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文档简介

Mercedes-Benz(China)Ltd.Date2008-8-28轮胎

我们所说的汽车轮胎通常是安装在金属轮辋上的,用它来支承车身,缓冲外界冲击,实现与路面的接触并保证车辆的行驶性能。轮胎常在复杂和苛刻的条件下使用,它在行驶时承受着各种变形、负荷、力以及高低温作用,因此必须具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能。同时,还要求具备高耐磨性和耐屈挠性,以及低的滚动阻力与生热性。世界耗用橡胶量的一半用于轮胎生产。

早期的汽车使用木制或铁制的车轮,尽管汽车的行驶速度不高,但还是颠簸得很厉害。1834年,父查尔斯·古德伊尔在一个偶然的机会发现了橡胶硬化技术,橡胶轮胎制造业从此也应运而生。橡胶轮胎的出现是汽车进一步发展的先决条件。之后发明的实心胎一直运用了很长时间,直到1895年,法国人米希蓝把1888年发明的自行车充气轮胎经过改良后安装在汽车上,才出现首辆使用这种轮胎的汽车。1911年,美国哈德门轮胎和橡胶制品公司根据利用织物拉伸的特性,推出了成套的内外胎,即用橡胶和织物组成外胎,里面装上橡胶内胎。至此,充气轮胎取得了完全的成功。

1.轮胎基础知识

1.1

轮胎的基本构造及术语

汽车轮胎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。

轮胎通常由外胎、内胎、垫带3部分组成。也有不需要内胎的,其胎体内层有气密性好的橡胶层,且需配专用的轮辋。现今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。外胎由胎面、胎侧、缓冲层(或钢丝束带层)、帘布层及胎圈(胎唇)组成。

橫截面高(H)SectionHeight橫截面宽

(S)SectionWidth轮胎內径

(D)BeadSeatDiameter帘布层钢丝束带层尼龙覆盖层胎唇钢丝胎唇橡胶胎侧胎面胎肩胎唇1.1

轮胎的基本构造及术语1.1轮胎的基本构造及术语胎面:用耐磨的橡胶制成,它直接承受摩擦和全部载荷,’能减轻帘布层所受冲击,并保护帘布层和内胎免受机械损伤。为使轮胎与地面有良好的附着性能,防止纵、横向滑移等,在胎面上有着各种形状的凹凸花纹。胎唇(胎圈):使外胎牢固地装在轮辋上,有很大的刚度和强度,由钢丝圈、帘布层包边和胎圈包布组成。胎肩:是较厚的胎冠与较薄的胎侧间的过渡部分,一般也制有花纹,以利散热。胎侧:是轮胎侧部帘布层外层的胶层,用于保护胎体。

帘布层:是胎体中由并列挂胶帘子线组成的布层,是轮胎的受力骨架层,用以保证轮胎具有必要的强度及尺寸稳定性。缓冲层(或钢丝束带层):为斜交轮胎胎面与胎体之间的胶布层或胶层,用于缓冲外部冲击力,保护胎体,增进胎面与帘布层之间的粘合。胎面胎侧胎唇钢丝胎肩钢丝束带层三角胶内面胶尼龙覆盖层1.2轮胎的基本功能1.自動車と積荷の重量を支える3.路面からのショックをやわらげる2.駆動力・制動力を路面に伝える4.自動車の向きを自由に変える1.支撑车辆及貨物的重量我们有超大的力量足以支撐本身50倍以上的力量2.將驱动力、制动力传达到路面刹车启动确实传达驱动及制动力3.缓和來自路面的冲击4.使车辆自由的转向吸收冲击乘坐舒適驾控愉快我的工作是使车辆直行、转向1.3

轮胎的分类轮胎的分类方式有很多种,以下进行简单介绍:按轮胎用途分:可分为载货汽车轮胎和普通轿车轮胎;按胎体结构分:可以分为充气轮胎和实心轮胎(现今绝大多数轮胎都是充气轮胎);按组成结构分:可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎;按胎体中帘线排列方式分:可分为普通斜交胎、带束斜交胎和子午线轮胎。由于子午线轮胎的特殊结构和良好的性能,使其已成为当今汽车领域中被广泛的应用的轮胎产品,同时子午线轮胎也是世界轮胎发展的主流产品。下面我们所谈的轮胎仅指目前轿车所普遍使用的子午线胎,或俗称的真空胎。

