رینگ های اسپرت / مزایا . معایب . انتخاب مناسب

توسعه رینگ های اسپرت در حال حاضر، مدنظر اکثر خودروسازان مطرح جهان است، همچنین تغییر رینگ های فولادی و یا استفاده از رینگ های اسپرت توجه بسیاری از مصرف کنندگان را جلب کرده، اما همواره سوالاتی نظیر؛ "آیا استفاده از رینگ های آلومینیمی یا اسپرت، برای خودرو مضر است ؟ این رینگ ها ایمنی و قابلیت فرمان پذیری خودرو را افزایش می دهند ؟ تاثیر رینگ های آلومینیمی بر سیستم تعلیق و یا در اصطلاح، نرمی خودرو به چه صورت است ؟ و..." برای مصرف کنندگان مطرح است. به اختصار، تحلیل های مهندسی این سوالات، در این مقاله ارائه خواهد شد. نکته مهم دیگر که باید در استفاده از رینگ های اسپرت مدنظر قرار گیرد، روش انتخاب مناسب آن با توجه به نوع خودرو و شرایط کاربری آن است. آشنایی با جداول و ابعاد استاندارد ارائه شده، می تواند نقش به سزایی در انتخاب رینگ و لاستیک مناسب داشته باشد. در کشورهای پیشرو در صنعت تولید رینگ های اسپرت (ژاپن و...) همواره تکنولوژی تولید از مهم ترین فاکتورها است. رینگ های مذکور، اغلب از آلیاژهایی مانند آلومینیم و منیزیم ساخته می شوند که ساخت آن ها، فرآیندهای پیچیده ای می طلبد.رینگ خودرو از مهم ترین قطعات ایمنی محصول بوده که روش های کارگاهی یا غیر استاندارد و قدیمی تولید، می تواند بسیار خطرناک باشد، بنابراین مصرف کنندگان باید به برندهای معتبر و استاندارد توجه کنند که در قسمت روش های تولید با آن بیشتر آشنا خواهیم شد. با توجه به این موضوع جنس اکثر رینگ های اسپرت از آلیاژهای آلومینیم است. در این مقاله از رینگ های آلومینیمی به جای اسپرت استفاده شده اما لازم به توضیح است در تکنولوژی های جدیدتر، سایر فلزات از قبیل آلیاژهای منیزیم نیز در ساخت رینگ های اسپرت به کار برده می شود که هنوز فراگیر نشده است.

مزایای رینگ آلومینیمی / خصوصیات آلومینیم

آلومینیم، قابلیت هدایت حرارتی بالایی دارد که بعد از نقره و مس بهترین هادی حرارتی شناخته می شود و دانسیته آن حدود 2.7 سانتی متر مکعب است. به همین دلیل از آلیاژهای سبک محسوب می شود. این آلیاژ در برابر خوردگی مقاوم است که علت آن، ایجاد لایه پایدار اکسیدی متخلخل است. نقطه ذوب آن حدود 670 سانتی گراد است. بنابراین ویژگی، آلیاژ مناسبی برای عملیات حرارتی بوده اما عملیات حرارتی آن "اج هاردینگ" یا "پیر سازی" است. از دیگر ویژگی های آن، می توان به قابلیت انجام کار مکانیکی و تغییر فرم سرد و گرم اشاره کرد. این آلیاژ را می توان در قالب های دائمی و یا فورج نیز استفاده کرد.

کاربرد آلیاژهای ریختگی آلومینیم

این آلیاژ به علت ویژگی های خاصی که دارد در بیشتر صنایع از جمله خودرو سازی، غذاسازی، ساختمان سازی، اسکلت سازی صنایع پتروشیمی و صنابع هوایی کاربرد دارد.همان طور که اشاره شد از جمله کاربردهای مهم آلومینیم در صنعت خودروسازی، تولید رینگ چرخ است. رینگ های اسپرت اگر به صورت استاندارد تولید و متناسب با خودرو استفاده شود شامل این مزایاست:

 افزایش زیبایی خودرو
 تنوع در تولید
به دلیل قابلیت شکل پذیری بیشتر در مقایسه با رینگ های فولادی.

کنترل پذیری بهتر خودرو

در خودرو وزن قسمت هایی چون بدنه، قطعات داخلی و موتور، توسط سیستم تعلیق خودرو ساپورت می شود ولی وزن قسمت هایی چون رینگ و لاستیک توسط فنرها ساپورت نمی شوند. هر قدر وزن قسمت هایی که توسط سیستم تعلیق حمایت نمی شوند، کاهش یابد، کنترل خودرو در جاده راحت تر است و انتقال ضربه به درون خودرو کاهش خواهد یافت. در نتیجه استفاده از رینگ های آلومینیومی سبک، در کنترل پذیری خودرو نقش مهمی دارد. در واقع زمانی که ضربه ای از جاده به لاستیک وارد می شود رینگ و لاستیک سبک تر، شتاب بیشتری به طرف بالا و پایین خواهد داشت (a=f/m) و این موضوع سبب خواهد شد که سیستم تعلیق بهتر عمل کند. در صورتی که ضربه ای معادل دو گرم به رینگ و لاستیک خودرو وارد شود، چرخ متناسب با وزن آن، شتاب بیشتری به سمت بالا خواهد گرفت.

