非常進化 面向未來的輪胎新技能

2014年底，《汽車雜志》傾心打造了一部大制作：“2014年度輪胎對比調查報告”。文中每款輪胎的“爭王秘籍”，其實也是各品牌最新、最拿手的量產輪胎技術，而正是橡膠配方、胎紋設計、胎體結構等輪胎技術的發展，推動了輪眙本身的逐步進化。但是，輪胎廠商并不總是循跡漸進，有時也會給輪胎開外掛，賦以特殊新技能，在輪胎進化樹的常規主干之外，辟出新的分枝。這一講，就帶大家來認識一些會在未來普及的“非常進化”輪眙和它們的新技能。

氣不側漏

現今的輪胎已能很好地適應多種氣候、路況，能較好地抑制胎噪，還可以根據需要調整滾動阻力，但卻依然會漏氣，充氣輪胎內的氣體會通過輪胎與輪輞之間的縫隙或者氣嘴等位置泄漏。有研究表明，普通充氣輪胎的胎壓，每月會降低0.1Bar。所以，車主必須定期測壓、充氣，車輛也最好配有胎壓監測系統，輪胎廠商亦專門推出缺氣保用輪胎，以防因漏氣而引發的爆胎等危險狀況，但這些都治標不治本，有的還會影響乘坐舒適性。輪胎廠商一直在想方設法“醫治”漏氣頑疾，當中不乏簡單巧妙的解決方案，固特異的Air Maintenance Technology（AMT）胎壓自控技術就是其中之一。

米其林自動修復技術

固特異AMT技術僅對正常輪胎的自然泄漏有效，遇上外力造成的裂口，還是無能為力，但若只是被扎釘，幸好還有米其林投入量產的自動修復技術能救急。采用自動修復技術的輪胎，其內壁涂有一層3～5mm厚的膠料，該膠料含有50%的天然橡膠，當拔出扎胎物體時，穿透位置的膠料被隨之帶出，順勢填補相應的缺口。不過，這種自動修復技術僅適用于被6mm以下尖銳物體扎穿的漏洞。

固特異AMT技術

這是一種自動充氣技術，其過程是：①空氣從輪胎氣嘴進入軟管；②輪胎滾動時，變形的胎體推壓軟管吸入空氣；③空氣從軟管出口注入胎內空腔。AMT技術分為自動充氣和胎壓控制兩個階段。其中，自動充氣的原理很簡單：推壓一段通暢的軟管，順著推壓方向，就會在另一頭“噗”出些許空氣。據此，固特異的工程師從輪胎氣嘴處，另外引一條軟管到胎內空腔，并將軟管嵌入胎體結構內。當車輛行駛時。滾動中的輪胎受車身重量影響，導致胎體輕微變形，從而推壓軟管吸入空氣，如此循環就形成自動充氣。

輪胎過度充氣會爆胎，因此固特異的工程師在軟管出氣口設置了機械壓力控制閥門，用以控制胎壓，當胎壓達到設定值時，就激活閥門控制出氣量。固特異并沒有公開閥門的細節，但既然閥門設在出氣口，而在車輛行駛過程中，自動充氣軟管又維持單向吸氣，那么就不能完全關閉閥門，不然軟管就變成持續充氣的氣球，依然有膨脹爆炸的危險。好在，輪胎“天生”會漏氣。應用AMT技術的輪胎就像一個同時注水和放水的水池，雖然放水量不可控，但只需調節注水量，仍能保持相對固定的容量，亦即胎壓。固特異就用如此簡單的裝置，巧妙地把胎壓自動控制在設定的范圍之內，從而省去定期充氣等諸多麻煩。

我不需要“一鼓作氣”

既然難以根治充氣輪胎的各種漏氣，那就不要充氣嘛！輪胎廠商也是這么想的，還真研發出不必充氣的輪胎。

說起不必充氣的輪胎，腦海里首先浮現的竟然是輪式挖掘機……當然，這個答案并無不妥，因為輪式挖掘機等大型輪式工程車輛所配備的正是免充氣實心輪胎。與充氣輪胎相比，實心輪胎有耐磨、耐刺穿等優點，但笨重的實心輪胎顯然不適合需要靈活操縱的乘用車，因此輪胎廠商不得不為乘用車另覓答案。

