车轮设计指南(乘用车)

车轮设计指南（乘用车）

目 次

1 范围 (1)

2 规范性引用文件 (1)

3 术语和定义 (1)

4 设计基本要求 (1)

4.1 车轮及车轮附件综述 (1)

4.2 设计目的 (2)

4.3 适用范围 (2)

4.4 总成构成图 (2)

5 设计必备理论 (3)

5.1 车轮总成的设计原则 (3)

5.2 车轮设计参数 (4)

5.3 环境条件 (4)

5.4 组成该零件的部件 (4)

6. 选型原则 (5)

6.1基本选型原则 (5)

6.2 花纹的选型原则 (6)

7.选型流程图 (7)

8. 测试基本参数 (7)

8.1 测试基本内容 (7)

8.2 材料性能 (17)

9 其他标识性的设计 (17)

9.1 通过什么样的标识进行识别 (17)

前 言

为了指导本公司车轮系统的设计开发，特制定了本设计规范。

本规范是参照国内外汽车设计公司及汽车生产企业的先进经验编制而成的。

车轮设计指南（乘用车）

1 范围

本规范明确规定了乘用车车轮系统设计基本要求、设计理论，选型的原则和选型流程图以及相关基本参数。

本规范适用于公司乘用车车轮系统设计。

2 规范性引用文件

无

3 术语和定义

无

4 设计基本要求

4.1 车轮及车轮附件综述

车轮是汽车的行走部件，汽车工作时，车轮将汽车发出的作用力传给路面，同时将地面给予的反作用力传回汽车，汽车依据车轮传递的力和力矩实现约定的承载和完成规范的运动。

轮胎和车轮组合工作，成对使用。轮胎是弹性元件，镶嵌于车轮外缘，具有弹性、柔性和韧性，以及优良的变形能力和地面贴附能力；工作时可以分散汽车对路面的压力、降低汽车运动的能量损失，同时实现充分传力、经久耐用；车轮是刚性制件，在中心支撑轮胎，具有相应的强度、刚度，以及联结、传力机构，保证轮胎能够工作和展现轮胎特性。轮胎和车轮共同体现其所具有的基本功能。这些基本功能如下：

①支撑汽车，承受汽车的重力，使汽车能够承载；

②传递驱动力、转向力和制动力，使驾驶人员能够对汽车的运动进行操控；

③减小行驶阻力和能量消耗，提高运输效率；

④缓和行驶冲击，改善承载条件，同时保护汽车和路面。

轮胎及车轮与汽车的多种性能相关。整车动力性、牵引性、经济性、平顺性、通过性、制动性及操纵稳定性等通过轮胎及车轮的特性配合实现匹配和优化，安全性和可靠性在很大程度上取决于所用轮胎和车轮的制造质量和使用寿命；车轮参数是整车设计的基础；轮胎是价格较高的易损件，对整车制造成本和汽车使用运营费用影响较大。因此，汽车对轮胎和车轮的特性有诸多要求，其中主要要求如下：

①足够的负荷能力和速度级别；

②良好的附着特性和缓冲特性；

③耐磨耗、耐刺扎、耐老化和良好的气密性；

④良好的均匀性和质量平衡；

⑤较小的滚动阻力和行驶噪音；

⑥特定的外观或装饰；

⑦质量小、价格低、拆装方便、互换性好。

轮胎和车轮需要配套，二者必须组成符合规定的配套总成才能装车使用。轮胎和车轮还需要借助系统其它部件的组合应用才能完成正常的工作。按照习惯专业划分，轮胎和车轮系统包含轮边可以从车桥上拆卸的所有独立部件，常见的应用部件如下：

①轮胎（外胎，有些轮胎还有内胎、垫带等）；

②车轮（轮辋及轮辐总成，有些车轮还有挡圈、锁圈、座圈、密封圈等）；

③气门嘴（有些气门嘴是独立总成，有些气门嘴与内胎一体）；

④车轮螺母；

⑤平衡配重（有些汽车省略不用）；

⑥轮罩（有些汽车省略不用）；

⑦轮胎防滑链（特别工况下使用）；

⑧专用装置（特定轮胎或车轮使用）。

轮胎及车轮通常展示汽车的典型特征，同时也能显现汽车的基本特性。不同汽车可能使用不同的轮胎及车轮规格，也可以具有不同的轮数。汽车装用轮胎及车轮的规格和数目大致反映汽车的工作能力和基本用途。

由于轮胎及车轮系统在整车中结构相对独立、制造工艺具有特殊性（轮胎属化工类产品），轮胎及车轮产品都具有高度标准化、系列化和通用化的显著特点，生产基本专业化。现代汽车轮胎和车轮的开发、制造、使用和服务趋向社会化，轮胎和车轮工业同整车工业逐步分离是未来发展的总趋势。

我公司目前计划内的产品使用的轮胎是半钢子午线轮胎，规格从155到255，扁平率从40到80之间。使用的车轮从13英寸到18英寸,包括钢圈和铝圈两种。

4.2 设计目的

车轮的设计首先必须满足总布置的需要，只有首先确认了车轮，才能在这一基础上进行整车的布置工作，同时，要满足负荷和速度的要求。因此，车轮的设计目的就是通过合理的选择车轮的型号以满足整车布置、负荷和速度的需要，同时满足一定的外观需求。

4.3 适用范围

适用于轿车轮胎的选择。

4.4 总成构成图

图1轮胎构成图

图2 轮辋结构图

图3 总成构成图

5 设计理论

5.1 车轮总成的设计原则

a)功能要求

1)支撑汽车，承受汽车的重力，使汽车能够承载；

2)传递驱动力、转向力和制动力，使驾驶人员能够对汽车的运用进行操控；

3)减小行驶阻力和能量消耗，提高运输效率；

4)缓和行驶冲击，改善行驶条件，同时保护汽车和路面。b)顾客要求

1）使用寿命要尽量的长；（要求轮胎的耐磨性较好和车轮的强度高）

2）外观要与整车相配合；

3）拆卸安装方便。

c)性能要求

1）轮胎的速度级别和负荷指数必须满足整车的最高车速和最大载荷的要求；

2）车轮的负荷能力必须满足整车的负荷要求；

3）轮胎的花纹与整车工况相适应。

5.2 车轮设计参数

a）决定尺寸的因素

1）与制动器的配合关系；

2）与车身的配合关系；

3）轮胎与轮辋的配合关系；

4）总布置要求的尺寸；

5）外观设计的需求。

b）决定重量的因素

1）是采用钢圈还是铝圈；

2）对轮胎强度的要求；

3）对车轮总成承载能力的要求。

以P195/75—14的轮胎（固特异轮胎有限公司）为例：

人造橡胶（30种） 2.49kg

碳黑（8种） 2.27kg

天然橡胶（8种） 2.04kg

化学物质，石蜡，石油，染料（40种） 1.36kg

带束层钢丝线 0.68kg

聚酯和尼龙线 0.45kg

胎圈钢丝0.23kg

总重 9.52kg

5.3 环境条件

a)零件的工作温度范围: 轮胎：-50℃~90℃ ；

b)零件工作的压力范围: 轮胎：2.0~3.0BAR 。

5.4 组成该零件的部件