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鍛造鋁車輪的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
2020-04-02

  由于節(jié)省能源和環(huán)境保護(hù)的法規(guī)日趨嚴(yán)格,近年來汽車工業(yè)的發(fā)展方向是致力于開發(fā)低油耗和低排放汽車。在各種降低油耗的措施中,把實現(xiàn)汽車輕量化作為措施,而輕量化的主要著力點又定在行走系統(tǒng).




  為此,努力在行走系統(tǒng)采用輕質(zhì)金屬材料(鋁、鎂)和有機(jī)材料(聚合材料),就成為減輕空車質(zhì)量的有效措施。




  鋁作為輕結(jié)構(gòu)材料的使用實例越來越多。目前,每輛轎車的平均用鋁量為70 kg ,約占轎車空車質(zhì)量6% .其中發(fā)動機(jī)和變速器的鋁用量是40 kg,行走系統(tǒng)是18 kg ,車身為10 kg,車內(nèi)裝備用量為3 kg。根據(jù)最新的估計,在近幾年內(nèi),轎車中鋁的用量將達(dá)到120 kg。




  至今,汽車輕金屬材料主要是集中用在車身上,在轉(zhuǎn)動件和振動件中的用量也在與日俱增,按質(zhì)量計,車輪占首位。通過采用鉛車輪,不僅能降低汽車加速時的能量消耗,而且還能實現(xiàn)車輪在車身上懸架連接的小的切向力。這對車身及行走系統(tǒng)的尺寸設(shè)計和質(zhì)量都是有利的。由于采用鋁車輪而減少的非筑載質(zhì)量,也附帶地改進(jìn)了汽車的行駛性能和行駛舒適性。




  鋁制車輪的使用已有20年的歷史,而且對賽車運動產(chǎn)生沖擊性效果。1923年,普佳奇公司制的賽車就裝用了砂模鑄造的鋁車輪。此后,德國奔馳公司用3年時間,開發(fā)出采用錦接鋁輪加的輪輻式鋁車輪,輪輛是擠壓成型的,這種鋁車輪也只用于賽車。




  今天,鋁車輪已成為汽車生產(chǎn)廠的原裝件或選裝件。轎車車輪主要是采用低壓鑄造法制造。從60年代中期以來,轎車和載貨車采用鍛造鋁車輪的明顯增多.特別值得指出的是,由奧托??怂?Otto Fuchs)開發(fā)的鋁鍛造技術(shù)制鋁車輪已投入大批量生產(chǎn),并已應(yīng)用于奔馳和波爾舍汽車上。




  鋁車輪的成功使用,首先在于它同鋼制車輪相比質(zhì)量輕,而且能滿足其苛刻的設(shè)計要求。此外,由于鋁的較高的熱傳導(dǎo)性,能夠快速地散發(fā)掉輪胎的摩擦生熱。由此,一方面能減低制動裝置的熱載荷,同時也提高了汽車的行駛安全性。再者,采用鋁車輪會降低輪胎受熱,即降低了輪胎的擠壓功.從而,有利于減輕輪胎的磨損。




  現(xiàn)代汽車對車輪系統(tǒng)的要求如下:有最小的質(zhì)量、良好的靜力和動力學(xué)強(qiáng)度特性、良好的耐腐蝕特性、良好的回轉(zhuǎn)特性、良好的導(dǎo)熱性能、良好的再生性能、不受限制的成形可能性、優(yōu)異的表面光潔度、較低的價格




  對于汽車車輪尺寸的確定,不僅要依據(jù)汽車在正常行駛工況下的要求,而且還要考慮在錯誤使用狀態(tài)及超負(fù)荷工應(yīng)力,MPa況下的使用要求,特別是在低氣討下高速穿越不良路面的行駛條件下的要求。為了開發(fā)出一個盡可能輕的車輪,就不僅要選擇低密度的材料,還必須做材料的性能試驗,在具有高的靜態(tài)強(qiáng)度的同時,還必須具有良好的塑性,以便在超負(fù)荷狀態(tài)下可通過變形承受載荷。此外,還要有良好的抗振性能和耐腐蝕性能,以實現(xiàn)必要的使用壽命。

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