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轻质坚固最好 轮毂制造工艺浅析

日期:2018-11-01 14:09

  [搜狐汽车 技术解析]相信对于很多汽车消费者而言,轮毂基本上只有两种,那就是钢制轮毂和之中,是否都是一样的?如果不是,那么哪一种才更好?更好的轮毂可以为您带来什么好处呢?今天我们就为您浅析一下不同的

  在为大家浅析不同工艺的轮毂之前,先简单为大家介绍一下轮毂好坏会为车辆带来什么样的影响。当然这里说的好坏并不是真的好坏,仅指的是产品档次,首先肯定的必须是正规厂商出品的合格产品。仿冒品、低劣的非正规产品可能导致轮毂不圆行驶出现抖动甚至行驶中断裂等严重后果,直接影响到您的生命安全和财产安全,我们提醒您尽量不要选择这类产品。

  在正规的产品中,钢制轮毂在乘用车上越来越少见,只有部分经济型的产品中的低配车型采用,钢制轮毂的特点是制造成本低、不易断裂韧性好。缺点同样很明显,比如说重量较大、散热效果不佳、制造工艺决定样式难以突破等。而同样规格的铝合金轮毂不仅重量更轻、散热效果更好,样式也更加丰富多样。随着铝合金轮毂制造工艺的提升,不仅使成本更低了,而且坚固程度也更高,也就使更多的经济型轿车可以广泛的应用铝合金轮毂了。

  相信您从上段文字中已经看出了一些端倪,那就是汽车轮毂越轻越好。这么说一点没错,但是这是在保证轮毂坚固程度的基础上。轮毂属于汽车的簧下质量,也就是汽车避震器之下的重量。这个重量越大,车轮在遇到颠簸时跳动的惯性就越大,那么避震器的工作负担也会更大。避震器就像人一样,当工作压力过大的时候,难免有疏漏,也就是会有更多的余震和晃动传递进车厢,传递给驾驶者和乘客,从而影响舒适性和操控性。

  轮毂和轮胎的重量也直接给动力系统和刹车系统带来负担,整个车轮的重量越大,发动机带动它就需要更多的动力,油耗和加速能力会受影响。行驶中,车轮重量较大就会产生较大的滚动惯性,对于刹车系统的负担就会更大,制动系统负担大就会产生更多热量,从而影响制动效果和刹车系统的寿命。

  现在我们虽然知道了铝合金轮毂比钢轮毂更好,更适用于乘用车,但您知道铝合金轮毂也有不同的种类吗?从制造工艺上我们所见过的铝合金轮毂基本有三种,第一种是铸造,也就是绝大多数家用车或者部分豪华车所用。另一种是锻造,多被用于高性能车、高级跑车,还有很多汽车轮毂改装品牌的高端产品也是锻造产品。除上述两种原有的工艺之外,现在还有一种新的工艺形式,叫做MAT旋压铸造。

  铸造成型的铝合金轮毂是如何生产的呢,简单的说,是将被铸造的金属物质加热至液态,然后将极高温的液态金属倒入不同样子的铸模,然后再通过打磨、抛光等精加工来做出最终成品。铸造一般分为两种,一种是重力铸造,另一种是低压铸造。重力铸造是比较原始的铸造工艺,就是依靠铝水自身的重力倾注到铸模之中,铝水通过自身压力充满至整个铸模各个角落。这种工艺的方法比较简单而且成本也更低,但产品质量可控性不高,并且容易出现瑕疵,在汽车轮毂制造业中几乎已经完全被低压铸造取代。

  低压铸造顾名思义,就是将铝水通过设备施加压力灌注到铸模之中,铝水整个凝固过程都处在有一定压力的状态下。这样的好处是铝水因为压力会产生更大的密度,凝固后成品的强度更高。在造型比较复杂的铸模中也可以保证完全充满铸模,很多样式比较复杂的铸造铝合金轮毂只能通过低压铸造方式制造。低压铸造的过程全部由机械完成,并且铸造成型的良品率高,非常适合大批量生产,所以目前汽车厂商指定的铸造铝合金轮毂都是由这种工艺生产出来的。

  锻造是一种比铸造更加高级的工艺,因为成品价格昂贵,所以一般的家用车甚至中高级车都不会采用锻造铝合金轮毂。锻造就是通过锻压机对固态的铝合金材料胚料施加巨大压力,使其挤压变形,行程一定的形状、强度和尺寸的制造工艺。然后锻造成型的毛坯在经过精加工最终成为成品,这点与铸造是一样的。经过合理的锻造比、温度控制等等一系列复杂工艺的调整,可以锻造出不同强度和性能的锻造件。

  锻造的工艺更加复杂,对各方面的要求和准确性也更加苛刻,所以生产成本更高,但相应的得到的成本性能是铸造件不能比的。很多大型、重型机械在高压、高强度的部位都采用锻造配件,以保证机械在高负荷的工作条件下正常运转。而在很多高端汽车和跑车上,除了轮毂之外,比如发动机曲轴、连杆等核心部件也有很多采用锻造工艺的产品,以保证更加出色和稳定的性能,所以赛车发动机基本上全会将上述部件更换为性能更好的锻造零件。以我们今天的主题轮毂来说,锻造产品不仅比铸造产品更加坚固、更硬,重量也更轻。

