淺談支持聯(lián)網(wǎng)汽車的輪胎技術(shù)

早期的輪胎相當(dāng)原始，是由實(shí)心橡膠條制成的。后來，Charles Goodyear發(fā)明了硫化橡膠，Robert Thomson于1846年申請了硫化橡膠充氣輪胎的專利。四十年后，汽車問世，Robert Thomson在與John Dunlop的專利爭奪戰(zhàn)中敗北。米其林兄弟很快發(fā)明了可拆卸輪胎，到1970年代，帶胎面的充氣子午線輪胎（如今仍在大多數(shù)汽車中使用）已成為標(biāo)準(zhǔn)。

輪胎發(fā)展至今，除了一些不同尋常的創(chuàng)新，當(dāng)今的汽車制造商還考慮了安全性、耐用性、性能以及可持續(xù)性，使輪胎技術(shù)能夠取得突破性進(jìn)展。

現(xiàn)今的輪胎技術(shù)

以輪胎噪聲為例，產(chǎn)生輪胎噪聲的原因主要有兩個：一個是花紋噪聲，由不斷釋放的胎面氣泡引起，與人的語音相比是一種較高頻的聲音；另一個原因是空腔噪聲，是由空氣在輪胎內(nèi)部“彈跳”并壓在車輪上引起的。當(dāng)更精密的電動機(jī)發(fā)明之后，人們自然就想要更安靜的輪胎。

Bridgestone公司于2019年3月推出了QuietTrack輪胎，輪胎上有多個短斜線槽通向胎肩，使空氣可以排出而不是隨著輪胎的旋轉(zhuǎn)而被壓縮（圖1）。凹槽被切成三種不同尺寸的寬度來干擾彼此的噪聲，從而將其降至人類和語音頻率。此外，QuietTrack輪胎的縱向溝道較細(xì)，溝槽中毫米級高度的鋸齒可以分解高頻聲音。事實(shí)證明，它可以提高汽車在雪地和潮濕地面的牽引力。

圖1：電動汽車沒有高轉(zhuǎn)速發(fā)動機(jī)，因此輪胎橡膠產(chǎn)生的噪聲更加明顯。QuietTrack輪胎降低了令人討厭的噪聲，這對電動汽車（EV）而言非常重要。（圖片來源：Bridgestone）

這種輪胎采用了ContiSeal自修補(bǔ)技術(shù)，在胎面內(nèi)側(cè)施加一層粘性密封劑，當(dāng)輪胎被刺破以后，密封劑滲透出去，刺孔的80％都可以被密封。這種技術(shù)適用于直徑最大為5毫米的刺孔，降低了輪胎漏氣和在路邊換胎的可能。

未來的輪胎技術(shù)

Goodyear于2017年推出了一種球形概念輪胎，Eagle 350 Urban，采用這種輪胎的車輛可以向任何方向行駛。輪胎內(nèi)置的人工智能與輪胎外部可以檢測不同路面和行駛條件的傳感器相連，并使用執(zhí)行器來適應(yīng)輪胎的形狀和胎面。除了傳輸數(shù)據(jù)以改善制動、操縱和效率外，Eagle 350 Urban還可以在輪胎刺穿時(shí)促進(jìn)修補(bǔ)。

非充氣式氧氣輪胎采用獨(dú)特的開放式結(jié)構(gòu)，它并非由氣壓支持，而是利用回收的輪胎粉塵通過3D打印出來的，并在胎壁上附著活苔蘚。它從道路上吸收水、從空氣中吸收二氧化碳來喂食苔蘚，進(jìn)行光合作用并產(chǎn)生氧氣。它還使用Li-Fi（一種基于光的移動無線技術(shù)）連接到物聯(lián)網(wǎng)（IoT）基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)行車對車（V2V）和車對基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）數(shù)據(jù)交換。

2020年則出現(xiàn)了非充氣式煥新概念輪胎，它采用生物降解液體化合物膠囊進(jìn)行胎面再生。AI可根據(jù)駕駛員的個人情況及輪胎狀況對化合物進(jìn)行定制，以適應(yīng)路況。

Pirelli推出了首款通過5G網(wǎng)絡(luò)可靠傳輸信息的智能輪胎，促進(jìn)了與車輛、駕駛員和更大規(guī)模道路基礎(chǔ)設(shè)施之間的通信（圖2）。

圖2：Pirelli聲稱是首家利用5G網(wǎng)絡(luò)的輪胎公司。

接下來，米其林的Uptis概念輪胎可望在2024年面世。其“組裝式不充氣車輪結(jié)構(gòu)技術(shù)”消除了輪胎穿孔、爆胎和輪胎漏氣的風(fēng)險(xiǎn)。Uptis輪胎可以減少原材料的使用、輪胎報(bào)廢和備用輪胎，最大限度地減少了資源的使用和浪費(fèi)。

具體來說，Goodyear為特斯拉提供的輪胎具有專用的降噪泡沫（如果你喜歡安靜的話），而雪鐵龍19_19概念電動車的輪胎則設(shè)計(jì)為在干燥時(shí)變硬、潮濕時(shí)變軟。

輪胎的聯(lián)網(wǎng)之路

輪胎可以通過5G和IoT傳輸信息，以提高高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動駕駛汽車的安全性和性能。例如，Goodyear的AndGo平臺使用預(yù)測軟件將車隊(duì)與服務(wù)網(wǎng)絡(luò)連接起來。

輪胎的3D打印，回收和環(huán)保材料的使用，以及減少輪胎的磨損和報(bào)廢，這些都是輪胎制造商持續(xù)努力的重心。更耐用的非充氣輪胎和輪胎車輪一體技術(shù)也可提高安全性并減少維護(hù)需求，因此對無人駕駛汽車尤其重要。

數(shù)十年來輪胎基本保持原樣，現(xiàn)在似乎一切都要變了。
編輯：hfy