2009年，全球經(jīng)濟陷入底谷，中國車市在面臨世界金融危機，全球市場普遍低迷的情況下，實現(xiàn)產(chǎn)銷高速增長。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2009年我國汽車產(chǎn)銷量分別達到1379.10萬輛和1364.48萬輛，同比大增48.30%和46.15%，并首次超越美國成為世界第一大汽車產(chǎn)銷國。與此同時，伴隨著汽車產(chǎn)銷量的大幅增長，我國民用汽車保有量也同步大幅增長，據(jù)《中華人民共和國2009年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示，2009年末，全國民用汽車保有量達到7619萬輛(包括三輪汽車和低速貨車1331萬輛)，比上年末增長17.8%，其中民用轎車保有量3136萬輛，增長28.6%。

　　隨著汽車保有量的大幅增長，車用能源的消耗占整個石油消耗量的比重也日益加大。據(jù)統(tǒng)計，2008年我國車用燃油(汽油和柴油)的消耗量占總石油消耗的比例已從2000年的17.8%增長到33%左右，已接近三分之一，可以想像，2009、2010年這一比例還會不斷增高。另據(jù)中國石油和化學工業(yè)協(xié)會年初統(tǒng)計顯示，2009年我國石油凈進口量21888.5萬噸，石油表觀消費量40837.5萬噸;原油凈進口量19862.0萬噸，原油表觀消費量38810.9萬噸。2009年我國石油和原油對外依存度雙破51%，2009年石油進口依存度達到53.6%，原油進口依存度達到52.5%。由此分析顯見，汽車行業(yè)的節(jié)能減排對于中國來說，顯得尤為緊迫而重要。

　　1、輪胎與節(jié)能減排

　　長期來，人們對于汽車節(jié)能減排的期望，始終將目光主要投向發(fā)動機的技術改進更新，卻很少注意輪胎。其實，小小輪胎中蘊含著節(jié)能減排的無限潛力。近年來，國內(nèi)外主要的輪胎品牌傳遞出共同的聲音：輪胎也能節(jié)油和減少排放。根據(jù)實驗測定，一輛轎車以100公里/小時速度行駛時，消耗于克服輪胎滾動阻力的燃油消耗約占汽車總油耗的20%;一輛載重汽車則可以達到30%或更高。也就是說，汽車燃油消耗的五分之一以上與輪胎有關。換言之，對轎車來說，相當于每加5次油，就有一次是完全為了輪胎而加的;而對載重汽車來說，每加3次油，就有一次是完全為了輪胎而加的。

　　眾所周知，汽車燃油經(jīng)濟性如今不再是普通的技術指標，其已成為世界各國對汽車實施監(jiān)控的重要依據(jù)。據(jù)測定，輪胎滾動阻力每降低7%，便可使汽車燃油消耗降低1%，同時也可大幅降低CO2排放量。另據(jù)數(shù)據(jù)檢測，目前輪胎摩擦生熱過程中釋放出的CO2已占全球礦物燃料釋放的溫室氣體的3%。由此可見輪胎的技術升級對于汽車乃至全球節(jié)能減排的重要性。

　　2009年3月，歐洲議會就是否從2011年開始強制在所有新車上使用節(jié)能輪胎舉行過一次投票。當年4月27日，歐洲議會在斯特拉斯堡通過了一項決議，從2012年開始，輪胎制造商必須在輪胎上標明其燃油效率、濕抓著力和滾動噪聲。所有輪胎必須按照制度進行分級，性能最佳的為A級，性能最差的為G級。決議一推出，輪胎行業(yè)上游橡膠供應商朗盛公司即表示歡迎，這意味著輪胎燃油效率、安全性和環(huán)境影響已成為消費者關注和下游整車制造商市場決策的重要砝碼。

　　2009年12月7日至18日，聯(lián)合國氣候變化大會第十五次締約方會議在哥本哈根召開。雖然此次大會最終未達成約束性協(xié)議，但有關代表提出了“2020年前所有車型的二氧化碳平均排放量至少降低25%”的強烈呼聲。

　　事實上，無論對于F1賽車手，還是普通轎車或卡車的駕駛者，輪胎與各種路面之間完美的相互作用都至關重要。輪胎生產(chǎn)商們，不得不進行一項錯綜復雜的“三角平衡”。這是指輪胎的濕地附著力(指潮濕路面的抓地力)、抗磨損能力和滾動阻力之間的平衡。在干燥和潮濕的路面擁有足夠的抓地力絕對非常必要，專門設計的外部幾何形狀可以避免輪胎在雪地路面上打滑。輪胎的設計既要能保證司機以相對較高的速度安全地通過轉彎，但同時輪胎也不應與瀝青路面“粘”力過強，過高的附著力將增加滾動阻力，這將意味更高的油耗和輪胎更快的磨損。

