載重輪胎設(shè)計(jì)開發(fā)技術(shù)大觀（二）

于清溪

1.2 載重輪胎市場(chǎng)

輪胎同其他商品截然不同，尤其是載重汽車輪胎，在設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)除了要根據(jù)車種、用途和使用條件不同而優(yōu)選尺寸規(guī)格、花紋類型和性能特點(diǎn)之外，還必須充分考慮滿足使用國(guó)家地區(qū)的氣候條件、車型路況以及使用習(xí)慣。除了未指明具體條件的通用型輪胎，凡是明確銷售方向和使用地區(qū)的，首先必須設(shè)法適應(yīng)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)的特定要求，并依此調(diào)整輪胎的配方和結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。

1.2.1 美國(guó)及北美、拉美地區(qū)

美國(guó)市場(chǎng)的年輪胎出貨量在3.2億條以上，人均耗用輪胎1.1條，是世界最主要的輪胎市場(chǎng)，交易量占到全球的1/5，其中20%以上為載重汽車輪胎。美國(guó)曾為世界上最大的輪胎生產(chǎn)國(guó)，但這些年來(lái)由于工資昂貴，競(jìng)爭(zhēng)能力低下，生產(chǎn)不斷萎縮，現(xiàn)在約40%的輪胎要從國(guó)外進(jìn)口，成為世界最大的進(jìn)口國(guó)。

美國(guó)對(duì)載重輪胎的使用要求十分嚴(yán)格，立法規(guī)范。10萬(wàn) km高速公路普及全國(guó)各地，線路寬闊挺直，主要以大型貨車為主，長(zhǎng)距離高速行駛。汽車嚴(yán)禁超載，單胎負(fù)荷均勻，輪胎磨耗速度慢，行駛里程高。不同車軸裝用不同規(guī)格和花紋的輪胎，使用不換位，一次用到底，多易出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象。同時(shí)，對(duì)車輛長(zhǎng)度沒有具體限制規(guī)定，大半為拖掛型載貨運(yùn)輸汽車，牽引式汽車也多為操控性、舒適性和安全性好的平頭寬型運(yùn)輸汽車。因此，對(duì)輪胎要重點(diǎn)考慮的是持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間行駛性、安全舒適性和易操控性，及時(shí)跟蹤美國(guó)TRA輪胎年鑒和北美以及拉美市場(chǎng)的動(dòng)向，設(shè)計(jì)開發(fā)新的輪胎規(guī)格品種。

1.2.2 歐盟及東歐地區(qū)

歐盟為世界又一主要輪胎市場(chǎng)，年銷售量在3.5億條左右，必須符合ECE法規(guī)和新制訂的輪胎標(biāo)簽法要求，在綠色環(huán)保方面領(lǐng)先全球。歐盟28國(guó)地跨西歐、北歐和南歐，氣候差異很大，各國(guó)使用條件不同，對(duì)輪胎性能要求的條件也多種多樣，相差懸殊。歐盟內(nèi)部相互交易盛行，多達(dá)60%～80%，外地輪胎必須按照歐盟ETRTO輪胎年鑒設(shè)計(jì)，否則很難打入歐盟市場(chǎng)。

歐盟市場(chǎng)輪胎使用相當(dāng)規(guī)范，幾無(wú)違章違法現(xiàn)象。汽車多為不同車軸裝用不同規(guī)格和花紋輪胎，使用過程中也大多不實(shí)行換位保養(yǎng)。大型運(yùn)輸汽車的比例相對(duì)較少，以中短距離為主，路面好，車速快，輪胎受到嚴(yán)格考驗(yàn)。例如在德國(guó)，汽車行駛不限速，乘用車車速有時(shí)常常達(dá)到200 km/h以上，載重車也往往超過100 km/h，因此輪胎磨損相對(duì)較快，偏磨現(xiàn)象也較為突出。北歐的挪威、瑞典、芬蘭等國(guó)地處寒帶，冬季輪胎的使用比例很大。

近年來(lái)，東歐和俄羅斯的輪胎市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，輪胎銷售量急劇增多。目前年消耗量已高達(dá)1億多條，其中載重輪胎的比例高達(dá)30%～40%，世界十大輪胎企業(yè)集團(tuán)紛紛前往設(shè)廠生產(chǎn)以擴(kuò)大銷量。對(duì)輪胎性能的要求也低于美國(guó)及歐盟，是個(gè)潛在的輪胎大市場(chǎng)。

1.2.3 日本與韓國(guó)

日本的輪胎年需求量在1.1億條以上，已成為世界五大輪胎市場(chǎng)之一。其特點(diǎn)是由于日本是世界最大的汽車生產(chǎn)國(guó)之一，汽車年產(chǎn)量達(dá)900萬(wàn)輛以上，每年為新車配套的輪胎所占比例甚大，2012年達(dá)到4400萬(wàn)條，占到了48.5%，市場(chǎng)替換輪胎的銷售量為6600萬(wàn)條，占51.5%。同時(shí)，日本又是輪胎生產(chǎn)大國(guó)，年產(chǎn)輪胎17億條以上，約40%對(duì)外出口。此外，世界十大輪胎企業(yè)集團(tuán)有3家集中在日本，分別位居第一、第六和第七位，其海外生產(chǎn)基地遍布全球。為此，每年輸入日本的輪胎極為有限，最多不過1000萬(wàn)條。

日本和歐美不同，汽車各軸全裝載同一規(guī)格輪胎，并定期換位以減少偏磨現(xiàn)象。日本雖有貫穿東西南北的高速公路，汽車可以快速行駛，但一般公路的路面窄、彎道多，尤其是山區(qū)坡度很大，汽車急剎車次數(shù)增多，且南北溫差大，因此，日本人多喜用混合花紋輪胎。在南部和北部地區(qū)，抗?jié)窕娜旌蜉喬ズ涂贡难┑剌喬ジ芮嗖A。

