汽车轮毂试验的三个标准和分析过程

汽车轮毂试验的三个标准和分析过程

一有关汽车轮毂的三个试验标准

根据国内和国际标准化组织(ISO) 的规定，汽车轮毂必须满足三个典型试验的要求。有关的国内标准与ISO 的标准是一致的，国外不同国家的标准可能不完全一样，但是基本方面还是一致的，只是具体载荷大小有所差别。

在国内，这三个试验对应的标准分别是：

1. 车轮动态弯曲疲劳和径向疲劳试验方法- QCT221

其中包含了动态弯曲和径向载荷两个疲劳试验标准。

2. 车轮冲击试验方法- GBT15704

其中包含了轮毂冲击试验的标准。

下面简单介绍这三个试验标准。

标准1：

汽车轻合金车轮的性能要求和试验方法QC/T221—1997

前言

本标准是根据1995 年标准制修订计划安排组织制定的。

本标准在制订过程中，参照采用了美国SFI、日本JASO 等有关标准。

本标准由机械工业部汽车工业司提出。

本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。

本标准由广东南海中南铝合金轮毂有限公司负责起草、立中车轮制造有限公司参加起草。

本标准主要起草人：雷铭君。

1 范围

本标准规定了汽车轻合金车轮的动态弯曲疲劳性能、动态径向疲劳性能要求及试验方法。

本标准适用于全部或部分轻合金制造的汽车车轮。

2 试验项目

2.1 动态弯曲疲劳试验；

2.2 动态径向疲劳试验。

3 试验样品

弯曲疲劳和径向疲劳试验用的车轮应是未经试验或未使用过的新成品车轮，每个车轮只能做一次试验。

4 动态弯曲疲劳试验

4.1 试验设备

试验台应有一个旋转装置，车轮可在一固定不变的弯矩作用下旋转，或是车轮静止不动，而承受一个旋转弯曲力矩作用（见图1）

4.2 试验程序

4.2.1 准备工作

根据车轮在车辆上安装的实际情况，按规定的扭矩最低值的115%，将车轮紧固在试验装置的支承面上，螺母不允许加润滑剂。

调整车轮位置后，将轮辋的轮缘夹紧到试验夹具上。试验的连接件和车轮的配合面应去除多余的堆聚物、灰尘或杂质。

车轮的螺栓和螺母在试验过程中可再次紧固。

加载系统应保持规定的载荷，误差不超过±2.5%。

如果，在试验过程中螺栓断裂，允许更换螺栓后继续试验。

4.2.2 试验弯矩

试验弯矩由下式确定：

M＝（μ·R＋d）·F·S ；

式中：M - 弯矩，N·m；

μ - 轮胎和道路之间的磨擦系数，设定为0.7；

R - 静负荷半径，是车轮厂或汽车制造厂规定

的该车轮配用的最大轮胎静负荷半径，m；

d - 车轮的偏距，(内偏距为正，外偏距为负),

按车轮厂的规定，m；

F - 车轮最大额定载荷，由车轮厂或汽车制造

厂规定，N；

S - 强化试验系数（见表1）。

4.3 动态弯曲疲劳试验要求

4.4 失效判定依据

a) 车轮的任何部位可见疲劳裂纹（用着色渗透法，或其它可接受的方法，如萤光探伤法检查）；

b) 车轮不能继续承受载荷至所要求的循环次数。

如果在达到要求的循环次数之前，加载点的偏移量已超过初始全加载偏移量的20%，应认为车轮试验已经失效。

5 动态径向疲劳试验

5.1 试验设备

试验机是一台带有转鼓的装置，转鼓表面光滑，且比加载试验轮胎接触区宽，试验装置连接应和车辆上轮毂的装配特性相同。当车轮转动时，试验机能给车轮施加一恒定不变径向载荷，车轮加载方向应与转鼓表面垂直，且与车轮和转鼓的中心在径向上成一直线，转鼓轴线和车轮轴线应平行。推荐的最小转鼓直径1700mm（图2）。

5.2 试验程序

5.2.1 试验准备工作

试验车轮所选用的轮胎，必须是车轮厂或汽车制造厂规定的最大承载能力的车胎。当试验无内胎车轮时，将不使用内胎。推荐的轮胎充气压力为448±35 kPa（冷态时）。试验中，气压可能提高，但无需调整。

试验装置示意图见下页。

试验连接件应与车轮相匹配，并用车轮规定使用的螺栓和螺母进行安装，螺母按规定的扭矩最低的115% 拧紧。试验过程中，要定期检查和调整螺母扭矩，螺母不允许加润滑剂。

加载系统应保持规定的载荷，误差不超过±2.5%。

如果试验过程中轮胎损坏，允许更换轮胎后继续试验。

5.2.2 径向载荷的确定

径向载荷按下式确定：

Fr＝F·K

式中：Fr - 径向载荷，N；

F - 车轮最大额定载荷，由车轮厂或汽车制造厂规定，N；

K - 强化试验系数（见表2）

5.2.2 压力载荷

轮毂被轮胎包裹的表面，承受压力载荷：0.448 MPa。

5.3 动态径向疲劳试验要求

5.4 失效判定依据

a) 车轮的任何部位可见疲劳裂纹(用着色渗透法，或其它可接受的方法，如萤光探伤法检查)。

b) 车轮不能继续承受载荷至所要求的循环次数。

标准2：

轿车车轮冲击试验方法GB/T15704-1995

本标准等效采用国际标准ISO7171：1981（E）《道路车辆―车轮―冲击试验规程》。

1 主题内容和适用范围

本标准对于轿车上使用的车轮，规定了评价轴向（横向）路边石冲击的最低性能要求及台架试验方法。

本标准适用于由全部或部分轻合金制造的车轮。钢制车轮也可参照作用。

2 引用标准

GB/T2933 充气轮胎用车轮和轮辋术语、规格代号和标志。

3 定义

见GB/T2933。

4 试验样品