液壓伺服系統控制的車身凹痕修復工具的研究

文/浙江 徐東 毛劍

汽車車身面板是指車輛表面或是比較直觀的板件，如發動機蓋、車頂、后備箱蓋、車門、前后翼子板、車身前中后立柱的外板等外部板件。這些板件通常由鋼板、鋁板、玻璃鋼或塑料等制成。車身面板的修復，是鈑金工人應該掌握的一項重要基本技能，加工成色因人而異。最終修理質量一般不會影響到整車的安全性能，但它直接關系到車輛的外觀和耐用性。不適用的修復工具，將導致鈑金維修工人勞動強度增加和工作效率降低。

汽車維修行業分工越來越細化，鈑金工已從汽車修理工中分離出來，成為一個相對獨立的工種。他們告別了傳統敲敲打打、一把錘子、一把鏨子的時代，利用現代汽車車身大梁鈑金系統設備及先進夾具，依靠液壓的巨大力量把被撞部位拉伸回原處。在實際汽車鈑金維修過程中，液壓伺服系統發揮著及其重要的作用。

為了更好地將液壓伺服系統應用到汽車車身凹痕修復工具上，通過對液壓伺服控制系統工作原理及優缺點分析，針對目前國內外車身凹陷修復工藝特點，設計一種用液壓伺服系統控制的車身凹痕修復工具，以此來代替傳統的車身凹陷修復工具， 降低鈑金工人勞動強度和提高維修質量及工作效率。

一、液壓伺服控制系統工作原理

液壓伺服控制系統的工作原理就是流體動力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號，再利用偏差信號去控制液壓能源輸入到系統的能量，使系統向著減小偏差的方向變化，從而使系統的實際輸出與希望值相符。

二、目前國內外車身凹陷修復工藝特點

目前國內在修復鈑金件過程中多數采用手錘敲擊整平方法。比如在修復車門凹陷部位時首先需拆除車門內飾板，然后內側用墊鐵或撬桿頂托，外側使用手錘敲擊，當整形至基本平整后，由于還存在細小的凹陷和不平整，漆面也因在錘擊修復過程中遭到破壞，因此還需要進行漆面修復。此種凹陷整平方法不足之處在于凹陷部位在恢復原狀過程中，其面漆因變形容易導致開裂，嚴重的會脫落，修復后必須重新烤漆，需要刮膩子、噴漆、烤漆等一系列多道復雜工序，作業時間長，成本高，并且修復后也無法恢復原狀，很難滿足質量要求。

目前國外針對汽車鈑金件凹陷修復推出了一種免噴漆汽車凹陷修復技術。它是利用力學和光學等原理實現對汽車表面覆蓋件的修復。即在汽車鈑金修復過程中一邊利用光線折射的視覺效果來判斷凹陷的位置和程度，一邊應用杠桿原理逐步將車身凹陷處的張力釋放，使凹陷部位恢復原來狀態，實現對車身凹陷損傷的修復。免噴漆汽車凹陷修復操作時需把凹陷修復桿頂端伸入到凹陷區域背面，以工作窗口或孔隙的邊緣為支點，按動凹陷修復桿把柄部位，運用杠桿原理來撬動頂撐凹陷區域。凹陷修復桿需要通過工作窗口或孔隙進行工作。如果既無工作窗口，又無合適的孔隙供凹陷修復桿伸入時，需在合適的隱蔽部位開一個新的工作窗口。這是很多車主所不能接受的。此外免噴漆汽車凹陷修復操作時操作技師需根據凹陷的不同程度和部位，判斷凹陷處受力方向、運力大小，其中判斷受力方向、確定著手位置、控制運力大小等因素難以把握，最終很難達到完好如初的效果。

圖1中，電動機(3)使液壓泵(4)將液壓油泵入液壓缸缸體(6)內，用手向右推動小活塞桿(33)一定的刻度，大活塞內的液壓通路使液壓缸體(6)左腔與右腔連通，即液壓缸體6左腔與右腔的油壓相等，由于大活塞(7)左邊的面積大于右邊的面積，由F=P×A可知大活塞(7)及大活塞桿(9)會向右運動相同的刻度，直到使大活塞(7)內的液壓通路(8)重新封閉為止；用手向左拉動小活塞桿(33)一定的刻度，大活塞(7)內的液壓通路(29)使液壓缸體(6)左腔與出油口(24)連通，即液壓缸體(6)左腔油壓為零，由于液壓缸體(6)右腔油壓大于左腔油壓，大活塞(7)及大活塞桿(9)會向左運動相同的刻度，直到使大活塞內的液壓通路(29重新封閉為止；當小活塞(27)處于將通路(8)及(29)關閉狀態時，即使電動機(3)工作也無法改變大活塞桿(9)的位置，液壓油通過溢流閥(5)流回油箱，即具有鎖止功能。利用作用在小活塞桿(33)上較小的力控制作用在大活塞桿(9上較大的力，使大活塞桿(9)頂部的真空吸盤(17)完成與汽車凹陷鋼板面吸合、拔出工作。

三、結束語

與現有汽車車身凹痕修復工具相比，用液壓伺服系統控制的汽車車身凹痕修復工具的有益效果主要體現在:

(1)結構簡單，易于制造，僅需在原有液壓伺服系統的基礎上略加改進結構即可制成。

(2)液壓伺服系統控制方式可提高維修效率、維修精度，實現自動化控制且對汽車鈑金維修工人技術要求較低。

(3)液壓伺服系統工作柔和且與汽車凹陷鋼板面直接接觸的真空吸盤剛度低，可避免對汽車凹陷部位油漆造成二次破壞。