輪轂又叫輪轂、鋼圈、轱轆、胎鈴。是輪胎內(nèi)廓支撐輪胎的圓桶形的、中心裝在軸上的金屬部件。輪轂根據(jù)直徑、寬度、成型方式、材料不同種類繁多。
最初的車輪是由一根能夠滾動(dòng)的圓木制成的。古代車轂，大致可分為三種不同形制：第一種是直筒形的或算珠形的。第二種是像削去尖端的棗核，呈腰鼓形。第三種為壺形。1888年，英國人約翰·博伊德·鄧祿普取得了充氣輪胎的專利。20世紀(jì)初，隨著工業(yè)水平的不斷提升，輪轂和輪胎開始逐漸演變成當(dāng)下的形式。但是早期的金屬輪轂大多為鐵或鋼材質(zhì)，重量大，影響到了車輛速度的提升。在20世紀(jì)20年代，鋁合金輪轂被運(yùn)用到了賽車領(lǐng)域。20世紀(jì)60年代，鋁合金輪轂開始普及。20世紀(jì)70年代鋁合金輪轂的發(fā)展就此提速。20世紀(jì)90年代，中國開始引進(jìn)汽車鋁合金輪轂生產(chǎn)技術(shù)。
輪轂作為汽車行駛系統(tǒng)中的重要部件，起著承載、轉(zhuǎn)向、驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)等作用，其性能的好壞直接影響汽車行駛安全性、操縱的穩(wěn)定性、乘坐的舒適性等。合金輪轂多以鋁為基本材料。和鋼輪轂相比，合金輪轂具有節(jié)能、安全、舒適等特點(diǎn)，所以越來越多的汽車已經(jīng)把合金輪轂列為標(biāo)準(zhǔn)配置。
歷史發(fā)展
《后漢書·輿服志》記載，古代器物中，車子具有最復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，主要由車輪和車箱兩個(gè)部分組成。車輪比車箱更為重要，只有發(fā)明了輪子之后，才出現(xiàn)了車子。《說文·車部》定義車為“輿、輪之總名也”，明確指出車輪和車箱是車的兩個(gè)主要組成部分。古代文獻(xiàn)中也有許多關(guān)于車輪重要性的論述。《后漢書·輿服志》指出，古人看到旋轉(zhuǎn)的蓬草發(fā)明了輪子，隨后根據(jù)輪子發(fā)明了車，輪子和車相乘，使運(yùn)輸變得無限遠(yuǎn)，承擔(dān)了運(yùn)輸?shù)闹厝巍Ｒ虼耍芯抗糯囍茟?yīng)當(dāng)從研究車輪開始。最初的車輪是由一根能夠滾動(dòng)的圓木制成的。考古發(fā)現(xiàn)的古代車轂，大致可分為三種不同形制：第一種是直筒形的或算珠形的。第二種是像削去尖端的棗核，呈腰鼓形。第三種為壺形。甘肅武威磨咀子48號(hào)漢墓出土的車，“輪轂為壺形”q》。長沙203號(hào)漢墓出土的軺車，“車轂的側(cè)面輪廓線，很與當(dāng)時(shí)的壺相似，大端為壺底”號(hào)，此外云夢縣大墳頭一號(hào)漢墓、貴州興義漢墓、湖北光化漢墓出土的輪轂，也均為壺形。這三種不同形制的轂，代表了輪轂發(fā)展的三個(gè)不同階段。
1888年，英國人約翰·博伊德·鄧祿普取得了充氣輪胎的專利。雖然一開始是為了自行車配備的，也取得了很大的商業(yè)成功，不過很快充氣輪胎就被運(yùn)用到了汽車上。20世紀(jì)初，隨著工業(yè)水平的不斷提升，輪轂和輪胎開始逐漸演變成當(dāng)下的形式，金屬輪轂的出現(xiàn)和橡膠花紋輪胎讓車輛的安全性得到了很大提高。但是早期的金屬輪轂大多為鐵或鋼材質(zhì)，重量大，影響到了車輛速度的提升。所以鋁合金材質(zhì)的輪轂自然而然成了工程師的更佳選擇，事實(shí)上早在20世紀(jì)20年代，鋁合金輪轂被運(yùn)用到了賽車領(lǐng)域。20世紀(jì)60年代，鋁合金輪轂開始普及。國外汽車鋁合金輪轂的制造經(jīng)歷了從砂型鑄造到鋁合金整體車輪的發(fā)展過程，在第二次世界大戰(zhàn)后被廣泛應(yīng)用于普通汽車上。