炭黑在轮胎中的应用

二、轮胎的作用及要求

轮胎与轮辋是汽车的重要部件，其作用是支撑整车重量，缓冲由路面传递来的震动和冲击;通过轮胎与路面的附着力来传递驱动力和制动力;产生侧向力和回正力矩来平衡汽车转向行驶时的离心力;在保证汽车正常转向行驶时，使车轮保持直线行驶;翻越障碍，提高通过性。

轮胎作为汽车中与路面直接接触的部件，对汽车的动力性能、燃油经济性、制动性能、操纵稳定性以及平顺性等均有影响。比如汽车的燃油经济性与轮胎的滞后性能、滚动阻力密切相关;制动性能更多地依赖于轮胎与路面的摩擦系数;动力性能则与轮胎压力分布、滚动阻力和摩擦系数相关等，所有这些轮胎性能差异都可以具体到特定的结构和配方。汽车和轮胎的很多性能是相互制约、相互影响的，轮胎的某一特性可 能将影响汽车的诸多性能，要求轮胎所有性能均十分优越是不现实的，轮胎与汽车性能匹配是重要的，具体设计中应在诸多因素间恰当妥协和平衡。

三、国内外轮胎工业的发展现状及趋势

(一)国外轮胎工业的发展现状及趋势

在人类历史上最早的车轮是木头的。本轮子行驶能耗大。不灵活，负荷和速度都很低。橡胶的发现使车轮的性能有了明显提高，特别是1839年固特异发明了橡胶硫化技术后，橡胶工业和轮胎工业发展步伐大大加快。最早的橡胶轮胎是实心轮胎，是用木芯外加一层硫化橡胶箍制而成， 速度慢，舒适性差是其不可避免的缺点。

1888年英国人邓禄普发明了充气轮胎，这是轮胎工业的第一次技术革会。充气轮胎负荷量、速度和舒适性都显著提高，滚动阻力也降低了。1948年米其林公司研制出第一条工业化的子午线轮胎，标志着轮胎工业的第二次技术革命。子午胎与斜交胎相比耐磨性提高50%~100%，滚动阻力降低30%以上，节油10%，生热更低，适合高速行驶，缓冲性能好，乘坐舒适，在湿路面上的牵引性和抗侧滑性都得到提高，行驶噪声减小。子午线轮胎经过60年的发展，目前在世界范围内已是轮胎工业的主流产品，世界轮胎子午化率达90%，发达国家已达到或接近100%。20世纪90年代米其林公司推出了绿色环保轮胎，其滚动阻力比普通子午胎降低20%，符合世界范围的节能和环保潮流，此为轮胎工业的第三次技术革命。

进人21世纪，轮胎已发展到“全新概念技术”时期，世界轮胎新一轮技术革命已经开始。 21世纪是以高科技为中心的环保世纪，世界各大轮胎公司投入巨资，不断开发新技术、新产品，如节能轮胎，绿色轮胎、环保型轮胎、防水滑安全轮胎、跑气保用轮胎、智能轮胎等。尤其是各式各样的智能型轮胎相继出现，轮胎集安全、绿色，环保、智能于一体成为世界轮胎发展的新趋势。

汽车工业和高速公路的发展对轮胎性能不断提出挑战，国外轮胎公司在产品规格上力来日新月异，性能不断提高。轮胎产品发展的总趋势是子午化，并进一步向无内胎化和扁平化方向发展。轿车子午线轮胎由70系列向60、50系列甚至35、25系列发展，载重子午线轮胎由80系列，进一步发展到65、60甚至45系列。

从目前世界轮胎工业发展格局来看，可以归纳出如下特点。

①集团化的大型跨国轮胎公司占据垄断地位。从全球销售额看，2003年为802.5亿美元， 排名前11位的轮胎公司为651.4亿美元，占全球销售额的81%，而前三强米其林、普利司通、固特异占全球的55.6%，尤其米其林无论销售额还是技术都远高于世界平均水平，近三年稳居世界第一。销售额的增长远大于轮胎数量的增长，说明其产品具有科技内涵及附加值。

②轮胎生产国际化，投资重点逐步转移到亚太地区。亚太地区近年经济发展较快，尤其中国内地的发展更是引人注目。目前世界前11名的大轮胎公司已先后在中国投资兴建轮胎厂，外资企业在中国的市场占有率越来越大。轮胎生产正在由发达国家逐步转向发展中国家，未来几年，亚太地区将成为轮胎子午化的热点地区。

