车轮螺栓,别拧太紧!
汽车轮胎被扎后漏气,需更换备胎,并至汽修店维修轮胎,再次更换轮胎,这个过程很多老铁应该都有经历过。
更换轮胎就需要拆卸并拧紧车轮螺栓,螺丝君经常看到维修师傅拧紧车轮螺栓时,采用很长的加长套杆,甚至用脚踩扳手,借助身体的力量向下压扳手以实现拧紧,并告诉客户车轮螺栓务必要拧的足够紧,否则跑高速时,轮胎有松动的风险,这样做真的合理吗?
今天,螺丝君通过本篇文章来解析下。
1、车轮紧固连接结构
车轮的紧固方式可以大致分为如下两种,即车轮螺栓方式和车轮螺母方式:
下图所示的为车轮螺栓及其连接结构,车轮螺栓穿过制动盘和轮胎拧紧在预制内螺纹的轮毂上。车轮螺栓的头部为曲面,拧紧后,可抵抗切向外载荷。
下图为车轮螺母及其连接的结构,相比于车轮螺栓,轮毂螺栓从内部穿过制动盘和轮胎,车轮螺母拧紧在穿出的螺栓上。
车轮螺栓的连接方式,主要适用于欧洲地区的车型(大众,奥迪,宝马,奔驰等),其优点是螺栓损坏时,便于替换,只需购买螺栓即可;轮毂侧的结构简单,有利于成本;缺点是安装车轮时的作业性不佳;紧固螺栓的方式相比紧固螺母方式,扭矩衰减方面有所不利。
车轮螺母方式是除欧洲之外其他大部分地区的车型(中国、北美、日本等)。
优点是安装车轮时,车轮挂到螺栓上进行作业,故作业性较好;相比紧固螺栓方式,扭矩衰减方面有利。
缺点是当螺栓损坏时,需要更换(压入到)轮毂的螺栓,产生零件替换工费,相比紧固螺栓方式,成本方面有所不利。
2、过拧紧的危害?
有人认为,车轮螺栓是紧固轮胎的,轮胎在汽车高速或动载行驶时,外载荷较大,因此,应预拧紧较大的扭矩。
甚至需要像底盘其他位置一样,螺栓应过屈服拧紧。那么,一味的往死里拧,会有什么危害呢?
1)拧紧过紧时,车轮螺栓进入屈服状态后,会产生不可恢复的塑性变形。产生塑性变形的螺栓不能重复多次使用,这就意味着每次更换车轮时,车轮螺栓也需要更换,非常的不方便。
2)拧紧过紧时,车轮螺栓的轴向预紧力很大,当再承受较高的外载荷时,螺栓易出现断裂失效。
3)拧紧过紧时,对手件内螺纹承受载荷较大,重复多次使用后,易出现滑牙。此时只能更换对手件,操作不便且成本较高。
4)拧紧过紧时,对手件承压面载荷较大,尤其是铝合金车轮,易出现表面压溃的问题。
3、如何拧紧?
螺丝君参考的某主流整车厂的相关资料,设计上,对于常用5个车轮螺栓的连接结构。如果采用的是钢轮毂,其夹紧力应该≥35KN,如果采用的是铝轮毂,其夹紧力应该≥25KN。
考虑到车轮螺栓需重复使用,车轮螺栓经过5次重复拧紧后,其夹紧力仍需满足钢轮毂≥35KN和铝轮毂≥25KN的要求。
扭矩上,建议的工艺扭矩为120Nm,最高不超过140Nm,这个数据是总装车间采用的装配扭矩。
车轮螺栓的屈服扭矩,通常在180Nm-200Nm以上,从设计上来看,工艺扭矩远低于屈服扭矩,这也是为了让车轮螺栓始终使用在拧紧曲线的线性段,多次重复使用后,性能仍不会下降。
因此,对于车轮连接的位置,维修拧紧时,需采用定值扭力扳手或数显扳手拧紧,通常的拧紧扭矩约120Nm或拧紧至该车原厂装配的扭矩。
但螺丝君也了解到,目前,可以定值的扳手的价格都相对较高,很多汽修厂不会采购这种的扳手。
因此,当采用非定值的扳手时,一定要选择经验丰富的维修师傅,这样的维修师傅大概知道加多长套筒?拧多少角度?扭矩大概能到多少?