20世紀(jì)70年代石油危機(jī)的帶來，車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性成為了各大廠商需要重點(diǎn)考慮的問題，鋁合金輪轂的發(fā)展就此提速。國外汽車工業(yè)開始大規(guī)模采用鋁合金生產(chǎn)技術(shù)，鋁合金輪轂已成為汽車工業(yè)中不可或缺的一部分。然而，與國外相比，中國引進(jìn)和發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)的時(shí)間還比較短，發(fā)展相對緩慢，汽車鋁合金輪轂生產(chǎn)技術(shù)的正式引進(jìn)是20世紀(jì)90年代。
功能原理
輪轂作為汽車行駛系統(tǒng)中的重要部件，起著承載、轉(zhuǎn)向、驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)等作用，其性能的好壞直接影響汽車行駛安全性、操縱的穩(wěn)定性、乘坐的舒適性等。輪轂軸承單元的使用范圍和使用量日益增長，已經(jīng)發(fā)展到了第三代：第一代是由雙列角接觸軸承組成。第二代在外滾道上有一個(gè)用于將軸承固定的法蘭，可簡單的將軸承套到輪軸上用螺母固定，使得汽車的維修變的容易。第三代輪轂軸承單元是采用了軸承單元和防抱剎系統(tǒng)相配合。輪轂單元設(shè)計(jì)成有內(nèi)法蘭和外法蘭，內(nèi)法蘭用螺栓固定在驅(qū)動(dòng)軸上，外法蘭將整個(gè)軸承安裝在一起。
主要結(jié)構(gòu)
輪轂由三個(gè)部分組成：輪、芯和半徑。輪輞主要用于安裝、支撐和緊固輪胎，用輪胎支撐輪轂上的負(fù)荷，在高速駕駛期間在輪胎上產(chǎn)生的熱量，以及確保輪轂的適當(dāng)?shù)慕孛鎸挾群蜋M向剛性；車輪芯安裝在橋上。或旋轉(zhuǎn)滾筒軸承旋轉(zhuǎn)滾筒；半徑的主要作用是將輪輞連接到車輪的核心，以確保兩者的正常運(yùn)行。一方面，輪轂通過輪輞與輪胎調(diào)節(jié)，另一方面，輪轂通過連接汽車的半徑、芯和橋梁發(fā)揮支撐、駕駛、轉(zhuǎn)向、驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)作用。
處理工藝
輪轂根據(jù)不同車型的特征和需求，輪轂表面處理工藝也會(huì)采取不同的方式，大致可分為烤漆和電鍍兩種。
烤漆輪轂
烤漆輪轂價(jià)格適中、經(jīng)久耐用。普通車型的輪轂在外觀上考慮的較少，散熱性好是一項(xiàng)基本要求，工藝上基本采用烤漆處理，即先噴涂然后電烤，成本比較經(jīng)濟(jì)而且顏色靚麗、保持時(shí)間長久，即使車輛報(bào)廢，輪轂的顏色依舊不變。
電鍍輪轂
電鍍輪轂又分電鍍銀、水電鍍和純電鍍等類型。電鍍銀和水電鍍輪轂雖然色澤鮮亮生動(dòng)，但是保持時(shí)間較短，所以價(jià)格相對便宜，為很多追求新鮮感的年輕人所喜歡，市場價(jià)格在300元-500元之間。純電鍍輪轂色澤保持時(shí)間長久，可說是質(zhì)優(yōu)價(jià)高，中高檔轎車多選用純電鍍輪轂，價(jià)格大約800—900元。
制造方法
鋁合金輪轂的制造方法有三種：重力鑄造、鍛造、低壓精密鑄造。
重力鑄造法
重力鑄造法利用重力把鋁合金溶液澆注到模具內(nèi)，成形后經(jīng)車床處理打磨，即可完成生產(chǎn)。制造過程較簡單，不需精密的鑄造工藝，成本低而生產(chǎn)效率高，但是容易產(chǎn)生氣泡（沙眼），密度不均勻，表面平滑度不夠。
鍛造法
整塊鋁錠由千噸的壓力機(jī)在模具上直接擠壓成型，好處是密度均勻，表面平滑細(xì)致，輪轂壁薄而重量輕，材料強(qiáng)度最高，比鑄造方法高三成以上，但由于需要較精良的生產(chǎn)設(shè)備，而且成品率只有五到六成，制造成本較高。
低壓精密鑄造法
