綠色輪胎的發(fā)展及其推廣應(yīng)用

王夢(mèng)蛟

（1.國(guó)家橡膠與輪胎工程技術(shù)研究中心，山東 青島 266061；2.怡維怡橡膠研究院，山東 青島 266061）

綠色輪胎是過(guò)去20多年來(lái)世界上開發(fā)的節(jié)能、減排、有利于環(huán)保的新一代汽車輪胎。其特點(diǎn)是：（1）生產(chǎn)輪胎所用補(bǔ)強(qiáng)劑是非碳物質(zhì)二氧化硅，它不需要來(lái)自石油或煤炭的原料制造，其生產(chǎn)過(guò)程中排出的二氧化碳量比制造傳統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)劑低得多；（2）輪胎滾動(dòng)阻力低，從而節(jié)省燃油、降低二氧化碳排放并減少由汽車尾氣導(dǎo)致的霧霾，有益于減少大氣污染及環(huán)境保護(hù)；（3）與傳統(tǒng)輪胎相比，由于綠色輪胎的行駛溫度低，可減少輪胎的爆破和早期損壞，這在減少車輛行駛事故的同時(shí)，也可以大大提高輪胎的翻新率，降低輪胎制造的原材料消耗和減少?gòu)U舊輪胎產(chǎn)生所帶來(lái)的“黑色污染”；（4）輪胎的抗?jié)窕筒倏v性能好，提高行駛安全性；（5）提高輪胎的耐磨性，這在延長(zhǎng)輪胎使用壽命從而減少?gòu)U舊輪胎產(chǎn)生的同時(shí)，降低因輪胎磨損所形成的微粒物質(zhì)對(duì)人類健康的影響。

在輪胎發(fā)展中，米其林在1992年推出了稱為“綠色輪胎”的第1代環(huán)保節(jié)能輪胎，并標(biāo)以GREEN X。此后GREEN X商標(biāo)成為一種招牌標(biāo)志打在這種輪胎的胎側(cè)上，使人一眼就看出其為節(jié)能輪胎。該類輪胎的胎面膠是用細(xì)粒子二氧化硅（俗稱白炭黑）加偶聯(lián)劑作填料制造的。與傳統(tǒng)的輪胎相比，其特點(diǎn)是滾動(dòng)阻力低，抗?jié)窕涂贡┗瑒?dòng)性能好，而耐磨性也不差[1]。綠色輪胎的應(yīng)用極大地降低了車輛行駛所需的能耗。實(shí)際上，白炭黑在輪胎中作為主要填料的深入研究在德國(guó)始于20世紀(jì)70年代初，并因1973年的石油危機(jī)而加速，因?yàn)樵谥圃燧喬ツz料中主要填料炭黑的原料主要來(lái)自石油，而制造白炭黑的主要原料為石英砂。S.Wolff[2]曾報(bào)告在胎面膠中使用白炭黑并加偶聯(lián)劑替代炭黑時(shí)，輪胎滾動(dòng)阻力可以大大降低而無(wú)損耐磨性能，具有節(jié)油和降低二氧化碳排放的雙重優(yōu)點(diǎn)。之后又發(fā)表了白炭黑用于輪胎胎面膠制造綠色輪胎的理論基礎(chǔ)[3]。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2008年，米其林綠色輪胎對(duì)全世界汽車總計(jì)節(jié)省燃油約為90億L，減少二氧化碳排放量為2 300萬(wàn)t，即每1 s節(jié)省燃油約44 L，減少二氧化碳排放110 kg以上[4]。

由于輪胎的滾動(dòng)阻力、抗?jié)窕阅芗霸肼晫?duì)車輛行駛的節(jié)能、減排、環(huán)保、安全及使用壽命有直接影響，歐盟帶頭于2009年制定了“歐洲輪胎標(biāo)簽法”，并于2012年11月1日開始執(zhí)行。標(biāo)簽法對(duì)輪胎質(zhì)量的某些指標(biāo)，諸如滾動(dòng)阻力、抗?jié)窕阅?、噪聲等的?yōu)劣作了分級(jí)，要求在輪胎標(biāo)簽上標(biāo)明某些性能等，這一方面能促進(jìn)輪胎公司的產(chǎn)品質(zhì)量的提高，也有助于使用者對(duì)輪胎的選擇。2016年我國(guó)采用與歐洲相同的標(biāo)準(zhǔn)也制定了相應(yīng)的標(biāo)簽法。

對(duì)照標(biāo)簽法規(guī)定的指標(biāo)可以看到，在綠色輪胎上市10余年后，在歐洲有59%的夏季輪胎在F及F級(jí)以上，41%的輪胎為G級(jí)，滾動(dòng)阻力最低的輪胎為C級(jí)，其數(shù)量?jī)H為輪胎總數(shù)的2%，而2011年，G級(jí)輪胎仍有38%，而G級(jí)冬季輪胎則有50%。B和C級(jí)的最新節(jié)能試驗(yàn)輪胎逐步面市，個(gè)別A級(jí)輪胎也有報(bào)道，但未上市。

