我们曾经在2017年和2020年对各品牌乘用车铝合金轮毂的质量投诉各做过一次抽样调查，发现两次相隔两年的调查结果中都有一个共同的问题，就是奔驰和宝马铝合金轮毂在轮缘开裂的投诉中占比非常高。

    在2020年的抽样调查中，共采样283例，涉及车型115个，问题主要集中在铝合金轮毂漆膜质量、变形、轮缘开裂、轮辋断裂这几个方面，其中轮缘开裂现象34例，占全部投诉的12%。在抽样的283例投诉中涉及奔驰、宝马的投诉分别是25例和16例，其中铝合金轮毂轮缘开裂的投诉分别为18例和10例。

    从比例上看，奔驰宝马两个品牌合计的铝合金轮毂质量问题投诉占全部抽样的15%，但在铝合金轮毂轮缘开裂的投诉总量中，两个品牌合计占比却达到了82%！这确实有点出人预料，真没想到像奔驰、宝马这种浓眉大眼的家伙也叛变“革命”了。

    那么铝合金轮毂轮缘开裂是怎么产生的呢？我们知道金属材料都是有一定弹性的，A356或者6061铝合金也不例外，负载下的铝合金轮毂严格来说并不是一个标准的圆形而是一个椭圆形，随着车辆的行驶车轮的转动，轮缘上的每一个点都是处在一个交变弯曲应力作用下的状态，当这个应力值超过材料在对称循环下的持久极限，随着应力循环次数的增加，达到该合金材料在该应力值下的疲劳极限时，轮缘就会出现疲劳裂纹，哪怕这个裂纹是极其微小的，这个位置也会出现应力集中的现象，随后裂纹会迅速扩大，当裂纹深入到胎圈座后，就会出现漏气、胎压下降的情况。当然，铝合金轮毂的疲劳极限与其自身状态和所处工作条件有关，轮子的自有状态包括轮子各项尺寸、轮辐造型、应力集中、表面加工质量和表面强化处理等因素；轮子的工作条件包括载荷特性、介质和温度等因素，其中载荷特性包括应力状态、循环特征、加载序和载荷率等。由于现在大部分铝合金轮毂都是正偏距，所以轮毂正面轮缘变形量较小，内侧轮缘变形量相对较大，因此轮缘开裂现象大部分应该出现在轮毂内侧，事实证明实际情况也确实如此。以上就是铝合金轮毂轮缘部位产生疲劳裂纹的机理。

    当我们大致了解了轮缘开裂的产生过程之后不禁会问，既然铝合金轮毂的轮缘都有出现疲劳断裂的可能，那为什么这种现象会如此集中的出现在中高端车型，特别是以严谨著称于世的奔驰和宝马的品牌车上呢？

    前面已经讲过，铝合金轮毂的疲劳极限与其自身状态和所处工作环境有关。首先我们先看一下铝合金轮毂自身状态。铝合金轮毂是一个非常成熟的产品，尤其是OEM产品，它从设计开发之初到生产制造检验及最后的安装，针对整个过程汽车制造商们早已形成了一套完整的、相对科学且行之有效的工作程序。至于我们铝合金轮毂产品自身状态所涉及的具体工艺参数，诸如轮子的各项尺寸、轮辐造型、应力集中、表面加工质量和表面强化处理等要素，都是要通过整车厂的这个程序及程序下的相关标准反复论证和验证后才能确定的。所以说，轮缘开裂问题即便是出自轮子的自身状态，那么根源也不应该是在生产环节，而是在这个程序下制定的产品标准。之所以这么说，一个重要的旁证就是在类似的程序下生产出来的其它品牌车辆的铝合金轮毂很少出现这种轮缘开裂的问题，而在这方面奔驰宝马没有理由做的比别的厂家更差，况且生产制造奔驰宝马轮子的轮毂厂一般也都在同一条生产线上同时生产着其他品牌机动车的铝合金轮毂，为什么别人的轮子都好好的，就奔驰宝马等高档车的铝合金轮毂开裂的机率这么大呢？