③轮胎技术进步进人新时期。世界轮胎工业经过百余年的发展，新一轮技术革命已经开始。一方面轮胎创新产品不断涌现，节能、环保、安全、智能成为主流;另一方面轮胎全自动生产技术的发展，以低温连续混炼和以成型为中心的全自动轮胎生产线的不断涌现，使轮胎生产向低能耗、高效率方向发展，也是“全新概念技术”的体现。

(二)国内轮胎工业的现状及其发展

我国轮胎生产已有70多年的历史。在1950年前，全国轮胎产量不足3万条;到1980年，全国轮胎产量已达到1146万条，基本是斜交胎。我国对子午线轮胎的研发始于20世纪60年代中期，形成规模的产业化生产始于20世纪90年代初期。随着我国汽车工业的快速发展和高速公路的迅速增加，1990~ 2000年，子午线轮胎产量年均增长率达到40%左右: 2001~2004年，子午线轮胎产量年均增长率仍保持在30%左右，其中全钢载重子午线轮胎产量2002年、203年、2004年连续3年的增长率都在60%左右。尽管如此，全国轮胎子午化率仍然明显落后于发达国家。

我国轮胎生产企业众多，据不完全统计有360多家，但大多数企业是生产农业轮胎和部分载重斜交轮胎的小型民营企业。生产子午线轮胎的企业相对比较集中，以2003年轮胎销售额为例;排在前20位的轮胎公司(含28个工厂)全钢载重子午线轮胎产量占全国总产量的97%，其中本土企业(含国有企业和民营企业) 11安(11个工厂)的产量占全国总产量的77%，外资企业4家(7个工厂)的产量占全国总产量的20%;半钢轿车子午线轮胎和轻型载重子午线轮胎产量占全国总产量的94%，其中本土企业10家(10个工厂)的产量占全国总产量的26%，外资企业7家(11个工厂)的产量占全国总产量的68%;其他轮胎企业产量则分别占全钢者重子午线轮胎总产量的3%和半钢子午线轮胎总产量的6%，但这一比例将会逐步上升，预计到2010年这20家以外的轮胎企业(包括新建企业)子午线轮胎产量将会占全国子午线轮胎产量的14%~16%，而这20家企业所占比例将下降到84%~86%。这表明，新兴的轮胎企业(包括重组的国有企业、壮大的民营企业以及正在进人中国的外资企业)将会参与到子午线轮胎的市场竞争中。

近年来，中国经济的强劲增长，进一步对外开放和经济全谋化趋势的持续升湿，加速了国外轮胎厂商向中国转移的步伐。在发达国家汽车消费市场日趋饱和、轮胎产销量逐年下降的全球形势下，中国成了国际轮胎巨头的“世界工厂”。目前，在世界排名前10强的跨国轮胎公司中，已有米其林、普利司通、固特异、住友、 横滨，库珀、韩泰、锦湖8家公司落户中国，最近世界排名第4的德国大陆公司也准备在中国投资建厂。

虽然我国轮胎产量及子午化率迅速提高，但与国外大公司相比，存在生产企业过多，研发力量不足的问题，产品普遍同质化，而且以中低档产品为主，难以参与高端产品的竞争，急需技术和品牌的提升。

如同国际轮胎市场的格局，中国轮胎市场目前也分为三大阵营。

第一阵营是世界轮胎前三强(米其林、固特异、普利司通)在中国的独资和合资企业。凭借雄厚的资金加上先进的技术，这三家公司在国内轿车、轻卡子午线轮胎市场以及高档子午线轮胎市场中占据绝对统治地位。

第二阵营是由国际轮胎企业中排名前10位的企业(除三巨头之外)在中国的合资或独资公司以及少数国内强势企业组成。外资的如日本横滨、韩国韩泰和锦湖、印度尼西亚佳通等在国内的几家合资和独资企业，国内品牌如三角、双钱、朝阳等。

第三阵营则是遍布各地的国内中小企业，它们凭借低廉的价格，占领着低端轮胎市场，这些企业面临着研发能力和资金不足的困境，急需提升产品质量和品牌价值。