劉志峰|文/圖
汽車車輪承受著車輛的垂直負(fù)荷、橫向力、驅(qū)動(制動)轉(zhuǎn)矩及車輛在行駛過程中所產(chǎn)生的各種應(yīng)力。由于車輪是高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動的零件,因此要求其尺寸精度高,不平衡量小,支撐輪胎的輪輞外形(輪廓、尺寸、形狀)準(zhǔn)確,質(zhì)量輕并具有一定的剛度、彈性和耐疲勞度。目前市場上汽車車輪主要有鋼制車輪和鋁合金車輪2 種。
鋁合金車輪作為汽車輕量化和美觀化的產(chǎn)物,其市場需求情況與汽車的產(chǎn)量及保有量、車主的購買力及認(rèn)可度等因素密切相關(guān)。近些年來,隨著汽車社會化程度不斷深入,節(jié)能減排和提高運(yùn)輸效能壓力的不斷提升,以及消費(fèi)者認(rèn)知水平和消費(fèi)水平的逐步提升,全球乃至國內(nèi),鋁合金車輪在汽車上應(yīng)用的范圍、數(shù)量和裝車比例,都在不斷提高。它的發(fā)展,在很大程度上反映了汽車工業(yè)的進(jìn)步。
下面,從國內(nèi)產(chǎn)量、內(nèi)需、出口、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品品質(zhì)等多個維度,談一談近年來國內(nèi)鋁合金車輪行業(yè)的市場情況及發(fā)展態(tài)勢,供參考。
鋁合金車輪:乘用車用一般近似于輻條式(左),商用車用則近似于輻板式(右)
鋼制車輪,表面一般鍍鋅或涂漆,以防腐和改善外觀
一般認(rèn)為,中國鋁合金車輪制造業(yè)發(fā)軔于20 世紀(jì)80 年代末,即以合資企業(yè)秦皇島戴卡輪轂制造有限公司于1988 年創(chuàng)立為重要標(biāo)志(2012 年8 月更名為中信戴卡股份)。后經(jīng)30年發(fā)展,中國鋁合金輪產(chǎn)業(yè)從無到有、從小到大,逐步成為世界鋁合金車輪制造大國。據(jù)統(tǒng)計,近10 年來國內(nèi)鋁合金車輪產(chǎn)量一直保持了增長態(tài)勢(參見表1),約在2013 年即占到全球總產(chǎn)量的1/2 以上,2016 年國內(nèi)產(chǎn)量更是突破2 億只,之后規(guī)模仍在擴(kuò)大;但國內(nèi)需求量,多年來卻只占到國內(nèi)總產(chǎn)量的1/2左右,可以說國內(nèi)鋁車輪工業(yè)實(shí)施“走出去”戰(zhàn)略非常成功有效。
關(guān)于鋁合金車輪生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量,據(jù)稱,目前國內(nèi)有102 家。但,據(jù)悉2016、2017 年,國內(nèi)鋁合金車輪生產(chǎn)項目還在加速上馬。有專業(yè)人士稱,中國大陸鋁合金車輪項目投資,在2016 年可謂空前高漲,2017 年略有回落但熱度不減。2017 年統(tǒng)計到的20個新項目,已投產(chǎn)和在建、在規(guī)的新增產(chǎn)能合計達(dá)到6 555 萬只/年(2016 年為7 730 萬只)。初步觀察,2018 年投產(chǎn)、在建、在規(guī)的新增項目也不少。
表1 我國(主要企業(yè))鋁合金車輪產(chǎn)量及對比情況 億只,%
