175/70R13规格乘用车辆车轮总成结构设计

　　日常做底盘行走部件选型时，175/70R13这个规格的车轮是A0级燃油小车、低速电动乘用车、短途场内通勤代步车最常用的行走组件，很多做整车总布置的新人容易忽略车轮的安装边界校核，最后出现转向擦碰翼子板、制动卡钳干涉轮辐的问题，这个三维模型刚好可以用来做总布置阶段的空间校核参考。先从实际应用场景说，这类小尺寸车轮适配的整备质量普遍在1吨以内，多用于城市通勤代步、场内短途转运、低速电动观光车这类对转弯半径要求高、行驶时速不超过120km/h的场景，胎面宽度175mm的设计兼顾了干湿地抓地力和滚动阻力，70的扁平比能过滤大部分铺装路面的细碎颠簸，13英寸的轮辋直径也能适配小尺寸制动鼓或单活塞浮动卡钳，不会出现制动件塞不进轮腔的问题。

　　再看功能特性，整个车轮总成分为橡胶轮胎和钢制/铝合金轮毂两部分，轮胎部分的胎面花纹采用连续纵向主沟加横向细沟槽的布局，纵向主沟负责快速排走胎面积水，降低高速行驶的水滑风险，横向细沟槽则是提升起步、制动时的侧向抓地力，避免湿滑路面起步打滑；胎侧的厚度设计兼顾了抗冲击性和缓冲能力，过减速带或压到路面小碎石时，胎侧的形变能吸收大部分冲击，避免硬冲击直接传递到悬架摆臂。轮毂部分的轮辐采用五孔非对称布局？不对，看模型里的轮辐是带减重缺口的盘式结构，中心定位孔的尺寸是适配这类小车的常规轮毂轴承单元，螺栓孔的分布圆直径匹配对应车型的转向节安装位，轮辋的宽度是6J左右，刚好适配175宽度的轮胎，

　　安装时胎圈和轮辋止口的过盈量符合乘用车轮胎装配的标准要求，不会出现高速行驶轮胎脱圈的风险。设计思路上，这类车轮的建模首先要确定轮胎的外轮廓尺寸，按照175/70R13的规格计算，轮胎的总直径是1325.4+1750.7*2=576.2mm，建模时胎面的弧度要符合轮胎的静负荷变形特性，不能做成纯圆柱面，要考虑轮胎充气后胎面的接地印痕形状，接地长度大概在100-120mm之间，接地压力分布均匀才能保证磨损一致。轮辐部分的减重缺口不是随便开的，要经过刚度校核，保证在承受最大垂直载荷、侧向离心力、制动扭矩的时候，轮辐的变形量在许用范围内，同时还要预留动平衡块的安装位置，避免平衡块突出轮辋外沿刮蹭制动管路。安装边界方面，做总布置的时候要注意，

　　车轮打满转向时，胎侧和翼子板内衬的最小间隙要留25mm以上，和减震器筒身的间隙要留10mm以上，中心孔的配合公差要选H7/h6的过渡配合，保证轮毂和轴承轴头的同轴度，螺栓孔的位置度公差要控制在0.2mm以内，避免安装时出现螺栓强行别劲的问题，长期使用导致螺栓疲劳断裂。另外还要考虑轮胎的跳动量要求，径向跳动不超过1.2mm，端面跳动不超过1.0mm，建模时轮辋的安装止口面要和中心孔轴线严格垂直，才能保证装车后的跳动符合要求。很多新手建模时容易把轮胎的花纹做的太浅，实际这类民用代步车轮胎的花纹深度要在8mm左右，磨损到1.6mm的磨损标记时就需要更换，建模时可以在胎面主沟里做出磨损标记凸台，方便后续做维护仿真的参考。还有气门嘴的安装位置，要在轮辋上预留标准的气门嘴安装孔，位置选在两个轮辐之间的空隙处，避免充气时气门嘴和制动卡钳干涉。这类车轮的重量大概在12-15kg之间，建模时可以按照橡胶和铝合金/钢的密度赋值，方便后续做整车簧下质量的计算，簧下质量越轻，悬架的响应速度越快，整车的操控性和舒适性也会更好，所以轮辐的减重设计是在保证刚度强度的前提下尽可能去掉多余材料，而不是盲目挖孔。另外在做碰撞仿真的时候，轮胎的材料参数要设置成超弹性材料，模拟碰撞时轮胎的缓冲和形变特性，这个模型的胎体结构分层也可以参考实际轮胎的帘布层、带束层结构做简化，满足一般的整车动力学仿真、装配干涉校核的需求完全足够。