剖析材料【剖析Ｆ１赛车轮圈】

剖析材料【剖析赛车轮圈】 从设计原理上讲，安装在汽车上的四只车轮支撑着整个车身的重量，是保证安全行驶将车辆的运动性能传达到地面的重要零部件。除了轮胎以外，使用铝合金材料或者镁合金材料制造的轻质量轮圈就是车轮最重要的组成部分。在所有的轮圈产品当中赛车轮圈估计算得上是顶级产品了，尤其是F1方程式赛车的轮圈，更是高端中的高端。下面，我们就来仔细看看F1的轮圈，看看它究竟有什么奥妙。 F1赛车轮圈的特点 一个F1方程式赛车的轮圈可以说是一件艺术品，我一直希望家里茶几的底座就是一个这样的轮圈。不过，轮圈这种东西的作用似乎是路人皆知。这样一来，即便我再怎么了解F1赛车的轮圈，也很难在其他人第一次接触它的时候，就清楚地告诉他们这个轮圈和一辆法拉利跑车上的轮圈有什么不同。 想说明白它们之间的差异，需要花费我一番口舌才行。你看它们都是圆形，但是请记住，相似之处仅此而已！ 关于F1赛车轮圈，你首先要明白的是，它有固定尺寸需求。和多规格民用轮圈不同的是，所有F1赛车轮圈的直径必须为13英寸，这一点是绝对不允许违背的。 一个跑车轮圈的重量对于驾驶者来说并没有太大关系，而一个F1赛车轮圈所能省下的每1g重量都是至关重要的。你要明白，F1赛车对于重量的计算通常都是以g为单位的，谋求1g重量的降低往往是所有工程师1年辛苦的目标。 另外，设计者在求轻的同时还要考虑平衡力量和耐力，毕竟F1是一项极限的运动，各个部件都是要经过严酷环境考验的。通常来说，在赛道中的高速弯角，轮圈的刚性不够就会导致赛车动作不稳定：而在可以急加速的弯角，重量超轻的轮圈可以让赛车更快地提高速度，取得领先的优势。为了在确保刚性的同时拥有超轻的重量，所有的F1赛车轮圈都尽量削减了轮辐和轮圈的厚度。最后，一个F1赛车轮圈的重量仅为306Kg，这个重量连普通轮圈重量的一半都不到。 为什么是镁合金锻造轮圈 一般来说方程式赛车上的轮圈都是镁合金锻造轮圈，F1赛车也不例外。使用铝合金材质来制造轮圈的想法之所以被放弃因为虽然它更坚固，却更重一些这对于F1赛车来说是不可接受的。碳纤维材质作为一种可能的材料也曾经被考虑过，但最后还是被禁用，因为国际汽联规定所有F1赛车轮圈必须都是金属制品。 镁合金材料的优点在于比重约为铝的23，比铝更轻却拥有同等的刚性。缺点在于价格昂贵，较易腐蚀。即使表面进行了各种镀膜覆盖，如果出现破损、露出了内部镁合金材料，则会立刻开始腐蚀。 另外，镁的锻造设备也非常重要。锻造镁合金时，至少需要8千吨的油压式冲压机。而且材料变硬，放热较早，所以需要高超的锻造技术。 镁合金锻造轮圈的制造 铸造和锻造是两种不同的轮圈制造方法，在赛车轮圈制造方面，锻造是最常用的方法。锻造是加热金属后对其施加压力并锻造成型的加工方法。具体地操作方法是根据用途，把材料毛坯边加热到350450，一边施加每1平方厘米4吨6吨的压力，按压在金属模型上成型。与铸造的方法相比，锻造不适合批量生产，但是由于它是高压成型，因此产品的金属组织比较细密，材料的使用量较少，可以制成重量轻、刚性强的轮圈。目前，除了赛车轮圈以外，梅赛德斯奔驰和BMW等高级轿车上的标准装配轮圈也都是锻造制品。 滚锻(也叫模锻)，就是把一只轮圈的毛坯在滚动中锻造成型。这种技术也就是制造F1方程式赛车轮圈所采用的工艺。在特定的温度和压力下，将镁合金材料结构不断滚动延展，使轮圈更轻更耐用，保持了金属的致密程度和整个轮圈的平衡。滚锻出的轮圈在保持足够强度的同时，还能大大减少材料的厚度，这是F1赛车工程师们最希望看到的事情。BBS是最早使用滚锻工艺来制造轮圈的生产厂家。 锻造轮圈的日本制造商 在日本，目前具有8千吨以上油压式冲压机这种设备，可以制造镁合金锻造轮圈的公司共有3家，分别是；WASHIBEAM、TANEISYA和RAYS。这三家公司目前都向F1车队提供镁合金锻造轮圈：WASH BEAM通过为BBS品牌代工来制造轮圈供应给法拉利、本田、丰田、世爵和超级亚久里这5支车队；TANEISYA通过为ENKEI、