如果將過(guò)去20年C級(jí)以下的綠色輪胎稱為普通“綠色輪胎”，則滾動(dòng)阻力B級(jí)以上的輪胎可稱為“綠色輪胎＋”。怡維怡橡膠研究院在其建院初期與賽輪金宇集團(tuán)股份有限公司合作于2011年冬制造了我國(guó)第1批雙B輪胎，即滾動(dòng)阻力和抗?jié)窕阅芫_(dá)到B級(jí)，并于2012年年初通過(guò)了西班牙Idiada認(rèn)證，其耐磨性能也達(dá)到了普通輪胎的水平。該雙B輪胎是用普通輪胎的胎體和花紋設(shè)計(jì)、只改變胎面膠制造的。目前在保持輪胎結(jié)構(gòu)、花紋和胎面膠配方不變的情況下，用EVECTM（連續(xù)液相法制造）作為胎面膠所生產(chǎn)的綠色輪胎＋已進(jìn)行了多次室內(nèi)、室外道路試驗(yàn)，并已投入批量生產(chǎn)。如表1所示，與綠色輪胎相比，綠色輪胎＋的特點(diǎn)是除加工性能好之外，滾動(dòng)阻力進(jìn)一步下降，而耐磨性能則大幅度提高[5-9]。

表1 綠色輪胎＋與綠色輪胎及傳統(tǒng)炭黑輪胎性能比較

相對(duì)于傳統(tǒng)輪胎，綠色輪胎的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，而綠色輪胎＋又將這些優(yōu)點(diǎn)加以發(fā)展并彌補(bǔ)了其不足，但其在我國(guó)的開發(fā)應(yīng)用卻十分緩慢。目前雖然在國(guó)際上綠色輪胎的出現(xiàn)已有20多年，但在我國(guó)尚處于產(chǎn)品導(dǎo)入階段，這主要是對(duì)綠色輪胎的認(rèn)知問(wèn)題。由于綠色輪胎在我國(guó)長(zhǎng)期知之甚少，國(guó)外的產(chǎn)品進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)的時(shí)間較晚，綠色輪胎的概念并未普及。一方面輪胎企業(yè)對(duì)所需制造技術(shù)、原材料、生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品性能等所涉及的一些基本原理和知識(shí)缺乏研究，制造成本較高，又加之缺乏有效的檢測(cè)手段和機(jī)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)、認(rèn)證和監(jiān)管，產(chǎn)品質(zhì)量較差。另一方面車主和運(yùn)輸企業(yè)對(duì)綠色輪胎的性能及其社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益缺乏了解，且價(jià)格又大大高于傳統(tǒng)輪胎。因此綠色輪胎在我國(guó)的推廣應(yīng)用困難較大。本文試圖對(duì)綠色輪胎使用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益加以討論，并對(duì)綠色輪胎的推廣應(yīng)用提出一些參考意見(jiàn)。

1 綠色輪胎的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益

1.1 輪胎原材料的低碳化

填料是橡膠中不可缺少的補(bǔ)強(qiáng)劑，賦予膠料較高的硬度和模量，提高膠料的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能，并控制著與輪胎滾動(dòng)阻力、抗滑性能有關(guān)的膠料動(dòng)態(tài)性能。

制造傳統(tǒng)輪胎的膠料中使用的填料主要是炭黑，其用量約為整個(gè)膠料的30%以上。而制造炭黑的原料油皆為來(lái)自于石油和煤焦油的烴類物質(zhì)。對(duì)于輪胎胎面膠炭黑，每生產(chǎn)1 t填料，大約需要原料油1.8～2.3 t。在炭黑制造過(guò)程中，注入反應(yīng)爐中的原料油在高溫裂解之后再聚合成為細(xì)粒子炭黑，在尾氣中存在大量的未裂解或未生成炭黑粒子的烴類物質(zhì)、一氧化碳、二氧化碳及氮和硫的氧化物。尾氣可以進(jìn)一步燃燒生成二氧化碳，其熱量可用于生產(chǎn)蒸汽和發(fā)電。因此，炭黑的制造是一碳化學(xué)過(guò)程并伴隨大量二氧化碳、氮和硫的氧化物產(chǎn)生，對(duì)于大氣的污染較為嚴(yán)重。

