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汽车结构中车轮与轮胎分析

时间:2023-08-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:车轮与轮胎是汽车使用过程中的易损部件,它的性能直接影响行车安全。轮胎与轮辋相接触部分称为胎缘。图9-16有内胎的充气轮胎构造现代汽车几乎都采用低压胎。图9-17无内胎的充气轮胎构造气门嘴直接固定在轮辋上,其间垫以密封用的橡胶密封衬垫。

汽车结构中车轮与轮胎分析

1.车轮的种类与结构;

2.轮胎的种类与结构;

3.轮胎型号的含义。

1.能够向客户详细讲解车轮的结构与种类;

2.树立以客户为中心的理念,增强服务意识;

3.具有与客户沟通交流的能力。

4.具备信息搜集和处理的能力。

车轮与轮胎是汽车行驶系统中的重要部件,其功用是支承整车;缓和由路面传来的冲击力;通过轮胎同路面间的附着作用来产生驱动力和制动力;汽车转弯行驶时产生平衡离心力的侧抗力,在保证汽车正常转向行驶的同时,通过车轮产生的自动回正力矩,使汽车保持直线行驶方向;承担提高通过性等的作用。

车轮与轮胎是汽车使用过程中的易损部件,它的性能直接影响行车安全。请你就某一型号车辆配备的车轮与轮胎讲解其结构特点,识别轮胎型号及含义,在学习小组或班级里进行交流汇报。

一、车轮的种类与结构

车轮一般由轮毂、轮辋及连接它们的辐板(或辐条)组成,是介于轮胎和车轴之间承受负荷的旋转组件。轮辋是在车轮上安装和支承轮胎的部件,轮辐是在车轮上将轮辋和轮毂连接起来的部件。

1.车轮的类型

按轮辐的构造不同,车轮可分为辐板式和辐条式。普通轿车和轻、中型货车上广泛采用辐板式车轮,而高级轿车、竞赛汽车多采用辐条式车轮。此外,还有对开式车轮、可反装式车轮、组装轮辋式车轮和可调式车轮等。

(1)辐板式车轮

辐板式车轮如图9-13所示。其由挡圈、辐板、轮辋和气门嘴伸出口等组成。用于连接轮毂和轮辋的钢质圆盘称为辐板。辐板大多是冲压制成的,少数是和轮辋铸成一体的,后者主要用于重型汽车。轿车的车轮辐板所用板料较薄,常冲压成起伏多变的形状,以提高刚度

图9-13 辐板式车轮

为了防止汽车在行驶中固定辐板的螺母自行松脱,汽车两侧车轮上的辐板固定螺栓,一般采用旋向不同的螺纹,左侧用左旋螺纹,右侧用右旋螺纹。

(2)辐条式车轮

对于装载质量较大的重型汽车来说,多采用铸造辐条式车轮,如图9-14所示。轮辋是用螺栓和特殊形状的衬块固定在辐条上的,为了使轮辋与辐条很好地对中,在轮辋和辐条上都加工出配合锥面。

图9-14 辐条式车轮

2.轮辋的类型

轮辋的常见形式主要有两种:深槽宽轮辋和平底宽轮辋,如图9-15所示。此外,还有对开式轮辋、平底宽轮辋、半深槽轮辋、深槽宽轮辋、全斜底轮辋等。

图9-15 轮辋断面形式

(a)深槽宽轮辋;(b)平底宽轮辋;(c)对开式轮辋

(1)深槽宽轮辋

深槽宽轮辋如图9-15(a)所示。它是整体的,主要用于轿车及轻型越野汽车。它有带肩的凸缘,用于安放外胎的胎圈。为便于外胎的拆装,将轮辋的断面中部制成深凹槽。深槽轮辋的结构简单,刚度大,质量较小。其对于小尺寸、弹性较大的轮胎最适宜,尺寸较大、较硬的轮胎则很难装进这样的整体轮辋内。

(2)平底宽轮辋

平底宽轮辋如图9-15(b)所示。它是我国货车常用的一种形式。其中部是平直的,一侧有凸缘,另一侧以可拆的挡圈作凸缘,而且用一个开口锁圈来防止挡圈脱出。在安装轮胎时,先将轮胎套在轮辋上,而后套上挡圈,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。

(3)对开式轮辋

对开式轮辋如图9-15(c)所示。这种轮辋由内、外两部分组成,用螺栓连成一体,其内、外轮辋的宽度可以相等,也可以不相等,拆装轮胎时,拆卸螺母即可,挡圈是可拆的。有的无挡圈,而由与内轮辋制成一体的轮缘代替挡圈的作用,内轮辋与辐板焊接在一起

