车轮与轮胎

第19章车轮与轮胎
车轮与轮胎是汽车的行走部件，安装在车架上，可以绕车轴转动并沿地面滚动。

轮胎及车轮连接车轴，接触地面。

轮胎及车轮将汽车发出的作用力传递给地面，同时将地面的反作用传回给汽车。

车轮与轮胎是汽车行驶系中的重要部件，其基本功用如下：
1.支承汽车车体重量。

2.缓和由于路角不平引起的冲击力，接受和传递制动力和驱动力。

3.轮胎具有抵抗侧滑的能力，轮胎具有自动回下正的能力，使汽车正常转向，
保持汽车直线驶。

4.有效提高通过性。

5.减小行驶阻力和能量消耗，提高运输效率。

19．1车轮
现代的汽车车轮不但是安装的轮胎的骨架，也是将轮胎和车轴连接起来的旋转部件，通常车轮由轮毂、轮辋以及这两件元件之间的连接部分称为轮辐的元件所组成。

按照轮辐的结构，车轮可分为辐板式和辐条式，根据轮辋形式不同又可分为组装轮辋式，可调式车轮，对开式，可反装式车轮，根据车轮材质不同又有铝合金、镁合金、钢车轮之分。

目前在轿车和货车上广泛采用辐板式车轮。

19.1.1辐板式车轮
图19-1 辐板式车轮
1-档圈 2-轮辋 3-辐板 4-气门嘴伸出口
如图19-1所示：辐板3为一般为钢质圆板，它将轮毂和轮辋连接为一体，大多是冲压制成的，少数是与轮毂铸成一体。

后者多用于重型汽车上。

辐板与轮辋是铆接或焊接在一起的，对于采用无内胎轮胎的车轮，宜采用焊接法可提高轮
辋的密闭性。

轿车的辐板采用材料较薄，常冲压成起伏各样形状，以提高刚度。

辐板上开有若干孔，用以减轻质量，同时有利于制动器散热，安装时可作把手。

19.1.2辐条式车轮
如图19-2所示：轮辐有钢丝辐（a），是由价格昂贵钢丝辐条编制成，维修安装不便，一般用在赛车和高级轿车上。

另一种是和轮毂铸成一体的铸造辐条（b），一般用在重型汽车上，在这种结构的车轮上，轮辋1是用螺栓了和特殊形状的衬块2固定在辐条4上，为使轮辋与辐条对中好，在轮辋和辐条上都加工出配合锥面5。

图19-2 辐条式车轮
1-轮辋 2-衬块 3-螺栓 4-辐条5-配合锥面 6-轮毂
19.1.3轮辋
按照轮辋结构特点的不同，轮辋可分为深槽式、平底式和对开式(可拆式)等三种形式。

1) 深槽轮辋深槽轮辋是一种整体轮辋，其结构特点是断面中部有一深凹槽，可使轮胎拆装方便。

两侧有带肩的凸缘用来固定轮胎，并与胎圈接触。

肩部一般以5°±1°的倾斜度向中央倾斜。

倾斜部分的最大直径是轮胎胎圈与轮辋的着合直径。

这种轮辋结构简单、刚度大、质量小，对于尺寸小而弹性大的轮胎最适宜，故适用于轿车或轻型、微型汽车的车轮上，如红旗CA7560、天津夏利TJ7100 型轿车及北京BJ2020N 型越野汽车均装用这种类型的轮辋。

2) 平底轮辋平底轮辋的结构特点是轮辋断面中部为平直的，一侧有凸缘，另一侧以可拆的挡圈2做凸缘。

开口的锁圈用来将挡圈2固定在轮辋上。

安装轮胎时，先将轮胎套在轮辋上，再套上挡圈，并将它向内推，直至越过轮辋上的环形
槽，再将开口的弹性锁圈嵌入环形槽中。

由于载货汽车多采用较大较硬的外胎，为使其拆装方便，一般多采用平底轮辋，解放CA1091 和东风EQ1090E型载货汽车采用这种轮辋。

19．2 轮胎
19.2.1轮胎的功用
轮胎作为汽车与道路之间力的支承和传递部分，它的性能对汽车行驶性能影响很大。

轮胎的性能与其结构，材料、气压、花纹等因素有关。

轮胎总成是安装在轮辋上的，直接与路面接触。

轮胎的作用：承受汽车的重力；当汽车行驶中，路面不平引起冲击和振动要求轮胎与悬架一齐起缓和冲击的作用；保证车轮和路面接触具有良好的附着性，传递驱动力和制动力，保持汽车行驶稳定性。

