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子午线轮胎未来
作者:北京橡胶工业研究设计院 陈志宏    来源:PT现代塑料
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轮胎成型机展厅
轮胎成型机, 轮胎切圈机, 废旧轮胎胶粉设备, 轮胎翻新设备, ...
子午线轮胎已是轮胎工业的主流产品,世界轮胎子午化率已达90%,发达国家已达到或接近100%;在我国子午线轮胎仍处于逐步取代斜交胎的发展期,成为新兴产业。

回顾世界轮胎工业发展史,如以1845年制造出生胶实心轮胎算起,已有160年历史,如从1865年用实心橡胶轮胎(硫化)代替力车胎铁轮计起,也有140年历程。到1885年,邓禄普发明有内胎的充气轮胎,成为世界轮胎的第一次技术革命;1948年,米其林发明了子午线轮胎,成为轮胎的第二次技术革命,分别相距40年和60多年。西欧发达国家完成轮胎100%子午化率(1990年)约用了40年时间,美国起步较晚,于2000年完成,用了31年。日本目前子午化率也在95%以上,约用了35年。韩国起步更晚(1975年),至今也在90%以上。全世界平均用了50多年。现在为90%。

我国研发子午线轮胎始于20世纪60年代中,几乎与美、日、俄同期起步,但到1980年,生产不到1万条,至2003年,全国生产子午线轮胎已达7500万条(其中全钢载重1100万条),子午化率约为47%,汽车轮胎已达60%以上,若与日本发展速度类似,即用35年时间,于2015年将实现汽车轮胎子午化率达到95%。从整体发展史看,轮胎的发展与国家的整体国民经济、汽车工业、道路乃至政策、法规有密切相关。

世界轮胎新一轮技术革命

有人把上述这140多年称为“轮胎前工业化时代”,而进入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,“轮胎后工业化时代”就要来临。在这一时代,轮胎工业将是与强大的创新技术作为支撑。

◆ 创新产品的发展

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,不断开发新产品、新技术,企业间的竞争已由传统的产品竞争转化为科技实力的较量,也就是创新能力的竞争,这已成为企业发展的主要动力。只有依靠产品创新、技术创新,才能在激烈的竞争中抢先占据科技制高点,并推动着世界轮胎的技术进步。

▲节能轮胎、绿色轮胎、环保型轮胎

进入20世纪90年代,最具代表性的新一代子午线轮胎就是节能轮胎、绿色轮胎、环保型轮胎的出现。1992年,米其林公司率先将绿色轮胎投放市场,按其标准,绿色轮胎比普通子午线轮胎降低滚动阻力22~24%,对轿车节省燃料3~5%,对载重车节省燃料6~8%。有人测算,如美国全部采用这种轮胎,每年可节油7600万t,减少二氧化碳排放量2100t。我国目前以2800万辆汽车保有量计,每年也可节油2800万t,可见对节能和环保具有重要意义。

环保型轮胎基本上可以概括为三方面:一是以减少燃料、降低废气排放量,以节省能源和防止大气污染为目的的绿色轮胎。二是以具有良好的高速性、制动性、安全性和舒适性,同时又能防止振动和减少嗓声为目的的高性能和超高性能轮胎。三是取代镶钉或挂链轮胎,以防止轮胎破坏路面和避免造成扬尘、嗓声为目的的非镶钉冬用或全天候轮胎。

▲ 防水滑安全轮胎

如固特异公司的Aquatread(双上胎面)轮胎,大陆公司的Aquacontact(水上接触)轮胎,米其林公司的Catanarn(从船体)轮胎,普利司通公司的FT70C轮胎等等。

▲跑气保用轮胎

轮胎在泄气情况下,仍能以80km/h速度行驶200 km,米其林的PAX系统已被广泛认可为先进的跑气保用系统,对传统的轮胎——轮辋总成提出了挑战。

▲ 智能轮胎

智能轮胎是能够收集、传输有关自身所处环境的所有信息,并对这些信息作出正确判断和处理的轮胎,是继上述新产品之后的又一重大技术进步,有人认为这是代表时代发展方向的创新产品。

(1)RFID智能轮胎:轮胎内装有RFID卡,称之为轮胎电子身份证。米其林公司已于2003年开始试用。
(2)MENS智能轮胎:也是将感应片放入轮胎内,称带黑匣子的轮胎,由米其林公司推出,已在北美大批量应用多年。
(3)Unisteel智能轮胎:轮胎气压、温度、或有人偷轮胎时均能自动鸣笛报警,称之为会说话的轮胎,由固特异公司推出,在北美、欧洲投入使用多年。
(4)CGT智能轮胎:应用于汽车动态控制,称为有磁力的轮胎,由大陆公司推出。
(5)ITT智能轮胎:称为用手机遥控的轮胎,能监测轮胎气压和温度,由诺基亚轮胎公司推出。

