汽车运行材料1章汽车轮胎.ppt

.,主讲：朱明 高级技师、经济师, 工程师 高级技能专业教师 高级汽车维修考评员,第十一章,第十一章 汽车轮胎,车轮的历史非常悠久，很久以前将 圆形棍棒放在箱子下，一滚动就可以轻 松搬运重物。这个划时代的发明就是车 轮。不久，没有艳胎的车轮开始发挥作 用。随着轿车等这些高速交通工具的发 达，轴胎和车轮的作用也被区分开来。,现代的车轮是保障安全行驶的重要零件， 同时还耍承受车重、转向中的横向作用 力、驱动和制动等时的各种作用力。而 且，轮辋作为保持轮胎形状的骨架，在构 成车轮的同时，也是连结车轴与轮胎的 转旋零件。所以要求其具有较高的尺寸 精度和质量平衡精度。,车轮的材料,车轮的材料要求具有刚性和弹性的良 好匹配，并且还必须具有良好的耐疲劳性。 使用在较强的冲击力作用下会断裂、或在 反复受力下就会出现裂纹的材料是有危险 的。另外，为子减轻悬架弹簧下重量(使汽 车具有良好的乘坐舒适性和轮胎的路面迫 踪性)，要求车轮的材料质量轻，并具有能 将制动产生的热量散发到空气中去的良好 的传热性。符合这些要求的材料有钢板、铝 合金、镁合金等。另外还有目前正处于研究 阶段的塑胶车轮,车轮的构造,它是由安装轮胎的轮辋和装在车轴上 的轮盘组成的。也有的车轮是用铸造或锻 造工艺制造的，轮辋和轮盘是一体的整体 式车轮。组合式构造主要是用钢板制成， 以前采用铆钉连接固定，现在几乎都采用 适合大量生产的焊接技术。整体式车乾多 采用铝合金等容易融化的轻合金制成。其 是将熔化了的金属到人模型当中用铸造 方法制造的。也有一部分是用鞋造法制造 的。用辐条将轮辋和轮盘连接起来的组装 辐条式车轮虽然数量极少，但也是存在 的。因为需要组装，所以其在生产工艺和 成本方面都不理想。而且辐条容易松动，必 须定期检修。在汽车产嚣小的年代，这种方 法也还可以。但是在大量生产的今天，辐条 式车轮遥渐过时，现在只有少部分仿古车 型上使用。车轮的构造 它是由安装轮胎的轮辋和装在车轴上 的轮盘组成的。也有的车轮是用铸造或锻 造工艺制造的，轮辋和轮盘是一体的整体 式车轮。组合式构造主要是用钢板制成， 以前采用铆钉连接固定，现在几乎都采用 适合大量生产的焊接技术。整体式车乾多 采用铝合金等容易融化的轻合金制成。其 是将熔化了的金属到人模型当中用铸造 方法制造的。也有一部分是用鞋造法制造 的。用辐条将轮辋和轮盘连接起来的组装 辐条式车轮虽然数量极少，但也是存在 的。因为需要组装，所以其在生产工艺和 成本方面都不理想。而且辐条容易松动，必 须定期检修。在汽车产嚣小的年代，这种方 法也还可以。但是在大量生产的今天，辐条 式车轮遥渐过时，现在只有少部分仿古车 型上使用。,车转的主要类型和特征,钢制车轮 作为新车的标准配置，钢制车轮用得 最多。原因可能是易于实现大景生产并且 价格低廉。但是在重量和散热性上不如铝 合金有优势。从压延加工等制造工艺的特 性来看，款形上受到门B大制约，难以跟随 潮流而改变。但是，虽说在重量和散热性上 不占优势，但实际使用起来却不会有任何 不方便的地方。如果装E塑胶的车轮罩，也 不显得落伍，成本也很低。车转的主要类型和特征 争钢制车轮 作为新车的标准配置，钢制车轮用得 最多。原因可能是易于实现大景生产并且 价格低廉。