摘 要

随着汽车技术的发展，人们对汽车的使用越来越多，要求也越来越高。汽车轮胎作为乘用车的关键部件，在合理使用和维修养护方面逐步引起人们的重视。乘用车轮胎不仅对车辆的乘坐舒适性能，燃油经济性能，动力性能及制动性能等有较大影响，对行车安全也起到至关重要的作用，乘用车车轮的失效将直接威胁行车安全。

本文主要围绕乘用车轮胎的失效及合理使用进行探讨。分析了轮胎，轮辋及轮辐的失效形式及失效机理，分析引起乘用车车轮失效的原因。探讨了乘用车车轮的失效对乘用车使用性能的影响，并进而提出乘用车车轮的合理使用及维护方法，并阐述了部分乘用车车轮的新技术。最后结合案例对车轮的失效进行实证分析。

研究结果表明：车轮的失效对与乘用车的使用性能有较大的影响，在使用时必须合理化和科学化，做好轮胎的换位工作，定期检查并调整不合理的前轮定位参数，保持轮胎的正常气压。驾驶员要学会规范操作，合理驾驶。除此之外，也必须做好经常性的轮毂维护工作。

本文的特色：层次合理，结构清晰，实证分析，更加有说服力。

关键词：车轮失效；失效机理；使用影响；合理使用

Abstract

With the development of automotive technology, people are using more and more cars and their requirements are getting higher and higher. As the key components of passenger cars, automobile tires gradually attract people's attention in terms of rational use and maintenance. Passenger car tires not only have a great influence on the riding comfort performance, fuel economy performance, power performance and braking performance, but also play a crucial role in driving safety. The failure of the passenger car wheels will directly threaten driving safety.

This article focuses on the failure and reasonable use of passenger car tires. The failure modes and failure mechanisms of tires, rims and spokes were analyzed, and the causes of wheel failures in passenger cars were analyzed. The paper discusses the impact of passenger car wheel failure on the passenger vehicle performance, and then puts forward the reasonable use and maintenance methods of passenger car wheels, and expounds some new technologies of passenger car wheels. Finally, an empirical analysis of the failure of the wheel is made in conjunction with the case.

The failure of the wheel has a great impact on the performance of the passenger vehicle. It must be rationalized and scientific when used. The tire replacement work should be done properly, and the unreasonable front wheel positioning parameters should be checked and adjusted regularly to keep the tire normal. Pressure. Drivers should learn to regulate operations and drive properly. In addition, regular wheel maintenance must also be done.

This paper is characterized by: The level is reasonable, the structure is clear, and the empirical analysis is more convincing.

