轻量化之魅 轮毂的结构及制造

2016/11/253441℃

单片式轮毂由轮框部位和轮盘部位一体成形,是最基本的结构。由于在制作上于铸造(或锻造)后进行切削加工,因此尺寸精确度极高。虽然在设计上自由度较小,不过因为零件数量少,重量较双片式和三片式来得轻,在重量平衡方面表现也相当优异。

双片式轮毂是分别制作轮盘部位和轮框部位,使用螺丝和螺帽,或者用焊接方式连接两者的结构。这种作法允许在轮盘和轮框分别采用不同的材质(铝、镁、钛...)和制法(锻造/祷造),因此在调整偏距值和设计轮盘的自由度上较高。

三片式轮毂焊接起表面的轮框部位和内侧的轮框部位,再用穿孔螺栓组装轮盘部位的结构。具有双片式的特征与优点,但在(穿孔螺栓带来的)重量上为不利,不过在设计自由度上最高,因此许多重视时尚设计感的轮圈都采用此结构。

轻量化轮毂的制造方法

铸造是将高融融化的铝液注人模具中使其成型的制法。用在双片式和三片式轮圈当中,可以提高轮盘部位的设计自由度。反过来说却也因此必须为了维持强度而增加厚度,使得原本该材质相较于铜铁材质在重量面的优势变得比较不明显。由于制作成本低,是为目前铝制轮圈的主流方法。

所谓锻造,即用数千吨的高压压缩金属块(令金属分子重新整列),使其变成高韧性、高硬度的材质。由于成品强度优于铸造,所以可以牺牲厚度换取轻量化。然而却也因为高硬度的特质,使得成品虽然抗拉力极强,但是对扭曲变形力的承受力却较为脆弱,且制作成本较高,设计上限制也多。在材质方面则不限于铝质,在赛车和部份跑车当中,甚至可以看到选择了比铝还轻的镁制轮圈。

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