车轮和轮胎的拆装与检修

任务三　车轮和轮胎的拆装与检修

任务目标

1．了解车轮和轮胎的结构组成、作用。

2．掌握车轮的拆装方法和注意事项。

3．掌握前轮定位的调整步骤和方法。

4．掌握车轮动平衡仪的使用方法。

必备知识

1．转向车轮定位

为了使汽车保持稳定的直线行驶，转向轻便，减少轮胎与转向机构的磨损，要求装配后的转向车轮、转向节和前轴与车架有正确的相对位置。

前轮、前轴、转向节与车架的相对安装位置，称为转向车轮定位，也称为前轮定位。

前轮定位包括主销后倾(见图3－52)、主销内倾(见图3－53)、前轮外倾(见图3－54)、前轮前束(见图3－55)四个参数。

图3－52　主销后倾角

当汽车水平停放时，在汽车的纵向垂面内，主销上部向后倾斜一个角度γ，称为主销后倾角。

当主销具有后倾角时，主销轴线与路面交点A将位于车轮与路面接触点的前面。当汽车直线行驶时，若转向轮偶然受到外力作用而稍有偏转(例如向右偏转，如图中箭头所示)，将使汽车行驶方向向右偏离。这时由于汽车本身离心力的作用，在车轮与路面接触点B处，路面对车轮作用着一个侧向反作用力，反力对车轮形成饶主销轴线作用的力矩，其方向正好与车轮偏转方向相反。在此力矩作用下，将使车轮回复到原来中间位置，从而保证汽车能稳定地直线行驶，故此力矩称为稳定力矩(回正力矩)。但此力矩也不宜过大，否则在转向时为了克服此稳定力矩，驾驶员须在转向盘上施加较大的力(即所谓转向盘沉重)。因稳定力矩的大小取决于力臂l的数值，而力臂又取决于后倾角γ的大小，因此，为了不使转向盘沉重，主销后倾角γ不宜过大。现在一般采用不超过2°～3°的后倾角。现代高速汽车由于轮胎气压降低、弹性增加而引起稳定力矩增加，因此γ可以减小至或接近于零，甚至为负。

图3－53　主销内倾

图3－54　前轮外倾角

当汽车水平停放时，在汽车的横向垂面内，主销轴线与地面垂线的夹角为主销内倾角β。

主销内倾角的作用是使车轮自动回正。通常车轮轴线不在水平面，汽车直线行驶时，车轮轴线与主销的交角恰为这个最大值。车轮轴线与主销夹角在转向过程中是不变的，当车轮转过一个角度，车轮轴线就离开水平面往下倾斜，致使车身上抬，势能增加。这样汽车本身的重力就有使转向轮回复到原来中间位置的效果。

主销内倾角度越大或转向轮偏转角越大，汽车前部就被抬起得越高，使转向轮自动回正的作用越大。

当汽车水平停放时，在汽车的横向垂面内，车轮平面与地面垂线的夹角为前轮外倾角。如果空车时车轮的安装正好垂直于路面，则满载时车桥因承载变形而可能出现车轮内倾，这样将加速车轮胎的磨损。另外，路面对车轮的垂直反力沿轮毂的轴向分力将使轮毂压向外端的小轴承，加重了外端小轴承及轮毂紧固螺母的负荷，降低它们的寿命。因此，外倾角也不宜过大，否则也会使轮胎产生偏磨损。

在一些独立悬架的现代轿车上，前轮采用了负的外倾角，这往往是为了减小在高速转向时车身的侧倾。

车轮有了外倾角后，在滚动时就类似于滚锥，从而导致两侧车轮向外滚开。由于转向横拉杆和车桥的约束车轮不致向外滚开，车轮将在地面上出现边滚边向内滑的现象，从而增加了轮胎的磨损。为了避免这种由于圆锥滚动效应带来的不良后果，将两前轮适当向内偏转，即形成前轮前束。