Key Words: wheel failure; failure mechanism; use influence; reasonable use

目 录

第1章 绪论 1

1.1本文研究的背景及意义 1

1.1.1本文研究的背景 1

1.1.2本文研究的意义 1

1.2本文研究的主要内容 2

第2章 乘用车车轮的组成功用及标识 3

2.1车轮的组成 3

2.1.1轮圈 3

2.1.2轮胎 4

2.2车轮的标识 5

2.2.1轮胎标识 5

2.2.2轮辋的标识 8

第3章 乘用车车轮的失效形式及机理 10

3.1车轮轮胎失效形式及机理 10

3.1.1胎面摩擦磨损 10

3.1.2氧化腐蚀磨损 11

3.1.3热力损坏 12

3.1.4疲劳破坏 13

3.2轮辋失效形式及机理 14

3.2.1轮辋轮缘变形 14

3.2.2轮辋轮缘处撕裂 14

3.2.3轮辋腰部断裂 15

3.3轮辐失效形式及机理 16

3.3.1车轮轮辐裂纹 16

3.3.2车轮轮辐粉碎性断裂 17

3.3.3轮辐表面针状孔、粉碎性裂纹 17

3.4轮毂失效形式及机理 18

第4章 乘用车车轮的失效对乘用车的影响 20

4.1燃油经济性 20

4.2安全性 20

4.3乘坐舒适性 20

4.4动力性 21

4.5制动性 21

第5章 乘用车车轮的合理使用及维护 22

5.1保持正常的轮胎气压 22

5.1.1保持正常的轮胎气压的意义 22

5.1.2保持正常的轮胎气压的方法 22

5.2轮胎换位 22

5.2.1轮胎换位的意义 22

5.2.2轮胎换位的方式 23

5.3定期检查前轮定位 25

5.3.1前轮定位的意义 25

5.3.2前轮定位的方法 25

5.4轮胎的平衡 26

5.4.1轮胎平衡的意义 26

5.4.2轮胎平衡的方法 27

5.5合理的驾驶操作 27

5.6铝合金轮毂的使用及合理维护 28

5.6.1铝合金轮毂的种类及特点 28

5.6.2铝合金轮毂的检查 29

5.6.3铝合金轮毂的维护 30

第6章 乘用车轮胎新技术 31

6.1密封轮胎技术 31

6.2 4D创新纳米级技术 31

6.3 间接式胎压检测系统 32

6.4非充气概念轮胎 32

第7章 案例分析 34

7.1案情介绍 34

7.2案情分析 34

第8章 结论 36

参考文献 37

致谢 39

第1章 绪论

1.1本文研究的背景及意义

1.1.1本文研究的背景

随着汽车技术的发展，人们对汽车的使用要求逐渐提高。乘用车车轮也逐渐引起人们的重视，车轮作为车辆的一个重要零部件，在行驶过程中起着至关重要的作用。车轮的失效对乘用车行驶安全性有重要影响，很多车主对车轮失效给安全行驶带来的危害等方面的知识知之甚少，这样导致很多交通事故与车辆行驶悲剧的发生。由于不了解相关知识，所以在车辆的行驶过程中造成燃油的不必要的浪费。这不利于我们追求节能，环保，绿色低碳的驾驶理念。

在汽车的零部件中，车轮是对安全性要求最高的部件之一，是整个车辆中零部件数量最多的组件。它不仅是一个承载整车质量和传递扭矩的功能部件，也是一个重要的装饰部件，有形状匹配、协调整体、平衡外观的作用。同时影响整车的操纵稳定性、行驶平顺性以及安全性。所以对车轮的失效形式和失效机理进行分析和研究，探究引起车轮失效的原因，并探讨车轮的合理使用方法与有效的维护方法就显得十分必要。乘用车车轮是汽车结构中较为坚韧耐用的零部件，损坏维修率相对较低，在乘用车车轮的使用过程中重要的是合理地使用及维护。车轮不易损坏维修，因此只要我们充分研究车轮的失效机理及合理使用方法，就能使车轮的实际使用踏上新台阶。

不仅仅是人们对乘用车车轮的失效认知度不够，导致车轮的不合理使用带来种种危害，甚至酿成大祸。乘用车车轮的新技术应用也不够普及，很多适应时代发展的新技术可以大大提高燃油经济性和行车安全性等性能，人们必须充分认识到车轮新技术的重大作用与积极意义，并在实际中充分应用起来。

1.1.2本文研究的意义

本文在分析乘用车车轮失效形式及机理的基础上，提出车轮失效对乘用车使用的影响，进一步提出乘用车车轮的合理使用。论述了轮胎胎面磨损，疲劳损坏，热力磨损，化学腐蚀等失效的机理以及轮辋，轮辐常见的失效形式及机理。使人们对乘用车轮胎有一个清晰地认识，阐明乘用车的车轮失效概念，探讨车轮各组成部分的常见失效，到失效的机理，使人们在日常生活中学会规避易导致车轮失效的情形，由此来提高乘用车车轮的使用寿命，同时为车轮的制造厂商、车辆用户以及维修人员提供帮助。本文的研究成果将会对乘用车车轮使用及维护提供实际指导，会更加有效地提高乘用车的经济性能、安全性能以及车轮的使用寿命。

本文详细阐述了乘用车车轮的失效形式和机理，研究了引起车轮各部分失效的原因，使车辆使用者对乘用车车轮的失效有更深的认识，当车轮的各组成部分出现失效时能及时发现并采取相应措施，从而避免行车过程中遇到突发情况而造成事故。另外，本文还重点论述了使用因素对车轮失效的影响，为广大车主朋友在乘用车车轮的使用过程中提供指导，改善车轮的使用状况，延长车轮的使用寿命。

1.2本文研究的主要内容

本文首先阐述了乘用车车轮的各组成部分及功用及相关标识，然后重点分析了车轮的失效形式及机理，论述了乘用车车轮失效对车辆的使用的影响，进而提出车轮的合理使用方法及合理的维护方法。并探讨了关于乘用车车轮的新技术。

