越野车辆深花纹轮胎配红色轮毂结构设计

　　做行走系统结构设计快十二年，经手的轮组方案少说也有七八十套，这次的越野轮组结构，是针对非铺装路面重载工况做的适配设计，先从实际落地的场景说起，这套轮组主要适配全地形越野车、小型工程作业巡检车、山地农用作业机具的行走端，日常要应对碎石路、泥泞滩涂、松散沙土、硬质岩石路面等多种复杂路况，不能出现普通公路胎在非铺装路打滑、胎壁被硬物割伤、轮毂受冲击变形的问题。先聊设计思路的落地，最开始做方案的时候，先把轮组的受力边界算清楚：单轮额定静载荷要覆盖1.2倍的整车满载轴荷分配值，动态冲击载荷要预留30%的安全余量，毕竟越野工况下过坑、飞跳的瞬时载荷比平路行驶大很多。轮胎部分的花纹设计没有沿用普通公路胎的细碎浅花纹，而是做了大节距的块状深花纹，花纹块的侧壁做了15度的拔模斜度，一方面是橡胶硫化脱模的时候不会卡模，另一方面在泥泞路面行驶时，花纹沟槽里的淤泥能随着轮胎转动快速甩出，不会出现泥塞导致抓地力丧失的问题；胎面的橡胶配方里掺了20%的丁苯橡胶，耐磨性能比普通顺丁橡胶胎面高35%左右，胎侧做了三层帘子线补强，厚度比同尺寸公路胎厚2.2mm，应对碎石刮擦、路肩冲击的时候不容易出现鼓包、裂口。轮毂部分选的是钢制冲压焊接结构，轮辐做了六辐式的镂空设计，不是为了外观好看，是为了在保证结构强度的前提下降低轮组的转动惯量，轮辐上的镂空孔边缘都做了R3的圆角过渡，避免应力集中在孔边位置，车辆长期在颠簸路面行驶时不会出现轮辐开裂的问题；轮辋的滚压成型尺寸严格匹配轮胎的胎圈座角度，15度的锥面配合公差控制在H7/h6，轮胎充气之后胎圈和轮辋能完全贴合，不会在低胎压越野行驶的时候出现胎圈脱开、漏气的问题。再讲安装边界的尺寸控制，轮组的安装节圆直径、中心孔尺寸、螺栓孔数量都是按照对应车型的轮毂安装基准做的匹配，螺栓孔的位置度公差控制在0.1mm以内，装车之后不会出现车轮转动偏摆、方向盘抖动的问题；轮组的偏距是经过轮距匹配计算的，装车之后轮胎不会超出轮眉边界，转向的时候也不会和翼子板内衬、转向拉杆发生运动干涉，轮胎最大转向角度下的运动间隙预留了18mm，哪怕是冬季加装防滑链也有足够的活动空间。实际使用场景里，这套轮组在胎压降到1.2bar的时候，胎面的接地面积能比标准胎压下大40%，在松散沙地上的接地比压能降到0.8bar以下，不容易陷车；在硬质岩石路面行驶时，大花纹块能嵌入岩石表面的缝隙里，提供足够的侧向抓地力，侧倾行驶的时候不会出现侧滑。之前做同类型轮组测试的时候，遇到过普通轮毂在连续冲击120次之后轮辋变形的问题，这次的轮辋在轮缘位置做了加厚卷边处理，卷边内部加了一圈加强筋，相同的冲击测试条件下，连续冲击200次之后轮缘的变形量不到0.5mm，完全满足使用要求。还有容易被忽略的动平衡设计，轮胎在硫化成型的时候就做了均匀性管控，胎面的重量偏差控制在50g以内，轮毂焊接之后也做了端跳、径跳检测，端跳量不超过0.3mm，径跳量不超过0.4mm，装车之后只要在对应位置加少量平衡块就能满足高速行驶的动平衡要求，不会出现高速行驶车身共振的问题。另外轮辐表面做了喷塑处理，红色的塑层厚度控制在80-120μm，耐盐雾测试能达到72小时以上，在野外潮湿、多盐碱的环境里使用也不容易出现锈蚀掉漆的问题，后期维护的时候只要定期检查轮胎胎压、胎面花纹磨损情况、螺栓紧固力矩就行，不需要额外做特殊的养护。