车轮及轮结构分析 胎拆装学习手册.docx

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车轮及轮结构分析胎拆装学习手册

《汽车构造与拆装》学习手册

学习情境3汽车底盘拆装与调整

学习单元3.5车轮及轮胎拆装学时：

2

学习目标

掌握汽车车轮及轮胎拆装的基本操作技能。

掌握汽车车轮及轮胎的结构及工作原理。

掌握常用工具及量具的使用。

能制定汽车车轮及轮胎拆装的计划。

能完成汽车车轮及轮胎的拆装。

遵守劳动与环境保护的规定，对损坏部件进行修复和更换。

能对拆装调整完的整车进行检测，判定质量。

学生具备良好的职业道德和劳动观念。

任务载体

工具媒体

奇瑞QQ轿车车轮及轮胎拆装；

跃进货车车轮及轮胎拆装。

多媒体教学设备、教学课件、教学软件、教学录像、视频教学资料、网络教学资源、维修资料、设备手册、学习手册、测试习题、教学模型、拆装用车轮及轮胎总成、专用工具、任务工单、维修工单

知识要求

技能要求

知识拓展

了解车轮在汽车上的重要性，车轮和轮胎的功用；

知道车轮的组成和结构；

了解轮胎组成、结构和花纹；

车轮与轮胎的种类；

轮胎的表示方法。

熟练使用工具，掌握轮胎的拆装与更换，并熟悉轮胎拆装的要求，能够正确进行轮胎的拆装

扒胎机的使用方法

学习单元3.5车轮及轮胎拆装

3.5.1.　行驶系概述

1、行驶系的功用

汽车作为一种地面交通运输工具，行驶系的主要功用是：

1）承受汽车的总质量。

2）接受传动系传来的动力，通过驱动轮与地面之间的附着作用，产生驱动力，从而克服外界阻力，保证汽车正常行驶。

3）传递并承受路面作用于车轮上的各种反力及所形成的力矩。

4）缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，保证汽车平顺行驶。

2、行驶系的组成和类型：

汽车（轮式汽车）行驶系一般由车架1、车桥6、3、车轮5、4和悬架7、2等组成，如图3-5-1所示。

图3-5-1　行驶系的组成及受力简图

1—车架　2—后悬架　3—驱动桥　4—后轮　5—前轮　6—从动桥7—前悬架

车轮和轮胎位于车身与路面之间起支承汽车和装载的质量，传递汽车与路面之间的各种力和力矩，缓冲车轮受路面颠簸时所引起的振动，保持汽车的行驶方向等作用。

行驶系的类型有轮式和履带式。

3、车架

汽车车架俗称“大梁”。

其上装有发动机、变速器、传动轴、前后桥、车身等总成和部件。

车架的功用是支承、连接汽车的各总成，使各总成保持相对正确的位置，并承受汽车内外的各种载荷。

车架通过悬架装置坐落在车轮上。

有的客车和轿车为了减小质量，取消了车架，制成了能够承受各种载荷的承载式车身，即无梁式车身。

汽车车架的结构型式主要有两种：

边梁式车架和中梁式车架（或称脊骨式车架）。

（1）边梁式车架

边梁式车架的纵梁通常用低合金钢板冲压而成，一般为16Mn。

其断面形状有槽形断面、箱形断面、“Z”字形断面和“工”字形断面等几种（图3-5-2）。

（2）中梁式车架

中梁式车架只有一根位于中央而贯穿汽车全长的纵梁，亦称为脊骨式车架，如图3-5-3所示。

　图3-5-3中梁式车架结构

由边梁式和中梁式车架联合构成的，称为综合式车架。

如图3-5-4所示。

4、车桥

车桥（也称车轴）通过悬架与车架（或承载式车身）相连接，两端安装汽车车轮。

车桥的作用是传递车架与车轮之间的各向作用力及其所产生的弯矩和转矩。

根据悬架的结构型式，车桥可分为整体式和断开式两种。

断开式车桥为活动关节式结构，与独立悬架配用。

大部分现代轿车左右车轮之间实际上没有车桥，而是通过各自的悬架与车架相连接，然而习惯上仍将它们称为断开式车桥。

（1）转向桥

转向桥是利用转向节使车轮偏转一定的角度以实现汽车的转向，同时还承受和传递车轮与车架之间的垂直载荷、纵向力和侧向力以及这些力形成的力矩。

如图3-5-5所示。

（2）转向轮定位

①主销后倾

主销装在前轴上后，在纵向平面内，其上端略向后倾斜，这种现象称为主销后倾。

在纵向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角γ叫主销后倾角，如图3-5-6所示。

②主销内倾

主销安装到前轴上后，在横向平面内，其上端略向内倾斜，这种现象称为主销内倾。

