных элементов автомобиля во все времена имела актуальность. Это неприятное явление сопутствует владельцев техники еще с тех пор, как появился первый автомобиль. И если раньше этому вопросу не придавалось слишком много значения, то на современном автомобиле изменение размерных параметров кузова может пагубно сказаться как на комфорте езды, так и на безопасности его эксплуатации. У этого вопроса есть и вторая сторона медали, которая требует отдельного рассмотрения. Заключается она в том, что некоторые отдельные детали кузова легковых автомобилей разработчики намеренно делают легко подвергаемыми деформации. Зачем это нужно? Смотрим в подразделе о пассивной безопасности автомобиля.

Определение деформации кузова

Итак, что же такое деформация кузовных деталей легкового автомобиля? Под деформацией подразумевается любое нарушение размеров и очертаний кузова, которое возникает вследствие какого-либо физического воздействия на автомобиль. Это может быть мелкий камешек, который вылетел из-под колес встречного автомобиля и оставил небольшую вмятину. Нередки случаи попадания в кузов автомобиля мимо пролетающих птиц, падающих с деревьев веток и прочее. Наиболее неприятная и серьезная деформация возникает вследствие мелкого или крупного ДТП. Такие повреждения нередко приводят кузов легкового автомобиля в полную непригодность, и владельцу не остается ничего другого, кроме как сдать своего коня на металлолом.

Неважно, как возникла деформация, главное то, что дальнейшая эксплуатация автомобиля с поврежденным кузовом может быть не только некомфортна, но и опасна для водителя и пассажиров.

Вследствие нарушения установленных изготовителем размеров кузова автомобиля нарушается правильная работа подвески, рулевого управления и других систем. Поэтому вопрос о деформации всегда оставался важным и требующим особого внимания со стороны автолюбителя.

Виды деформации кузова

Условно повреждения кузова легкового автомобиля можно разделить на несколько степеней, которые классифицируются в зависимости от сложности деформации. Самая простая деформация возникает вследствие ударов по кузову мелких посторонних предметов или столкновений с небольшими препятствиями. Такое повреждение имеет небольшую площадь, довольно легко и недорого ремонтируется. Обычно все заканчивается рихтовкой или вытягиванием простыми приспособлениями.

Более серьезные деформации кузовных деталей возникают при наезде на большие препятствия или в результате длительной и неаккуратной эксплуатации автомобиля. В первом случае повреждения могут задевать одну или несколько кузовных деталей одновременно, что значительно усложняет ремонт и увеличивает его стоимость. Во втором случае деформация может быть и не видна, но она чувствуется водителем из-за не комфортности езды и заметна на неправильной работе подвески. Такие повреждения приводят к усиленному износу покрышек, ухудшению управляемости автомобилем, и несут за собой особую опасность.

Самый сложный вид деформации кузова легкового автомобиля возникает вследствие крупных ДТП. При этом страдают не только наружные детали кузова, но и несущие конструкции, призванные придавать жесткости автомобилю. В некоторых случаях после ДТП автомобиль уже не поддается восстановлению, так как нарушена общая конструкция кузова, и ремонт будет нецелесообразным.

Даже если удастся восстановить общую геометрию, то жесткость будет безвозвратно потеряна, что само собой сделает дальнейшую эксплуатацию такого автомобиля небезопасной для водителя и пассажиров.

При всех видах деформации кузова существуют особые способы для восстановления первоначального вида автомобиля. В зависимости от сложности и степени повреждения кузовных деталей определяется методика и последовательность восстановительных работ. С этими вопросами можно будет ознакомиться немного ниже. А перед этим стоит рассмотреть вопрос о том, почему же конструкторы автомобилей преднамеренно делают кузов автомобиля так легко деформируемым.

Пассивная безопасность автомобиля

Как уже упоминалось выше, деформация кузовных деталей может приносить не только неприятности, но и пользу. Все дело в том, что автомобиль проектируется таким образом, что при столкновениях в серьезных ДТП кузовные детали деформируясь, принимают на себя большую долю кинетической энергии. Это позволяет снять нагрузки от удара с той части кузова автомобиля, в которой находится водитель с пассажирами. Это намного снижает силы инерции и незначительно увеличивает время полной остановки автомобиля. В большинстве случаев этой доли секунды или миллиметра и хватает, чтобы избежать плачевных последствий для участников ДТП.