但是在重量和散热性上不如铝 合金有优势。从压延加工等制造工艺的特 性来看，款形上受到门B大制约，难以跟随 潮流而改变。但是，虽说在重量和散热性上 不占优势，但实际使用起来却不会有任何 不方便的地方。如果装E塑胶的车轮罩，也 不显得落伍，成本也很低。,铝合金车轮,这种车轮比钢制车轮散热性好而且也 轻，款式上的制约也少。所以像这种时尚的 车轮很受人们欢迎。常作为标准配置安装铝合金车轮 这种车轮比钢制车轮散热性好而且也 轻，款式上的制约也少。所以像这种时尚的 车轮很受人们欢迎。常作为标准配置安装,注意。另外，有些款式 的车轮，根据没汁共自身旋转时会消除从 制动揣周围产生的行驶风，这样的车轮其 转向都是固定的。所以在轮胎换位时不能 将旋转方向搁错。,镁合金车轮,同样是铸制品，也有质量比绍轻的镁 合金车柁。这种车轮囚受具价格高，耐腐蚀 性弱等弱点的限制昔及串很低。特别是材 料内部电易被腐蚀，所以即使外观完好，经 长期放置后，腐蚀面积会扩大，易引起车轮 断裂。当然，在车轮表面也有采取防腐措施 的，但是它容易被划伤，所以仍有腐蚀可 能。如果克服了腐蚀这个难点，镁车轮的性 能还是不错的。不过，将来也许会采用更为 优良的朔胶制车轮。自行车的车轮等已经 实现了Qg腔化，如果汽车用的贺胶车轮可 以大批生产，也许会把超轻量车轮变为现 实。这不仅会提高乘坐舒适性，而且也能在 燃料消耗和加速性能方面得到发展进步。,车轮制造的不同方法,铸造法足用压力将熔化的金属材料注 人车轮模型制成的。就僳压月饼样，冈 为使用的是同一的模型，所以生产工艺性 能好，而且产品的金属组织也很均匀。锻造 法是将材料锻打而成的。很费：时，价格也 很高。不过金属组织缜密。所以相同强度的 话，锻造的要比铸造的质量小。,轮辋的功能,为了能够切实地保护好轮胎，按照汽 车的用途有各种各样的轮辋。轿车用的是 宽幅踩底型(Wide Base Drop Center：用 WDC表示)。轮辋的可拆卸部分采用在装 卸轮胎时要先将胎缘卸下、井将相反方向 的胎缘装上的设计。可拆卸部分设计的较 深的话，轮胎的装卸就变得容易。,但是轮辆内0d的直径会变小，这使 大直径轮盘的装卸变得麻烦，所以不能 任意将可拆卸部分变深。另外，在轮辋的 可拆卸部分的周边有一圈叫凸缘的突起 部分。这是为了在轮胎气压低的状态下 受到强烈的转向冲击或者侧滑力时，或 者轮胎扎破时防止轮胎的胎绦离开轮辋 而设计的。,轮辋的尺寸,安装车轮外周轮胎的部分就是轮辋。 这个尺寸(特别是轮辋幅宽)如果与轮胎不 符的话，会引起轱胎畸形，影响轮胎性能。 也就是说，轮胎与轮辋的尺寸应是相互对 应的。 例如：只换一个宽幅的轮胎，而轮辋 还是很狭的话，不仅接地面积不会像顶 期那样增加，还会导致轮胎的偏磨损。为 适应最近轿车轮胎的扁平化，轮辋尺寸 也有所扩大，成为大径轮辋。因此，车轮 的变化给弹簧下重量带来的影响也有可 能变大。 轿车的车轮尺寸是由JIs(日本标准) 规格所规定的。不过，现在变成了赐o(国际 标准化机构)的规格。但无论是哪个规格都 是采用英寸表示轮辋幅宽和轮辋外径的单位。并且都采用轮辋的乾缘作为标记的基 准。只是在表示顺序上，JlS和ISO有所差 别。,车轮的尺寸,尽管和轮辋尺寸的表示方法相同，也 未必在所有的车型之间都可以互换。