在綠色輪胎生產(chǎn)中，胎面膠填料主要是細(xì)粒子沉淀法白炭黑。它是用非碳工藝制造的，其主要原料為石英砂。在高溫下，石英砂和碳酸鈉熔融生成水玻璃，后者溶于水形成硅酸鈉水溶液，該溶液加酸（如硫酸）中和后沉淀出細(xì)粒子二氧化硅。產(chǎn)品經(jīng)分離、洗滌、干燥后即為用作胎面膠填料的沉淀法白炭黑。在此過(guò)程中，使用的含碳材料只有碳酸鈉，并在制造水玻璃的過(guò)程中以二氧化碳的形成分解出來(lái)。生產(chǎn)1輛乘用車用的4條輪胎胎面膠所需白炭黑放出的二氧化碳量約為2.4 kg，但當(dāng)車輛使用滾動(dòng)阻力為B級(jí)的綠色輪胎＋行駛10萬(wàn)km，由于節(jié)油，可減少1.3 t二氧化碳排放。

1.2 降低輪胎的滾動(dòng)阻力

在車輛行駛過(guò)程中，輪胎滾動(dòng)阻力降低的直接好處是節(jié)省燃油和降低二氧化碳排放。

1.2.1 節(jié)省燃油

（1）乘用輪胎。目前我國(guó)乘用輪胎的滾動(dòng)阻力水平大部分仍處于G級(jí)及G級(jí)以下水平。根據(jù)歐洲耗油量的測(cè)試結(jié)果，輪胎由G級(jí)升至B級(jí)，油耗每百千米可以降低0.56 L，而C級(jí)輪胎節(jié)油則達(dá)0.44 L[10]。對(duì)于壽命達(dá)10萬(wàn)km的輪胎，在整個(gè)輪胎使用周期內(nèi)，C級(jí)和B級(jí)輪胎比G級(jí)分別節(jié)油440和560 L。汽油價(jià)格以6元·L-1計(jì)，每條輪胎因節(jié)油而使用戶受益分別為660和840元，每輛車可減少二氧化碳排放分別為1.1和1.3 t。當(dāng)使用節(jié)能輪胎時(shí)，用戶每用1條低滾動(dòng)阻力輪胎，所省油錢可購(gòu)2～2.5條普通輪胎。

據(jù)報(bào)告[11]，我國(guó)2013年自產(chǎn)內(nèi)銷及國(guó)際品牌在我國(guó)銷售的乘用輪胎共2.46億條，而2016年的年產(chǎn)量比2013年增加了近20%。如果國(guó)內(nèi)銷量增加的比例與產(chǎn)量增加的相似，我國(guó)2016年的輪胎銷量即為2.95億條。如果這些輪胎由G級(jí)升至C級(jí)，節(jié)油量每年為325億L，燃油費(fèi)節(jié)省1 947億元。如果由G級(jí)升至B級(jí)，每年節(jié)油量則為413億L，而油費(fèi)節(jié)省2 478億元。

（2）載重輪胎。對(duì)于載重輪胎，降低滾動(dòng)阻力亦可因節(jié)油而使運(yùn)輸成本下降。根據(jù)陽(yáng)冬波的報(bào)告[12]，我國(guó)載重輪胎有30%滾動(dòng)阻力未達(dá)到歐盟E級(jí)要求，70%未達(dá)到D級(jí)要求。也就是說(shuō)，大部分輪胎的滾動(dòng)阻力為E級(jí)或E級(jí)以下。根據(jù)歐洲標(biāo)簽法的規(guī)定，如由E級(jí)升至B級(jí)，其滾動(dòng)阻力下降37.5%，而升至C級(jí)，滾動(dòng)阻力則下降25%。

米其林公司曾報(bào)告，載重汽車及客車行駛中每消耗100 L燃油中有25～35 L被輪胎以熱能耗散的形式消耗[13]。對(duì)裝配22條12R22.5輪胎總質(zhì)量達(dá)49 t的載重汽車而言，行駛100 km大約消耗燃油40 L，其中輪胎消耗為10～14 L（平均為12 L）。如果輪胎的滾動(dòng)阻力由E級(jí)升至C級(jí)或B級(jí)，其節(jié)油量分別為每百千米3或4.5 L。當(dāng)輪胎行駛里程達(dá)20萬(wàn)km時(shí)，整車節(jié)油分別達(dá)6 030或9 000 L。若燃油價(jià)格以6元·L-1計(jì)，每條輪胎節(jié)省燃油費(fèi)分別為 1 645或2 454元，相當(dāng)于1或1.5條輪胎的價(jià)錢。此數(shù)值隨著輪胎行駛里程的增加而上升。每輛車可減少二氧化碳排放分別為15.7和23.4 t。

我國(guó)2013年自產(chǎn)內(nèi)銷及國(guó)際品牌在我國(guó)銷售的載重輪胎共4 700萬(wàn)條，而2016年的產(chǎn)量比2013年也大約增加了20%[11]。同樣，如果國(guó)內(nèi)銷量增加的比例與產(chǎn)量增加的比例相似，我國(guó)2016年載重輪胎的銷量即為5 640萬(wàn)條。如果這些輪胎由E級(jí)升至C級(jí)，節(jié)油量每年為154億L，燃油費(fèi)節(jié)省924億元。若由E級(jí)升至B級(jí)，年節(jié)油量則為230億L，而燃油費(fèi)節(jié)省1 382億元。