В былые времена этому вопросу не придавали особого значения. Кузов автомобиля делали прочным и долговечным. Однако в авариях такие автомобили были крайне небезопасны. Жесткий кузов не гасил силу от удара, передавая ее на водителя и пассажиров. Со временем автомобили стали проектировать с учетом этого нюанса. И невысокая прочность кузова работает на безопасность в паре с ремнями и подушками безопасности. Все это неоднократно было доказано на специальных краш тестах, которые развеивают миф о том, что производитель экономит на металле.

Сегодняшняя конструкция автомобиля полностью проектируется с расчетом на облегченную деформацию передней и задней части кузова. Это связано с тем, что большинство аварий приводят к повреждению именно этих частей автомобиля. По статистике более 95 % аварий разрушают именно переднюю и заднюю часть автомобиля. Боковые же части не так часто подвергаются ударам в авариях, хотя тоже проектируются с усиленными конструкциями стоек. По данным той же статистики на боковины выпадает всего 5% аварий.

В итоге получается, что современный автомобиль намеренно делается конструкторами легко поддающимся деформации. Все рассчитывается таким образом, что при правильной и бережной эксплуатации кузовные детали довольно длительное время сохраняют свою геометрию. Лишь периодически, по истечению нескольких лет требуется проверка геометрии и ее восстановление в случае надобности. Если же автомобиль попадает в аварию, то деформация кузовных деталей дает возможность уберечь находящихся в салоне от чрезмерных повреждений и травм.

Устранение мелкой деформации рихтованием

Самые мелкие деформации, которые имеют небольшую площадь, исправляются при помощи элементарной рихтовки. Для этого используются специальные инструменты в виде резиновых молотков, рычагов и прочего. Такой ремонт не требует особой квалификации, однако должен выполняться с большой точностью и аккуратностью. Следует отметить, что рихтованию абсолютно не поддаются детали, которые были до этого повреждены коррозией. В таких случаях более целесообразно полностью заменить деталь или провести дополнительно удаление коррозии с наложением латок или шпатлевки.

Рихтование применяется как этап восстановительного ремонта и в более серьезных случаях. При сильных повреждениях кузова применяется комплексное восстановление, и рихтовка занимает в нем немаловажную роль.

Те места кузова, которые не удалось вытянуть специальным оборудованием, рихтуются вручную. Также рихтование применяется и после вытяжки деталей, что позволяет добиться более высокой точности в восстановлении геометрии кузова.

Отдельно стоит упомянуть о рихтовании деталей кузова легкового автомобиля при помощи немецкой технологии, которая не требует последующих лакокрасочных работ. Она применима при наличии повреждений, когда лакокрасочное покрытие осталось целым, а на поверхности кузова имеются небольшие вмятины. Эта работа требует специального оборудования и приспособлений, а также соответствующей квалификации ремонтника.

Ликвидация деформации кузова вытягиванием

Более сложная процедура восстановления деформированного кузова легкового автомобиля – это вытягивание. Такой ремонт требует дорогущего современного оборудования, которым располагает не каждая мастерская по кузовному ремонту. Для подобного ремонта требуется не только вытягивающее оборудование, но и измерительное.

Западные производители выпускают измерительное и вытяжное оборудование, которое использует компьютерное измерение геометрии кузова с чрезвычайно высокой точностью. Замеры контрольных расстояний между точками кузова осуществляется при помощи датчиков, которые передают свое положение в пространстве на компьютер.

Программа принимает сигнал и на основании имеющихся в базе данных делает сводку о состоянии геометрии кузова автомобиля. Эти измерения очень точны и никак не сровняются с определением нарушения геометрии на глаз, или с помощью механических измерительных приборов.

Затем специалист принимает решение о том или ином способе исправления проблемы. Импортное оборудование позволяет практически в автоматическом режиме исправить большинство недостатков на кузове автомобиля. И только при нестандартных или очень серьезных повреждениях требуется корректировка работы программы. Следует также обратить внимание на то, что такое оборудование работает довольно долго над восстановлением каждой детали. Это позволяет постепенно изменить форму металла, не повредив его структуры.