 افزایش شتاب، کارآیی بهتر سیستم ترمز و کاهش مصرف سوخت

کمتر بودن اینرسی دورانی رینگ آلومینیومی در مقایسه با رینگ های فولادی، سبب افزایش شتاب، کارآیی بهتر سیستم ترمز و کاهش مصرف سوخت خودرو می شود. باید توجه داشت که اینرسی دورانی نقش مهمی در مصرف سوخت خودرو دارد. به طور ساده اینرسی، مقاومت اجسام در برابر تغییر حرکت، و اینرسی دورانی، مقاومت در برابر شتاب دورانی است. در یک خودرو تعداد زیادی جرم دوار وجود دارد که برای شتاب دادن به آن ها نیازمند انرژی هستیم، بعضی از این قطعات شامل چرخ دنده ها، میل لنگ، محورها، رینگ و لاستیک هستند. هرچه جسم، دواری سنگین تر و قطر بیشتری داشته باشد، انرژی بیشتری برای شتاب دادن به آن لازم است. زمانی که بخواهیم جسم دواری مانند چرخ های خودرو را شتاب دهیم باید علاوه به غلبه بر وزن آن ها، انرژی را صرف اینرسی دورانی آن ها نیز کنیم. رینگ چرخ آلومینیومی به دلیل سبکی آن، اینرسی دورانی کمتری نسبت به رینگ های فولادی دارد و در نتیجه انرژی کمتری برای شتاب دادن به آن نیاز است که این ویژگی، سبب کاهش مصرف سوخت می شود.

 افزایش عمر لاستیک
به دلیل انتقال حرارت بیشتر رینگ های آلومینیومی و نیز توزیع یکنواخت آن در رینگ، لاستیکی که بر روی رینگ آلومینیومی بسته شده است 10درصد خنک تر از لاستیکی است که بر روی رینگ های فولادی بسته شده و این ویژگی به ویژه در سرعت های بالاتر محسوس تر است و لاستیک های سردتر، مقاومت بیشتری در برابر سایش دارند.

 سایش یکنواخت لاستیک
به دلیل مزیت ساختاری رینگ آلومینومی نسبت به فولادی همچون یکپارچه بودن ساختار.

 مقاومت به خوردگی و زنگ زدن رینگ آلومینیومی در مقایسه با رینگ فولادی
در صورت از بین رفتن قسمتی از رنگ در رینگ های فولادی، این نوع رینگ به شدت در معرض زنگ زدگی و پوسیدگی است. در حالی که با توجه به ماهیت لایه اکسیدی محافظ بر روی آلومینیم، این مشکل در رینگ های آلومینیمی هرگز اتفاق نمی افتد.

 یکپارچگی ساختار رینگ های آلومینومی
به دلیل یکپارچه بودن ساختار رینگ های آلومینومی در مقایسه با رینگ های فولادی، لنگی و قابلیت جذب ارتعاش چرخ حتی در سرعت های بالا به طور قابل توجهی کاهش می یابد و مقاومت به ضربه نیز مناسب تر است.

 افزایش ایمنی خودرو در سرعت های بالا
در اثر اصطکاک بین لاستیک و جاده در سرعت های بالا قابلیت خنک کاری لاستیک افزایش یافته و سرعت خنک شدن سیستم ترمز با استفاده از رینگ های آلومینیومی به دلیل انتقال حرارت بالاتر نیز مناسب تر خواهد بود.

 بالانس مناسب تر
مقاومت بیشتر رینگ های آلومینومی در برابر اعوجاج، سبب حفظ بالانس چرخ در درازمدت می شود.
 قابلیت جذب ارتعاش مناسب
 مقاومت به ایجاد ترک و افزایش آن (در اصطلاح، مقاومت به خستگی بالا که از خواص برجسته مهندسی آلیاژهای ریختگی آلومینیم در صورت مناسب بودن روش تولید است.)
روش های استاندارد انتخاب رینگ و لاستیک مناسب خودرو
به منظور ایمنی و بهره مندی از مزایای رینگ چرخ آلومینویم، انتخاب رینگ و لاستیک مناسب از اهمیت خاصی برخوردار است.

