安全輪胎又稱為“零壓輪胎”,其英文是run-flat tire,意為癟了還能走的輪胎,業(yè)界習(xí)慣直譯為“跑氣保用輪胎”。普通輪胎遭到外物刺扎后,先是很快漏氣,接著發(fā)生胎側(cè)下塌,胎圈脫離輪輞,輕則無法繼續(xù)行駛,重則導(dǎo)致車輛傾覆。與之相比,安全輪胎在遭到刺扎后,不會(huì)漏氣或者漏氣非常緩慢,能夠保持行駛輪廓,胎圈依然固定在輪輞上,從而保證汽車能夠長(zhǎng)時(shí)間或者暫時(shí)穩(wěn)定行駛。汽車裝上這種輪胎后,不但安全性能大大提高,而且不再需要攜帶備用輪胎。試想在一個(gè)寒冷的冬夜,司機(jī)拋錨在盤山公路上,離后面的維修點(diǎn)有50公里,前面的維修點(diǎn)位置不明,唯一的辦法只有硬著頭皮,縮著脖子下車自救。為了改變這種狀況,世界輪胎工業(yè)已經(jīng)整整摸索了大半個(gè)世紀(jì)。從1934年固特異取得首項(xiàng)安全輪胎專利算起,安全輪胎走過了70年的研發(fā)歷程。它在20世紀(jì)完成了由概念到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化,在21世紀(jì)可望實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品到市場(chǎng)的飛躍。
安全輪胎的發(fā)展初期,人們探索了許多方法,比如增加胎面厚度以防止外物刺透胎面、在胎面膠內(nèi)埋置小金屬片以阻擋外物等,到20世紀(jì)90年代中后期,有些方法已經(jīng)被淘汰,譬如簡(jiǎn)單地在胎面膠內(nèi)埋置小金屬片、防爆內(nèi)胎、多腔等;有些方法雖然尚在應(yīng)用,但其產(chǎn)品無市場(chǎng)或原有市場(chǎng)已明顯萎縮,譬如自封;有些方法則得到完善而逐漸上升為主流技術(shù),譬如胎側(cè)補(bǔ)強(qiáng)、內(nèi)支撐物、特制輪輞。在此期間出現(xiàn)了一種新的趨勢(shì),那就是將多種原來單獨(dú)使用的方法組合起來,加以整合優(yōu)化,演變成能夠制造出綜合性能更好、更有競(jìng)爭(zhēng)力的安全輪胎的新技術(shù),譬如胎側(cè)補(bǔ)強(qiáng)+內(nèi)支撐物、特制輪輞+胎側(cè)補(bǔ)強(qiáng)、特制輪輞+內(nèi)支撐物。
從20世紀(jì) 90年代中后期開始,安全輪胎的工作重點(diǎn)已轉(zhuǎn)移到使技術(shù)更精純、工藝更成熟、產(chǎn)品更有效。如前所述,在初期發(fā)展的基礎(chǔ)上,經(jīng)過整合優(yōu)化,目前安全輪胎技術(shù)已形成由輪胎結(jié)構(gòu)來劃分的兩大類和以配套輪輞來劃分的兩大類。
若以輪胎結(jié)構(gòu)來劃分,有兩大類安全輪胎技術(shù):⑴自封式安全輪胎——在胎腔或密封層內(nèi)預(yù)先充入足量密封劑,輪胎遭外物刺穿后,密封劑自動(dòng)流到穿孔處,堵塞洞孔,阻止輪胎充氣內(nèi)壓下降,從而維持正常行駛狀態(tài);⑵剛性支撐式安全輪胎——又可細(xì)分為自體支撐型和加物支撐型兩種。前者與普通輪胎相比,并未增加任何部件,只是通過特殊設(shè)計(jì)或增強(qiáng)原有的某個(gè)部件,使輪胎失壓后保持行駛輪廓,典型的例子是胎側(cè)補(bǔ)強(qiáng)型;后者通過引進(jìn)普通輪胎所沒有的部件,達(dá)到輪胎失壓后保持行駛輪廓的目的,典型的例子是內(nèi)支撐物型。
若以配套輪輞來劃分,也有兩大類安全輪胎技術(shù):⑴普通(標(biāo)準(zhǔn))輪輞型;⑵特制(非標(biāo))輪輞型。若以用途來劃分,同樣有兩大類:⑴保證汽車暫時(shí)穩(wěn)定行駛的安全輪胎;⑵長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)行駛的安全輪胎。下面我介紹一下幾種有代表性的技術(shù)。