然而,我們有必要擔(dān)憂國內(nèi)鋁合金車輪產(chǎn)能會出現(xiàn)過剩嗎?從目前的出口規(guī)模和內(nèi)需規(guī)模來看,可能還不大顯現(xiàn),但一旦全球和國內(nèi)汽車市場出現(xiàn)波動包括增長緩慢,加上一直不斷增加的鋁合金車輪新產(chǎn)能,產(chǎn)能過剩是遲早的事情。
我國汽車鋁合金車輪市場,包括初裝車市場(OEM )和售后與零售市場(AM),近年均呈現(xiàn)出小幅增長趨勢(見表2);而且,其增長幅度一直高于當(dāng)年的汽車市場增長率。這說明了什么?說明了鋁合金車輪正在越來越多地替代鋼車輪,并預(yù)計在相當(dāng)長的時期內(nèi),是一個大的趨勢;但,鋁合金車輪和鋼車輪的市場份額何時會達(dá)到一個固定點(diǎn),可能還有很長的路要走。
表2 2014—2018 月國內(nèi)鋁合金車輪需求量 萬只,%
中國生產(chǎn)的鋁合金車輪,不僅滿足國內(nèi)市場,還大量出口國外,并出口到許多國家和地區(qū)(見圖3)。據(jù)中汽協(xié)會車輪委員會公布的數(shù)據(jù),2017 年中國汽車鋁合金車輪出口金額再次突破40億美元,達(dá)到42.93 億美元(以往最高點(diǎn)2012 年40.49 億美元),同比增長11.05%(2012 年同比增長9.8%),相比2015、2016 年明顯回升;出口數(shù)量首次突破90 萬t(2012 年出口量86.50 萬t),達(dá)到92.63 萬t(按平均單重10 kg/只折算,相當(dāng)于9 263 萬只),同比增加10.75%,出口數(shù)量及金額均創(chuàng)歷史新高。出口單價4.63 美元/kg,出口廠商1 598 家。其中:出口排名前40 位廠商出口總金額35.84 億美元,占該產(chǎn)品出口總金額的83.50%;前100 家廠商(表3)出口總金額41.03 億美元,占該產(chǎn)品出口總金額的95.58%;(此外另有統(tǒng)計)出口金額≥50 萬美元的企業(yè)有204 家,出口數(shù)量≥1 萬只的有244 家。由此看出,鋁合金車輪出口商是不是太多了呢?——確實(shí)不少!
2007—2017 年中國汽車鋁合金車輪出口金額及增長情況
另據(jù)CAW 鋁車輪質(zhì)量協(xié)會消息,2018 年1—11 月中國汽車鋁合金車輪出口43.75 億美元,同比增長11.9%,繼續(xù)保持了2017 年的增長態(tài)勢。其中,出口目的前20 位的國家和地區(qū)的總金額為40.86 億美元(見表4),占該產(chǎn)品出口總額的93.4%。值得一提的是,出口到美國的該產(chǎn)品金額竟然占到了中國汽車鋁合金車輪出口總額的50.8%,這說明了什么?這說明:中國儼然是美國的代工廠,鋁合金車輪的技術(shù)和生產(chǎn)工藝已被中國企業(yè)所掌握(中國有多家中外合資企業(yè))。而出口目的地金額,繼美之后依次是日本、墨西哥、泰國、加拿大、法國、印度、韓國等國家和地區(qū)。
表3 2017 年中國汽車鋁合金車輪出口前100 位企業(yè)名單
序號 出口廠商 序號 出口廠商51 黃石鑫華輪轂有限公司 76 浙江康順工貿(mào)有限公司52 江門市天丞車輪有限公司 77 浙江飛虎鋁輪有限公司53 廣州中精汽車部件有限公司 78 浙江啟鋮汽配有限公司54 上海綜合保稅區(qū)國際物流有限公司 79 江蘇安瑪速鋁業(yè)有限公司55 佛山市南海安馳鋁合金車輪有限公司 80 江蘇舜天國際集團(tuán)機(jī)械進(jìn)出口有限公司56 浙江恒升輪轂制造有限公司 81 重慶長安汽車國際銷售服務(wù)有限公司57 浙江鉑大工貿(mào)有限公司 82 