剛剛在美國發(fā)售的全新Shelby GT350R被認(rèn)為是有史以來賽道競速實力最出色的量產(chǎn)Mustang車型，為了確保車型卓越的性能及操控，福特首次為其配備了全碳纖維材質(zhì)輪轂，這也是全球首款大規(guī)模量產(chǎn)的碳纖維輪轂。

此前，一些汽車改裝品牌以及超跑制造商針對少量的超跑客戶提供碳纖維輪轂，但這次福特需要和澳大利亞供應(yīng)商Carbon Revolution應(yīng)對新的挑戰(zhàn)——制造出首款最具賽道能力的量產(chǎn)碳纖維輪轂，作為Shelby GT350R的標(biāo)配。

為此，福特在該碳纖維輪轂的設(shè)計、研發(fā)和測試階段都采用最高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，最終帶來前所未有的底盤性能提升、大幅度的減重和更上層樓的駕駛動態(tài)。

在原型車早期測試階段，這一碳纖維輪轂表現(xiàn)出顯著的潛力——可以提升懸掛響應(yīng)速度、底盤動態(tài)性能、轉(zhuǎn)向質(zhì)感和駕乘品質(zhì)。最終福特決定將它應(yīng)用于量產(chǎn)車上，這意味著工程團(tuán)隊開發(fā)出的輪轂必須滿足福特嚴(yán)苛的耐久性、質(zhì)量、工藝和更高級的質(zhì)感標(biāo)準(zhǔn)。

為何選擇碳纖維？

在跑車發(fā)燒友的“夢想性能組件清單”中，碳纖維輪轂占有重要席位。即使在選擇屈指可數(shù)的超級跑車世界里，目前也只有柯尼塞克（Koenigsegg）提供了碳纖維輪轂選裝件。

通常來說，降低整備質(zhì)量有利于提升車輛的動力性能，而降低簧下重量（未被懸掛支撐的那些車輛部件，如輪轂）則能顯著提升車輛的操控性能。較低的簧下重量有助于減少車輪轉(zhuǎn)動慣量，顯著縮短車輛對駕駛員動作的反應(yīng)時間，使車輛擁有更快的啟動、停止以及轉(zhuǎn)向速度。在顛簸起伏路況下，懸掛對保持車輛貼地性有著至關(guān)重要的作用，較低的簧下重量將大大減輕復(fù)雜路況下懸掛部件的運(yùn)作出力幅度，使車身姿態(tài)更加從容。

“GT350R的碳纖維輪轂和定制輪胎是我們生產(chǎn)的擁有最出色的賽道競速實力的部件，”福特全球性能車業(yè)務(wù)底盤主管Adam Wirth說道。“與鋁合金輪轂相比，碳纖維輪轂將使車重減少近28千克，同時擁有更好的剛性，帶來更靈敏的轉(zhuǎn)向響應(yīng)。”

設(shè)立新基準(zhǔn)

福特的合作伙伴，來自澳大利亞的Carbon Revolution是一家領(lǐng)先的碳纖維輪轂制造商，在這一項目上，福特和供應(yīng)商都非常清楚，只有采取顯著創(chuàng)新才能滿足Shelby GT350R的性能要求。該項目將為量產(chǎn)碳纖維輪轂設(shè)立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

福特為輪轂設(shè)立了極高的測試要求。輪轂必須經(jīng)受路緣撞擊、紫外線照射和化學(xué)品接觸、極端高溫耐久性測試等一系列測試。GT350R輪轂需要滿足所有這些要求才能進(jìn)行量產(chǎn)。

人們對碳纖維的一個常見誤解是，碳纖維強(qiáng)度雖高，但屬于脆性材料。事實上，某些碳纖維配方可能具有這種硬但脆的特性，但碳纖維樹脂所具有的高耐久性正是輪轂部件所追求的。Shelby GT350R的碳纖維輪轂設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為具有高剛性、輕量化和高彈性。

在福特的研發(fā)過程中，車輪面臨的最嚴(yán)峻的測試之一是以高速撞擊路緣。如果沒有合理的設(shè)計，這會對輪轂和輪胎造成嚴(yán)重的損壞。憑借較輕的重量、先進(jìn)的結(jié)構(gòu)和輪轂中的樹脂成分，以及極其先進(jìn)的MagneRide電磁減振器，Shelby GT350R懸架能夠?qū)ψ矒暨M(jìn)行快速反應(yīng)，碳纖維輪轂使得車輛簧下重量得以大幅度降低，從而進(jìn)一步提升懸掛反應(yīng)速度，可以大大減少沖擊的損害程度。