(1)自封式安全輪胎:前面已經(jīng)介紹過它的原理,主要代表產(chǎn)品有德國(guó)大陸公司的Gen* Seal和法國(guó)米其林集團(tuán)公司的Tiger Paw NailGard。
(2)特制輪輞+自體支撐型安全輪胎
顧名思義,這種安全輪胎必須裝在非標(biāo)輪輞上使用,而且輪胎上的某個(gè)部件是經(jīng)過加厚或者是被襯上特制補(bǔ)強(qiáng)件的。最常見的屬于這一類的安全輪胎是特制輪輞+胎側(cè)補(bǔ)強(qiáng)型安全輪胎。特制輪輞在輪胎失壓后可有效地防止胎圈脫座。有代表性的產(chǎn)品為日本普利司通公司的Expedia輪胎-輪輞總成和法國(guó)米其林集團(tuán)公司的MXV4輪胎。
(3)特制輪輞+加物支撐型安全輪胎
這種安全輪胎除需要與特制輪輞配套使用外,它的另一個(gè)特點(diǎn)是在輪胎內(nèi)部多了一些普通輪胎所沒有的部件,譬如內(nèi)支撐物。最具代表性的產(chǎn)品有法國(guó)米其林集團(tuán)公司的PAX、德國(guó)大陸公司的CWS體系和意大利倍耐力公司(Pirelli SpA)的EMI(整體組合膨脹泡沫輪胎)。
(4)自體支撐+加物支撐型安全輪胎
這種安全輪胎裝在普通輪輞上即可使用,但在輪胎內(nèi)部除有某個(gè)部件是經(jīng)過加厚處理之外,還配置了一些額外的支撐部件,譬如內(nèi)支撐環(huán)。自體支撐+加物支撐技術(shù)特別適用于高斷面輪胎和重量較大的車輛,它保證輪胎在失壓后得到支撐,而且避免輪胎內(nèi)表面相互摩擦,導(dǎo)致早期損壞。最有代表性的產(chǎn)品當(dāng)數(shù)美國(guó)固特異輪胎橡膠公司的Engle EMT。
(5)自體支撐型安全輪胎
這也是一種裝在普通輪輞上即可使用的安全輪胎,它通過特殊設(shè)計(jì)或增強(qiáng)輪胎胎體內(nèi)的某個(gè)部件,從而達(dá)到失壓后保持輪胎行駛輪廓,有足夠剛性承載車輛和乘員的負(fù)荷的目的,應(yīng)該說這是一種構(gòu)造最簡(jiǎn)單、使用最簡(jiǎn)便的安全輪胎。最具代表性的產(chǎn)品有日本普利司通公司的Hawk系列安全輪胎、日本住友橡膠工業(yè)公司的CCT和意大利倍耐力公司的Pirelli Eufori®。
(6)活節(jié)輪胎
馬來西亞Asiatic Airboss公司于1993年研制成功防刺穿活節(jié)式工業(yè)輪胎/輪輞系統(tǒng)——Airboss活節(jié),它由活節(jié)式輪胎和特制輪輞組成,適配裝載機(jī)和挖掘機(jī)。活節(jié)式輪胎未裝上輪輞時(shí),看上去像是一條橡膠履帶,由數(shù)10個(gè)用薄鋼板補(bǔ)強(qiáng)的、剖面為圓角梯形的中空橡膠件組成,在每個(gè)橡膠件底邊開有洞眼,并已在成型時(shí)安上螺栓;將每個(gè)橡膠件底邊的螺栓與特制輪輞上的相應(yīng)洞眼對(duì)準(zhǔn),用螺母固定,即得到輪胎總成。
在最近五年間,安全輪胎技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)開始呈現(xiàn)白熱化,與此同時(shí)輪胎制造商之間、輪胎制造商與汽車制造商之間的合作更加頻繁,尤其是輪胎制造商之間的合作達(dá)到了空前盛況。掀開合作序幕的是法國(guó)米其林集團(tuán)公司,該公司在1999年2月和2000年6月分別與意大利倍耐力公司、美國(guó)固特異輪胎橡膠公司達(dá)成協(xié)議,在安全輪胎領(lǐng)域內(nèi)互相分享對(duì)方已取得的研究成果,共同完善現(xiàn)有技術(shù),協(xié)調(diào)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),有計(jì)劃地開拓市場(chǎng)。不久后的2002年1月,日本普利司通公司與德國(guó)大陸公司在東京也簽署了類似協(xié)議。至此,世界安全輪胎兩大合作聯(lián)盟宣告成立。其他輪胎制造商有的根據(jù)自己的原創(chuàng)技術(shù)流派,有的根據(jù)對(duì)某種技術(shù)的美好預(yù)期,紛紛選擇加入上述聯(lián)盟。
