흔들리는 웹 휠

Wobbly-web wheel
Lotus 33의 흔들리는 웹 뒷바퀴
로터스 18

흔들리는 웹 휠은 디스크가 스포크로 '흔들림'되는 금속 디스크 휠의 한 형태입니다.이는 보다 단단하고 가벼운 휠을 제공합니다.

흔들리는 웹 휠은 1950년대 후반과 1960년대 [1]로터스 경주용 자동차에서 상징적으로 사용된 것으로 가장 잘 알려져 있습니다.

이론.

디스크 휠의 이론은 피부의 스트레스 구조로서의 동작에 따라 달라집니다.그 재료는 확장성이 없지만 유연성이 있는 것으로 간주됩니다.이러한 피부는 피부 평면의 인장 하중에 대해 딱딱하지만, 그에 수직인 하중에 대해서는 유연합니다.따라서 플랫 디스크는 디스크 평면의 레이디얼 부하와 토크에 강합니다.디스크 평면에 수직인 축방향 하중과 주축에 대한 각도로 축이 흔들리는 너트에도 유연합니다.

원뿔 원반은 또한 웹이 더 이상 휠 축에 순수하게 수직이 아니기 때문에 축방향 하중에 대해 딱딱해집니다.평면 디스크와 달리 원뿔형 디스크 전체가 수직(유연성)이 되는 방향은 없습니다.단순한 원뿔의 단점은 이제 휠이 축을 따라 넓어진다는 것입니다.흔들리는 웹은 효과적으로 원뿔형 디스크 휠을 주름으로 "접어서" 다시 좁아지게 만들지만 축방향 강성은 유지합니다.이 주름 원반은 너트의 힘에 대해서도 더 단단합니다.건축에서도 마찬가지로 '서펜틴 벽'이 파도에 의해 측면의 힘에 대해 강화되어 보다 얇고 가볍고 저렴한 [2]구조를 가능하게 한다.

흔들리는 웹 휠은 스포크 휠이 아닌 추가 쉐이핑이 있는 디스크 휠입니다.응력 집중을 피하기 위해 웹은 날카롭게 정의된 스포크가 아닌 부드러운 곡선을 형성합니다.이러한 바퀴는 판강으로 압착하거나 가벼운 합금으로 주조할 수 있습니다.주조 공장에서는 벽 두께가 일정한 디스크를 선호합니다. 이렇게 하면 수축 제어가 더 쉬워지기 때문입니다.연꽃바퀴의 독특한 모양은 제작하기 쉽도록 벽 두께를 일정하게 유지한 후 [3]접어서 반지름 전체에 걸쳐 필요한 강성의 변화를 이룬 것입니다.

발명 및 초기 사용

코스모스 자동차 광고, 1919년

최초의 흔들리는 웹 휠은 1884년 경에 도르래 센터를 위한 디자인이었다.너비가 바퀴의 반지름인 곧은 강철 조각이 날카로운 주름으로 접혀 있었다.이 아코디언 주름은 부채꼴로 둥글게 만들어졌고, 안쪽 주름은 바깥쪽보다 더 가까웠다.그런 다음 이 디스크를 철제 허브에 주조하고 시트 외부에 있는 탭을 접어서 풀리 림에 리벳으로 고정했습니다.이 도르래들은 다트포드의 J&E 홀에서 생산되었다.이것을 철도용 바퀴로 발전시키기 위한 계획도 세워졌고, 파편들은 [4]반토러스 모양으로 압착되었다.

로드 휠의 첫 번째 용도는 로이 [5]페든이 1919년 그의 혁신적인 코스모스 자동차를 위해 사용한 것이다.이 프레스강 휠은 측면에 6개의 스포크와 3개의 리테이닝 [6]볼트가 번갈아 있는 디스크를 사용했습니다.

철도 기관차

BFB(Bulleid Firth Brown) 철도 기관차 바퀴

증기 기관차는 주철의 스포크 구동 바퀴를 사용한다.일부 제조업체는 단단한 타원형 단면 스포크보다 다양한 형태의 중공 또는 거더 스포크를 사용하여 보다 중량 효율적인 디자인을 추구했습니다.이러한 디자인 중 가장 성공적인 것은 Bulleid Firth Brown(또는 BFB) 휠로, 종종 Boxpock 휠과 잘못 혼동됩니다.이것은 디스크의 눈물방울 모양의 부분을 다른 평면으로 치환함으로써 짧고 넓은 "스포크"가 형성된 평평한 디스크 휠에서 개발된 흔들리는 거미줄의 특징을 가지고 있었다.몇 개의 작은 라이트닝 홀을 제외하고, 이 디스크 휠의 두께는 디스크 전체에 걸쳐 일관되게 1개의 벽면 두께입니다.

로터스 휠과 마찬가지로 BFB 휠도 바깥쪽 직경에 넓고 얕은 주름이 표시되며, 중앙을 향해 더 가파른 주름이 더 좁아집니다(이미지 참조).

