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26英寸赛用轻量化多辐条车轮结构设计

项目分类:汽车 发布时间:2021-12-10 ID:454645
  • 26英寸赛用轻量化多辐条车轮结构设计
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  这款26英寸车轮主要面向竞速类赛车的行走系统配套需求,在场地赛、直线加速赛这类对行走机构动态响应要求极高的场景中,车轮的结构刚性、转动惯量控制、轮胎贴合精度都会直接影响整车的操控表现与行驶稳定性。从实际装车用途来看,该车轮需要同时承担承载车身载荷、传递驱动与制动力矩、缓冲路面冲击的核心功能,配套的轻薄光滑胎面设计,是为了在铺装赛道上最大化接地面积,降低滚动阻力的同时,保证高速过弯时的侧向抓地力边界。

  设计阶段首先围绕安装边界做了基准限定,轮辋的胎圈座直径严格匹配26英寸轮胎的装配尺寸,胎圈座的角度、圆角参数完全符合乘用车轮辋的装配规范,避免轮胎充气后出现滑圈、密封失效的问题。轮毂中心的定位孔采用台阶式设计,与车桥轴头的配合间隙控制在过渡配合区间,既能保证装车时的同轴度,降低高速转动时的动不平衡量,也能避免过盈配合导致的拆装困难。围绕螺栓孔的布局,采用了等节距圆周分布的设计,孔位的位置度公差严格控制在0.1mm以内,保证每个螺栓的受力均匀,避免急加速、急制动时单个螺栓承受过载剪切力。

  辐条的设计是这款车轮的结构核心,采用多辐条放射式布局,一方面是通过多根辐条的分散受力,将轮辋受到的路面冲击均匀传递到中心安装座,避免局部应力集中导致的辐条断裂;另一方面,这种大曲率的光滑辐条造型,在转动时可以更好地梳理轮毂周边的气流,减少轮腔内部的紊流,降低高速行驶时的空气阻力,同时还能引导气流流经刹车系统,带走制动产生的热量,避免刹车热衰减。辐条与轮辋、中心安装座的连接位置都做了大圆角过渡处理,消除机加工或铸造过程中容易出现的应力集中点,提升结构的疲劳寿命,即使在连续高速过弯的交变载荷下,也不会出现连接位置的裂纹扩展问题。

  轮辋的轮缘部分做了加厚处理,应对赛车行驶中可能出现的路肩冲击,避免轮缘变形导致的轮胎脱圈风险,轮辋的中部则采用了等厚薄壁设计,在保证整体刚性的前提下尽可能降低非簧载质量——对于赛车的行走系统来说,非簧载质量每降低1kg,对操控响应的提升效果相当于簧载质量降低5-8kg,因此这款车轮在结构拓扑优化阶段,就通过有限元分析反复迭代,在满足弯曲疲劳、径向疲劳、冲击测试要求的前提下,去除了所有非必要的材料冗余。配套的轮胎胎侧做了低扁平比设计,胎面光滑无花纹,是专门针对干燥铺装赛道的使用场景设计,这种胎面设计可以让橡胶与路面的接触面积达到最大化,干地抓地力远高于带花纹的民用轮胎,但并不适合湿滑路面或者非铺装路面使用。

  从装配兼容性来看,这款车轮的中心孔直径、螺栓孔节圆直径、偏距参数都预留了同级别赛车的通用适配空间,不需要额外加装变位套或者修改桥体结构就可以直接装车,轮辋的气门嘴孔位置做了下沉式设计,避免高速转动时气门嘴受到离心力甩出,同时也避免拆装轮胎时刮碰气门嘴造成漏气。整体结构的动平衡校正基准设置在轮辋的两个内止口位置,出厂前的动平衡精度控制在G2.5等级以上,保证300km/h以上的高速行驶状态下不会出现方向盘抖动的问题。

  在实际使用场景中,这款车轮搭配的光滑轮胎需要在工作温度达到80-110摄氏度时才能进入最佳抓地区间,因此轮辋的导热性能也做了针对性匹配,铝合金材质的轮辋可以快速将轮胎积累的热量传导到辐条位置,通过行驶气流带走热量,避免轮胎温度过高出现橡胶脱层、爆胎的风险。轮辋的胎圈座位置还做了滚花处理,增大轮胎与轮辋之间的摩擦力,避免大扭矩输出时轮胎与轮辋之间出现相对滑动,导致动力传递损失或者轮胎气门嘴被撕裂。

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