中國(guó)橡膠機(jī)械網(wǎng) 近年，世界各大輪胎造商紛紛致力開(kāi)發(fā)智能輪胎（intelligent tyre），也已經(jīng)試各種類(lèi)型的樣品。這些樣品大多具有自動(dòng)監(jiān)測(cè)輪胎充氣內(nèi)壓的功能，其中一些能夠同時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)輪胎溫度和輪胎受力變形，另一些則擁有電子身份，最高檔的甚至配備輪胎內(nèi)壓自動(dòng)補(bǔ)充裝置。在林林總總的智能輪胎樣品中，公路運(yùn)輸業(yè)真正需要什麼樣的智能輪胎呢？要回答這個(gè)問(wèn)題，首先必須弄清楚何謂智能輪胎。從廣義上說(shuō)，智能輪胎就是有智力、有頭腦的輪胎。從狹義上說(shuō)，智能輪胎是能夠收集、傳輸有關(guān)自身所處環(huán)境的所有信息，并對(duì)這些信息作出正確判斷和處理的輪胎。

輪胎充氣內(nèi)壓監(jiān)測(cè)

對(duì)公路運(yùn)輸業(yè)而言，現(xiàn)代的子午線(xiàn)輪胎已經(jīng)發(fā)展到更耐磨、更節(jié)油，耐久性和牽引性能更好。輪胎造業(yè)對(duì)新設(shè)計(jì)和新材料的不懈追求，使公路運(yùn)輸業(yè)受惠良多。不過(guò)，除了新技術(shù)、新工藝、新材料之外，還有一個(gè)嚴(yán)重影響輪胎使用性能的因素，就是輪胎的充氣內(nèi)壓。

合理的充氣內(nèi)壓是最好的。輪胎欠壓行駛將無(wú)法承載額定負(fù)荷，甚至導(dǎo)致輪胎早期損壞。此外，充氣內(nèi)壓不達(dá)標(biāo)還影響到其它操作性能正常發(fā)揮。當(dāng)額定充氣內(nèi)壓為700kPa（10psi）時(shí)，欠壓將導(dǎo)致滾動(dòng)阻力增加2%；對(duì)驅(qū)動(dòng)軸輪胎而言，相當(dāng)於油耗增加了0.5%，磨耗加快了5%。如果輪胎長(zhǎng)期在欠壓狀態(tài)下行駛，將損害輪胎的結(jié)構(gòu)完整性和胎體可翻性。因此，監(jiān)測(cè)輪胎充氣內(nèi)壓并使之維持良好狀態(tài)應(yīng)是智能輪胎的首要功能。通過(guò)安裝輪胎充氣內(nèi)壓監(jiān)測(cè)裝置，即可達(dá)到上述的目的。一旦發(fā)現(xiàn)輪胎充氣內(nèi)壓不足，該裝置立刻向駕駛者發(fā)出警報(bào)，提示駕駛者停車(chē)檢查輪胎或由車(chē)載電腦自動(dòng)作出應(yīng)急處置。目前已有多種輪胎充氣內(nèi)壓監(jiān)測(cè)裝置局部投入使用，還有一些正在研發(fā)。

歷程可追溯性記錄

所謂“歷程可追溯性記錄”也就是說(shuō)，輪胎在造→出廠→使用（包括維修、翻新）→報(bào)廢全過(guò)程中的每一個(gè)階段均形成資料，而且該資料是可以隨時(shí)提檔查閱的。歷程可追溯性記錄資料一般應(yīng)包括四個(gè)部分：

*輪胎的身份，亦即輪胎的產(chǎn)品資料，通常包括輪胎品牌、生產(chǎn)序列號(hào)、DOT或ECE代碼、生產(chǎn)廠廠址、生產(chǎn)日期等；