子午线轮胎:子午线轮胎是胎体帘线按子午线方向排列,有帘线周向排列或接近周向排列的缓冲层紧紧箍在胎体上的一种轮胎。它由胎面、胎体、胎侧、缓冲层(或带束层)、胎圈、内衬层(或气密层)六个主要部分组成。按照胎体和带束层所用帘线材料不同,子午线轮胎可分为三种:全钢丝子午线轮胎、半钢丝子午线轮胎和全纤维子午线轮胎。a).子午线轮胎的结构和特点:胎体帘布层的帘线与胎面中心线成90℃角,各层帘线彼此不交叉。帘线在圆周方向上只靠橡胶来联结。b).子午线轮胎的性能:

使用寿命长。滚动阻力小,耗油低。承载能力大。减震性能好。

c).子午线轮胎的缺点及使用注意:子午线轮胎的胎侧较薄,故变形大,胎侧与胎圈受力比普通斜线轮胎大得多,因此,子午线轮胎胎面与胎侧的过渡区及轮辋附近易产生裂口。子午线轮胎工艺复杂,生产成本高。严格保持子午线轮胎出厂时要求的标准气压。

1.4轮胎的花纹轮胎有各种各样的花纹,而这些花纹的存在并不是为了美观,而是分别针对不同的用途。其实轮胎花纹的选择对轮胎,乃至整个汽车的性能都至关重要。

作用:轮胎花纹的主要作用就是增加胎面与路面间的磨擦力,以防止车轮打滑,这与鞋底花纹的作用如出一辙。轮胎花纹提高了胎面接地弹性,在胎面和路面间切向力(如驱动力、制动力和横向力)的作用下,花纹块能产生较大的切向弹性变形。切向力增加,切向变形随之增大,接触面的“磨擦作用”也就随之增强,进而抑制了胎面与路面打滑或打滑趋势。这在很大程度上消除了无花纹(光胎面)轮胎易打滑的弊病,使得与轮胎和路面间磨擦性能有关的汽车性能:动力性、制动性、转向操纵性和行驶安全性的正常发挥有了可靠的保障。

轮胎花纹的类型

轮胎花纹型式多种多样,但归纳起来,主要有3种:普通花纹、越野花纹和混合花纹。a).普通花纹:

普通花纹适合于在硬路面上使用。它分为纵向花纹、横向花纹和纵横混合花纹。

纵向花纹的特点:胎面纵向连续,横向断开,这种花纹轮胎的滚动阻力较小,散热性能好。综合起来看,这种型式花纹适合在比较清洁、良好的硬路面上行驶。横向花纹的特点:胎面横向连续,纵向断开,故轮胎抗滑能力呈现出纵强而横弱,汽车以较高速度转向时,容易侧滑;轮胎滚动阻力也比较大,胎面磨损较严重。这种型式花纹适合于在一般硬路面上、牵引力比较大的中型或重型货车使用。

纵横混合花纹的特点:这种花纹介于纵向和横向花纹之间。胎面中部一般具有曲折形的纵向花纹,而在接近胎肩的两边则制有横向花纹。这样,台面的纵横抗滑能力比较好。因此这类花纹的轮胎适应能力强,应用范围广。它既适用于不同的硬路面,也适宜和于轿车和货车。

c).越野花纹:越野花纹的共同特点是花纹沟槽宽而深,花纹块接地面积比较小。在松软路面上行驶时,一部分土壤将嵌入花纹沟槽之中,因此产生比较好的抓地性。据测,在泥泞路上,同一车辆使用越野花纹轮胎的牵引力可达普通花纹的1.5倍。越野花纹轮胎适合于在崎岖不平的道路、松软土路和无路地区使用。但是由于花纹的接触压力大,滚动阻力大,所以不适合在良好硬路面上长时间行驶。否则,将加重轮胎磨损,增加燃油消耗,汽车行驶振动也比较厉害。b).混合型花纹:混合花纹是普通花纹和越野花纹之间的一种过渡性花纹。其特点是胎面中部具有方向各异或以纵向为主的窄花纹沟槽,而在两侧则以方向各异或以横向为主的宽花纹沟槽。这样的花纹搭配使混合花纹的综合性能好,适应能力强。它既适应于良好的硬路面,也适应于碎石路面、雪泥路面和松软路面,附着性能优于普通花纹,但耐磨性能稍逊。目前,一些货车和四轮驱动的乘用车多使用这种型式的花纹轮胎。

