三、基础知识
（一）车轮的组成
汽车车轮由轮胎和轮圈组成，如图1-43所示。有的车轮轮圈美观性不好，还会另外加一个装饰罩盖。
1.轮圈
轮圈是车轮骨架，也是安装轮胎的部件。轮圈与轮胎接触的钢圈外环称为轮辋，轮辋的制造工艺很精确，用以装配无内胎的轮胎。在使用时，汽车的轮辋规格是很重要的，它决定汽车可以装用哪些轮胎。轮圈的轮辋和轮毂之间部分称为轮辐。
大多数车辆所使用的钢圈为钢材压制及焊接而成，目前铝合金轮圈也越来越多被使用。
图1-43 车轮组成
2.轮胎
轮胎是安装在轮圈上的接地滚动的圆环形弹性部件，是橡胶与纤维材料及金属材料的复合制品，制造工艺是机械加工和化学反应的综合过程。橡胶与配合剂混炼后经压出制成胎面；帘布经压延、裁断、贴合制成帘布筒或帘布卷；钢丝经合股、包胶后成型为胎圈；然后将所有半成品在成型机上组合成胎坯，在硫化机的金属模型中，经硫化而制成轮胎成品。
3.装饰罩盖
车轮装饰罩盖用来装饰、美观车轮，还可以在一定程度上保护钢圈不受刮碰和化学物质的腐蚀。
（二）汽车轮胎
汽车轮胎是汽车的重要部件之一，是车轮中与地面直接接触的部件，它在汽车的行驶性能中起着关键作用，属于易磨损零件，并且经常受到各种机械和化学损伤。在汽车运输成本中，轮胎费用约占5%以上。因为轮胎直接与地面接触，因而要求它能够在采用不同速度的行驶条件下，承担其所必需的一切功能。所以很多情况下轮胎成了车轮的代名词。
1.汽车轮胎的作用
（1）支承汽车的总重量
轮胎与钢圈一起承受汽车的重力，并传递来自于其他方向的力和力矩，包括垂直反力、侧向反力和切向反力等。为此轮胎应当始终保持适当的气压。轮胎侧壁触地部分的弯曲不应超过其胎侧高度的20%。这样能使轮胎合理地挠曲，胎身就可以保持最佳的使用状态。
（2）吸收并缓和汽车的动能
轮胎还能吸收并缓和汽车行驶过程中所受到的一部分冲击和振动，保证汽车具有良好的乘坐舒适性和行驶平顺性。当加速和刹车时，每只轮胎承受的刹车全力相当于汽车的总重量。此时，由于轮胎会将外力传递到横轴上从而产生制导效应，能使轮胎以一定的速度将车子维持在驾驶者所希望的轨迹上。
（3）保证轮胎与路面的附着性
轮胎还应与路面有良好的附着作用，以提高汽车的动力性、操纵性和通过性。行驶阻力会消耗一定的燃料，但在20世纪90年代初，由于用硅取代了轮胎中的炭黑，使油耗有所降低，而且硅取代炭黑后并不会影响轮胎的附着力。
（4）降低噪声
轮胎还起着降低噪声的作用。如今的轮胎都是由辐式胎身和金属轮辋构成。采用这种结构具有很多优点。首先是轮胎侧壁异常柔韧，能起到保障舒适的作用；而行驶的抓地性则由轮胎的胎面来加以保障，胎面则因金属轮辋而变得坚硬。胎面上的花纹主要起排水和避免因路湿而发生侧滑的“水层效应”。胎面花纹还能起到降低行驶噪声的作用，轮胎设计师需要不断设法降低噪声。
2.轮胎的组成
轮胎通常由外胎、内胎和垫带三部分组成。现代轿车使用的轮胎大部分都是无内胎的轮胎，其胎体内层有气密性好的橡胶层，且需配专用的轮辋。世界各国轮胎的结构，都向无内胎、子午线结构、扁平（轮胎断面高与宽的比值小）和轻量化的方向发展。
图1-44所示为无内胎轮胎结构。胎面提供路面粘附性和排水性，承受各种作用力；带束层保证高速时轮胎的性能；钢丝帘线加固层提高稳定性、减少滚动阻力；胎体帘布层在高内压下仍能保持轮胎形状；内胶层保持轮胎气密性；侧壁防止侧面磨损；轮缘加强层加强行车稳定性和精确的转向性；型芯改善稳定性、转向性和舒适性；钢芯使胎圈固定在轮圈上。胎圈是轮胎安装在轮辋上的部分，由胎圈芯和胎圈包布组成，起固定轮胎的作用。
3.汽车轮胎的分类
汽车轮胎根据不同的分类标准，有不同的分类方法。