轮辋是轮胎的装配基础。当轮胎装入不同轮辋时,其变形位置与大小也发生变化,因此,每一种规格的轮胎最好配用规定的标准轮辋,必要时也可配用规格与标准轮胎相近的轮辋(容许轮辋)。如果轮辋使用不当,会造成轮胎早期损坏,特别是使用在过窄的轮辋上时。

二、轮胎的种类与结构

1.轮胎的作用

承受汽车的重力,与汽车悬架共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击,并衰减由此产生的振动,以保证汽车有良好的乘坐舒适性和行驶平顺性;保证车轮和路面间有良好的附着性,以提高汽车的牵引性、制动性和通过性。

2.轮胎的类型

汽车轮胎按胎体结构不同,可分为充气轮胎和实心轮胎。现代汽车绝大多数采用充气轮胎。充气轮胎按组成结构不同,又分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两种。汽车轮胎按用途不同,可分为载货汽车轮胎和轿车轮胎,而载货汽车轮胎又分为重型、中型和轻型载货汽车轮胎。充气轮胎按胎体中帘线排列的方向不同,还可分为普通斜交胎和子午线胎。

3.充气轮胎的构造

(1)有内胎的充气轮胎

有内胎的充气轮胎如图9-16所示。这种轮胎一般由外胎、内胎和内衬垫组成。外胎是用于保护内胎,使其不受外来损害的,强度高而富有弹性的外壳。与地面的接触部分为外胎面,也称胎冠,是轮胎的主要工作部分。胎冠与胎侧的过渡部分为胎肩。轮胎与轮辋相接触部分称为胎缘。胎缘内部有钢丝圈。外胎内侧为胎体,也称帘布层;胎体与胎冠之间为缓冲层,也称带束层。内胎中充满着压缩空气,按胎内的空气压力大小,充气轮胎可分为高压胎、低压胎和超低压胎三种。一般气压在0.5~0.Pa者为高压胎;0.15~0.Pa者为低压胎;0.Pa以下者为超低压胎。垫带放在内胎与轮辋之间,防止内胎被轮辋及外胎的胎圈擦伤和磨损。

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图9-16 有内胎的充气轮胎构造

现代汽车几乎都采用低压胎。因为低压胎弹性好,断面宽,与道路接触面积大,壁薄而散热性良好。这些特点提高了汽车行驶平顺性、转向操纵的稳定性。

(2)无内胎的充气轮胎

无内胎轮胎在结构和外观上与有内胎轮胎的相似,所不同的是,它没有内胎,空气被直接压入外胎中,因此要求外胎和轮辋之间有很好的密封性。无内胎轮胎的外胎内壁上附加了一层厚2~m的专门用来封气的橡胶气密层,如图9-17所示,它是用硫化的方法黏附上去的。在气密层正对着胎面下面贴着一层用未硫化橡胶的特殊混合物制成的自粘层。自粘层能自行将刺穿的孔黏合,故称为有自粘层的无内胎轮胎。

图9-17 无内胎的充气轮胎构造

气门嘴直接固定在轮辋上,其间垫以密封用的橡胶密封衬垫。无内胎轮胎的优点是:无内胎轮胎只有在轮胎爆破时才会失效,而在穿孔时,压力不会急剧下降,能安全地继续行驶;无内胎轮胎中不存在因内外胎之间摩擦和卡住而引起的损坏;气密性较好,可以直接通过轮辋散热,所以工作温度低,使用寿命长,结构简单,质量较小。

(3)子午线轮胎的构造

子午线轮胎在汽车上应用最广泛,下面主要介绍子午线轮胎。子午线轮胎的构造如图9-18所示。它由胎圈、帘布层、带束层、胎冠和胎肩组成,并以带束层箍紧胎体。其特点是:①帘线排列的方向与轮胎的子午断面一致,使帘线的强度能得到充分利用,子午线轮胎的帘布层数一般比普通斜交胎减少一半,胎体较柔软,弹性好。②帘布层帘线与胎面中心线呈90°角,帘线在圆周方向上只靠橡胶来联系,为了承受行驶时产生的较大切向力,子午线胎具有若干层帘线与子午断面呈大角度(夹角为70°~75°)﹑高强度﹑不易拉伸的周向环形的类似缓冲层的带束层。带束层通常采用强度较高、拉伸变形小的织物帘布(如玻璃纤维、聚酰胺纤维等材料)或钢丝帘布制造。

