我國輪胎工業40年發展的真實寫照與縮影
——紀念《輪胎工業》創刊40周年

陳志宏

（北京橡膠工業研究設計院有限公司，北京 100143）

2021年是《輪胎工業》創刊40周年，也是“十四五”開局之年，是我國輪胎工業走向新時代的開端。回顧40年的歷程，《輪胎工業》從原化工部橡膠工業科技情報中心站輪胎協作組的內部資料發展成為“石化期刊100強”“技術期刊50強”。盡管歷屆編委會在不同時期的辦刊方針不斷調整，但始終未忘“傳遞信息，服務企業”的初心。《輪胎工業》編輯部每兩年舉辦的中國輪胎技術研討會是國內輪胎行業公認的高水平學術會議，《輪胎工業》期刊的發展歷程也是我國40年發展成為世界輪胎大國并向輪胎強國邁進的真實寫照與縮影。它記載了我國輪胎行業的創新歷史，包括子午線輪胎技術的迅速發展，并向無內胎化、扁平化發展，記載了輪胎企業規模的迅速擴大。我國輪胎子午化率從1985年的1.3%到2019年的94.5%，年產能從約10萬條斜交輪胎發展到全鋼商用子午線輪胎400萬條以上生產企業4家、120萬條以上生產企業31家，半鋼乘用子午線輪胎2 000萬條以上生產企業7家、600萬條以上生產企業28家。更可喜的是對知識產權有了更深的認知和重視。我國輪胎企業專利申請數量不斷提高，原材料與裝備的國產化率達到90%左右，形成較為完整的國內大循環。下面從技術進步的角度翻開它記載的每一頁。

1 歷史的簡要回顧

隨著我國改革開放后經濟的騰飛，尤其是汽車工業的發展，我國輪胎工業通過科技進步飛躍發展成為輪胎工業大國。

1.1 斜交輪胎時期

1.1.1 骨架材料

輪胎生產初期骨架材料全部采用棉簾線，當時輪胎用簾線強力為85～100 N·根-1。由于棉簾線的強力較低，高溫（120 ℃）下強力保持率為53%，耐疲勞、抗沖擊性能較差，行駛時生熱較高，易造成簾布間脫層以至爆胎現象。

隨著技術進步和輪胎升級換代，棉簾線于1980年后退出輪胎骨架材料行業，美國輪胎行業1938年就采用高強力人造絲簾線替代棉簾線，我國于20世紀60年代進口部分浸膠強力人造絲簾線。1972年湖北化纖廠年產萬噸級強力人造絲生產裝置建成投產，生產簾線規格為1830dtex/2，簾布寬度為145 cm，強力達到150 N·根-1。

錦綸簾布特別適用于斜交結構載重輪胎和工程機械輪胎，如9.00－20 10PR輪胎胎體使用棉簾布時采用10層，使用人造絲簾布時采用8層，使用錦綸（1400dtex/2）簾布時6層就足以，輪胎強度還提高了30%以上。

錦綸纖維主要分為錦綸66和錦綸6纖維兩種，我國前者使用量占16%，后者使用量占84%，前者只在平頂山神馬簾子布發展有限公司生產，于1981年建成投產，現有工業絲年產能7.5萬t，簾布年產能5萬t。

1.1.2 合成橡膠

我國斜交輪胎生產初期，胎體和胎面全部使用天然橡膠（NR）。我國NR是緊缺資源，雖然其綜合性能較好，但有些專用性能不如合成橡膠。

最初引進技術生產的硬質丁苯橡膠（SBR）還需專門增加一道熱塑煉工藝，加工困難，且增大了輪胎滾動阻力。經過配方和工藝的改進，可在胎面膠中使用SBR/NR（30/70）并用膠。與此同時，引進意大利的低溫聚合SBR1500。

順丁橡膠（BR）是我國完全自主開發的第一大品種合成橡膠，催化體系選用鎳系，溶液聚合的溶劑不是國外通常采用的苯或甲苯，而是選用了加氫汽油。大多數企業在載重輪胎胎面膠中以50%的BR替代NR，輪胎質量正常，而國外普遍認為只能用30%的BR，由北京橡膠工業研究設計院有限公司（簡稱北橡院）提出的“低硫高促”新型硫化體系，很好地解決了由于使用BR而引起的輪胎崩花、掉塊問題，從而提高了BR的使用比例。

