商用汽車輪胎節能技術策略分析

劉德濤

(湖北工業職業技術學院，湖北 十堰 442000)

0 引言

對汽車構造性能充分探究，結合車輛耗油狀況，通過合理的方法，將燃油、潤滑油等石油制品的消耗量減少，有益于汽車使用成本降低，對經濟效益的提升會起到非常明顯的幫助。汽車在行駛中，發動機的輸出功率需要先對空氣阻力、機械傳動阻力、輪胎滾動阻力進行克服，保證車輛能在地面上正常行駛。對于輪胎滾動阻力克服工作所做的功，占發動機輸出功率的比例非常大，所以對輪胎的技術優化十分關鍵。挑選結構合理、性能優勢突出的輪胎，且在駕駛過程中對輪胎進行有效的維護和使用，是節省燃油、強化效益的重要手段。

1 節能技術現狀以及發展趨勢分析

當前，我國商用車行業對于技術的探究越來越深入，投入了大量的科技力量以及技術資金，對先進的節能技術進行了研發以及應用，取得了非常大的進展。商用車輛燃料消耗量限制標準的有效實施，在某種程度上促進了對先進節能技術的應用，使其得到進一步發展，但與歐美國家和日本等汽車產業非常發達的區域相比較，商用車在我國的節能技術研究與應用還有非常大的發展和提升空間[1]。例如：商用車的燃料消耗量依然比較高。其中，針對不同的輪胎類型，在探究中發現子午線輪胎展示出來的節油性能非常突出，在商用車領域應用子午線輪胎，會起到非常大的節能作用，即利用高強度鋼絲，可以將車輪重量減輕；通過無內胎扁平化的低滾阻子午線輪胎，可以減小對燃料的消耗，從而有效提高商用車使用的經濟性。

2 輪胎與汽車油耗的關系分析

輪胎是汽車當中必不可少的部件，對汽車重量和驅動力、制動力起到承載作用，發動機產生的能量借助輪胎向地面傳遞，地面向車輛給予反作用力，進而使車輛正常行駛。車輛在行駛當中，其產生的阻力包括：空氣阻力、傳動阻力以及車輛滾動阻力。這些力的產生，會使發動機的燃油消耗量加大，其中車輛滾動阻力會受到車輛本身重量產生的影響，并且輪胎滾動阻力也會對其產生限制[2]。根據實驗測試，內燃機發生的總能量有50%由于熱損失的原因浪費，這導致每升燃油產生的能量會在空氣當中損失一半。同時，克服阻力也會導致燃油消耗，輪胎滾動阻力得到有效控制時，車輛才能正常前行。

3 子午線輪胎的結構與節能特點

輪胎經歷了幾次更新，最初采用的輪胎為木制，然后改進為實心橡膠胎，之后出現了充氣橡膠輪胎，到今天發展出了子午線輪胎[3]。

子午線結構的輪胎相比較于斜交胎，最明顯的優勢便是節約能源，子午線輪胎胎體的排列方向為子午線方向，帶束層屬于周向排列。斜交胎胎體的結構為排列的多層交叉尼龍簾線。

3.1 胎側部位

子午線輪胎胎側的胎體應用了一種單層鋼絲，排列為子午線狀。當輪胎的狀態為空氣承載時，受力便為單向，所以輪胎并不會因為變形出現非常高的熱量。斜交胎因為存在交叉簾線，胎體具有多向性，在承載輪胎充氣的情況下，簾線會轉變之前的交叉結構而變為平行，因此在輪胎運行中，會更加頻繁的出現變形問題，最終簾線因剪切作用會生熱，且因為斜交胎的胎側部位比子午輪胎會更厚一些，對于產生熱量的散發能力效弱[4]。

3.2 胎冠部位

子午線輪胎內部的胎冠，存在接近周向的帶束層箍緊胎體。存在于內壓承載當中的輪胎，帶束層并不會有較大的變形問題，所以輪胎的周向無嚴重變形，輪胎因為周向變形產生的熱量十分有限。斜交胎輪胎當中的冠部，對于胎體的保護由緩沖層完成，因為緩沖層當中有著較大角度的連線，在轉動輪胎時，簾線發生明顯的角度變化，會產生更多的無用熱量。

