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)。