Выравнивание геометрии кузова осуществляется при помощи специальных зажимов и приспособлений, устанавливаемых в определенных местах. Части для вытягивания приводятся в действие гидравлическим приводом и управляются компьютером. Это обеспечивает высочайшую точность работы, которую не сможет сделать человек.

Помимо высокотехнологичного оборудования от импортного производителя, для вытягивания деформированных кузовных деталей могут использоваться и ручные инструменты.

Они не обеспечат такой точности, как компьютерное оборудование, однако, они намного дешевле в цене и более просты в использовании. Но, тем не менее, опыт и умения ремонтника при этом более чем необходимы.

Ремонт деформации кузова после крупного ДТП

В результате крупного ДТП обычно страдают одновременно несколько кузовных деталей. Восстановление автомобиля в таких случаях занимает очень много времени и требует немало средств. Если же все-таки принимается решение восстанавливать чрезмерно деформированный автомобиль, то для этого применяются все методы и способы комплексно.

Для начала полностью удаляются все детали, которые выровнять или вытянуть не получится. Такие детали могут иметь разрывы металла, полное изменение геометрии и так далее. То есть проще будет такие детали полностью снять и заменить на новые. Если же деталь несъемная, то участок заменяется кусками металла, который подбирается по структуре и прочим параметрам.

Когда все детали, которые не подлежат рихтовке или вытягиванию сняты, то кузов выравнивают при помощи вышеописанных способов. После процедур рихтования и вытягивания устанавливаются новые детали, которым нашлась замена. Они также подгоняются под общую геометрию в соответствии с установленными размерами между контрольными точками. После окончания сборки кузова проводится контрольный замер геометрических параметров, и автомобиль отдается на покраску.

Ремонт дефектов (деформированных поверхностей) кузова

В зависимости от степени повреждения или коррозионного разрушения кузовной детали предусматриваются следующие виды ремонта при снятых узлах и деталях, препятствующих проведению рихтовочных, сварочных и окрасочных работ:

• ремонт 0 – устранение повреждений на лицевых поверхностях кузова без повреждения окраски
• ремонт 1 – устранение повреждений в легкодоступных местах (до 20 % поверхности детали)
• ремонт 2 – устранение повреждений со сваркой, или ремонт № 1 на поверхности детали, деформированной до 50 %
• ремонт 3 – устранение повреждений со вскрытием и сваркой, частичной реставрацией детали до 30 %
• ремонт 4 – устранение повреждений с частичной реставрацией детали на поверхности свыше 30 %
• частичная замена – замена поврежденной части детали кузова ремонтной вставкой (из номенклатуры запасных частей или изготовленной из последних)
• замена – замена поврежденной детали кузова деталью из запасных частей
• крупноблочный ремонт – замена поврежденных частей кузова блоками деталей от выбракованных кузовов с разметкой, отрезкой, подгонкой, вытяжкой, рихтовкой, сваркой последних

Повреждения кузова могут быть самыми различными, поэтому правила ремонта должны быть индивидуальными. Почти во всех случаях необходимо снимать некоторые детали, чтобы обнаружить повреждения, выправить и выверить каркас кузова. При серьезных повреждениях убирают внутреннюю обивку, чтобы облегчить измерение, контроль и установку гидравлических или винтовых домкратов для устранения перекосов и прогибов.

Деформированные поверхности ремонтируют путем механического или термического воздействия на металл, а также заполнением вмятин быстрозатвердевающими пластиками или припоем.

Правка кузова механическим воздействием предусматривает работы по растяжке, выдавливанию и рихтовке деформированных частей кузова для придания им первоначальных форм и конфигураций.

Правку детали кузова выполняют в горячем и холодном состоянии. Для правки и рихтовки кузова применяют комплект инструментов и приспособлений, в который входят ручные инструменты, гидравлические цилиндры с насосом и приспособления для вытяжки поврежденных мест.