我们称两前轮后边缘的距离A与前边缘的距离B的差为前轮前束。

图3－55　前轮前束

在前轮驱动的汽车上，因为驱动力是向前作用于车轮，所以在设计中要考虑到这一对前轮前束值因素的影响，有时会出现零前束和负前束的情况。

2．桑塔纳2000车轮与轮胎的结构与参数

桑塔纳2000系列轿车车轮由轮毂、轮辋和轮盘组成。车轮总成如图3－56所示。

1—气门嘴　2—轮辋　3—钢丝圈　4—气密层　5—带束层　6—胎面层

图3－56　桑塔纳轿车的子午线轮胎及其轮辋

桑塔纳轿车的轮辋为一种深槽式，材质为钢质(或铝合金)，如图3－56中2所示。桑塔纳轿车的轮胎是无内胎的子午线轮胎，它由帘布层、带束层、胎面层和钢丝圈组成。帘布层帘线排列方向与轮胎的子午断面一致，这样的排列使帘线的强度得到充分利用，因此帘布层数较普通斜交胎少，胎体较软。带束层是由强度高、拉伸变形很小的织物帘布或钢丝帘布组成。与普通斜交胎相比，子午线轮胎具有弹性大、耐磨性好、滚动阻力小、附着性能好等特点，改善了高速行驶或转弯时的操纵稳定性。

桑塔纳2000系列轿车采用无内胎的子午线轮胎，其型号为:195/60R1485H。

子午线轮胎由带束层、胎面层和钢丝圈等组成。其特点是胎体帘线方向与轮胎子午线断面一致。由于子午线胎具有若干高强度、不易拉伸的带束层，因此它的弹性大、耐磨性好、滚动阻力小、承载能力高，同时在高速行驶或转弯时操纵性与稳定性较好。

车轮螺栓的备件号为321601139C，紧固力矩为110N·m。

桑塔纳2000系列轿车的车轮必须经过动平衡，否则会影响汽车的操纵稳定性和加速轮胎的磨损。动平衡的要求如下:

①车轮动态不平衡量在轮钢边缘上不大于80g，相当于1320．8g·cm)

②轮胎允许的不平衡量≤0．7%轮胎的质量。

由于桑塔纳2000系列轿车前桥为独立悬架式，后桥为一种扭转梁式的半独立悬架式，因此为保证桑塔纳2000系列轿车稳定地直线行驶，采用了与一般汽车不同的“四轮定位”方式，既能满足较好平顺性的结构设计，又能保证自动回正的能力。

由于桑塔纳2000型轿车车轮和轮胎的主要技术参数如表3－4所示。

表3－4　桑塔纳2000型轿车车轮和轮胎的主要技术参数

任务实施

1．考核要求

(1)了解车轮和轮胎的结构组成、作用。

(2)掌握车轮的拆装方法和注意事项。

(3)掌握前轮定位的调整步骤和方法。

(4)掌握车轮动平衡仪的使用方法。

(5)符合6S管理要求。

2．相关设备

(1)桑塔纳整车几辆，保证4～6名学生一台车。

(2)常用汽车维修工具若干套。

(3)常用工量具、桑塔纳专用工具、工作台若干套。

(4)车轮动平衡仪。

(5)相关挂图或图册若干。

3．注意事项

(1)对行驶系统拆装时，应特别注意各种操作过程中车辆位置的固定，以保证安全。

(2)不允许对总成进行焊接或整形处理，不合格的要更换新的零部件总成。

(3)安装时，所有螺栓和螺母的紧固力矩应符合规定。所有自锁螺母，必须更换新件。

4．实施步骤

1)轮胎的装拆与更换

轮胎是车轮总成的重要部件，必须采用上海大众汽车有限公司规定的轮胎，才能保证桑塔纳2000系列轿车具有良好的路面附着性及行驶安全性。

拆装与更换轮胎时应注意以下事项:

1)不能装用其他型号的轮胎，桑塔纳2000系列轿车用轮胎侧面压铸有“WARRIOR195/60R1485H”标记，以供选用时识别。

2)车轮及车轮螺栓是相互配对的，调换不同规格的车轮(如合金车轮或带冬季用轮胎的车轮)，必须采用长度及锥度合适的螺栓。它影响车轮的紧固程度及制动系统的功能。

3)应使所有的轮胎磨损均匀一致。如果发现前轮磨损量比后轮大，应按图3－57所示互相调换。较深的花纹使汽车行驶更为安全，尤其是在潮湿的路面上。

4)基于安全原因，轮胎应成对调换，而不可单个调换，花纹深的轮胎应装在前轮。在装上新的无内胎轮胎时应同时装上新的橡胶气门。

5)拆轮胎时，应用千斤顶将车身顶起，但必须将千斤顶顶在指定的位置上(见图3－58)。

图3－57　轮胎换位

图3－58　顶起汽车拆装轮胎

6)轮胎与轮辋必须配套使用，拆装时需用轮胎拆装机，不允许对轮辋进行敲击，也不能用撬棒去撬。

7)新车上的车轮是经过动平衡的，但汽车行驶后很多因素会影响车轮的平衡性，从而影响汽车的操纵稳定性，并且加速轮胎磨损。所以修理过的或新的轮胎必须经过动平衡才能使用。车轮动态不平衡量应在规定的范围内。