韓國(guó)是僅次于日本的世界汽車和輪胎生產(chǎn)大國(guó)，三個(gè)主要輪胎生產(chǎn)廠家年產(chǎn)9000萬(wàn)條，70%對(duì)外出口，是對(duì)歐美出口的主要國(guó)家。國(guó)內(nèi)輪胎市場(chǎng)供應(yīng)過剩，進(jìn)口輪胎很少，同時(shí)汽車業(yè)幾乎全部為國(guó)產(chǎn)車型，輪胎品種規(guī)格比較單一，市場(chǎng)容量有限。

1.2.4 中東與大洋洲地區(qū)

中東地區(qū)橫跨西亞北非地帶，屬阿拉伯世界，為又一世界輪胎大市場(chǎng)。中東盛產(chǎn)石油，多為沙漠地帶，氣候炎熱，公路發(fā)達(dá)，汽車和輪胎幾乎全部依賴境外進(jìn)口。大型車輛較多，且型號(hào)復(fù)雜。對(duì)輪胎的使用不夠精細(xì)，保養(yǎng)規(guī)則不嚴(yán)謹(jǐn)，輪胎多不換位，超載超速情況時(shí)有發(fā)生。要求輪胎耐熱、耐磨、抗刺、抗滑，一般輪胎很難適應(yīng)，索賠事件甚多。通常需要專門為其設(shè)計(jì)加強(qiáng)型特制輪胎，才能滿足要求。

大洋洲的澳大利亞、新西蘭地廣人稀，年需輪胎約1000萬(wàn)條上下，遠(yuǎn)比中東地區(qū)少。其境內(nèi)的跨國(guó)輪胎集團(tuán)，原本可以基本滿足其需求，但由于各種原因，近年已先后關(guān)閉，所需輪胎幾乎全部依靠外部進(jìn)口。尤其是大型輪胎方面，已成為世界又一集散地區(qū)，品牌多樣，競(jìng)爭(zhēng)激烈。

1.2.5 中國(guó)

經(jīng)過21世紀(jì)黃金十年的快速發(fā)展，中國(guó)已躍升為世界最大的汽車和輪胎生產(chǎn)、銷售國(guó)。汽車年產(chǎn)量2000萬(wàn)輛，輪胎9億條（其中汽車輪胎5億條），分別占到全球的1/4和1/3。所產(chǎn)輪胎近一半輸往歐美、中東和拉美各地，已成為全球最大的輪胎出口國(guó)。尤其在載重輪胎方面，年產(chǎn)約1億條，其中全鋼子午胎占87.4%，以優(yōu)越的性價(jià)比在市場(chǎng)上占據(jù)絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)地位。目前，中國(guó)載重輪胎的生產(chǎn)量占國(guó)內(nèi)整個(gè)輪胎的40%、世界的2/3，品類繁多，規(guī)格齊全，成為世界輪胎工業(yè)的一大亮點(diǎn)。

我國(guó)地域遼闊，平原、山地、沙漠、沼澤兼具，路面條件極為復(fù)雜。目前雖然高速公路已逾10萬(wàn) km，但公路行駛條件依然不甚理想。從高出海平面僅有幾米的東部沿海平原到西部海拔4000 m以上的青藏高原，從氣溫常年在30～35℃以上的南海諸島到冬季-40℃的漠河極寒地帶，對(duì)輪胎性能的要求多種多樣，條件極為苛刻，可以說是世界上少有的天然輪胎試驗(yàn)場(chǎng)。國(guó)內(nèi)外輪胎企業(yè)都在海南和黑河建有輪胎試驗(yàn)場(chǎng)，以之考核輪胎的實(shí)際性能。

另一方面，我國(guó)對(duì)輪胎的使用雖有與世界同等的規(guī)范，但多數(shù)還是執(zhí)行不力，缺保養(yǎng)、不換位、不同品種混裝的現(xiàn)象甚多，缺氣、超載、超速、偏磨的情況比較普遍，而且常常是一用到底，不予翻新，直到損壞為止。為此，要求載重輪胎堅(jiān)固耐用，多拉快跑，除安全倍數(shù)普遍高于一般輪胎、要選取設(shè)計(jì)上限之外，特制的加重型輪胎、強(qiáng)載型輪胎，還有超耐磨型輪胎，高抗刺扎型輪胎等所謂“輪胎王”，在市場(chǎng)上也頗為走俏。

2 輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 載重輪胎要求的性能

對(duì)輪胎設(shè)計(jì)人員來(lái)說，滿足汽車設(shè)計(jì)制造部門和輪胎市場(chǎng)要求的性能，應(yīng)是最大的要?jiǎng)?wù)和最終的目的。然而，由于業(yè)態(tài)不同，汽車設(shè)計(jì)師、駕駛員、營(yíng)銷經(jīng)理等對(duì)輪胎提出的性能要求也不盡相同。如何協(xié)調(diào)他們之間的關(guān)系，把三方要求統(tǒng)一起來(lái)，明確并滿足其共同目標(biāo)是極為重要的。評(píng)價(jià)載重輪胎的主要性能指標(biāo)，詳見表3。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)市場(chǎng)的發(fā)展，對(duì)輪胎提出的要求正日益增多。然而，以目前的技術(shù)水平和力量完全滿足這些條件是很困難的，只能根據(jù)實(shí)際情況擇其重點(diǎn)，妥善解決之。

表3 載重輪胎主要性能特點(diǎn)