Рис. Комплект инструментов и приспособлений для ремонта кузова:
а – молотки; б – киянки; в – специальные оправки; г – поддержки

Рис. Комплект приспособлений для правки кузова:
1 – оправка для вытягивания вогнутых деталей; 2, 3 – самозакрепляющие гидравлические зажимы; 4 – оправка с зубцами для захвата; 5 – гидравлическая струбцина; 6 – двойной захват; 7 – устройство для правки кузова; 8 – гидравлический насос; 9 – натяжной цилиндр с захватами; 10 – натяжной цилиндр с вытягивающим устройством

Рис. Устранение выпучин в панелях кузова без нагрева:
а – участок панели с выпучиной; б – схема направления удара молотком;
1 – выпучина; 2 – панель; 3 – участки панели, подлежащие растягиванию рихтовкой с помощью молотка; 4 – кривизна панели после правки выпучины

Устранение выпучин в холодном состоянии основано на растяжении металла по концентрическим окружностям или по радиусам от выпучины к неповрежденной части металла. При правке образуется плавный переход от наиболее высокой части выпучины к окружающей ее поверхности панели.

Для этого в направлении от металла, окружающего выпучину, к выгнутой части поверхности наносят молотком серию последовательных ударов по кругу. По мере приближения молотка к границе выпучины силу удара уменьшают. Чем больше число окружностей на панели при рихтовке, тем плавнее получится переход от выпучины к неповрежденной части металла.

Правку деформированных поверхностей выполняют с помощью киянки и фасонных плит или наковален специального профиля.

Рис. Восстановление формы деталей с помощью рихтовочного инструмента

Правку в нагретом состоянии производят двумя способами:

• нагревом с последующим охлаждением
• нагревом с осаждением металла ударным воздействием

Нагрев и быстрое охлаждение выпуклости основаны на использовании процессов расширения и усадки металла. Нагрев металла осуществляют угольным электродом сварочного аппарата или пламенем газовой горелки. При нагреве небольшой круг металла быстро разогревается докрасна, пластичность металла при этом возрастает. Так как расширению нагретого металла препятствует менее нагретый окружающий металл, увеличение объема нагретого металла происходит за счет его утолщения. При охлаждении металл сжимается, его объем уменьшается, но удерживается расположенным вокруг холодным металлом. Так как металл имеет температуру, не соответствующую максимальной пластичности, то, сжимаясь, он поглощает небольшую часть окружающего металла. Ускорения процесса осадки металла добиваются уменьшением скорости распространения тепла создавая вокруг нагретой части металла кольцо из мокрой ткани, выстукиванием границ точки металла, нагретого докрасна, а затем и самой нагретой точки киянкой или рихтовочным молотком.

Резкое охлаждение нагретого участка кузова производят смоченным водой тампоном из асбеста или ветоши. Охлаждение металла приводит к нужной осадке и принятию поверхностью кузова требуемого профиля. При устранении выпуклости данным методом поверхность охлаждают в последовательности, указанной на рисунке:

Рис. Последовательность охлаждения нагретой поверхности кузова с выпуклостью

Нагрев выпуклости (вмятины) и осадку металла производят в такой последовательности. Металл разогревают докрасна (диаметр круга при разогреве не более 10 мм при толщине металла 0,6…0,8 мм). Под нагретый участок устанавливают ручную наковальню. Киянкой при устранении выпуклости или молотком-гладилкой при устранении вмятины выстукивают не покрасневший металл вокруг нагретой точки, а затем нагретую точку.

Последовательность предварительного нагрева и нанесения ударов при устранении обширных выпуклостей (вмятин) зависит от формы выпуклости. Если выпуклость круглая, то точки ударов 1…4 располагают по спирали в направлении от периферии к центру, если выпуклость длинная и узкая, точки ударов 1…16 располагают узкими рядами.

Рис. Последовательность нагрева и охлаждения металла при устранении выпуклостей

Устранение вмятин в труднодоступных местах производят с помощью рычагов, опорных плит и специального приспособления ударного типа. На рисунке приведены схемы правки и примеры исправления элементов кузова с использованием рычагов.

Рис. Устранение вмятин в труднодоступных местах рычагами:
а – исправление деформированного участка с помощью рычага-прижима; б – исправление вмятин с помощью молотка и рычага-прижима; в – ввод рычага-прижима ударом молотка между деформированной частью панели и короба; г – примеры исправления вмятин под усилителями капота, каркасом двери и в скрытой полости переднего крыла

Вмятины, расположенные под усилителями, устраняют плоскими рычагами. Выштамповки и ребра жесткости на открытых участках восстанавливают с помощью опорных плит и специального зубила. Заломы и вмятины панелей дверей, а также крыльев выправляют рычагами, используя в качестве опоры внутренние элементы панелей капота, дверей, щитка брызговика и т. д.