1.2.2 有利于環(huán)境保護(hù)

（1）減少二氧化碳的排放。對(duì)于機(jī)動(dòng)車，發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中燃油的消耗伴隨著二氧化碳、氮氧化物及某些硫氧化物的排放。對(duì)于乘用輪胎，滾動(dòng)阻力由G級(jí)升至C級(jí)或B級(jí)，每輛車的二氧化碳排放可以降低1.1或1.3 t。按前面所計(jì)算的2016年我國(guó)內(nèi)銷的輪胎數(shù)量，我國(guó)每年少排放7 896萬(wàn)或9 594萬(wàn)t二氧化碳。載重輪胎滾動(dòng)阻力從E級(jí)升至C級(jí)或B級(jí)時(shí)，由于節(jié)省柴油，每輛車可少排放15.7或23.4 t二氧化碳。而全國(guó)每年二氧化碳的排放分別減少4 012萬(wàn)或5 980萬(wàn)t。

（2）減少大氣中細(xì)顆粒物（PM2.5）的污染。據(jù)北京市環(huán)保局官網(wǎng)消息，機(jī)動(dòng)車排放污染是北京市PM2.5的最大來(lái)源。在北京市PM2.5本地污染中全年機(jī)動(dòng)車排放貢獻(xiàn)比例達(dá)30%以上，非供暖季可達(dá)到40%以上[14]，在極端不利的氣象條件下，甚至達(dá)到50%左右[15]。另?yè)?jù)中科院區(qū)域大氣環(huán)境研究卓越創(chuàng)新中心首席科學(xué)家賀泓的報(bào)告[16]，PM2.5來(lái)源包括直接排放和二次生成，即一次來(lái)源和二次來(lái)源。其中PM2.5的二次生成是指排放到大氣中的氣態(tài)污染物通過(guò)多種化學(xué)物理過(guò)程轉(zhuǎn)化為硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽和二次氣溶膠等細(xì)顆粒物質(zhì)。也就是說(shuō)，汽車排放污染物本身的一次顆粒物濃度雖不高，但在大氣中反應(yīng)后產(chǎn)生大量二次顆粒物，成為城市PM2.5的重要來(lái)源之一[17]。這意味著機(jī)動(dòng)車輛尾氣排放是“霧霾”的倍增器。因此，降低輪胎的滾動(dòng)阻力、降低燃油消耗的同時(shí)，可以大大減少尾氣排放，從而減少由機(jī)動(dòng)車造成的“灰霾”。

此外，降低滾動(dòng)阻力也可以通過(guò)降低輪胎行駛溫度的機(jī)理改善輪胎的耐磨性能，從而減少大氣中的細(xì)顆粒物質(zhì)的產(chǎn)生。

（3）改善輪胎的耐磨性能。輪胎的滾動(dòng)阻力與膠料在動(dòng)態(tài)應(yīng)變下的滯后損失有關(guān)。滯后損失增加，使輪胎行駛過(guò)程中所得能量更多地以熱能的方式消耗，因此，輪胎的滾動(dòng)阻力增加的同時(shí)，輪胎的溫度也將升高（見(jiàn)圖1[18]）。輪胎測(cè)試表明，無(wú)論是天然橡膠（NR）還是合成橡膠（SR）胎面，隨著輪胎表面溫度的升高，耐磨性能均降低[19]。因此，低滾動(dòng)阻力輪胎的低溫行駛有利于耐磨性能的提高。

圖1 在相同負(fù)荷、速度和充氣壓力下滾動(dòng)阻力不同的載重輪胎運(yùn)行中的溫度比較

另外，耐磨性能提高也有助于降低細(xì)顆粒物質(zhì)生成，據(jù)20世紀(jì)末美國(guó)加利福尼亞和日本醫(yī)生的研究[20-21]，輪胎磨耗產(chǎn)生的細(xì)顆粒物質(zhì)是城市和高速公路附近居民哮喘病增多的主要原因。車輛行駛中胎面磨耗導(dǎo)致大量細(xì)顆粒物質(zhì)形成，這些物質(zhì)漂浮在大氣中，當(dāng)吸入肺中則難以咳出。有些人對(duì)NR中存在的異型蛋白質(zhì)過(guò)敏，也會(huì)導(dǎo)致哮喘病的發(fā)生。因此，低滾動(dòng)阻力使輪胎耐磨性能提高可減少細(xì)顆粒物質(zhì)的產(chǎn)生。此外，低滾動(dòng)阻力輪胎多用SR和白炭黑，NR的用量相對(duì)減小，這將有利于減少細(xì)顆粒物質(zhì)中的異型蛋白質(zhì)，從而降低哮喘病的發(fā)病率。