1.1.3 全行業的斜交輪胎技術改造及產品科技攻關

隨著我國道路和交通運輸業的發展，超載使斜交載重輪胎暴露出肩裂、肩空、行駛里程短、翻新率低等問題，與國外產品存在很大差距。為此，原化工部橡膠司組織了行業技術改造和提高產品質量的科技攻關，選定9.00－20 14PR為代表規格，由北橡院牽頭，聯合原上海大中華橡膠廠等企業進行了胎面花紋、輪胎結構和整體配方的設計，產品經過實際使用試驗，取得了良好效果：輪胎經1或2次翻新，綜合里程達到20萬km，節油2%～3%，輪胎質量減小了4 kg，合成橡膠使用比例達到40%。《尼龍輪胎優質輕量新技術》榮獲國家科技進步二等獎（1990年）。

與此同時，全國掀起了輪胎生產技術改造的熱潮，主要包括：（1）在密煉機配置微機控制上輔機系統，改善了環境并提高了膠料生產的精確度；（2）在四輥纖維壓延生產線增加張力系統，根據簾布密度和簾線直徑，增加800～1 200 kg的張力；（3）推廣胎面雙復合擠出機，產品質量水平大幅度提升；（4）成型由人工包邊機械壓輥改進為膠囊反包壓輥，提高了產品質量和生產效率，同時降低了勞動強度；（5）以雙模定型硫化機代替硫化罐，降低了勞動強度，提高了產品質量。

1.1.4 巨型工程機械斜交輪胎的攻關

隨著我國采礦業的發展，大型裝載機（300 t以上）配用的巨型工程機械輪胎需求量增大。但國內產品質量不過關，輪胎易脫層，使用壽命短。為此，國家于“七五”“八五”連續下達攻關任務，研制國產巨型工程機械輪胎，行駛里程要求達到3萬km。該項任務由北橡院、原河南輪胎廠和原桂林輪胎廠承擔，經過廠院聯合攻關，研制出我國當時最大的巨型工程機械斜交輪胎30.00－51和36.00－51，并獲國家科技進步三等獎（1992年）。此后，原桂林輪胎廠生產的36.00－51 58PR輪胎獲國家科技進步二等獎（1996年），原河南輪胎廠生產的30.00－51輪胎獲國家級金質獎（1999年）。

1.1.5 計算機技術在輪胎工業中的初級應用

（1）由北橡院開發的計算機輔助設計（CAD）軟件代替了輪胎設計人員的手工繪圖，大大提高了輪胎研發速度，深受輪胎設計人員歡迎，轉讓20多家輪胎企業。

（2）北橡院開發了橡膠配方計算機優化設計軟件包。通過軟件包建立的數學模型可精確計算配方各組分與輪胎性能的關系，同時建立了輪胎滾動過程的溫度場分布。該項目獲原化工部科技進步二等獎（1987年）。

（3）哈爾濱工業大學開發了輪胎硫化過程的溫度場分布仿真軟件，對合理設計配方和硫化工藝起到指導作用。

1.1.6 丁基橡膠內胎

使用丁基橡膠不僅大大提高了內胎的氣密性，同時有利于提高輪胎的各項性能，其應用在生產技術上也克服了許多困難。在丁基橡膠內胎中并用少量乙丙橡膠也是一個重大突破，保持了內胎尺寸的穩定性。

1.2 子午線輪胎時期

發展子午線輪胎是中國輪胎工業技術進步的歷史性轉折。世界子午線輪胎的研發始于20世紀40年代末，我國研發子午線輪胎始于20世紀60年代中期。北橡院設計生產的185/80SR14轎車子午線輪胎曾為原第一汽車制造廠紅旗轎車配套，后來又承擔了全鋼載重子午線輪胎的攻關任務。1964年，原上海大中華橡膠廠研發了我國第1條有內胎全鋼載重子午線輪胎。