Неровности на панелях можно выравнивать с помощью полиэфирных шпатлевок, термопластика, эпоксидных мастик холодного отверждения, припоя. Полиэфирные шпатлевки образуют надежные соединения с панелями, зачищенными до металла. Это двухкомпонентные материалы, содержащие ненасыщенную полиэфирную смолу и отвердитель, который является катализатором для быстрого отверждения смеси независимо от толщины слоя шпатлевки. Время сушки при температуре 20 ‘С составляет 15-20 мин. При этом нет необходимости наносить несколько слоев шпатлевки, что сокращает продолжительность ее нанесения.

Термопластик выпускается в виде порошка. Эластичные свойства, необходимые для его нанесения на металлическую поверхность панели, он приобретает при температуре 150-160 ‘С. Поверхность, подлежащую заполнению, тщательно очищают от ржавчины, окалины, старой краски и других загрязнений. Для лучшей адгезии рекомендуется на поверхности металла создать шероховатости с помощью абразивного инструмента. Для нанесения термопластика участок, подлежащий выравниванию, нагревают до температуры 170-180 ‘С и наносят первый тонкий слой порошка, который укатывают металлическим катком, затем наносят второй слой и так до заполнения неровности. Каждый слой укатывают до получения монолитный пластичной массы. После отверждения слой зачищают и выравнивают шлифовальной машинкой.

Пораженные коррозией участки панелей кузова можно ремонтировать эпоксидными мастиками холодного отверждения, которые обладают высокой адгезией, достаточной прочностью и легко наносятся на поврежденные участки.

Припои ПОССу-18, ПОССу-20 применяют для выравнивания участков, наращивания кромок деталей и устранения зазора. Для предотвращения коррозии металла лучше применять бескислотный способ нанесения припоя.

Для устранения перекоса кузовов средней, повышенной или особой сложности используют передвижные силовые устройства и универсальные стенды.

Правку кузовов на стендах или передвижных устройствах следует осуществлять с учетом ряда рекомендаций.

Перед растяжкой производят крепление силового устройства, располагая его на центральной оси перпендикулярно к деформированному участку.

Цепь крепят в центре деформированного участка с помощью зажимов; если лист панели, подвергаемой правке, ослаблен, то к нему приваривают усилительную пластину. Цепь прикрепляют перпендикулярно к вертикальному рычагу устройства, точно соблюдая ось правки и принимая во внимание то, что наибольшее усилие развивается на головке силового цилиндра.

Рис. Установка устройства для правки кузова на автомобиле

По мере увеличения высоты закрепления цепи на рычаге усилие на штоке гидроцилиндра плавно уменьшается. Минимальное усилие растяжения создается на верхнем конце вертикального рычага. Растяжку начинают при минимальном ходе штока гидроцилиндра. Угол, образуемый вертикальным рычагом с горизонтальной балкой устройства, должен быть острым, что позволяет производить растяжку, не укорачивая цепь.

Устранение деформаций кузовов производят в следующем порядке:

• определяют места приложения усилия для устранения перекоса и подбирают необходимые захваты и упоры из комплекта приспособлений
• определив место приложения и направление усилия для устранения перекоса, закрепляют в этом направлении устройство для правки кузова
• устанавливают и закрепляют в проеме винтовые растяжки или гидроцилиндр с необходимыми удлинителями, захватами и упорами
• устанавливают и закрепляют цепь силового органа одним концом за закрепленный захват или зажим, а другим за силовой рычаг; при этом цепь должна быть предварительно натянута и иметь угол наклона, определяемый необходимым направлением растягивающего усилия
• с помощью силового органа производят вытяжку (выдавливание) поврежденной детали или узла; выдавливание поврежденных деталей производят изнутри кузова с помощью силовых растяжек или гидравлических устройств
• после снятия нагрузки силовых приспособлений проверяют геометрические параметры кузова

Рис. Правка проема задней двери