在0.1Mpa的低壓下精密鑄造，這種鑄造方式的成形性好，輪廓清晰，密度均勻，表面光潔，既能達(dá)到高強(qiáng)度、輕量化，又能控制成本，而且成品率在九成以上，是高品質(zhì)鋁合金輪轂的主流制造方法。
基本參數(shù)
輪轂的主要尺寸包括ET值和J值，PCD孔距和CB中心孔。
ET值
ET值是指輪轂安裝面與輪轂中心線的距離，偏距可以分為正偏距、零偏距、負(fù)偏距三種。
J值
J值是可以影響到輪轂?zāi)苎b上多寬的胎，要采用什么類型的輪胎。
PCD
PCD是固定輪轂的螺栓孔位數(shù)連成的圓圈直徑，4乘100是四個(gè)螺栓孔位，這個(gè)圓的直徑為100毫米。
CBD
bcd中心孔是用來與車輛固定連接的部分，就是輪轂中心與輪轂同心圓的位置，這里的直徑尺寸影響到我們安裝輪轂是否可以確保輪圈幾何中心可以和輪轂幾何中心吻合（雖然輪轂變位器可以轉(zhuǎn)換孔距，但這種改裝存在風(fēng)險(xiǎn)，網(wǎng)友需謹(jǐn)慎試用）。
主要優(yōu)點(diǎn)
節(jié)省燃料
同樣大小的鋁合金輪轂比鋼鐵輪轂輕2公斤，如果一輛汽車使用4公斤，就會(huì)減少8公斤。每當(dāng)汽車重量減少1公斤時(shí)，每年節(jié)省約20升汽油。雖然鋁合金輪轂比鋼輪轂貴，但其節(jié)省的燃料足以支付每輛車長達(dá)20000公里的費(fèi)用。由于鋁合金輪轂質(zhì)量低，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷降低，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的故障率并延長發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。
良好散熱性
鋁合金的熱傳導(dǎo)系數(shù)是鋼的三倍，在車輛的高速駕駛中，熱效應(yīng)良好。地面摩擦產(chǎn)生的熱量可以快速分散，輪轂保持在適當(dāng)?shù)臏囟龋苿?dòng)鼓和輪胎不能衰老，從而降低了在相同條件下通過高速駕駛線在長距離上斷裂汽車地風(fēng)險(xiǎn)。提高輪胎壽命，保證車輛的正常駕駛，并大大提高汽車高速駕駛的安全性能。
穩(wěn)定性高
鋁合金輪轂真圓，尺寸精度高，整個(gè)汽車的駕駛和操作平衡良好。通常，常規(guī)鋼輪輞的徑向和軸向振動(dòng)值為±1，普通鋁合金輪輞±0.5和高檔鋁合金輪輞±0.3。高精度輪轂可以提高車輛的起動(dòng)和傳動(dòng)靈敏度，消除車輛體長度和方向盤變動(dòng)的問題，任意控制方向盤，并且車輛的轉(zhuǎn)彎更輕和更靈活。
堅(jiān)固耐用
鋁合金輪轂高電壓、沖擊和高溫強(qiáng)度使得它在汽車工業(yè)、航空工業(yè)和國防工業(yè)中發(fā)揮了重要作用。
易加工
鋁合金輪轂的形狀良好，易于加工，形狀優(yōu)美。由于鋼鐵輪轂的生產(chǎn)工藝有限，形狀是單調(diào)的，剛性的，形狀沒有變化。該低壓鑄造方法允許制造具有任意空間表面和形狀的鋁合金輪轂，以及光澤和顏色效果的組合，該輪轂可以適應(yīng)不同的型號(hào)以提高汽車本身的價(jià)值和美麗，滿足汽車本身的需要。不同用戶的身份和適應(yīng)現(xiàn)代汽車形狀的要求。
保養(yǎng)維護(hù)
保養(yǎng)
當(dāng)輪轂表面有難以清除的污垢時(shí)，應(yīng)選擇專業(yè)的清洗劑。清洗劑能溫和有效地去除污垢，減少對鋁合金表面的損傷。此外，輪轂本身有一層金屬保護(hù)膜，因此在清洗時(shí)應(yīng)特別注意不要使用油漆光亮劑或其他研磨材料。還應(yīng)注意避免刮擦造成的“硬傷”。一旦出現(xiàn)劃痕或變形，應(yīng)盡快修復(fù)并重新噴漆。一旦耽誤將會(huì)導(dǎo)致銹蝕發(fā)生，進(jìn)而無法修補(bǔ)。
修補(bǔ)
生產(chǎn)廠商
中信戴卡