*輪胎的戶(hù)籍，亦即裝車(chē)資料，通常包括汽車(chē)主軸號(hào)碼、輪輞號(hào)碼等；

*輪胎的使用資料，包括歷次出車(chē)時(shí)輪胎的溫度、充氣內(nèi)壓、速度、受力、變形等數(shù)據(jù)，以及歷次翻新、修補(bǔ)情況等；

*輪胎報(bào)廢資料，包括報(bào)廢原因、報(bào)廢日期等。

歷程可追溯性記錄是比DOT、ECE代碼更先進(jìn)的管理方法，因?yàn)樗M(jìn)了電子注冊(cè)和電子數(shù)據(jù)庫(kù)管理。如果與遠(yuǎn)程信息系統(tǒng)聯(lián)接，只要這條輪胎仍在路上使用，在信息網(wǎng)所覆蓋的圍就能找到它。具有這種功能的輪胎一旦出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，汽車(chē)廠商和輪胎造商可以很快確定召回圍，提高召回效率。但是這種管理的成本也比較高。

在現(xiàn)階段，上述設(shè)想已可借助一張RFID（radio frequency identification）卡而得到實(shí)現(xiàn)。這是一種夾在兩片長(zhǎng)條形銅絲網(wǎng)中間的硅芯片，通常在輪胎造的成形工序中被埋置於生胎坯，經(jīng)硫化而被固封在輪胎胎側(cè)內(nèi)。RFID直譯為射頻標(biāo)識(shí)，是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)去標(biāo)識(shí)產(chǎn)品的新興技術(shù)。RFID卡可以完全取代目前普遍使用的印刷條形碼，射頻標(biāo)識(shí)必須通過(guò)“讀出”才能被“看到”，與印刷條形碼不一樣。但只要在射頻信號(hào)輸出圍內(nèi)，就可以利用專(zhuān)用儀器“讀出”它。

目前有好幾家公司正以RFID技術(shù)作為研發(fā)智能輪胎的基礎(chǔ)，美國(guó)固特異輪胎橡膠公司（Goodyear Tire& Rubber Co.）就是其中的一員。

該公司和西門(mén)子VDO汽車(chē)配件公司（Siemens VDO Automotive AG）合作，成功研一種鈕扣電池般大小的帶RFID卡傳感器。該傳感器除了能夠感知輪胎充氣內(nèi)壓、輪胎胎體溫度的變化并發(fā)射反映這種變化的信號(hào)外，還具有標(biāo)識(shí)輪胎的功能，也就是說(shuō)，它既可用於輪胎充氣內(nèi)壓監(jiān)測(cè)，還可以用於輪胎歷程可追溯性記錄。可想而知，裝備了這種傳感器的輪胎，其智能化程度是相當(dāng)高的。

值得注意的是NHTSA（美國(guó)聯(lián)邦公路交通安全管理局）正在制訂的一項(xiàng)新標(biāo)準(zhǔn)，要求輪胎必須具備最基本的示蹤能力，并極有可能等效用美國(guó)AIAG（Automotive Industry Action Group）標(biāo)準(zhǔn)提出的RFID卡條款。該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)將在2003年11月實(shí)施。這一舉措對(duì)輪胎智能化將起到不可估量的促進(jìn)作用。

自動(dòng)補(bǔ)充輪胎內(nèi)壓

既然輪胎充氣的內(nèi)壓如此重要，僅僅及早發(fā)現(xiàn)輪胎漏氣是不夠的，還應(yīng)當(dāng)及時(shí)讓逐漸癟下去的輪胎鼓起來(lái)。因此，自動(dòng)補(bǔ)充輪胎內(nèi)壓被列為智能輪胎的第三項(xiàng)功能。

裝備車(chē)載氣泵可以解決上述問(wèn)題。一旦輪胎漏氣，裝有“聰明軟件”的車(chē)載電腦將根據(jù)充氣內(nèi)壓監(jiān)測(cè)裝置提供的數(shù)據(jù)信息，自動(dòng)啟動(dòng)車(chē)載氣泵，向輪胎內(nèi)腔充入氣體，使輪胎保持合理的充氣內(nèi)壓。在北美地區(qū)，已有多家公路運(yùn)輸公司開(kāi)始在車(chē)上裝備自動(dòng)充氣裝置，利用預(yù)存在車(chē)制動(dòng)液貯存器內(nèi)的高壓空氣來(lái)補(bǔ)充輪胎內(nèi)壓，確保所有輪胎保持合理的充氣壓力。空氣流經(jīng)控制箱進(jìn)入車(chē)軸套管，再進(jìn)入軸端的旋轉(zhuǎn)聯(lián)管節(jié)，最後進(jìn)入需要補(bǔ)充內(nèi)壓的輪胎內(nèi)腔。控制箱有測(cè)量、校準(zhǔn)輪胎氣壓的功能。上述裝置不消耗制動(dòng)液壓，而且配備有檢查閥，防止當(dāng)一個(gè)輪胎漏氣時(shí)其它輪胎也跟漏氣。