图9-18 子午线轮胎构造

1—带束层;2—帘布层;3—胎圈;4—胎冠;5—胎侧;6—胎肩。

子午线轮胎和普通斜交轮胎的结构比较如图9-19所示。子午线轮胎基本骨架的胎体帘线排列成辐射状,所以胎侧部分柔软。但是,由于胎面内侧有带束层,从而提高了外胎面(胎冠)的刚度。而普通斜交胎是由胎体构成轮胎的骨架,因而从外胎面(胎冠)到胎侧的柔软度是均匀的。

图9-19 子午线轮胎和普通斜交轮胎结构的比较

(a)子午线轮胎;(b)普通斜交轮胎

综上可知,子午线轮胎的优点是:①因帘布层数少,胎侧薄,所以散热性能好。②胎冠较厚且有坚硬的带束层,不易刺穿,行驶时变形小,可降低油耗3%~8%。③接地面积大,附着性能好,胎面滑移小,对地面单位压力也小,因而滚动阻力小,使用寿命长。④径向弹性大,缓冲性能好,负荷能力较大。⑤在承受侧向力时,接地面积基本不变,故在转向行驶和高速行驶时稳定性好。

它的缺点是:胎侧过渡区易裂口,制造技术要求高,成本高。

4.轮胎胎面花纹

轮胎胎面花纹对轮胎的性能影响很大。目前主要有普通花纹、越野花纹和混合花纹等,如图9-20所示。普通花纹的特点是花纹细而浅,花纹块接地面积大,因而耐磨性和附着性较好,适用于较好的硬路面。其中的纵向花纹,轿车和货车均可选用;横向花纹仅用于货车。越野花纹的特点是凹部深而宽,在软路面上与地面附着性好,越野能力强,适用于经常在松软路面上使用的越野汽车。混合花纹的特点介于上述两者之间,兼顾了两者的使用要求,适用于在城乡之间的路面上行驶的汽车,现代货车驱动轮胎也多采用这种花纹。

图9-20 轮胎胎面花纹

(a)普通花纹;(b)越野花纹;(c)混合花纹

5.轮胎规格标记方法

充气轮胎尺寸的标记如图9-21所示。D为轮胎名义外径、d为轮辋名义直径、H为轮胎断面高度、B为轮胎断面宽度。H与B之比称为轮胎的高宽比(以百分比表示),H/B×100%称为轮胎的扁平率。扁平率经圆整后,用其值×100来表示,一般是5的倍数,如轿车子午线轮胎有60、65、70、75、80等几个系列。轮胎的扁平率越小,说明轮胎的断面越宽,故扁平率小的轮胎称为宽断面轮胎。宽断面轮胎的优点是,断面宽,接地面积大,接地比压小,磨损减小,滚动阻力也小,抗侧向稳定性强。因此,在相同承载能力下,宽断面轮胎较普通轮胎的直径可以减小,其在高速轿车上得到广泛应用。

图9-21 充气轮胎尺寸标记

国际标准化组织(ISO)规定新轮胎规格标志由下面的内容组成:

①轮胎名义断面宽度,单位为mm;

②轮胎名义高宽比;

③轮胎结构标志;

④轮辋名义直径,单位为in;

⑤负荷指数;

⑥速度级别。

例如,9.00-20表示断面宽度为n,轮辋直径为n。如为子午线轮胎,则以9.00R20作标记。

例如,国产红旗轿车装用185/80R1490S型轮胎。其中,“185”表示轮胎名义断面宽度为m,“80”表示轮胎名义高宽比(H/B=0.80),“R”表示子午线轮胎,“14”表示轮辋名义直径为n,“90”表示负荷指数,“S”表示速度级别(最高行驶速度为m/h)。

表9-1表示不同结构及不同名义直径轮胎的最高行驶速度。

表9-1 不同结构及不同名义直径轮胎的最高行驶速度

随堂测试

1.车轮一般由________、________及连接它们的________组成,是介于轮胎和车轴之间承受负荷的旋转组件。

2.现代汽车绝大多数采用充气轮胎。充气轮胎按组成结构不同,又分为________轮胎和________轮胎两种。

3.与普通斜交胎相比,子午线轮胎的帘布层数________,胎侧________,所以散热性能好;胎冠较________且有坚硬的带束层,不易刺穿,行驶时变形________,可降低油耗。

4.轮胎胎面花纹对轮胎的性能影响很大。目前主要有________花纹、________花纹和________花纹等。

任务实施

任务工单

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