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
車輪的設計、開發方法及流程
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。車輪的設計既要安全、輕量化，又要美觀，與整車風格相配，符合時代發展潮流，同時還要滿足個性化需求。
一
車輪系統
01
定義
車輪系統是汽車的行走部件，汽車工作時，車輪將汽車發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，汽車依據車輪傳遞的力和力矩實現約定的承載和完成規范的運動。
02
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）傳遞驅動力、轉向力和制動力，使駕駛人員能夠對汽車的的運用進行操控（提供加速和制動所需的縱向力和轉彎所需側向力）；
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。
03
車輪系統的組成
二
車輪總成
01
車輪
車輪一般由輪輞、輪輻、輪轂等構成。可分為輻板式車輪和輻條式車輪。
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：輪胎內廓支撐輪胎的圓桶形的、中心裝在軸上的金屬部件。
02
輪胎
1）結構
輪胎主要由內胎、外胎和墊帶等組成。
墊帶：用以保護內胎著合面不受輪輞磨損的環形帶。
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）輪胎氣壓調節系統功能
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，輪胎氣壓調節系統可為車輪充氣而使汽車繼續行駛，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濟性。
三
車輪的設計開發
01
市場調研、收集顧客需求和設計輸入等信息；
02
綜合各種信息，繪制輪轂方案設計的草圖并討論研究；
03
方案初步確定后，利用CATIA軟件將輪轂由方案草圖轉變為3D數字模型，對設計進行評審，并與顧客交流；
04
3D設計完成后，利用ANSYS軟件進行輪轂的應力分析，根據分析的受力情況進行結構和輕量化的優化設計，并與顧客交流；
05
優化設計完成后，采用快速原型制造技術,制作出輪轂的實物模型，與顧客共同對實物進行評審；
06
同步完成鑄造模具的設計，利用MAGMA軟件進行鑄造過程模擬分析，優化模具設計和工藝方案設計，動態的設計失效模式和后果分析(DFMEA)；
07
生產工藝方案設計，各工序的工裝卡具、通用與專用檢具的制作，確定工序質量控制點，進行生產準備及工藝文件確認等；
08
SOP小批量試制，驗證模具，生產制造出最終的樣輪；
09
對制造出來的樣輪進行各種性能試驗和道路試驗。只有當試驗樣輪經過充分的試驗，并證實其在行駛中的表現是優秀的，同時確認生產工藝穩定可行、質量可靠，則轉入量產階段，這時方可認為是完成了鋁輪轂的設計；
10
立項階段提出標準化總體要求，它一般應該包括以下主要內容：
1）關注新的強制性標準的變化和發展，以便適應未來市場的要求。對于有出口計劃的產品，同樣應該跟蹤，特別是預測到進入該市場的技術法規的要求；
2）對涉及到的術語、符號代號、產品品種、產品規格進行標準化；
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、企業標準及國外標準,給出定義和解釋，以便統一；
4）提出通用、互換性基礎標準的實施建議。主要應包括與互換性尺寸有關的國際標準、國家標準、行業標準，并提出采用原則。應具體規定圖樣管理方法、公差與配合原則、標準件和緊固件使用規則、材料性能等內容；
5）統一制圖標準、數據格式、技術資料的模式和編號;電子文件、紙張文件在不同階段的存在形式和管理規定；
6）建立設計文件審查規范，細化文件的評審內容，引入設計失效模式和后果分析(DFMEA),并不斷進行內容完善。
四
技術要求
01
車輪密封性
將試驗用未經過涂裝的車輪的氣門嘴孔密封，車輪的兩側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。試驗時，充入的壓縮空氣壓力應≥400kPa，充氣達到規定氣壓后30s內，車輪輪輞任何部位不能有任何氣泡逸出。
02
車輪的沖擊試驗
試驗環境溫度為10℃～38℃，試驗設備按GB/T15704-1995中的相應條款規定進行，試驗用的輪胎選用整車規定的與之匹配的輪胎，試驗方法按GB/T15704中的相應條款規定進行。
試驗完后，出現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定，如無此規定，可按 200kPa充氣。
b. 沖頭質量為D，確定公式：D=0.6W/180。
式中: D—沖頭質量 ±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定值。
d. 調整沖頭下落高度，沖頭的下落高度應在輪輞輪緣的最高點上方230±2mm。
e. 調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與輪輞輪緣重疊 25±1mm。
f. 利用試驗設備的快速釋放機構，讓沖頭落下，沖擊車輪輪胎總成。
03
輪胎尺寸要求
根據整車規定初步選定所需車輪的規格尺寸（主要是輪輞輪輻的參數）和輪胎的規格，此時應綜合考慮車輪、輪胎的供應商和GB/T2978《轎車輪胎系列》來設計匹配，選擇輪胎時還應考慮到輪胎的負荷指數、側偏剛度、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，必須考慮所開發或選用的車輪和輪胎之間的匹配性。
04
輪胎強度
試驗室溫度應保持在18℃～36℃；其他試驗條件、試驗方法按照GB/T4053-1996中相應規定執行，試驗后輪胎的強度試驗破壞能應不低于下表中規定。
具體試驗如下：
a. 將試驗輪胎充入規定氣壓，在試驗室溫度下至少停放3h后，再重新調到規定氣壓。
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,當達到規定的最小破壞能后,立即停止壓頭繼續壓入輪胎。
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,如果無內胎輪胎無法保持充氣壓力,允許裝入內胎。
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平均值,作為該輪胎的破壞能。
05
脫圈阻力
（檢查輪胎和輪輞結合緊密程度）
輪胎經GB/T4504（ISO10191:1993）中規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不低于下表相應的規定值。
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，再重新調到規定氣壓。
b. 將輪胎輪輞組合體安裝在脫圈阻力試驗機上，按規定距離調整脫圈壓塊的位置。
c. 在輪胎胎側圓周面上確定至少4 個等間隔點，逐點進行試驗。
d. 脫圈壓塊以規定的下降速度，向胎側外表面施加壓力，直到輪胎與輪輞脫開或達到下表規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。
06
高速性能（轉鼓法）
輪胎安裝在符合規定的標準輪輞上，按下表中規定的氣壓充氣；試驗室溫度應保持在38℃±3℃。按GB/T7034（ISO10191:1993）進行試驗后，輪胎氣壓不應低于規定的初始氣壓；輪胎外觀檢查不應有（胎面、胎側、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. 轉鼓以勻加速啟動到初始試驗速度的時間應在10min以內。
c. 其他試驗階段改變速度到速度穩定，所需時間小于1min。
d. 將停放后的輪胎氣壓重新調整到規定值，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，使之垂直轉鼓外表面加壓，并按規定條件進行試驗。
f. 試驗按規定程序連續進行，其間不得中斷，不得重新調整氣壓，試驗負荷必須保持不變。
g. 輪胎按規定程序完成試驗后，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。
07
耐久性能
（轉鼓法檢查輪胎高負荷連續運行能力）
輪胎安裝在符合規定的標準輪輞上，充以下表中規定的氣壓,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，輪胎氣壓不應低于規定的初始氣壓，輪胎外觀檢查不應有（胎面、胎側、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。
08
車輪整車匹配試驗
五
輪胎的制造工藝流程
六
總結
輪胎是汽車上最重要的組成部件之一，輪胎常在復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。
