轻量化趋势下钢制车轮还有前途吗?

http://www.qipei.hc360.com2017年08月29日09:01 来源:汽车轻量化在线T|T

    【慧聪汽车配件网】汽车车轮是汽车传动的重要部件,同时也是外饰件。车轮的设计既要安全、轻量化,又要美观,符合消费者的审美要求。性能设计也要求“三高一低”,即:高精度、高疲劳、高承载能力和低重量。在选材方面,既要保证其安全性,同时还要兼具美观性。车轮材料的选用,与车轮结构、制造工艺、性能要求等要求密切相关,是决定车轮性能好坏的关键因素。

车轮

    目前,全世界的汽车车轮,不管是载重汽车车轮还是乘用车车轮,所用材料基本分为两种,即钢材和铝合金材料,这两种材料制造的车轮所占市场份额为95%。此外,随着汽车轻量化的发展,人们对车轮质量的要求不断提高,一些新型材料也被用于制造汽车车轮,如镁合金、塑料及复合材料。

    钢制车轮由传统低碳钢转向多种新型高强度钢

    钢制车轮的传统材料为热轧低碳钢,长期以来,钢制车轮在汽车车轮中占主导地位。钢制车轮在低成本和安全性方面具有较大优势,因此,目前的载重汽车车轮大部分是钢材制造的。但传统钢制车轮的缺点也是非常明显的,钢材的加工成型性能和制造工艺决定了钢轮难以做到结构和外形的多样化。同时,钢车轮质量大,制造和使用钢车轮消耗的能量都较高。

    因此,微合金钢(HSLA),双相钢(DP)和贝氏体钢(BainiticSteel)等高强度和先进高强度钢种逐步应用到制造车轮,为车轮减轻重量和更加大胆的款式设计创造了必要的条件。

    其中,微合金化高强度钢车轮也将是车轮轻量化发展的方向之一。如,中信金属开发的铌微合金化高强度钢车轮,其优势如下:1.比传统钢轮更轻量化,替代现有钢轮,单车四轮可减重约10%-20%,外观显著改善;2.可以使钢轮更美观,替代铝轮,实现降低成本。目前已有采用铌微合金化高强度钢开发大通风口轮毂的案例。

图不同材料组合对车轮质量的影响

图不同材料组合对车轮质量的影响

    铝合金车轮将成市场主导

    随着汽车的轻量化发展及ABS普及率的提高,为了减轻非悬挂件质量和减轻刹车系统的负荷,铝合金车轮的使用变得越来越普及。铝合金车轮具有质量轻、散热快、整车安全性高、尺寸精度高、款式多样等优点。据中国汽车材料网《一文读懂车轮用材趋势及产业链分析》研究,乘用车上铝合金车轮的使用率最高已达到80%左右,铝合金车轮的应用已成趋势。

    多种新材料车轮逐步应用

    随着第四阶段油耗标准的确立,汽车轻量化和节能化发展迫在眉睫。镁、铝合金,塑料,复合材料等材料车轮也逐步有所应用。特别是碳纤维增强复合材料,因其具有优异的力学性能、耐热性和耐久性,目前常作为轮毂材料应用于一些高端车型。

    如:福特新一代野马ShelbyGT350R配备的碳纤维轮毂,重量仅为8.6kg,而一般铝合金轮毂重量要达到15kg;瑞典柯尼赛格的Agera车型,整个轮毂上除了轮胎气门嘴,其余部件均为碳纤维打造,在降低约20kg的簧下质量的同时,还保证了坚固和安全。

    小结:

    传统钢制车轮具有安全性高和成本低的特点,但是随着消费者要求的不断提高,钢制车轮在重量、外形美观、驾驶舒适性等方面已逐渐无法满足消费者的需求。近年来,质量较轻、款式多样的铝合金车轮受到青睐,正逐步取代传统钢制车轮的主导地位。但铝合金材料的使用带也来了成本的增加,因此,目前在对于价格较为敏感的低端车型以及重型车领域还是钢制车轮使用较多;而在高端车型中,铝合金车轮、碳纤维复合材料车轮则成为首选。此外,虽然传统碳钢的使用逐步减少,但钢制车轮比铝合金具有更高的成本优势。因此,如铌微合金钢、双相钢和贝氏体钢等新型高强度钢在车轮的应用也将逐步增加,新型高强度钢将是继铝合金之后应用较多的车轮材料。

责任编辑:师洋洋

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