　　現(xiàn)代輪胎胎面的主要材料仍是橡膠化合物，向橡膠里添加不同的添加劑，則會使輪胎呈現(xiàn)不同的性能。只有達到“三角平衡”的輪胎才能得到最好的節(jié)能效果。這依賴于化學和物理等多學科之間的緊密合作。

　　2、輪胎的發(fā)展及綠色輪胎的出現(xiàn)

　　1946年,子午線輪胎的出現(xiàn)將汽車傳統(tǒng)斜交胎的滾動阻力一下子減少了20%，而從上世紀90年代開始出現(xiàn)的“綠色”輪胎，在子午線輪胎的基礎上又進一步降低了滾動阻力。

　　1992年，米其林輪胎在世界上首次將硅原料整合到橡膠配方中，汽車能源消耗由此得到了大幅的降低。這是綠色輪胎概念首次出現(xiàn)在人們的視野中。綠色輪胎也稱環(huán)?；虻臀廴据喬?，是指在輪胎的配方中采用新型原料，從而降低輪胎的滾動阻力、減少油耗，達到減少汽車二氧化碳排放的環(huán)保效應。綠色輪胎降低滾動阻力的主要措施是使用防滑性好的、滾動阻力低的溶聚丁苯膠(SSBR)，同時配合以白炭黑為主的填料體系。與同規(guī)格的子午線輪胎相比，綠色輪胎一般可降低滾動阻力26%左右，節(jié)油約3%～8%，同時又可將耐磨耗、低噪音、干濕路面抓著力等性能保持在較好的水平上。

　　2.1 綠色輪胎的主要優(yōu)點

　　(1)高環(huán)保性

　　傳統(tǒng)斜交輪胎和子午線輪胎由于添加了有致癌作用的橡膠配合劑，它們隨著胎面磨損散發(fā)在空氣中，嚴重污染了環(huán)境，同時世界上每年有數(shù)億條輪胎被廢棄，它們不但占據(jù)大量空間，而且難以分解，對環(huán)境造成了極大威脅，被人們稱為“黑色污染”。隨著人們環(huán)保意識的不斷提高，在繼續(xù)努力降低滾動阻力的同時，已開始重視使用不污染環(huán)境的材料制造輪胎，而且努力延長輪胎的行駛里程，以減少廢舊輪胎的數(shù)量。在大量的汽車使用綠色輪胎以后，對節(jié)油和減少污染產(chǎn)生巨大作用。綠色輪胎的廣泛應用將為全球每年節(jié)省數(shù)百萬桶石油，并顯著減少CO2排放量。

　　(2)節(jié)能

　　習慣使用的斜交輪胎和子午線輪胎是以標準的合成橡膠和天然橡膠制成的，在汽車行駛溫度升高的條件下，其防護材料的結構和性能都發(fā)生改變，同時車輪滾動的阻力也在增加。綠色輪胎與上述普通輪胎相比，不僅減輕了輪胎重量，更減少了復合材料的能耗(滯后損失)。所以，綠色輪胎與同等規(guī)格的普通輪胎相比，滾動阻力可以大大降低，隨之使汽車燃料消耗和CO2排放量也大幅下降。此外，其他性能如耐磨耗、噪音、干濕路面抓著力等也均保持良好水平。

　　(3)高安全性

　　綠色輪胎通過優(yōu)化胎體設計，以絕佳的彈性胎面改進汽車在光滑路面的抓地性能，使駕駛更平穩(wěn)、制動距離更短，大大提高了駕駛安全性。研究證明，綠色輪胎產(chǎn)生的摩擦力可以減少汽車在濕滑或結冰路面上15%的剎車距離，使汽車的冬季駕駛性能提高10%～15%。這對減少事故率和人員傷亡有著重大的意義。

　　2.2 綠色輪胎的結構設計

　　(1)胎體結構子午化、無內(nèi)胎化、扁平化和輕量化

　　輪胎結構大體可分為兩種，即子午線結構和斜交結構。子午線結構與斜交結構的根本區(qū)別在于胎體。胎體是輪胎的基礎，它是由簾線組成的層狀結構。子午線胎體層上部有簾線為周向排列的帶束層，這種結構使簾線強度能夠得到充分利用，故子午線胎的簾布層數(shù)比斜交輪胎少40%-50%。