花纹深度

花纹愈深,则花纹块接地弹性变形量愈大,由轮胎弹性迟滞损失形成的滚动阻力也将随之增加。较深的花纹不利于轮胎散热,使胎温上升加快,花纹根部因受力严惩而易撕裂、脱落等。花纹过浅不仅影响其贮水、排水能力,容易产生有害的“滑水现象”,而且使光胎面轮胎易打滑的弊端凸现出来,从而使前面提及的汽车性能变坏。因此,花纹过深过浅都不好。而客观规律是使用中花纹将越变越小。为了确保花纹作用的有效性,世界各国都对轮胎花纹磨损极限制定了明确的法规。并在轮胎胎肩沿圆周的若干等份处模刻轮胎磨耗极限警报英文标记:“TWI”当花纹块凸面磨损距离到花纹沟槽底部约1.6mm(1/16英寸)时,标记处的花纹已被磨平,故显露出窄横条状的光胎面,借此警示驾驶员,该轮胎已到了必须更换的时候了。

滑水现象:

是高速行驶的汽车在积水路面上发生的现象。在积水路面上,低速行驶的汽车,其胎冠可以挤开积水而和路面相接触。但汽车高速时,胎冠就来不及把积水完全排开,胎冠和路面之间将形成楔子形水漠,使轮胎浮在水面上,制动力、驱动力和操控性消失,汽车处于失控状态,危险很大。运动性(抓地力,弯道能力)综合性舒适性(减震,静音性能)运动舒适(抓地力,静音性能)ES100A380A500V5501.4轮胎的花纹(常用轿车轮胎花纹)轮胎标志1.5轮胎型号、规格DOT标志1.美国运输部(DepartmentofTransportation);2.制造商和制造厂编码﹔3.轮胎规格编码﹔4.制造商自选编码﹔5.制造日期-2002年第11星期DOT

1ED2P2AF3EX

41102

5轮胎标志(DOT)

195/65

15

91

V

速度代号荷重指数轮辋直径(英吋)偏平比轮胎的端面宽[mm]

外径轮辋直径断面宽断面高断面高

X100断面宽断面宽轮胎规格(以195/65R1591V为例)子午线轮胎载重指数(LI)轮胎的负荷能力在规定的条件下,该轮胎允许的最大载重的表示记号。例如:196/65R1591V保证到615kg之荷重。速度代号(SS)在该轮胎荷重指示所标示的载重状态下,可行驶的最大速度,以记号来表示。例如:195/65R1591V指在615kg载重下,最高时速240km/h。载重指标LoadIndex速度(KMPH)100%90%85%HVWY210240270300ZR

91%85%85%3%/10KPH5%/10KPH5%/10KPH在以下情況下的速度范围:1.6

常用轿车轮胎品牌普利司通(石桥)/日本(MB)马牌(大陆)/德国(MB)米其林/法国(MB)固特异/美国(MB)横滨轮胎/日本(MB)倍耐力/意大利(MB)邓禄普/日本(MB)韩泰轮胎/韩国东洋轮胎/日本佳通轮胎/新加坡名称后(MB)表示该品牌部分型号提供奔驰使用2.

