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  轻结构的空心轮毂         
轻结构的空心轮毂
[ 作者:佚名    转贴自:http://www.ai.vogel.com.cn/ShowArticle.asp?ArticleID=17987    点击数:118    更新时间:2010/1/22    文章录入:admin ]
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 新型Golf-GTI轿车的18英寸车轮,它比传统的没有采用空心技术的车轮轻1kg

经过技术改进之后的Golf-GTI轿车整体重量减轻了,生产费用也降低了。这一方案也将应用于大众Passat轿车的轮毂生产中。

按照动力学的原理,轮毂回转外圆处的质量越少,则回转体转动时的转动惯量就越低,而且转动惯量的减少与半径的平方成正比。在新Golf-GTI轿车的车轮中,工程师就根据这个原理对轮毂的轮辕进行了技术改造,降低了轮毂的重量,以提高汽车行驶时的一些性能。

与传统的普通轮毂相比,这种经过技术改造后被称为“低惯性矩轮毂”的Golf-GTI轿车轮毂转动惯量减少了14%。这项技术的研发人员还表示,下一步他们还将进一步减少轮子的转动惯量,以进一步提高汽车的加速性能。种种改进之后,综合的物理作用关系如同芭蕾舞演员踮起脚尖旋转时的情况一样,当旋转的芭蕾舞演员将手臂收回来时,旋转速度更会加快,对于轮子的旋转 ,远离旋转轴心的质量减少了,旋转速度就会提高。

与质量有关

当然,物质的旋转必须加速,尤其是从静止开始运动时,必须先有加速,而大众公司轿车行驶系统设计部设计的轮毂旋转加速比其他车辆大,因此,汽车能跑的更快。

旋转质量将会对弯道行驶的极限区域产生影响,减少旋转质量将使得弯道行驶的极限区域发生变化,从而有可能得到很高的弯道行驶速度。这一现象在物理上是依靠离心力和向心力,而离心力的大小与回转物体的质量大小有关。这一点,骑摩托车的人应该最有体会,而在汽车驾驶人员中,只有驾驶运动赛车的人才能体验到。进入弯道时,摩托车驾驶员在右转弯时车把略微向左偏,车轮的旋转总是受到车把的影响,并且在车把的影响下向相反的方向倾斜,这样一来,综合作用的结果就像是摩托车自己驶进了弯道。

汽车的车轮悬挂机构原则上也是按照这样的原理工作的。前轮的离心力在转向时也作用在转向机构上,并且有反作用力产生。这一旋转力矩是惯性矩与角加速度共同作用的结果,因此,它也与旋转车轮的旋转质量有着密切的关系。


 轮毂体的旋压加工大大提高了轮毂的刚性

轻结构的增倍效应

低惯性矩的轮毂能平衡转向时离心力增大的趋势,而且,未平衡的重量越少,车轮与地面的接触效果越好,转向的精度越高,自主转向的性能也越好。

由于低惯量轮毂的优点,汽车驾驶员反馈回来的都是关于车轮附着力好、转向轻便的好消息,还有车轮悬挂机构和减震器磨损减轻了等等。

与普通的非低惯性矩轮毂的轮胎相比,GTI轿车一个新的18英寸的轮胎重量减少了1kg,但整辆轿车的有效重量减少了不止4kg,而是减少了8kg的等效重量,因为外层旋转的部分减少了的质量相当于两倍的等效质量。

这种轻结构的车轮设计很快就得到了相应的回报,不过在其他结构件中的轻结构设计则需要付出更大的代价。例如大众公司目前正在进行的一个Golf轿车的塑料前舱盖的研究项目中,目前只能减轻5kg的重量,而低惯性矩GTI轿车轮毂则在重量方面发挥了重要的作用,从而使得大众轿车可以使用大直径的车轮和宽尺寸的轮胎。


 低惯性矩轮毂非常适合于承受较大载荷,例如越野行驶所带来的载荷

空心铸造技术

BBS公司用于低惯性矩轮毂生产的空心铸造技术是以传统的失蜡铸造为基础的。按照BBS公司的工艺技术制造的低惯性矩空心轮毂非常适合于承受重载荷,例如安装越野轮胎的越野车就可以承受更重的载荷。

低惯性矩轮毂极高的强度和韧性是经过旋压加工、折边和激光焊接而得到的,尤其是轮毂体的旋压加工,这使得轮毂材料的密度增加,从而有效地提高了轮毂的整体刚性。

旋压加工

由于低惯性矩轮毂的整个加工过程是连续的旋转运动,就像生产平底锅一样,是一气呵成的,用BBS公司的话来讲是“流水式的变型加工”。与传统的有芯铸件相比,旋压加工不产生任何废料。将来,人们还可以将轮毂体与轮毂缘的旋压加工合并在一个工序中完成。据生产厂家讲,与目前的其他方法相比,这种旋压加工进一步提高了轮毂生产的经济性和环保性。

基于上述情况,奥迪公司、宝马公司和戴姆勒-克莱斯勒公司也对BBS公司的空心铸造技术表示出了极大的兴趣就不奇怪了,而大众公司也已经确定了继续研发这种18英寸车轮的目标,这种新的车轮有望大批量地用于新型Passat轿车中。


一切都是“干”的

一般来讲,冷却液和润滑液在切削加工中是不可缺少的,而新型的Golf-GTI车轮的粗加工和钻孔过程则不是这样的。借助于新的干加工技术,Golf-GTI车轮的粗加工和钻孔可以省略冷却液和润滑液,加工后得到的废料也可以马上送回到熔炼炉中。

同样,在表面喷漆加工中,采用了粉质底漆和粉质表漆之后,Golf-GTI车轮也可以实现“干”式喷漆——无铬漆,而且这也可以节约生产费用,提高生产效率。

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