在横向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角β叫主销内倾角，如图3-5-7所示。

③前轮外倾

前轮安装在车轮上，其旋转平面上方略向外倾斜，这种现象称为前轮外倾。

前轮旋转平面与纵向垂直平面之间的夹角α称为前轮外倾角，如图3-5-7a所示。

④前轮前束

汽车两个前轮安装后，在通过车轮轴线而与地面平行的平面内，两车轮前端略向内束，这种现象称为前轮前束。

左右两车轮间后方距离A与前方距离B之差（A—B）称为前轮前束值，如图3-5-8所示。

（3）转向驱动桥

能实现车轮转向和驱动的车桥称为转向驱动桥，如图3-5-9所示。

3.5.2.车轮与轮胎

3.5.2.1车轮

1、车轮的组成

车轮是介于轮胎和车桥之间承受负荷的旋转组件，一般由轮毂、轮辐（轮盘）和轮辋所组成。

图3-5-10为红旗CA7220轿车的车轮及轮胎总成。

2．车轮的类型

（1）辐板式车轮　图3-5-11为轿车车轮，车轮的轮辋1与轮辐2可以用钢钉连接，也可以制成一体。

（2）辐条式车轮用于重型载货汽车的辐条式车轮多采用铸造辐条，如图3-5-12所示。

3．轮辋的类型

（1）深槽轮辋　深槽轮辋（图3-5-13a）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。

（2）平底轮辋　平底轮辋（图3-5-13b）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作凸缘。

开口的锁圈3用来将挡圈2固定在轮辋上。

（3）对开式轮辋　对开式轮辋（图3-5-13c）的结构特点是轮辋由内、外两部分组成，用螺栓6将两部分连成一体。

内、外两部分中，有一部分（往往是内轮辋）与轮辐固联。

4．国产轮辋规格的表示方法

轮辋规格用轮辋名义宽度代号、轮缘高度代号、轮辋结构型式代号、轮辋名义直径代号和轮辋轮廓类型代号来表示，其表示方法为：

（1）轮辋名义宽度和轮辋名义直径它们均以英寸表示，一般取两位小数。

（2）轮缘高度代号用一个或几个拉丁字母表示。

（3）轮辋结构型式代号轮辋的结构型式，根据其主要由几个零件而组成分为：

一件式轮辋、二件式轮辋、三件式轮辋、四件式轮辋和五件式轮辋。

符号“×”表示一件式轮辋，符号“—”表示两件或两件以上的多件式轮辋。

5．轮毂

轮毂是连接制动鼓、轮辐和半轴凸缘的重要零件，一般由圆锥滚子轴承套装在轴管或转向节轴颈上。

按轮辐的结构型式可分为辐板式车轮轮毂和辐条式车轮轮毂两种。

辐板式车轮轮毂拆装方便，一般用于轻型和中型汽车车轮；辐条式车轮轮毂常常将辐条与轮毂铸造成一体，多用于重型车轮。

轮毂内装有轮毂轴承，为使其润滑，可在毂内加少量润滑脂。

3.5.2.1轮胎

1．轮胎的作用

轮胎安装在轮辋上，直接与路面接触，其作用是：

支承汽车的总质量；与汽车悬架共同吸收和缓和汽车行驶时所受到的冲击和振动，以保证汽车具有良好的乘坐舒适性和行驶平顺性；保证车轮与路面的良好附着而不致打滑，使汽车行驶平稳。

（1）承重

在众多的汽车零部件中，只有轮胎与地面直接接触，汽车本身的重量和汽车上的乘人及载运货物的重量都要靠轮胎来支承，因此，轮胎必须具有足够的承受载荷的能力。

（2）缓冲

汽车行驶时因路面不平要受到冲击。

为保证汽车具有良好的乘坐舒适性，必须设法消除和衰减汽车行驶中产生的振动，这一任务通常是由轮胎和汽车悬架共同来完成的。

（3）提供附着

汽车行驶所需要的驱动力、汽车减速或停驶所需要的制动力等都要靠轮胎与路面的作用而产生，因此，轮胎与路面间应有良好的附着性能。

2．轮胎的类型和结构

（1）类型

汽车轮胎按其用途可分为轿车轮胎和载货汽车轮胎两种。

轿车轮胎主要用于轿车的充气轮胎；载货汽车轮胎主要用于载货汽车、客车及挂车上的充气轮胎。

汽车轮胎按胎体结构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；而实心轮胎目前仅应用在沥青混凝土路面的干线道路上行驶的低速汽车或重型挂车上。

就充气轮胎而言，按组成结构不同，可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两种；按胎内的工作压力大小，可分为高压胎、低压胎和超低压胎三种；气压力为0.5～0.7MPa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，因此在汽车上很少使用。

