行车最重要的零件之一，居然是这样发展过来的！

从“车”出现开始，车轮就一直扮演着一个重要的角色。早期的板车或者马车，车轮基本上是全木制。自从橡胶轮胎发明以后，车胎和轮圈的作用就分家。对于汽车来说，很多人都将注意力集中在轮胎，实际上轮圈的作用也是非常重要，包括支撑车体，汽车加速和减速也离不开轮圈。随着汽车的发展，轮圈也在不断发展去适应当时汽车的性能需求。其中，轮圈使用的材料也是非常重要的一环，我们看看从以往到现在，轮圈的材质在发生着怎样的转变。

  木质轮圈  

最早的汽车是从马车演化过来的。由于金属制造工艺的不成熟，轮圈和马车的做法一样，都是使用木质的辐条“拼”起来的。最早期的木质轮圈是使用全木结构。而随着金属加工业的发展，逐渐发展成“木铁结合”。轮圈外框的部分和轴头使用铁制品，而中间的辐条则沿用木质。不过由于辐条的造型大小、安装的精准度和同心度均影响轮圈的行驶质量，因此当时的轮圈更多是由技术深厚的老师傅制造。

木质轮圈在当时是基于传统马车的做法。由于严重依赖手工，因此产量非常少，次品率也高。不过由于当时的汽车尚不普及，只是达官贵人的交通工具，因此这种木质轮圈的做法也能够符合当时的轮圈需求。木质轮圈遇到碰撞容易损坏，承重力差，随着汽车的重量逐渐加大，木质轮圈就很快退出了历史舞台。

钢制轮圈

随着汽车的发展，对于舒适性和安全性也更重视。因此其外观再也不是以前那种马车式的全敞开车身，而是变成了钢制的封闭式车身。全钢制车身相比以前的车型重量更大了，木质轮圈的承重能力不足，因此厂家开发出了钢制的车轮。

钢制车轮最早的制造形式是仿照自行车轮圈的多重钢丝辐条设计。轮圈框体依然是采用钢板冲压卷制，中间的木质辐条则以钢线以交错方式和中心轴头连接。由于中间轮辐部分变成了金属，因此承重能力有了很大的提升，同时耐用性也获得提高，重量也比木质的轻不少。不过由于这种编织的方式依然依赖人手来制造，所以产量依然不高，只能够在一些豪华车或者跑车上使用。由于这种轮圈的外观非常复古优雅，现代依然有厂商以新技术仿照这种复古的外形。

随着金属加工技术特别是冲压技术的发展，一种新型的轮圈生产方式也在诞生，就是中间轮辋的部分用钢板冲压成带凹凸造型的碗状“圆饼”来代替原来的金属编织辐条，再通过焊接的方式和轮圈外框连接在一起，成为一个高刚性的整体。

使用这种冲压制造的方式成本低廉、人力依赖低，生产快速，非常适应工业的大规模生产。而且由于力学性能比较好，整体较坚固，因此广受一些载重车和民用车的欢迎。这种钢制轮圈直到现在也有很多廉价的汽车和载重车辆在使用，生命力极强。

不过，这类钢制轮圈也并不是完美的。由于使用全钢制造，重量比较大，对于汽车的动力和油耗都有影响。生产方式主要是分件焊接，一体性稍差震动较大。外形单一，选择性少。而且铁的导热性不算很好，对于刹车散热没有太大的帮助作用。刚性不足，毕竟容易在颠簸碰撞时发生变形。因此逐渐被铝合金轮圈抢占了大部分的民用小车的市场份额。

现在使用铁制轮圈的更多是商用车辆。不过现在不少的卡车和巴士也开始使用生产成本更低的锻铝轮圈，铁轮圈将会在未来有可能退出历史舞台。

铝合金轮圈

铝合金轮圈顾名思义材质主要是铝合金。现代的铝合金轮圈大多使用锻造和铸造两种方式。现代大部分的轮圈都是用一体式设计，一些特殊需求的轮圈则会使用双片或者三片式，用螺栓固定。

相比于传统的钢制轮圈，其密度比较低，轻量化效果好，对于动力、油耗、舒适性和操控性等都有不错的表现。同时刚性比较高，能够在行驶时保持正圆，降低震动。铝合金的导热率是铁的三倍，能够在行驶时更有效降低刹车和轮胎的温度。加上由于生产方式的灵活性，铝合金轮圈的外形可以有更讲究的设计，更适合现代人对汽车的审美需求。

