Mâm ( Vành) xe ô tô


Tìm hiểu vật liệu chế tạo vành xe ô tô

Sản xuất mâm bánh xe hơi

Những vụ cháy xe ô tô không thể kiểm soát thường để lại hình ảnh một chiếc ô tô trơ khung. Trong đó, có một bộ phận mọi người thường không nghĩ nó có thể bị cháy rụi, đó chính là vành xe. Vậy, vành xe ô tô làm bằng những loại vật liệu gì, và tại sao có loại vành xe lại có khả năng bị thiêu rụi?

mâm xe ô tô - nguoidentubinhduong.com
Mâm bánh xe ô tô

Trên thế giới hiện tại đang có 4 loại vật liệu làm vành xe hơi chính, đó là: vành bằng sắt, vành bằng hợp kim magie, vành bằng hợp kim nhôm và vành bằng sợi carbon.

Tìm hiểu vật liệu chế tạo vành xe ô tô - ảnh 1
Vành Carbon của Porsche. Ảnh: Internet


Vành chế tạo từ sợi carbon:
 Loại vành này có số lượng rất ít, thường chỉ xuất hiện trên các xe đua F1 hoặc xe hiệu năng cao (hyper car). Ưu điểm là rất nhẹ và rất cứng, hỗ trợ tốt cho hiệu suất vận hành. Nhược điểm là quá đắt, không bền, hư hỏng là vứt luôn, nếu cháy thì chỉ còn bụi. Loại này không phổ biến bởi các lý do trên nên thường không bao giờ xuất hiện trên xe hơi dân dụng.

Tìm hiểu vật liệu chế tạo vành xe ô tô - ảnh 2
Vành ô tô bằng vật liệu thép. Ảnh: Internet


Vành bằng thép:
 Loại vành này xuất hiện sớm nhất, rất phổ biến, thường thấy trên các xe tải, xe du lịch bản base. Ưu điểm là giá rẻ, chế tạo dễ, khỏe, bền, chống chịu nhiệt tốt. Nhược điểm là xấu, kiểu dáng đơn điệu, nặng. Loại vành này giờ ít xuất hiện trên các xe hơi du lịch đời mới, các xe hơi đời mới ở Việt Nam thường không trang bị loại vành này, ngoại trừ một số loại xe taxi.

Tìm hiểu vật liệu chế tạo vành xe ô tô - ảnh 3
Mâm xe ô tô.


Vành hợp kim Magie:
 Loại vành này dù đã xuất hiện cách đây trên 50 năm nhưng không phổ biến trên xe dân dụng. Ưu điểm là nhẹ, độ bền vật lý cao. Nhược điểm là rất khó gia công, đặc biệt là việc đánh bóng và sơn. Vành Magie dễ bị oxi hóa nên khâu bảo quản khá phiền toái, chỉ phù hợp sử dụng trên xe đua để tăng hiệu năng vận hành.

Vành hợp kim nhôm: Đây là loại vật liệu thường được sử dụng và dễ bắt gặp nhất trên các mẫu xe hơi hiện nay. Hợp kim của nhôm là sự pha trộn, đồng hóa của nhôm và một số nguyên tố khác như đồng, thiếc, mangan, silic, magie… nhằm mục đích tăng cường các tính chất vật lý tùy thuộc vào tính ứng dụng của vật liệu. Ưu điểm là hợp kim đa dụng tuyệt vời, có độ bền cao, chống ăn mòn tốt và có tính hàn tốt. Nhược điểm là dễ biến dạng khi gặp nhiệt độ quá cao (bị nung chảy với nhôm mềm và giòn vỡ với nhôm cứng). Trong chế tạo, vành hợp kim nhôm có nhiều loại khác nhau, không dễ phân biệt bằng mắt thường và chúng cũng có tính chất vật lý khác nhau. Người ta phân biệt hợp kim nhôm theo đầu số từ 1 tới 7 và thêm số đuôi để phân loại thành phần hợp chất (Ví dụ nhôm 6061, 6063, 7075…). Vành hợp kim nhôm thường có mấy loại sau:

