車輪于汽車而言,，主要用于行駛

像人一樣，主要用來走路

但是

大長腿

乃是眾多美女與“野獸”夢寐以求的

許多“野獸”們看美女第一眼就是看腿美不美

像下面這兩雙大長腿估計“野獸們”看到后就走不動路了吧

哈哈

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那說到車輪呢

今天漫談君就和大家聊一聊

車輪的設(shè)計,、開發(fā)方法及流程

汽車車輪是汽車的重要部件,既是一個外觀裝飾件,，又是一個安全件。車輪的設(shè)計既要安全,、輕量化,，又要美觀，與整車風(fēng)格相配，符合時代發(fā)展潮流,，同時還要滿足個性化需求,。

定義

車輪系統(tǒng)是汽車的行走部件，汽車工作時,，車輪將汽車發(fā)出的作用力傳給路面,，同時將地面給予的反作用力傳回汽車，汽車依據(jù)車輪傳遞的力和力矩實現(xiàn)約定的承載和完成規(guī)范的運動,。

基本功能

1）支撐汽車,，承受汽車的重力，使汽車能夠承載,，支承垂直載荷,；

2）傳遞驅(qū)動力、轉(zhuǎn)向力和制動力,，使駕駛?cè)藛T能夠?qū)ζ嚨牡倪\用進(jìn)行操控（提供加速和制動所需的縱向力和轉(zhuǎn)彎所需側(cè)向力）,；

3）減小行駛阻力和能量消耗，提高運輸效率,；

4）緩和行駛沖擊,，改善行駛條件，同時保護(hù)汽車和路面,。

車輪系統(tǒng)的組成

車輪

車輪一般由輪輞,、輪輻、輪轂等構(gòu)成,?？煞譃檩棸迨杰囕喓洼棗l式車輪。

1）輪輞：車輪上安裝和支撐輪胎的部件,。

2）輪輻：車輪上車軸和輪輞之間的支撐部件,。

3）輪轂：輪胎內(nèi)廓支撐輪胎的圓桶形的、中心裝在軸上的金屬部件,。

輪胎

1）結(jié)構(gòu)

輪胎主要由內(nèi)胎,、外胎和墊帶等組成,。

墊帶：用以保護(hù)內(nèi)胎著合面不受輪輞磨損的環(huán)形帶,。

簾布層：簾布層是外胎的骨架，也稱胎體,。其主要作用是承受載荷,，保持外胎的形狀和尺寸,，使外胎具有一定的強(qiáng)度。

簾線：組成胎體簾布層,、帶束層,、緩沖層等各種部件用的線繩,。

2）輪胎規(guī)格表示方法

3）輪胎的分類

普通斜交車輪的簾布層和緩沖層各相鄰層簾線交叉，且與胎面中心線呈小于90°角排列,。子午線車輪的簾布層與胎面中心線呈90°角或接近90°角排列,。

4）輪胎花紋

5）輪胎氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)功能

A. 汽車在松軟地面上行駛時，可降低輪胎氣壓,，增大車輪的接地面積,，減小其單位面積載荷,從而提高汽車的通過性；

B. 當(dāng)輪胎穿孔而漏氣時,，輪胎氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)可為車輪充氣而使汽車?yán)^續(xù)行駛,，不需馬上更換輪胎；

C. 使輪胎保持所需要的氣壓,，有效提高汽車行駛安全性和燃油經(jīng)濟(jì)性,。

市場調(diào)研、收集顧客需求和設(shè)計輸入等信息,；

綜合各種信息,，繪制輪轂方案設(shè)計的草圖并討論研究；

方案初步確定后,，利用CATIA軟件將輪轂由方案草圖轉(zhuǎn)變?yōu)?D數(shù)字模型,，對設(shè)計進(jìn)行評審，并與顧客交流,；

3D設(shè)計完成后,，利用ANSYS軟件進(jìn)行輪轂的應(yīng)力分析，根據(jù)分析的受力情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)和輕量化的優(yōu)化設(shè)計,，并與顧客交流,；

優(yōu)化設(shè)計完成后，采用快速原型制造技術(shù),制作出輪轂的實物模型,，與顧客共同對實物進(jìn)行評審,；

同步完成鑄造模具的設(shè)計，利用MAGMA軟件進(jìn)行鑄造過程模擬分析,，優(yōu)化模具設(shè)計和工藝方案設(shè)計,，動態(tài)的設(shè)計失效模式和后果分析(DFMEA),；

生產(chǎn)工藝方案設(shè)計,，各工序的工裝卡具、通用與專用檢具的制作,，確定工序質(zhì)量控制點,，進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備及工藝文件確認(rèn)等；

SOP小批量試制,，驗證模具,，生產(chǎn)制造出最終的樣輪；

對制造出來的樣輪進(jìn)行各種性能試驗和道路試驗。只有當(dāng)試驗樣輪經(jīng)過充分的試驗,，并證實其在行駛中的表現(xiàn)是優(yōu)秀的,，同時確認(rèn)生產(chǎn)工藝穩(wěn)定可行、質(zhì)量可靠,，則轉(zhuǎn)入量產(chǎn)階段,，這時方可認(rèn)為是完成了鋁輪轂的設(shè)計；

