专家论坛：践行新发展理念 高质量推动车轮行业发展

2022-06-21      文/铝车轮质量协会 王孝东   点击：次

　　践行新发展理念 高质量推动车轮行业发展

　　——乘用车车轮安装尺寸标准化探讨

　　目前在中国生产的乘用车有5大派系，分别是美系、欧系、日系、韩系、自主。有80多个乘用车制造厂家生产乘用车。对各自品牌乘用车用车轮的安装尺寸进行系统分析发现，车轮安装用的中心孔名义尺寸就有40多个，中心孔公差标注也不规范，有20多种的标注方式;车轮螺栓孔径名义尺寸有20多种，车轮螺栓孔公差标注不规范有10多种，车轮螺栓孔沉孔名义直径尺寸有近20种，车轮螺栓孔沉孔直径公差不规范有10多种，车轮螺栓孔数量及螺栓孔PCD节园直径规格有20多个组合。鉴于车轮安装用的螺母(螺栓)常用规格就两种：M12和M14规格。与车轮的螺栓孔间隙配合直径理论上讲2种规格的螺栓有2个螺栓孔孔径配合是最为合适的。鉴于车轮安装用套筒就4个规格，分别是S17、S19、S21、S22，对应的车轮螺栓孔沉孔直径就4个最为合适。或者进一步临近的尺寸再尺寸优化有2到3个规格就可以满足要求实际安装要求。

　　这些不标准的杂乱无章的尺寸标注，给配套的车轮、制动盘、轮毂轴承单元和螺母(螺栓)等零部件厂家造成非常大的浪费。中国铝车轮行业产销规模世界第一，几乎给全球所有品牌乘用车厂家配套，铝车轮年产销规模在2亿只以上，目前全行业的螺栓孔钻头规格就有上千个规格，还需要大量的工器具及检验量具配备使用，在组织生产中需要经常变换调整，造成大量的浪费，增加了生产制造成本，降低了生产效率。

　　这些情况产生都是汽车行业上下游缺乏组织协调沟通造成的，缺乏开放交流造成的，为此特别需要全行业大力贯彻落实新发展理念，需要创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念指引。

　　在新发展理念的指引下，通过标准化的一体化研究，打通车轮安装尺寸方面存在的节点，经过全行业的群策群力，借力汽车行业组织及相关行业组织的大力推动，相信此项工作一定会落地执行，无论是对汽车厂家，还是相关的零部件厂家，都有非常大的现实意义，可以降低生产成本，是践行新发展理念的有力抓手。

　　乘用车车轮安装尺寸主要是车轮中心孔孔径尺寸和螺栓孔规格及尺寸，与车轮、制动盘、轮毂轴承单元和螺母(螺栓)4个零部件密切相关。车轮的中心孔直径和制动盘中心孔直径、直接与轮毂轴承单元的对应的轴径相关;螺栓孔的结构与孔径直接和螺母(螺栓)规格密切相关。要分析研究汽车车轮安装尺寸，必须把此4个密切相关的零部件协调起来，一体化研究彼此之间的配合尺寸关系。用创新的理念协调各方资源，这样才能够把车轮安装尺寸标准化工作推动开展起来，协调好各自的功能需求，才能找到正确的解决方案。

　　一、车轮和制动盘中心孔尺寸标准化思路

　　车轮中心孔直径和制动盘中心孔直径的作用就是安装时候的定位作用，与车轮和制动盘的安全性能指标没有对应关系，所以说完全可以实现中心孔尺寸的标准化和系列化。鉴于此建议对于车轮中心孔直径DW和制动盘中心孔直径DB和与之配合的轮毂轴承单元轴径dw和db的标准化方案是：对于车轮和制动盘的中心孔尺寸公差和轮毂轴承单元轴径尺寸及公差，推荐执行GB/T 1800.2 《产品几何技术规范(GPS) 线性尺寸公差ISO代号体系 第2部分：标准公差带代号和孔、轴的极限偏差表》标准中的H8级别及配合安装执行最大实体加工原则。