总之,智能轮胎必将改善人与轮胎之间的关系,轮胎将集安全、绿色、环保、智能化于一体,成为世界轮胎发展的新趋势。

◆ 轮胎全自动生产技术的发展

国外大轮胎公司已开发成功低温连续混炼以及以轮胎成型为核心的子午线轮胎全自动生产线。轮胎生产正向低能耗、高效率、高精度、全自动化的方向发展,也就是“全新概念技术”的体现。目前具有代表性的有:

(1)米其林的C3M技术:是指挥(Command)+控制(Control)+通讯(Communication)与制造(Manufacture)一体化系统。基建投资节省50%,占地面积减少50~90%,操作人员减少50~90%,原材料消耗减少9%。已在法、美、瑞典、西班牙、巴西等9个工厂投产。
(2)固特异的IMPACT技术:是集成加工精密成型单元技术(Integrated Manufacturing Precision Assenbly Cellular Technology)的英文缩写。加工精度提高43%,产品一致性100%,生产效率提高70%,员工减少42%,成本降低20%,原材料节约15%。到2004年,该公司的33%卡车胎和10%的轿车胎将用该技术生产。
(3)大陆的MMP技术:是积木式成型法(Modular Manufacturing Process)的英文缩写。适用于“基本构件生产厂+总装厂”的新模式。降低生产成本60%。
(4)倍耐力的MIRS技术:是积木式集成自动化系统(Modular Integrated Robotized System)的英文缩写。与传统方法相比,投资减少15%,占地面积减少80%,生产效率提高80%,成本降低25%,最小经济规模由3200条/天降到375条/天,变换规格时间由375min缩短到20min,从准备到硫化所需时间由6天缩短到72min。该技术已在意、英、美、德、泰等地轮胎厂应用,年产量近1000万条。
(5)英国三海CCC技术:低温连续混炼技术,生产成本降低62%。
(6)普利司通ACTAS技术:是全自动连续轮胎成型系统(All-automatic Continuous Tire Assembly System)英文缩写。从材料部件到成型形成一条联动生产线,省去贮存和冷却,场地节省50%,操作人员减少80%,生产效率提高70%。
(7)普利司通BIRD技术:是普利司通发明的合理改进(Bridgestone Innovatived Rational Development)的英文缩写。占地面积减少25~30%,生产规模小型化,适合小批量生产,节能40%。正加紧在世界45个工厂推广应用。
(8)横滨/东洋、不二精工轮胎新工艺:是日本钢丝圈生产企业不二精工株式会社与横滨、东洋合作开发的一项新技术。省略帘布压延和钢丝圈挤出设备(由材料供应商承担),成型与硫化联动,缩小占地面积。从2002年起,已在多家工厂增设新工法生产线。

总之,推广全新概念技术是当前处于第一阶段战略性布点,估计要5年时间,第二阶段是全面实现产业化。

我国子午线轮胎的发展现状

随着我国汽车工业、高速公路的发展,大大促进了子午线轮胎的市场需求,外资企业、国有企业、民营企业加大了子午线轮胎的生产建设,从而使子午线轮胎发展迅速,超出了原“十五”规划的设想。

我国汽车工业总产量:1995年,145.27万辆;2000年,206.92万辆,年均增长7.3%; 2001年,234.76万辆;2003年,444.38万辆,年均增长37.6%;预测到2010年,汽车总产量会超过1000万辆,保持年均增长速度在10%以上。
其中高速公路运输的主力车型重型载车从2000年起,每年增长率都在60%以上,如2000年仅产8.20万辆。2003年达26.18万辆。大型客车:也是呈上升趋势,但绝对产量仅为2万辆左右。重型货车和大型客车的发展,为全钢载重子午线轮胎的发展创造了良好的市场前景。总之,汽车的发展对轮胎产品品种结构的变化产生着很大的影响。

随着2002年我国汽车进入发展高峰期,大大刺激了子午线轮胎的发展,尤其是2002年掀起的全钢子午线轮胎发展建设热潮,近三年全钢子午线轮胎产量年增长率都达60%左右,提前2年完成了原“十五”设想的目标,即2005年达到子午线轮胎5600万条,子午化率45%的目标,详见表1。

表1 近年我国子午线轮胎的发展
年份 2000 2001 2002 2003 2004
全钢载重子午线轮胎/万条 331.6 417.0 667.0 1117.17 1800.0
年增长率/% 35.07 25.75 59.95 64.92 6364
半钢子午线轮胎/万条 3278.5 3837.0 4747.0 6461.37 8200.0
年增长率/% 26.22 18.58 23.72 33.76 29.13
合计/万条 3610.1 4254.0 5414.0 7578.54 10000
全国轮胎子午化率/% 32.1 34.6 38.7 47.5 55.0

