铝合金车架和钢管车架的特点

铝合金车架和钢管车架的特点

车架的主要原料及分别：
无论是摇篮式车架或双翼梁车架或是两者混合的新型车架,在用料上都可分成两大类：铝合金及钢管.
人人都爱的铝合金车架
铝材本身是比较软,韧度及强度亦较低,不适合作工程用金属.但铝材比较轻身,及高度抗氧化的防锈特性.因此,为改善铝材较差的强度,必须混入其他金属制成合金才能够作车架之材料,一般被称为飞机铝(飞机机身同样使用铝合金为材).
铝合金之优点在于轻巧,高抗氧化能力,可塑性高,能于冷工(ColdWork)下塑型及加工,轻微变形车架容易拉回原状.但铝合金同样有其缺点.铝合金会有一种大部分金属的问题,便是金属疲劳.除此之外,因硬度较低,抗磨性不佳,部件较易磨损,不适合用于经常活动之部份.
因为铝合金硬度不足问题及金属疲劳特性,在铝合金车架某些部份上必须在表面加工(铝合金车架不平滑如磨沙般既表面便是其加工结果),令表面有WorkHarden之情况,因此提高表面之硬度及产生表面横向压力以防止车架出现裂痕.
铝合金车架多数以注模(DieCast)制造,存在模具成本.由于有工序上及模具之需要,因此,一般铝合金车架造价较高,所以需然铝合金车架比较轻,但一般不会应用在平价或低性能的车种中使用,以免提高售价或造成浪费.以前铝合金车架只会跑车身上出现,但近年在高性能的街车、专业的爬山车甚至乎是高性能绵羊都有采用铝合金车架.
Yamaha摩托车在制造第三代Delta-Box车架时,采用了一种名为ControledFillingAllyDie-castingTechnology铝合金计算机印模锻造技术制造.
该技术能制造更复杂的外型,并同时准确地控制车架的厚度,让受力支点厚一点.最重要是能有效减少气泡形成,利用计算机感应器控制模件内不同部份的吸力,让铝合金更准确和更快速地被注入模具内,令注模时间可以缩短了五倍之多.
所以温度控制更佳,令制成品的密度和刚性都得到改善,令新车架的横向刚性增强但重量却减轻.此外车架的焊接点也可以大幅减少.
普遍被人轻视的钢管车架
钢材同样是合金,主要由铁(Iron)做成,加入炭Carbon,铬Chromium,镍Nickel,钒Vanadium,磷Phosphorus,镁Manganese等等其他元素制成.
由于钢材由小型炭原子及大型铁原子所合成,所以钢材有一种名为Cottrelllocking的效果,使钢材没有一般金属存在的金属疲劳现象.
但有利必有弊,Cottrelllocking会导致金属难以冷工加工,所以钢材塑型多数会加热后才加工(Hotwork).钢材Hotwork还有其他好处,如红热钢材快速冷却(Quenching)会使钢材有纤维性结构,令纲材更加坚韧.
钢材的抗氧化力亦算高,但不及铝合金,因此,此类车架一般都会有漆油保护,防止氧化.因硬度较高,抗磨性佳,除车身外,引擎及波子盘等经常转动的地方都会用上钢材.
钢管车架在外观上不及铝合金车架粗壮,也较为普遍,所以予人一种过时老土的感觉.其实钢管车架无论在硬度,韧度及强度都比较铝合金优异.
意大利摩托车之皇Ducati的作品,包括登上世界竞赛颁奖台的超级跑车和最新的型号,都是一直使用捆杆式圆管车架.
钢材缺点是材料本身十分之重,材料本身价钱比铝合金贵,不过因为刚性高,可减少用料,及车架工序简单,车架成本因此反比铝合金更便宜.
摩托车的钢管车架,一般都是使用已成形的钢管,经加热后再拉出所需形状,然后再利用烧焊方法制成最后的车架.相比起注模式的铝合金车架,制造钢管车架所需的工序比较简单,所需要的注模规模比较小型,不像生产铝合金车架需要有大型注模的昂贵模具.所以钢管车架,在平价及低性能车种中被普遍采用.