Tìm hiểu vật liệu chế tạo vành xe ô tô - ảnh 4
Vành nhôm CNC. Ảnh: Internet


a/ Vành hợp kim nhôm phay CNC:
Như đã trình bày, hợp kim nhôm có độ cứng cao ở nhiệt độ thông thường và dễ biến dạng ở nhiệt độ hàn. Do đó người ta sử dụng kỹ thuật phay nguội bằng máy CNC để tạo ra một chiếc vành xe từ 1 khối nhôm đồng nhất. Ưu điểm là vành cứng, có tính chất vật lý đồng nhất ở mọi vị trí, trọng lượng nhẹ, cực bền. Nhược điểm vẫn là đắt, chủ yếu trang bị cho xe sang hoặc xe thể thao đắt tiền, phổ biến độ cho xe đua.

Tìm hiểu vật liệu chế tạo vành xe ô tô - ảnh 5
Hình mâm xe Porcsche


b/ Vành hợp kim đúc liền khối:
Thường sử dụng nhôm 7075 (dura) do các ưu điểm vật lý rất cao, khả năng chịu lực cao, nhẹ, chịu nhiệt rất tốt. Rất khó nứt gãy nhưng đã nứt là vứt đi luôn vì không thể hàn được. Vật liệu này ta thường thấy trên vỏ máy bay và trên các xe thể thao cao cấp. Nhược điểm vẫn là đắt, khó gia công chế tạo.

c/ Vành đúc phân mảnh: Thường sử dụng nhôm 6061, 6063… bởi các ưu điểm dễ gia công chế tạo, tạo hình đa dạng, thẩm mỹ cao, dễ hàn nối, chi phí sản xuất hợp lý hơn cả, được sử dụng trên hầu hết các xe hơi dân dụng hiện đại (nước bạn hiện đang cung cấp cho cả thế giới). Nhược điểm là tiền nào của nấy, không thể đòi hỏi loại vành dân dụng có tính năng vật lý như vành xe đua được. Đã cháy thì đều tan tành (tất nhiên phụ thuộc vào cường độ đám cháy). Người ta chế tạo chúng bằng cách đúc rời phần nan với phần niềng (2 phần có độ “dẻo” khác nhau để tối ưu chi phí và yêu cần chịu lực khác nhau), sau đó hàn nhiệt, mài, phủ sơn…

Tìm hiểu vật liệu chế tạo vành xe ô tô - ảnh 6
Vành ô tô bị cháy

Chính vì đúc phân mảnh với các loại nhôm khác nhau nên khi cháy, chúng ta sẽ thấy hiện tượng có phần vỡ vụn, có phần chảy tan như sáp nến. Tuy nhiên, điều đó không phải là nhược điểm của loại vành xe này, bởi lẽ trong điều kiện vận hành thông thường, vành đúc phân mảnh có thể đảm bảo hoàn toàn độ an toàn cho chiếc xe.


TÌM HIỂU VỀ MÂM BÁNH XE

Chọn mâm hợp kim hay mâm sắt?

Mâm hợp kim sẽ giúp xe trông thời trang hơn và cũng phổ biến hơn ở Việt Nam. Mâm bánh xe có thể cho biết phong cách của bạn. Trong khoảng 10 năm gần đây, các nhà sản xuất ô tô đã theo sát nhu cầu của khách hang và giờ đây, rất nhiều xe được trang bị mâm hợp kim như là thiết bị tiêu chuẩn. Vậy mâm hợp kim có những ưu điểm gì? Dưới đây là một số so sánh cơ bản giữa mâm sắt và mâm hợp kim mới

Mục
Mâm sắtMâm hợp kim
Chi phí
ThấpTB – Cao
Kiểu dáng
Không đẹpĐẹp – Rất đẹp
Tính năng
ThấpTB – Cao
Cho phép tương thích với việc độ hệ thống treo và phanh
ThấpTB – Cao
Chăm sóc bảo dưỡng
ThấpTB – Cao
Công nghệ
ThấpTB – Cao
Chống hư hỏng
CaoThấp – Cao
Bảng mô tả tiêu chuẩn mâm xe

Vật liệu nhôm thì nhẹ hơn sắt rất nhiều. Hợp kim nhôm là sự pha trộng giữa nhôm và các thành phần khác nhằm tăng tính năng của nhôm. Ví dụ như một số thành phần nhất định được them vào để tăng khả năng chống nứt gãy. Ngày nay, mâm hợp kim được dung trên cả xe đua và xe dân dụng.