具体内容如下所示：

1. 阐述乘用车车轮的组成及各组成功用；
2. 阐述乘用车车轮的失效形式及失效机理，各种因素对车轮失效的影响，涉及轮胎胎面即橡胶材料失效，轮辋、轮辐等金属材料失效；
3. 论述乘用车车轮的失效对乘用车使用性能的影响，此处主要涉及轮胎胎面磨损对乘用车行驶的影响；
4. 论述轮胎的合理使用及维护方法；
5. 探讨乘用车轮胎新技术；
6. 结合实证进行分析。

乘用车车轮的组成功用及标识

2.1车轮的组成

汽车车轮作为全车的支撑，同时也作为汽车安全行驶的保障，越来越在汽车的产品生产以及售后维护中占有重要地位。在正常充气条件下，汽车车轮具有减轻路面冲击，减震和减少颠簸程度的良好效果，使车辆具有良好的乘坐舒适性^[1]。车轮与地面的良好的附着作用能提高汽车的制动性能以及通过性能。车轮是安置于轮胎内圈里、撑起轮胎并和轮胎一起承重的刚性部件，这里也将组合在一起的轮胎与轮圈称为车轮，如图2.1所示。其中轮圈由轮毂、轮辋、轮辐等组成^[2]。

图2.1 车轮组成

2.1.1轮圈

（1)轮辋

轮圈是车轮的刚性骨架，是用来安装车轮的最基本部件。其中与轮胎直接接触的钢圈外环叫轮辋，轮辋制造出来的工艺必须十分精确，用以装配一定规格的橡胶轮胎。轮辋作为汽车车轮的刚性结构起到支持汽车整车质量，支撑全车的作用。同时金属结构的轮辋还具有快速散热的作用，防止汽车车轮温度过高引起爆胎。另外铝合金材料的的轮辋还具有美观装饰的作用。轮辋是固定轮胎的骨架。轮缘部分呈凹槽形式，整个圆圈底部有几个均匀分布的小孔。轮辋表面需要进行电镀或喷涂防腐涂层。深槽轮辋和平底轮辋是轮辋的常见的两种形式。除了这两种外，还有深槽宽轮辋、平底宽轮辋、半深槽的、对开式的以及全斜底的轮辋等。

（2)轮辐

轮辐是车轮上的连接轮辋和轮毂的部件。一般运动型车轮的辐条数量为奇数个，如7个，9个等。根据轮辐的结构，可以分为辐板式和辐条式。一般如果车子在较多的时间内都以很高的速度行驶，则应选用轮辐较多的车轮，此时轮圈刚性强，强度大，车轮不容易受力变形。也就是说，轮辐多的话可以增强稳定性。但反过来轮辐少也有轮辐少的好处，最起码外观形象上比较时尚美观。另外，如果辐条数量很少，则车轮的整体质量可以降低。并且轮辐少的话，透气性更好，车轮散热能力也更强。

所有的轮辐都以轮辋的公称直径来区分。辐条用于在轮辋上安装焊接，只有一定的高度。调用轮辐时，在确认其标称宽度后，还需要区分中心孔，螺栓孔，PCD（孔距，即螺栓安装孔的中心连接而成的截面圆的直径）和轮辐高度等参数。根据每个车型所使用的不同车轴，还可以使用车辆代码来区分辐条。所有的数值单位均为mm。

2.1.2轮胎

（1）轮胎的功用

轮胎是用橡胶生产制作而成的，呈圆状环形，安装在乘用车上的主要功用就是接地随车滚动并缓冲来自路面的冲击。轮胎安装于金属轮辋上并于轮辋一起支撑起汽车，并与路面接触滚动来实现乘用车的正常行驶功能。汽车的所有重量都是由轮胎来支撑着的，轮胎不单承受着整车的负荷，还起到传递来自发动机的力与力矩的作用。布满花纹的橡胶轮胎与路面之间进行摩擦，保证车轮在路面上的附着能力，使乘用车的通过性增强，动力性能得到改善，制动能力也大大提升，保证了乘用车的安全性和操纵稳定性。乘用车轮胎具有良好的吸震减震能力，能减轻汽车行驶时产生的颠簸，使来自路面的冲击作用到车内时大大减弱，汽车的乘坐舒适性得到改善，这与汽车悬架的效果相似。汽车内零部件在强烈的震动作用下更容易损坏，因此轮胎的减振作用从某种程度来说也是对汽车上零部件的保护，另外轮胎还能消除一部分汽车行驶过程中产生的噪音，使车内乘客的乘坐舒适性进一步提升^[3]。