康翔鋁業(yè)(泰州)有限公司58 上海國興金屬制品有限公司 83 上海阿瑞氏汽車配件有限公司59 浙江華泰鋁輪制造有限公司 84 浙江金固股份有限公司60 寧波遠(yuǎn)歐國際貿(mào)易有限公司 85 濱州戴森汽車配件有限公司61 六和輕合金(蘇州)有限公司 86 威海萬豐奧威汽輪有限公司62 浙江寶馳工貿(mào)有限公司 87 湖北信捷鋁輪有限公司63 浙江曙光實(shí)業(yè)有限公司 88 常熟市世業(yè)進(jìn)出口貿(mào)易有限公司64 豐田汽車技術(shù)中心(中國)有限公司 89 安徽福斯特鋁制品股份有限公司65 寧波自由者進(jìn)出口有限公司 90 上海索美斯科貿(mào)易有限公司66 山東海德威車輪有限公司 91 江蘇新安馳鋁業(yè)有限公司67 浙江華泰法瑞鋁合金有限公司 92 遠(yuǎn)輕鋁業(yè)(中國)有限公司68 寧波摩多進(jìn)出口有限公司 93 江門市恒浩供應(yīng)鏈有限公司69 本田汽車(中國)有限公司 94 江西瑞一韻承科技有限公司70 安徽優(yōu)合科技股份有限公司 95 鎮(zhèn)江威爾耐車輪制造有限公司71 臺山市富誠鋁業(yè)有限公司 96 泉創(chuàng)商貿(mào)(上海)有限公司72 江蘇張馳輪轂制造有限公司 97 開平市外經(jīng)商貿(mào)發(fā)展有限公司73 鎮(zhèn)江諾德汽車配件有限公司 98 寧波維美德輪轂有限公司74 濱州戴森車輪科技有限公司 99 佛山市南海區(qū)桂城友為貿(mào)易有限公司75 富華鋁業(yè)(昆山)有限公司 100 浙江一達(dá)通企業(yè)服務(wù)有限公司
從數(shù)量來看,據(jù)統(tǒng)計,2016 年中國鋁制車輪出貨量1.80億件,同比增長11.0%,其中出口7 273 萬件;鋼制車輪出貨量7 574 萬件,同比增長9.9%,其中出口1 212 萬件。
可以看出,產(chǎn)能和產(chǎn)量居世界第一的中國鋁合金車輪產(chǎn)業(yè),依靠低廉的原材料價格、低廉的勞動力、較高的產(chǎn)品性價比和過關(guān)的產(chǎn)品質(zhì)量,已經(jīng)在“走出去”戰(zhàn)略上進(jìn)行了成功布局!其出口規(guī)模和比重,在國內(nèi)汽車零部件行業(yè)可以說是十分罕見的。所以,在2018 年美國首先對產(chǎn)自中國的鋼制車輪和通用鋁合金板材發(fā)起雙反調(diào)查和決定加征關(guān)稅后,我們當(dāng)然不希望對來自中國的鋁合金車輪采取類似措施。
表4 2018 年1—11月出口前20 位國家及地區(qū)名單 億美元,%
表5 幾種生產(chǎn)工藝的主要特點(diǎn)與地位
據(jù)了解,國內(nèi)鋁合金車輪所用材料主要有2 種:
(1)A356 鑄造鋁合金:是Al-Si-Mg 系合金,由于含有大量的Si(6.5%~7.5%),而具有良好液態(tài)流動性和綜合的鑄造性能;也因此使此類鋁合金的沖擊性降低。
(2)6061 可鍛造鋁合金(變形鋁合金):由于對其液態(tài)流動性沒有要求,而對其固態(tài)變形要求較高,因此其Si 含量只有0.4%~0.8%;故其抗沖擊能力比A356 強(qiáng)得多。
鋁合金車輪的品質(zhì)與很多因素有關(guān),其中與生產(chǎn)工藝的關(guān)聯(lián)性較大。據(jù)介紹,目前國內(nèi)的鋁合金車輪生產(chǎn)企業(yè)主要采用的生產(chǎn)工藝,包括利用毛坯進(jìn)行鑄造、鍛造和復(fù)合生產(chǎn)工藝等幾種,如表5。