1）按胎体结构分，可分为斜交线轮胎、带束斜交轮胎和子午线轮胎。
子午线轮胎与斜交线轮胎的根本区别在于胎体不同。斜交线胎的胎体是斜线交叉的帘布层，胎体帘线方向与轮胎行驶方向成30°～38°的角度。斜交线轮胎的结构如图1-45所示。
子午线胎结构如图1-46所示。胎体是聚合物多层交叉材质，胎体帘布方向与轮胎行驶方向成90°夹角，其顶层是数层由钢丝编成的钢带帘布，可减少轮胎被异物刺破的几率。现在轿车上用的都是子午线轮胎。
图1-44 无内胎轮胎结构
图1-45 斜交线轮胎
图1-46 子午线轮胎
2）按轮胎组成分，可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎。
无内胎轮胎的空气直接压入外胎中，因此轮胎与轮辋间需要有很好的密封。无内胎轮胎在外观上和结构上与有内胎轮胎近似，所不同的是无内胎轮胎内壁上附加了一层厚约2～3mm的专门用来封气的橡胶密封层，它是用硫化的方法粘附上去的，在胎体上标记如图1-47所示。当轮胎穿孔后，由于其本身处于压缩状态而紧裹着穿刺物，故能长期不漏气，即使将穿刺物拔出，也能暂时保持胎内气压。无内胎轮胎胎圈上有若干道同心的环形槽，在胎内气压作用下，槽纹能可靠地使胎圈压紧在轮辋边缘上以保证密封。安装无内胎轮胎的轮辋是不漏气的，它有着倾斜的底部和平均的涂层。气门嘴直接固定在轮辋上，其间垫以密封用的橡胶衬垫。无内胎轮胎具有气密性好、散热好、结构简单及质量小等优点。缺点是途中修理较为困难。
图1-47 无内胎标识
3）按使用季节分，可分为夏季轮胎、冬季轮胎和四季通用轮胎。
● 夏季轮胎的橡胶化合物比冬季轮胎硬。温度7℃以上时夏季轮胎具有最佳的附着力和抓地力。
● 冬季轮胎采用耐寒冷的橡胶化合物，这种化合物在温度低于0℃时不会硬化，因此可提供较好的附着能力。随着温度提高，冬季轮胎的柔韧性和挤压变形越来越高，因此磨损和滚动阻力提高，耗油量也随之提高。这种轮胎带有“M+S”标记（图1-48），根据雪地适应性冬季轮胎上可能还带有“3PMSF”符号。
图1-48 冬季轮胎上的标记符号
● 四季轮胎既适合冬季使用，也适合夏季使用。四季轮胎与冬季轮胎一样也带有“M+S”标记。与冬季轮胎相比，四季轮胎侧壁上的文字字符中只是缺少了“3 PMSF”字符。
4）按胎内气压大小分，可分为高压轮胎（气压为490～686kPa）、低压轮胎（气压为196～490kPa）和超低压轮胎（气压为196kPa以下）。
5）按胎面花纹分，可分为普通花纹轮胎、越野花纹轮胎和混合花纹轮胎。普通花纹细而浅，适用于比较好的路面；越野花纹凹部深而且粗，在软路面上与地面附着性较好，越野能力强，适用于矿山、建筑工地等路面情况；混合花纹介于普通花纹和越野花纹之间，中部为菱形、纵向锯齿形或烟斗形花纹，两边为横向越野花纹，适用于在城市和乡村之间路面行驶的汽车。
6）按轮胎帘线类型分，可分为钢丝轮胎、尼龙轮胎、人造线轮胎和聚酯轮胎等。
7）按用途分，可分为轿车轮胎、载货汽车轮胎、摩托车轮胎和特种车辆及工程机械用轮胎等。
4.轮胎型号的识别
汽车轮胎上的标记有10余种，正确识别这些标记对轮胎的选配、使用和保养十分重要，对于保障行车安全和延长轮胎使用寿命具有重要意义。轮胎型号中的尺寸单位一般为英寸（in）（1in=2.54cm）。
（1）断面宽度
断面宽度是指轮胎的横断面宽度，如图1-49所示，一般用B表示，单位为毫米（mm），比如165、185等。
（2）扁平率
扁平率是指轮胎断面高/轮胎断面宽（H/B），如图1-50所示。用百分率表示，比如扁平率为55%、65%等。一般来说，扁平率小于50%的轮胎属于扁平胎。