中信戴卡是全球最大的汽車鋁車輪制造商，產(chǎn)品包括鋁車輪和汽車動(dòng)力總成、底盤和車身系統(tǒng)輕量化鋁制鑄件。截至2020年中信戴卡營業(yè)收入為261.03億元，同比下降1.8%，凈利潤為7.18億元，同比下降25.8%。
萬豐奧威
萬豐奧威是一家以先進(jìn)制造業(yè)為核心的國際化公司，在全球十個(gè)國家（地區(qū)）擁有制造基地和研發(fā)中心，鋁合金車輪年產(chǎn)能4000多萬套，實(shí)現(xiàn)行業(yè)細(xì)分市場的全球領(lǐng)跑，截至2021年上半年萬豐奧威營業(yè)收入為55.5億元，同比增長25.44%，凈利潤為2.3億元，同比下降7.71%。
立中集團(tuán)
立中集團(tuán)生產(chǎn)的鋁合金車輪是汽車的重要零部件，公司持續(xù)深耕鋁合金車輪輕量化業(yè)務(wù)，現(xiàn)已發(fā)展成為中國內(nèi)最大的鋁合金車輪生產(chǎn)商之一，是行業(yè)內(nèi)擁有從鋁合金材料研發(fā)制造、模具研發(fā)制造、工裝設(shè)備研究制造到車輪產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝研發(fā)、數(shù)字信息化應(yīng)用為一體的企業(yè)。截至2021年上半年立中集團(tuán)營業(yè)收入為86.7億元，同比增長61.8%，其中鋁合金車輪業(yè)務(wù)收入為24億元，同比增長37.21%。
發(fā)展趨勢
中國汽車工業(yè)的崛起，汽車鋁輪轂行業(yè)實(shí)現(xiàn)了從無到有、從小到大的跨越式發(fā)展。截至2017年，汽車鋁輪轂行業(yè)市場規(guī)模已達(dá)845.47億元，同比增長9.6%。從2003年開始，江蘇省、上海市、廣東省、浙江省、河北省、山東省、遼寧等省市大力投資汽車整車的制造。2018年，中國汽車鋁輪轂共計(jì)出口到173個(gè)國家和地區(qū)，出口量累計(jì)達(dá)99.41萬噸，出口金額總計(jì)47.38億美元，與2017年同比分別增長7.3%、10.4%。中國為全球最大的鋁輪轂制造基地，產(chǎn)品技術(shù)成熟，憑借成本優(yōu)勢份額逐步提升。截至2020年中國鋁輪轂產(chǎn)量為1.61億個(gè)，同比下降8.52%。國際鋁合金輪轂市場將繼續(xù)刺激著鋁合金輪轂行業(yè)的發(fā)展，出口前景依舊廣闊。
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
輪轂作為直接涉及行駛安全的部件，輪轂的安全性尤為重要。輪轂的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有很多種，但這些標(biāo)準(zhǔn)并非國際通用；不同的國家與地區(qū)對輪轂的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求都有所區(qū)別。
日本的VIA（JWL）標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證
日本的VIA/JWL，VIA是日本車輛檢查協(xié)會(huì)的認(rèn)證標(biāo)志，而JWL是日本鋁合金輪圈測試機(jī)構(gòu)的認(rèn)證標(biāo)志。根據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)，受測輪圈必須在彎曲負(fù)荷耐久測試機(jī)以運(yùn)行50萬轉(zhuǎn)為測試標(biāo)準(zhǔn)的徑向負(fù)荷耐久測試，不得產(chǎn)生輪圈變形或裂紋；13度撞擊測試不得產(chǎn)生貫穿性裂紋；30度撞擊測試不得產(chǎn)生裂紋，方可視為合格。凡在日本市場上市銷售的輪圈都需要經(jīng)過這兩個(gè)機(jī)構(gòu)根據(jù)《日本輕合金輪圈測試協(xié)議規(guī)定》制定的輪圈測試。
