第一节 车轮
一、车轮的组成及作用
车轮是介于轮胎和车桥之间承受负荷的旋转组件,其功用是安装轮胎,承受轮胎与车桥之间的各种作用力和力矩。
车轮通常是由轮毂、轮辋和轮辐组成,如图2-2所示。轮毂通过圆锥滚子轴承安装在车桥或转向节轴上,用于连接车轮与车桥。轮辐固定在车轮轮毂上,轮辋用于安装和固定轮胎并承受车重及各种作用力、力矩。
二、车轮的类型及其构造
按轮辐的结构不同,可将车轮分为辐板式和辐条式。按车轴一端安装一个还是两个轮胎,又可将车轮分为单式车轮和双式车轮。目前,轿车和货车广泛采用辐板式车轮和辐条式车轮。
1.轮辐
(1)辐板式车轮 如图2-2所示,辐板式车轮由轮毂、挡圈、轮辋、辐板和气门嘴伸出口组成。车轮中用以连接轮毂和轮辋的钢质圆盘称为辐板,大多是冲压制成的,少数是和轮毂铸成一体的(常用在重型货车上)。
轿车辐板所用的板料较薄,常冲压成起伏多变的形状,以提高其刚度,如图2-3所示。有些轿车为了减轻车轮的重量和有利于制动毂的散热,采用了铝合金铸造加工且多为整体式的,即轮辋和轮辐铸成一体。为了保证高速行驶的平衡性能,还加有平衡块。货车的辐板所用板料较厚,为减轻重量,其上加工有孔,方便接近气门嘴,同时可作为安装时的把手。辐板与轮辋通过焊接或铆接的方式固定成为一个整体,辐板通过螺栓安装在轮毂上,6个孔加工成锥形,以便在用螺栓把辐板固定在轮毂上时对正中心,如图2-4所示。
图2-2 车轮的组成
1—轮毂 2—挡圈 3—轮辐(辐板式) 4—轮辋 5—气门嘴伸出口
图2-3 轿车辐板式车轮
图2-4 货车辐板式车轮
货车后轴载荷比前轴大得多,为了使后轮轮胎不过载,前、后轮胎磨损趋于相等,后桥一般使用双式车轮,如图2-5所示。即在同一轮毂上安装了两套辐板和轮辋,内外可互换。内轮辐板靠在轮毂凸缘的外端面上,用具有锥形端面的特制螺母固定在螺栓上,螺母具有外螺纹。外轮辐板紧靠着内轮辐板,并用锁紧螺母进行固定。采用这种双螺母固定形式,可以防止汽车在行驶中固定轮盘的螺母自动松脱。一般采用不同螺纹旋向的螺栓,左侧车轮用左旋螺纹,右侧车轮用右旋螺纹。目前,在一些货车上(如黄河JN150型汽车),采用了单螺母的固定形式,该结构采用了球面弹簧垫圈,可以防止螺母的自行松脱,故汽车左右车轮上固定辐板的螺栓均可用右旋螺纹,从而减少了零件。
图2-5 货车双式车轮
图2-6 辐条式车轮
a)钢丝辐条式车轮 b)铸造辐条式车轮
(2)辐条式车轮 按辐条结构的不同,辐条式车轮可分为钢丝辐条式车轮和铸造辐条式车轮。由于钢丝辐条车轮(图2-6a)价格昂贵,维修安装不便且不能与无内胎轮胎组合使用,所以仅用于赛车和某些高级轿车上。铸造辐条式车轮(图2-6b)用在载重量较大的重型货车上。它的轮辐是与轮毂铸成一体的辐条,轮辋用螺栓和特殊形状的衬块固定在辐条上。为了使轮辋与辐条很好地对中,在轮辋和辐条上都加工了配合锥面。
2.轮辋
(1)轮辋的类型 轮辋是轮胎装配和固定的基础,常见结构形式有深槽轮辋、平底轮辋和对开式轮辋,如图2-7所示。此外,还有半深槽轮辋、深槽轮辋、平底轮辋、全斜底轮辋等。
图2-7 轮辋的结构形式
a)深槽轮辋 b)平底轮辋 c)对开式轮辋
1、3—挡圈 2—锁圈
1)深槽轮辋(图2-7a)。这种轮辋是整体的,其断面中部为一深凹槽,主要用于轿车及轻型越野汽车,适宜安装尺寸小、弹性较大的轮胎。它有带肩的凸缘,用以安装外胎的胎圈,其肩部通常略向中间倾斜,倾斜角一般在5°左右。倾斜部分的最大直径称为轮胎胎圈与轮辋的着合直径。深槽轮辋的结构简单、刚度大、质量较小。
2)平底轮辋(图2-7b)。平底轮辋多用于货车,其挡圈是整体的,用一个开口弹性锁圈来防止挡圈脱出。在安装轮胎时,先将轮胎套在轮辋上,然后套上挡圈,并将挡圈向内推,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。东风EQ1090E型汽车和解放CA1091型汽车的车轮均采用这种形式的轮辋。
3)对开式轮辋(图2-7c)。这种轮辋由内外两部分组成,其内、外轮辋的宽度可以相等,也可以不等,两者用螺栓连成一体。拆装轮胎时相对较方便,拆卸螺栓上的螺母即可。图2-7中所示挡圈是可拆的。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。这种轮辋主要用在载重量较大的重型货车和大型客车上,也用在越野汽车上。东风EQ2080汽车采用的就是这种形式的轮辋。
(2)国产轮辋规格的表示方法 我国轮辋规格已标准化、系列化,其规格用一组数字、字母和符号组合表示,各部分的含义及具体内容如下:
1)轮辋轮廓类型代号。目前轮辋轮廓类型有7种,其代号分别为:深槽轮辋代号为DC,深槽宽轮辋代号为WDC,半深槽轮辋代号为SDC,平底轮辋代号为FB,平底宽轮辋代号为WFB,全斜底轮辋代号为TB,对开式轮辋代号为DT。轮辋轮廓类型及代号如图2-8所示。
图2-8 轮辋轮廓类型及代号
2)轮辋直径代号。轮辋直径用数字表示,单位为in(当新设计轮胎以mm表示直径时,轮辋直径用mm表示)。
3)轮辋结构形式代号。符号“×”表示轮辋为一件式轮辋,符号“-”表示轮辋为两件或两件以上的多件式轮辋。
4)轮辋高度代号:用一个或几个拉丁字母表示,如C、D、E、F、J、K、L、V等。
5)轮辋宽度代号:以数字表示,一般取小数点后两位,单位为in。
例如:北京BJ2020型汽车轮辋为4.50E×16,表示该轮辋是名义宽度为4.5in、名义直径为16in、轮缘轮廓代号为E的一件式深槽轮辋。对于平底式宽轮辋,只有表示轮辋名义宽度和名义直径的数字,而没有表示轮缘轮廓的拉丁字母代号。例如,东风EQ1090型汽车轮辋规格为7.0-20,解放CA1091型汽车轮辋规格为6.5-20。