ساختار رینگ آلومینومی

قسمت های مختلف رینگ، نام گذاری شده است:

1. قطر رینگ
2. پهنای رینگ
3. فلنج

قطر دایره پیچ P.C.D)) و تعداد سوراخ های پیچ
P.C.D قطر دایره ای است که از تمام سوراخ های پیچ رینگ عبور می کند. در واقع در صورتی که خطی را به گونه ای عبور دهیم که از مرکز رینگ و مراکز دو سوراخ پیچ، عبور کند، طول این خط برابر با P.C.D است. البته در صورتی که رینگ پنج سوراخ داشته باشد مطابق با شکل ، باید فاصله بین مرکز یک سوراخ و کنار سوراخ دیگر، رینگ چرخ در نظر گرفته شود. اغلب با توجه به سازنده خودرو، برای بستن رینگ به 4 تا 8 پیچ نیاز است. بنابراین P.C.D 4*108mm؛ یعنی رینگ دارای چهار سوراخ پیچ بوده و قطر دایره ای که از مرکز پیچ ها عبور می کند 100 میلی متر است.

سوراخ هاب
سوراخ هاب، سوراخی است که در مرکز رینگ قرار دارد و هاب خودرو در داخل آن قرار می گیرد. در صورتی که قطر هاب رینگ دقیقا برابر با قطر هاب خودرو باشد نوع رینگ hup center است و با فیکس شدن دقیق هاب رینگ و خودرو، رینگ بالانس می شود پیچ ها بیشتر نقش نگه دارنده رینگ را بر روی دیسک خودرو دارند. این نوع روش بستن، روش متداول در اکثر خودروها است.اگر پیچ ها نقش اساسی در بالانس کردن رینگ داشته باشند نوع رینگ lug center است.

آفست
در صورتی که خطی از وسط طوقه رینگ چرخ، عبور دهیم فاصله بین این خط و محلی که هاب رینگ بر روی دیسک پیچ می شود، آفست نام دارد.

همان گونه که در شکل زیر نشان داده شده است سه نوع آفست قابل تعریف است:

الف. در صورتی که محل اتصال چرخ با دیسک دقیقا بر روی این خط مرکزی باشد نوع آفست رینگ zero یاصفر است.
ب. در صورتی که محل اتصال چرخ با دیسک نسبت به این خط مرکزی، به سمت خارج باشد، نوع آفست رینگ positive یا مثبت است.
ج. در صورتی که محل اتصال چرخ با دیسک نسبت به این خط مرکزی به سمت داخل باشد، نوع آفست رینگ Negative یا منفی است.

روش های ساخت و تولید رینگ های آلومینیمی

خلاصه برخی از روش های تولید آلیاژهای ریختگی آلومینیم به این شرح، قابل تقسیم است:
 ریخته گری در قالب های ریژه (روش ثقلی)
 ریخته گری با مدل فومی در قالب ماسه ای
 ریخته گری تزریقی در قالب دائم (دایکاست کم فشار و پرفشار)
 ریخته گری تزریقی داخل قالب در حالت نیمه جامد
 فورج مذاب آلومینیم در حالت جامد – مایع

با توجه به ماهیت آلیاژهای آلومینیم و پیچیدگی فرآیند انجماد آن ها، هرکدام از این روش ها دارای مزایا و معایبی بوده که در تولید قطعات ایمنی از جمله رینگ خودرو، انتخاب روش مناسب و استاندارد بسیار مهم است. انتخاب رینگ های غیراستاندارد که به روش های کارگاهی و با خطاپذیری بالا تولید می شود، می تواند خطرات جبران ناپذیری را در خصوص خودرو و سرنشینان در برداشته باشد.مناسب ترین و کم خطا ترین روش، برای تولید قطعات با ضریب ایمنی بالا (رینگ و سگدست و...) روش فورج آلیاژهای آلومینیم در حالت مایع – جامد (Squeez Casting) است. اساس این روش بر این است که مذاب به حالت مایع – جامد در آمده و سپس با اعمال فشاری، مشابه حالت فورج فلزات، تا پایان فرآیند انجماد تحت بار قرار می گیرد. مزیت این روش در ایجاد ساختار یکپارچه و بدون نواقص معمول آلیاژهای ریختگی آلومینیم مانند مک های گازی و انقباضی است.از جمله پارامترهای مهم دیگر بر تولیدات رینگ های با کیفیت آلومینیمی گاززدایی و آخال زدایی مناسب، عملیات حرارتی، آزمو های خستگی و... است که می تواند نقش مهمی در افزایش ضریب ایمنی این قطعه داشته باشد.

رینگ های اسپرت / مزایا . معایب . انتخاب مناسب

مطالب مشابه :

سخن مدیریت

چگونه يك رينگ مناسب انتخاب كنيم

رینگ های اسپرت / مزایا . معایب . انتخاب مناسب