通过上面的分析,车轮螺栓这个位置设计上是留有一定的扭矩安全余量。
但如果师傅一味的往死里拧,借助全身力量用脚踩,扭矩就很难控制了,如果是这样,建议你还是别在这里维修了,即使现在没啥事,相关零件的使用寿命也会受影响的。
我们搞拧紧的应该都知道,拧紧和拧紧至某个角度和扭矩是完全不同的概念。作为工程技术人员,一切以数据说话,而不是差不多。
重要位置的拧紧扭矩和角度是关键参数,每年因为连接位置没有按照要求拧紧而召回的案例都很多,螺丝君这里不一一赘述。
此外,总装车间的拧紧一般是先预紧,再采用5把拧紧枪组成的拧紧系统同时终紧。因此,维修时,建议可以先预紧,终紧时,可沿对角方向逐个进行拧紧。
4、螺丝君经验总结
1)车轮螺栓过拧紧,会导致螺栓过屈服,产生不可以恢复的塑性变形;过度拉伸的螺栓,在承受外载荷时易断裂;对手件螺纹承载较大,易滑牙;对手件表面易压溃等问题。
2)维修时,车轮螺栓最好采用定值扭力扳手进行拧紧,拧紧扭矩建议为120Nm或原厂装配扭矩,最高一般不超过140Nm;如果采用非定值扭力扳手,建议由经验丰富的维修师傅来拧紧装配,不建议师傅借助全身力量往死里拧;装配顺序先预拧紧,终紧时沿对角方向逐个进行拧紧。
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节约成本吗?为什么车轮上有的螺丝是4个有的是5,6个?
有细心的朋友留意到汽车轮胎上的螺丝钉的数量不一,最常见的是4个螺丝,疑问是不是越多越好,答案是否定的。
汽车轮毂的固定方式通常分两种:一种是轮毂螺栓加车轮螺母,日、韩系车,还有国内的QQ等微型车都是这样;一种是车轮固定螺栓,欧、美系车,像德国大众、PSA都是这样的设计。
譬如神车五菱之光就是典型的圆圆的四个螺丝,再有年代比较久的日产老车也几乎都是四个螺丝的设计。螺母的选择还和螺栓结构息息相关。轮毂螺丝分为球面和锥面两种切面,螺丝切面必须和轮毂相匹配,当轮毂接触面为锥面时,你就不能选择球面的螺丝,这样会使接触面减少,受力不匀,会导致极大的安全隐患。
有人用很简单的逻辑认为4个比5个少,所以就是不安全的。这里必须澄清,无论轮毂螺丝有4个或是5个,都是安全的。汽车的轮毂都是经由汽车厂精心设计、无数次实践后选择的结果。要知道,即使是同一个厂生产的车,车辆也各不相同,根据自重和排量的差别选择螺丝不同的数量和规格。
SUV的话通常就是五个,毕竟要穿越自然崎岖的地形,讲究量级重感。轮胎依托于轮毂,也就是说再强大的动力系统,最终都是把所有的功率从半轴输出到轮毂上,而轮毂螺栓就是传递的途径,可以说这里的设计,校验都是马虎不得的,所以大家完全不用担心除了零件质量之外的问题。其中可以留意一下,为了财产安全,我们都会在螺丝中做安全防盗设计,而防盗螺丝就是一个钥匙孔,必须要有一把对应的钥匙才能把锁打开。一般来说,一个轮毂上的4到5个螺丝中只要一个是防盗专用螺丝就可以保护车辆安全了。
你可以看到有的赛车和普通车的设计不同,它们可能连4个螺丝都没有用到,为的是减轻轮毂的重量。因为就算是0.5kg,对赛车的速度、比赛的结果也具有不可估量的影响。所以在专业赛车手和改装狂热者眼里,轮毂的原装螺丝是不得不割掉的一块赘肉。
交付首日小米SU7后轮疑螺丝脱落,可能嘛?