Mâm cho xe đua và xe dân dụng

Trong những năm của thập kỷ 50, mâm hợp kim Magiê được phát triển cho các xe đua và hiện nay vẫn được sử dụng. Magiê là kim loại nhẹ và giúp nâng cao tính năng tổng thể của các xe trên đường đua. Dĩ nhiên, công nghệ trên xe đua cũng dần dần được chuyển sang cho các xe dân dụng. Mâm hợp kim Magiê có nhược điểm là rất khó gia công, nhất là việc đánh bóng và sơn. Magiê cần được thường xuyên đánh bóng để loại bỏ lớp ô xi hóa.

Này nay, mâm bánh xe của các xe dân dụng phần lớn sử dụng vật liệu hợp kim nhôm. Có một vài mâm kiểu cổ điển dung trong xe đua và kiểu dáng của chúng vẫn còn phù hợp với thời gian. Ví dụ như kiểu mâm cơ bản năm chấu và sáu chấu được phát triển đầu tiên cho xe đua.

Đối với xe dân dụng, các nhà thiết kế tập trung chủ yếu vào kiểu dáng bởi vì đó là nhu cầu của các chủ xe. Thị hiếu về mâm xe thay đổi thường xuyên, vì vậy, những mâm này cần có giá thấp. Các kỹ sư thiết kế mâm cố gắng phát triể loại mâm với chi phí thấp nhất, điều này có nghĩa là chúng thường được chế tạo với công nghệ thấp.

Điều này giải thích tại sao những mâm với giá thấp sẽ không có chất lượng, kiểu dáng và tính năng tốt nhất của mâm xe.

Một vài mâm bánh xe được thiết kế bằng việc ghép 2-3 thành phần lại với nhau. Loại mâm hợp kim này được phát triển cho xe đua vào những năm đầu thập niên 70 và tiếp tục được sử dụng trên các xe hiện nay.

Trên thế giới, một vài nhà sản xuất mâm tập trung vào việc chế tạo mâm dùng cho cả xe đua và xe dân dụng. Những công ty này có đội ngũ thiết kế để tạo nên những kiểu dáng mâm mới nhất trên thế giới. Các công ty này sẽ hài hòa giữ kiểu dáng, chức năng và tính năng khi thiết kế mâm và thường cho ra những bộ mâm tốt nhất hiện nay. Việc tìm thông tin và tư vấn về những loại mâm đặc biệt cần được thực hiện bởi những người có nhiều kiến thức và kinh nghiệm.

Tại sao trọng lượng của mâm là quan trong?

Bạn hãy thử suy nghĩ về vấn đề này: 1 inch của mâm thì sẽ nặng hơn 1 inch của lốp. Vì vậy, khi độ mâm (xem bài viết kỳ trước) thì tổng trọng lượng của bán xe sẽ tăng. Điều thú vị là đôi khi mâm bánh xe nặng hơn lại cho phép bạn lái xe êm ái hơn bởi vì lốp sẽ hoạt động vất vả hơn để hấp thụ các va đập từ mặt đường. Lợi ích về tính năng hoạt động của mâm có trọng lượng nhẹ được xem xét từ 3 khía cạnh:

(1)Tổng trọng lượng của xe:trọng lượng xe càng tăng thì cần càng nhiều năng lượng để tăng tốc, phanh và đánh lái. Mâm nhẹ hơn sẽ giúp giảm trọng lượng tổng thể của xe. Một chiếc xe sedan 5 chỗ sẽ nặng khoảng 1.700 kg. 4 chiếc mâm loại nặng có thể có trọng lượng đến 80 kg trong khi 4 chiếc mâm loại nhẹ thì chỉ nặng 40 kg.

(2)Trọng lượng bên dưới hệ thống treo:bao gồm trọng lượng của: mâm, lốp, phanh và một vài thành phần của hệ thống treo. Các thành phần này sẽ liên tục dao động theo điều kiện mặt đường khi xe chạy. Trọng lượng này thấp sẽ giúp xe cần ít năng lượng hơn từ lò xo (nhíp,…) và bộ giảm chấn, do đó xe sẽ đáp ứng nhanh hơn và dễ lái hơn.