　　從設計上講，斜交輪胎有很多局限性，由于斜交輪胎交叉排列的簾線強烈摩擦，使胎體容易生熱，而且加速胎面花紋磨耗，其簾線布局也不能很好地提供優(yōu)良的操縱性能和乘坐舒適性;而子午線輪胎的鋼絲帶束層則有較好的柔韌性以適應路面的不規(guī)則沖擊，且經(jīng)久耐用。它的簾布層結構還意味著在行駛中有小得多的摩擦，從而獲得較長的胎面壽命和較好的燃油經(jīng)濟性。

　　子午線輪胎結構的另一優(yōu)點是使得輪胎無內(nèi)胎化成為可能。無內(nèi)胎輪胎有一個公認優(yōu)點，當輪胎被扎破后，不是像有內(nèi)胎的輪胎(普通的斜交胎是有內(nèi)胎的)那樣爆裂，而是在一段時間內(nèi)保持氣壓，從而提高了安全性。

　　由于子午線輪胎胎體的特殊結構，使得在行駛中輪胎的路面抓力大、效果好，裝有子午線輪胎的汽車與裝有斜交輪胎的汽車相比，其耐磨性可提高50%-100%，滾動阻力降低20%-30%，可以節(jié)約油耗約3%-8%。也正因為這樣，同樣車型選用子午線輪胎比選用斜交輪胎操縱性更好，駕駛舒適性更強。

　　總而言之，子午化、無內(nèi)胎化、扁平化和輕量化是輪胎結構設計發(fā)展的方向，也是綠色輪胎的首選。

　　(2)胎面

　　胎面半徑增大時，可降低輪胎的滾動阻力。這是因為胎面半徑增大時輪胎產(chǎn)生平面接地屈撓變形，使因輪胎斷面方向的屈撓變形所產(chǎn)生的應變能變小的緣故。也就是說，滾動阻力隨著胎面半徑的增大而減小，這主要得益于胎冠部和帶束層能量損失減小。今天綠色輪胎胎面結構依然朝這一方向發(fā)展：

　　a)雙層胎面

　　雙層胎面輪胎具有高速、穩(wěn)定、耐磨及生熱低等優(yōu)點，一般是由胎面和胎面基部兩部分構成，其胎面與胎面基部膠具有不同的動態(tài)模量和模量比(tanδ)。

　　b)發(fā)泡胎面

　　發(fā)泡胎面是由發(fā)泡橡膠制成的，除胎面膠的一般成份外，還含有結晶型1，2-聚丁二烯(粉末狀，平均粒徑為60 nm)，再配合發(fā)泡劑、抗氧劑等其他助劑。試驗表明，使用發(fā)泡胎面制備的輪胎在干、濕路面上特別是在冰面上具有良好的制動和牽引性能，即使在炎熱的夏季也完全能夠保持駕駛穩(wěn)定性、耐久性和低油耗，因此是綠色輪胎胎面膠的發(fā)展方向。

　　2.3 綠色輪胎的材料

　　前面已經(jīng)談到，綠色輪胎的材料秘籍主要就是含硅配方，即在橡膠配方中添加含硅石，業(yè)內(nèi)稱白炭黑。但橡膠和硅石無法直接結合，還需要一些其他添加劑，如有機硅烷。添加了白炭黑和有機硅烷的輪胎抗?jié)窕芰茫瑵L動阻力小，而且一般的炭黑填料輪胎在高速行駛中會產(chǎn)生很多熱量，而添加白炭黑則會降低輪胎生熱。

　　德固賽公司一直致力于開發(fā)減少輪胎滾動阻力的硅橡膠，米其林、固特異、橫濱輪胎等輪胎企業(yè)都是其重要的商業(yè)合作伙伴。上世紀90年代，開發(fā)出硅石/硅烷技術的德固賽公司首先在歐洲市場推出輪胎用硅膠。今天，歐洲幾乎每一輛汽車都安裝了含有硅石的胎面輪胎。如今硅膠的配方仍然在不斷改進，輪胎的節(jié)能性能也在不斷提高，越來越多的原料生產(chǎn)企業(yè)瞄準了這一塊市場。

　　另一家重要的輪胎橡膠供應商朗盛公司也在開發(fā)不同特性的橡膠化合物，他們研究的重點是如何在輪胎胎面中更加巧妙地使用硅填料。使得既減少滾動阻力，又能提高濕抓著力——一句話，盡可能縮短制動距離，從而延長使用壽命。

       (未完待續(xù))