據(jù)美國(guó)太平洋聯(lián)盟（Union Pacific）運(yùn)輸公司反映，配備自動(dòng)充氣裝置後，用於大型輪胎的開(kāi)支明顯降低。這得益於輪胎充氣內(nèi)壓均衡，從而收到降低輪胎磨耗、提高輪胎耐久性和節(jié)約燃油的良好效果。

把車(chē)載氣泵系統(tǒng)與輪胎有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，無(wú)疑是智能輪胎的發(fā)展方向之一。但是，這種裝置的結(jié)構(gòu)非常雜，價(jià)格十分昂貴，而且必定增加車(chē)輪總成的重量。因此，對(duì)於輪胎業(yè)界和汽配業(yè)界而言，把車(chē)載氣泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)得更加小巧將是有待攻關(guān)的課題。

輪胎溫度監(jiān)測(cè)

土木工程機(jī)械、裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)等大型設(shè)備的用戶(hù)期望智能輪胎具有溫度監(jiān)測(cè)功能，因?yàn)檩喬ナ褂眯阅艿膬?yōu)劣是以噸-英/小時(shí)來(lái)衡量的，并受到負(fù)荷和額定速度兩者的制約。

溫度歷程同樣重要，因?yàn)檫@與輪胎胎體的耐久性和輪胎使用壽命密切相關(guān)。工程輪胎造商持同樣看法，而且認(rèn)為應(yīng)當(dāng)能夠記錄輪胎的使用歷程，至少應(yīng)記錄溫度峰值或時(shí)間/溫度歷程。探測(cè)、傳輸輪胎數(shù)據(jù)由植入輪胎內(nèi)的集成電路片完成，而配套的接收器/數(shù)據(jù)讀出器則裝在駕駛室內(nèi)或工地上。

其它參數(shù)監(jiān)測(cè)指輪胎的受力、變形等動(dòng)態(tài)力學(xué)狀況。如果掌握這一系列的參數(shù)，對(duì)保持汽車(chē)駕駛性能良好、延長(zhǎng)輪胎壽命很有幫助。

智能輪胎產(chǎn)品簡(jiǎn)介

目前研發(fā)成功的智能輪胎大多數(shù)具有兩種以上的功能，下面選擇其中有代表性的作扼要介紹。

會(huì)說(shuō)話(huà)的載重輪胎

由美國(guó)固特異輪胎橡膠公司（Goodyear Tire& Rubber Co.）推出的Unisteel智能輪胎，在遇到緊急情況時(shí)自動(dòng)鳴響警笛，提醒駕駛者取防措施。令Unisteel輪胎作出反應(yīng)的情況包括：輪胎氣壓超過(guò)或低於設(shè)定值、輪胎溫度超過(guò)設(shè)定值、有人偷拆輪胎。

Unisteel智能輪胎的監(jiān)測(cè)裝置是一小塊單片集成電路，自動(dòng)測(cè)量輪胎的溫度、氣壓、轉(zhuǎn)速、跑出程和其它數(shù)據(jù)；信號(hào)發(fā)射裝置是超微型發(fā)送器，它和單片集成電路組配在一起，負(fù)責(zé)將上述測(cè)得數(shù)據(jù)用特定代碼發(fā)送出去；信號(hào)接收裝置是手握式解碼讀出器，它在接收到訊號(hào)後將其譯成數(shù)字顯示在液晶顯示屏上。在輪胎造時(shí)的成形工序中，監(jiān)測(cè)裝置和信號(hào)發(fā)射裝置被埋入輪胎胎壁內(nèi)。作為信號(hào)接收裝置的手握式解碼讀出器，方便駕駛者出車(chē)時(shí)插裝在車(chē)上，下車(chē)後隨身攜帶。