轮辋 尺寸毕竟是表示轮胎与轮辋的吻合程度， 而不能说明是否与车体相吻合，因此要十 分注意。车轮的尺寸 尽管和轮辋尺寸的表示方法相同，也 未必在所有的车型之间都可以互换。轮辋 尺寸毕竟是表示轮胎与轮辋的吻合程度， 而不能说明是否与车体相吻合，因此要十 分注意。,车轮的尺寸,车轮是由4到5根螺栓固定在车体的 轮毂上的，其螺栓孔的位置因制造商不同 而异。这些螺栓孔的位置叫做PCD(Pieh CimleDiameter)，用毫米表示。当然如果车 轮上的螺栓孔数和位置与轮教上螺栓孔数 和位置不一致的话是无法安装的。另外，车 轮中心的轮毂孔与轮毂的凸起部分吻合才 能形成车轮的旋转中心。与车轮尺寸相关 的还有一个重要尺寸就是偏移量。偏移量 是指轮辋中心到车轮安装平面间的尺寸。 是选择车轮的重要因素。,车轮的尺寸,不注重这一点。如果安装了偏移量不 同的车轮，会使轮胎的接地中心发生偏移， 影响操纵性，轮胎与车体零件的间隙小的 饩车在大转向时轮胎还会与车体发生干 涉。1T和FR车的偏移率值差异较大，即便 是通用的车轮也有很多需要区别Fr用和 FR用。所以必须尽量安装与原装偏移量相 吻合的车轮。,车轮的平衡,在陀螺周围粘上土并使它转动，就会明 白，如果陀螺失去了平衡，会边振动边旋转。 对这样的旋转体来说质量平衡很重要，车轮 也是同样，对质量平衡要求很高。但是，就算 车轮自身的质量平衡的精确度很高，但是加 上充气阀门的存在以及轮胎、车轴等驱动系 统的旋转部件的装配，会使全体的平衡性受 到影响。如果不能维持平衡，行驶在一定的 速度区域内将会引起共振现象，井会将振动 传蛤车体。虽然实际危害不大，但是前轮平 衡一旦出现问题，会将振动传给转向盘，影 响驾车的舒适性。为了减少不平衡，可以在 车轮的轮辋部分安装重物调整，不过还需要 一个判定安装重物位置的仪器。调整方法有 将车轮和轮胎从车体上卸下进行平衡试验 和调整的分离式试验法和将车轮保持安装 在车体上的状态转动轮胎进行整个驱动系 统的平衡试验和调整的整体式试验方式。,第十一章 汽车轮胎,轮胎使用合理与否，直接影响 汽车的行驶安全性和使用经济性。 汽车使用中轮胎的费用一般占运输成本的5一10， 轮胎的技术状况使油耗在1015范围内变化。,第一节 车用轮胎的作用与构造,一、轮胎的作用 现代汽车采用充气轮胎。 轮胎安装在轮辋上，直接与路面接触， 具有承重、缓冲和提供附着等作用。,二、轮胎的构造,现代汽车绝大多数采用充气轮胎。 充气轮胎根据 组成结构又分： 有内胎轮胎 无内胎轮胎。,有内胎轮胎,有内胎轮胎组成一般由： 外胎、 内胎 垫带，如图11-1所示。,1外胎,外胎： 保护内胎不受外来损伤和充人压缩空气后不致过分膨胀的外壳，是轮胎的主体， 作用： 具有承担车重和变形、缓和汽车振动和冲击， 要求： 具有较高的强度，并富有一定的弹性； 轮胎外胎的一般构造包括： 胎面(胎冠和胎肩)、胎侧、胎体(帘布层和缓冲层)和胎圈等部分，如图11-2所示。,外胎的结构如图11-2所示。,(1)胎面,胎面包括胎冠和胎肩两部分。 1)胎冠 轮胎滚动时与地面的接触部分，刻有各种沟纹和窄槽称为胎面花纹。 直接承受汽车行驶时产生的冲击和磨损，保证轮胎与路面间具有充足的附着力，具有一定的厚度较高的弹性和强力的耐磨性等。 