图1-49 断面宽度
图1-50 扁平率
（3）子午线轮胎
用R表示，有些轮胎上还有单独的标示，如图1-51所示。
（4）轮辋直径
轮辋是指轮辋直径的大小，一般用d表示，如图1-52所示，单位为英寸（in）。比如轮辋直径为14in、18in等。
图1-51 子午线轮胎
图1-52 轮辋直径
（5）载重系数
载重系数是指轮胎的承载能力，载重数的大小不是实际载重数值，与实际载质量相对应。轮胎常用载重系数对照表，见表1-4。
表1-4 常用载重系数对照表
（6）速度标志
轮胎的速度标志是指轮胎的最大行驶安全速度，用英文字母表示。轮胎速度标志的含义见表1-5。
表1-5 轮胎速度标志表
注：1.较常见的轮胎速度标志为P、S、T、H。2.如轮胎无速度标志，除另有说明外，一般均默认为最大安全速度为120km/h。
一般情况下，以上6个轮胎标记会组合在一起，醒目地标记在轮胎胎体上，按（断面宽度）B/（扁平率）R（轮辋直径）（载重系数）（速度标志）的顺序组合。对扁平率、轮辋直径的了解有助于更换适合的轮胎，而了解轮胎的载重系数和速度标志则有助于行车安全。
例如：275/40 R 1899Y。
275：胎面宽为275mm；
40：扁平率为40%；
R：子午线结构；
18：钢圈直径为18in；
99：最大载荷为775kg；
Y：表示最高安全极速是300km/h。(https://www.daowen.com)
（7）RSC
位于20mm圆圈中的“RSC”字符表示“Runflat-System-Component”，即防爆轮胎系统组件。防爆胎是这个组件中的一部分，其他还有与轮胎匹配的专用轮圈（扩展凸峰轮辋）和胎压报警指示。字符行RSC是BMW连同轮胎行业一起开发的可见外部识别符，从2001年10月以来，字母RSC即可在所有BMW防爆轮胎上见到。
1）防爆轮胎也称自承载式轮胎，在轮胎胎壁两侧有加强层，能够承载车身重量。在完全漏气的情况下仍能继续行驶很长路程，不会像普通轮胎一样，胎压减少或消失后轮胎变瘪，甚至脱离轮圈，防爆轮胎与普通轮胎的对比如图1-53所示。车辆无法行驶以致失去控制，造成车祸。
图1-53 防爆轮胎与普通轮胎的对比
防爆轮胎在出现缓慢的空气损失时，以80km/h的速度能行驶约2000km；在空气突然完全漏光时，以80km/h的速度能行驶约160km。同时，安装防爆轮胎的车辆无需装备备用轮胎和车辆升降机，减轻车辆重量，增加可用空间，从而提高车辆安全性。但是在使用时需要注意：安装防爆轮胎的车辆不允许安装普通车轮和轮胎，只有在紧急情况下才能安装普通轮胎，不允许将防爆轮胎安装到轮辋类型为EH的普通车轮上。
2）扩展凸峰轮辋。扩展凸峰轮圈的特殊的外形有助于防爆轮胎系统的稳定。轮圈的结构名称如图1-54所示。
例如：61/2 J X 16 H2 BET45。
61/2：开口宽度5.6in；
J：角形结构；
X：深槽；
16：轮辋直径为16in；
H2：双凸峰；
B：不对称深槽；
ET45：轮毂偏距45mm。
轮辋凸峰更改的EH2轮圈（图1-55）与H2轮圈（图1-56）相比凸峰更加扩展，深槽同样向内偏移数毫米，能够在胎内无气状态下防止轮胎从轮圈中跳出。
图1-54 轮圈的结构名称
1—角头 2—斜肩 3—开口宽度 4—深槽 5—凸峰 6—轮圈直径
图1-55 EH2轮圈
图1-56 H2轮圈
图1-57 胎压报警指示
EH2轮圈与普通轮胎100%匹配，即使普通轮胎使用EH2轮圈结构时，也能获得极大的安全性。试验显示，在200km/h下，在轮胎突然出现充气压力损失时，仍能获得明显的安全性能。需要注意的是，在轮胎装配和拆卸需要使用新型通用轮胎安装机进行。
