
铝合金轮毂和钢轮毂哪个好,优缺点及选购知识科普
轮胎材料属性和协同效应的分析,铝合金与钢制轮胎的性能对比及选用参考综述
面对钢制轮毂上覆盖的塑料防护罩和外观更加有视觉效果的铝合金轮毂,许多车主在升级的时候就会出现困惑。传统的认识大多认为,钢质材料由于其抗冲击性好而比铝材好,但是由于结构强度小容易被损坏。这一观点是否正确呢?本文将从材料属性、实际使用效果、行业发展趋向这三个方面展开系统比较分析,从而给消费者给予科学合理的购车参照。
一、钢轮毂:经济耐用的“保守派”
钢轮毂是通过冲压、焊接等方式制成的,有明显的成本优势和稳定的性能。优异的韧性使其在承受高压或者冲击力的时候,能用塑性变形来代替脆性断裂,具有良好的可焊性、可加工性及较高的承载能力。因此,此类材料被大量应用到商用货车以及硬派越野SUV车型当中,用作重要的零部件。
本设计的主要缺陷有三个,第一个是质量特性太高造成“簧下质量”增大,从而使悬挂系统对振动的反应变迟钝,转向精度和燃油经济性受到影响;第二个散热效果不好,因为钢材导热系数低(约50W/m·K),不能很好地把热量传导出去,在制动的时候容易造成制动系统热衰减现象的发生;第三个方面就是外观造型千篇一律,容易使消费者对这类经济型车辆的功能定位产生错误的认识。

二、铝合金轮毂:轻快靓丽的“激进派”
铝合金轮毂由于只有钢铁三分之一的密度(大约2.7g/cm³),所以在乘用车领域得到了广泛的使用。其明显的特点就是降低簧下质量,提高车辆的操纵稳定性以及减震效果,并且能改善燃油经济性,平均百公里油耗下降0.2到0.5升左右。良好的导热性可以及时把制动系统产生的热量散发出去,保证系统正常工作。准确的加工精度保证了高速行驶的舒适、安全,各种各样的外观设计、表面处理技术又大大提高了汽车的总体美观程度。

由于铝制轮毂具有较高的脆性,在受到剧烈冲击的时候很容易出现断裂现象,而且现场维修比较困难,维修费用高。铝制轮毂比钢制轮毂成本高出很多。表面涂层一旦被破坏,就会引起氧化腐蚀等许多问题。尽管锻造工艺可以大幅度提高其力学性能,但是生产成本会大幅度提高。
三、技术深潜:材料与工艺写就的差异
根据美国汽车工程师学会(SAE)的权威研究数据,簧下质量每降低1千克,车辆加速度响应、操控性能等就会有大约10%-15%的改善。该发现很好地说明了轻量化轮毂设计对于改善整车动态特性及驾乘品质所起到的作用。
从材料科学角度来讲,钢铁属于典型的铁基合金,具有较好的延展性,在塑性变形的时候可以很好地吸收冲击载荷的能量;传统的铸造铝合金因为延伸率低,所以一般都存在较强的抗裂性能。采用锻造工艺,高压下细化晶粒、形成定向纤维状组织,使材料综合力学性能大大提高,在某些方面甚至优于普通钢材,同时具有轻量化的特点,已经广泛应用于赛车和高性能汽车中。由于具有较好的导热性,铝合金的导热系数比钢铁高约三倍左右,在高速曲线行驶或者频繁制动的时候,可以发挥出良好的技术优势和应用价值。

四、行业观察:分道扬镳的应用场景
目前乘用车铝合金轮毂的装配率达70%以上,硬派越野车、皮卡及微型客车使用的还是钢制轮毂。业内对于该现象有两种不同的看法,一种是认为随着锻造技术的不断改进,钢制轮毂将慢慢退出乘用车领域;另一种是认为由于钢制轮毂有较好的耐磨性、经济性,所以其在极端情况下应用前景比较乐观。这两种论点不是完全对立的,而是根据应用场景的不同需求提出的,在重视性能表现的城市通勤、高端驾驶环境里,铝合金材料由于轻量化的优点被广泛使用,而重载运输、特殊作业环境里则更多的使用钢材的传统可靠性能。

五、总结与选购建议
铺装路面占主要地位,在注重驾驶操纵性以及外观质感的场合下,高品质铸造或者旋压成型的铝合金轮毂存在较大的投资效益。非铺装道路经常出现的工况、重型载荷运输任务、长距离行驶要求时,最好选用钢制轮毂或者加厚高强钢制作轮毂。不管用何种材料制成的轮毂,都必须通过正规渠道购买,保证其符合VIA或者JWL认证等有关的安全技术规范的要求,从而保证整车系统的安全性、可靠性。

展望未来的发展趋势,镁合金、碳纤维复合轮毂在一些特殊场景下可以实现创新性的发展,并且钢铁、铝合金仍是车轮领域的主导材料。应该认识到,材料本身没有绝对的好坏之分,只有能符合实际使用需求的方案才是有应用价值的。