  锻造铝合金轮毂虽然各方面都更加适合汽车使用,无论是坚固程度还是轻量化方面都更理想,但是目前锻造工艺的成本极高,只能用于高端市场。无论是整车厂商或者改装厂商,锻造轮毂都是绝对的高级货,一只锻造铝合金轮毂的价格可能要比铸造铝合金轮毂高出数倍,甚至一些造型和工艺极其复杂的锻造轮毂价格还要高出十数倍,所以短时间内是不可能进行普及的。

  经过上面两种工艺的轮毂产品介绍,您一定清楚了这两种产品的区别,问题也就出来了,如果想让轮毂的重量和强度又有保证,同时还能将成本控制得更好怎么办?MAT旋压技术就是为了调和这两种工艺优劣诞生的新技术。

  MAT旋压技术最初由日本知名轮毂厂商ENKEI投入使用,ENKEI是一家既做整车配套又生产竞技用、街道用改装轮毂的厂商,喜欢玩改装的朋友肯定对其十分的熟悉。意大利知名轮毂厂商O.Z近期也推出了自己的MAT旋压技术产品,看WRC的朋友肯定经常看到各辆WRC赛车上所用的O.Z轮毂,可见已经有越来越多的轮毂制造商对这种技术的前景非常看好。

  MAT旋压轮毂其实也是铸造铝合金轮毂的一种,但区别是,铸造出的轮毂坯子将会被专用的设备对其受力处进行旋转加压处理。被处理的位置的金属内部分子排列发生变化,呈现出比铸造轮毂密度更高的纤维状,使金属力学得到改变,增加了强度。这样就可以将轮毂做得更轻、更薄,重量最高可以比铸造铝合金轮毂降低15%,但其强度却可以媲美锻造轮毂。

  但MAT旋压铸造技术不会取代锻造技术,因为锻造技术的上限更高,只要成本允许,可以制造出我们常人难以想象的高性能部件,所以MAT旋压铸造技术的轮毂只是在民用领域比较有优势。包括我们熟悉的雅泛迪也有MAT旋压技术产品,因为其母公司与ENKEI的合作关系,所以被ENKEI授权使用MAT旋压技术,你可以从雅泛迪MAT旋压技术轮毂的内侧看到LICENSED BY ENKEI的字样。

  虽然铝合金轮毂是目前应用最广泛的轮毂材质,但不乏很多汽车厂商与配件厂商追求更新的技术和极致的性能表现。碳纤维作为硬度和轻量化最为理想的材质,是很多昂贵的超级跑车、赛车所惯用的材料。但作为汽车轮毂使用,却是极其罕见的。福特汽车联合澳洲供应商Carbon Revolution合作开发出了第一款量产碳纤维轮毂作为Shelby GT350R的标配,即使是柯尼塞格这种天价超跑,碳纤轮毂也只是作为选装部件。

  福特为轮毂设立了极高的测试要求,轮毂必须经受路缘撞击、紫外线照射和化学品接触、极端高温耐久性测试等一系列测试。福特与Carbon Revolution为了完成这一系列苛刻的要求,对这款轮毂使用了航空航天业内采用陶瓷涂层的方法,并且在工艺、设计和结构上都进行了大量的工作。在这一基础上,这款碳纤维轮毂在轻量化、响应速度、耐用性及安全性上都达到了极其出色的标准。

  虽然这款碳纤维轮毂目前还有着极其高昂的成本,对于绝大多数消费者来说还不现实,但我们也相信,正是因为不断的创新和探索、试验,我们的汽车才会变得越来越好,我们也很期待开上采用碳纤维制造的轮毂的汽车。

  正规厂商的轮毂产品必须经过一系列的测试才可以销售,只有满足这些测试才可以被认定为合格且安全的产品。我们国家的轮毂质量检测标准成型较晚,但在很多项目上都是参考了发达国家的制定标准。目前我们国家的监测机构会参考JWL(日本交通省轻合金车轮质量标准)的指标,所以在产品质量把控上可以说还是比较严格的。轮毂行业的测试规范比较复杂,其中有些指标最为重要,比如13冲击测试、弯曲疲劳测试、径向滚动测试。虽然测试的项目远不止这三项,但这三项是关乎安全最重要的指标。

  总结:经过我们的介绍,相信您对轮毂已经有了一定的了解,如果您正想改装或更换轮毂,那么可以参考我们今天的内容决定您需要什么样的产品。铸造铝合金轮毂的优势是坚固且价格低,锻造轮毂价格昂贵,但无论轻量化还是坚固程度都更高,而MAT旋压技术可能能给您一个更好接受的价格,但却能有接近锻造轮毂的性能。最终如何选择,可以根据自身的需求,但无论选择哪一类型产品,请尽量选择正规厂商的产品,以免影响行车安全。

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