轮毂及轮胎

2.3.1　轮毂

1.铝合金轮毂

铝合金轮毂（图2-31）顾名思义材质为铝合金，与传统钢材质轮毂比，主要有以下优势：

图2-31　铝合金轮毂

（1）散热好：铝合金的传热系数比钢材大3倍。汽车在行驶过程中，轮胎与地面以及制动盘与制动片的摩擦会产生出很高的热量，这种情况会导致轮胎和制动片老化以及加速磨损，制动性能会因高温而急剧降低，轮胎内气压也会升高而存在爆胎隐患。铝合金轮毂相比钢制轮毂能够更快地将这些热量传导到空气中，提高了安全系数。

（2）质量轻：铝合金轮毂的比重小于钢制轮毂，平均每只比同尺寸钢制轮毂轻2 ｋg左右，除去备用车轮总共可减重8 ｋg；更轻的轮毂还可减少起步和加速时的阻力。两者共同作用使车辆更加省油。

（3）精度高：铝合金轮毂铸造的精密度远高于钢制轮毂，失圆度及不平衡度较小；另外铝合金的弹性模数小，抗振性能优于钢制轮毂。这两项能有效减小车辆振动，使驾乘更为舒适。

（4）更美观：铝合金在高温液体状态下流动性及张力比钢制轮毂好，后期抛光和电镀工艺使其能够制造出更美观多变的外形；表面抗腐蚀处理以及静电粉体涂装也让其历久如新。

2.铸造轮毂

铝合金轮毂有两种制造工艺，一种是铸造，一种是锻造。下面讲的是铸造轮毂的制造工艺。

重力的制造工艺：工厂将铝锭化成铝水浇铸在轮毂模型中，由上至下冲压而成，3 min一只，此工艺适用于汽车生产厂配套大批量生产。

叉压（低压）的制造工艺：工厂将铝锭化成铝水，通过传送管直接挤压到轮毂模型中，上举下压而成，30 min一只。汽配店所买轮毂都为此工艺制造。

锻造轮毂是指制造轮毂的一种工艺手法为锻造方式，对这种运用锻造工艺制造出的轮毂可称作锻造轮毂，如图2-32所示。

（1）锻造工艺：锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、形状和尺寸锻件的加工方法。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。

（2）锻造轮毂的工艺特点。

①采用圆柱状设计，直径较大的轮毂就是用较粗的铝材去锻压，与铸造铝圈使用“原材料”的制造方法不同。

图2-32　锻造轮毂

②根据铝圈宽度所需的Ｊ数切割铝材。

③先将铝锭加热至400℃左右，此时便可以准备进行锻压。

④热锻压成型，吨位越高的锻压机所需的铝锭工作温度越低，所锻造出来的产品晶粒较小，韧度也较高。

⑤经过高温高压成型的粗胚温度非常高，表面布满黑色碳化物，必须使用叉动机来搬运。经过酸洗表面处理之后的粗胚已经具有轮毂的雏形。

⑥通过T4和T6两种热处理机的长时间再加工热处理后，粗胚的晶粒将更紧实，产品的韧度也会提高。

⑦锻造铝圈必须依靠机械加工将粗胚加工至轮毂成型，因此工作内容包括胎唇成型、螺纹攻丝、盘面车削、细部加工等步骤。

⑧在涂装之前，必须再次检查轮毂表面是否有瑕疵。

（3）锻造轮毂的优点。

①强度高；

②质量轻；

③相对铸造轮毂节省燃油。

2.3.2　轮胎

1.防爆轮胎

防爆轮胎学名叫“泄气保用轮胎”，英文缩写为RSC。充气后的轮胎胎壁是支撑车辆质量的主要部位，特别是一些扁平比（扁平比是轮胎高度与宽度的比）较大的轮胎，胎壁非常“肥厚”，“爆胎”严重时通常会导致胎壁瞬间崩裂，从而使轮胎瞬间失去支撑力，导致车辆重心立刻发生变化，特别是前轮驱动车的前轮爆胎，爆胎后瞬间的重心转移很可能令车辆失控。防爆轮胎由外胎、常用内胎、备用内胎、钢圈、气体发生器（或储气腔）、压力传感器和控制单元组成，如图2-33所示。