一般認(rèn)為,鋁合金車輪與傳統(tǒng)鋼車輪相比具有以下優(yōu)勢:
(1)更美觀。因鋁合金車輪采用鑄造或鍛造成型和高精度精密加工,而且形狀多樣(包括花樣和立體感),因此外觀美觀、靚麗、炫酷,有利于提高整車檔次。首先得到乘用車市場的高度認(rèn)識,在輕型商用車和重型商用車市場的認(rèn)知也在不斷提高。
(2)輕量化。以鍛造鋁車輪為例,一輛3+3 軸半掛列車假設(shè)均配置22.5×9.00 車輪,在滿足同樣使用要求下,采用鍛造鋁車輪比鋼車輪約輕20 kg/只(鋁合金車輪比重約為鋼質(zhì)車輪的1/3),以裝配22 個車輪計算(主車10 只、半掛車12 只),則整車直接減重約440 kg,接近半噸。又據(jù)車輪行業(yè)協(xié)會提供的數(shù)據(jù),如果使用鍛造鋁車輪,省下的重量,一年可省油和延長輪胎使用里程等可使用戶增收6 萬5 450 元。當(dāng)然了,鋁合金車輪的制造成本要比鋼制車輪高出幾倍。對此,用戶在買車和選擇配置時,需要根據(jù)自己的車輛使用情況和使用年限以及一次購買支付能力等因素,來綜合考量。
(3)安全性更高。一般人都可以接受這樣的觀點(diǎn),現(xiàn)在采用先進(jìn)工藝生產(chǎn)的鋁合金車車輪,強(qiáng)度、硬度、安全性等方面,可以滿足絕大部分汽車的使用要求;但如果說,鋁合金車輪的安全性、可靠性,比鋼車輪還要好,估計大多數(shù)人會不信。但事物都得一分為二,具體產(chǎn)品具體分析。有人認(rèn)為,相比鋼制車輪,鍛造鋁合金車輪的可靠性更好、更安全,在受到強(qiáng)烈沖擊或危險路況時,不會碎裂。其提出的證據(jù)是:鍛造鋁車輪的承載力是鋼車輪的5 倍(此數(shù)據(jù),未進(jìn)一步求證),散熱性是鋼車輪的3 倍;因此,與鋼車輪相比,可提高制動系統(tǒng)性能,縮短剎車制動距離4~12 m;而且,由于輪胎在相對低溫狀態(tài)下,磨損可以大幅下降,因此使用鋁車輪大大降低了爆胎率,同時輪胎壽命延長達(dá)26%,使每條輪胎多跑3 萬~5 萬km 不等。
對此,可能還需要以更加有力的證據(jù)加以合適的場合和場景,來說服那些不信的人。在此,筆者只是拋磚引玉。
(4)制造精度較高。由于鋁合金車輪要通過數(shù)控車床加工完成,其圓度、圓柱度以及圓跳動、全跳動,均應(yīng)該比由鋼板卷曲焊接而成的鋼制車輪(有人認(rèn)為,鍛造鋁車輪的圓度小于0.1 mm,而鋼車輪的圓度誤差在1 mm 以上),帶來的車輪的動平衡性幅度和舒適度要好。當(dāng)然,車輪的動平衡性幅度和舒適度,還與“成型尺寸精度相對不高”的輪胎,還有很大關(guān)系。
但,相比鋼制車輪,鋁合金車輪的劣勢還是不容忽視的:
a.鋁合金車輪的強(qiáng)度普遍不如鋼制車輪(尤其是近年用高強(qiáng)鋼生產(chǎn)的鋼制車輪),但鍛造鋁合金車輪的強(qiáng)度抑或高于鋼制車輪。
b.鋁合金車輪生產(chǎn)過程的耗能較大、污染較大。
c.鋁合金車輪的制造成本和價格較高。
d.鋁合金車輪的密度不如鋼車輪好。
從生產(chǎn)與應(yīng)用實(shí)踐看,國內(nèi)鋁合金車輪的品質(zhì)也是存在差異的。
正因?yàn)樯鲜龈鞣N因素,目前鋁合金車輪主要是在乘用車上得到大面積應(yīng)用,有統(tǒng)計稱乘用車裝車率超過70%;而在商用車上的裝車比例還比較小,或在10%~15%。目前鋁合金車輪在商用車上的應(yīng)用,主要是應(yīng)用在部分中高檔客車和中高檔公路牽引車上。
