姚 丹

（中信戴卡股份有限公司，河北 秦皇島 066001）

輪轂是汽車的重要組成部分之一，傳統(tǒng)車輛采用的一般都是鋼輪轂，在使用中發(fā)現(xiàn)，這種輪轂存在一定的缺陷。而鋁合金輪轂因其自身所具備的諸多特點(diǎn)，得到業(yè)內(nèi)的一致認(rèn)可，隨著國內(nèi)鋁合金輪轂生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，推動了它的應(yīng)用與發(fā)展[1]。借此，本文就汽車鋁合金輪轂的應(yīng)用與生產(chǎn)展開研究。

1 汽車鋁合金輪轂的生產(chǎn)現(xiàn)狀

在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，汽車工業(yè)已經(jīng)成為支柱性產(chǎn)業(yè)。在國內(nèi)，眾多中外合資建成運(yùn)營的汽車制造企業(yè)進(jìn)一步帶動了我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展。但是，從我國現(xiàn)有人口基數(shù)來看，我國汽車保有量仍處于世界較低水平。隨著汽車需求量的增大，對交路交通、環(huán)境保護(hù)均帶來了一定影響，為了促進(jìn)汽車工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，汽車制造必須要充分考慮節(jié)能性和環(huán)保性問題，選用優(yōu)質(zhì)的汽車零部件，不斷提高汽車駕駛性能，減少能源耗用和環(huán)境影響[2]。

1.1 國內(nèi)鋁合金輪轂的生產(chǎn)情況

在鋁合金輪轂的生產(chǎn)方面，上海某集團(tuán)擁有目前國內(nèi)最大的鋁合金輪轂生產(chǎn)基地，可以制造出尺寸在635mm以上的鋁合金輪轂，平均年產(chǎn)量約為2000萬左右；重慶某公司引入了鋁合金鑄造生產(chǎn)線，計(jì)劃年產(chǎn)量210萬只，其中85%供汽車使用，其余15%供摩托車使用。

1.2 鋁合金輪轂的產(chǎn)量逐年遞增

由于汽車輪轂直接影響著汽車的承重能力、外觀美觀性以及駕駛性能，所以使得輪轂成為了汽車構(gòu)造上的重要零部件之一。隨著世界各國對節(jié)能減排的重視程度不斷提升，促使現(xiàn)代汽車工業(yè)發(fā)展必須積極探尋節(jié)能化、環(huán)?；?、安全化的發(fā)展之路[3]。在此背景下，鋁合金輪轂以其優(yōu)越的應(yīng)用優(yōu)勢，在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用日益廣泛，成為了汽車輪轂的首選材料。通過調(diào)查研究數(shù)據(jù)顯示，在全球范圍內(nèi)鋁合金輪轂產(chǎn)量以每年7.6%的速度遞增，尤其在汽車生產(chǎn)追求車體輕量化的趨勢下，鋁合金輪轂已經(jīng)逐步取代傳統(tǒng)鋼輪轂。

1.3 鋁合金輪轂的需求量大幅度增長

我國汽車工業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比仍存在著較大差異，造成這一現(xiàn)狀的重要原因在于我國汽車構(gòu)造中對鋁合金材料的用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家。在我國汽車生產(chǎn)中，一般轎車的耗鋁量僅為40kg～50kg，這與發(fā)達(dá)國家轎車鋁化率尚存在一定距離。但是，從我國汽車工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，我國汽車工業(yè)對鋁材料的需求量不斷提高，尤其對于鋁合金輪轂而言，汽車生產(chǎn)商和維修商均傾向于選用這種類型的輪轂。當(dāng)前，一汽大眾、上海大眾、廣州本田等知名汽車制造企業(yè)已經(jīng)完成鋁合金輪對鋼輪轂的替代，進(jìn)一步帶動了鋁合金輪轂產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2 汽車鋁合金輪轂的應(yīng)用優(yōu)勢分析

從汽車輪轂市場現(xiàn)狀來看，鋁合金輪轂是占據(jù)著重要地位，是應(yīng)用最為廣泛的輪轂類型。相比較其他類型的輪轂而言，鋁合金輪轂在質(zhì)量和性能上的應(yīng)用優(yōu)勢較為突出，具體體現(xiàn)在以下方面：

2.1 重量輕

與傳統(tǒng)的鋼輪轂相比，鋁合金輪轂的重量大幅度降低，僅為鋼輪轂質(zhì)量的60%～70%。在輪轂自身重量降低的情況下，汽車輪轂的轉(zhuǎn)動慣性會隨之越強(qiáng)，汽車加速性能得到極大提升。以奧迪系列轎車為例，采用鋁合金輪轂替代鋼輪轂之后，減輕了39.5%的輪轂質(zhì)量，并且縮短了轎車從起步到加速至100km/h的時(shí)間，與原本加速時(shí)間相比減少了0.3s。