3）胎压报警指示。胎压报警系统通过车轮转速传感器测量所有4个车轮的转速。它能够比较对角分布车轮的轮速，并算出平均车速。由于可能出现充气压力损失，因此车轮的动态直径乃至车轮转速都会发生变化。在车速15km/h起直至最高车速的范围内可识别出所有车轮上30%±10%的充气压力损失。如果超出了这个值，便会通过组合仪表用红色LED灯或文字“爆胎”以及一个声音报警信号向驾驶员发出警告，如图1-57所示。
约80%的轮胎失压原因在于缓慢的空气损失，尤其对于防爆轮胎来说，在外表基本无法分辨胎压是否降低。通过胎压报警系统能够对胎压进行实时监控，若低于极限值，会通过组合仪表分两级向驾驶员发出如下警告：压力下降值在0.2～0.4bar，会显示黄色LED灯或文字“检查轮胎压力”；压力下降值超过0.4bar，显示红色LED灯或文字“爆胎”。提醒驾驶员及时调整轮胎压力。
通过轮胎失压显示发出警告在校正轮胎充气压力后，应在发动机静止且点火开关已接通的情况下按住设置按钮约6s，直到组合仪表中“轮胎压力已设置”或黄色LED灯亮起为止。
（8）负荷及气压
一般标示最大负荷及相应气压，负荷以千克为单位，气压即轮胎胎压，单位为千帕，如图1-58所示。
图1-58 轮胎最大负荷和胎压
（9）磨损极限标志
轮胎一侧用橡胶条、块标示轮胎的磨损极限，一旦轮胎磨损达到这一标志位置应及时更换，否则会因强度不够中途爆胎。
（10）层级
层级是指轮胎橡胶层内帘布的公称层数，与实际帘布层数不完全一致，是轮胎强度的重要指标。层级用中文标志，如12层级；用英文标志，如“14P.R”即14层极。
（11）帘线材料
有的轮胎单独标示，如“尼龙（NYLON）”，一般标在层级之后；也有的轮胎厂家标注在规格之后，用汉语拼音的第一个字母表示，如9.00—20N、7.50—20G等，N表示尼龙、G表示钢丝、M表示棉线、R表示人造丝。
（12）平衡标志
用彩色橡胶制成标记形状，印在胎侧，表示轮胎此处最轻，组装时应正对气门嘴，以保证整个轮胎的平衡性。
（13）滚动方向
轮胎上的花纹对行驶中的排水防滑特别关键，所以花纹不对称的越野车轮胎常用箭头标志装配滚动方向，以保证设计的附着力、防滑等性能。如果装错，则适得其反。
（14）生产批号
用一组数字及字母标志，表示轮胎的制造年月及数量。如“98N08B5820”表示1998年8月B组生产的第5820只轮胎。生产批号用于识别轮胎的新旧程度及存放时间。
（15）商标
商标是轮胎生产厂家的标志，包括商标文字及图案，一般比较突出和醒目，易于识别。大多与生产企业厂名相连标示。
5.轮胎的磨损
胎面磨损是由轮胎与路面发生的相对滑转、滑移和摩擦而引起的。汽车在行驶时，胎面除了承受来自地面的垂直反作用力外，还需承受胎体变形及汽车行驶时产生的切向力和横向反作用力，使得轮胎与地面的接触面存在不同程度的相对滑移，胎面对路面的滑移量越大，胎面磨损越严重。当轮胎在正常情况下均匀磨损至胎侧的磨损指示标记时，则不能继续使用，需进行更换。如果一旦发现轮胎磨损不均匀，则说明轮胎的使用存在问题，需要及时检查。从轮胎正常的均匀磨损与不正常的不均匀磨损的表象中，可以发现轮胎在使用过程中是否出现问题，应及时查明原因，从而使轮胎在正常环境下发挥它的作用。
一般轮胎的不均匀磨损有以下几种情况：
（1）胎冠中央磨损
如图1-59所示。这种情况是由于轮胎胎压过高，造成d0>d1，仅胎冠的中央部分接地，从而导致胎冠中央比两边部分磨损的速度快。若出现此类磨损，则需要检查胎压并使其降至标准范围内。
（2）胎冠两肩磨损