1.2.1 具有自主知識產權的國產技術

原山東榮成橡膠廠于1988年與北橡院簽訂了子午線輪胎國產化的長期合作協議。該廠引進了斯特拉斯鋼絲簾線擠出生產線和2臺二手成型機，利用已有的纖維簾布壓延機和機械式雙模硫化機等設備，當年就生產出采用國產聚酯簾線的185/80SR14半鋼無內胎轎車子午線輪胎，產品質量全部達標。在此基礎上，該廠又引進荷蘭和德國先進的成型機等設備，產能迅速擴大，1995年《國產聚酯簾線輕型載重子午線輪胎系列產品制造技術》獲國家科技進步三等獎；1996年《“65”“60”系列低斷面轎車子午線輪胎》獲國家科技進步二等獎；1999年《30萬套/年子午線輪胎工業性生產技術》獲國家科技進步二等獎；2003年《高性能驅動型花紋無內胎全鋼載重子午線輪胎》獲中國石油和化學工業聯合會科技進步二等獎。1996年該廠與北橡院聯合承擔了國家重點科技（攻關）項目《高速低滾動阻力轎車子午線輪胎》，研發出以205/55VR15和225/50VR16為代表的高性能轎車子午線輪胎。

1.2.2 引進國外子午線輪胎技術

為了高起點加快我國子午線輪胎的發展，國家決定大規模引進子午線輪胎生產技術（見表1）。這些引進技術的實施，大大推動了我國輪胎工業的技術進步，并帶動了原材料和裝備的國產化。

表1 我國早期引進國外子午線輪胎技術情況

1.2.3 無內胎輪胎

無內胎輪胎有許多優勢：（1）既輕量又節油；（2）降低輪胎生熱，延長使用壽命，有利于提高速度和安全性；（3）修補簡單，無需拆卸輪胎。目前轎車輪胎已基本實現無內胎化，載重輪胎無內胎率在國外也達到90%，但在我國目前僅為50%左右，國產無內胎載重輪胎大部分用于出口或國內豪華大巴上。

1989年原上海大中華橡膠廠研發成功無內胎全鋼載重子午線輪胎，典型規格為11R22.5。

2002年，玲瓏集團有限公司（簡稱玲瓏集團）研發了425/65R22.5寬基低斷面無內胎全鋼載重子午線輪胎，并通過了技術鑒定，標志著全鋼載重子午線輪胎生產技術完成了從引進技術→消化吸收→創新階段的過程。

1.2.4 扁平化輪胎

隨著我國汽車工業和高速公路的發展，人們對輪胎性能要求越來越高，輪胎的扁平化有利于提高其操縱穩定性、安全性和節油性。但是在引進技術中，斷面高寬比低于60的輪胎存在技術封鎖。

1996年在國家“九五”重大攻關項目中，下達了“55”“50”系列輪胎的攻關任務，北橡院技術人員采用綜合性能平衡輪廓設計方法研發出以205/55VR15和225/50VR16為代表的低斷面高速轎車子午線輪胎，輪胎速度達280 km·h-1，超過了W級水平，耐久性試驗200 h未損壞，比普通子午線輪胎滾動阻力降低20%，抗濕滑性能提高10%，噪聲性能與國外同類產品相當，而生產成本低于國外同類產品的50%，全面達到攻關目標，于2000年通過國家驗收。

目前，我國轎車子午線輪胎的扁平化產品已發展到45，40，35，30，25系列，速度級最高達Y級（300 km·h-1）。

1.2.5 工程機械子午線輪胎

工程機械子午線輪胎的發展具有較大的難度，專用設備國內仍屬空白，但三角集團有限公司（簡稱三角集團）與天津賽象科技股份有限公司（簡稱賽象科技）的合作，尤其在成型設備方面取得了突破性的進展，三角集團研發的工程機械子午線輪胎深受國內外用戶的歡迎，2007年該項目獲國家科技進步一等獎。

上海輪胎橡膠集團雙錢載重輪胎公司（簡稱雙錢輪胎）2002年研發的工程機械子午線輪胎受到用戶青睞，并形成了年產10萬條的生產規模。

巨型工程機械子午線輪胎研制高潮始于“十一五”期間，2008年40.00R57巨型工程機械子午線輪胎在福建海安橡膠有限公司成功下線，該公司與北橡院緊密合作，根據產品的特殊要求，引進了荷蘭VMI帶束層和胎體生產設備及其輔助應用系統以及采用北橡院開發的二次法成型機，輪胎使用壽命達4 000 h以上，達到當時國際先進水平。

