A két részes kovácsolt kerék előnyeinek megértése teljesítményorientált autókban

Hogyan készülnek a teljesítményre optimalizált két részes kovácsolt kerék

A két részes kovácsolt kerék felépítése: középrész és kivehető hordó

A két részes, kovácsolt keréykerekek két fő alkatrészből állnak: egy kovácsolt alumínium középrészből és egy külön, általában valamilyen könnyűfém ötvözetből készült hordószakaszból. A középrész tartalmazza a küllőket, valamint a kerékagyhoz való rögzítés helyét, és úgy tervezték, hogy megfelelően ellenálljon az erőknek, amelyek az ívesítő rendszeren keresztül hatnak. Ezen kívül ott van maga a hordószakasz, amely tartja a gumiabroncs ülőfelületét (bead) a helyén. A gyártók különös körültekintéssel hengerlik ezt a részt, hogy minden erős maradjon, még akkor is, amikor oldalirányú erők érik a kereket kanyarodáskor vagy irányváltoztatáskor. Ami igazán különlegessé teszi ezeket a kerekeket, az a moduláris felépítésük. Ha valamelyik alkatrész megsérül, a szerelők csak azt a részt cserélhetik ki, amely javításra szorul, nem kell teljesen új kereket vásárolni. Azoknak, akik terepen közlekednek, vagy jelentős futásteljesítményt kérnek a járműveikből, ez hosszú távon pénzmegtakarítást jelent. Egyes becslések szerint a tulajdonosok akár 40 százalékkal kevesebbet költhetnek a cserékre, összehasonlítva a hagyományos, egycsapásra készült kerekekkel.

Kovácsolt alumíniumötvözetek és szerepük a szilárdságban, tartósságban és a súlycsökkentésben

Amikor a 6061-T6 alumíniumot 10 000 psi-nál nagyobb nyomással kovácsolják, valójában összenyomják a fém belsejében található szemcsés szerkezetet. Ennek eredményeként a kovácsolt kerék szilárdsága körülbelül 30%-kal növekszik a hagyományos öntött keréknél. Ez a gyakorlati keréktervezés szempontjából azt jelenti, hogy a gyártók lényegesen vékonyabb küllőket tudnak készíteni, akár 3 mm szélességűeket is, miközben megőrzik a szerkezeti integritást. A végeredmény pedig az, hogy minden kerék körülbelül 15-20%-os forgási súlyt veszít. Független források laboratóriumi tesztjei azt mutatták, hogy ezek a kovácsolt kerék felületek majdnem háromszor annyi ismétlődő terhelést képesek elviselni, mielőtt végleg meghibásodnának. Mindenki számára, aki agresszívan vezet, gyakran nekikoccan a járdának és hirtelen meg kell állnia, ez hatalmas különbséget jelent azzal kapcsolatban, hogy a kerék mennyire tartós hosszú távon.

Pontos összeszerelés és szerkezeti integritás a két részes kialakításoknál

Titanium csavarok, repülőgépi alkalmazásokra minősítve, minden összetartanak, mind a középpontot, mind a hengert a pontos 360 fokos csavarmintáknak köszönhetően, amelyek egyenletesen elosztják a súlyt a keréken. A mérnökök végeselemes analízissel futtatnak szimulációkat annak tesztelésére, hogy ezek az alkatrészek hogyan viselkednek éles kanyarok során 2,5G terhelés alatt. Eközben a különleges szilikon tömítéseket szigorú nyomásvizsgálatnak vetették alá, hogy megakadályozzák a levegő szivárgását még akkor is, amikor a hőmérséklet eléri a 300 Fahrenheit fokot. Mindez a gondos mérnöki munka azt jelenti, hogy a kész termék egyenes és stabil marad az autópályai sebességnél, amely eléri a 220 mérföld/órát. Olyan kerekekről beszélünk, amelyek teljes súlya mindössze 22-26 font, körülbelül 35 százalékkal könnyebbek, mint a jelenleg a piacon lévő hasonló öntvény verziók.

