
根据多年经验,圆形车轮最核心的优势就是能让车辆保持稳定的行驶状态。车轮在滚动时,圆心到地面的距离始终保持不变,这个距离就是我们常说的“滚动半径”。正是因为这个半径恒定,车身才不会在行驶中上下颠簸,乘客坐着才舒服。要是换成方形或者三角形的车轮,车轮转动时中心到地面的距离忽大忽小,车子就会像坐过山车一样颠得厉害,别说开车了,坐都坐不住。我见过有些改装爱好者尝试过非圆形的概念车轮,但实际开起来根本没法保持直线行驶,稳定性差得离谱。
从物理角度来说,圆形车轮能把滑动摩擦变成滚动摩擦,这可是减少阻力的关键。根据经验,滚动摩擦的阻力通常只有滑动摩擦的1/20到1/30,这意味着发动机不需要输出那么大的动力就能让车子跑起来,油耗自然也会降低。你想想,如果车轮是方形的,每次转动都会有一个边“刮”着地面,那得费多大劲才能推动车子啊?现在的汽车轮胎都是圆形的,胎面还设计有花纹,既能减少滚动阻力,又能增加抓地力,这都是经过无数次实验验证的最优解。
汽车工业发展了这么多年,圆形车轮的制造工艺已经非常成熟了。无论是钢制轮毂还是铝合金轮毂,圆形的设计都更容易通过铸造、锻造等工艺批量生产,成本也相对较低。而且,圆形车轮的维修保养也更方便,比如我们常说的“动平衡”和“四轮定位”,都是基于圆形车轮的特性来进行的。要是车轮不是圆形的,动平衡根本没法做,车子跑起来就会抖动。我之前遇到过一位车主,他的车轮因为撞击变形了,虽然还是圆形,但已经不规整了,结果开起来方向盘抖得厉害,做了好几次动平衡都没用,最后只能换轮毂。这也从侧面说明,圆形车轮的规整性有多重要。
汽车的重量最终都会通过车轮传递到地面,圆形车轮的受力更均匀,能承受更大的载荷。轮毂的中心有一个轴头,车轮通过轴承固定在轴头上,圆形的设计能让车轮的各个部位均匀受力,不容易变形。要是换成其他形状的车轮,受力点就会集中在某几个地方,很容易因为承受不住重量而损坏。比如货车的车轮,每天都要拉好几吨的货物,要是车轮不是圆形的,根本撑不了多久。
现在的汽车越来越注重空气动力学设计,圆形车轮也在其中发挥了作用。车轮转动时,圆形的轮廓能减少空气阻力,让车子跑得更快更省油。要是车轮是方形的,转动时会产生很大的风阻,不仅影响车速,还会增加油耗。有些高端车型的轮毂还会设计成流线型的样式,进一步优化空气动力学性能,这都是在圆形的基础上进行的改进。