2.2 降低油耗

汽車使用鋁合金輪轂可提高汽車加速性，并且降低制動時(shí)的油耗，體現(xiàn)了鋁合金輪轂在節(jié)能方面的優(yōu)勢，這與現(xiàn)代汽車工業(yè)節(jié)能化發(fā)展的需求相契合。經(jīng)過調(diào)查研究數(shù)據(jù)顯示，使用鋁合金輪轂可降低0.05L/100km的耗油量，也就是說，當(dāng)汽車在行駛10萬km的情況下，可從理論上節(jié)省50L汽油消耗量，并且有利于減少尾氣排放。

2.3 改善性能

鋁合金輪轂的生產(chǎn)工藝精細(xì)，并與輪胎分離，在汽車行駛過程中，可保證車體重心穩(wěn)健，避免車體出現(xiàn)較大幅度振擺。這是因?yàn)殇X合金材料擁有良好的振動性能，與傳統(tǒng)鋼輪轂相比，在相同的汽車行駛條件下，使用鋁合金輪轂可減輕12%的振動幅度。此外，傳統(tǒng)鋼輪轂的生產(chǎn)工藝為旋壓焊接熱軋鋼和冷軋鋼，這種生產(chǎn)工藝導(dǎo)致鋼輪轂的平衡性較差，若汽車處于告高速行駛狀態(tài)，勢必會造成車體振動，影響汽車駕駛的舒適感和安全性。而鋁合金輪轂采用數(shù)控設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)加工，這種生產(chǎn)工藝能夠精確把控各項(xiàng)參數(shù)，從而保證鋁合金輪轂具備良好的平衡性，大幅度提升汽車的駕駛性能。

2.4 散熱性好

在汽車行駛過程中，汽車車輪會產(chǎn)生較高溫度，這是由于輪胎與路面摩擦所造成的。若輪胎溫度過高，則會增加爆胎的風(fēng)險(xiǎn)，引發(fā)道路交通安全事故，不僅威脅到汽車駕駛員的人身安全，同時(shí)也威脅到周圍行人、基礎(chǔ)設(shè)施的安全。而在汽車構(gòu)造中選用鋁合金輪轂，能夠有效降低車輪運(yùn)行溫度。這是因?yàn)殇X合金輪轂的表面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理，散熱系數(shù)更高，即便在頻繁踩剎車的情況下，也能夠通過輪轂快速散熱，始終使輪胎保持在安全溫度范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)爆胎風(fēng)險(xiǎn)。通過實(shí)際測算表明，與傳統(tǒng)鋼輪轂的散熱系數(shù)相比，鋁合金輪轂的散熱系數(shù)要高出2倍～3倍。

2.5 安全舒適性更高

當(dāng)汽車處于高速行駛的狀態(tài)時(shí)，傳統(tǒng)的鋼輪轂可能會出現(xiàn)變形，加之緊急制動使輪轂產(chǎn)生的高溫，容易引起爆胎等問題，由此會使汽車陷入極度危險(xiǎn)的情況。鋁合金是一種較為特殊的材質(zhì)，它的熱傳導(dǎo)系統(tǒng)約為普通鋼材的3倍左右，由此使得鋁合金輪轂的散熱性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)鋼輪轂，這不但使汽車的制動效能獲得顯著提升，而且輪胎和制動盤的使用壽命也隨之大幅度延長，確保了汽車的高速行駛中的安全性。此外，使用鋁合金輪轂的車輛基本安裝的都是扁平輪胎，這種輪胎本身的緩沖和吸振性能都要高于普通輪胎，即使在凹凸不平的路面上行駛，也不會感到過于顛簸，進(jìn)一步提高了汽車駕駛的舒適性。

3 結(jié)語

綜上所述，對于汽車而言，輪轂是不可或缺的重要組成部分之一，其性能優(yōu)劣直接關(guān)系到整車的使用性能，并且還與車輛在路面上行駛的安全性息息相關(guān)。鋁合金輪轂之所以在汽車制造領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用，與其自身所具備的諸多優(yōu)點(diǎn)有著密不可分的關(guān)聯(lián)。為使鋁合金輪轂?zāi)軌蛟谄嚠a(chǎn)業(yè)中得到普及應(yīng)用，應(yīng)對其生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行研究，據(jù)此對產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

[1]孟瑤．基于ANSYS的鋁合金輪轂旋壓成形的模擬仿真與參數(shù)優(yōu)化[J]．長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2017(6)：84-86．

[2]周喆．鋁合金輪轂的力學(xué)性能及有限元分析[D]．燕山大學(xué),2015．

[3]于德美．鑄旋鋁合金輪轂旋壓模具設(shè)計(jì)及壓料方式研究[J]．民營科技,2017(12)：105-106．