這種會(huì)說(shuō)話(huà)的輪胎讓駕駛者隨時(shí)解輪胎狀況，及時(shí)做好維護(hù)保養(yǎng)，延長(zhǎng)輪胎的使用壽命。此外，其反竊功能可讓長(zhǎng)途運(yùn)輸人員在晚上高枕無(wú)憂(yōu)。

綠色智能輪胎

日本普利司通公司（Bridgestone Corp.）推出的UNI-T智能輪胎集綠色技術(shù)和智能化於一體，將環(huán)保節(jié)能概念有機(jī)地融入現(xiàn)代化輪胎產(chǎn)品。UNI-T是智能輪胎終端網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的縮寫(xiě)，它包含三個(gè)部分：計(jì)算機(jī)優(yōu)化部件系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)CO-CS；無(wú)接頭圓形胎圈，簡(jiǎn)稱(chēng)O胎圈；長(zhǎng)鏈炭黑，簡(jiǎn)稱(chēng)LL炭黑。普通炭黑粒子呈團(tuán)球狀，長(zhǎng)寬比（L/W）約為1.0，而LL炭黑粒子呈長(zhǎng)鏈球狀，微觀結(jié)構(gòu)類(lèi)似白炭黑，長(zhǎng)寬比達(dá)到2.0。後者不僅補(bǔ)強(qiáng)性能比前者好，可以減少配合量，而且滾動(dòng)阻力低，是新一代的橡膠補(bǔ)強(qiáng)材料。

CGT智能輪胎體系

由德國(guó)大陸橡膠公司（Continental A.G）所屬大陸通用輪胎公司（Continental General Tire Inc.）推出的CGT智能輪胎體系共有磁化輪胎、胎側(cè)扭力傳感器（簡(jiǎn)稱(chēng)SWT）和車(chē)載電子控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)Teves系統(tǒng)）三個(gè)組成部分，其中SWT是智能輪胎體系的關(guān)鍵部件。

SWT技術(shù)的基本原理是，通過(guò)某種途徑或手段，反饋輪胎在各種條件下（譬如加速行駛、制動(dòng)、轉(zhuǎn)彎等）對(duì)外力的反應(yīng)。其技術(shù)的訣竅是：在胎側(cè)膠料中摻入金屬粉末；當(dāng)輪胎在行駛過(guò)程中，該膠料被磁化交替形成正、負(fù)極，從而能夠把輪胎受力變形情況以某種可測(cè)信號(hào)反映出來(lái)；該信號(hào)被埋置於輪胎胎側(cè)膠內(nèi)的傳感器捕獲，并被傳輸?shù)窖b在汽車(chē)駕駛室內(nèi)的電子監(jiān)測(cè)儀，即時(shí)由車(chē)載電子計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，應(yīng)用於汽車(chē)動(dòng)態(tài)控制。

CGT智能輪胎體系曾於2000年被美國(guó)《大眾科學(xué)雜志》列入“上年度世界百例科技發(fā)明”，并被評(píng)為汽車(chē)科技領(lǐng)域的八個(gè)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目之一。

黑匣子輪胎

由法國(guó)米其林集團(tuán)公司（Groupe Michelin）旗下米其林（北美）公司（Michelin North America Inc.）推出的MEMS智能輪胎被稱(chēng)為黑匣子輪胎。MEMS就是輪胎的“黑匣子”，它由四大部件組成：

*輪胎感應(yīng)片位於輪胎內(nèi)壁，當(dāng)輪胎造時(shí)在成形工序中被植入，它在輪胎的整個(gè)壽命期間（一般為1～7年）發(fā)揮作用；

*接收器拾取感應(yīng)片傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的實(shí)時(shí)信息，并將信息傳送到連接裝置；

*連接裝置將接收器傳送過(guò)來(lái)的信息輸入便攜式貯存裝置；

*便攜式貯存裝置貯存被監(jiān)測(cè)輪胎的所有數(shù)據(jù)并加以顯示。

MEMS技術(shù)在開(kāi)發(fā)成功後最早被應(yīng)用於大型貨車(chē)輪胎和土方機(jī)械輪胎，因?yàn)檫@兩種輪胎的成本較高，需要加倍保護(hù)。目前MEMS技術(shù)已普及到各種類(lèi)型輪胎，事實(shí)表明該技術(shù)的適用性不俗。