Teljesítményelőnyök: könnyű kétrészes kovácsolt kerekek

A rugózatlan tömeg csökkentése: hatása a gyorsításra, fékezésre és kormányozhatóságra

A kovácsolt kerék két részből álló kialakítása mértékadó teljesítménynövekedést eredményez a homoköntött kerekekhez képest, a forgó tömeg 20–30%-os csökkentésével. Az el nem függesztett tömeg 15%-os csökkenése 1,2 járműhosszal javítja a 60–0 km/h közötti fékút értéket, és 4,2%-kal növeli a csúszókorong-tesztekben mért oldaltartó erőt – ezek az értékek versenyképes motorsport környezetekben kritikus különbségeket jelentenek.

Kovácsolt kerekekkel elérhető felfüggesztési válasz és járműdinamikai javulás

Az alacsonyabb forgási tehetetlenségnek köszönhetően a felfüggesztés rendszer 18%-kal hatékonyabban tartja a kapcsolatot a kerekek és az egyenetlen felületek között. Ez javítja a hirtelen manőverek során tapasztalható átmeneti választ, és 0,08g javulást eredményez a kormányozhatóságban. A kerekek pontosabban követik az út profilját, így javul a vezethetőség és a komfortérzet a szerkezeti szilárdság csökkentése nélkül.

Súlyeloszlás optimalizálása és valós körülmények között tapasztalható teljesítménynövekedés

A kovácsolt kerék csökkentett tömege 12–15 mm-rel csökkenti a jármű tömegközéppontját. Pályára optimalizált sportkocsiknál ez 0,4 másodperces körkiesés-csökkenést eredményez, és 19%-kal javítja a gumiabroncs- kopás egyenletességét, stratégiai előnyt biztosítva a tartós versenyzéshez és nagy teljesítményű utcai vezetéshez.

Kovácsolt vs. öntött kerék: Miért fontos a anyagtudomány a teljesítményorientált alkalmazásokban

Kovácsolt vs. öntött alumínium: szilárdság, sűrűség és fáradási ellenállás összehasonlítása

Az öntött felnik gyártása során a gyártók tömör alumíniumbilleteket használnak, és hatalmas nyomást alkalmaznak a komprimálásukhoz, miközben az anyagszerkezetet igazítják a megnövelt tartósság érdekében. Mi a végeredmény? Egy anyag, amely körülbelül 20-30%-kal sűrűbb, mint az öntött felnik esetében használt. Az öntött felniket forró alumínium öntésével készítik formákba, de ez a módszer gyakran apró légbuborékokat vagy üregeket hagy a fémben. Az öntött felnik súlyukhoz viszonyított szilárdsága általában körülbelül 15-18%-kal jobb, és élettartamuk is körülbelül háromszor hosszabb, mielőtt repedés jelei megjelennének stressztesztek során, ezt igazolja a Metallurgical Engineering Review 2023-ban megjelent tanulmánya. Mindezen tényezők miért az öntött felnik különösen jó választások olyan helyzetekben, mint éles kanyarok nagy sebességgel, vagy ismétlődő hőmérsékletváltozásokra való kitettség.

Öntött felnik hosszú távú tartóssága és stressz-állósága

A kovácsolt alumíniumnak köszönhetően folyamatos szemcsés szerkezete van, ami valóban ellenállóbb a hajlítással és repedéssel szemben, ha összehasonlítjuk aöntött változatokkal. Ütésállósági tesztek során kiderült, hogy a kovácsolt keréktárcsák körülbelül 2,5-szer annyi járdaszegély-érintkezést bírnak ki sérülés nélkül. A versenyistállók is észrevettek valamit: a hosszú futamok alatt körülbelül 80 százalékkal kevesebb kerékproblémával szembesülnek. Több csapat mechanikusai is a kovácsolt szerkezetnek tulajdonítják, hogy az autók még századik kör után is kiegyensúlyozottak és szerkezetileg stabilak maradnak, annak ellenére, hogy a keréktárcsákat folyamatosan a határaikig terhelik.

