8_1车轮与轮胎【汽车底盘构造与维修】.pdf

第第8 8章章 车轮与轮胎车轮与轮胎 主编 贺大松 学习目标学习目标： 掌握汽车车轮的功用、结构和分类 掌握汽车轮胎的功用、结构形式和规格表示方法 了解汽车车轮和轮胎的维护保养方法 掌握车轮和轮胎的故障诊断方法 8.1 车轮车轮 车轮和轮胎作为汽车行驶系中的重要部件，安装在车架上， 绕车轴转动，沿地面滚动，将汽车的发出的作用力传给地 面，将地面的反作用力传给汽车，推动汽车运动；影响着 汽车的动力性、经济性、平顺性、通过性、制动性及操纵 稳定性，其质量和使用寿命在很大程度上决定着汽车的安 全性和可靠性 现代汽车均采用充气的弹性轮胎，其作用是支承全车的重 量，使汽车承载；吸收、缓和由路面传来的冲击力，改善 承载条件；传递驱动力、制动力、转向力，使驾驶员能对 汽车的运动进行控制；在保证汽车正常转向行驶的同时， 通过轮胎产生自动回正力矩、使汽车保持稳定的直线行驶 方向；减少行驶阻力和能量消耗；提高汽车通过性 8.1.1 车轮的功用、组成与分类车轮的功用、组成与分类 汽车车轮的作用是安装轮胎、连接半轴或转向节，并 承载汽车重量，传递半轴或转向节传来的力矩车轮由 轮毂、轮辋和轮盘等组成轮毂通过轴承支承在半轴套 管或转向节轴上，轮辋用来安装轮胎，轮盘用来连接轮 毂和轮辋。

根据轮辋和轮盘的连接形式可分为组合式和整体结构 式组合式结构将轮辋和辐板用焊接或铆接方式连接， 主要用于钢制车轮，整体式结构将车轮将轮辋和辐板用 铸造或锻造方式连接，主要用于合金制造车轮 根据轮盘的不同结构，分为辐板式(盘式)和辐条式(辐 式)两种 1辐板式车轮的构造 图8-1所示为辐板式车轮它主要由挡圈、轮辋、轮毂、辐板和 气门嘴伸出孔等组成用来连接轮毂和轮辋的轮盘，做成辐板， 轻型汽车的辐板，由于盘板较薄，常常冲压成多层起伏形状，以 提高其刚度，重型汽车的辐板将轮毂和轮辋铸成一体辐板式车 轮结构的辐板上开有几个大孔，以减轻重量，也利于轮毂拆装、 充气和制动鼓散热 货车后轮负荷比前轮大，为使后轮轮胎不过载，前、后轮的轮 胎寿命近似相等，后桥一般装双式车轮，在后毂上并装两套相同 的辐板和轮辋采用双螺母固定辐板时，为防止汽车行驶中固定 辐板的螺母自行松脱，汽车两侧车轮的辐板固定螺栓一般采用旋 向不同螺纹，左侧用左旋螺纹，右侧用右旋螺纹；采用单螺母固 定辐板时，使用球面弹簧垫圈防止螺母自行松脱，，左右两侧辐 板固定螺栓均可用右旋螺纹 图8-1辐板式车轮 1-挡圈2-轮辋3-轮毂4-螺栓5-凸缘6-气门嘴伸出孔7-辐板 2辐条式车轮的构造 辐条式车轮是用几根辐条将轮辋和轮毂组装在一起， 辐条与轮毂可铸造制成一体，也可用螺栓连接，辐条有 钢丝和铸造辐条两种构造，轮辋通过螺栓和特殊形状的 衬块与辐条相连，为了使轮辋和辐条很好地对中，在二 者连接处都制有配合锥面。

辐条式车轮一般仅用于赛车 和某些高级轿车图8-2所示为铸造辐条式车轮，辐条 与轮毂铸造制成一体，用于装载质量较大的重型汽车 图8-2 辐条式车轮 1-轮辐与轮毂2-螺栓 3-衬块4 -轮辋 8.1.2 车轮的结构车轮的结构 1轮辋 轮辋也称钢圈，用于安装轮胎它由轮辋、挡圈和锁 圈等组成按其结构特点的不同，可分为深槽式轮辋、 平底式轮辋和可拆式轮辋三种，如图8-3所示 （1）深槽式轮辋 如图8-3a所示为深式轮辋的断面结构它用钢板冲压 成整体结构，它有带肩的凸缘，用来安装外胎的胎圈， 其肩部略向中间倾斜5010，为便于外胎拆装，中部制 成深凹槽，凹槽两侧略倾斜这种轮辋结构简单、刚度 大、重量小，适用于安装尺寸小，弹性较大的轮胎它 主要用于轿车及轻型越野车（如BJ2020）上 （2）平底式轮辋 如图8-3b所示为平式轮辋断面结构这种轮辋的底面呈平环状， 它的一边有凸缘，另一边用可拆卸的挡圈作凸缘，它用一个具有 弹性的锁圈来防止挡圈脱出安装时，先将轮胎套在轮辋上，然 后套上挡圈，并将它向内推，越过环形槽，最后将锁圈嵌入环形 槽这种轮辋的优点是便于安装轮胎，一般用于大中型货车，如 东风EQ1092和解放CA1092型汽车。

