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商Carbon Revolution應對新的挑戰(zhàn)——制造出首款最具賽道能力的量產碳纖維輪轂，作為Shelby GT350R的標配。

為此，福特在該碳纖維輪轂的設計、研發(fā)和測試階段都采用最高質量標準，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出顯著的潛力——可以提升懸掛響應速度、底盤動態(tài)性能、轉向質感和駕乘品質。最終福特決定將它應用于量產車上，這意味著工程團隊開發(fā)出的輪轂必須滿足福特嚴苛的耐久性、質量、工藝和更高級的質感標準。

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動慣量，顯著縮短車輛對駕駛員動作的反應時間，使車輛擁有更快的啟動、停止以及轉向速度。在顛簸起伏路況下，懸掛對保持車輛貼地性有著至關重要的作用，較低的簧下重量將大大減輕復雜路況下懸掛部件的運作出力幅度，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)務底盤主管Adam Wirth說道?！芭c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，帶來更靈敏的轉向響應?！?/p>

設立新基準

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

福特為輪轂設立了極高的測試要求。輪轂必須經受路緣撞擊、紫外線照射和化學品接觸、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行量產。

人們對碳纖維的一個常見誤解是，碳纖維強度雖高，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的碳纖維輪轂設計標準為具有高剛性、輕量化和高彈性。

在福特的研發(fā)過程中，車輪面臨的最嚴峻的測試之一是以高速撞擊路緣。如果沒有合理的設計，這會對輪轂和輪胎造成嚴重的損壞。憑借較輕的重量、先進的結構和輪轂中的樹脂成分，以及極其先進的MagneRide電磁減振器，Shelby GT350R懸架能夠對撞擊進行快速反應，碳纖維輪轂使得車輛簧下重量得以大幅度降低，從而進一步提升懸掛反應速度，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)在極端條件下會產生大量熱量，這對碳纖維復合樹脂材料來說是一大挑戰(zhàn)，需要采用最先進的熱障技術加以應對。制動溫度測試結果表明，Shelby GT350R的超強制動系統(tǒng)產生的制動盤溫度超過900攝氏度，這要求輪轂設計標準從公路行駛規(guī)格提升到更適合賽車的熱標準。

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)內采用陶瓷涂層方法處理渦輪葉片材料。該技術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。

Carbon Revolution的熱障涂層系統(tǒng)專為賽車和航空航天應用而設計，這些應用領域都會遇到極端溫度條件。該系統(tǒng)采用多級多材質涂層配方，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圈的關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。

測試并未到此結束。當輪轂暴露在極端惡劣的強紫外線環(huán)境、腐蝕性鹽類和道路化學物質中時，為了實現福特標準要求的耐久性，需要研發(fā)特殊涂層，保護這種樹脂免受環(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，可以實現高強度、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。

高標準測試和生產

制造碳纖維輪轂的第一步是制造預成型內部碳素結構，其由精確制造的、排列入機織織物的碳鏈組成。隨后這些結構將被置入采用先進制造技術的模具中。

具有唯一跟蹤號碼的RFID芯片被嵌入該結構中，每只輪轂數據都被單獨輸入到質保系統(tǒng)中。該結構一旦組裝完畢，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度。

輪轂完成固化并從機床上取下之前，會記錄61項單項檢查結果和246,000多個數據點。為了保證零件的質量，采用三維電腦斷層掃描（CT）成像過程對輪轂進行分析，拍攝18,000多張X射線圖像。通過檢查后的輪轂會進行閥桿機械加工、鉆孔，然后進行噴漆、上涂料、組裝、尺寸檢查，最后運至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動慣量降低40％以上，從而進一步改進加速和制動性能。降低的簧下重量同樣使得車輛懸掛系統(tǒng)能以更快速度響應路況變化。

“我們相信這一業(yè)內首款量產碳纖維輪轂將給行業(yè)帶來新變化，” Adam Wirth補充道?！斑@是福特在性能創(chuàng)新上的又一完美范例?！?/p>

福特輕量化策略里程碑

輕量化是福特可持續(xù)發(fā)展藍圖上非常關鍵的一部分，對此，福特的原則是：“在對的時間，針對對的車型，采用對的材料”。對于提升車輛效率和降低二氧化碳排放來說，現在需要的是更先進的材料，諸如碳纖維和其他種類的復合材料。

·2015年：1月揭開面紗的新福特GT，其設計語言正是基于對新材料的使用，達成了之前采用金屬板所不能塑造的外形，高強度粘合材料讓碳纖維和鋁合金緊密結合，因此新GT的空氣動力學性能才能在“非傳統(tǒng)”的解決方案下達成（如“飛檐斗拱”設計）。

·2015年：4 月，福特和DowAksa公司就大規(guī)模生產“汽車級別”的碳纖維材料達成共識，此舉將讓整個行業(yè)在輕量化方面受益。

·2014 年：福特全新F-150 提升了鋁合金材料在量產車上應用的標準。不僅如此，下一代Super Duty系列也將采用同樣的鋁合金方案。高強度鋼與鋁合金的使用讓新 F-150具備更強的拖拽能力、更迅猛的加速、更短的剎車距離，同時還擁有更長的續(xù)航里程。

·福特混合材料輕量化車（MMLV，Mixed-Materials Lightweight Vehicle）所秉持的輕量化概念讓一部蒙迪歐級別的中型車的重量僅與一輛福特嘉年華級別的小型車相當，減重將近25%，同時探索了將先進材料應用到未來的量產車生產中的種種可能性。

·輕量化概念采用了被稱為“再混合”的整體性方案以達到減重目的——將包括超高強度鋼、下一代混合拋光和化學強化玻璃等先進材料融入到車輛的整體設計之中，包括動力總成、底盤、蓄電池以及諸如座椅等汽車內飾。

·擋風玻璃是輕量化概念中極為重要的一部分——每一塊擋風玻璃都采用了化學強化玻璃，類似于智能手機屏幕所用的材質。

·輕量化概念下的 1.0 升 EcoBoost 發(fā)動機也進行了減重處理，包括復合模塊化結構、碳纖維強化油底殼以及鋁合金連桿。

·2005 年：福特 GT 是首款采用全鋁合金材料的福特汽車，其采用了當時最大的碳纖維汽車單一部件——車后內側蓋板。

·1992 年：福特開始廣泛研究以先進材料進行減重。全鋁車型 (AIV) 項目設計了 40 款 AIV 樣車，展現了滿足耐用性、抗碰撞性和靜肅性 (NVH) 要求的鋁合金車身結構，及相應的沖壓、焊接和粘合能力。