汽車輪轂是怎么裝上去的?
首先我們來看看什么是輪胎螺絲,它都有哪些作用。輪胎螺絲是指安裝在輪轂上、聯(lián)接車輪、剎車盤(制動(dòng)鼓)以及輪轂的螺絲。它的作用是將車輪、剎車盤(制動(dòng)鼓)以及輪轂可靠的聯(lián)接在一起。大家知道,汽車重量最終都是由車輪承擔(dān)的,那么車輪與車身之間的聯(lián)接就是通過這幾個(gè)螺絲實(shí)現(xiàn)的。所以,這些輪胎螺絲在事實(shí)上承擔(dān)著全車的重量,并且還要把變速箱輸出的扭矩傳遞到車輪上,它在工作中同時(shí)受到拉力和剪切力的雙重作用。
輪胎螺絲的結(jié)構(gòu)非常的簡(jiǎn)單,就是由螺桿、螺母以及墊圈組成的。根據(jù)螺桿結(jié)構(gòu)的不同,還可以分為單頭螺栓和雙頭螺栓,現(xiàn)在的汽車絕大多數(shù)都是單頭螺栓,雙頭螺栓一般應(yīng)用在中小型卡車上。單頭螺栓安裝方式有兩種,一種是輪轂螺栓+螺母,螺栓以過盈配合固定安裝在輪轂上,然后由螺母固定車輪,一般日韓系車應(yīng)用較多,絕大多數(shù)的卡車也采用這樣的方式。這種方式優(yōu)點(diǎn)是車輪比較容易定位,拆裝車輪比較容易,安全性較高,缺點(diǎn)是輪胎螺絲更換比較麻煩,有些需要拆卸輪轂;另一種是車輪固定螺栓,在輪轂上直接加工出螺紋,輪胎螺絲直接擰在輪轂上,一般在歐美系小型轎車上應(yīng)用較輪隱多。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是輪胎螺絲拆裝、更換比較容易,缺點(diǎn)是安全性稍差,如果反復(fù)多次拆裝輪胎螺絲,會(huì)損壞輪轂上的螺紋,那樣就必須更換輪轂了。
汽車輪胎螺絲一般都是用高強(qiáng)度鋼制作的,在輪胎螺絲的頭部打印有螺絲的強(qiáng)度等級(jí),有8.8、10.9、12.9幾種,數(shù)值越大強(qiáng)度越高。這里的8.8、10.9、12.9是指螺栓的性能等級(jí)標(biāo)號(hào),由兩部分?jǐn)?shù)字組成,分別表示螺栓材料的公稱抗拉強(qiáng)度值和屈強(qiáng)比值,一般用""X.Y""表示,比如4.8、8.8、10.9、12.9等等。性能等級(jí)8.8的螺栓抗拉強(qiáng)度為800MPa,屈強(qiáng)比值為0.8,屈服強(qiáng)度為800×0.8=640MPa;性能等級(jí)10.9的螺栓抗拉強(qiáng)度達(dá)1000MPa,屈強(qiáng)比值為0.9,屈服強(qiáng)度為1000×0.9=900MPa。其它以此類推。一般把強(qiáng)度8.8級(jí)及以上、螺栓材質(zhì)為低碳合金鋼或中碳鋼、并經(jīng)熱處理稱為高強(qiáng)度螺栓。汽車的輪胎螺絲都是高強(qiáng)度螺栓,不同的車型、不同的載重量,匹配的螺栓強(qiáng)度也不同,以10.9最為常見,8.8的一般匹配在較低端的車型上,12.9一般匹配在重型載貨車上。
大家仔細(xì)觀察,會(huì)發(fā)現(xiàn)汽車上的輪胎螺絲有安裝四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)甚至更多,為什么會(huì)有這樣的區(qū)別呢?是不是輪胎螺絲越多越安全呢?
