文档介绍：产业透视 Focus on Industry
■山东盟威集团滨州盟威BBS轮毂有限公司/朱利民
汽车
铝合金轮毂轻量化技术
随着能源价格的不断攀升,为了降低油耗,汽车的轻量化设计得到
了足够的重视。轮毂作为车辆承载的最重要的安全部件,它不仅承受车辆
自重垂直作用到轮毂上的压力,还受到车辆在起动、制动时动态扭矩的作
用以及车辆在行驶过程中转弯、凹凸路面、路面障碍物的冲击等来自不同
方向动态载荷产生的不规则交变受力,其受力情况非常复杂而且是动态变
化的。作为行驶中高速旋转的轮毂,其内在的质量和可靠性关系到车辆和
车上人员、物资的安全性,还影响到车辆在行驶过程中的平稳性、操纵
性、舒适性等性能。这就要求轮毂的尺寸精度高、动平衡好、疲劳强度
高、好的刚度和弹性、质量轻、美观等,在这些方面铝轮毂与钢轮毂相比
具有十分明显的综合优势。由于钢的密度是铝的密度的三倍,在满足产
品性能的前提下,每个铝轮毂比钢轮毂可减轻质量30%〜50%,有试验表
明:轮毂平均每减轻10%的质量,在平均车速为90〜120k m/h的条件下,
〜。
轻量化铝轮毂的结构设计
铝轮毂在结构上有单件整体式和多件组合式的多种结构设计,由于
人们对轮毂在外观造型上有着多样化的追求,因此在造型的设计上是五花
八门,宽轮辐、窄轮辐、多轮辐、少轮辐等等各种各样的铝轮毂造型设计
层出不穷,可以说铝轮毂在外观造型设计上发展的空间是极其广阔的。出
于安全的原因,在铝轮毂的外观造型和结构设计时必须要以满足安全和使
用功能的要求为前提。为了降低汽车的燃油消耗,轮毂的轻量化设计则是
十分重要的,作用也是十分明显的。为了更大限度地减轻铝轮毂的质量,
可采取的方法有:优化产品结构,减薄轮缘、轮辋、轮辐等部位的厚度。
结合造型设计,更有效的方法是:在优化设计的基础上,采用窄轮辐式设
计,减少轮辐或将铝轮毂的轮辐及内外轮缘凸肩处设计成空腔结构。目前
已经设计开发出了一系列窄轮辐铝轮毂和一种全新概念的轻量化轮毂——
内置空气铝轮毂。内置空气铝轮毂有轮辐和内外轮缘凸肩处都中空的整体
46 2007年第 12 期

Focus on Industry 产业透视
式、内外轮缘凸肩处中空的两件组腔增加了轮胎内的空气容量,可抵也就是说承载能力强、韧性好。
合式这两种结构设计。消扁平型轮胎空气容量少的缺点。在工程应用实践中我们知道,当
轻量化铝轮毂的设计(4) 当轮胎亏气时,轮辐及外空心轴的内、
优点轮辋凸肩内的空腔所容纳的空气可时,空心轴比实心轴的承载能力
。更强、韧性更好,因此当对静载
优点(5) 空腔结构可提高轮毂的减荷的要求比较高时,空腔构造便
与同尺寸普通铝轮毂相比,窄振性能,使得车辆行驶的舒适性得是一种可以有效提高承载能力的
轮辐铝轮毂的优点如下: 到了提高。成功的设计理论准则。这就是将
(1) 每一件铝轮毂减轻质量约(6) 外圈质量的减轻可改善轮铝轮毂的轮辐设计成空腔的原
2〜3k g(减重约10%〜15%),每毂的加速性能及制动性能,降低了理。
辆汽车五个铝轮