探究铝合金汽车轮毂的结构设计及优化措施
摘要：随着社会的发展，汽车已经走向了千家万户。汽车的轮毂类型很多，而铝合金汽车轮毂因具有重量轻、散热快等优点，深受广大车主的青睐。本文以铝合金轮毂的发展现状为着手点，分析了铝合金轮毂结构设计的技术优点和存在的问题，针对存在的问题提出个性化的优化措施。
关键词：铝合金；汽车轮毂；结构设计；优化措施
一部汽车的轮子由轮毂和轮胎两个部分组成，汽车轮子支撑着整部汽车的重量，对汽车的正常行驶起着决定性的作用。随着铝合金轮毂技术逐渐成熟，铝合金轮毂已经逐渐成为衡量一部汽车好坏的重要标志。同时，轮毂的寿命对汽车的安全性发挥着至关重要的作用，铝合金轮毂以优良的品质在汽车轮毂领域独占鳌头，对汽车轮毂的发展产生了深远的影响。
一、铝合金汽车轮毂概述
铝合金汽车轮毂是1980年以后发展起来的一种新型的轮毂品种，它的一体化功能强，造型美观。在20世纪90年代以后在轿车行业已经得到了广泛的应用。如今，铝合金汽车轮毂已经成为了衡量汽车质量的重要标志，在能源紧张和环境问题日益严重的今天，铝合金轮毂还因具有节能环保的优点在汽车行业也被充分利用，铝合金轮毂所用的铝合金是能被回收利用的，可以有效节约能源。另外，铝合金轮毂还有具有重量轻、强度大和散热快的优点。调查发现每只铝合金轮毂的重量要比钢轮毂轻2公斤左右，重量轻就意味着汽车在行驶的过程中惯性小，速度快。铝合金轮胎还具有散热快的优点，汽车即使长时间行驶，车轮的温度也不会太高，有效减少了爆胎率。铝合金轮毂的强度大，同样重量的轮毂放在
一起，铝合金轮毂的耐用度要高很多。
二、铝合金轮毂的结构设计要点
一个完整的轮毂由轮辋和轮辐两个部分组成。在轮毂结构设计的过程中要注意以下几个方面的要点：（1）在轮胎的暗转个过程中一定要注意中心孔、螺栓孔和螺母座等轮胎与轮毂连接部位之间的关系，通常情况下将拧紧的螺栓均匀传递至安装面部位。螺栓孔一定要做成锥形的，中心孔一定要设计好间隙，防止轮毂锈死。（2）在铝合金轮毂的结构设计过程中，需要注意小轮辐与轮辋外沿的焊接负荷，尽可能减小外沿的刚度，保证外沿受到较大冲击力时不会断裂，在弯曲变形时对轮毂起到缓冲保护作用。（3）在轮毂设计时，要严格按照 轮胎、轮辋的壁厚以及制动系统的尺寸进行设计，同时气门位置设计应该远离轮辋焊接处，为制动鼓和里程表留下足够的空间。
三、铝合金轮毂的缺点
1、生产成本高，使用范围小
铝合金轮毂的生产需要大型生产设备和许多精密设备，投资额非常巨大。在高额成本的基础上，铝合金轮毂的价格非常昂贵。只有宝马等高级轿车才会采用此类轮毂。高级轿车占汽车总量的比重小，使用范围比较小。
2、损坏修复难度极大
铝合金轮毂的优点比比皆是，对汽车轮毂行业的发展起到了很大的作用。但是其缺点也是不容忽视的。铝合金轮毂在使用的过程中一旦遇到硬物碰撞，就会发生不可逆转的变
形问题，而且在国内铝合金轮毂变形问题还没有得到有效解决，变形后就意味着这个轮毂报废了，更换新的轮毂将是一笔不小的费用。
3、材质脆弱
顾名思义，铝合金轮毂的主要材料就是铝。铝的质地比较软，与钢轮毂的硬度是无法匹敌的。铝合金轮毂在路况好的地段优势比较明显，钢轮毂的劣势明显，但是在路面条件比较差的环境下铝合金轮胎在频繁冲击和颠簸的影响之下会发生脆裂，这是一个非常严重的问题。
4、抗腐蚀能力差
新出厂的铝合金轮毂都是经过处理的，因此新的铝合金轮毂银光闪烁。实际上这是一层保护膜，但随着时间的推移和轮毂的碰撞，轮毂外面的保护膜就不复存在了。在这种情况下轮毂的腐蚀便开始了。因雨水及轮毂遇到的酸性物质的侵蚀。轮毂就会损坏，对汽车的安全性造成严重威胁。这也是铝合金轮毂的重要缺陷。
四、铝合金轮毂结构优化措施
根据铝合金轮毂的特点，在保证汽车基本性能的基础上，加强对铝合金轮毂结构造型的创新设计，让汽车外形变得更加美观。在优化创新设计中，轮毂的主要优化内容为结构尺寸的优化和外形的优化，根据铝合金汽车轮毂的制造工艺，优化内容主要分布在铸造、锻造、机加工、打磨抛光、热处理以及涂装等方面。首先，不同的铸造方式制造的轮毂差别较大，目前，受铸造技术和铸造成本的影响，使得低压铸造在汽车制造厂中被广泛应用，低压铸造的铝合金散热好，在市场上很受欢迎，为了迎合广大车主对高品质轮毂的需求，
为了降低成本，提高铸造和锻造质量，汽车制造商可以在轮毂的辐板外形上大胆创新，将个性化设计投入到轮毂创新中。保证轮毂基本性能的基础上，可以汽车的品牌以及商标添加在轮毂通风口。轮毂通风口的个性设置不仅保证了汽车轮毂的基本功能，而且在外观上给人以美的享受。汽车的轮毂经过铸造和锻造，只是一个半成品，还需要经过机加工、打磨抛光、热处理以及涂装等一系列工序，在这一过程中，汽车制造商在引进先进设备的同时，更重要的是要引进成套设备，以降低生产成本。汽车制造商可以在满足铝合金汽车轮毂基本性能的条件下，通过精细打磨抛光，是轮毂变得更加美观，同时，也可以通过改变涂装颜色，或者采用镂空设计，卡通设计等让轮毂具有现代流行元素，让这些设计在保护轮毂的同时，使得汽车轮毂变得更加个性。
五、结束语
铝合金轮毂是现在市面上非常流行的汽车轮毂，市场行情比较好。铝合金轮毂由很多的优点，如：重量轻、散热强等。但是铝合金轮毂也有自身的缺点。如：修复难度大、生产成本高、材质脆弱等。本文主要分析了铝合金轮毂设计的技术要点和铝合金轮毂的重要缺陷，并从设计角度提出了铝合金轮毂结构优化的措施，望铝合金轮毂在未来的销量会更上一个台阶，拥有更加广阔的市场前景。
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