注:2004年为预计数

截至2003年底,全国生产全钢载重子午线轮胎的厂家已达到21家,其中国企业11家,民企4家,外企6家。预计2004年底将会新增13~14家建成投产,新增产能450万条/年。全国生产半钢子午线轮胎的厂家已达到33家,其中国企11家,民企4家,外企18家。今后若干年,半钢子午线轮胎将主要集中在外企的扩大规模,不仅利用其品牌优势,还将以其规模效益、价格优势来占据市场。

在新建子午线轮胎项目中,起点还是较高的,关键设备如钢丝压延生产线、内衬层生产线、胎面挤出机、成品检测设备等均以引进为主,成熟的国产化设备为小料自动称、密炼机上辅机及控制系统、成型机、硫化机等均达到了国际上较高水平,密炼机不管是引进或国产,均采用了F270、F370或GK255、GK400先进机型,厂房和工程设计也是一流的。正常使用的原材料,除天然橡胶、卤化丁基橡胶外,国内可以供应。

子午线轮胎的技术来源,一是外企自己带来的生产技术,二是国企在引进技术基础上的消化吸收,三是国内科技型企业提供,也形成竞争态度。生产子午线轮胎的规格品种,基本能满足国内市场以及部分出口的需要。

对发展子午线轮胎的几点建议

在“十五”期间,我国子午线轮胎已形成具有一定实力,较为先进的新兴产业。国内外同行以及业外许多投资者都看好了中国子午线轮胎的巨大潜在市场,激烈的竞争也是不可避免的。

以下就我国子午线轮胎的发展提出几点建议。

◆ 坚持可持续发展战略

轮胎产品的更新换代以及新一代子午线轮胎的出现,从根本上来说,都是围绕着节省能源、改善环境这个主题的。

轮胎对汽车的燃油消耗和环境的影响起着重要作用。因此,要进一步推动轮胎子午化率提高,积极开发节能型子午线轮胎;改进生产工艺,减少动力消耗,并配合电动汽车的发展,开发电动车用子午线轮胎,尽快填补非镶钉冬用轮胎的空白等等。

轮胎的增长对橡胶资源需求日益增加,至少年增长率5%以上,到2010年,轮胎耗胶将达到250~260万t(全国约500万t),子午线轮胎耗胶将占75%。尤其载重子午线轮胎,以NR为主,国产NR已不可能满足增长需求,我国每年需进口NR200万以上。因此,减少轮胎重量,节省材料,现在应该考虑子午线轮胎的轻量化问题了[6],同时,把提高轮胎重量的均一性作为生产技术水平高低的重要标准来衡量。

◆ 提高轮胎使用经济性

当前由于超载的限制等因素,全国子午线轮胎火旺市场降温,根本原因是它的经济性未充分体现。载重轮胎是生产资料,首先考虑因素仍是经济性。提高其翻新率和翻新次数,使一条子午线轮胎相当二条半以上斜交胎的寿命,既是提高轮胎可循环利用的最佳途径,也是加快载重轮胎子午化的进程。要再度宣传子午线轮胎优越性,从节油、安全、运输效率等方面全面认识载重子午线轮胎。

国家应着手制定汽车最高油耗标准的法规,这也是节省能源,减少对环境污染的重要途径。

◆ 加强半钢子午线胎的研发

许多新技术往往都是通过半钢子午线轮胎,尤其是轿车子午线轮胎体现的。胎面花纹的设计,胎体材料的选择,各种新合成橡胶的应用,胶料配方的变化、冠带层结构与材料的进展,胎圈结构的新花样等等,国外轮胎都有许多值得借鉴的东西。加强研发首要的是要建立、健全轮胎成品的检测手段。如嗓声、滚动阻力、防滑性的测试与模拟都是必需的。有关部门要建立考核标准。轮胎企业要与汽车部门建立密切联系,要着手研发高性能、超高性能轮胎。要提高轿车子午线轮胎在国内外市场的竞争力。

仿生花纹轮胎、抗刺扎漏气轮胎,尽管都是我国非业内人士所发明创造,已初步显示了其优越性,有的超过了国外大轮胎公司的产品,但未引起足够的重视,迟迟未进入产业化生产。只有创新才能提高国内轿车子午线轮胎的知名度,增加技术附加值。

◆赶上世界轮胎技术发展的新时期

如前所述的国外轮胎的创新产品和“全新概念技术”的成果,我国应该赶上步伐,促进机电、信息化研发部门与轮胎生产企业的联合开发,材料开发、生产部门与轮胎生产企业的联合开发,采用产学研的结合;必然会取得创新成果,改变观念去迎接“世界轮胎后工业化时代”的到来。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (1/26/2005)
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