1.2.3 減少輪胎的早期損壞

根據(jù)陽(yáng)冬波的報(bào)告[12]，在我國(guó)高速公路交通事故中，爆胎事故占全部交通事故的34%，我國(guó)也時(shí)有爆胎造成嚴(yán)重交通事故報(bào)道。低滾動(dòng)阻力伴隨的低生熱將防止輪胎肩空肩裂、脫層及冠爆造成的早期損壞，并提高車輛行駛的安全性。在車輛行駛過(guò)程中肩部溫度降低10 ℃，肩空肩裂則降低60%～70%。而爆胎事故也會(huì)因?yàn)檩喬バ旭倻囟鹊慕档投蟠鬁p少。

1.2.4 提高輪胎的翻新率，延長(zhǎng)使用壽命，減少?gòu)U舊輪胎處理

米其林載重輪胎的設(shè)計(jì)保證其具有4次生命：新輪胎的壽命、經(jīng)刻溝后的輪胎使用壽命、一次和二次翻新輪胎的壽命。檢測(cè)資料表明[4]，翻新和刻溝可優(yōu)化輪胎的行駛里程，延長(zhǎng)輪胎的使用壽命達(dá)2.5倍，并減少70%～75%的原材料消耗，同時(shí)保證同樣的安全性能。

所謂“刻溝”，即在輪胎花紋溝磨至標(biāo)記線后，為了保證車輛在路面上行駛時(shí)有足夠的抓著力和操縱性能，用一簡(jiǎn)單的工具將花紋溝加深而使即將報(bào)廢的輪胎重新投入使用。對(duì)一般載重輪胎來(lái)講，花紋溝加深可提高25%的輪胎壽命，因此，行駛里程可以再延長(zhǎng)3萬(wàn)～5萬(wàn)km。此外，刻溝后的輪胎因質(zhì)量較小，滾動(dòng)阻力較新胎大大下降，致使輪胎溫度進(jìn)一步降低。

我國(guó)生產(chǎn)的載重輪胎，包括所謂的“不三包”甚至“割標(biāo)”輪胎的胎側(cè)上均以大寫字體標(biāo)有“REGROOVABLE”字樣。它表明，該輪胎的結(jié)構(gòu)是適于刻溝的，但此技術(shù)在我國(guó)從未使用。除人們對(duì)此技術(shù)缺乏了解之外，主要是輪胎胎體較弱，行駛溫度高，早期損壞較多所致。只要輪胎胎體不損壞，花紋磨至標(biāo)記線或刻溝使用后的輪胎還可以翻新，即將舊胎面打磨后重新?lián)Q一個(gè)新胎面。翻新次數(shù)最高可達(dá)2次甚至3次，取決于舊輪胎的胎體強(qiáng)度和損壞狀態(tài)。輪胎翻新是節(jié)約運(yùn)輸成本、降低原材料消耗最有效的方法。以典型的12R22.5載重輪胎為例，其胎面質(zhì)量和成本分別占整胎的23%和22%。如翻新用胎面膠與原胎材料相同時(shí)，由于硫化時(shí)過(guò)硫化程度較低，耐磨性能非但不會(huì)降低，而其他性能，諸如抗刺傷及崩花掉塊性能還會(huì)得到改善。

與國(guó)外載重輪胎翻新行業(yè)相比，我國(guó)的翻胎工業(yè)規(guī)模是非常小的。目前我國(guó)輪胎的翻新率尚不到10%[12]，其原因是我國(guó)輪胎胎體損壞嚴(yán)重，大部分舊胎達(dá)不到翻新的要求，這與輪胎使用過(guò)程中溫度較高導(dǎo)致胎體損壞有很大關(guān)系。

應(yīng)該指出，輪胎翻新直接影響廢舊輪胎的產(chǎn)生。由于我國(guó)汽車銷售量和保有量迅速增加，加之輪胎質(zhì)量不高，致使大量廢舊輪胎產(chǎn)生，其數(shù)量已超過(guò)世界的20%，成為另類“黑色污染”源。這已引起了國(guó)家的重視[22]，并提出從源頭減少?gòu)U物的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)由末端治理向污染預(yù)防和生產(chǎn)全過(guò)程控制轉(zhuǎn)變[23]，開發(fā)輪胎翻新再制造先進(jìn)技術(shù)，推行輪胎翻新先進(jìn)技術(shù)保障體系建設(shè)，實(shí)施產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控管理，確保翻新輪胎的產(chǎn)品質(zhì)量[24]。

提高輪胎質(zhì)量，采用綠色輪胎生產(chǎn)技術(shù)，降低輪胎滾動(dòng)阻力的同時(shí)降低輪胎生熱，減少輪胎的非正常損壞，提高輪胎翻新率，是從源頭減少?gòu)U舊輪胎產(chǎn)生的最有效措施。輪胎翻新1次，就相當(dāng)于減少1條廢輪胎，節(jié)省0.8條輪胎的原材料。試驗(yàn)表明，滾動(dòng)阻力B級(jí)的載重輪胎在使用過(guò)程中很少出現(xiàn)胎體損壞質(zhì)量問(wèn)題，可以大大提高輪胎的翻新率。

