[汽車之家 輪胎解讀]  1839年，美國人查爾斯·固特異發(fā)明了橡膠硫化技術(shù)，這種技術(shù)使橡膠擁有更好的彈性、耐熱性、拉伸強度，且具備在有機溶劑中不會溶解的特性。正是橡膠硫化技術(shù)的發(fā)明，使得輪胎制造技術(shù)得到快速發(fā)展，性能更好、耐久性更強的輪胎被開發(fā)出來�，F(xiàn)今的輪胎設(shè)計與制造技術(shù)和一百多年前相比已經(jīng)有了翻天覆地的進步，各方面性能早已有了飛躍式發(fā)展。今天，我們將走進位于德國漢諾威的馬牌輪胎研發(fā)中心，了解一下馬牌輪胎是如何把工匠精神融入到輪胎研發(fā)過程之中的。由于研發(fā)中心內(nèi)部不能拍照，本文將使用官圖進行介紹。

● 初見馬牌輪胎研發(fā)中心

　　馬牌輪胎在全球共有5個研發(fā)基地，分別位于美國北卡羅萊納州夏洛特、美國密歇根州奧本山、德國薩克森州漢諾威、斯洛伐克Púchov、馬來西亞Petaling Jaya。我們此次參觀的是歷史最為悠久的位于德國薩克森州漢諾威的輪胎研發(fā)中心。

　　如果各位想在地圖上查詢馬牌輪胎德國研究中心，可以在網(wǎng)頁搜索框輸入“Jädekamp 30, 30419 Hannover, 德國”進行搜索。研發(fā)中心的紅磚墻面散發(fā)著濃濃的歷史感，實際上其內(nèi)部的研發(fā)設(shè)備早已換成現(xiàn)代化的設(shè)備，以實現(xiàn)產(chǎn)品的高效研發(fā)。

● 輪胎不僅僅是一坨黑色橡膠

　　要了解輪胎的研發(fā)過程，首先我們要來了解下輪胎的結(jié)構(gòu)。輪胎不完全是橡膠，其內(nèi)部不同位置分布著胎圈（鋼絲）、簾布層以及鋼絲帶束層等。輪胎上不同位置的橡膠會采用不同的配方。如輪胎內(nèi)部氣密層與胎面就會采用不同的配方，氣密層更多的是考慮氣密性，而胎面則要考慮耐磨和制動等綜合性能。下圖為大家展示的是一個普通乘用車輪胎的解剖結(jié)構(gòu)。

● 輪胎制造過程簡述

　　輪胎的主要原材料包括組成簾布層的簾線、組成鋼絲帶束層的鋼絲以及各種配方的橡膠。輪胎的生產(chǎn)涉及到約10種不同配方的橡膠，包含15-20種不同的組件。這些組件包括氣密層、簾布層、三角膠帶、胎壁、緩沖層、冠帶層、胎面等。各組間通過組裝工序組成輪胎毛坯，然后通過硫化工序?qū)γ�坯進行加溫加壓硫化處理形成輪胎成品。輪胎成品經(jīng)過目測以及機器的檢查，合格后才能出廠。

　　我們看到的輪胎外表面的花紋是在硫化處理時，通過模具壓印到輪胎毛坯表面的。而硫化處理作為輪胎生產(chǎn)的最后一個工序，能夠使組成輪胎的各種橡膠彈性、耐熱性、耐溶解性、耐腐蝕性增強，具備作為汽車輪胎所需的優(yōu)良物理機械性能。

● 配方研發(fā)有如面包房烘烤面包

　　我們首先參觀的是制造輪胎橡膠測試樣品的“Mixing Room”，中文譯作“橡膠調(diào)配實驗室”比較合適。工程師會在這里使用天然橡膠、聚丁橡膠、硅膠、碳黑、軟化劑等材料制造出各種橡膠樣品供試驗部門進行相關(guān)測試，性能優(yōu)異的樣品才會被應(yīng)用到量產(chǎn)的輪胎產(chǎn)品之上。

　　組成輪胎橡膠的所有材料中，天然橡膠的“變數(shù)”最多。天然橡膠隨著產(chǎn)地、年份不同，其物理和化學特性有較大差異，這一定程度影響最終輪胎產(chǎn)品的性能。為保證最終輪胎產(chǎn)品質(zhì)量和性能的穩(wěn)定性，Mixing Room的工程師需要定期根據(jù)現(xiàn)有輪胎產(chǎn)品的配方，使用來自世界各地的天然橡膠混合其他材料制造橡膠樣品供試驗部門進行相關(guān)測試。

　　經(jīng)過調(diào)配混合的橡膠材料會經(jīng)過一個機器加熱融化并進行攪拌混合形成黑色較軟的混合物。隨后，黑色的混合物會經(jīng)過滾筒壓扁形成扁平的片狀橡膠。這些片狀橡膠經(jīng)過裁剪處理后，會被放入模具中進行熱處理（控制壓力和溫度，實際上就是進行橡膠硫化處理），最后生成試驗部門所需的試驗樣品規(guī)格。