立項階段提出標(biāo)準(zhǔn)化總體要求,，它一般應(yīng)該包括以下主要內(nèi)容：

1）關(guān)注新的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的變化和發(fā)展,，以便適應(yīng)未來市場的要求。對于有出口計劃的產(chǎn)品,，同樣應(yīng)該跟蹤,，特別是預(yù)測到進(jìn)入該市場的技術(shù)法規(guī)的要求；

2）對涉及到的術(shù)語,、符號代號,、產(chǎn)品品種、產(chǎn)品規(guī)格進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,；

3）在項目開始之前,，對在本項目中需要引用的客戶標(biāo)準(zhǔn)，包括國家標(biāo)準(zhǔn),、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及國外標(biāo)準(zhǔn),給出定義和解釋,，以便統(tǒng)一；

4）提出通用,、互換性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的實施建議,。主要應(yīng)包括與互換性尺寸有關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn),、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),，并提出采用原則。應(yīng)具體規(guī)定圖樣管理方法,、公差與配合原則,、標(biāo)準(zhǔn)件和緊固件使用規(guī)則、材料性能等內(nèi)容,；

5）統(tǒng)一制圖標(biāo)準(zhǔn),、數(shù)據(jù)格式、技術(shù)資料的模式和編號;電子文件,、紙張文件在不同階段的存在形式和管理規(guī)定,；

6）建立設(shè)計文件審查規(guī)范，細(xì)化文件的評審內(nèi)容,，引入設(shè)計失效模式和后果分析(DFMEA),并不斷進(jìn)行內(nèi)容完善,。

車輪密封性

將試驗用未經(jīng)過涂裝的車輪的氣門嘴孔密封,，車輪的兩側(cè)面用帶有密封墊的壓板壓緊，使其密封,，再將整個車輪浸入盛滿水的水箱內(nèi),。試驗時，充入的壓縮空氣壓力應(yīng)≥400kPa,，充氣達(dá)到規(guī)定氣壓后30s內(nèi),，車輪輪輞任何部位不能有任何氣泡逸出。

車輪的沖擊試驗

試驗環(huán)境溫度為10℃～38℃,，試驗設(shè)備按GB/T15704-1995中的相應(yīng)條款規(guī)定進(jìn)行,，試驗用的輪胎選用整車規(guī)定的與之匹配的輪胎，試驗方法按GB/T15704中的相應(yīng)條款規(guī)定進(jìn)行,。

試驗完后,，出現(xiàn)下列情況之一即判定為損壞：輪輻的任一斷面處有目測可見的穿透裂紋；輪輻從輪輞上分離,；輪胎氣壓在一分鐘內(nèi)漏盡,。

具體試驗如下：

a. 輪胎的充氣壓力必須按車輛制造廠的規(guī)定，如無此規(guī)定,，可按 200kPa充氣,。

b. 沖頭質(zhì)量為D，確定公式：D=0.6W/180,。

式中: D—沖頭質(zhì)量 ±2%,；W—最大車輪靜載荷，kg

c. 把試驗車輪輪胎總成安裝在與車輛輪轂一致的連接盤上,。車輪安裝時,，要按車輛或車輪制造廠推薦的方法或用手工擰緊至規(guī)定值。

d. 調(diào)整沖頭下落高度,，沖頭的下落高度應(yīng)在輪輞輪緣的最高點上方230±2mm,。

e. 調(diào)整沖頭對車輪的沖擊位置，沖頭置于輪胎上方,，其帶有圓角的沖擊面刃緣應(yīng)與輪輞輪緣重疊 25±1mm,。

f. 利用試驗設(shè)備的快速釋放機(jī)構(gòu)，讓沖頭落下,，沖擊車輪輪胎總成,。

輪胎尺寸要求

根據(jù)整車規(guī)定初步選定所需車輪的規(guī)格尺寸（主要是輪輞輪輻的參數(shù)）和輪胎的規(guī)格，此時應(yīng)綜合考慮車輪,、輪胎的供應(yīng)商和GB/T2978《轎車輪胎系列》來設(shè)計匹配,，選擇輪胎時還應(yīng)考慮到輪胎的負(fù)荷指數(shù),、側(cè)偏剛度,、速度級別以及胎面花紋,，以及輪胎的3c認(rèn)證及美國的DOT認(rèn)證等。同時,，必須考慮所開發(fā)或選用的車輪和輪胎之間的匹配性,。

輪胎強(qiáng)度

試驗室溫度應(yīng)保持在18℃～36℃；其他試驗條件,、試驗方法按照GB/T4053-1996中相應(yīng)規(guī)定執(zhí)行,，試驗后輪胎的強(qiáng)度試驗破壞能應(yīng)不低于下表中規(guī)定。