米其林在2004年巴黎車展推出一款形同鏤空實心輪胎的免充氣概念輪胎，名為Tweel——Tire（輪胎）與Wheel（車輪）的合成詞，只是如今媒體對于米其林Tweel的印象，卻基本始于2005年那輛奧迪A4的實車演示。那猶如風火輪般的視覺效果著實驚呆了小伙伴，米其林Tweel也由此證明了自己的實用價值。

隨后陸續出現的美國聚合物研究中心的仿生蜂窩型輪胎、普利司通AirFree概念輪胎、韓泰NPT概念輪胎等一系列相似的免充氣輪胎，它們雖然形態各異，并且構造材料也各不相同，但都有著近似的結構：軟質胎面通過彈性輪輻直接與輪轂相連，構成一體式車輪，所以米其林Tweel和它的同類又被稱為一體式免充氣車輪。由于米其林Tweel是較早推出，并率先實現量產的一體式免充氣車輪，故用它來充當講解標本。

剖析一體式免充氣車輪

一體式免充氣車輪有三個主要組成部分：軟質胎面、彈性輪輻和輪轂。米其林Tweel亦是如此，其軟質胎面采用傳統子午線輪胎，可以根據需要設計胎紋或使用光頭胎；彈性輪輻則由軟質聚氨酯構成，這是一種耐磨、耐熱，抗腐蝕的高分子材料，其力學性能具有很大的可調性，能針對適配車輛設計不同的側向剛度和垂直剛度；米其林并無披露量產型Tweel的輪圈接合部位材質，但看得出那是整個車輪最硬質的部件。

一體式免充氣車輪之所以不必充氣，是因為它用同樣能支撐胎面，并起到緩沖作用的彈性輪輻替代了充氣輪胎里的壓縮空氣。然而，對車輪而言，輪輻本身需要均勻地分散輪圈的受力，因此一體式免充氣車輪的彈性輪輻要有很強韌性，可惜當下還沒有找到足夠強韌的彈性材料，以至于目前常見的幾款一體式免充氣車輪都不能承受很高的車速與載重。以米其林X TWEEL TURE型一體式免充氣車輪為例，其可承受的最高車速僅26km/h，最大載重才340kg。若不考慮實用性，概念型一體式免充氣車輪會表現得更好：普利司通第二代AirFnee概念輪胎可承受60km/h的車速，載重約410kg，但依然不能與傳統充氣輪胎相提并論。

不過，一體式免充氣車輪也有讓充氣輪胎羨慕的技能：免充氣、耐刺穿，能跑得更遠，這是顯而易見的。另外，一體式免充氣車輪那數量繁多的彈性輪輻，損失少許并無大礙；而普通車輪的輪輻若斷掉幾根，就成為行車安全的一大隱患。這意味著一體式免充氣車輪會得到比充氣輪胎更廣泛的應用。只是眼下彈性輪輻不夠給力，致使一體式免充氣車輪性能受限，即便是量產的米其林Tweel，也只能裝配小型工程車。再加上噪音、震動等問題，其它一體式免充氣車輪都停留在概念階段，靜待推廣的時機。

當車輪不只是車輪時

當輪胎廠商推出一體式免充氣車輪時，就已說明他們并不甘于只生產橡膠制品，而是想進一步涉足汽車制造的其它領域，甚至可能有心要造車。事實上，錦湖輪胎就曾在2009年發布過一款Fortis概念車，以橡膠材質塑型制成車門、保險杠等車身部件，并配備采用鋼絲胎面材料的概念輪胎。當然，現代化的量產汽車可不是幾個車輪加套沙發就能造出來的，從發動機、變速箱到方向盤、空調，再到主、被動安全系統，每一項都是大有講究的。不過，輪胎廠商也不會輕言放棄，整車或許造不了，但可以讓車輪先自己“走”起來嘛！

