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乘用车多辐条铝合金轮毂结构设计

项目分类:汽车 发布时间:2021-11-08 ID:375240
  • 乘用车多辐条铝合金轮毂结构设计
  • 乘用车多辐条铝合金轮毂结构设计

  在乘用车底盘行走系统的设计环节中,轮毂作为连接轮胎与车轴的核心承载部件,其结构合理性直接关系到整车行驶的安全性、操控稳定性与NVH表现。这款多辐条铝合金轮毂的设计,首先围绕日常城市通勤、城际快速路行驶的核心场景展开,需要兼顾静态承载、动态冲击、旋转动平衡以及制动系统散热的多重需求。

  从设计思路来看,这款轮毂采用了不等宽多辐条的布局,辐条从中心安装盘位置向外呈放射状延伸至轮辋边缘,每根辐条的截面采用渐变式设计,靠近中心盘的位置厚度更大,用于传递车轴输出的扭矩,同时承受车辆加减速、转向过程中产生的交变载荷,靠近轮辋的位置逐渐收窄,既可以降低整体旋转惯量,也能在辐条之间留出足够的镂空空间,为内侧的制动盘、制动卡钳提供充足的散热通道,避免长时间制动后热量堆积导致制动效能衰减。轮辋部分采用了标准的深槽式结构,匹配常规民用乘用车的无内胎子午线轮胎安装需求,轮缘位置做了加厚的圆弧过渡处理,能够在轮胎受到侧向挤压时提供足够的支撑力,防止轮胎脱圈的风险。

  在安装边界的设计上,中心定位孔采用了与乘用车转向节轴头匹配的公差配合,能够保证轮毂安装后的同轴度,避免高速行驶时出现车轮抖动的问题。围绕中心孔均匀分布的螺栓孔位置,做了局部的加厚凸台设计,螺栓孔的沉台深度与轮毂螺栓的球面/锥面匹配,能够保证轮毂螺栓紧固时的贴合面积,分散螺栓紧固时的压应力,避免长期使用后螺栓孔位置出现应力开裂。中心安装盘的背面预留了制动卡钳的避让空间,能够适配常规尺寸的浮动式制动卡钳,不需要额外加装垫片就可以完成装配,同时轮辐内侧的曲面造型也做了避让处理,不会在车轮转向、悬架跳动过程中与卡钳、转向拉杆发生运动干涉。

  从实际使用的功能特性来看,这款铝合金轮毂相比传统钢制轮毂,重量更轻,能够有效降低簧下质量,提升悬架系统的响应速度,改善车轮的贴地性能,在经过颠簸路面时能够让轮胎更好地贴合地面,提升行驶的平顺性。多辐条的结构设计在保证整体刚度的前提下,通过辐条之间的镂空区域,让行驶过程中的气流可以直接穿过轮毂,带走制动系统产生的热量,在连续下坡或者频繁制动的工况下,能够让制动盘的温度保持在合理区间,减少制动热衰退的影响。同时,辐条的造型做了流线型的曲面过渡,能够在车轮旋转时梳理气流,降低轮拱位置的乱流,一定程度上优化整车的空气动力学表现。

  在尺寸设计上,这款轮毂的轮辋宽度、偏距参数都严格对应常规紧凑型、中型乘用车的安装需求,轮辋的胎圈座位置尺寸符合民用轮胎的安装标准,不需要额外改装就可以直接替换同规格的原厂轮毂,中心孔的直径、螺栓孔的节圆直径都匹配主流家用车型的轴头参数,安装时不需要加装变径圈就可以保证定位精度。轮辐的背面做了均匀的减重槽设计,在不降低结构强度的前提下尽可能去除冗余材料,同时所有的减重槽位置都做了圆角过渡,避免应力集中导致的疲劳断裂问题,在承受路面冲击载荷时,应力可以沿着辐条的曲面均匀分散到整个轮辋结构上,不会在局部位置出现应力峰值。

  从结构强度的设计考量上,这款轮毂在轮辐与轮辋的连接位置做了圆弧过渡的加强结构,这个位置是车轮承受侧向力时的应力集中区域,通过加大过渡圆角、增加局部壁厚的方式,提升了连接位置的抗疲劳强度,在车辆高速过弯、经过坑洼路面时,能够承受轮胎传递过来的侧向冲击与垂直冲击,不会出现辐条断裂、轮辋变形的问题。轮辋的气门嘴孔位置做了局部加厚处理,避免安装气门嘴时出现应力开裂,同时气门嘴孔的位置避开了辐条的遮挡,后续充气、胎压监测模块的安装维护都更加方便。

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