Megéri a kovácsolt keréktárcsák árát a prémium árkategóriájú öntött alternatíváknál?

A kovácsolt felnik biztosan magasabb árrel járnak, általában körülbelül 50-70 százalékkal drágábbak, mint a legjobb minőségű öntött felnik, de a komoly sofőrök tudják, hogy megéri az összes pénzük, mert ezek a felnik hosszabb ideig tartanak és jobb teljesítményt nyújtanak. A pályán versenyzők szerint a karbantartási időszakok körülbelül 40 százalékkal hosszabbak, mint a szokványos felniknél. A szakmai versenyek csapatai azt is észreveszik, hogy a kovácsolt felnik használata során az egymás utáni körökön elért idők sokkal inkább összetartanak. Úton, különösen a szuperautók vezetői számára, 8-12 font súlycsökkentés elérése minden egyes felninél valóban jelentős különbséget jelent az autó irányíthatóságában, és valójában növeli a biztonságot is. És itt jön a legfontosabb dolog, amit ritkán említenek: ez a súlycsökkentés nem azt jelenti, hogy a felnik néhány hónap után szétesnek, mint néhány olcsóbb alternatíva.

Két részes kovácsolt felnik testreszabási lehetőségei

Moduláris kialakítás előnyei: A hordók szélességének, az eltolódásoknak és a felületkezelésnek a cserélhetősége

Egy két részes kialakítás lehetővé teszi, hogy a középső részt és a hordót külön-külön állítsák, így az emberek külön tudják finomhangolni az egyes paramétereket. A szélesség 8 hüvelyktől egészen 13 hüvelyk fölötti értékig terjedhet, míg az eltolási értékek plusz vagy mínusz 15 mm-ig állíthatók. Végzési opciók is elérhetőek. Mindez azt jelenti, hogy versenyzők valóban pontosan be tudják állítani kerekeiket adott pályákhoz, megfelelően tudják kiszellőztetni a fékeket, és ideális felfüggesztési szögeket állíthatnak be. Sok motoros kedveli az anodizált középek és a fényesre polírozott hordók kombinálását, mivel ez nagyon jól néz ki az autón. A motorsport csapatok valójában elég gyakran alkalmazzák ezt – a Performance Wheels Research 2023-as kutatása szerint körülbelül a 72 százalékosan fordul elő. Érthető, amikor ki akarják emelni márkaik színeit a versenyeken.

Illeszkedés és esztétika testreszabása nagy teljesítményű utcai és pályaverseny járművekhez

Kétrészes, kovácsolt kerekek funkcionális és esztétikai alkalmazkodóképességet biztosítanak. A hangolók konfigurálhatják:

• Utcai beállítások : Homorú profilok ecsetelt titán végzéssel luxus sport szedánokhoz
• Pályabeállítások : Síklapú középek és beadlock-kész törzsek versenyautókhoz
• Hibrid felépítések : Korrózióálló bevonatok és színre egyeztetett szerelvények időjárásálló sportkocsikhoz

Ez a sokoldalúság 34%-os súlycsökkentést eredményez az öntött rendszerekhez képest, miközben 20%-kal nagyobb oldalirányú merevséget biztosít (SAE Technical Paper 2022). Annak lehetősége, hogy csak a törzset kell cserélni sérülés esetén – az egész kerék cseréje helyett – hosszú távon akár 40%-os költségmegtakarítást eredményez, különösen előnyös a szezonális gumiabroncsok között váltó vezetők számára.