(3)Trọng lượng quay:là trọng lượng của các thành phần quay chẳng hạn như mâm, lốp, hệ thống truyền động. Trọng lượng quay thấp sẽ giúp xe tăng tốc nhanh hơn và phanh tốt hơn.

Một mâm hợp kim nhẹ hơn sẽ tăng cường tính năng hoạt động của xe.
Mâm xe được chế tạo như thế nào?

Một mâm hợp kim mới được ra đời trước tiên từ bản vẽ phát thảo kiểu dáng. Ở giai đoạn đầu tiên này, người thiết kế sẽ nghĩ đến các kỹ thuật chế tạo hiện có để có thể cải tiến thiết kế cũ. Dưới đây là hình ảnh khi vẽ phát thảo.

mâm xe ô tô 1 - nguoidentubinhduong.com

Bước tiếp theo là tạo hình trên máy tính, các kỹ sư sẽ dùng phần mềm chuyên dùng để mô phỏng tải, sức căng và độ bền. Hình ảnh bên dưới mô tả những phần trên mâm chịu ứng suất cao khi có tải. Phần màu đỏ chỉ ra những “điểm nóng” về ứng suất.

mâm xe ô tô 2- nguoidentubinhduong.com

Việc mô phỏng trên máy tính sẽ được thực hiện rất cẩn thận trước khi các kỹ sư quyết định đầu tư cho một bộ mâm mẫu đầu tiên. Hình ảnh bên dưới là giai đoạn đúc.

mâm xe ô tô 3- nguoidentubinhduong.com

Một vài quá trình sử lý nhiệt sẽ được áp dụng trên mâm để đảm bảo khả năng chịu lực của chúng trong vi cấu trúc của mâm. Sau đó mâm sẽ được sử lý bằng cả máy và tay. Hình ảnh bên dưới là quá trình loại bỏ các thành phần dư thừa sau khi đúc.

mâm xe ô tô 4- nguoidentubinhduong.com

Việc ứng dụng CNC vào sản suất mâm cho phép mâm có dung sai chính xác. Hình ảnh bên dưới cho thấy quá trình sản xuất mâm sử dụng máy CNC.

mâm xe ô tô 5- nguoidentubinhduong.com

Rất nhiều kỹ thuật đã được phát triển cho việc sơn, phủ màu, sử lý bề mặt và làm tăng tính năng của mâm. Trong suốt quá trình sản xuất bộ mâm thử nghiệm, có thể sẽ có những thay đổi trong thiết kế. Giai đoạn cuối cùng là việc thử nghiệm, mô phỏng, thử tải và cải tiến sản xuất trước khi cho ra đời một sản phẩm mới với thiết kế độc đáo.

Công nghệ sử lý bề mặt của mâm giúp tăng chất lượng của mâm. Việc phủ bề mặt giúp làm kín bề mặt của mâm, chống ăn mòn tốt hơn và người sử dụng dễ lau chùi hơn. Hình bên dưới là quá trình phủ bề mặt.

mâm xe ô tô 6- nguoidentubinhduong.com

Một khi bề mặt của mâm được phủ xong, giai đoạn tiếp theo là sơn. Đây là giai đoạn chọn màu và hoàn tất bề mặt được áp dụng. Hình ảnh bên dưới là quá trình sơn bạc cho mâm.

mâm xe ô tô 7- nguoidentubinhduong.com

Cuối cùng là một lớp phủ bảo vệ. Một vài nhà sản xuất mâm sử dụng kỹ thuật đặc biệt gọi là “diamond cutting”. Mâm được đặt trên máy và được đánh bóng với một dụng cụng rất sắc và chính xác. Nhờ vào những đường rảnh trên dụng cụ, bề mặt của mâm được đánh bóng cực sáng so với các phương pháp khác.

mâm xe ô tô 8- nguoidentubinhduong.com

Một phương pháp đánh bóng khác là sử dụng hàng triệu quả bóng bằng kim loại hoặc bằng sứ cực nhỏ, gần giống với phương pháp “phun cát”. Quá trình sử lý này giúp tăng độ cứng và làm sáng bóng mâm.

