省油轮胎——滚动中的变化

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时间:2009年12月10日 | 点击(3688)

  译自:12月2日【英国】经济学家
  编译:电子贸促会 石晓风

  约翰·邓洛普的儿子抱怨他的自行车骑起来很颠簸。于是邓洛普于1888年发明了充气轮胎。从那时起,轮胎便得到了诸多改进。特别是在1973年意大利轮胎制造商倍耐力开始使用装有钢带辐射层的轮胎。这种轮胎减少了汽车的耗油量。目前,制造商正在设法研制出进一步减少耗油量的轮胎。

  一辆汽车所需要的能源中,轮胎的使用约占1/5。轮胎产生摩擦使汽车能抓地行驶,但是供给轮胎的一部分能源也因此转化为热量而丧失。事实上,据法国轮胎制造商米其林估计,这种“滚动阻力”产生的二氧化碳占全球二氧化碳排放量的4%。因此,轮胎设计师们设法通过减少滚动阻力节约燃料。然而,滚动阻力的减少不仅降低了轮胎的抓地能力,使司机在拐弯时车子向一边倾斜,还会加剧轮胎的磨损。

  目前,工程师们将一些微观结构加入轮胎中,利用化学工程和新材料的巧妙设计来克服上述问题。这些新材料由“纳米复合材料”(直径仅有百万分之一米的微小结构)和复杂结构的“超级材料”制成。这种创新可能会使轮胎内壁产生一层特殊的覆盖层,从而有助于保持胎内空气。同时,胎面会产生一种化合物,使得轮胎与地面的接触点产生适当的牵引力。

  在过去的几年里,轮胎制造商通常往轮胎里加入聚酯纤维、玻璃纤维及二氧化硅微粒的混合物,以增强成品的耐久性。美国米其林公司的技术总监福里斯特帕特森表示,现代轮胎含有多达30种不同的材料。该公司新节能轮胎的胎面加入了一种“耐用、安全的化合物”,有助于保持轮胎的刚性并提高了抓地能力。

  胎面橡胶的性能很大程度上取决于橡胶成分中由14个独立成分组成的分子键的质量。米其林声称,该公司已经完全掌握这些分子间的相互作用。帕特森先生表示,与标准轮胎相比,这种轮胎将节能8%,并会在轮胎的使用寿命里减少近1吨的二氧化碳排放量。

  美国轮胎制造商古德伊尔最近宣布,丰田受大众喜爱的2010年车型——混合动力车Prius,将安上古德伊尔保证燃料效率最高的轮胎。这种轮胎的胎面也含有特殊化合物,以帮助降低油耗。该公司估计,在这种轮胎的通常寿命里所节省的汽油足以让汽车再行使4000多公里(即2500英里)。福特2010年车型Fusion和雪佛兰2011年车型Volt也将装上这种轮胎。

  化学品供应商也参与其中。德国的一家化工公司朗盛正在出售一种名为nanoprene的用于轮胎胎面的纳米颗粒橡胶助剂。该公司表示,这会延长这种轮胎的使用寿命,而不影响其滚动阻力和抓地能力。这种微粒由聚合性苯乙烯和丁二烯制成(普通的轮胎成分),但是比起个头稍大的同种材料,这种微粒与硅胶结合性更好(在普通轮胎中也可以发现这一点)。日本轮胎制造商东洋轮胎已经宣布,该公司将在其冬季车型中使用nanoprene轮胎。

  俄亥俄州阿克伦大学的一位轮胎专家乔·沃尔特说,一些公司正在考虑利用可持续、可再生的生物聚合物制造更加环保的轮胎,以取代天然橡胶或石油衍生物制成的合成聚合物。俄罗斯的蒲公英以及生长在西南部美洲国家和墨西哥沙漠灌木中的灰白银胶菊是备选生物。

  一些粮食副产品也在考虑范围内。日本轮胎制造商横滨正在推销其用生产橙汁的废料橙皮油做成的轮胎。该公司表示,他们生产的轮胎是最环保的轮胎之一,其80%的成分来自非石油产品。此种轮胎的价格稍贵于普通轮胎,一组4个轮胎仅比普通轮胎的价格高20%。横滨的目标是为混合动力车和高效城市轿车,如Mini Cooper提供轮胎。为了证明橙皮油做成的轮胎能与传统的赛车轮胎竞争,该公司在保时捷赛车安上了此种轮胎。

  轮胎制造是大产业,全球每年大约生产10亿个轮胎。这些轮胎可能比约翰·邓洛普时代的轮胎感觉更舒适,然而制造更环保的轮胎会是另一项益处。

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