其實(shí)輪胎螺絲的安裝數(shù)量與汽車的載重以及輪胎螺絲的強(qiáng)度有關(guān)。一般在小型轎車上,重量比較輕,用四個(gè)輪胎螺絲就足夠了;在中大型轎車以及SUV上,車重較大,一般至少需要五個(gè)輪胎螺絲;而在更重的車型上,會(huì)安裝更多的輪胎螺絲,有些卡車上甚至有十二個(gè)輪胎螺絲,并且螺栓的直徑也很大,強(qiáng)度非常高,能夠適應(yīng)更高的載貨量。不過我們也不要以輪胎螺絲數(shù)量論英雄,汽車的輪胎螺絲強(qiáng)度、數(shù)量等都是經(jīng)過精密計(jì)算的,會(huì)考慮汽車最惡劣的工況,所以都有非常大的安全余量,在一般情況下是不會(huì)發(fā)生斷裂、松脫等現(xiàn)象,幾乎是絕對(duì)安全的。所以不論輪胎螺絲是幾個(gè),都是可以保證行車安全的,并不是數(shù)量越多越好,比如有些車型使用四個(gè)10.9強(qiáng)度的肢禪輪胎螺絲,另一款車型使用五個(gè)同直徑的8.8強(qiáng)度的輪胎螺絲,如果以總強(qiáng)度計(jì)算,四個(gè)輪胎螺絲反而更高。
下面我們來說說輪胎螺絲的緊固與自鎖原理。
汽車輪胎螺絲一般使用細(xì)牙的三角螺紋,螺栓直徑在14~20mm之間,螺紋牙距為1~2mm。這種三角螺紋在理論上是可以自行鎖止的:輪胎螺絲以規(guī)定的扭矩扭緊后,螺母與螺栓的螺紋互歷桐塵相貼合,它們之間巨大的摩擦力可以讓二者保持靜止不動(dòng),即自鎖。與此同時(shí),螺栓發(fā)生彈性變形,將車輪、剎車盤(制動(dòng)鼓)緊緊的固定在輪轂上。采用細(xì)牙螺距,可以增大螺紋之間的摩擦面積,防松動(dòng)作用更好。現(xiàn)在的汽車上越來越多的采用細(xì)牙螺紋,就是它的防松作用更好。
但是汽車在行駛中,車輪受到的是交變載荷,輪胎螺絲也會(huì)受到連續(xù)的沖擊與振動(dòng)。在這種情況下,在某一個(gè)瞬間,輪胎螺栓與螺母之間的摩擦力消失,輪胎螺絲就有松動(dòng)的可能;此外,汽車在加速與制動(dòng)時(shí),由于車輪旋轉(zhuǎn)方向與輪胎螺絲的緊固方向相反,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)“松脫力矩”,進(jìn)而導(dǎo)致輪胎螺絲松動(dòng)。因此輪胎螺絲必須有可靠的自鎖防松裝置?,F(xiàn)在的汽車輪胎螺絲,絕大多數(shù)采用摩擦式自鎖防松裝置,比如加裝彈性墊圈、車輪與螺母之間加工成配套的錐面或球面、使用球面彈簧墊圈等。它們可以補(bǔ)償輪胎螺絲在受到?jīng)_擊與振動(dòng)瞬間造成的間隙,也就防止了輪胎螺絲的松動(dòng)。
還有一些車型,采用了“里反外正”式的輪胎螺絲,即左側(cè)車輪輪胎螺絲采用左旋螺紋,右側(cè)車輪輪胎螺絲采用右旋螺紋,這樣螺紋的緊固方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向保持一致,就減弱甚至消除了“松脫力矩”,避免了輪胎螺絲的自動(dòng)松脫。這種左旋輪胎螺絲,一般在螺絲的頭部上標(biāo)有大寫的 英文字母“L”,或者在螺母中央位置切削出一道溝槽,以便于右旋螺栓區(qū)別開來。這種左旋螺紋的輪胎螺絲在早期的東風(fēng)、解放等汽車上應(yīng)用廣泛,現(xiàn)在仍然有一些中、輕型卡車、輕型客車、小型越野車等采用這樣的設(shè)計(jì)。
但是為什么重載卡車以及小型汽車現(xiàn)在都不采用這樣的設(shè)計(jì)了呢?這主要是因?yàn)?,重載卡車一般使用雙胎并裝、單螺母固定的方式安裝輪胎,輪胎螺母采用了球面彈簧墊圈,可以防止螺母的自行松動(dòng);而在小型汽車上,由于它加速與制動(dòng)都比較快,所以不論是加速還是制動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生松脫力矩,使用左旋輪胎螺絲意義不大。所以,這兩種車型不再使用左旋螺紋輪胎螺絲,有利于減少零部件的數(shù)量,便于拆裝維修。
那么我們?cè)诓鹧b輪胎螺絲時(shí)需要注意什么呢?在拆卸時(shí)要注意對(duì)角均勻松開,讓扳手與輪胎螺絲垂直,避免輪胎螺絲受到彎矩,進(jìn)而造成螺絲折斷。在安裝時(shí)要注意對(duì)角安裝、對(duì)角分次均勻緊固,不要一次性擰緊,更不要把螺絲都安裝在車輪的一邊,這樣才能使螺絲受力均勻,避免輪圈變形。在落下千斤頂、車輪著地后,用扭矩扳手把輪胎螺絲緊固到規(guī)定的力矩,一般在15~20公斤力之間,如果太松了螺絲容易松脫,太緊了會(huì)把輪圈緊變形,甚至導(dǎo)致螺絲拉伸斷裂。如果沒有扭矩扳手,一般的成年男子只要雙手握住輪胎扳手的一端,用盡全力扭緊,這個(gè)力就足夠了。
此外,在緊固輪胎螺絲時(shí)盡量不要使用風(fēng)炮緊固,這種風(fēng)炮一般扭矩過大,會(huì)導(dǎo)致輪胎螺絲拉伸,甚至拉伸到了輪胎螺絲的屈服點(diǎn),導(dǎo)致輪胎螺絲發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的塑性變形,這樣的輪胎螺絲就再也緊不住了,必須更換。還有就是輪胎螺絲不要反復(fù)多次拆裝,每一次拆裝都是對(duì)螺紋的一次傷害,螺栓與螺母之間的摩擦力就會(huì)越來越小,螺栓的自鎖作用減弱甚至消失,輪胎螺絲也就緊不住了,一般拆裝十次以上的輪胎螺絲就建議更換了。還有就是輪胎螺絲上千萬不要涂抹黃油,這樣雖然以后拆卸時(shí)輕松了,但是黃油會(huì)減小螺紋之間的摩擦力,減小螺絲的自鎖作用,致使螺絲松動(dòng)的可能性增大。
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