mâm xe ô tô 9- nguoidentubinhduong.com

Đánh bóng bằng sứ cho bề mặt cực kỳ bóng loáng giống như được mạ Crôm. Kỹ thuật này giúp giảm trọng lượng và tăng độ bền, bởi vì việc mạ Crôm sẽ tăng trong lượng mâm và dễ bị nứt. Hình ảnh bên dưới là việc đánh bóng bằng sứ.

mâm xe ô tô 10- nguoidentubinhduong.com

Ngoài ra, mâm còn được khắc logo sử dụng tia laser. Việc khắc logo bằng tia laser chính xác tới mức nanomet.

mâm xe ô tô 11- nguoidentubinhduong.com

Kỹ thuật đúc mâm hợp kim

Đúc cơ bản:đơn giản nhất là rót hợp kim nóng chảy vào khuôn. Hợp kim sẽ điền vào khuôn nhờ lực hút của trái đất. Đây là phương pháp đúc rẻ tiền nhất và thường được các nhà sản xuất sử dụng để “nhái” kiểu. So với các phương pháp khác, mật độ của nhôm không cao trong khuôn và phương pháp này thường làm tăng trọng lượng mâm do phải tăng độ dày.

Đúc áp suất thấp: sử dụng áp suất để đưa hợp kim nóng chảy vào khuôn để đạt được mật độ cao. Đúc áp suất thấp có chi phí cao hơn phương pháp đúc cơ bản và thường được các nhà sản xuất sử dụng cho hàng OEM (hàng gia công cho các hãng khác). Đây là phương pháp khá phức tạp và cần kỹ thuật cao và cũng sử dụng phổ biến đối với các hàng được bán trên thị trường.

Đúc áp suất cao: được sử dụng bởi những nhà sản xuất đặc biệt để tạo ra những bộ mâm nhẹ hơn và khỏe hơn. Áp suất đúc cao cũng làm cho chi phí cao hơn. Đó cũng là lý do tại sao những bộ mâm nhẹ hơn lại đắc hơn. Hình ảnh bên dưới là thiết bị đúc áp lực.

mâm xe ô tô 12- nguoidentubinhduong.com

Tạo hình bằng con lăn: phương pháp này cũng bắt đầu bằng việc đúc áp suất thấp. Sau đó sử dụng một máy đặc biệt sẽ quay mâm và dùng con lăn ép một số thành phần lại theo hình dạng thiết kế. Cả quá trình được thực hiện với việc gia công nhiệt. Kỹ thuật này thường được sử dụng cho hàng OEM với tính năng cao hoặc được sản xuất trên một số model giới hạn. Với phương pháp này sẽ tạo ra những bộ mâm rất nhẹ và khỏe với mức giá hợp lý. Đây cũng là kỹ thuật để sản xuất những bộ mâm cho xe F1. Hình bên dưới là đĩa ép di chuyển từ trái qua phải và ép mâm thành hình dạng định sẵn.

mâm xe ô tô 13 - nguoidentubinhduong.com

Ép: là một phương pháp gia công áp lực trong khi hợp kim còn nóng và ở dạng rắn. Công nghệ này giúp cho sản phẩm rất khỏe và rất nhẹ. Chi phí cho trang thiết bị cũng rất đắt và thường cho ra sản phẩm có giá cao.

Tiêu chuẩn của mâm?

Hệ thống tiêu chuẩn quốc tế như ISO9001, QS9000, TUV của Đức hay Nhật là những chuẩn mà các nhà sản xuất phải tuân theo. Các tiêu chuẩn này sẽ giúp cho một bộ mâm có thể phù hợp với các xe khác nhau và đáp ứng yêu cầu về việc lắp lẫn.

Danh tiếng và lịch sử của các nhà sản xuất là một yếu tố để tham khảo. Việc xây dựng tên tuổi của các nhà sản xuất mâm mất nhiều thời gian. Việc tìm hiểu về một vài nhà sản xuất là cần thiết khi chọn một tên tuổi của mâm.
Một vài khu vực trên thế giới nổi tiếng với các sản phẩm cụ thể. Ví dụ như nước Đức là quốc gia dẫn đầu về công nghệ ô tô và công nghệ chính xác. Nước Ý dẫn đầu về thiết kế. Biết được nhà sản xuất bánh xe ở đâu sẽ là 1 yếu tố tham khảo về chất lượng của bộ mâm.