图2-33　普通轮胎与防爆轮胎结构对比

（a）普通轮胎；（b）防爆轮胎

如果驾驶员没有爆胎后驾驶经验（大多数人都没有），可能会做出错误的驾驶动作（例如急制动），这将导致车辆无法挽救的失控。

爆胎是非常严重的安全事故，特别是在高速公路上爆胎。据统计，国内高速公路70%的意外交通事故是由爆胎引起的，而时速在160 ｋm/h以上发生爆胎的死亡率接近100%。

给车辆配置防爆轮胎即最大限度地解决了令人担心的安全问题。不过，真正称得上“防爆轮胎”的是军用的6×6、8×6等越野装甲车轮胎，它们设计了专门的金属条，即使遇到炮火弹片击穿也能保持轮胎不发生变形，继续使用。普通的民用防爆轮胎虽然做不到如此强悍，但其“防爆”原理基本是一样的。

虽然从统计数字来看轮胎发生损坏的概率相对较低，但是轮胎漏气是最令驾驶员不愉快的体验之一。RSC是一套轮胎安全组件，它能降低轮胎发生漏气的概率。

RSC包含安装在EH2轮辋上的RSC轮胎和TPI电子警告系统。一旦轮胎压力开始下降，RSC立即向驾驶员发出警告，但是即使轮胎压力下降为零，RSC仍能确保轮胎安全地固定在轮辋上，使轮胎继续行驶一定的距离。这样，车辆上不再需要放置备胎、修理套件和汽车千斤顶，而驾驶员也无须在路边亲自更换轮胎。与此同时，RSC仍能在必要时继续确保100%的安全性。

由于具有经过特殊设计的轮辋凸峰（加宽的凸峰），EH2轮辋能够防止轮胎在压力突然下降后脱离轮辋。RSC轮根据车辆负载情况，能够在压力降至最低的情况下，使车辆以80 ｋm/h的最高车速继续行驶50～250 ｋm。

在所有的轮胎损坏故障中，只有20%是轮胎压力突然或迅速下降。换言之，在80%的情况下轮胎压力下降都是个缓慢的渐进过程，而此时，RSC轮胎能够使车辆继续行驶长达2 000 ｋm。因此可以说，RSC轮胎本身就是自己的备用轮胎。这种安全性的显著改善还基于ABS防抱死制动系统、ASC自动稳定控制系统、DSC动态稳定控制系统始终保持功能完全正常。

RSC系统中包含的轮胎压力监视器（TPI）通过不断比较各个轮胎的转速而对各个轮胎的气压进行监视。在车速超过15 ｋm/h、轮胎压力下降幅度超过30%时，如果某个轮胎的转速发生不规则变化，系统将通过警告灯和声音信号提醒驾驶员注意。

但是有必要对此进行说明：TPI不能替代驾驶员对轮胎压力的定期检查。在每次改变轮胎压力或安装了新的轮胎之后，驾驶员需要按照一个简单便捷的操作步骤将TPI系统重新初始化，以使其保存轮胎数据。

RSC技术在安全性和舒适性方面取得了巨大的进步。即使在轮胎压力完全消失的情况下，RSC仍能使驾驶员以中等车速继续驾驶车辆，而无须因轮胎漏气而不得不在一些有潜在事故风险的地点停车，例如狭窄而危险的位置、弯道上、高速公路上、施工路段、隧道中等。驾驶员可以将车辆驾驶到不太远的维修中心（不必一定是最近的维修中心），然后由维修车间的技师以更为稳妥的方式对轮胎进行更换，从而避免了由于亲自更换轮胎而占用的时间。最后，但也同样重要的一点是，车辆上不再需要放置备胎、汽车千斤顶以及其他更换轮胎所需的工具，这意味着车辆负载减轻，能够提高车辆性能、降低耗油量。

2.绿色轮胎

绿色轮胎是指由于应用新材质和新设计，而使滚动阻力小，因而使耗油低、废气排放少的子午线轮胎。在汽车行驶中，能量会被各种阻力所消耗，其中约20%的汽油被轮胎滚动阻力所消耗。使用绿色轮胎就可以减少这方面的能量消耗，从而达到省油的目的。

绿色轮胎运用特殊的硅土混合技术、结构设计技术和生产技术，在不损失轮胎基本安全性能的情况下，使滚动阻力比普通轮胎下降20%，减少油耗5%以上，有效降低汽车燃油消耗，提高燃料使用效率，降低二氧化碳排放。这种轮胎可使环境和驾驶员双双获益，一方面对环境的不利影响最小化，另一方面可为消费者节省燃料费用。

