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如今在售的汽車,都裝備著大大小小形形色色的輪圈,可能有的人會知道輪圈有鑄造有鍛造,也對BBS、OZ這些大廠出品如數家珍。但是關於輪圈的材質和不同材質的優缺點,卻是比較少人了解的,一般人買車時候也在這方面存在一定的認知錯誤,例如使用鋼輪圈就一定不厚道等等,那教授今天就來給大家普及一下知識。
汽車出現之時,輪圈材質和馬車一樣使用木制。不過木制輪圈幾乎都是缺點。首先製造相當複雜,非常依賴工人的手藝,否側很容易破裂和失圓。其次木頭的承載能力相當有限,不能使用在重量較大的汽車上。另外木頭容易被腐蝕,耐久度差,維護保養非常麻煩,所以在鋼制輪圈出現之後,木制輪圈就退出歷史舞台了。
從上世紀初到80年代,鋼材質在輪圈材質中占據了統治地位,樣式分為輻條式和輻板式兩種,其中輻條式因為加工難度大,成本高,在汽車上已經幾乎被輻板式取代,只存在於部分復古和定制車型上,而在摩托車和自行車上則因為重量輕的優點被繼續使用。
輻條式鋼輪圈(下)和輻板式鋼輪圈(上)
優點
1. 沖壓生產,成本低,加工方便
2. 絕對承重能力和硬度為各種輪圈材質中最高
3. 韌性佳,當受到超過最大承受外力的衝擊後會變形,但不會斷裂,鈑金修復方便
缺點
1. 重量較大,增加簧下質量和總質量,不利於提升汽車操控性和油耗表現
2. 韌性有餘,剛性不足,超出極限承受力或長期連續受外力衝擊時輪圈邊緣會輕微變形,造成失圓
3. 鋼板沖壓的製造方式,導致較難製造出複雜樣式,造型單一
4. 鐵的導熱性比較差,輪圈鏤空少,導致剎車系統暴露面積相對較少,不利於剎車系統散熱
5. 會生銹
總體來說鋼材質的輪圈優缺點鮮明,有的優點比如絕對承重能力強和硬度大,使得鋼材質輪圈在某些車型和領域上具有不可替代性,例如貨車、大巴這些重型車輛就幾乎都是用鋼輪圈,硬派越野車的輪圈也多為鋼質,很多低端小轎車受限於成本也使用鋼輪圈,美國的警車也是全部採用鋼輪圈,攔截碰撞時不會斷裂,而且槍戰時蹲在車輪後面鋼輪圈還可以增加一層防護幫警察的腳部擋擋子彈。
加上塑膠罩偽裝鋁合金輪圈
而鋼輪圈的缺點對於使用它的車型來說也不是不能接受,畢竟貨車和大巴的輪圈不需要太優美的造型,低端小汽車對於操控的要求也不會太高,略微重量增長的油耗也幾乎可以忽略不計,嫌難看加個塑膠裝飾罩偽裝成鋁合金輪圈即可,越野車也不會過分在乎油耗,這也是它能一直被使用到今天的原因。
上世紀80年代開始,隨著金屬工業的進步,鋁合金材質的輪圈也在汽車上普及開來,到現在成為了大部分乘用車輪圈的首選材質。
優點
1. 重量輕,可減少簧下質量和整備質量,提升操控和油耗表現
2. 剛性強,極限承受力範圍內,輪圈受到長期連續外力衝擊不會變形
3. 鑄造與鍛造的生產方式,可以製造出各種造型
4. 鋁合金導熱性能好,輪圈鏤空多,剎車系統暴露面積多,幫助散熱
5. 不會生銹
缺點
1. 生產成本高,加工難度大,特別是鍛造輪圈,成本高昂
2. 絕對承重能力和硬度不如鋼輪圈
3. 剛性有餘,韌性不足,受到超出極限的外力衝擊碰撞時,輪圈會瞬間發生斷裂,造成安全隱患
4. 輕微損傷修復難,輕微以上損傷甚至無法修復,中等以上損傷只能更換新輪圈
鋁合金的優缺點可以說是和鋼輪圈互補的,而且總體上優點比缺點多,更適合現代的乘用車,更重要的是,鋁合金輪圈能夠製造出多種不同的造型,給消費者的主管審美感受要比鋼輪圈好不少,也能使用不同造型的輪圈配合車身整體設計,這也是它越來越受消費者和廠家青睞的原因。
受到超限外力衝擊後的鋼輪圈(左)會變形,而鋁合金輪圈(右)會斷裂報廢
不過,鋁合金輪圈對鋼輪圈的優勢也不是絕對的,不可否認,鋁合金與鋼的散熱能力強弱和重量相差導致的油耗高低確實存在,但是這種散熱性差異只有在連續長時間高速行駛或長距離下坡時,鋁輪轂的散熱才可能與鋼輪轂有明顯差別。至於油耗差異,相差小到可以忽略不計。
保時捷卡雷拉GT跑車就使用了鎂鋁合金輪圈
鎂鋁合金材質的輪圈其實就是在鋁合金材質中添加了相對原子質量更輕的鎂元素行形成鎂鋁合金,製造成重量更輕的輪圈,減小簧下質量,提升操控性,不過鎂鋁合金材質比鋁合金韌性更差,更加不耐撞。當然,成本也更高,主要用於高端性能車、F1賽車。
碳纖維材質的輪圈的剛性比其他材質的輪圈都要好,重量也最輕。不過它的韌性是最低的,遭受外力碰撞後會碳纖維會碎裂,一旦損傷無法修復,價格也是極其高昂,所以也僅存在於極少數超級跑車中,不是主流。
目前的現代乘用車,鋁合金材質和鋼材質的輪圈是主流,這的確也是因為這兩種材質的輪圈都具有一個共同的特點,那就是高性價比,優缺點相對其他材質的輪圈來說都不是那麼難接受。另外,教授也想告訴大家,不要瞧不起鋼輪圈了,存在即是合理,以後買車的時候,就不要老盯著這個問題不放啦,同時也也轉PO給身邊更多要買車的人了解哦!