1.2.6 農業子午線輪胎

國外工業發達國家的大型拖拉機都使用子午線輪胎，其潔土性能優異、牽引力大、駕駛舒適性好，而我國農業子午線輪胎的發展還未引起足夠的重視，發展緩慢。

2008年，天津國際聯合輪胎橡膠有限公司經過長期的生產技術探索，自主創新研發成功18.4R24，18.4R38，13.6R28，380/70R24 和380/70R28等規格大型拖拉機驅動輪子午線輪胎，并出口歐美市場。

1.2.7 子午線輪胎設計理論

提高子午線輪胎設計理論水平是實現輪胎高質量發展的必然途徑，設計方向包括由CAD向優化設計（包括胎面花紋）過渡，同時開展全生命周期輪胎結構數字化設計理論和應用，包括開發新型設備與檢測方法、磨耗預測方法、材料性能退化的輪胎結構-材料耦合設計理論等，以及電動汽車與輪胎性能匹配理論與技術，這些都有助于提高高中檔汽車配套國產輪胎的水平[1]。

1.2.8 子午線輪胎生產工藝

40多年來，輪胎的生產面貌發生了翻天覆地的變化，廠房建設越來越現代化，生產工藝革新也層出不窮，包括低溫連續法混煉工藝、電子輻照預硫化技術的應用和充氮高溫硫化工藝等。

1.3 產業化的其他輪胎品種

實心輪胎是采用支撐物的一種免充氣輪胎，是工業車輛用傳統充氣輪胎的換代產品，廣泛應用于機場、港口、礦山、工廠、貨倉、冶金、賽事等領域，具有良好的抗刺扎、耐磨損、抗爆破、高負荷等優異性能，在國外工業發達國家，實心輪胎在工業車輛輪胎中的應用比例已超過90%，其售價也很高，但在我國仍未被關注。

聚氨酯橡膠具有良好的耐磨性能和抗刺扎性、低滾動阻力且加工簡便，是綠色輪胎的良好材料[2]。華南理工大學開發的復合聚氨酯輪胎采用傳統胎體，胎面以聚氨酯澆注，建立了聚氨酯工業輪胎生產線，產品深受用戶青睞。

此外，還有噴涂自封式防扎漏氣安全輪胎、免充氣輪胎、智能輪胎等。

1.4 大力開發輪胎新產品

我國輪胎國產化技術基本是跟蹤國外市場，緊跟國外先進技術并不斷創新，將國外的技術精華及消化吸收的經驗應用到新產品開發中，但仍缺乏原始性創新。因此大力開發輪胎新產品至關重要。

1.4.1 安全輪胎

萬力輪胎股份有限公司（簡稱萬力輪胎）、玲瓏集團、三角集團和森麒麟輪胎有限公司（簡稱森麒麟輪胎）等企業研發生產的缺氣保用輪胎，在零氣壓下仍能以80 km·h-1的速度安全行駛80 km左右；中策橡膠集團有限公司（簡稱中策橡膠）開發生產的ZRTSA-37防爆輪胎、雙星集團有限公司（簡稱雙星集團）的CROSSLEADER安全輪胎和KINBLI專用防火輪胎以及山東豐源輪胎制造股份有限公司的防爆、防漏氣、防靜電輪胎，從全方位、多角度保障人們的安全出行；貴州輪胎股份有限公司（簡稱貴州輪胎）研制的導彈車輪胎“遠火007”，擁有先進的防彈輪胎技術，可使輪胎被子彈或爆炸物擊穿泄氣后還能以60 km·h-1的速度行駛100 km以上。

