什么是綠色輪胎
輪胎是汽車重要磨損部件之一,從汽車行業(yè)節(jié)能減排的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,輪胎本身就是一種污染源:其一,轎車20%的燃油被消耗在了抵消輪胎滾動(dòng)阻力消耗上,卡車甚至能達(dá)到30%以上。其次,輪胎的快速消耗和磨損是高效橡膠利用的頭號(hào)敵人。另外,廢舊輪胎的處理再生也會(huì)大大提高碳排放量。根據(jù)國(guó)際能源署的數(shù)據(jù),目前全球汽車保有量8.3億輛,其所排放的二氧化碳占全球二氧化碳總排放量的18%。世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會(huì)則預(yù)計(jì),到2030年,汽車排放的二氧化碳排放量將翻一番。
因此,輪胎生產(chǎn)商們不約而同的在輪胎上打起了主意。所謂綠色輪胎是指由于應(yīng)用新材質(zhì)和設(shè)計(jì),而導(dǎo)致滾動(dòng)阻力小,因而耗油低、廢氣排放少的子午線輪胎。使用綠色輪胎就可以有效降低汽車行駛時(shí)的能量消耗,從而達(dá)到省油的目的。
綠色輪胎如何節(jié)能
新型材料
傳統(tǒng)輪胎曾使用過(guò)天然橡膠,但其耐熱氧老化、耐臭氧化和抗紫外線性都較差,限制了它的應(yīng)用。而在經(jīng)過(guò)化學(xué)改良以后得到的環(huán)氧化天然橡膠(ENR)具有更加優(yōu)異的性能,如優(yōu)良的氣密性、黏合性、耐濕滑性和良好的耐油性。再加入炭黑以后其耐磨性則會(huì)得到極大提升,是綠色輪胎的理想材料。
另外,目前研究得最多的是甲基丙烯酸甲酯(MMA)與天然橡膠接枝共聚,特點(diǎn)是伸長(zhǎng)率大,硬度高,具有良好的抗沖擊性能、耐屈撓龜裂、動(dòng)態(tài)疲勞性能、黏合性和較好的可填充性。聚異戊二烯橡膠與天然橡膠、丁苯橡膠、聚丁二烯橡膠并用可使胎面膠具有良好的滾動(dòng)阻力與濕路抓著力綜合平衡性能。據(jù)介紹,采用新新化學(xué)工藝制造的轎車和輕型載重半鋼子午胎,能獲得良好綜合行駛性能,而且百公里油耗試驗(yàn)燃油消耗降低2.5%左右的效果。
優(yōu)化物理設(shè)計(jì)
1.重量
減小輪胎質(zhì)量是降低輪胎滾動(dòng)阻力最快速、最有效的方法。為了保證輪胎質(zhì)量小,在確保輪胎使用性能的前提下,可以采用最小的部件厚度。采用輕質(zhì)材料制造各輪胎部件也是減小輪胎質(zhì)量的一種有效方法,采用芳綸帶束層替代鋼絲帶束層就是一個(gè)明顯的例子。
降低輪胎滾動(dòng)阻力的第二種方法是減小輪胎材料的能量損失。聚酯簾線的滯后損失較大,但經(jīng)過(guò)合適的改良后,有可能推出較小滯后損失的品種。
2.結(jié)構(gòu)
看似簡(jiǎn)單的輪胎有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu),輪胎廠商通過(guò)研究,將結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化可以大幅提升輪胎的性能,例如目前的缺氣保用輪胎就是通過(guò)對(duì)胎壁的加強(qiáng)來(lái)保證輪胎泄氣以后仍能支撐車輛行駛一段距離。普利司通的第3代可缺氣行駛輪胎則通過(guò)技術(shù)改良大幅減少爆胎行駛時(shí)因輪胎胎側(cè)部位屈撓運(yùn)動(dòng)加大而產(chǎn)生的熱量,通過(guò)控制熱量確保了缺氣行駛時(shí)的耐久性能,使提高胎側(cè)部位的柔軟度成為可能,從而實(shí)現(xiàn)了舒適性的改進(jìn)。
3.花紋
輪胎花紋的主要作用就是增加胎面與路面間的磨擦力,以防止車輪打滑,這與鞋底花紋的作用如出一轍。但是其受力情況卻與我們鞋底的花紋差異巨大,畢竟一輛汽車要比人重出太多。如何設(shè)計(jì)花紋,花紋形狀和深度都直接影響到輪胎與路面間的切向力(如驅(qū)動(dòng)力、制動(dòng)力和橫向力)。如何在保證足夠抓地力的前提下降低滾動(dòng)摩擦力是綠色輪胎產(chǎn)品必須考慮的問(wèn)題。另外,雨雪等極端天氣情況下的適用性也是重要考慮因素。