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轮辋选材原则与安装要求

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:如图5-18所示,这种轮辋不同的部分可以采用不同的材料来保证最佳的性能,同时可以根据需要选择不同的宽度、ET值、PCD值等,但价格也十分高昂。如果轮辋安装底面和轮辋中心面重合,ET值为零;如果轮辋底面偏向外侧,ET值就是正值;如果轮辋底面偏向内侧,ET值就是负值。规则6.3.4铝合金轮毂螺母可以被使用,但要求必须是硬质氧化至未被腐蚀烧坏状态。

轮辋选材原则与安装要求

轮辋是安装轮胎的部件。在校核轮辋时,需要注意极限工况下的受力情况和轮辋与轮胎一体的动平衡问题,确保最佳的性能。轮辋作为高速旋转的簧下零件,轻量化非常重要。目前比赛所使用的轮辋多数是铝合金镁合金,也存在碳纤维轮辋被国外很多强队所采用。此外,除了材料外,轮辋的选择还可以从以下几个方面考虑。

1.整体式与两片式轮辋

轮辋按轮圈和轮辐能否拆分可以分为整体式和两片式等,目前量产的轮辋通常都是整体式轮辋,价格低廉,性能良好。但是整体式轮辋的参数都是固定的,一些对参数有更高要求的车队往往选择定制两片式轮辋。如图5-18所示,这种轮辋不同的部分可以采用不同的材料来保证最佳的性能,同时可以根据需要选择不同的宽度、ET值、PCD值等,但价格也十分高昂。

图5-18 轮辋

2.制造工艺

铝合金和镁合金轮辋的制造工艺一般为铸造和锻造。一般而言,锻造的轮辋相较铸造的更脆,遭受巨大冲击力时更容易完全断裂。但是锻造的轮辋更轻,耐疲劳性、抗冲击力、强度更高。在注重高速性的同时安全性得到保证的前提下,锻造轮辋更值得选择。

3.轮辋规格

轮辋的规格必须与轮胎规格相匹配,才能使赛车发挥出最佳的性能。若某赛车轮胎规格为225/70 R13,表明轮胎宽度为225 mm,宽高比为70%,内径为43.3 cm(13英寸)。对应地,轮辋直径为43.3 cm(13英寸),宽度在215~235 mm范围,这是因为轮胎具有一定的弹性。一般而言,窄的轮辋操作性不好,宽的轮辋舒适性不好,同时过窄的轮辋安装的轮胎断面会拱起,影响抓地力,所以一般选择较宽些的轮辋尺寸。

4.轮辋偏移度

轮辋偏移度又叫ET值。如果轮辋安装底面和轮辋中心面重合,ET值为零;如果轮辋底面偏向外侧,ET值就是正值;如果轮辋底面偏向内侧,ET值就是负值(图5-19)。从多方面来看,零偏移的轮辋是最佳的。ET值的改变对轮内空间的影响并不大(安装面不变化),主要影响以下几个方面:ET值减小,车轮外移之后,由于杠杆比的变化,悬架受力会增加;同时轮距增加,会产生转向不足的问题;最后会增加轮胎的偏磨,需要增加主销内倾角来解决。所以,负偏移的轮辋很少使用。

图5-19 轮辋偏移度的种类

5.安装方式(www.xing528.com)

目前轮辋的安装方式大多为螺栓安装式,也有车队为了装配方便采取中央锁止螺母安装方式(图5-20)。FSEC赛车通常使用4个轮毂螺栓或者安装销,轮毂孔距通常为100 mm左右,螺栓通常使用钢制,公称直径在M10左右。

《中国大学生方程式汽车大赛规则》第2章对轮辋安装方式有以下规定:

规则6.3.2 任何只使用一个安装螺母的车轮安装系统必须配有防松装置,用来固定安装螺母。当安装螺母松动时,该装置还可以固定车轮。双螺母防松不符合该项规定。

图5-20 中央锁止螺母安装式轮辋

规则6.3.3 标准车轮螺栓必须是钢制的,且经过了充分的工程设计。任何对这种螺栓的改造都需在技术检查中进行严格的审查。车队如果使用改造的标准车轮螺栓或定制设计的车轮螺栓,则需提供相关材料以证明该设计符合良好的工程实践。

规则6.3.4 铝合金轮毂螺母可以被使用,但要求必须是硬质氧化至未被腐蚀烧坏状态。

思考题

1.传动系统的布置有哪几种形式?各自有什么特点?

2.简述确定赛车传动比需要考虑的因素。

3.简述NW型减速器太阳轮和齿圈的齿数需要满足的要求及原因。

4.简述摩擦片式防滑差速器的工作原理以及Cusco差速器1.5 way和2 way工作状态的区别。

5.车轮系统由哪几部分组成?这些部分设计时需要重点考虑哪些因素(从加工工艺、受力校核等方面讨论)?

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