汽车运行材料11章汽车轮胎课件

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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。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。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。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10％～15％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。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。(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11—3所示。常用的金属气门嘴结构

如图11—3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2—3mm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11—16)。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H／B。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)、GB／T2978--1997(轿车轮胎系列)、GB9744—1997<载重汽车轮胎)GB／T2977--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6.00T20、其中：1)前面的数字6.00表示宽度，单位in；即6.00in2)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/T2978—1997《轿车轮胎系列》。它是对GB2978—1989(轿车轮胎系列)的修订。主要修订之处包括：1)删除轿车斜交轮胎部分。2)增添轿车子午线轮胎“55'’、”50'’和“45'’三个系列，使我国轿车子午线轮胎由原五个系列增为八个为“80系列”、“75