외관상으로는 BFB 휠과 비슷하지만, 진정한 박스포크 디자인은 이름에서 알 수 있듯이 "박스 스포크"에서 파생되었습니다.이건 스포크가 달린 바퀴인데 네모난 상자 모양의 중공 스포크가 있어요단면의 휠 디스크는 스포크 부분의 두 피부 두께 또는 스포크 사이의 0(즉, 빈 공간)입니다.

1980년대 일본의 [7]일반 통근 열차에는 표준 직경 860mm의 경량 파형 바퀴가 등장했습니다.

항공기

슈퍼마린 시파이어의 캐리어 다리 및 휠

1930년대에 주조된 경합금 바퀴를 가진 항공기가 등장했다.영국 군사 훈련의 일반적인 형태는 단두께 원반을 사용했는데, 날카로운 모서리 부분에서 옆으로 옮겨지고 방사형 거미줄로 연결되었다.그런 바퀴는 특히 Spitfire에 장착되었다.이 기본 디자인은 1960년대와 제트 시대로의 변화 없이 작동했다.

1948년의 [8]Convair CV-240에 처음으로 뚜렷하게 흔들리는 거미줄이 등장했다.이것은 곡선 디스크로 형성된 9개의 좁은 방사형 스포크를 가진 휠 캐스트를 사용했습니다.

로터스 클라이맥스 25

로터스 레이싱카

로터스 트웰브

흔들리는 웹 휠의 가장 잘 알려진 예는 로터스가 1950년대 후반과 1960년대 초반의 경주용 자동차에 사용한 것이다.이 바퀴는 1957년 [1][9]포뮬라 2 연꽃 12호에서 처음 등장했습니다.1958년부터 [1]Vanwall에 의해 유사한 바퀴가 사용되었다.

바퀴의 디자인은 전형적인 로터스 스타일로 가능한 한 가벼운 무게를 [3]얻기 위한 것이었다.바퀴는 무게가 가볍고 운반할 수 있는 차량이 매우 가벼웠기 때문에 특히 중요합니다.그들의 디자이너는 Lotus의 Gilbert 'Mac' McIntosh였지만, 전형적인 Lotus 방식으로 그들은 종종 콜린 [3]채프먼의 공로를 인정받았다.

이전의 'waved' 바퀴와는 달리, Lotus의 디자인과 독특한 'wavbles'는 의도적인 특징이었고, 심지어 흔들림이 허브 근처로 깊게 들어가 바깥쪽으로부터 [2][3]테두리까지 부드러워졌습니다.주조로 쉽게 제작할 수 있도록 휠은 일정한 벽 두께로 설계되었습니다.허브 주변의 강성(힘/면적)이 가장 높아야 했기 때문에 휠이 깊고 가파르게 접혀져 있었습니다.테두리를 향해, 더 큰 원주 및 금속 단면에 걸쳐 동일한 힘을 분산시키면 접을 필요가 적으며, 이들의 프로필은 부드러운 [3]파형이 되었다.

다른 많은 Lotus 부품과 마찬가지로 바퀴는 Elektron 마그네슘-알루미늄 [3]합금으로 주조되었습니다.그것들은 [3]찰튼의 스톤[10] 주조 공장에서 주조되었다.Cooper는 이미 마그네슘 휠을 사용하고 있었고 기술적인 이점과는 별개로 Chapman이 [3]모방하고 싶어했던 외부 공급업체를 고용하는 대신 레이싱에 필요한 많은 스페어 휠을 운전자에게 판매하는 것이 매우 수익성이 높다는 것을 알게 되었습니다.또한 McIntosh와 Chapman은 Coopers로부터 주조 공장 스크랩과 고장 난 휠을 입수하고 마그네슘 레이싱 [3]휠의 고장 모드를 이해하기 위해 이러한 고장을 연구했습니다.

당시 로터스 팀의 레이싱 색상은 녹색과 노란색이었으며, 차체는 거의 광택이 나지 않은 알루미늄 시트로 되어 있는 경우가 많았습니다.이전의 와이어 휠이 아닌 흔들리는 웹 휠이 등장하면서 바퀴는 노란색으로 칠해지고 차체는 녹색으로 칠해졌다.이 광택이 나는 밝은 노란색은 부식을 방지하기 위해 휠에 사용되는 녹황색 아연 크롬산 프라이머 위에 쉽게 도포할 수 있습니다.

르망에서 4 스터드 휠 논란

4스터드 및 6스터드 휠이 보이는 Lotus 23

이때 로터스의 주요 디자인 원칙은 채프먼의 유명한 격언인 '간단하고 가벼움을 더한다'[i]였다.Formula Junior Lotus 20과 Lotus 22는 앞바퀴까지 이를 확장했습니다. 앞바퀴는 [12]4스터드 고정 장치를 사용했지만, 뒷바퀴는 여전히 구동식이었다.