(2)车轮动平衡的检测

汽车的车轮是由轮胎、轮毂组成的一个整体。但由于制造上的原因，使这个整体各部分的质量分布不可能非常均匀。当汽车车轮高速旋转起来后，就会形成动不平衡状态，造成车辆在行驶中车轮抖动、方向盘振动的现象。为了避免这种现象或是消除已经发生的这种现象，就要使车轮在动态情况下通过增加配重的方法，使车轮校正各边缘部分的平衡。这个校正的过程就是动平衡。

离车式车轮动平衡机如图3－59所示，其装有专用卡尺。目前应用最多的是硬式二面测定车轮动平衡机。该动平衡机一般由驱动装置、转轴与支承装置、显示与控制装置、制动装置、机箱和车轮防护罩等组成。驱动装置一般由电动机、传动机构等组成，可驱动转轴旋转。转轴由两个滚动轴承支承，每个轴承均有一能将动反力变为电信号的传感器。转轴的外端通过锥体和大螺距螺母等固装被测车轮。驱动装置、转轴与支承装置等均装在机箱内。车轮防护罩可防止车轮旋转时其上的平衡块或花纹内夹杂物飞出伤人。制动装置可使车轮停转。

1—显示与控制装置　2—车轮防护罩　3—转轴　4—机箱

图3－59　离车式车轮动平衡机

近年来生产的车轮动平衡机，其显示与控制装置多为微机式，具有自动诊断和自动系统功能，能将传感器的电信号通过微机运算、分析、判断后显示出不平衡量及相位。

为了使显示的不平衡量恰是轮辋边缘所加平衡块的质量，还必须将测得的轮辋直径d、轮辋宽度b和轮辋边缘至平衡机机箱的距离a(轮辋外悬尺寸)，通过键盘或选择器旋扭输入微机。