自己會“走”的車輪！那不就是輪轂電機車輪么？早在1898年，大眾甲殼蟲原型車的設計師Ferdinand Porsche就已展示過由輪轂內電動機驅動的純電動車：Egger-Lohner。而時至今日，輪轂電機車輪仍被視為最適合電動車的驅動方式。然而，輪轂電機車輪本身沒有懸掛，更沒有轉向機構，假若讓它“獨立行走”，可能一路蹦跶，最后被搓板路震得散架。而隨后將為大家介紹的主動式車輪，雖由輪胎廠商研制，卻比輪轂電機車輪強一點。

其實，目前唯一由輪胎廠商制造，并投入實用的主動式車輪，就是米其林的Active Wheel。米其林Active Wheel與輪轂電機車輪最顯著的差別就是多了一套“懸掛”。在米其林Active Wheel的輪轂腔內，能清晰地看到常規汽車懸掛系統中的彈簧和減振器。雖然只是多兩個部件，但已能讓米其林Active Wheel比只會直線運動的輪轂電機車輪擁有更主動的操控反應，并帶來更舒適的乘坐體驗。

看米其林Active Wheel的結構，可發現它并不復雜，外面一圈仍是普通的充氣輪胎，而在輪轂腔內分別是：用于驅動車輪的30kW電動機、剎車盤、機械制動卡鉗、電控主動式減振器與馬達，以及螺旋彈簧。雖然里頭每個零件工作起來跟它們在常規汽車上時并無不同，但能采用米其林Active Wheel這樣的布局，對汽車構造而言已堪稱變革。因為米其林Active Wheel由電動機直接驅動車輪，所以傳統汽車的動力總成和整套機械式傳動系統都不再需要，別說分動器、差速鎖這些不常用的部件，就連發動機、變速箱等部件亦可消失。同時，由于每個車輪都自有驅動力，故而布置驅動形式不過是做做加減法而已。雖然這些功能，輪轂電機車輪也能做到，但多了彈簧和減振器的米其林Active Wheel可以做得更好。

當然，米其林Active Wheel絕不是凌駕于輪轂電機車輪之上的存在，它和輪轂電機車輪一樣都是繼線傳操控、電力驅動之后再一次改變汽車世界傳統的“變革者”，只是米其林Active Wheel比輪轂電機車輪多了一個彈簧和一套減振器，僅此而已。

話說回來，既然米其林Active Wheel如此神奇，為何至今未量產？若從2004年必比登挑戰賽的首次露面算起，已有十年了，這只能說，夢想與現實畢竟還是有差距的。米其林Active Wheel雖比輪轂電機車輪有更好的行駛表現，但在如此狹小的空間內密集布置如此多的大零件，不光有整體散熱的顧慮，對零件的耐用性也是一大考驗。同時，隨著電力驅動系統發展，電動車正在普及，較之米其林試驗性的主動式車輪，相信電動車制造商也更愿使用成熟的輪轂電機車輪。

雖然米其林Active Wheel暫時算是擱置了，但它已證明，即便是輪胎廠商，一樣有足以震驚車壇的創造力，那么接下來，又是哪家輪胎廠商推出怎樣的新奇產品呢？

腦洞接著開

很多時候，輪胎本身的進化并不顯山露水。一款概念車亮相車展，無需吆喝，觀眾自會趨之若鶩，把展臺圍得水泄不通。同場車展，擺出數款概念輪胎，假若不仔細觀察其橡膠配方、胎體結構、胎面材料或胎紋設計，并不易發覺輪胎廠商所宣傳的新概念究竟體現在何處。相反，外人看來稀疏平常的內容，如“窄胎面大直徑”、“高內壓化”等，在輪胎界卻可視為技術革新。盡管各種輪胎新技術、新概念的最終效果或許只是將滾動阻力降低幾個百分點，但輪胎廠商在幕后的耕耘，不應被忽視。

所以在領略過輪胎廠商的各種借題發揮之后，最后必須為大家介紹真正屬于輪胎本身的新技能，一窺輪胎廠商在輪胎技術方面的概念新趨勢。前面出現過的新奇車輪也都還有很多改進空間，假設一體式免充氣車輪與主動式車輪來一場跨界融合，豈不是就有輕量化免充氣主動式車輪了？所以說，看似簡單的輪胎，仍有著巨大的進化潛能，有待各位腦洞大開，全力去挖掘呢！