    下面我们再看一下车轮的工作条件。与其它品牌和中低档次的乘用车相比，在诸多工作条件的因素中，我们发现轮缘开裂的包括奔驰宝马在内的中高档车型铝合金轮毂与众不同的唯一要素就是与之配套的轮胎，这些出了问题的高档车型或是装配了“泄气保用轮胎”，或是采用了扁平比低的轮胎。“泄气保用轮胎”也就是俗称的防爆胎，英文全称RUN STABILITY CONTROL，简称RSC，BMW和MINI汽车全系标配，其他品牌仅在高端车型上装配。RSC的设计原理是利用加强的侧壁提供支撑，使得轮胎在泄气的情况下，依然能够保证车辆以80公里/小时的车速行驶80公里。由于RSC的轮胎壁刚性高于普通轮胎，因此对于来自路面与轮子碰撞产生的冲击力来说，其缓冲、吸收的能力要远低于普通轮胎。同样的道理，低扁平比的普通轮胎也就是俗称的“扁平胎”，虽然轮胎壁没有防爆胎那么坚实，但为了保证行车的安全性也相应加强了胎壁的支撑，安装了扁平胎的铝合金轮毂也同样遭受着比安装普通胎轮毂高的多的冲击负荷。

    所以综上所述，我们非常有理由怀疑防爆胎和扁平胎的使用与这种轮缘频繁开裂的现象有高度的关联性。进一步来说，就是目前车企执行的有关于车轮的实验检测标准，都是基于理想状态下的路况制定出来的，可能低估了某些地区实际路况的恶劣程度，当铝合金轮毂在使用正常扁平比的轮胎时，轮胎的弹性可以缓冲部分来自恶劣路面的冲击力，使得铝合金轮毂轮缘上所承受的应力值没有超过材料在对称循环下的持久极限，所以疲劳断裂的情况就很少或根本不会发生；而当铝合金轮毂配装了“泄气保用轮胎”或“扁平胎”后，由于缺少了一定的缓冲保护，铝合金轮毂轮缘所承受的应力就有可能会出现超出材料本身在对称循环下的持久极限的情况，当量变累积到足以质变时，不幸的事情就自然发生了。但即使是这样，RSC轮胎和扁平胎的使用也只是铝合金轮毂开裂的诱因，其问题的根本应该是整车厂对于铝合金轮毂的实验检测标准没有与时俱进，实验检测项目不完善。

目前业内对于铝合金轮毂轮缘开裂的现象还有一种说法，说是RSC轮胎要按照轮胎制造商的要求配套使用专用的EH2轮毂或者EH2+轮毂。虽然我们没有轮缘开裂轮毂中是否也有EH2或者EH2+轮毂的数据，但经多方咨询发现EH2、EH2+轮毂的功能主要是防止RSC在胎压低至零压的情况下轮胎不至于从轮毂上脱落，而在预防轮缘开裂方面并无特别之处。况且不同品牌RSC轮胎对是否必须配套使用EH2或者EH2+轮毂的态度也各不相同，所以使用EH2或者EH2+轮毂并不是铝合金轮毂轮缘开裂问题的解决之道。

    那么到底该如何面对这个轮缘频繁开裂的问题呢？我们认为整车厂应该适时调整铝合金轮毂的实验检测标准，并增加相关的实验检测项目。

    首先，要通过对比实验来验证RSC以及不同扁平比轮胎与铝合金轮毂轮缘开裂的关联性。具体做法就是要引入“径向冲击疲劳实验”，模拟车辆在不规则“恶劣”路况下行驶铝合金车轮的工作条件。如果实验结果证实了我们的猜测，那么下一步就要修改相应的试验标准和实验项目。只要标准制定了，剩下的就可以交给市场，自然会有新的工艺，甚至新材料等等来满足新的规则。

    另外，我们在此也向整车厂们提个建议，对于普通乘用车的轮子，请不要再无休止的追求大尺寸化了，生产制造更大直径的铝合金轮毂，第一，会增加经营成本，这与当前全球化的低碳经济方向背道而驰；第二，轮子直径增大，只能向轮胎要空间，轮胎的扁平化就会越来越严重。受实际路况的制约，其实低扁平比轮胎除了美观外，其它的优点根本体现不出来，相反还会放大缺点，同时也增加了铝合金轮毂轮缘开裂的风险。而对于那些有大尺寸车轮需求的市场，整车厂可以考虑通过选配的方式来解决，亦或完全交给售后市场来满足这部分需求。

    总之，奔驰宝马们的铝合金轮毂开裂现象已经超出了人们能普遍接受的比例，如果把原因都归罪于驾驶者的不当使用是不公平的，与其它品牌乘用车的用户相比，难道奔驰宝马们客户群体的驾驶习惯真有那么不专业吗？

王巨光 2021年6月7日星期一 于旅途中