長(zhǎng)期以來,盡管駕車群體希望汽車長(zhǎng)途行駛不需要攜帶備用輪胎,而且輪胎業(yè)界亦已開發(fā)/研制出安全輪胎,但令人遺憾的事實(shí)是安全輪胎的普及推廣進(jìn)展緩慢。雖然固特異EMT和米其林PAX代表著世界安全輪胎的最高水平,但無論是EMT還是PAX,自實(shí)現(xiàn)商品化以來,市場(chǎng)份額都不大。究其原因不外有兩個(gè)方面:⑴安全輪胎亟待制訂標(biāo)準(zhǔn);⑵汽車制造商不愿與獨(dú)家零部件供應(yīng)商打交道。固特異和米其林都明白,在新世紀(jì),無論是消費(fèi)者還是汽車制造商都將面臨對(duì)現(xiàn)有的5~6種各不相同的安全輪胎作出抉擇。但是,若由兩個(gè)世界級(jí)的原配輪胎供應(yīng)商聯(lián)手推出1~2種安全輪胎,則代表著一個(gè)獲得市場(chǎng)認(rèn)可和用戶普遍采納的把握更大的機(jī)會(huì)。當(dāng)多種技術(shù)方法并存,誰也取代不了誰的時(shí)候,當(dāng)多家安全輪胎制造商各有市場(chǎng),誰也板不倒誰的時(shí)候,不如拉起手來共同把市場(chǎng)這個(gè)蛋糕做大。這就是輪胎制造商們急于、樂于結(jié)盟的關(guān)鍵所在。
消費(fèi)者完全接受安全輪胎仍需時(shí)日,價(jià)格是一方面的原因,心理因素又是另一方面的原因。從目前價(jià)格來看,安全輪胎的價(jià)格仍然高于普通輪胎的價(jià)格,多種安全輪胎要求與輪胎充氣內(nèi)壓監(jiān)測(cè)裝置(TPMS)配套使用,這無疑會(huì)增加消費(fèi)者的負(fù)擔(dān);從消費(fèi)者的心理而言,米其林PAX在法國(guó)雷諾公司的風(fēng)景(Scenic)系列汽車上的起落就充分說明了這一點(diǎn)。盡管被調(diào)查者有93%對(duì)米其林研發(fā)的PAX安全輪胎的乘坐舒適性、剎車性能和安全感表示滿意,但在駕駛已配套PAX的風(fēng)景汽車的司機(jī)當(dāng)中卻有28%仍然保留攜帶備用輪胎的習(xí)慣。這是一個(gè)令人啼笑皆非的現(xiàn)象。這就像你明知頭上有屋頂,不會(huì)日曬雨淋,但還是不由自主地要戴上一頂斗笠一樣。這算不算是一種強(qiáng)迫癥?!習(xí)慣遠(yuǎn)比我們想象中的頑固。倘若這種心理障礙不消除的話,即使安全輪胎能夠做到物美價(jià)廉也未必爭(zhēng)得過普通輪胎。這是一道橫在安全輪胎與市場(chǎng)之間的門檻?邕^去自然銷售量直線上升,被攔了下來絕對(duì)是難有大的作為。不過無論如何,有選擇總比沒選擇好,安全輪胎問世不僅讓消費(fèi)者有了更多的選擇,而且它在帶給我們安全的同時(shí)實(shí)實(shí)在在地改善了人與輪胎之間的關(guān)系。
中橡集團(tuán)曙光橡膠工業(yè)研究設(shè)計(jì)院(以下簡(jiǎn)稱曙光院)、沈陽三橡輪胎有限公司(以下簡(jiǎn)稱沈三)是我國(guó)最早涉足安全輪胎研究領(lǐng)域的企業(yè)。在上世紀(jì)70年代,曙光院就已開發(fā)成功加物支撐型安全輪胎,有多項(xiàng)科研成果獲化工部科技進(jìn)步獎(jiǎng),其中一個(gè)研發(fā)項(xiàng)目獲國(guó)家發(fā)明三等獎(jiǎng)。沈三目前生產(chǎn)的“和平”牌安全輪胎有內(nèi)胎自封式、自體支撐型和加物支撐型三大類共20多個(gè)規(guī)格,其中加物支撐型又有支架式和海綿式兩種。既有適用于普通輪輞的品種,也有要求特制輪輞的品種。失壓后駛出距離為≥30公里!昂推健迸瓢踩喬ガF(xiàn)已應(yīng)用于紅旗轎車、輪式戰(zhàn)車、防暴車、運(yùn)鈔車等需要特殊保護(hù)的機(jī)動(dòng)車輛上。上海天衣輪胎有限公司是一家民營(yíng)企業(yè)。該公司開發(fā)的自封式安全輪胎——防漏氣輪胎,在遭到直徑1~6mm、長(zhǎng)度100mm的釘子扎破后,仍然行駛自如。該項(xiàng)技術(shù)于1998年獲中國(guó)專利(專利號(hào):ZL98224987.X),2002年底獲美國(guó)專利(專利號(hào):10/291505),“天衣”商標(biāo)也同時(shí)獲得美國(guó)商標(biāo)專利權(quán)!疤煲隆迸品缆廨喬ビ2003年通過國(guó)家橡膠輪胎監(jiān)督中心質(zhì)量鑒定。