1.3 提高抗滑性能的社會(huì)效益

1.3.1 抗?jié)窕阅?/p>

車輛在濕滑路上行駛時(shí)，由于水的潤(rùn)滑作用，輪胎與路面之間的摩擦力大大下降。輪胎在濕路面上的摩擦力直接影響到車輛的剎車性能及操縱特性。因此提高輪胎的抗?jié)窕阅苁潜ＷC行車安全的重要手段。這對(duì)乘用車尤為重要，因其負(fù)載低、車速高、接地面積小，在雨天容易出事故。在各國(guó)乘用輪胎性能標(biāo)簽法規(guī)中均將抗?jié)窕阅芰袨橘|(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。歐盟標(biāo)簽法將乘用輪胎的抗?jié)窕阅芊譃锳—G共7級(jí)（其中D和G為空置級(jí)），在標(biāo)準(zhǔn)濕路上，以A級(jí)輪胎的剎車距離為參比，車速為80 km·h-1的情況下剎車時(shí)，B級(jí)輪胎剎車距離增加了3 m，而從普通輪胎的F級(jí)到B級(jí)剎車距離縮短了15 m。因此，高級(jí)別抗?jié)窕喬ナ剐熊嚢踩源蟠筇岣摺?/p>

1.3.2 抗干滑性能

輪胎的抗?jié)窕詫?duì)車輛行駛安全性固然有很大的影響，但干路面上的剎車特性、操縱性、緊急變道、應(yīng)急反應(yīng)對(duì)行駛安全也是十分重要的。它并未列入標(biāo)簽法中，但仍需牢記，行車事故并非只發(fā)生在雨天！在這一方面，與普通輪胎相比，綠色輪胎＋的效果更好。

1.4 改善耐磨性能的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

提高耐磨性能可延長(zhǎng)輪胎的壽命、降低交通運(yùn)輸成本、降低橡膠原材料的消耗、減少?gòu)U舊輪胎的處理，其經(jīng)濟(jì)效益是不言而喻的。

如前所述，耐磨性能提高也可降低大氣中細(xì)顆粒物質(zhì)形成，改善大氣質(zhì)量，因?yàn)檩喬ツズ男纬傻募?xì)顆粒物質(zhì)能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)漂浮在大氣中。

例如，對(duì)于205/55R16乘用輪胎，當(dāng)8 mm深的花紋溝磨至1.6 mm時(shí)，共磨去1.81 kg胎面膠。假如輪胎壽命為10萬(wàn)km，每年行駛2.5萬(wàn)km時(shí)，每輛乘用車1年向大氣中釋放的細(xì)顆粒物質(zhì)為1.81 kg。

對(duì)于12R22.5載重輪胎，當(dāng)15 mm的花紋溝磨至2 mm時(shí)，共磨去約6.5 kg的胎面膠。假設(shè)車輛每年行駛12萬(wàn)km，而輪胎的壽命為一年半，一輛22輪集裝箱車每年向大氣中釋放的微塵為95.3 kg，而10.5輛卡車1年釋放約1 t的細(xì)顆粒物質(zhì)。因此，其對(duì)霧霾的影響及對(duì)人體健康所造成的危害不可低估。

除個(gè)別國(guó)家對(duì)輪胎耐磨性能提出一定的要求外，在各國(guó)的標(biāo)簽法規(guī)中耐磨性能并未列入分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。其主要原因是，到目前為止，尚未發(fā)現(xiàn)任何一種磨耗試驗(yàn)機(jī)的測(cè)試結(jié)果與輪胎實(shí)際使用中的耐磨性能有較好的相關(guān)性。而在輪胎的實(shí)際里程試驗(yàn)中，其結(jié)果也受其行駛路面、車輛狀況、地區(qū)氣候及駕駛員個(gè)人習(xí)慣的影響。較為可靠的輪胎試驗(yàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)則因費(fèi)時(shí)費(fèi)力而很難用于輪胎的分級(jí)評(píng)判。在多數(shù)情況下，客戶使用信息的反饋則成為市場(chǎng)評(píng)價(jià)輪胎耐磨性能優(yōu)劣的主要方法。

必須指出，降低滾動(dòng)阻力有多種方法，諸如，降低填料用量、采用低比表面積填料和填料并用體系、在NR胎面膠中加入大量白炭黑、采用膠乳-白炭黑共沉母膠、加入某些添加劑[25]等。但這些方法均以犧牲輪胎耐磨性能為代價(jià)換取低滾動(dòng)阻力[26]。這不但影響輪胎的使用壽命和增加大氣污染，也會(huì)產(chǎn)生更多的廢胎。