轮胎的维护与使用

2.1

轮胎气压

轮胎气压过高或过低都有爆胎危险,所以不可小视气压问题。有人认为爆胎是打气太足而致,而轮胎欠压

的问题不大,这是十分片面的。因为一般轿车的行驶速度很快,轮胎的形状处于一种高频交变状态,如果气压

不足变形就会加大,胎面两边的胎纹会过度磨损,胎体因无法抵御地面的压力而扭曲变形,产生高温而加速轮

胎的磨损,最终导致爆胎。

轮胎气压过低:轮胎气压过低时,由于轮胎胎冠中部向上拱起,使胎面中部负荷减小,两边缘(两肩)负荷急剧增大,使得两肩磨损加剧,这种现象亦称为轮胎的“桥式效应”。轮胎气压过低会产生轮胎胎壁擦伤,还会使轮胎的滚动阻力和汽车油耗增加,使外胎胎侧出现胶线脱离、折断等现象。轮胎气压过高:轮胎气压过高,胎面中部的磨损加剧,还会使得胎体帘线经常处于较高的应力状态,促使帘线“疲劳”,从而引起早期爆破。另外,还会降低汽车在不平路面上的行驶平顺性,加速汽车部件的磨损。严重时,也会影响燃料消耗量。轮胎气压偏低与偏高,都会降低轮胎使用寿命。

所以对于轮胎的日常使用来讲,用户应当按照厂家要求保持轮胎的标准气压,包括备胎气压。胎压的测量

可自行用胎压计测量,但需在轮胎常温的状态下测量,因为在热胎状态下测量的结果是不标准的。

对于奔驰车而言,其原厂推荐气压标准一般位于油箱盖内侧,可以依此对轮胎气压进行校正。2.2轮胎花纹

轮胎是唯一与路面接触的、非常重要的的汽车部件,它左右着乘车人的生命安全!

a).汽车同一轴上应使用花纹相同的轮胎,花纹深度也应一致。

b).若轮胎花纹是单导向或不对称的,一定要保证安装正确,否则轮胎性能会大大降低。2.3

轮胎换位车辆在使用过程中,由于前轮和后轮的磨耗会有差别,故轮胎需时常换位。轮胎换位可使胎面磨损均匀,能充分合理的使用轮胎并延长轮胎的使用寿命。轮胎换位间隔一般新车为15000km,以后每行驶10000km进行一次换位。轮胎换位根据轮胎的不同特点采用不同的换位方法

a).普通无花纹旋转方向的轮胎可以进行交叉换位,这样可使轮胎的左右侧面磨损均匀

b).单导向轮胎为保持其相同的旋转方向,需进行前后换位。(如果旋转方向弄反了,会使车辆操纵不稳定,使汽车行驶不顺并产生振动。)

c).前后轮胎尺寸有差异的,不能进行换位。(例如:奔驰S600)注意:奔驰车辆维修保养过程中轮胎只允许进行先后换位。交叉换位前后换位2.4

更好的驾驶习惯

在轿车运行之中,如果反复进行急加速、急制动、急转向等不正常的行驶,会引起轮胎的急剧变形,胎冠不均衡磨损,纵向沟纹撕裂,轮胎内部温度上升,帘布疲劳等问题,从而使轮胎处于容易爆裂的危险状态。所以我们在行使时应当尽量避免急加速、急制动、急转向,这样做不但对汽车本身的机械性能有益,而且对延长汽车轮胎的使用寿命也有帮助。以下图例为几种轮胎异常磨损示意:A.胎压过高B.定位角偏差C.胎压过低D.动平衡不良E.紧急制动2.5胎压监测系统车型轮胎压力检测系统的种类很多,随车型不同其功能也有所差异。下文主要针对奔驰系统车辆的轮胎压力检测系统进行简单介绍。奔驰现阶段有两种胎压监测系统:TPM(TyrePressureMonitor)、RDW(Tyrepressurelosswarning)

a).TPM(TypePressureMonitor)轮胎压力监测器是用于不间断监测轮胎压力的系统。系统每隔一定的时间间隔就要测量轮胎的充气压力和轮胎温度,并通过高频(HF)传输线路无线发送至TPM控制单元。轮胎气压监测系统帮助驾驶者检查轮胎气压是否正确,从而有助于提高主动安全性。驾驶者通过仪表盘上的多功能显示屏来接收提示信息,以确定当前轮胎压力情况、是否需要做纠正及轮胎是否漏气。优点:安全性:提示驾驶者检查轮胎充气压力,如果压力迅速下降(压力下降速度大于0.2bar/min),则会有警告信息及时显示。(由于系统设计原因,无法检测突然的压降。)舒适性:简化轮胎充气压力的定期检查。(驾驶者不应因该系统的存在而不对轮胎压力进行定期的手动检查。)经济性:正确的轮胎气压可以降低轮胎磨损和燃油消耗量。功能:车轮传感器安装在轮毂的气门嘴处,用以测量轮胎的压力和轮胎温度。测量信号由中央TPM天线接收,并通过独立线路传送到TPM控制单元。驾驶过程中前、后、左、右四个传感器每隔60秒发送3个数据信息。绝对压力、车轮温度、加速度、标识和频率、压力范围等会在这些数据信息中传输,TPM传感器测量范围:0~5.5bar(相对压力)。