不要以為,表面上看起來都十分光鮮的鋁合金車輪的質(zhì)量都基本是一樣的。由于原材料、制造工藝和品控體系等因素的差別,不同企業(yè)生產(chǎn)的鋁車輪的質(zhì)量是有差別的。即便是都通過了出廠檢驗(yàn),也仍有不同問題出現(xiàn)。下面有一個報告闡述了存在的部分問題。
2018 年3 月10 日鋁合金輪轂網(wǎng)刊登了一篇由王巨光所作的《2017 年中國鋁合金車輪(OEM)質(zhì)量投訴情況綜述》。據(jù)介紹,該《綜述》是根據(jù)《車質(zhì)網(wǎng)》和《汽車投訴網(wǎng)》2017年接到的關(guān)于鋁合金車輪質(zhì)量問題的215 例投訴和抱怨(已剔除同一消費(fèi)者多次投訴的數(shù)據(jù))而作出的;這215 例投訴和抱怨共涉及89 個車型,投訴和抱怨的質(zhì)量問題主要集中在漆膜質(zhì)量、變形、開裂斷裂及動平衡4 個方面。具體情況摘要如下:
(1)漆膜質(zhì)量:共計140 例,占投訴總量的65%。被投訴的乘用車主要集中在中、低端車型上。《綜述》認(rèn)為,鋁合金車輪在使用中之所以出現(xiàn)漆膜質(zhì)量缺陷,原因不外乎2 個:一是產(chǎn)品本身漆膜質(zhì)量有問題,二是消費(fèi)者自身的原因(如使用環(huán)境較差、采用具有腐蝕性的“輪胎光亮劑”等)。
(2)車輪變形、開裂、斷裂:共計74 例,其中關(guān)于變形投訴35 起,占比16%;開裂斷裂投訴39 起,占比18%。這幾類問題在高、中、低端車型上均有反映,但輪緣處單一徑向裂紋問題(圖4)大多存在于中、高端車型。 《綜述》分析認(rèn)為,這么多車輪出現(xiàn)變形、開裂甚至斷裂的原因,一是車輪本身質(zhì)量有缺陷(如結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、厚度不均,2013 年曾有企業(yè)召回1.8 萬輛涉事車輛);二是消費(fèi)者自身的責(zé)任,如過分“折騰”,而高檔車普遍安裝防爆胎(如“泄氣保用輪胎”)和扁平輪胎的做法,也極有可能是產(chǎn)生“輪緣處徑向開裂”的原因。
鋁合金車輪輪緣處的徑向開裂現(xiàn)象,是個例
(3)動平衡:投訴僅1 起?!毒C述》分析認(rèn)為,該例可能是原裝鋁合金車輪上平衡塊過多(車主反映給4S 店),而4S 店裝胎人員又沒有嚴(yán)格按照程序進(jìn)行裝胎,使得車輪和輪胎的不平衡量疊加造成的。
還有一則消息,也反映了品質(zhì)差異。2018 年11 月23—25 日,在由鋁車輪質(zhì)量協(xié)會(CAW)舉辦的全國 2018 年度商用鋁車輪質(zhì)量比武大賽上,參賽的生產(chǎn)企業(yè)按照大賽要求提供了相同規(guī)格、相同參數(shù)的鋁車輪產(chǎn)品,并在同等試驗(yàn)條件下進(jìn)行彎曲測試( 按照GB/T 5909-2009 標(biāo)準(zhǔn),強(qiáng)化系數(shù) S:1.6,載荷 4 125 kg,彎曲力矩32 650 Nm)。結(jié)果,江蘇某企業(yè)產(chǎn)品獲得了該項比武冠軍。分析認(rèn)為,這個大賽雖然不可能全面檢測每項性能指標(biāo)和一次定終身,但或在一定程度上反映了參賽廠家的產(chǎn)品品質(zhì)。S
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鋁合金車輪≠鋁合金輪轂!別再混淆了
