轻量化碳纤维车轮将成为主流?

轻量化碳纤维车轮将成为主流?-CompositesPlus

汽车界的神奇材料——碳纤维可在超级跑车和宝马中用作外观元素,客舱内饰以及结构件。澳大利亚的Carbon Revolution公司提议将碳纤维用在轮子与路面接触的地方,可实现车轮轻量化。Carbon Revolution公司生产碳纤维轮毂,并计划将这些碳纤维轮毂的有限应用拓宽到超级跑车的主流生产模式。

Koenigssegg展示了2014年用于超级跑车One上的碳纤维轮毂,去年Ford推出了Shelby GT350R,其中用到了Carbon Revolution的车轮。每个车轮的重量只有15磅,其中一半是铝合金轮毂,重量共减轻了60磅。

Koenigsegg和Ford说三辆使用碳纤维车轮的汽车提高了跟踪性能,他们也努力使车轮达到近期汽车工程师的期望,通过减轻重量提高燃油效率。Carbon Revolution执行董事布Brett Gass介绍说公司的使命是:“如果我们要做轻量化汽车,那我们就做轻量化车轮。”

Gass指出,碳纤维轮毂减轻重量将为电动车带来福利,其中,效率是至关重要的。但同时他也提出了另一个观点:碳纤维车轮比金属车轮噪音小。他说:“与金属相比,碳纤维的噪声阻尼高870%”,因为碳纤维不易发送谐振频率。车轮噪音少的话,汽车制造商就可以在车身使用更少的隔音材料,从而进一步降低重量。

“Carbon Revolution的车轮满足了Ford Shelby GT 350R这款车的要求,”盖斯说,“不太注重性能规范的车会更容易满足,这表明碳纤维车轮作为金属车轮同样坚固。”盖斯指出,当遇到到典型的轮毂损坏,如路边擦伤,碳纤维可以用树脂固定,与玻璃纤维游艇的修复类似。此外,金属车轮的裂纹会逐渐扩展,而碳纤维材料的分层现象往往可以阻止裂纹的形成。
Carbon Revolution吹捧其车轮具有很多优点,但是其成本相对较高。目前,零部件市场上一套碳纤维车轮高达$ 15,000。然而,随着汽车制造商原装设备的大批量生产,其成本大幅降低。Gass指出Carbon Revolution已经成功在三年内削减了每个车轮一半的制造成本,并预计将在未来两年内,还可降低30%到40%的成本。

Carbon Revolution正在加速其澳洲工厂的轮毂生产,截止2017年已售出了50000单机容量。该公司期望在其他地区开设新的工厂。

在车轮的制造过程中,每个车轮都作为一个单件出产。中空辐条使用的是泡沫核心,Carbon Revolution还在每个车轮上嵌入RFID芯片,这在金属轮中是不可能实现的。目前公司使用芯片来提供认证,以防伪造零件,但芯片也可以用于识别该轮为哪种车所设计,可用于识别VIN汽车。

由于碳纤维车轮具有很多优点,而且仍可改进制造工艺以降低成本,在未来几年它们将渗入汽车市场。最初汽车制造商对碳纤维车轮用于批量生产的汽车可能存在意见分歧,但是随着专业应用的发展,如电动车,也许有一天它会用于世界各国的Toyota Corollas。

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