1.4.2 綠色輪胎

節能、環保綠色輪胎的研發制造也是輪胎的發展方向之一[3]。如雙錢輪胎與同濟大學合作進行輪胎噪聲研究，使產品更趨綠色化；玲瓏集團研發生產了綠色高新技術產品，如蒲公英輪胎、石墨烯輪胎、雨季輪胎等；賽輪集團股份有限公司生產的SY12花紋輪胎、YS81輪胎以及低滾動阻力、高抗濕滑性能商用車輪胎和鑲釘冰雪輪胎在北美和歐洲市場備受歡迎；貴州輪胎研發生產的E-26新一代高端中長途無內胎輪胎是國內首批獲得綠色輪胎標簽認證的高安全性、高性能、長壽命產品；萬力輪胎生產的GR391賽車輪胎具有高性能、獨特的非對稱花紋設計，極大地提升了濕地性能，同時具有穩定的高速直線行駛性能和強大的轉向性能，冠部采用超高抓著力的胎面配方，帶束層寬度比普通轎車輪胎增大20%，提供更強大的轉向助力。

1.4.3 智能輪胎

三角集團與中國科學研究院、美國亞利桑那大學共同進行智能輪胎研究并取得了可喜成果。

中策橡膠在國內首創云網智慧輪胎ZAS88，開辟互聯網與輪胎產品結合的先河，對輪胎全生命周期的信息數據進行大數據分析，記錄追蹤輪胎在生產、使用、維護、庫管和舊胎翻新到報廢全過程中的狀態和信息，幫助車隊（駕駛員）實現互聯網＋，提高管理效率和經濟效益。

雙星集團的“星猴網”銷售體系推出了“移動星猴服務車”，以汽車后市場用戶為目標，通過搭建“星猴網”電商平臺，實現線上接待訂單服務，滿足用戶需求。

1.4.4 航空輪胎

由曙光橡膠工業研究設計院、沈陽三橡股份有限公司和銀川佳通輪胎有限公司等單位研發制造的航空輪胎通過國家標準規定的各項動態性能試驗，達到裝機要求，我國成為世界上第4個有能力研發、制造和試驗戰斗機、運輸機航空子午線輪胎的國家，并擁有自主知識產權。

森麒麟輪胎研制出具有自主知識產權的波音737空客大飛機輪胎試飛成功，并獲得了國家民航局頒發的MDA和CTSOA證書。三角集團、玲瓏集團和寧夏神州輪胎有限公司等正在籌劃國產大飛機子午線輪胎的科技研發。

40年來輪胎行業獲得國家級科技獎勵項目見表2，此外還獲得省部級科技成果獎66項，其中一等獎14項，二、三等獎52項。

表2 輪胎行業榮獲國家級科技獎勵項目

2 更上一層樓 奮進新時代

根據構建以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的格局，《輪胎工業》應堅持為企業服務的初心，繼續跟隨由輪胎大國向強國邁進的歷程，將輪胎行業“十四五”規劃中的科技創新作為刊物報道的主線，并進一步發揮媒體的作用，采用各種形式建立多種傳播和交流平臺，促進項目的實施，建議《輪胎工業》“十四五”期間報道重點如下。

（1）民用航空子午線輪胎、新能源汽車輪胎、免充氣輪胎等新產品的開發[4-5]。

（2）新材料的開發應用。尤其是輪胎的主要原材料，如生物基NR及其濕法混煉制造母煉膠的技術；擴大NR替代資源的開發，如杜仲橡膠、銀膠菊橡膠、蒲公英橡膠在輪胎中的應用技術。新一代溶聚丁苯橡膠的開發及其濕法混煉膠；具有合成橡膠生產工藝顛覆性技術的反應擠出陰離子本體聚合SBR的系列新產品。有利于輪胎輕量化的骨架材料芳綸簾線、碳纖維及M材料、新型鋼絲簾線和胎圈鋼絲的應用。

（3）輪胎設計理論的普及與提高。

（4）智能化水平的提高和深入應用。包括智能化工藝創新、生產線和檢測設備的智能化升級，乃至智能化工廠的建設，輪胎銷售和物流系統智能化全面升級。

（5）發展低碳經濟和循環經濟。

（6）提升環境治理的科學性。

3 結語

我國輪胎工業經過40多年的發展，在技術創新、結構優化、綠色發展、智能制造、品牌建設等方面都取得了長足的進步。相信在未來的歲月里，我國輪胎行業同仁凝心聚力、砥礪前行，通過加大科技創新，加強民用航空輪胎、新能源汽車輪胎和免充氣輪胎的研發力度，重視新材料的開發應用，推進輪胎設計理論的研究，提高智能化和綠色發展水平，我國輪胎工業的發展前景必將更加美好！