（3）可拆式轮辋(对开式) 如图8-3c所示为可拆式轮辋断面结构它将平式轮辋制成可拆开 的两部分，其中一部分与轮盘制成一体，两部分用螺栓连成一体 拆装轮胎时，只需拧下螺栓的 螺母即可挡圈也是可拆的这 种轮辋只能装用单个轮胎，主要用于大、中型越野车上 目前是，轮辋轮廓类型主要有深槽式轮辋，代号DC；深槽宽轮 辋，代号WDC；半深槽轮辋，代号SDC；平底式轮辋，代号FB； 平底宽轮辋，代号WFB；全斜底轮辋，代号TB；可拆式轮辋，代 号DT，轮辋的结构形式根据其主要由几个零件组成分为一件式轮 辋和多件式轮辋 我国汽车轮辋规格，用轮辋断面宽度(英寸)、轮辋名义直径(英 寸)以及轮缘高度代号(用 拉丁字母作代号)来表示直径数前面 的符号表示轮辋结构型式代号，符号一表示该轮辋 为两件以上 的多件式轮辋，符号则表示该轮辋为一件式轮辋 例如东风EQ1092型汽车轮辋为7.020，其含义为：7.0表示轮辋 断面宽度为7英寸；20表示该轮辋名义直径为20英寸；一表示 为多件式轮辋 (北京BJ2020型汽车轮辋为4.5E16，表示轮辋名义宽度为4.5英 寸；20表示该轮辋名义直径为16英寸，轮缘代号为E的一件式轮 辋。

新设计轮辋用以下方式表示： 轿车：103.5C；156JJ； 轻型货车：16.56.00；15一5.50F（SDC）； 中型、重型货车：22一8.00V；22.58.25 2轮毂 轮毂用于连接制动鼓、轮盘和半轴凸缘，一般由圆锥滚柱轴承 套装在半轴套管或转向节轴颈上轮毂的型式因车轮的不同，其 结构有所不同辐板式车轮轮毂多用于轻型和中型汽车上，如图 8-1所示辐条式车轮轮毂是把它与辐条制成一体，强度大，多 用于重型车上，其结构如图8-2所示 8.2 轮胎轮胎 8.2.1 轮胎的功用与类型轮胎的功用与类型 轮胎安装在轮辋上，直接与路面接触它的作用是：支承 汽车的总重量；传递驱动力和制动力；与悬架其同作用， 吸收和缓和汽车行驶时所受到的部分冲击和振动；以保证 汽车有良好的乘坐舒适性和行驶平顺性，保证轮胎与路面 的良好附着，以提高汽车的动力性、制动性和通过性 轮胎必须具有适宜的弹性和承受载荷的能力，胎面部分应 具有花纹，以增强附着力汽车轮胎按胎体结构不同，可 分为充气轮胎和实心轮胎现代汽车绝大多数都采用充气 轮胎充气轮胎的分类方法有很多种按其组成结构不同， 可分为有内胎和无内胎两种 按其胎体内帘线排列方向的不同，又可分为普通斜交 轮胎和子午线轮胎，在汽车上得到广泛使用。

按其胎内工作气压大小不同，可分为高压胎 (0.50.7MPa)，低压胎(0.20.5MPa)和超低压胎(0.2 MPa 以下)三种，因低压胎具有良好弹性、断面宽，触地面 积大，壁薄，散热好，提高了使用寿命，目前，轿车和 货车上几乎都使用低压胎 按其轮胎胎面花纹的不同，可分为普通花纹轮胎、越 野花纹轮胎和混合花纹轮胎如图8-4所示 图8-4轮胎花纹 (a)纵向花纹(b)横向花纹(c)混合花纹(d)马牙形花纹(e)人字形花纹 8.2.2 充气轮胎的结构充气轮胎的结构 充气轮胎按结构组成，可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两种 1有内胎的充气轮胎 有内胎的充气轮胎由外胎、内胎和垫带组成，如图8-5所示 （1）外胎 外胎是用耐磨橡胶制成的具有高强度和弹性的外壳，直接与地 面接触，保护内胎不受损伤它由胎圈、缓冲层(带束层)、胎面、 帘布层等组成，如图8-6所示 1）胎圈 胎圈使外胎牢固在装在轮辋上，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 2）缓冲层 缓冲层位于胎面与帘布层之间，用胶片和两层或数层挂胶稳稀 帘布制成，弹性大，能缓冲汽车在行驶时所受到的不平路面冲击， 并防止紧急制动时胎面与帘布层脱离。