1963년 르망에서 로터스는 로터 22 2인승의 확장된 버전인 새로운 로터 23에 진출했습니다.레이스 전에 실격 처리되어 참가하지 않았다.이것은 바퀴에 기반을 두고 있지만, 특히 흔들리는 웹 [13]디자인 때문은 아닙니다.이 차는 설계대로 뒷부분에는 전형적인 6스터드 휠을 사용했지만 앞부분에는 4스터드 마운트를 사용했습니다.또한 휠 림은 6인치 대 5인치로 후면의 폭이 넓었으며, 타이어는 4.50×[14]13이 아닌 5.50×13으로 넓었습니다.르망의 규칙은 여전히 스포츠카 내구 레이스로 짜여져 있었기 때문에 스페어 휠을 휴대해야 했다.23대는 스페어를 가지고 있었지만, 확실히 차의 양 끝에 장착할 수 없었다.심사 위원들은 이를 거부하고 그 차의 경쟁을 금지했다.비호환성 문제를 피하기 위해 4스터드의 리어 허브가 영국에서 급히 날아왔지만, 이제 심판들은 6개의 스터드가 필요했다면 4개의 스터드가 불충분하게 강해야 하며 여전히 자동차 경주를 허용하지 않았다.이후 채프먼은 1982년 [13]채프먼이 사망한 후 한참 뒤인 1997년까지 로터스가 지켜온 약속인 "우리는 다시는 르망에서 경주하지 않겠다"고 답했다.

이듬해 캔암 스포츠카인 Lotus 30은 휠 스터드에서 중앙 잠금 휠로 전환되었습니다.이는 주로 대형 V8 엔진의 토크가 훨씬 높기 때문이기도 했지만, 30대는 스페어 [15]휠도 1개 탑재되었기 때문에 이러한 상황이 재발하는 것을 피하기도 했다.

스포크 바퀴

로터스 클라이맥스 33, 앞바퀴와 선외기 브레이크 디스크 스포크 포함, 뒤바퀴와 선내 디스크 포함.

디스크 휠, 특히 프론트 휠의 경우 휠을 통한 공기 흐름이 부족하다는 단점은 브레이크 디스크를 냉각하는 데 중요합니다.1인승 경주용 자동차의 뒷바퀴는 트랜스액슬의 구동축에 의해 구동되며, 브레이크는 보통 [16]바퀴에서 떨어진 차내에 장착됩니다.이후 로터스 디자인은 26년 이후 스포크가 달린 휠을 사용했지만, 이는 브레이크 냉각보다는 경주용 타이어, 특히 프론트 타이어의 직경 축소에 더 가까웠다.오픈휠 레이싱카에서는 바퀴에서 나오는 어떠한 장막도 결코 심각한 [16]제한이 아니었다.

합금 문제

Electron 합금으로 만든 많은 물품은 마그네슘의 부식이 장기 사용의 문제였습니다.비록 로터스는 이 바퀴를 로드카가 아닌 경주용 자동차에만 사용했지만, 사용 수명은 제한적이었다.1960년대의 로터스 자동차는 여전히 역사적인 경주에서 인기가 있지만, 이 바퀴들은 겉으로 보이는 상태와는 상관없이 더 이상 경기 심사에서는 받아들여지지 않는다.휠은 자동차 외관의 매우 독특한 부분이기 때문에 현대적인 복제품이 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 이 인용문은 채프먼이 쓴 것으로 널리 알려져 있지만, 실제로는 항공기 제조사 윌리엄 스타우트의 디자이너 고든 후튼이 쓴 것으로, 그의 스타우트 스카랍 또한 채프먼의 [11]거드름 피울 것이다.
  1. ^ a b c Karl, Ludvigsen (2006). Classic Grand Prix Cars. Haynes Publishing. p. 162. ISBN 1-84425-318-X.
  2. ^ a b Setright, L.J.K. (1976). The Designers. Chicago: Follett Publishing. pp. 106–107. ISBN 0-695-80584-3.
  3. ^ a b c d e f g h i 루드비젠, 콜린 채프먼, 페이지 126~127
  4. ^ "Corrugated Disc Pulleys". The Engineer: 96. 1 February 1884.
  5. ^ Gunston, Bill (1998). Fedden. Rolls-Royce Heritage Trust. pp. 43–44. ISBN 1-872922-13-9. Historical Series Nº26.
  6. ^ Ludvigsen, Karl (2010). Colin Chapman: Inside the Innovator. Haynes Publishing. p. 121. ISBN 978-1-84425-413-2.
  7. ^ Isao Okamoto (December 1998). "How Bogies Work" (PDF). Japan Railway and Transport Review. Railway Technology Today (18): 56–57.
  8. ^ 루드비그슨, 콜린 채프먼, 페이지 122
  9. ^ 루드비그슨, 콜린 채프먼, 119-121페이지
  10. ^ http://www.stone-foundries-limited.com[데드링크]
  11. ^ 루드비그슨, 콜린 채프먼, 페이지 205
  12. ^ 루드비젠, 콜린 채프먼, 페이지 163~164
  13. ^ a b 루드비젠, 콜린 채프먼, 363-365페이지
  14. ^ John Matras (29 August 2008). "1962 Lotus 23, Choice of Champions". {{cite web}}:누락 또는 비어 있음 url=(도움말)CS1 유지보수:url-status(링크)
  15. ^ 루드비그슨, 콜린 채프먼, 페이지 169
  16. ^ a b 루드비젠, 콜린 채프먼, 페이지 125