TPM控制单元不间断工作,每次当启动程序或打开点火开关触发CAN-B时,TPM控制单元就会执行重新初始化并开始向仪表盘发送信息。四个传感器:A69/1、A69/2、A69/3、A69/4分别为四个轮胎的传感器,通过螺栓固定在轮毂上奔驰采用的是西门子(Siemens)的TPM系统TPM传感器轮胎传感器与供给阀(气门嘴)一同组成一个紧凑装置,安装在轮毂上。不需对轮毂做改动。组成:一个TPM车轮传感器中包括:压力传感器、温度传感器、发射器、加速度传感器(径向加速度)、锂电池。任务:轮胎传感器是通过无线电信号发射各种数据的传感器,此数据由中央天线接收,并由TMP控制单元评估。传感器中包括用于发射信号的锂电池,使用寿命为10年。(如电池出现故障,相应的各传感器必须更换)功能:各TPM车轮传感器均向中央TPM天线发送数据报告。各电子识别号(ID)存储在相应的各传感器中。如安装了带TPM传感器的适用备胎,则行驶数分钟后对其进行检测和管理。更换轮胎或交换TPM车轮传感器后,要尽快的对带新ID的新TPM传感器进行检测并监测新ID,即使TPM控制单元仍在接收之前使用的车轮识别号的信息。显示轮胎压力显示轮胎的压力值(右图):各轮胎的绝对气压显示在仪表盘(A1)的多功能显示屏(A1p13)上显示系统提示信息(左图):如果点火启动后,仍然没有收到来自TPM车轮传感器的当前值,就会出现这样的信息。同样,如果TPM传感器已更换或安装了其他的车轮,也会发生这样的情况。在这种情况下,TPM会检测车轮是否发生变化,只有当TPM系统检测到明确的分配、气压值后才会显示。轮胎压力监测系统激活如果驾驶员改变气压或更换车轮或轮胎,调节之后的气压值必须作为设定的监测值存储在TPM控制单元中。操作说明:TPM系统的重新激活可以通过以下部件触发:多功能方向盘上的左多功能方向盘按钮组(S110)和右多功能方向盘按钮组(S111)以及仪表盘上的仪表照明变阻器和复位按钮(A1r1)。具体操作步骤详见WIS:GF40.15-P-0001-02T

一下步骤针对奔驰E级211车型进行简介步骤:a).校正各个轮胎气压b).打开点火开关c).使用前/后滚动按钮(A110s1)选择到轮胎压力监测系统TPM

d).按下仪表照明调节和复位按钮(A1r1)屏幕上先前的压力显示变成选择菜单(默认为NO)

e).按下多功能方向盘上的+/-按钮上的+键,屏幕选项移动至YES。选择界面出现约2秒钟后立即改变为确认界面。f).重新启动发动机后,屏幕立即出现无数据发的气压显示。当前的轮胎气压在行驶约10分钟后显示。激活过程完成。b).RDW(Tyrepressurelosswarning)轮胎气压损失警告系统(RDW)是电控车辆稳定行驶系统(ESP)、速度感应动力转向(SPS)和制动辅助系统(BAS)控制单元(N47-5)的系统指示器。它可以单独工作而不需要额外部件。如果发生轮胎压力损失,它可以向驾驶员发出警告,以免轮胎因漏气而低压续跑。如果发生轮胎气压损失,驾驶员通过仪表盘上(A1)的多功能显示屏(A1p13)得到提示。与此同时,仪表盘(A1)上的轮胎气压监测器警告灯(A1e66)会启动。