不过，铝合金轮圈也有自己的一些缺点。从成本角度来说，铝合金轮圈普遍会比钢制轮圈高。另外，由于刚性更高，所以韧性更低。在遇到大碰撞时，钢制轮圈会发生变形，事后可以修复。但铝合金轮圈更多的会发生碎裂，事故后是不能进行修复只能整体更换。不过瑕不掩瑜，铝合金轮圈的优点远大于缺点，因此现在已经成为了汽车主流配置。

镁铝合金轮圈

镁铝合金轮圈，就是指在传统的铝合金轮圈里面加入了镁元素。实际上最早的镁轮圈是采用纯镁材质铸造，由于重量比铝合金更轻、刚性非常高，当时很流行用来做赛车轮圈。但是由于镁的性质非常活泼，很容易氧化而影响其性质。而且在高温下容易发生氧化，国内就有使用锻镁轮圈进行场地赛时，轮圈发生爆裂的情况。

同时刚性大脆性也大，受到碰撞会很容易碎裂。关键是镁虽然不容易在空气中自燃，但却很容易被引燃。（1955年，以镁合金作为管状车架制造原料的奔驰300SLR赛车在勒芒赛事中冲入观众席起火燃烧，镁加速了燃烧的状况，导致83人死亡，120人受伤，随后奔驰退出赛车运动）。同时，镁的制造成本也非常高，也限制了其使用率。

后来，科学家发现镁和铝的合金能够在保持镁本身密度低刚性高的优势以外，也能够让其活泼的化学性质降低，大幅降低燃烧的危险性。因此镁以合金的方式重新回到了汽车工业的怀抱。除了发动机部分会使用到镁元素以外，镁合金轮圈也是一些高性能车和赛车的挚爱。世界上首台使用镁合金轮圈的量产车型就是法拉利308GTB，而保时捷也很喜爱镁合金轮圈，包括959和Carrera GT也是使用原装的镁铝合金轮圈。

现在包括F1赛车上的锻造镁铝合金轮圈，尺寸最大的重量只有4KG左右。科普一下，现在有能力制造性能极高的F1轮圈的品牌，除了传统的Enkei、BBS、OZ等，还有中国的中信戴卡也名列于此。

当然，除了四轮汽车以外，在性能摩托车领域，镁铝合金轮圈则是普及率比较高了。

碳纤维轮圈

由于轮圈的重量对于汽车的操控性、动力性和舒适性有极大的影响，因此不少超跑的生产商都在寻求一个更好的解决方式。在尝试了各种金属以外，碳纤维也进入了他们的实现。这种用碳纤维丝编织出来的碳布，经过特定的排列组合和加工处理后，有不亚于金属的刚性和弹性，同时也极度轻量化。随着碳纤维加工业的不断成熟，开始有超跑品牌使用碳纤维作为轮圈制造的又一种新型材料。

碳纤维轮圈的制造主要使用碳纤维预浸布。只要在模具中以一定的规则覆盖多层碳纤维布，之后经过高温高压的处理，这些碳纤维布就会变成一个刚性非常高的壳体，这就是我们俗称的干式碳纤维。这种方式制造出来的轮圈拥有刚性高重量轻的优点，而且受热不会软化变形，在机械性能上比传统的金属材质更好。

不过碳纤维轮圈对于碳纤维布本身的质量和制造设备的要求非常高，这类编织制品密度并不均匀，而且其受力有指向性，因此对于制造工艺相当考究。加工过程中容易产生应力变形，导致成品率比较低。导热效果不好，不能协助刹车进行降温，碰撞后也无法修复只能整个换新。

从碳纤维开发使用了这么多年，直到2008年才出现世界第一款民用化的量产全碳纤维轮圈。现在也只有福特野马GT350R、福特GT和柯尼塞格Agera RS、ONE：1碳纤维轮圈提供选装，而且价格极度昂贵，将近要20万人民币一条。现在也有一些轮圈品牌推出“半碳纤维轮圈”，就是外圈用碳纤维，轮辐用锻造铝合金的组合形式，价格稍微会更亲民一些。

总结

可以说，汽车轮圈的发展是随着汽车发展和材料加工工艺的发展而不断变化。从最初的满足行车需求，已经慢慢向着性能和个性化发展。随着智能汽车的进一步发展，自动驾驶汽车的研发，可能以后的汽车将会使用球形轮胎。那到时候的轮圈又会是怎么样的呢？下一期，我们我大家聊一下，究竟轮圈的制造工艺又有哪几种，我们改装轮圈又要选择哪一种呢？

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