綜上所述,我國(guó)于20世紀(jì)中葉開始研制安全輪胎,現(xiàn)在已達(dá)到既有技術(shù),也有產(chǎn)品的程度。無論是從進(jìn)入該領(lǐng)域的時(shí)間,還是從目前擁有的技術(shù)來看,我們與世界先進(jìn)國(guó)家差距不大。但由于安全輪胎產(chǎn)品在我國(guó)主要用于特殊用途,所以鮮有報(bào)道。隨著商用市場(chǎng)對(duì)安全輪胎的需求日漸增多,相信今后會(huì)有更多的安全輪胎產(chǎn)品問世。
2003年普利司通在歐洲市場(chǎng)針對(duì)消費(fèi)者就安全輪胎購(gòu)買意向進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果顯示在被調(diào)查者中,有購(gòu)買意向者達(dá)65%。
自2001年以來,安全輪胎已經(jīng)在歐洲和北美出現(xiàn)巨大的銷售增加,甚至有人認(rèn)為“安全輪胎取代普通輪胎的歷史序幕已經(jīng)拉開”。事實(shí)上,取代只能是循序漸進(jìn)的,因?yàn)槟壳鞍踩喬ドa(chǎn)能力不足。
為了迎接安全輪胎消費(fèi)高峰的到來,各大輪胎制造商紛紛擴(kuò)大產(chǎn)能。固特異于2002年秋投資2.5億美元改造俄克拉荷馬州Lawton輪胎廠,購(gòu)買更多的輪胎硫化機(jī),更新輪胎成型設(shè)備,新建一座面積為475 000平方英尺的倉(cāng)庫(kù)。該項(xiàng)目分兩期進(jìn)行,已于2003年夏完成。固特異發(fā)言人稱,公司相信在未來數(shù)年間,市場(chǎng)對(duì)安全輪胎的需求將會(huì)有更大增長(zhǎng),所以有必要對(duì)生產(chǎn)EMT的Lawton輪胎廠實(shí)施技改。
倍耐力打算在近期內(nèi)將德國(guó)Breuberg輪胎廠的生產(chǎn)能力提高一倍,達(dá)到400萬套/年。該廠現(xiàn)有2條MIRS工藝生產(chǎn)線,Pirelli Eufori®輪胎就是在此生產(chǎn)的。雖然倍耐力目前已加入以米其林為首的五方聯(lián)盟,擁有分享米其林PAX和固特異EMT技術(shù)成果的權(quán)利,但同時(shí)又在自行開發(fā)技術(shù)原理不同的安全輪胎。這也是看好安全輪胎市場(chǎng)的表現(xiàn)。倍耐力希望在3年時(shí)間內(nèi)讓倍耐力安全輪胎產(chǎn)品占領(lǐng)高性能輪胎市場(chǎng)的10%。
據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè),2003年全球安全輪胎的銷售量為200萬條,2004年可達(dá)到300萬~400萬條,2005年600萬條。按照此速度,在未來10年內(nèi)安全輪胎將取代普通輪胎。結(jié)合上述數(shù)據(jù),再聯(lián)系最近幾年間,安全輪胎越來越多地被選為汽車標(biāo)準(zhǔn)配置或推薦配置的現(xiàn)象,說明安全輪胎已經(jīng)渡過了概念階段,開始進(jìn)入原裝配件(OE)市場(chǎng)的大規(guī)模商業(yè)化。
全球各大輪胎制造商正力圖在今后1~2年內(nèi)使安全輪胎的銷售額增至2倍。安全輪胎的前景十分看好。
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