Valós alkalmazások: Kétrészes űrlapozott kerékok versenyautókban és sportkocsikban

Űrlapozott kerékok használata GT3-as, túraautóversenyeken és szakmai motorsportban

A GT3-as versenyzésben és a Le Mans-i 24 órás versenyhez hasonló túrákban napjainkban szinte szabványfelszereltséggé váltak a két részes, kovácsolt felnik. Ezek a felnik kiválóan bírják a kemény kanyarodási erőket, és még akkor is ellenállók maradnak, amikor a hosszú versenyek alatt a kerekek környezetében uralkodó hőmérséklet rendkívül magasra emelkedik. A kialakításuknak köszönhetően a csapatok versenyek között csak a kerék henger részét cserélhetik ki, ez pedig jelentős időt spórol meg a szerelőműhelyben. A mechanikusok kevesebb időt töltenek sérült kerekek javításával, és több időt fordíthatnak a különböző pályákhoz való pontos beállításokra. Egy 2023-ban megjelent tanulmány az SAE International által érdekes eredményre jutott. Azok a csapatok, amelyek áttértek a két részes kialakításra, azt tapasztalták, hogy a boxkiállásokkal kapcsolatos problémák körülbelül 63 százalékkal csökkentek a hagyományos egyrészes felnikhez képest. Ez a megbízhatóság pedig minden másodperc számít a versenypályán.

Esettanulmány: Teljesítménynövekedés pályára optimalizált járművekben két részes kovácsolt felnik használatával

A híres Nürburgring pályán végzett tesztek során az inženierek érdekes dolgot figyeltek meg, amikor a prototípus sportkocsijukon lévő normál kerekeket kétrészes, kovácsolt darabokra cserélték. A körök átlagosan majdnem 1,7 másodperccel rövidebbé váltak! Ez azért történt, mert az új kerekek körülbelül 22%-kal csökkentették a forgó tömeget, ami a kezelhetőség és sebesség szempontjából óriási különbséget jelent. A kovácsolt alumíniummal az is különösen jó, hogy kiváló hővezető-képességgel rendelkezik. Amikor a vezetők az intenzív tesztelési szakaszok alatt ismételten erősen fékeztek, a fékfolyadék folyékony állapotban maradt, és nem váltott gőzzé. Ez azt jelentette, hogy a fékpedál kemény és megbízható maradt még tíz egymást követő, kemény kör után is. Elég lenyűgöző dolog azok számára, akik a teljesítményorientált vezetésért rajonganak.

Az utcai használatra engedélyezett szuperautók és magas teljesítményű úti járművek között egyre nagyobb az elterjedtség

A JATO Dynamics azt jelenti, hogy a 2024-ben gyártott szuperautók körülbelül 78 százaléka már gyárilag két darabból álló, kovácsolt felnikkel kerül felszerelésre. Ezek a felnik napjainkban képesek elviselni szélesebb gumikat anélkül, hogy befolyásolnák a felfüggesztés beállítását, így szinte tökéletesek teljesítményorientált utcai gépekhez. Valós körülmények között végzett tesztek azt mutatják, hogy a vezetők az autóik sarkon való átmenetelének tényleges reakcióidejében 8 és 12 százalékos javulást éreznek hegyi kanyonhajtás közben. Ez gyakorlatilag bebizonyítja, hogy amit sokan már régóta sejtettek: a motorsport technológia csodákat művel még rendszeres utcai használat során is.

GYIK

Mik a két darabból álló kovácsolt felnik fő összetevői?

A két darabból álló kovácsolt felnik egy kovácsolt alumínium középből és egy külön, könnyűfém hordó részből állnak.

Hogyan viszonyul a teljesítménye a két darabból álló kovácsolt felniknek a nyomott felnikhez képest?

A kétrészes, kovácsolt keréktárcsák megnövekedett szilárdságot, tartósságot és súlycsökkentést kínálnak a hagyományos öntött keréktárcsákhoz képest, így kiválóan alkalmasak nagy teljesítményt igénylő alkalmazásokra.

Milyen testreszabási lehetőségek állnak rendelkezésre a kétrészes kovácsolt keréktárcsáknál?

Moduláris kialakítás, cserélhető hordószélességek, eltolások és felületkezelések közül lehet választani, amelyek lehetővé teszik különböző teljesítményigényekhez való testreszabást.