1.5 降低車輛行駛噪聲

綠色輪胎的優(yōu)點(diǎn)之一就是降低輪胎行駛中產(chǎn)生的噪聲[1]（與普通輪胎相比降低了1 dB）。綠色輪胎＋也保留了這一優(yōu)點(diǎn)。

2 綠色輪胎在我國(guó)的推廣應(yīng)用

綜上所述，綠色輪胎在提高輪胎品質(zhì)、降低滾動(dòng)阻力、改善輪胎抗?jié)窕阅艿确矫娴墓δ苁敲黠@的。過(guò)去20余年，在世界上，尤其在歐洲，人們逐漸認(rèn)識(shí)到綠色輪胎的發(fā)展對(duì)于節(jié)省能源、減少二氧化碳排放、降低粉塵產(chǎn)生、減緩或者降低大氣污染、增加行車安全所起的重要作用，綠色輪胎的制造和市場(chǎng)發(fā)展很快。近年來(lái)，我國(guó)某些輪胎企業(yè)迫于國(guó)外輪胎標(biāo)簽法和市場(chǎng)的壓力開始試制和生產(chǎn)綠色輪胎，但發(fā)展十分緩慢。而個(gè)別外國(guó)輪胎公司制造的綠色輪胎開始進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，但產(chǎn)品少人問(wèn)津。其原因不外是制造商成本和利潤(rùn)的制約和用戶對(duì)新產(chǎn)品缺乏認(rèn)識(shí)。

從用戶角度來(lái)看，綠色輪胎的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益難以短期彰顯，而市場(chǎng)價(jià)格較普通輪胎相差較大。例如，目前固鉑公司在市場(chǎng)上有一規(guī)格為205/55R16的ECO-C1輪胎，其滾動(dòng)阻力和抗?jié)窕阅軗?jù)稱均為B級(jí)，市場(chǎng)價(jià)為475元，而同規(guī)格的普通輪胎為329元，兩者相差146元。某代銷點(diǎn)的銷售紀(jì)錄表明，前者評(píng)價(jià)者為10，后者則為600。從經(jīng)濟(jì)上講，前者節(jié)省的840元燃油費(fèi)可以再買約兩條胎，即用戶使用ECO-C1輪胎時(shí)不但購(gòu)胎費(fèi)用得以返還，還可賺365元。而從行車安全上看，在濕路面上緊急停車時(shí)，用ECO-C1輪胎的剎車距離較普通輪胎縮短15 m。假若下雨天用普通輪胎產(chǎn)生的車毀人亡的事故可能由于使用綠色輪胎得以避免，但用戶并不知道是綠色輪胎救了他的命。也就是說(shuō)，用戶對(duì)優(yōu)質(zhì)輪胎的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益并不感知，但他清楚地看到輪胎售價(jià)的差別?！吨袊?guó)化工報(bào)》曾報(bào)道[27]，綠色輪胎的單價(jià)比傳統(tǒng)輪胎高10%～30%，但由于制造技術(shù)和原材料要求比現(xiàn)有輪胎高，企業(yè)生產(chǎn)成本提高15%左右，因此生產(chǎn)廠對(duì)開發(fā)制造綠色輪胎的積極性并不很高。綜上所述，我國(guó)目前發(fā)展綠色輪胎的情況可總結(jié)如下：

（1）綠色輪胎的低滾動(dòng)阻力、高抗?jié)窕阅?、?jié)能減排及行車安全的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益是實(shí)實(shí)在 在的；

（2）用戶不會(huì)花錢去買一種看不見(jiàn)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益；

（3）輪胎制造公司也不會(huì)降低利潤(rùn)或賠本去研發(fā)、制造和推銷新產(chǎn)品。

如何使綠色輪胎跑起來(lái)，必須由政府推動(dòng)。目前歐洲綠色輪胎推廣的速度是全世界最快的。這一方面是歐盟政府和全民對(duì)環(huán)境保護(hù)和綠色運(yùn)動(dòng)的重視，另一方面，政府對(duì)輪胎準(zhǔn)入市場(chǎng)的最低滾動(dòng)阻力做出限定的同時(shí)，也規(guī)定凡達(dá)到C類以上等級(jí)的輪胎均獲得歐盟各國(guó)財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)。

我們可以效仿歐盟的辦法來(lái)加速綠色輪胎的發(fā)展。但是根據(jù)我國(guó)輪胎工業(yè)的具體情況，設(shè)置準(zhǔn)入市場(chǎng)銷售的最低滾動(dòng)阻力容易，但由政府財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)所需資金籌集則不易。