具體試驗如下：

a. 將試驗輪胎充入規(guī)定氣壓,，在試驗室溫度下至少停放3h后,，再重新調(diào)到規(guī)定氣壓。

b. 將輪胎固定在試驗機(jī)上,沿輪胎胎面中心線取大致間隔相等的5個點進(jìn)行試驗,。

c. 壓頭垂直于胎面,并壓在靠近胎面圓周中心線的花紋塊上,避免壓入花紋溝中,。

d. 測量每個點的輪胎破壞前瞬時的壓力和壓入探度(行程),或壓頭觸及輪輛的瞬時壓力和行程。在轉(zhuǎn)入下一個點試驗前校正氣壓,。

e. 采用自動計算破壞能裝置時,當(dāng)達(dá)到規(guī)定的最小破壞能后,立即停止壓頭繼續(xù)壓入輪胎,。

f. 如果壓頭觸及輪輞,輪胎未壓穿,且未達(dá)到最小破壞能值,則此點視為達(dá)到最小破壞能。

試驗過程中,如果無內(nèi)胎輪胎無法保持充氣壓力,允許裝入內(nèi)胎,。

g. 計算各點的破壞能：W=F*P/2000,。

注：F表示作用力N，P表示行程mm

h. 計算出各點的破壞能的算術(shù)平均值,作為該輪胎的破壞能,。 

脫圈阻力

（檢查輪胎和輪輞結(jié)合緊密程度）

輪胎經(jīng)GB/T4504（ISO10191:1993）中規(guī)定的試驗條件和試驗方法進(jìn)行輪胎脫圈阻力試驗,，每點的脫圈阻力值應(yīng)不低于下表相應(yīng)的規(guī)定值。

具體試驗如下：

 a. 將輪胎輪組合體在18℃-36℃的溫度下至少停放3h后,，再重新調(diào)到規(guī)定氣壓,。

b. 將輪胎輪輞組合體安裝在脫圈阻力試驗機(jī)上，按規(guī)定距離調(diào)整脫圈壓塊的位置,。

c. 在輪胎胎側(cè)圓周面上確定至少4 個等間隔點,，逐點進(jìn)行試驗。

d. 脫圈壓塊以規(guī)定的下降速度,，向胎側(cè)外表面施加壓力,，直到輪胎與輪輞脫開或達(dá)到下表規(guī)定的最小脫圈阻力值時為止。記錄脫圈時或停止試驗時的阻力值,。

高速性能（轉(zhuǎn)鼓法）

輪胎安裝在符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)輪輞上,，按下表中規(guī)定的氣壓充氣；試驗室溫度應(yīng)保持在38℃±3℃,。按GB/T7034（ISO10191:1993）進(jìn)行試驗后,，輪胎氣壓不應(yīng)低于規(guī)定的初始?xì)鈮海惠喬ネ庥^檢查不應(yīng)有（胎面,、胎側(cè),、簾布層,、氣密層、帶束層,、胎圈）脫層,，簾布層裂縫、簾線剝離,、簾線斷裂,、崩花、接頭裂開,、龜裂等缺陷,。

具體試驗如下：

a. 將輪胎輪輞組合體在38C士3℃的溫度下至少停放3h。

b. 轉(zhuǎn)鼓以勻加速啟動到初始試驗速度的時間應(yīng)在10min以內(nèi),。

c. 其他試驗階段改變速度到速度穩(wěn)定,，所需時間小于1min。

d. 將停放后的輪胎氣壓重新調(diào)整到規(guī)定值,，再停放15min后,，測量輪胎主要尺寸。

e. 將按上述條件準(zhǔn)備好的輪胎輪輞組合體安裝在試驗軸上,，使之垂直轉(zhuǎn)鼓外表面加壓,，并按規(guī)定條件進(jìn)行試驗。

f. 試驗按規(guī)定程序連續(xù)進(jìn)行,，其間不得中斷,，不得重新調(diào)整氣壓，試驗負(fù)荷必須保持不變,。

g. 輪胎按規(guī)定程序完成試驗后,，要立即停機(jī)測量輪胎的氣壓和主要尺寸，待自然冷卻1h后,，放掉氣壓,，卸下輪胎進(jìn)行外觀檢查。

耐久性能

（轉(zhuǎn)鼓法檢查輪胎高負(fù)荷連續(xù)運行能力）

輪胎安裝在符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)輪輞上,，充以下表中規(guī)定的氣壓,將輪胎輪輞組合體在38℃士3℃的溫度下至少停放3h,。輪胎按GB/T4502（ISO10191:1993）規(guī)定的試驗條件和試驗方法進(jìn)行耐久性試驗后，輪胎氣壓不應(yīng)低于規(guī)定的初始?xì)鈮?，輪胎外觀檢查不應(yīng)有（胎面,、胎側(cè)、簾布層等）脫層,、簾布層裂縫,、簾線剝離、泵花、接頭裂開,、龜裂等缺陷,。具體試驗類似上述高速性能測試。

車輪整車匹配試驗

輪胎是汽車上最重要的組成部件之一,，輪胎常在復(fù)雜和苛刻的條件下使用,，它在行駛時承受著各種變形,、負(fù)荷,、力以及高低溫作用，因此必須具有較高的承載性能,、牽引性能,、緩沖性能。同時,，還要求具備高耐磨性和耐屈撓性,，以及低的滾動阻力與生熱性。