我们都知道,轮胎磨耗对环境和车辆性能有着重要影响。研发低能源消耗、强耐磨、高安全性的轮胎是所有轮胎企业的梦想,但要做到十全十美是不现实的,因为轮胎在轮胎的滚动阻力、抗湿滑性和耐磨性不可能都完美,此消彼长,这就是轮胎研发中的“魔鬼三角”,让轮胎企业根本没办法做到完美。
简单来讲,一款产品轮胎胶面软的舒适性好,但是不耐磨。硬的轮胎耐磨,但是胎噪比较大。所以不存在轮胎非常软又非常耐磨的轮胎。当然这只是非常片面的比喻,决定轮胎舒适性和耐磨性的因素有很多,和材料结构路况都有关系,这里只是更方便理解。
轮胎魔鬼三角所指代的三种性能分别是轮胎的滚动阻力、抗湿滑性和耐磨性。
抗湿滑性决定了轮胎在干、湿路面以及冰、雪路面上的抓地能力。轮胎的抗湿滑性能越高,汽车在这些路面上的抓地性能就越好,汽车越不容易打滑,刹车距离也越短。此外,车速越快,刹车距离就会越长。要想保证在紧急情况下不会撞到前车,就要求轮胎有极好的刹车性能。因此,如何提高汽车轮胎的抗湿滑性能,是轮胎工业的一个重要课题。
滚动阻力性能关系到汽车的油耗和环保。在驱动汽车的过程中,由轮胎滚动阻力引起的能量消耗约占燃油能耗的40%。这就意味着,滚动阻力越小的轮胎,越能帮助汽车降低油耗。据统计,轮胎滚动阻力每降低10%,可使燃料消耗降低1%~2%,相当于每年能节约原油6.4万吨。
强耐磨性能则直接影响轮胎的使用寿命。如果轮胎耐磨性能不好,不仅会使轮胎的使用寿命降低,还会造成巨大的资源浪费。我国每年产生的轮胎损耗,相当于消耗了近64万吨原油。此外,轮胎磨损产生的微粒约占空气中总颗粒物的2.5%。减少轮胎磨损,也是为大气质量作贡献。
对于消费者而言,如果轮胎在这3个方面都有绝佳的表现当然是最好的。但是,这对于轮胎研发人员而言,却是难以跨越的大山。因为这3种性能之间呈现出一种难以调和的矛盾关系。一般来说,一款轮胎的滚动阻力越小、耐磨性越好,那它的抗湿滑性能就越差。这就是轮胎行业所说的“魔鬼三角”。
要使滚动阻力、抗湿滑性能以及耐磨性能同时得到提高非常困难。这是因为纯橡胶的强度很低,必须加入大量的填料,来提高橡胶的强度和耐磨性。而在轮胎滚动时,胎面会产生周期性的形变。在这个过程中,胎面橡胶中的填料与填料的摩擦、填料与橡胶分子链的摩擦以及橡胶分子链之间的摩擦,会导致橡胶内部的热量急剧增加,从而导致轮胎的滚动阻力增加。此外,橡胶材料经填料增强后,由于填料的模量和硬度都高于橡胶,这就会使轮胎与路面的接触面积减小,使抗湿滑性能下降。
(责任编辑:Caite)