用手機(jī)遙控的輪胎

由芬蘭諾基亞輪胎公司（Nokian Tyres Inc.）推出的ITT智能輪胎可以用手機(jī)遙控。ITT又稱(chēng)路探系統(tǒng)，由微型輕量化傳感器和接收裝置兩部分構(gòu)成。多個(gè)傳感器裝在輪胎內(nèi)腔，亦即輪輞圈座上，負(fù)責(zé)測(cè)量輪胎氣壓和輪胎溫度，隨時(shí)隨地將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到接收裝置，并在輪胎氣壓或輪胎溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，向接收裝置發(fā)送報(bào)警信號(hào)。接收裝置可以是手機(jī)，也可以是車(chē)載電腦，甚至可以是裝在汽車(chē)維修中心的獨(dú)立顯示屏。除此之外，不再需要任何輔助設(shè)施。

與上述多種智能輪胎相比，ITT智能輪胎具有兩項(xiàng)特點(diǎn)：作為監(jiān)測(cè)裝置和信號(hào)發(fā)射裝置的多個(gè)傳感器，不是在輪胎造過(guò)程埋入輪胎體內(nèi)，而是通過(guò)粘/捆綁方式安置在輪輞上；信號(hào)接收裝置為普通手機(jī)。第一個(gè)特點(diǎn)的意義在於，只要在輪輞上安裝了ITT，任何普通輪胎都可以升級(jí)為智能輪胎。第二個(gè)特點(diǎn)的意義在於，ITT智能輪胎將是迄今為止配置最簡(jiǎn)單的智能輪胎。

目前ITT只能監(jiān)測(cè)輪胎的氣壓和溫度，但諾基亞公司已手增加像輪胎磨耗程度、道路摩擦力等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。

展望未來(lái)

業(yè)內(nèi)人士談?wù)撝悄茌喬ヒ呀?jīng)超過(guò)10年。在此期間，固特異智能輪胎已在北美、歐洲投入實(shí)地使用將近4年，總試用程超過(guò)5,000萬(wàn)公。智能輪胎最終會(huì)否大規(guī)模地投入實(shí)際應(yīng)用，將不僅僅取決於技術(shù)的原因，來(lái)自外部的力量也會(huì)加速智能輪胎的發(fā)展。對(duì)公路運(yùn)輸市場(chǎng)而言，智能輪胎能否成功投入應(yīng)用的關(guān)鍵因素是成本與收益之比。不過(guò)，沒(méi)有一類(lèi)產(chǎn)品是面面俱圓的，專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸車(chē)隊(duì)只能根據(jù)自己的實(shí)際需要來(lái)加以選擇。美國(guó)國(guó)會(huì)前年已通過(guò)了TREAD法，以法律形式規(guī)定機(jī)動(dòng)車(chē)輛必須裝備某幾種類(lèi)型的輪胎充氣內(nèi)壓預(yù)警裝置。相關(guān)行業(yè)正為此而尋求解決方案，同時(shí)在等待NHTSA頒布相應(yīng)細(xì)則。這對(duì)推廣智能輪胎技術(shù)而言，無(wú)疑是個(gè)喜訊。事實(shí)上，某些“基本的智能化”早已被收入現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)之中，譬如現(xiàn)在盛行的DOT代碼制度。

正如專(zhuān)家所預(yù)言的那樣，21世紀(jì)汽車(chē)/輪胎的發(fā)展主題將是人性化，其內(nèi)涵包括智能便利、綠色安全。更精更純的傳統(tǒng)技術(shù)是支持這一發(fā)展主題的基礎(chǔ)，并突破某些歷史性禁區(qū)的新概念技術(shù)得到大規(guī)模應(yīng)用。各大輪胎公司必將通過(guò)各種途徑爭(zhēng)取汽車(chē)造商、電子器件造商、因特網(wǎng)服務(wù)商的配合和協(xié)助，使上述種種智能輪胎技術(shù)與其它行業(yè)的先進(jìn)軟硬件技術(shù)（如全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、智能運(yùn)輸系統(tǒng)、藍(lán)芽等）相結(jié)合，屆時(shí)輪胎必將成為集安全、環(huán)保、智能化於一體的產(chǎn)品。