近日,有网友发布一则,关于小米创始人雷军在小米SU7交付日乘坐的蓝色小米SU7 Max后轮疑似有白色附着物掉落下来的视频。
该视频一发出,在网络也是引发了广大网友的猜测,是否车辆后螺丝脱落?从视频中,确实可以看到车辆在行驶中,后轮位置有一小块白色附着物掉落下来。
关于网上热议的小米SU7交付日雷军乘坐的后轮螺栓掉落一事,小米集团公关部总经理王化发文回应称,“经现场勘察为地面上存在现场搭建交付仪式物料颗粒,经后轮碾压后粘附在轮胎上,后自然掉落被视频记录下来。请大家放心并非车辆螺丝脱落,也感谢细心网友的发现。”
随后,雷军也转发了王化的回应并评论表示:“大家现在都是拿着放大镜来看小米SU7,我们压力很大。但很多拿放大镜看的问题,可能不是问题。大家有空仔细看一下。”
对此,有网友评论表示:汽车不是自行车,上边的很小的螺丝不是拧上去的,肯定是铆钉焊接技术,说听过卡车掉大螺丝的,很少听过有汽车掉小螺丝的。
螺丝君经验与分析
1、 关于后轮螺栓掉落一事,螺丝君认为:螺栓本身掉落的可能性不大。一方面是因为这辆车刚刚下线,即使没有拧紧也不至于行驶很短里程就掉落了,另一方面是交付日大家对这辆车的检查也会到位,所以,认为车轮螺栓掉落的可能性非常小。
如果是车轮螺栓脱落,很大一个可能性是螺栓出现氢脆,装配后螺栓受到比较大的拉应力,此时如果螺栓制造工艺没有控制好,例如,车轮螺栓很多表面处理采用镀锌、镀锌镍的方式,在表面处理后没有及时去氢,或去氢时间不足,就可能出现放置一两天出现了氢脆断裂。
螺栓氢脆的问题确实不能小觑,据了解,某家知名车企在多年前出现了停车场放置的车辆,第二天早上发现车辆下面一大堆断裂螺栓的事情,后来查明是螺栓的氢脆断裂问题。
2、螺栓除外,还有一个可能是螺栓的罩壳,这个可能性更大。很多汽车车轮螺栓为了车轮螺栓美观,在螺栓的外面设计一个塑料罩壳,把车轮螺栓遮蔽在里面。这个塑料罩壳需要靠过盈量卡在车轮螺栓上面,如果设计、工艺控制偏差,会造成过盈力不足,在车辆行驶过程中,出现振动脱落的可能性。
对于车轮螺栓美观,目前大致有几种方案:
A、采用车轮螺母,车轮螺母采用光亮的不锈钢外壳,这种设计在捷豹路虎、通用、福特、蔚来等常见。
B、采用焊接式外罩的螺母,这种在一些日韩系,或者国产汽车对标日韩系产品的汽车厂家有应用,表面处理一般是镀铬,外观看起来比较光亮美观。
C、采用普通的锌铝涂覆表面处理的螺母,例如特斯拉,但是为了外观比较好看,一般需要在车轮轮毂中心处加一个罩壳,把车轮螺母遮蔽到罩壳里面,外面看不到车轮螺母,同时,整个轮毂包裹还可以一定程度上降低风阻系数。
D、大众为代表的车轮螺栓,外面增加车轮螺栓的塑料罩壳。
3、小米汽车自宣布造车以来,持续的新闻热度不减,这就是互联网和做消费电子产品起家的小米与其他车企不同的地方,保持其持续的热度和关注度。这一点从短短几天订单用户数量突破100000辆,锁单用于40000辆,可以看出还是受到一定用户欢迎。这一方面归功于持续的宣传热度,忠实的“米粉”,保时捷的外观,独具设计的方向盘(方向盘的设计更是别具一格,与多款知名超跑有着相似之处,让人在驾驶时仿佛能够感受到赛车的激情与速度。大家可以特别注意一下方向盘下面的两只小耳朵)。这也是持续热度和宣传带来的营销效果。
4、正是由于大家对小米汽车的关注度如此之高,所以,一些细节都是拿着放大镜来进行观察和监督,当然这个细节是否是是小米的故意为之?这个我们咱不得知。这也说明了:他必须有真正严格的质量控制要求,设计验证,否则,如果出现了真正比较大的问题,放在聚光灯下就会被大大放大。
5、再次佩服一下小米的营销能力,在发布日上面,把座椅、轮毂等配置说成是赠送,这些赠送产品加起来要2万多。其他车企可以借鉴一下来自互联网和消费电子行业的宣传能力,把一些产品加上定语、数字、百分比以后都会变成公众认为的高大上的产品,例如,车载大屏可以说成含有二氧化硅成分的高硬度透明玻璃等。
6、小米的供应链整合能力也是非常恐怖的,只要小米坚持把车做下来,不出5年,5年后零部件的价格水平可能就会被打下来,大家可能可以得到更多性价比的汽车产品。
以上仅从技术角度进行分析探讨,不当之处,还望各位指正;当然,螺丝君对雷总及小米汽车还是十分钦佩的,希望小米汽车早日能成为像特斯拉一样牛逼的公司!
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