轮胎气压监测器警告灯功能:滚动周长取决于轮胎气压。这种相关性通过比较4个车轮速度在电控车辆稳定行驶系统(ESP)、速度感应助力转向(SPS)和制动辅助系统(BAS)控制单元(N47-5)中得到评估。ESP、SPS和BAS控制单元(N47-5)会进行以下比较:左前和右后车轮速度、右前和左后车轮速度另外,以下传感器信号也包括在计算中:横向加速度、横摆率、车轮运动。系统特点:轮胎由轮胎气压损失警告系统(RDW)监测,但并不指定车轮位置。只有当车速超过大约20km/h时,轮胎气压损失警告系统(RDW)才开始工作。一个车轮处的压力损失为30~50%时,达到警告限值发出警告但不指定位置。均匀的慢性漏气得不到检测。驾驶员的不当操作(尽管压力大幅降低,但还是重新激活)。该系统的激活功能和步骤由于与TPM系统基本相同,在此不作详述。现阶段奔驰大部分车型都已配备RDW系统。3.实际操作由于轮胎的拆装在保养章节中已有讲述,故在此不做重复,详细资料可以参见WIS文档:AP40.10-P-4050Z

以下主要针对轮胎花纹检查、轮胎动平衡机及扒胎机做简单介绍。3.1

轮胎胎面、花纹检查(AH40.10-P-0006-01T/AP40.10-P-4051Z)工具:制动片检查仪(1)适用于测量:外部制动片的制动器摩擦片厚度(非所有型号)、轮胎胎面花纹深度红圈为轮胎花纹检测端步骤:

a).每次测量之前,移动滑块(2),使其与主动件(3)相接触,否则测量可能不准确。

b).将制动片检查仪(1)装在轮胎磨损最严重的两个胎面花纹块处。

c).将量隙规(4)推入胎面花纹沟,直至其接触到凹槽底部。测量冲子(4)不得接触磨损标记。d).拆下制动片检查仪(1),以读取测量值。注意:在测量最大磨损点处的胎面花纹后,还需对整个胎面的外侧、内侧和中部进行测量。胎面最小花纹深度为1.6mm。基于安全理由,在达到最小胎面花纹深度前应更换轮胎轮胎磨损分布:对于前轮胎来说,肩部处的磨损比轮胎中部处磨损大是正常的。后轮的轮胎磨损均匀地分布在整个胎面上。对于后轮驱动地车辆来说,胎面中部地磨损一般比轮胎肩部地磨损明显。在磨损分布异常的情况下,首先需要确定轮胎磨损增大的原因并消除它,然后用新的轮胎更换受磨损的轮胎。胎面检查:检查胎侧壁面和各轮胎的内、外侧壁,看是否有损坏痕迹,如切口、裂痕、突起、缺口及扎入异物等。如有损坏,则需更换轮胎。注意:一定要更换损坏和发生故障的轮胎。戴姆勒-克莱斯勒并未认可轮胎行业使用的维修方法。轮胎侧壁上的小缺口(小于0.8mm)通常不足以构成问题,允许继续使用这样的轮胎3.2更换轮胎在平时的工作中,轮胎的更换是我们经常会遇到的,以下章节主要介绍轮胎的更换步骤,包括拆装、动平衡及涉及的专用工具等。具体文件可参考WIS:(AR40.10-P-1030A)

拆装更换步骤:

a).拆卸轮胎(AP40.10-P-4050Z)

b).用拆卸工具拆下粘结的平衡块

(不要使用硬质、尖头或锋利的工具,以免损坏轮胎表面。)

c).从气门嘴上松开气门嘴芯

d).

将扒胎机的压片安放在轮圈侧面上

(不要将压片置于轮胎侧面,否则会损坏胎体。在装配轮胎压力监控的车辆上,不要将胎圈压片置于轮胎气门嘴区域的内侧或外侧,否则会损坏TPM车轮传感器)

e).将轮胎内、外侧壁压过辐板式车轮深槽内的安全峰形座

f).将轮胎固定在扒胎机的安装装置上(在轮胎凸缘和胎圈上涂抹肥皂水,起润滑作用。)g).在距离轮毂较小距离(X、Y)处对准装配头h).用装配杆将轮圈撬出装配凸耳,然后操作安装装置旋转,从轮毂上将轮胎分开

(在装配轮胎压力监控的轮胎

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