美國DOT標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證
DOT即US Department of 搬運(yùn)作用的縮寫，指美國交通部。所有進(jìn)入美國銷售的輪轂都必須通過DOT認(rèn)證，該認(rèn)證要求輪圈在彎曲負(fù)荷耐久測試及以全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)50萬轉(zhuǎn)為測試標(biāo)準(zhǔn)徑向負(fù)荷耐久測試，不得產(chǎn)生新裂紋，舊裂紋不得繼續(xù)成長；輪圈螺桿扭力降低不得超過40%；而在撞擊測試中受測輪圈在接受30度及90度撞擊測試時(shí)不得產(chǎn)生裂紋或變形。
德國的TUV標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證
德國的TUV全稱為Technischer überwachungs-Verein，其標(biāo)志是TUV專為元器件產(chǎn)品提供的安全認(rèn)證標(biāo)志。在德國TUV的測試中，受測輪圈需要在彎曲負(fù)荷耐久測試以及以全負(fù)荷狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)100萬次為測試標(biāo)準(zhǔn)的徑向負(fù)荷耐久測試中，不得產(chǎn)生裂紋且螺桿扭力降低不得超過30%；撞擊測試中不得產(chǎn)生裂紋且一分鐘內(nèi)不得出現(xiàn)胎壓降低。
中國標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證
由于國標(biāo)中關(guān)于乘用車輪圈的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已作廢，因此中國缺乏統(tǒng)一的強(qiáng)制性輪圈測試標(biāo)準(zhǔn)。不過中國自主輪圈品牌自行訂立了一套輪圈測試標(biāo)準(zhǔn)：MMS（Mod Max Standard，意為改裝最大化標(biāo)準(zhǔn)）。標(biāo)準(zhǔn)測試內(nèi)容以日本的JWL為基礎(chǔ)，但測試要求更為嚴(yán)格。在MMS的標(biāo)準(zhǔn)中，受測輪圈在彎曲負(fù)載耐久度測試以及以運(yùn)行80萬轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)的徑向負(fù)荷測試中不得出現(xiàn)裂紋和變形；在撞擊測試中，除了進(jìn)行日本JWL的13度及30度撞擊測試外，MMS還增加了對輪圈強(qiáng)度要求更高的90度撞擊測試。
參考資料 >
想保持輪轂外觀漂亮？教你如何保護(hù)汽車輪轂——中新網(wǎng).中國新聞網(wǎng).2023-12-01
從木條到碳纖維，這一百多年輪轂是如何演變的？.今日頭條.2023-12-01
汽車輪轂類型有哪些?.中國汽車網(wǎng)汽車頻道.2023-12-01
這幾個(gè)參數(shù)為什么對改裝輪轂來說非常重要？.今日頭條.2023-12-01
汽車養(yǎng)護(hù)的方面，不只是換機(jī)油，不注意的輪轂同樣重要.今日頭條.2023-12-01
鋁輪轂行業(yè)競爭格局與發(fā)展趨勢，中國是全球最大鋁輪轂制造基地.今日頭條.2023-12-01
2018年汽車鋁輪轂行業(yè)市場競爭格局與發(fā)展前景分析 區(qū)域集中度較高.今日頭條.2023-12-01
技術(shù)學(xué)堂 | 汽車輪圈國際測試標(biāo)準(zhǔn).今日頭條.2023-12-01