圖中紅色剖面部分即為“輪轂”;通過螺栓,其圓盤內(nèi)側(cè)聯(lián)接制動鼓,外側(cè)聯(lián)接車輪;通過花鍵聯(lián)接車軸;通過軸承聯(lián)接橋殼
從現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)來講,汽車車輪是指介于輪胎和車軸(車橋)之間的旋轉(zhuǎn)部件,即用于支撐輪胎和介于輪胎與輪轂之間的部件,也是一個安全部件;按材料分為鋼制車輪和鋁合金車輪。
有人將鋼制車輪俗稱“鋼圈”是可以接受和理解的,但將鋁合金車輪稱為“鋁合金輪轂”則是不合適的,因?yàn)椤拜嗇灐痹谄嚿狭碛兴福狠嗇炇侵钢苯影惭b在車橋上并屬于車橋總成的一個旋轉(zhuǎn)部件,其作用:一是通過螺栓聯(lián)接并固定車輪和制動鼓(盤);二是通過軸承與橋殼相連,三是通過螺栓+軸頭蓋(帶內(nèi)花鍵)與驅(qū)動軸(半軸)相連,所以是一個十分重要的支撐力與傳遞部件。車橋(俗稱車軸)穿入車輪中,通過懸架承受車身重量、通過軸承承受車輪的反作用力,本身是不旋轉(zhuǎn)的。車輪與輪胎組合在一起,統(tǒng)稱為“車輪總成”。汽車上的“備胎”(在路上可以拆換)其實(shí)是以車輪總成的形式存在的。
(劉志峰)
知識之窗
“真空輪胎”真的不存在!別再提了
“真空輪胎”這個詞,在汽車行業(yè)存在有近20 年了,至今仍有人在用,并進(jìn)入搜索引擎的“百科”詞條,甚者還寫入正規(guī)出版的書中,簡直是“誤人子弟”!難道,世界上真的存在“真空輪胎”嗎?答案是:不存在;在語法上完全是一個病句,而本質(zhì)上是嚴(yán)重缺乏物理學(xué)基本常識的表現(xiàn)。首先看看2 個概念,大家就明白了。
(1)真空:是一種物理現(xiàn)象,是一種不存在任何物質(zhì)(包括空氣)的空間狀態(tài)。在“真空”中,聲音因?yàn)闆]有介質(zhì)(如空氣)而無法傳遞,但電磁波的傳遞卻不受真空的影響。事實(shí)上,“真空”系針對大氣而言,當(dāng)一個特定空間內(nèi)的部分物質(zhì)(如空氣、液體等)被排出,使其壓力小于一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,則我們稱此“空間”為真空或真空狀態(tài),并用真空度(負(fù)壓力)來描述它的真空狀態(tài)。這與將空氣(或液體)充入一個特定空間內(nèi)而形成的正壓力,恰恰相反。
(2)無內(nèi)胎輪胎:它是相對過去多年使用的有內(nèi)胎輪胎而言的。有內(nèi)胎輪胎由外胎和內(nèi)胎組成,內(nèi)胎具有密封作用并容納充入的介質(zhì)(如空氣),而外胎沒有密封作用、對內(nèi)胎起到保護(hù)作用;無內(nèi)胎輪胎,則是去掉了內(nèi)胎,只保留了外胎并由外胎與輪輞一起共同承擔(dān)原有內(nèi)胎的儲氣職能。無內(nèi)胎輪胎的出現(xiàn),是輪胎工業(yè)的一次重大革命和技術(shù)飛躍。20 世界90 年代末期,國內(nèi)開始嘗試使用無內(nèi)胎輪胎,那時只有少數(shù)人能夠接受,并鬧出很多用戶在買了裝備無內(nèi)胎輪胎的汽車后竟然要求汽車廠換成有內(nèi)胎輪胎的事情;而此時,即開始有人把“掏空”內(nèi)胎的無內(nèi)胎輪胎,稱作“真空胎”,這個錯犯的還真是很久了。
看完這2個概念,還有誰會說無內(nèi)胎輪胎可以稱作“真空輪胎”呢?即使顧名思義,“真空”即缺少空氣或沒有空氣,這樣的“真空輪胎”豈不成了癟了的撒完氣的輪胎?那還怎么可能支撐汽車行走呢?
(肖獻(xiàn)法)