如图1-60所示。这种情况是由于胎压过低，造成d0<d2，以至胎冠的两肩接地，从而导致胎冠两肩比中央磨损的速度快。出现此类磨损也应检查胎压，并充气至标准范围内。
图1-59 胎冠中央磨损
图1-60 胎冠两肩磨损
（3）胎冠内侧或外侧磨损
这种情况是由于车轮定位不准或长期不进行换位所致，其中前轮外倾角及前轮前束不符合标准会引起前轮偏磨。一旦出现此类磨损则需要进行四轮定位，必要时还需进行轮胎的互换。
（4）胎冠锯齿状磨损
这种磨损与前轮前束有关，当胎冠由外侧向内侧呈锯齿状磨损，说明前轮前束过大，反之，则说明前轮前束过小。
汽车车轮在行驶时，由于横向拉杆和车桥的约束，车轮不致向外滚开，此时，车轮将在地面上出现边滚边向内滑的现象，从而加快了轮胎的磨损。为了避免这种圆锥滚动效应带来的不良后果，将两前轮适当向内偏转，这就形成了所谓的前轮前束。
（5）胎冠波浪状或碟片状磨损
此类情况是由于车轮的平衡不良、轮辋和轮轴及其轴承不正常或车轮定位不准引起的。出现这种磨损后应及时进行车轮的平衡或四轮定位，并检查相关轮辋与轴承。车轮平衡不良还会造成行车方向不易控制或是车向斜行驶、直行时转向盘不正等情况，在特定行车速度下车身还会发生抖动的现象。
（6）胎冠局部磨损
很明显这是由于紧急制动使车轮抱死或快速起步使车轮打滑引起的胎面局部磨损，这种磨损会缩短轮胎的使用寿命，应尽量避免紧急制动与急速起动。
6.车轮动平衡
汽车的车轮是由轮胎、轮圈组成的一个整体。但由于制造或使用上的原因，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、转向盘振动的现象。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人们常说的动平衡。
车轮平衡分为动态平衡和静态平衡两种。动态不平衡会使车轮摇摆，令轮胎产生波浪形磨损；静态不平衡会产生颠簸和跳动现象，往往使轮胎产生平斑磨损现象。因此，定期检测平衡不但能延长轮胎使用寿命，还能提高汽车行驶时的稳定性，避免在高速行驶时因轮胎摆动、跳动，失去控制而造成的交通事故。
7.轮胎使用
（1）注意胎压
过高或过低的胎压都会造成轮胎的不正常磨损，缩短轮胎的寿命。在气候比较恶劣的冬夏两季，可根据维修服务站的建议定期调整胎压。
（2）行车避免急加速
汽车由静止状态突然起动，使轮胎与路面发生剧烈摩擦，加速胎面磨损。
（3）减少紧急制动
紧急制动加剧胎面的局部磨损，容易造成轮胎起包、脱层等现象，应多运用滑行减速，少用制动，尤其是紧急制动。
（4）车轮换位
图1-61 同侧换位
图1-62 备胎参与轮换
汽车前后桥的负荷不同，造成四只轮胎磨损不均匀，一般在新胎行驶5000km后，应进行同侧前后换位，即同侧车轮前后互换，如图1-61所示。行驶到10000km后，进行前后交叉换位，即左前与右后互换，而右前与左后互换。
轮换车轮时，备用车轮可以一同轮换，如图1-62所示。如此，才可延长轮胎的使用寿命，但是，备用车轮参与轮换时，要求所用的车轮和轮胎的型号是完全一致的。进行车轮轮换时，应检查各个轮胎的磨损程度，通常，过量的非正常磨损即因胎压不正常所导致，或因轮距对准不好，车轮失去平衡或急制动造成。轮换以后必须使前后轮的胎压达到规定值，并检查车轮螺母的扭紧力矩。对于子午线轮胎、雪地行驶用轮胎或镶钉轮胎轮换前先做好方向标记，以便在替换轮胎时按同一方向安装车轮。
（5）同车慎装异种轮胎
同一辆车慎装两种不同规格的轮胎，因为花纹的设计、质量、直径等技术参数都不尽相同，如果将两种不同规格的轮胎装在同一轴上，就会造成转向过度或不足，容易产生侧滑。轻者影响汽车的操纵灵活性，重者会造成车祸。