19.2.2轮胎的分类
1.按组成可分为：有内胎轮胎、无内胎轮胎
2.按帘布材料可分为：棉帘布轮胎、人造线轮胎、尼龙轮胎、钢丝轮胎、聚酯轮胎，玻璃纤维轮胎、无帘布轮胎
3.按断面可分为：窄基轮胎、宽基轮胎，普通断面轮胎，低断面轮胎和超低断面轮胎；
4.按胎面花纹可分为：普通花纹轮胎、越野花纹轮胎，混合花纹轮胎；
5.按气压可分为：高压轮胎、低压轮胎、超低压轮胎；
6.按帘布层结构可分为：斜交轮胎、带束斜交轮胎和子午线轮胎。

因为低压胎具有弹性好、断面宽、接地面积大和薄壁散热好等优点，提高了轮胎的使用寿命，所以目前汽车上基本采用低压胎。

在汽车上广泛应用的是普通斜交胎和子午线轮胎。

1.普通斜交胎
帘布层和缓冲层各相邻层帘线交叉与胎中心线呈小于90度角排列的充气轮胎，称为普通斜交轮胎。

图19-3所示为有内胎的普通斜交胎构造。

外胎由胎冠3、帘布层l、缓冲层5及胎圈8组成。

帘布层是外胎的骨架，用以保持外胎的形状和尺寸，通常由成双数的多层挂胶布(帘布)用橡胶贴合而成。

帘布的帘线与轮胎子午断面的交角(胎冠角)一般为52度～54度，相邻层帘线相交排列。

帘布层数越多，强度越大，但弹性降低。

在外胎表面上注有帘布层数。

帘布由纵向的强韧的经线和放在各经线之间的少数纬线织成。

帘线可以是棉线、人造丝线、尼龙线和钢丝。

采用人造丝可以使同样尺寸的轮胎增加其载荷容量，因为人造丝的强度和弹性大。

尼龙丝又比人造丝好，耐用性高。

因此，当采用人造丝、尼龙丝或钢丝帘线时，在轮胎的承载能力相同的情况下，帘布层数可以减少，此时在外胎表面上标注的是层级， (相当于棉线帘布层数，而不是实际的帘布层数)。

我国已大量采用人造丝和尼龙丝帘线，近来也开始采用钢丝帘线，但因价高和质脆而没有得到广泛应用。

缓冲层位于胎面与帘布层之间，是用胶片和两层或数层挂胶稀帘布制成，故弹性较大，能缓和汽车在行驶时所受到的不平路面的冲击，并防止汽车在紧急制动时胎面与帘布层脱离。

胎面是外胎最外的一层，可分为胎冠3、胎侧4和胎肩2三部分，如图19-3所示。

胎冠用耐磨的橡胶制成，它直接承受摩擦和全部载荷，’能减
轻帘布层所受冲击，并保护帘布层和内胎免受机械损伤。

为使轮胎与地面有良好的附着性能，防止纵、横向滑移等，在胎面上有着各种形状的凹凸花纹。

胎肩是较厚的胎冠胎侧橡胶层较薄，用以保护帘布层侧壁免受潮湿和机械损伤。

胎圈使外胎牢固地装在轮辋上，有很大的刚度和强度，由钢丝圈、帘布层包边和胎圈包布组成。

与较薄的胎侧间的过渡部分，一般也制有花纹，以利散热。

图 19-3 有内胎的普通斜交胎构造
1-帘布层 2-胎肩 3-胎冠 4-胎侧 5-缓冲层 6-内胎 7-垫带 8-胎圈
2.子午线轮胎
目前，子午线轮胎得到了越来越广泛的应用。

子午线轮胎帘布层的帘线与轮胎子午断面接近一致(即与胎面中心线成90°或接近90°)排列，以带束层3箍紧胎体。

其特点是帘线的这种排列能使其强度被充分利用，故它的帘布层数比普通轮胎可减少将近一半，最少的只有一层，且没有偶数限制，所以胎体柔软；帘线在圆周方向上只靠橡胶来联系。