充气压力低于0.15MPa的轮胎为超低压轮胎。

超低压轮胎的断面宽度比低压轮胎的宽，其与道路的接触面积也比低压轮胎大，所以超低压轮胎在松软路面上的通过能力比较好，非常适合于泥泞路、雪地、沙漠等地带使用。

目前，超低压轮胎多用于越野汽车和少数特种汽车上。

为增加轮胎的附着力，避免轮胎纵横向打滑，以及良好的排水性能，胎冠制有各种花纹。

花纹按方向分为横向花纹和纵向花纹。

按胎面花纹的不同，还可以分为普通花纹胎、混合花纹胎和越野花纹胎。

轮胎花纹如图3-5-14所示。

按胎体中帘线排列的方向不同，又可以分为普通斜交胎、带束斜交胎和子午线胎。

图3-5-14　轮胎花纹

a）、b）普通花纹　c）混合花纹　d）、e）越野花纹

（3）结构

充气轮胎的结构如图3-5-15所示，由外胎、内胎、垫带组成。

图3-5-15　充气轮胎的组成

1—外胎　2—内胎　3—垫带

外胎是轮胎的主体，按轮胎的部位，它由胎面（包括胎冠和胎肩），胎侧、胎体（包括缓冲层和帘布层）和胎圈组成。

外胎结构如图3-5-16所示。

垫带放在内胎与轮辋之间，是一个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，上有供内胎气门嘴通过的圆孔。

垫带的作用是防止内胎被轮辋及外胎的胎圈擦伤和磨损，并能防止尘土、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。

无内胎轮胎的结构如图3-5-17所示。

图3-5-16　外胎的结构

a—胎冠　b—胎肩　c—胎侧　d—胎圈

1—缓冲层　2—帘布层　3—钢丝圈4—帘布层包边　5—胎圈包边

图3-5-17　无内胎轮胎

1—橡胶密封层　2—自粘层　3—环形槽纹　4—气门嘴

5—铆钉　6—橡胶密封衬垫　7—轮辋

如图3-5-18所示，由于胎体帘布层中帘线与胎面中心线约呈小于90度角排列，并由一侧胎边穿过胎面到另一侧胎边，层层相叠，成为胎体的基础，称为斜交轮胎。

图3-5-18　普通斜交轮胎

1—胎面　2—轮胎断面中心线3—帘布层　4—缓冲层

图3-5-19　子午线轮胎

1—胎面　2—轮胎断面中心线3—帘布层　4—带束层

图3-5-20　子午线轮胎帘布层帘线与带束层帘线组成的三角形结构

如图3-5-19所示，子午线轮胎用钢丝或纤维植物制作的帘布层，其帘线与胎面中心的夹角接近90度角，并从并由一侧胎边穿过胎面到另一侧胎边。

如图3-5-20所示为子午线轮胎帘布层帘线与带束层帘线组成的三角形结构，如图3-5-21所示为子午线轮胎与普通斜交轮胎骨架的区别，这样提高了胎面的刚性，提高了轮胎的耐磨性。

图3-5-21　子午线轮胎与普通斜交轮胎骨架的区别

a）子午线轮胎　b）普通斜交轮胎

3、轮胎规格与表示方法

（1）基本尺寸（如图3-5-22所示）

图3-5-22　轮胎的主要尺寸

（2）高宽比

轮胎的高宽比是指轮胎断面高度H与轮胎断面宽度B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。

（3）轮胎最高速度

代号

P

Q

R

S

T

U

H

V

Z

安全速度

（公里/小时）

150

160

170

180

190

200

210

240

〉240

（4）层级

轮胎的层级是描述轮胎负荷能力的相对指数，用PR表示，主要用于区别尺寸相同但结构和承载能力不同的轮胎。

（5）负荷指数

代号

78

80

82

84

86

95

载重能力

（千克／胎）

425

450

475

500

530

690

4.子午线轮胎的表示方法

轮胎型号示例：

275　/40R1899Y（如图3-5-23所示）

分析：

275　/　轮胎名义断面宽度（275mm）60　轮胎名义高宽比（40%）R　子午线轮胎代号（英语单词Radial的第一个字母）18　轮辋名义直径（18in）99　负荷指数（最大负荷为775kg）Y　速度级别符号（最高行驶速度为210km/h）。

4、轮胎拆装与调整

（1）轮胎胎压检查

轮胎气压要定期使用气压表测量，不可用肉眼判断。

检查轮胎压力。

正确的压力可以在车门标签上找到，如图3-5-24所示。

手提式轮胎气压表如图3-5-25所示。

图3-5-24　车门标签位置

图3-5-25　手提式轮胎气压表

1—气压表　2—回位按钮3—气管组合件　4—气嘴组合件

（2）行车中更换轮胎

第一步:

当遇到爆胎或者需要临时更换备胎时，请先将车辆停到安全地带，切莫在公路中央更换备胎。

应选择水平路面停车，将换挡杆拨到空挡（手动挡）或P挡（自动挡）。

第二步:

按下车辆危险报警提示灯（双蹦灯），待车辆停好后，拉起手制动（手刹）。

当您确认安全后，下车走到车尾处，从行李舱中取出三角警示牌，在车尾部左后方50m左右的地方摆好，以便提前提醒后方的车辆，该车出现了故障。

第三步:

从行李舱中取出备胎、轮胎扳手和千斤顶。

先将备胎平放于车身下方，以备不测。

第四步:

将千斤顶置于车身下的钢梁处，并将千斤顶起重爪对准车身下方支撑点。

用轮胎扳手依次将需要更换的轮胎螺栓松开一圈。

第五步:

摇动千斤顶将车身支起。

然后用扳手依次卸下需要更换的轮胎的螺栓，并卸下车轮。

第六步:

将备胎对准车轴和螺孔，以对角线的方式将轮胎螺栓拧上。

如图3-5-26所示。

分2-3次交叉地将螺母拧紧，直到每一个螺母都被固定。

坚固扭矩98～118N.m（10～12kgf.m）通过在随车提供的车轮螺母扳手根部施加370～430N（37～43kg）的力来达到。

然后松开千斤顶，让车轮着地。

最后再以对角线的方式将轮胎螺栓依次拧紧。

第七步:

将车轮落地后，继续以最大力矩拧紧轮胎的固定螺栓；

第八步:

收好换下的轮胎、工具和千斤顶。

注意事项：

①轮子放置时气门应在下面。

如图3-5-27所示。

②如果几个轮子是同时拆卸，用粉笔在轮胎上作标记，注明是哪个轮子的轮胎。

③为了防止出错，标出车轮与轮毂关系。

④为了防止不平衡，标出锁定轮子螺栓在轮子上的位置。

⑤为了防止盘轮出现张力，插入车轮双头螺栓并在对角线交替紧固；盘轮和制动盘之间必须有均匀地盈余间隙。

使用扭矩扳手，在对角线并且交替地紧固车轮双头螺栓。

（3）车轮动平衡检查。

车轮动平衡检查是更换新的轮胎和钢圈后的必做项目，轮胎更换需要使用专用的扒胎机进行，如图3-5-28所示。

轮胎更换完毕后要充压到规定值，准备做车轮动平衡，如图3-5-29所示。

（3）轮胎换位。

方法如图3-5-30所示。

图3-5-30　轮胎换位

a）循环换位法　b）交叉换位法　c）单边换位法

知识拓展

扒胎机的使用方法

扒胎过程：

1、用气枪将轮胎内空气放至气压表指针指向零；

2、将轮胎靠在扒胎机右边的铲臂胶垫上，把压胎铲顶在距轮辋边约1㎝的胎唇上，踩下压胎脚踏；

3、待压胎铲向左移动至死点时放开踏板，沿轮辋两边转换角度重复操作，直至胎唇全部松开；

4、将轮胎放上工作盘，踩下夹紧脚踏，卡爪向外伸开卡住轮辋；

5、放低压杆，使拆装头靠到轮辋的上边缘，搬动锁紧手柄锁住水平及垂直臂，并使拆装头离轮辋2至3㎝；

6、用撬棒以拆装头为支点撬开胎唇，将胎唇撬到拆装头隆起的结头上；

7、保持撬棒位置不变，踩下转动脚踏，使工作盘按顺时针方向旋转，直至轮胎完全与轮辋分开，将轮胎上抬，用相同方法使另一面与轮辋分开；

装胎过程：

1、在胎唇内圈和外圈涂上肥皂水用作润滑；

2、将拆装臂复原到扒胎时的位置，把顺工作盘转动方向的胎唇一侧卡在拆装头下方，将另一侧放在尾部的上方，用手压住轮胎，踩下踏板转动工作盘，即可装上轮胎下边唇；用同样的方法装上上边唇；

3、用气枪给轮胎充气至2.5Mpa

4、踩下夹紧脚踏，放松轮辋，取下轮胎。

学习小结

1、行驶系的构成；

2、车架的结构形式及特点；

3、车轮和轮胎的功用；

4、车轮与轮胎的种类；

5、车轮组成及轮胎构造特别是子午线胎的结构特点；

6、轮胎的表示方法，能正确识别轮胎标记；

7、扒胎机的使用方法。