采用耐磨性能较好的橡胶材料。 2)胎肩 厚度较大的胎冠与厚度较小的胎侧的过渡部分。为提高该部位的散热和防滑能力，一般也刻有各种花纹。,(2)胎侧,胎侧是在胎体帘布层侧壁的薄橡胶层， 作用是保护轮胎侧面帘布层免受损伤。 胎侧受压力小，不与地面磨擦，厚度小。 耐疲劳性能要好：轮胎滚动过程中，胎侧有较大的拱曲变形，承受弯曲和伸缩作用。 胎侧标注轮胎的规格、厂牌等标志符号，有一定的美观性要求。,(3)胎体,胎体： 位于外胎的内侧，是外胎的骨架， 组成： 帘布层和缓冲层， 作用： 承受负荷、保持轮胎外缘尺寸和形状。,帘布层,1)帘布层： 由若干层帘线用橡胶贴合而成的。 2)帘线材料：棉线、钢丝、人造丝线、尼龙线等。 3)帘线的排列方式： 与胎面中心线垂直或成一定夹角。 帘线的排列方式对轮胎的滚动阻力、承载能力等性能影响较大， 4)帘线与胎面中心线垂直的排列优于成锐角夹角的排列。 5)帘线的层数影响轮胎的强度，层数越多，轮胎强度越大。弹性会降低。,缓冲层,缓冲层(或带束层)： 位于帘布层与胎冠之間，用胶片和多层挂胶稀帘布制成，故该部位的弹性较大。 缓冲层：用于普通斜交轮胎，用来分散和降低胎冠部的工作应力。 带束层：用于子午线轮胎，用来约束轮胎变形，提高胎面强度，减小轮胎滚动时的内部蠕动损失。,(4)胎圈,胎圈包括： 钢丝圈、帘布层包边和胎圈包边等部分。有很高的刚度和强度， 作用： 将轮胎牢牢地固装在轮辋上，承受外胎与轮辋的各种相互作用力。,2内胎,内胎：环行橡胶管，内充满压缩空气，装入外胎后，使轮胎可保持定内压，从而获得缓冲性 能和承载能力。要求内胎须具有良好的气密性。 使内胎在充气状态下不产生褶皱，内胎的有效尺寸应小于外胎的内壁尺寸。 内胎配装有气门嘴，供轮胎充放气用。常用的金属气门嘴结构如图113所示。,常用的金属气门嘴结构 如图113所示。,3垫带,垫带放在内胎与轮辆之间，具有一定形状和 断面的环行胶带，其边缘较薄，表面光滑，具有耐热性， 有供内胎气门嘴通过的圆孔。 作用：防止内胎被轮辋及外胎的胎圈擦伤和磨损，防止尘土、水侵入胎内。 垫带按其结构分为： 有型式、无型式和平带式三种。,第二节 轮胎的分类,轮胎有不同的分类方法。 1)按用途分为；载货汽车轮胎和轿车轮胎， 载货汽车轮胎有三种分类方法： 重型、中型、轻型载货汽车轮胎。 2)按胎体结构分为：实心轮胎和充气轮胎。 充气轮胎有四种分类方法： 高压轮胎、低压轮胎、超低压轮胎和调压轮胎。,1高压轮胎,充气压力为0.5一0.7MPq的轮胎为高压轮胎。 高压轮胎的滚动阻力小，油耗低， 但缓冲性能差，与路面的附着能力低， 在汽车上很少使用。,2低压转胎,充气压力为0.11一0.45MPa的轮胎为低压轮胎。 优点：弹性好、断面宽，与道路接触面积大，壁薄而散热性好等，轿车、载货汽车采用低压轮胎 随制造材料发展，其充气压力已被提高，压力值已属高压轮胎范围，但仍将其划归为低压轮胎。,3超低压轮胎,充气压力低于0.15Mrs的轮胎为超低压轮胎 特点： 断面宽度比低压乾胎的宽，其与道路的接触面积也比低压轮胎大， 在松软路面上的通过能力比较好，非常适合于泥泞蹄、雪地、沙漠等地带使用。 多用于： 越野汽车和少数特种汽车。