4 無內胎輪胎的優勢分析

無內胎輪胎與有內胎輪胎相比較，產生的能耗降低優勢更為突出。其一，無內輪胎因為去除了內胎墊，如果承載能力無明顯差異，會減少輪胎的整體質量，有益于輪胎的滾動阻力下降；其二，內胎和輪胎之間有摩擦存在，而無內胎輪胎會將其消除，內胎和墊胎的摩擦也不存在，進而避免了兩項摩擦產生的熱損失。

5 輪胎扁平化的優勢分析

5.1 降低整體重量，減少外直徑

低扁平輪胎與斷面輪胎的重量相比較，會更輕一些，這便使輪胎產生的滾動阻力有所降低，扁平化輪胎在當前的發展非常快，特別是在歐美區域，對其的需求已經從之前的65系列向55系列進行轉變，同時對45系列也開始有一定的需求。

5.2 利用單胎取代雙胎

在載重子午線輪胎扁平化的發展當中，由于中長途載貨汽車輪胎可以對超低扁平以及寬行駛面單胎進行選擇，進而對以往使用的雙胎進行替代，會產生更明顯的節能優勢。單輪胎可進一步降低車軸高度，加大內部載貨的空間。同時，應用單胎對雙胎進行替換，每根軸上輪胎的重量會有一定程度的減輕，有益于降低輪胎滾動阻力，節約資源能源。寬行駛面輪胎會安裝寬度更寬的輪輞，這樣輪輞的散熱空間便會增加，制動性能也會有相應的提升，對輪胎的操縱安全性給予了更高的保障。

5.3 研發低滾動阻力材料

對于扁平化、無內胎以及子午線輪胎的選擇，是降低能耗的重要措施，但對于輪胎材料的改進也非常關鍵，有益于降低滾動阻力。

其一，針對骨架材料的挑選，鋼絲簾線有了很大的改變，從普通強度邁向了高強度以及超高強度，應用高強度鋼絲簾之后，輪胎質量降低十分顯著，有益于滾動阻力減少。此外，在化工技術不斷提升的今天，對于鋼絲的替代可以采用芳綸，進而在輪胎承載局部結構的骨架材料中進行應用，以便使輪胎質量有相應的減少。

其二，針對材料的配方，需要深入研發低生熱以及低滾動阻力的配方。此外，要依照每個輪位的輪胎，使用相應的配方，進而將輪胎的針對性體現出來，使能源的消耗量有所降低。當前，在節能輪胎胎面廣泛使用的一種材料便是溶聚丁苯橡膠，在生成聚合物時，添加一些新化學品，進而使聚合物終端有所改變，使聚合物與炭黑彼此之間產生的相互作用有所加強，使填料和填料的相互作用進一步減小，有利于降低輪胎的滾動阻力。

5.4 利用信息技術，強化運營效率

輪胎的氣壓是對輪胎安全行駛給予保障的關鍵要素，在氣壓不足的情況下，輪胎磨損不但快，而且會非常嚴重，使汽車耗能有所增加，所以需要第一時間檢查輪胎的氣壓。當前，采用的方法為人工定時檢查進行補氣，這樣的方法會導致補氣不及時或者忘記對輪胎進行補氣，在輪胎技術不斷發展的今天，可以將微型芯片植入到輪胎內部，這樣芯片可以連接汽車駕駛控制室，駕駛員只需要借助控制設備便能掌握輪胎的使用情況。此外，汽車當中配備的裝置還可以自動調節輪胎內的氣壓，進而使其有更強的穩定性，減少輪胎因為氣壓不適產生的能量無端損耗情況。

6 結語

總之，對于輪胎的正確挑選以及保養能夠有效降低能耗，但輪胎只是汽車當中的一個部件，要想使汽車的能耗進一步降低，避免對環境造成更多的污染，需要站在汽車整體傳動系統角度進行分析，以便從發動機本身將能源消耗量最大程度的減少。