图8-5充气轮胎的组成图8-6外胎的结构 1、6-外胎2、5-内胎3、4-垫带1-胎圈2-缓冲层3-胎面4-帘布层5-胎冠6-胎肩7-胎侧 3）胎面 胎面是外胎的外表面，它包括胎冠、胎肩和胎侧三部分 胎冠与地面接触，直接承受冲击与磨损，并保护胎体免受机械 损伤胎冠上制有各种形式的花纹，以使轮胎与地面有良好的附 着性能，防止汽车纵横向滑移，胎冠上常见花纹形式如图8-4所 示 普通花纹轮胎的特点是花纹沟槽细而浅，花纹块的接地面积较 大，因而耐磨损性和附着性较好，适用于较好的硬路面其中， 纵向花纹轮胎(图8-4a)滚动阻力小、防侧滑和散热性 能好、噪声 小、高速行驶性能好，但甩石性和排水性较差；横向花纹轮胎 (图8-4b)耐磨性好，不易夹石子，但散热性差，工作噪声大，不 易高速行驶 越野花纹轮胎的特点是花纹沟槽宽而深，花纹块接地面积 较小，保证了轮胎与大片接地面积的“咬合”，防滑性能 好混合花纹轮胎(图8-4c)兼有普通花纹和越野花纹的特点， 胎冠中部花纹通常为菱形和纵向锯齿形，而在两边多为横 向大块越野花纹，其缺点是耐磨性能较差和胎面磨损不均 匀；马牙形花纹轮胎(图8-4d )具有大块横向花纹，接地面积 大，花纹强度高，常用在矿山、建筑工地上的行驶车辆上； 人字形花纹轮胎(图8-4e)在安装时，应将人字尖端指向汽车 前进时车轮旋转方向的前方，以提高排泥性和附着力。

胎 肩是较厚的胎冠与较薄的胎侧间的过渡部分，一般也制有 花纹，以利于防滑和散热 胎侧是贴在帘布层侧壁的薄橡胶层，用以保护帘布层，避 免受潮湿和机械损伤 图8-7气门嘴1-盖2、8-螺母3-衬套4-阀门5-杆6-弹簧7-座筒 9-垫片10-凸缘 4）帘布层 帘布层是外胎的骨架，也称胎体，其主要作用是承受 载荷、保持轮胎外缘尺寸和形状帘布层通常用多层胶 化的棉线或其它纤维编织而成，其帘线按一定角度交叉 排列，如图8-7所示缓冲层位于胎面与帘布层之间， 质软而弹性大，一般由多层较稀疏的帘线和富有较大弹 性的橡胶制成，其作用是加强胎面与帘布层的结合，以 防紧急制动时胎面从帘布层上脱落，同时又能减小路面 对轮胎的冲击和振动胎圈是帘布层的根基，它有较大 的刚度和强度，轮胎靠胎圈装在轮辋上胎圈由钢丝圈、 帘布层包边和胎圈包布组成 （2）内胎 内胎是一个环形橡胶管，应具有良好的弹性、耐热性 和密封性为保证在充气状态下不生产皱折，内胎有效 尺寸稍小于外胎内壁尺寸 内胎上装有气门嘴，用于充入或排出空气，其结构如 图8-7所示当轮胎充气时，空气压力顶开阀门，压缩 弹簧；充气完毕，弹簧回位，将阀门紧紧压在阀座，实 现密封。

（3）垫带 垫带是一个环形橡胶带，它垫在内胎与轮辋之间，保 护内胎不轮辋和胎圈磨坏，并防止尘土及水汽浸入胎 内 2普通斜交轮胎和子午线轮胎 （1）普通斜交轮胎 普通斜交轮胎是帘布层和缓冲层各相邻层帘线交叉，且与 胎面中心线呈小于900角排列的充气轮胎，如图8-8a所示 外胎由胎圈、缓冲层、胎面、帘布层等组成帘布层是外 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520540，相邻层帘线相交排列帘 布由纵向强韧的经线和放在各经线之间的少数纬线织成， 帘线由棉线、人造丝线、尼龙线、钢丝制成在外胎表面 注有帘布层数或层级帘布层数越多，强度越大，弹性降 低缓冲层由两层帘线交叉排列普通斜交轮胎的优点是 噪声小，外胎面柔软，在低速行驶时乘坐舒适感好，价格 便宜 (a)普通斜交轮胎(b)子午线轮胎 图8-8帘布层和缓冲层帘线的排列 2）子午线轮胎 子午线轮胎是帘布层帘线排列方向与轮胎子午断面 （即胎面中心线）成900角或接近900角排列，以带束层 箍紧胎体的充气轮胎，如图8-8b所示其特点：帘线这 样排列能使其强度被充分利用，帘布层数比普通斜交轮 胎可减少40%50%；帘线不是交错排列，没有偶数限 制，胎体较柔软；帘线在圆周。