,4。调压轮胎,调压轮胎：充气压力可根据路面条件不同进行调节的轮胎。 轮胎的气压变化会： 改变轮胎与路面的接触面积和压强， 改变汽车的液动阻力系数与附着系数。 优点： 使汽车适应各种道路条件，有效地扩大了汽车的使用范围。,二。按轮胎胎面花纹分类,按胎面花纹不同，可分为三种： 普通花纹轮胎、 越野花纹轮胎 混合花纹轮胎， 如图11-7所示。,1普通花纹轮胎,轮胎的花纹细而浅，花纹接地面积大，其耐磨性和附着性较好适于硬路面行驶。 轮胎的花纹有纵向和横向之分， 纵向花纹滚动阻力小，方向性好，附着性和防滑性较好，散热良好，适于高速行驶，轿车、货车均可选用； 横向花纹耐磨性和抓地性比较好，花纹集中不打滑，抛土性能好，只用于货车： 纵向花纹常见形状有：锯齿花、波浪花、弓形花 横向花纹常见形状有：烟斗形、八角形、 元宝形、羊角形、水龙头形、蛇形等。,2越野花纹轮胎,轮胎的花纹凹部深而粗，沟槽面积约占总面积的50， 单位面积所受的压力大，抓着性和抛土性好，不夹石子，散热好，能发挥汽车在恶劣路面的牵引性和通过性，适用于矿山、建筑工地、林区等软路面行驶。 硬路面上行驶，则花纹磨损会较快。 有些越野花纹(如人字形花纹)有行驶方向，使用时应使驱动轮胎面花纹的尖端与旋转方向一致。,3混合花纹轮胎,该种轮胎的花纹介于普通花纹和越野花纹之间的过渡性花纹，兼有两者的特点，中部为菱形，纵向为锯齿形或烟斗形，两边为横向越野花纹， 有良好的抗滑性与抓着力，纵横抓着力几乎相等，有效避免汽车行驶打滑： 适用于城市、乡村之间的路面上行驶。现代货车驱动轮多选用此种花纹轮胎。,三、按轮胎组成结构分类,汽车轮胎按组成结构不同，分为两种： 内胎轮胎 无内胎轮胎。,无内胎轮胎,在外观上和有内胎轮胎相近，结构上少了内胎和垫带，而在外胎内壁上多了一层厚度23mm的专门用来封气的橡胶密封层，有的无内胎轮胎还在密封层正对着胎面的下面贴着一层自粘层。 自粘层是用末硫化橡胶的特殊混合物制成，具有将刺穿的孔粘合的功效。,无内胎轮胎,行驶时的温度较低适用于高速行驶，且使用寿命较长。 当轮胎穿孔时，轮胎不漏气或缓慢漏气，从而保证行车安全， 缺点： 制造材料和工艺要求高，途中维修困难， 自粘层在炎热季节会软化产生流动而破坏车轮平衡等。,四、轮胎胎体帘线排列方向分类,汽车轮胎按胎体帘线排列方向不同分为两种： 普通斜交轮胎 子午线轮胎。,1普通斜交轮胎,结构特点： 胎体帘布、帘线排列方向与轮胎子午断面成一定夹角，帘线是由一侧胎边穿过胎面到另一侧胎边，并且由这种斜置帘线组成的多层(层数通常为偶数)帘布交错叠合，呈斜交方式排列。 为兼顾轮胎的侧向刚性和缓冲性能，取胎冠角为500一 520,普通斜交轮胎,优点： 噪声小、制造容易、价格便宜等。 缺点： 滚功阻力大、油耗高、承裁能力较低等。使用受到了一定限制，有被子午线轮胎取代的趋势。,2子午线轮胎,特点： 胎体帘布层帘线排列方向与轮胎子午断面一致，呈环形排列， 帘线也是由一侧胎边穿过胎面到另一侧胎边，同时在圆周方向有一带束层。 结构特点：比普通斜交轮胎有优越性能：,子午线轮胎,结构特点： (1)使用寿命长 (2)缓冲性能好 (3)滚动阻力小 (4)胎温低，散热快 适于高速行驶。 (5)承载能力大 (6)附着性能好 (7)转向行驶稳定性好 (8)轮胎质量轻,注意,同一汽车： 子午线轮胎不能与普通斜交轮胎混装，,五、按轮胎胎体帘线材料分类,按胎体帘线材料不同，可分为 棉帘线轮胎、 人造丝轮胎、 尼龙轮胎 钢丝轮胎等。,第三节 轮胎规格与表示方法,一、基本术语 1轮胎的主要尺寸包括： 轮胎外直径D、 轮胎内径d、 轮胎断面高度H、 轮胎断面宽度月、 负荷下静半径、 轮胎该动半径等(图1116)。,第三节 轮胎规格与表示方法,2离宽比 轮胎断面高度与轮胎断面宽度的比值， 以百分数形式表示，即HB。 轮胎的高宽比又称扁平率。 优点：接地面积大，接地比压小，磨损小，滚动阻力小，抗侧向稳定性强等， 在高速轿车上得到了广泛的应用。,3轮胎最高速度,轮胎最高速度： 在规定的路面级别、轮辋名义直径等条件下： 在规定持续行驶时间(最长时间为1h)内， 允许使用的最高速度。,4层组,轮胎的层级是： 描述轮胎负荷能力的相对指数，,5、负荷指敷,轮胎负荷指数： 描述轮胎在最高速度、量大充气压等规定使用条件下负荷能力的参数，,二、我国轮胎规格表示方法,我国轮胎现执行的标准为： GB9743-1997轿车轮胎)、 GBT2978-1997(轿车轮胎系列)、GB97441997载重汽车轮胎) GBT2977-1997(载重汽车轮胎系列)等。 标准规定了我国汽车轮胎规格表示方法。,四、轮胎胎侧标志,胎侧的标志，用凸字标识于胎侧醒目位置.内容包括： 轮胎规格、速度级别符号、负荷能力、标准轮辋、胎面磨耗标志、平衡标志、生产编号等信息。 正确识别这些标志对轮胎的选配、使用、保养十分重要，对于保障行车安全和延长轮胎使用寿命具有重要意义。,标准轮辋,标准轮辋指与每种规格的轮胎相配用的轮辋。 轮辋通常分三种： 平式、半深式、深式。 型号表示如6.00T 20、 其中： 1)前面的数字 6.00表示宽度，单位in；即6.00in 2)中间的字母表示边缘高度与弧度半径； 符号“”表示平式， “x”表示深式及半深式； 3)最后的数字20表示直径，单位in。即20in,胎面磨耗标志表示： 轮胎的磨损极限，一旦轮胎磨损达到这一标志位置，则应及时更换并予以翻新，否则会造成轮胎早期报废，增大使用成本。 平衡标志表示： 轮胎此处最轻，组装时应正对气门嘴，以保证整个轮胎的平衡性。 标志用彩色橡胶制成标记形状，硫化在胎侧上。,生产编号,生产编号： 用一组数字及字母表示轮胎制造年月及数量的标志。 如“03N08B6020”表 示2003年8月B组生产的第6020只轮胎。生产编号可用于识别轮胎的新旧程度及存放时间。,美国运输部的规定,轿车轮胎上必须有“三T”标志： 轮胎磨损(TREAD-WEAR)、温度(TEMPERATURE)、 牵引力(TRACTION)等标志 “三T”标志是由国际权威机构测试和提供的。 1)“磨损标志”衡量轮胎胎面耐磨性能和使用寿命，它的级 别以具体的数字表示。 2)“温度标志”衡量轮胎行驶时升温的高低，实际上与轮胎的高速性能有关，分A、B、C三级， A级为特忧，B级为良好，c级为一般。 3)“牵引力标志”衡量轮胎与地面的附着性能，其分级表示与温度标志相同。,第四节 轮胎系列,一、轿车轮胎系列 我国轿车轮胎系列执行GB/T 29781997轿车轮胎