　　實驗室內(nèi)有上萬種用來制造輪胎橡膠的材料，包括各種天然橡膠、碳黑、硅膠等�？梢园凑湛蛻簦ㄕ�車廠商、賽車車隊等）需求制作特定的橡膠配方樣品。

● 耐久性實驗室——使用巨大轉(zhuǎn)轂測試輪胎耐磨特性的地方

　　隨著車輛的行駛，輪胎表面的橡膠會被不斷磨耗，胎紋也會逐漸變薄。胎紋變薄、胎紋磨損的均勻程度除了會影響輪胎的抓地力、滾動阻力等特性外，還會影響其行駛時產(chǎn)生的噪音。

　　耐久性實驗室通過轉(zhuǎn)轂和轉(zhuǎn)轂上的砂紙來模擬輪胎在實際路面上行駛的狀況，看輪胎在實際行駛一定里程后，各項性能的衰減狀況及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，從而在材料、花紋設(shè)計等方面進行優(yōu)化，讓輪胎產(chǎn)品在整個壽命周期內(nèi)的性能更為穩(wěn)定。

　　一個轉(zhuǎn)轂對應(yīng)六個輪胎，輪胎安裝的支架可以調(diào)節(jié)角度來模擬車輛懸架的定位參數(shù)，調(diào)節(jié)輪胎與轉(zhuǎn)轂之間的壓力來模擬車輛的重量，讓耐久性試驗更接近真實的情況。

● 輪胎分析實驗室——測試輪胎解剖室

　　在輪胎產(chǎn)品量產(chǎn)前，測試樣品會進行各項性能測試（如制動性能測試、高速測試、耐久測試、缺氣行駛測試、法規(guī)測試等），達標后才能進行量產(chǎn)。完成各項測試的輪胎會被運送至輪胎分析實驗室進行分析。該實驗室的工程師首先會對試驗輪胎進行外觀檢查，記錄各種參數(shù)以及出現(xiàn)的損壞或非正常磨損狀況。隨后試驗輪胎會被“解剖”，以查看內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況。如果內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞（如簾布層脫膠、鋼絲層脫膠等），就需要查找原因并改進配方或者工藝。

　　正常情況下，輪胎內(nèi)部各部分應(yīng)該是緊密連接的，如果部件與部件之間出現(xiàn)脫離，就說明該輪胎產(chǎn)品存在問題，需要進一步進行問題分析。

　　無論是乘用車輪胎還是商用車輪胎，測試后的破壞性拆解檢查都是必須的。但是商用車輪胎尺寸大，各組成部件也要比乘用車輪胎強度更高，純?nèi)斯げ鸾鈩趧訌姸忍�大。在該輪胎分析實驗室�?nèi)還有專門拆解商用車輪胎的設(shè)備，以降低工人的勞動強度。

● 輪胎研發(fā)專用的X光機

　　人們?nèi)メt(yī)院看病，醫(yī)生可能會根據(jù)診斷的需求要求病人進行X光檢查。X光機能夠把病人身體內(nèi)部結(jié)構(gòu)通過影像的方式呈現(xiàn)在膠片之上，從而為醫(yī)生的判斷提供參考依據(jù)。輪胎研發(fā)過程中，同樣會用到X光機。

● 德國企業(yè)不能缺少的工匠精神——輪胎花紋手工雕刻

　　對于一些處于開發(fā)階段的輪胎，馬牌不會為其制造壓印花紋的模具，因為這樣成本太高，不符合經(jīng)濟原則。這些處于開發(fā)階段的輪胎很大一部分是由專門的輪胎雕刻師一條一條溝槽雕刻出來的。

　　手工雕刻輪胎花紋也必須達到一定的精度，這樣才能在實際的輪胎測試中驗證花紋設(shè)計對輪胎性能的影響。馬牌規(guī)定手工雕刻的輪胎花紋，其誤差必須控制在0.2mm以內(nèi)。

　　但由于橡膠配方的限制，自動雕刻機不能為了加快速度而無限制提升刀頭溫度。因為過高的刀頭溫度會讓橡膠的原有性質(zhì)改變，從而影響后續(xù)測試的準確性。所以雖然自動雕刻機能不停地工作，但工作速度卻因橡膠配方的限制而無法超越人類太多。馬牌的輪胎雕刻室一共有16位雕刻師和數(shù)臺自動雕刻機，每年最多能夠雕刻2000個輪胎，其中包含概念輪胎以及新開發(fā)的量產(chǎn)輪胎等。

全文總結(jié)：

　　輪胎的研發(fā)和制造是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及的開發(fā)體系和研發(fā)流程遠比想象中復(fù)雜得多，此次馬牌研發(fā)中心的參觀只是管中窺豹。但即便是這樣，我們也可以看到馬牌作為一家百年輪胎企業(yè)在技術(shù)上的傳承，如手工雕刻輪胎花紋的傳承就是一個很好的例子。馬牌的整套輪胎研發(fā)和制造體系經(jīng)過一百多年的“淬煉”已經(jīng)非常成熟，這是其產(chǎn)品性能和質(zhì)量穩(wěn)定性的保證。展望未來10年，輪胎技術(shù)將不會有飛躍式發(fā)展，輪胎性能的增長也會非常緩慢。但隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的興起，低滾動阻力、輕量化的輪胎需求將會有所增加，這將成為馬牌輪胎未來10年的一個重要研發(fā)方向。（圖/文/汽車之家 常慶林）