车辆行驶时，轮胎受压变形，橡胶分子之间相互摩擦生热就会造成能量损失，产生滚动阻力。绿色轮胎富含的二氧化硅就像是润滑剂，可以填平作为轮胎胎面胶的溶聚丁苯胶分子的间隙，减少橡胶分子之间的摩擦，这样就减小了轮胎与地面之间的阻力，减少油耗，达到控制汽车废气排放的环保效应。同时，绿色轮胎还能有效降低噪声，提高轮胎的附着力及舒适性、操控性等安全性能。

3.越野轮胎

越野轮胎的常见分类：公路轮胎、全地形轮胎、泥地轮胎。除了以上三种常见的越野轮胎，还有一些比较专业但很少采用的轮胎类型，如雪地轮胎、雨林轮胎、攀岩轮胎、沙漠轮胎等。

1）公路轮胎

公路轮胎简称HT。一般来说，越野车出厂时通常给新车安装的是中性的道路花纹轮胎，主要用于公路行驶，特点是胎壁比较柔软，胎面花纹细密，如图2-34所示。

2）全地形轮胎

全地形轮胎英文名是All Terrain Tire，在国内一般被简称为AT轮胎，也是越野爱好者使用最广的轮胎。全地形轮胎的设计比公路轮胎具有兼容性，其花纹设计比较粗犷，胎牙的间距也比公路轮胎略大，这种设计的负面效果是公路性能下降、噪声有所增加，但是耐用性和在非铺装路面上的附着力要强于公路轮胎，是越野和公路性能兼顾的轮胎。对于那些平时把车当作交通工具，偶尔当越野车的车主，AT胎是不错的选择，如图2-35所示。

图2-34　公路轮胎

图2-35　全地形轮胎

同时AT轮胎之间的区别也很大，AT轮胎是最复杂的越野轮胎，这种轮胎有侧重于沙地越野的，有侧重于公路行驶的，也有侧重于泥地行驶的。总之，触地橡胶越多，公路操控性越好；触地花纹越少，同时沟槽越深，越野性能越好。

3）泥地轮胎

泥地轮胎简称MT（Mud-Terrain）轮胎，一般只有越野发烧友和特殊路段工作者才会选用，如图2-36所示。它与公路轮胎正好相反，MT轮胎胎壁坚硬，胎牙夸张，胎牙之间的距离明显偏大，便于泥地行驶的时候慢速排泥或高速甩泥，另外在一些恶劣的地面上更容易增加附着力，如凸凹不平的岩石地面。在公路上行驶时MT轮胎的噪声很大，当车速低于10 ｋm/h的时候还会感觉到胎牙的振动。MT轮胎制动和转向性能都与HT轮胎相差许多，下雨的铺装路面更容易失控。

图2-36　泥地轮胎

但是在非铺装地面上它就能表现出出色的抓地力，特别是在恶劣地形上不易损坏，会给驾驶员带来很强的信心。对于MT轮胎大家往往有个误区，就是在沙地里越野能力一定很强。实践证明，软沙地面是MT轮胎的杀手，如果没有差速锁，车速过慢或停顿就只有刨坑了。可能还有人认为MT轮胎雨天性能一定也很好，其实MT轮胎就像它的名字MUD（泥泞）一样，它很大程度上偏重于泥泞地面，也就是说在大部分季节干旱的北方是否使用MT轮胎则需要冷静的考虑。如果你选择MT轮胎，那么较少的触地橡胶会加快轮胎的磨损，而且你会牺牲掉很多路面行驶性能。

2.3.3　备胎

一般轿车都会备有一个备用轮胎，按照备胎尺寸的大小可以分为全尺寸备胎、非全尺寸备胎和无备胎。

1.全尺寸备胎

顾名思义，就是备胎的规格与原汽车轮胎规格相同。

2.非全尺寸备胎

非全尺寸备胎是指比常用胎的轮胎直径略小、宽度较窄的备胎，非全尺寸备胎也只能做暂时性更换，并且最高时速不超过80 ｋm。

一般是车辆上安装了零压续行轮胎，或者是车辆上配有气泵和补胎剂以供临时修补。

无论是何种备胎，备胎实际上是应急使用，不是长期使用的轮胎，一定要严格按照说明在规定时速以下行驶，并尽快修补好轮胎以将备胎换下。