汽车轮胎技术基于材料科学、电子学

早期的轮胎相当原始——只是实心橡胶条。然后，查尔斯·古德伊尔发明的硫化橡胶使罗伯特·汤姆森在 1846 年获得了硫化橡胶充气轮胎的专利，比机动车辆问世以及他与约翰·邓洛普的专利战败诉早了 40 年。多亏了米其林兄弟，可拆卸轮胎迅速跟进，到 1970 年代，带胎面的充气子午线轮胎（今天仍在大多数汽车上使用）成为标准配置。

除了沿途的一些不寻常的轮胎创新外，当今的汽车制造商不仅考虑安全性、耐用性和性能，还考虑可持续性。它为轮胎技术的突破性进展奠定了基础。

当今的轮胎技术

以轮胎噪音为例。轮胎噪音有两个主要原因。其中之一是花纹噪声，这是一种与人类语音相当的高频噪音，由胎面中捕获的气泡不断释放引起。另一个是空腔噪声，由轮胎内部的空气“弹跳”并压在车轮上引起。当然，随着更精细的电动机的发明，对更安静的轮胎的需求也增加了。

普利司通的 QuietTrack 轮胎于 2019 年 3 月发布，具有多个通向轮胎肩部的短斜槽，允许空气在轮胎旋转时逸出而不是压缩（图 1）。凹槽被切割成三种不同的宽度，以干扰彼此的噪音，在人类语音频率下减少噪音。此外，QuietTrack 轮胎具有细长的纵向通道，槽中具有毫米高的锯齿，可分解高频声音。事实证明，它可以轻松提高雪地和潮湿表面的牵引力。

图 1. QuietTrack 轮胎可抑制恼人的噪音，这是电动汽车 (EV) 的一个关键特性，因为没有发动机转速使橡胶的声音更加明显。 （来源：普利司通）

该轮胎包含 Contiseal，一种应用于胎面内侧的粘性密封剂层，可以泄漏以密封多达 80% 的穿孔。该技术适用于直径达 5 毫米的穿孔，降低了爆胎和路边轮胎更换的风险。

未来的轮胎技术

固特异 Eagle 350 Urban 于 2017 年推出，是一种球形概念轮胎，可让车辆向任何方向移动。内置的人工智能 (AI) 链接到轮胎外部的传感器，可检测不同的路面和驾驶条件，以使用执行器调整轮胎形状和胎面。除了传输数据以改善制动、操控性和效率之外，Eagle 350 Urban 还可以促进穿孔时的修补过程。

非充气 Oxygene 轮胎采用独特的开放式结构，不受气压支撑，由回收的轮胎灰尘 3D 打印而成，胎侧带有活苔藓。它吸收道路上的水分和空气中的二氧化碳来喂养苔藓，刺激光合作用和氧气的产生。它还使用基于光的移动无线技术 Li-Fi 连接到物联网 (IoT) 基础设施，以进行车对车 (V2V) 和车对基础设施 (V2I) 数据交换。

现在，在 2020 年，非充气 reCharge 轮胎采用胶囊，可容纳用于胎面再生的可生物降解液体化合物。 AI 允许根据驾驶员个人资料和轮胎定制化合物以适应路况。

倍耐力 Cyber​​ 轮胎是首款通过 5G 网络显式传输信息的智能轮胎，促进与车辆、驾驶员和更广泛的道路基础设施的通信（图 2）。

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图 2. 倍耐力声称是第一家与 5G 网络进行交互的轮胎公司。 （来源：倍耐力）

接下来，米其林的Uptis轮胎最早可能在2024年面世，其“组装式无气轮结构技术”消除了爆胎、爆胎和爆胎的风险。通过减少原材料的使用、轮胎报废和备用轮胎的需求，Uptis 轮胎将最大限度地减少资源使用和浪费。

对于那些对更具体的例子感兴趣的人，固特异的特斯拉轮胎配备了专门的降噪泡沫——如果你喜欢安静的话——而雪铁龙自动驾驶 19_19 概念电动汽车的轮胎设计为在干燥条件下变硬，在潮湿环境下变软。

前方相连的道路

连接性将是巨大的，5G 和物联网用于从轮胎传输信息，以提高高级驾驶员辅助系统 (ADAS) 和自动驾驶汽车领域的安全性和性能。例如：固特异的 AndGo 平台将使用预测软件将车队与其服务网络连接起来。

轮胎的 3D 打印、使用回收和环保材料以及减少轮胎磨损和报废都将成为轮胎制造商可持续发展努力的关键组成部分。更耐用的非充气轮胎和二合一轮胎和车轮技术也有望提高安全性并减少维护，这对无人驾驶汽车尤其重要。

经过几十年的轮胎现状，似乎一切都将改变。

>> 本文最初发表于我们的姊妹网站 EDN。