在賽道測試過程中，制動系統(tǒng)在極端條件下會產(chǎn)生大量熱量，這對碳纖維復(fù)合樹脂材料來說是一大挑戰(zhàn)，需要采用最先進(jìn)的熱障技術(shù)加以應(yīng)對。制動溫度測試結(jié)果表明，Shelby GT350R的超強(qiáng)制動系統(tǒng)產(chǎn)生的制動盤溫度超過900攝氏度，這要求輪轂設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)從公路行駛規(guī)格提升到更適合賽車的熱標(biāo)準(zhǔn)。

幾十年來，為了提升在極端受熱條件下的耐久性，航空航天業(yè)內(nèi)采用陶瓷涂層方法處理渦輪葉片材料。該技術(shù)也用于頂級開輪式賽車中（如F1）。福特與Carbon Revolution針對碳纖維輪轂研發(fā)的熱障涂層系統(tǒng)采用了相同的技術(shù)。

Carbon Revolution的熱障涂層系統(tǒng)專為賽車和航空航天應(yīng)用而設(shè)計，這些應(yīng)用領(lǐng)域都會遇到極端溫度條件。該系統(tǒng)采用多級多材質(zhì)涂層配方，可以提供優(yōu)異的熱障效果。使用等離子電弧噴槍將陶瓷材料液化，并將其涂布在輪轂內(nèi)圈的關(guān)鍵部位以及輻條背面。形成厚度極薄、硬度堪比金剛石的涂層，能夠可靠地使用樹脂隔熱，降低車輪溫度，使車輛能夠承受住最富攻擊性車手在賽道的激烈駕駛。

測試并未到此結(jié)束。當(dāng)輪轂暴露在極端惡劣的強(qiáng)紫外線環(huán)境、腐蝕性鹽類和道路化學(xué)物質(zhì)中時，為了實現(xiàn)福特標(biāo)準(zhǔn)要求的耐久性，需要研發(fā)特殊涂層，保護(hù)這種樹脂免受環(huán)境影響。

福特要求所有汽車部件都擁有完美光滑的表面，這對碳纖維部件極具挑戰(zhàn)性。福特為此研發(fā)出一套新工藝，可以實現(xiàn)高強(qiáng)度、高光澤的黑色漆面，不僅美觀，更能確保輪轂具有較長的壽命。

高標(biāo)準(zhǔn)測試和生產(chǎn)

制造碳纖維輪轂的第一步是制造預(yù)成型內(nèi)部碳素結(jié)構(gòu)，其由精確制造的、排列入機(jī)織織物的碳鏈組成。隨后這些結(jié)構(gòu)將被置入采用先進(jìn)制造技術(shù)的模具中。

具有唯一跟蹤號碼的RFID芯片被嵌入該結(jié)構(gòu)中，每只輪轂數(shù)據(jù)都被單獨(dú)輸入到質(zhì)保系統(tǒng)中。該結(jié)構(gòu)一旦組裝完畢，就會被注入樹脂，并在高溫下完成固化。

這一生產(chǎn)流程確保碳纖維輪轂的一次成型，減少了輻條與輪緣的粘接，從而確保輪轂擁有最高強(qiáng)度。

輪轂完成固化并從機(jī)床上取下之前，會記錄61項單項檢查結(jié)果和246,000多個數(shù)據(jù)點(diǎn)。為了保證零件的質(zhì)量，采用三維電腦斷層掃描（CT）成像過程對輪轂進(jìn)行分析，拍攝18,000多張X射線圖像。通過檢查后的輪轂會進(jìn)行閥桿機(jī)械加工、鉆孔，然后進(jìn)行噴漆、上涂料、組裝、尺寸檢查，最后運(yùn)至Flat Rock組裝廠，安裝到新款Shelby GT350R Mustang上。

 優(yōu)越性能

毫無疑問，福特Shelby GT350R Mustang擁有令人驚艷的極速，但通過將每個輪轂的重量降至鋁合金輪轂的將近一半（鋁合金輪轂為15千克，碳纖維輪轂為8千克），操控和加速性能會得到極大的改善。輪轂的大幅減重還使得轉(zhuǎn)動慣量降低40％以上，從而進(jìn)一步改進(jìn)加速和制動性能。降低的簧下重量同樣使得車輛懸掛系統(tǒng)能以更快速度響應(yīng)路況變化。

“我們相信這一業(yè)內(nèi)首款量產(chǎn)碳纖維輪轂將給行業(yè)帶來新變化，” Adam Wirth補(bǔ)充道。“這是福特在性能創(chuàng)新上的又一完美范例。”