Tiêu chuẩn kỹ thuật của mâm

mâm xe ô tô 14- nguoidentubinhduong.com

Đường kính bulông lắp ghép (BCD-Bolt Circle Diameter): là đường kính của vòng tròn mà các bulông gắn trên mâm. Đường kính này được đo bằng mm và cũng đại diện cho số lượng bulông cần sử dụng. Ví dụ như 5×1200 có nghĩa là mâm có 5 lỗ lắp bulông được khoan trên đường tròn 120mm.

Đường kính lỗ khoan trung tâm (Center Bore): là đường kính của lỗ lớn ở giữa mâm. Đường kính này phải nằm gọn trong moay-ơ của bánh xe và kích thước của chúng phải phù hợp với kích thước moay-ơ.

Việc lắp đặt chính xác là rất quan trọng cho sự an toàn của bạn. Khi lắp đặt mâm hợp kim trên xe, điều quan trọng là bạ phải xem xét các vấn đề như bề rộng, đường kính, độ lệch tâm, đường kính lỗ khoan trung tâm và hệ số tải trọng. Việc lắp đặt cần phải có kỹ thuật chuyên môn và kinh nghiệm. Các nhà sản xuất mâm có được đội ngũ thiết kế, nghiên cứu và phát triển sẽ tạo ra những bộ mâm tốt hơn. Hãy chú ý đến lịch sử của nhà sản xuất trước khi bạn mua một bộ mâm mới.


Việc lau chùi mâm

mâm xe ô tô 16 - nguoidentubinhduong.com

Hầu hết các mâm hợp kim đều được sơn hoặc phủ một lớp bảo vệ. Việc bảo dưỡng bộ mâm của bạn cũng giống như đối với lớp sơn trên xe. Hãy giữ bộ mâm được mới theo những hướng dẫn sau:

·Thường xuyên lau chùi bộ mâm

·Không sử dụng các hóa chất để lau chùi hoặc chất tẩy rửa có tính năng tẩy cao.

·Tốt nhất là sử dụng xà bong với nước, dùng một tấm vải mềm, không nhám để lau chùi

·Không nên lau chùi bộ mâm khi chúng còn nóng khi vừa lái xe xong. Nên để mâm nguội trước khi xịt nước.

·Đối với những bộ mâm hợp kim không có phủ lớp bảo vệ, sử dụng hỗn hợp đánh bóng dành riêng cho nhôm để loại bỏ lớp ôxy hóa.

·Không sử dụng các vật dụng nhám để lau chùi hay những hợp chất đánh bóng.

·Không được sử dụng nước nóng để rửa. Nước nóng làm ảnh hưởng đến lớp sơn hoặc lớp phủ bảo vệ mâm.

·Sử dụng miếng lau riêng dành cho mâm và miếng khác dành cho thân xe. Miếng giẻ lau mâm sẽ giữ lại những hạt cát lớn bám lên mâm, những hạt cát này có thể gây xước sơn nếu sử dụng chung để lau mâm và thân xe.

·Bộ lốp và mâm hợp kim cần được bảo vệ kỹ vì chúng có giá khá đắt. Hãy chăm sóc chúng như chăm sóc toàn bộ xe của bạn.


MẸO VẶT:

·Mâm hợp kim nhẹ hơn sẽ tăng cường tính năng của xe.

·Tốt nhất là sử dụng một miếng giẻ mềm, không nhám để lau mâm

·Hãy xem xét lịch sử của nhà sản xuất mâm xe trước khi bạn mua một bộ mâm mới.

·Hãy hỏi về phương pháp sản xuất bộ mâm: đúc, uốn hình hay ép.

·Việc lắp đặt chính xác sẽ ảnh hưởng đến sự an toàn của bạn. Hãy xem xét các yếu tố lắp ghép của bộ mâm như: bề rộng, đường kính, độ lệch tâm, lỗ trung tâm, khoảng lắp đặt phanh, hệ số tải trọng. Việc lắp đặt cần phải có kiến thức kỹ thuật và kinh nghiệm.


Dr.Joe

Tham khảo :

autovina.com

ngaynay.vn

Thank you so much

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s