为了承受汽车行驶时产生的较大切向力，子午线轮胎具有若干层帘线与子午断面呈大角度(交角70°～75°)、高强度、不易拉伸的周向环形的类似缓冲层的带束层。

同时带束层采用强度高、伸缩率小的帘线材料制成，故带束层像一条刚性环带似地箍在胎体上，极大地提高了胎面的刚度和强度。

子午线轮胎与普通斜交胎相比，具有耐磨性好、弹性大、行驶里程长(比普通胎长50%以上)；滚动阻力小、节约燃料(滚动阻力可减小25%～30%，油耗降低8%左右)；承载能力大、减振性能和附着性能好、胎面耐刺穿和自重轻等优点。

但其胎侧易裂口，胎圈易损坏，且侧向稳定性差，成本高。

子午线轮胎使用的轮辋与普通轮胎相同，在使用中，子午线轮胎与普通轮胎不能并装也不可同轴混装。

充气时，一般载货汽车子午线轮胎的内压应比相应的普通轮胎高0.2MPa左右。

国内外轿车及一些中型载货汽车广泛装用子午线轮胎。

3．无内胎的充气轮胎
如图19-4所示：这种轮胎外观上与普通轮胎相似，但胎圈外侧上有若干道同心环形槽纹，在轮胎内空气压力作用下，槽纹能使胎圈紧贴在轮辋边缘上，使之与轮辋保证良好气密性。

图 19-4 无内胎的充气轮胎
1-橡胶密封层 2-自粘层 3-槽纹 4-轮辋 5-气门嘴
无内胎轮胎的优点是：只在爆破时才会失效，而穿孔时漏气缓慢，胎压不会急剧下降仍能继续行驶；同时因无内胎，故摩擦生热少，散热快，适于高速行驶；此外，它结构简单，质量较小。

无内胎轮胎的缺点是：密封层和自粘层易漏气，途中修理较为困难。

此外，自粘层只有在穿孔尺寸不大时方能粘合。

天气炎热时自粘层可能软化而向下流动从而破坏车轮平衡，因此，一般多采用无自粘层的无内胎轮胎。

它的外胎内壁只有一层密封层，当轮胎穿孔后，由于其本身处于压缩状态而紧裹着穿刺物，故能长期不漏气，即使将穿刺物拔出，亦能暂时保持胎内气压。

无内胎轮胎一般配用深式轮辋，目前在轿车上应用较多。

19.2.3轮胎规格标示方法
轮胎规格的表示方法基本上有公制和英制两大系统，目前大多数国家包括我国在内均采用英制表示法。

充气轮胎的尺寸标注如图19-5 所示。

高压胎用两个数字之间加一乘号来表示，即：
高压胎在汽车上应用较少，汽车上广泛应用的是低压胎。

低压胎亦用两个数字和中间一个对开线分开，即：
超低压胎的表示方法与低压胎相同。

我国规定，外胎两侧除标有轮胎规格外，还应标出制造厂商标、层级、最大负荷及相应气压、生产编号等。

为便于识别胎体帘线，胎侧还标有汉语拼音字母。

如M(或无字)表示棉帘线胎、R 表示人造丝帘线胎、N 表示尼龙胎、Z 表示子午线胎、G 表示钢丝胎、ZG表示钢丝子午线胎……美国最新的轮胎系列表示方法，则采用以“扁平率”为基础的“字母—数字”标志，例如，某一轮胎标记为F78-14，其中F表示轮胎的承载能力；第一个数字指“扁平率”为H/B×l00，数字78 表示轮胎的高度是宽度的78%，此数值越低，轮胎断面越趋扁平；第二个数字14，表示轮辋直径是14in。

承载能力的单位为kg，表示承载能力的字母及承受的载
荷如下：A-410、B-445、C-480、D-510、E-540、F-580、G-620、H-685、I-715、K-735、L-760、M-810、N-850、V-295、W-320、Y-350、Z-375。

由于子午线轮胎与“扁平形轮胎”的问世，便出现了新的轮胎尺寸参数符号。

美、日等国家现采用最新轮胎尺寸系列就是以高度比(H／B)作为轮胎分类基础的，称为“扁平率”。

子午线轮胎规格的表示方法是把标志子午胎字样的“R”置于断面宽与轮辋直径之间。

一汽捷达王轿车装用的子午线扁平轮胎的型号为185／60R14，其含义自左至右：第一个数字185 表示轮胎宽度185mm，符号“／”后面的数字60，即扁平率为60%，字母“R”表示该轮胎为子午线轮胎，最后一个数字表示轮辋的直径为14in(356mm)。