　　举例1：车轮和制动盘的中心孔尺寸公差，孔径50-80mm 公差+0.046mm;孔径80-120mm 公差+0.054mm。

　　举例2：对于车轮和制动盘对应的轮毂轴承单元轴径尺寸公差，轴径50-80mm 公差-0.046mm;轴径80-120mm 公差-0.054mm。

　　举例3：对于车轮和制动盘与轮毂轴承单元轴径的配合间隙建议数值为0.03mm。

　　举例4：建议车轮中心孔和制动盘中心孔直径取整数，车轮中心孔与制动盘中心孔径差值为2mm。

　　例5：车轮中心孔孔径为56mm，制动盘中心孔径为58mm.车轮：DW：56 0/+0.046mm，制动盘：DB：58 0 /+0.046mm;轮毂轴承单元：dw：56 -0.03/-0.076mm;dw：56 -0.03/-0.076mm。

　　二、螺栓孔尺寸标准化思路

　　安装车轮用的螺母(螺栓)通常有2种规格，M12和M14规格，安装用套筒扳手有4种规格，分别为S17、S19、S21、S22，螺栓与车轮连接接触方式有3种类型，分别为锥面、球面和平面。其中，锥面接触方式最多。

　　欧系车多为螺栓连接，美系、日系、韩系车多为螺母连接，自主品牌车连接方式多为参考国外方式，螺栓和螺母连接方式都有。

　　鉴于车轮螺栓(螺母)常用2个规格，建议对应M12规格的车轮及制动盘螺栓孔孔径标准尺寸为：13.5+0.5mm; 建议对应M14规格的车轮及制动盘螺栓孔孔径标准尺寸为：15.5+0.5mm。

　　鉴于车轮安装套筒常用4个规格，依据GB/T 3228 《螺栓螺母用装配工具 冲击式机动四方传动套筒的尺寸》标准，对于方孔为16的套筒对应S17、S19、S21、S22的外径最大标准值分别为28.8mm、31.3mm、33.8mm、35mm。

　　建议对应S17规格的车轮沉孔孔径标准尺寸为：30+0.5mm;建议对应S19规格的车轮沉孔孔径标准尺寸为：32+0.5mm;建议对应S21规格的车轮沉孔孔径标准尺寸为：34+0.5mm;建议对应S22规格的车轮沉孔孔径标准尺寸为：36+0.5mm。

　　三、螺母(螺栓)标准化思路

　　车轮安装主要有2种方式，螺栓和螺母，欧系车采用螺栓居多，美系、日系和韩系采用螺母居多。

　　通过分析对比，建议采用螺母方式锥面接触方式连接。

　　螺母采用通孔方式，这样有利于标准化，同时减轻螺母重量，同时在最外边用塑料罩方式保护，这种方式目前已经在多家汽车制造厂家在采用，值得推广。

　　四、车轮螺栓孔数量与PCD螺栓孔节园直径尺寸标准化思路

　　车轮螺栓孔数量与PCD螺栓孔节园直径尺寸直接与车轮的载荷相关，与乘用车总质量相关。对于乘用车来讲A级及A及以下A0，A00车一般采用4个螺栓孔的数量连接居多，对于B级以上的乘用车大部分采用5个螺栓孔数量连接，对于大型的越野SUV车及皮卡车采用6螺栓孔居多，美制大型MPV车8螺栓孔连接居多。

　　螺栓孔PCD节园直径越大，承载越大。推荐标准化解决方案如下：A级A0级，A00级车 PCD采用4-100;B级以上车：PCD采用5-112，5-114.3 5-120，大型越野SUV及皮卡车： 6-139.7。

　　作者简介

　　王孝东，高级工程师。1984年东北工学院(现名东北大学)金属材料系铸造工艺及设备专业毕业，被分配到黑龙江铝箔厂工作，1989年人才引进到戴卡轮毂制造有限公司(现名中信戴卡股份有限公司)工作。2011—2019年，任中国汽车工业协会车轮委员会副秘书长。2014—2019年，参与创立CAW铝车轮质量协会，被推选为常务副会长兼秘书长。期间任《特种铸造及有色合金》编委、《铸造》编委、《轻合金加工技术》副主任编委、《中国汽车工业年鉴》特约编辑、全国轮胎轮辋标准化技术委员会(SAC/TC19)委员等社团职务。