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繼續(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)計進行評審，并與顧客交流；

3D設(shè)計完成后，利用ANSYS軟件進行輪轂的應(yīng)力分析，根據(jù)分析的受力情況進行結(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行評審；

同步完成鑄造模具的設(shè)計，利用MAGMA軟件進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，進行生產(chǎn)準備及工藝文件確認等；

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行各種性能試驗和道路試驗。只有當試驗樣輪經(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，這時方可認為是完成了鋁輪轂的設(shè)計；

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

1）關(guān)注新的強制性標準的變化和發(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)格進行標準化；

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

4）提出通用、互換性基礎(chǔ)標準的實施建議。主要應(yīng)包括與互換性尺寸有關(guān)的國際標準、國家標準、行業(yè)標準，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、標準件和緊固件使用規(guī)則、材料性能等內(nèi)容；

5）統(tǒng)一制圖標準、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認證及美國的DOT認證等。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上,沿輪胎胎面中心線取大致間隔相等的5個點進行試驗。

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,當達到規(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,且未達到最小破壞能值,則此點視為達到最小破壞能。

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)定的標準輪輞上，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）進行試驗后，輪胎氣壓不應(yīng)低于規(guī)定的初始氣壓；輪胎外觀檢查不應(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)定條件進行試驗。

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

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，卸下輪胎進行外觀檢查。

耐久性能

（轉(zhuǎn)鼓法檢查輪胎高負荷連續(xù)運行能力）

輪胎安裝在符合規(guī)定的標準輪輞上，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行耐久性試驗后，輪胎氣壓不應(yīng)低于規(guī)定的初始氣壓，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。