1)离车式车轮平衡机的使用步骤

①准备好动平衡试验所需的材料、工具，如:平衡块、手锤等。接好动平衡机的电源。

②使用专用工具去掉轮胎上的泥土、沙石。

③拆掉旧平衡块。使用专用工具的钳子部分，拆去外侧的挂钩式平衡块(如右上角图所示);使用专用工具的起子部分，拆去内侧的粘贴式平衡块(如大图所示)。

④使用干净的抹布对被测车轮进行清洁。

⑤选择合适的锥套套在轮胎动平衡机的主轴上，以固定轮胎。

⑥将轮胎安装到平衡机上，并使用快速螺母将轮胎锁、固定。

⑦打开轮胎动平衡电源开关并检查指示装置是否指示正确。

⑧使用轮胎动平衡机上测量尺测量轮机距离。注意尺子顶端接触处与轮胎侧面轮辋的台阶对准(如左上图显示)。

⑨通过显示面板的右侧按钮进行测量数据的修改(轮机距离、轮辋宽度、轮胎直径)。

⑩使用专用宽度测量尺进行轮辋宽度的测量，测量尺的顶端接触处为轮胎侧面轮辋的台阶处。在宽度测量尺上刻有刻度，直接读取数值即可。通过显示面板进行轮辋宽度数值的输入。

直接从轮胎侧面读取轮辋直径，并通过显示面板进行输入。

放下防护罩，按下“Start”开关，进行测量。读取不平衡量数值。左侧数据为内侧的不平衡量，右侧的数据为外侧的不平衡量。

用手慢慢旋转车轮，使左侧数据下方的五个显示灯泡都变亮，此时即可对内侧不平衡量进行修正。

选择合适大小的挂钩式平衡块，使用专用工具中的手锤部分，在轮辋内侧的12点方向敲上合适的平衡块。

使用同样的方法找到外侧的不平衡位置，选择大小合适的粘贴式平衡块(如图所示不平衡量为15g，选择10g和5g平衡块各1)。撕去平衡块背面的贴纸。

将手沿着12点的方向伸向内侧，贴上平衡块。紧靠外侧轮辋边缘。

重新放下轮罩，按下“Start”开关，测量动不平衡量。当不平衡量变成小于等于5g时，即调整完毕。

关闭动平衡机电源，取下车轮，拔下电源接头。

使用专用工具，轻轻的敲击新贴的平衡块轻轻的敲击，使之贴合得更牢固。

2)使用注意事项

①严格按照操作规程操作车轮动平衡机。

②注意人身安全。

(3)车轮定位的检查和调整

在前桥进行拆装后，有必要对前轮定位进行检查和调整。车轮定位不仅影响车轮的磨损程度，同时还对操纵稳定性和行车安全产生进一步的影响。因此，除了平时经常检查车轮定位外，在车桥拆装后和轮胎发生异常磨损、车辆的操纵稳定性变坏时，必须检查和调整车轮定位。

不可以调整桑塔纳2000型轿车的后轮定位，只能前轮定位调整，因此，只讲前轮定位的检查和调整。

1)准备工作

检查前轮定位前，车辆应先满足以下条件:

①汽车停放水平场地或专用检测台上，车轮在直线行驶位置且无负载。

②车轮无负载，轮胎气压符合规定。

③车轮正确调试，悬架活动自如。

④转向器调整正确，前悬架中无大的间隙和损坏。

⑤桑塔纳2000系列轿车前轮定位最好使用光学测量仪。如果没有，检查前轮外倾角可用专用3021量角器，检查前束可用机械轮距测试器。

⑥桑塔纳2000系列轿车前轮定位，仅前束和前轮外倾角可调整的。调整应在车辆行走1000～2000km后，螺旋弹簧的长度基本定型的情况下，测量调整最为适宜。

2)前轮定位的调整

由于主销后倾和前轮外倾角的改变会引起前束的改变，而前束的变化不会影响主销后倾角和前轮外倾角，所以前轮定位的检查和调整顺序是:首先，检查和调整主销后倾角和左右轮的差值;然后检查和调整前轮外倾角和左右轮的差值;最后，检查和调整前束。

①调整外倾角

前轮外倾角是指车轮平面与垂直平面(纵向)之间的夹角，当前轮外倾角不正确时，轮胎会出现单边磨损(吃胎)。另外，外倾角过大，高速时车身晃动加剧，转向发“飘”，不易掌握;外倾角过小，转向太沉，回位不良;左右轮外倾角差值过大，会使汽车侧滑跑偏，轮胎磨损不匀。

可通过球销接头在下摇臂长孔中的位移来调整前轮外倾角，此时车轮应着地。

操作步骤如下:

a．松开下摇臂球销接头的固定螺母。

b．把外倾调整杆40—200插于图3－60中箭头所示的孔中。调整左侧时，从后面插入调整杆;调整右侧时，应从前面插入调整杆。

c．横向移动球销接头，直至达到外倾角值。外倾角的测量如图3－61所示。

d．紧固螺母并再次检查外倾角值，必要时调整。

e．检查，并在必要时调整前束。

图3－60　插入外倾调整杆

1—被测车轮　2—水准仪　3—固定支架

图3－61　测量车轮外倾角

②调整前束

为了消除车轮外倾角向外侧滑的影响，汽车两个前轮的旋转平面不是平行的，而是前端略向内束。车轮后端中心线距离与前端中心线距离之差称为前束，此差值为正时称为正前束，为负时称为负前束。如前束不当，会出现高速摆振和明显的单侧磨损。

调整前束除使用光学测量仪外，还需要专用工具3075。调整前束是通过改变两侧转向横拉杆的长度来实现的。

操作步骤如下:

a．将转向器置于中间位置。旋出中间轴盖上的螺栓(见图3－62)。

b．将带有挂钩B的专用工具安置在左横拉杆的紧固螺母上，如图3－63所示。

c．然后用提供的螺钉和作衬垫的间隔件固定到标有“C”记号的转向器孔中。注意不得使用一般螺钉，因为太短，会碰坏转向盘的螺纹。

d．总前束值分两半，分别在左右横拉杆上调整。调整前束的横拉杆的分解图如图3－64所示。

e．固定横拉杆。必要时调整转向盘。

f．拆出专用工具3075。重新拧紧盖上螺栓，拧紧力矩为20N·m。

图3－62　拧出盖上的螺栓

图3－63　调整前束

1—左横拉杆　2—右横拉杆　3—支架　4—自锁螺母　5—球接头　6—锁紧螺栓　7—调整前束双头螺栓　8—自锁螺母

图3－64　调整前束的横拉杆的分解图

③主销后倾角

主销后倾角是指主销(旋转中心)中心线与通过车轮的中心线在纵向平面内所形成的夹角。它的主要作用是当车轮受到外力作用而使汽车偏离行驶方向时，使车轮能够自动回正。

桑塔纳2000型轿车的主销后倾角是不能调整的。

④主销内倾角

主销内倾角是指在横向平面内主销中心线上部向内倾斜的角度。它的主要作用是使车轮能够自动回正，并能转向操纵轻便。

主销内倾角不可调整，它是靠前轮外倾角的正确性来保证的。

(4)轮胎的使用与维护

1)保持正常的气压。检查轮胎气压时应在常温下进行，冬季轮胎气压应增高20kPa。

2)若轮胎上12mm宽、1．6mm深的磨损指示条已经磨去，应立即更换轮胎，因为此时已很难保证轮胎的附着性和安全性。

3)轮胎更换时应成对更换，并且花纹深的轮胎应装在前轮。

4)应使轮胎磨损均匀。如果发现前轮比后轮磨损大，为了保证安全，应按图16—5所示进行轮胎换位。并保持原来的滚动方向。

5)同一轴应使用同种规格和同种花纹的轮胎。

6)从安全的角度出发，装上新的无内胎轮胎时应同时装上新的橡胶气门嘴。

7)用千斤顶顶起汽车时，千斤顶应顶在指定的位置上。

8)轮胎与轮辋必须配套使用。拆装时要用轮胎拆装机，不许对轮辋进行敲击和使用撬棒，以防轮辋变形和破坏气密性。

9)新换的轮胎或修理过的轮胎必须进行动平衡试验方可装车。如不平衡可以通过轮辋两侧边缘上安放的平衡块来调整不平衡量，要求轮辋边缘上的不平衡量小于80g。

10)车轮及车轮螺栓是相互配对的。调整不同规格的车轮，必须采用长度及锥度合适的螺栓，因为车轮螺栓会影响车轮的紧固程度及制动系统功能。

11)保证车轮螺栓的紧固力矩为110N·m。

12)保持正确的车轮定位，防止轮胎异常磨损。

13)经常检查轮胎气压及磨损情况，剔除嵌在轮胎花纹内的异物。

14)轮胎不可接触润滑油和燃油，避免长期暴晒。

任务报告

理论习题

一、填空题

1．车轮由_________、_________、_________以及这两件元件之间的连接部分称为_________的元件所组成。

2．轮胎主要由_________、_________、_________、_________和_________等部分组成。

3．前轮定位包括_________、_________、_________、_________四个参数。

4．前轮前束值桑塔纳2000汽车规定为_________mm 。

5．轮胎根据充气压力可分为_________、_________和_________三种;根据胎面花纹可分为_________、_________和_________三种;根据轮胎帘布层帘线的排列可分为_________、_________和_________三种。

6．无内胎轮胎是___________________________。

7．前轮定位是___________________________。

8．195/60R1485H的含义是__________________。

9．车轮动平衡是___________________________。

10．主销后倾是___________________________。

11．主销内倾是___________________________。

12．前轮外倾是___________________________。

13．前轮前束是___________________________。

二、判断题

1．汽车在使用中，一般只调整前轮定位中的前束。(　)

2．主销后倾角度变大，转向操纵力增加。(　)

3．现在一般汽车均采用高压胎。(　)

4．越野汽车轮胎的气压比一般汽车的高。(　)

5．轮胎的层数是指帘布层的实际层数。(　)

6．在良好的路面上行驶时，越野胎比普通胎耐磨。(　)

7．一般汽车的前轮比后轮的气压高。(　)

三、简答题

1．轮胎的作用是什么?

2．主销后倾的作用是什么?

3．为什么要推广使用子午线轮胎?

4．车轮为什么要进行动平衡?

实训报告

实训报告

任务评价