（2）轮胎的组成

轮胎通常包含内胎、外胎、垫带等几个部分。现在在轿车中使用最多的就是无内胎轮胎，在轮胎内部有一层致密的橡胶隔层，但是这种轮胎需要配以专门的轮圈。子午线结构、不含内胎是现在世界各国的轮胎结构的发展潮流。并且轮胎还愈来愈倾向于扁平化，也逐渐在向较轻的质量发展。

1. 轮胎的分类

根据不同的胎面花纹，汽车轮胎可分为：常规花纹轮胎，越野花纹轮胎以及混合花纹轮胎。

按照橡胶轮胎的胎体结构则分为斜交线轮胎，带束斜交轮胎和子午线轮胎。交叉的斜线组成的帘布层构成了斜交线胎的胎体，轮胎的行驶方向和胎体帘线方向成30^o-38^o大小的角度。而现在的轿车多采用的都是子午线胎，许多层高聚物互相交织构成胎体，轮胎行驶方向与胎体帘线方向垂直。胎体顶层是数层钢带帘布，每层钢带帘布由钢丝编织而成，在多数情况下都可以避免轮胎被扎破。

现在所用的轮胎中高压轮胎气压为490kpa-686kpa，低压轮胎气压为196kpa-490kpa，超低压轮胎气压则在196kpa以下。现代的汽车上所用轮胎还有没有内胎和有内胎之分。没有内胎的轮胎在充气时，是将气充入到外胎中，因此对外胎和轮圈之间的防漏气性能要求较高。观察有内胎的轮胎和无内胎的轮胎，发现外表上没有很大区别，但是在无内胎轮胎的内部有一层橡胶密封垫，用硫化的方法附着上去的，即使有异物刺穿了轮胎，密封垫也能紧紧包裹着刺穿物防止汽车轮胎漏气，就算将异物拔去，该密封层也能暂时保持轮胎内气压。无内胎轮性能优良，密封性能好，散热性能良好，结构也比较简单合理，质量也轻，但就是中途修理较困难。

2.2车轮的标识

了解轮胎标识的相关内容则有助于我们在维修，更换轮胎时，选购最合适的轮胎，给安全行车多一份保障，也能提高乘坐时的舒适性等。轮胎是乘用车的重要部件，在乘用车轮胎上标记有很多，大概包含十几种，准确地认识、理解这些标识有利于我们选配合适的轮胎，也又利于我们对轮胎进行合理使用和维护，从而使轮胎的使用期限更长，也进一步提高行车时的安全性。下面我们就阐述轮胎重要标识的相关内容。

2.2.1轮胎标识

（1）轮胎规格

轮胎的规格经常用一组阿拉伯数字来表示，其中第一个数字代表轮胎的断面宽度，第二个数字代表轮辋直径，单位都是英寸。中间的字母或符号有特别含义：英文字母“x”，代表高压轮胎；“R”和“Z”，都代表子午轮胎；“一”代表低压轮胎。如图2.2所示轮胎的规格。

图2.2 轮胎规格标识

速度等级：在一定的条件下，承载一定的负荷所能达到的最大时速。英文字母A到Z表示轮胎的认证速度等级，表示的速度范围从4.8（千米/时）到300（千米/时）。比较容易见到的速度等级：Q：160（千米/时）；R：170（千米/时）；S：180（千米/时）；T：190（千米/时）；H：210（千米/时）；V：240（千米/时）；W：270（千米/时）；Y：300（千米/时）；Z：ZR速度高于240（千米/时）。如下表2.1所示。

表2.1 轮胎速度标志表

负荷及气压：一般采用最大载荷和相应的气压标记，载荷用“kg”为单位，气压也即轮胎的胎压，单位为“kpa”。常用负荷系数对照表如表2.2所示。

表2.2 常用负荷系数对照表

（2）层级

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