解決辦法之一是國(guó)家設(shè)立“綠色輪胎獎(jiǎng)勵(lì)基金”?；鸬幕I集采取“取之于斯，用之于斯”的方法，不動(dòng)用國(guó)家的財(cái)政收入。既然綠色輪胎的主要經(jīng)濟(jì)效益來(lái)自節(jié)省燃油，可以用客戶節(jié)省的燃油支出作為綠色輪胎的財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)基金。具體做法：由政府出面，將燃油的價(jià)格提高，所得收入專用于“綠色輪胎獎(jiǎng)勵(lì)基金”。譬如，在每升油價(jià)中增加5分（不到油價(jià)的1%）。以一般乘用車為例，每行駛百千米消耗10 L燃油計(jì)算，對(duì)輪胎使用壽命為10萬(wàn)km的輪胎，在整個(gè)輪胎行駛過(guò)程中，因燃油的漲價(jià)使用者多支出500元，即每條輪胎多支出的油費(fèi)為125元。當(dāng)使用B級(jí)或C級(jí)的輪胎時(shí)，用戶每條輪胎節(jié)省的燃油費(fèi)則分別從840和660元降至715和535元。如果將125元中的100或60元分別獎(jiǎng)勵(lì)制造B級(jí)或C級(jí)輪胎的公司，而要求輪胎制造商將輪胎的價(jià)格降為普通輪胎的價(jià)格出售。在這一方案中，每銷售1條B級(jí)或C級(jí)輪胎，獎(jiǎng)勵(lì)基金尚余25或65元。而從1條普通輪胎的銷售中可得125元作為其浪費(fèi)燃油及有害環(huán)保的懲罰。

對(duì)于安裝22條12R22.5輪胎的載重汽車，假若輪胎使用壽命為20萬(wàn)km，每百千米耗燃油40 L，則每輛車的耗油為80 000 L，以每升提價(jià)5分計(jì)，用戶多支出燃油費(fèi)4 000元。每條輪胎因燃油提價(jià)所增加的油費(fèi)為182元，其中120元獎(jiǎng)勵(lì)輪胎公司。如果普通輪胎的售價(jià)為1 500元，而允許輪胎廠的售價(jià)只增加10%，即150元，相對(duì)于普通輪胎，輪胎公司生產(chǎn)1條B級(jí)輪胎的收益為270元，這不僅抵消了綠色輪胎成本的增加（如成本的15%），利潤(rùn)也有相當(dāng)?shù)奶岣摺６喬ビ脩粼谶@一過(guò)程中增加的支出為332元。由于每條綠色輪胎節(jié)省的燃油費(fèi)為 2 454元，其凈利為2 122元，即使用1 650元的綠色輪胎，除使用輪胎不花錢外，還凈賺472元。在這一設(shè)計(jì)中，每銷售1條綠色輪胎，獎(jiǎng)勵(lì)基金中還剩62元。誠(chéng)然，C級(jí)輪胎的獎(jiǎng)勵(lì)和銷售價(jià)將相應(yīng)減少，但獎(jiǎng)勵(lì)基金所得數(shù)額將相應(yīng)增加。

在上述方案中，關(guān)鍵的問(wèn)題是市場(chǎng)上輪胎質(zhì)量的監(jiān)管問(wèn)題。為防止亂標(biāo)級(jí)別以次充好，需要設(shè)立有權(quán)威性的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，定期在市場(chǎng)上購(gòu)買商品輪胎進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于檢測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)不到標(biāo)定級(jí)別者，進(jìn)行罰款并不準(zhǔn)進(jìn)入相應(yīng)的市場(chǎng)，同時(shí)降低生產(chǎn)者的誠(chéng)信等級(jí)。在確保輪胎的性能符合所標(biāo)記的級(jí)別外，為了減少由輪胎磨耗造成的大氣污染及保證輪胎的使用壽命，也需要對(duì)輪胎耐磨性能進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。鑒于室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際車輛行駛中的耐磨性缺乏相關(guān)性，必須將抽查的輪胎在試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)于標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下進(jìn)行磨耗試驗(yàn)，其指標(biāo)可以參考美國(guó)UTQG輪胎耐磨性能的標(biāo)準(zhǔn)制定。因此，除了足夠的實(shí)驗(yàn)室以外，還需建立足夠的輪胎試驗(yàn)場(chǎng)，需成立一非營(yíng)利性機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)獎(jiǎng)勵(lì)基金及測(cè)試機(jī)構(gòu)的建立和經(jīng)營(yíng)管理。所需資金亦從獎(jiǎng)勵(lì)基金支付。

利用上述辦法對(duì)各方均有益處。

輪胎用戶：節(jié)省燃油費(fèi)用；提高行車安全性。

輪胎生產(chǎn)企業(yè)：增加銷售利潤(rùn)，提高生產(chǎn)技術(shù)水平。

國(guó)家及社會(huì)：節(jié)省能源；減少二氧化碳排放；減少細(xì)顆粒物質(zhì)產(chǎn)生，降低大氣污染，減少霧霾；減少行車事故；減少?gòu)U舊輪胎處理；減少橡膠材料消耗；增加就業(yè)崗位。

3 結(jié)語(yǔ)

綠色輪胎的推廣使用除使輪胎用戶、生產(chǎn)企業(yè)和國(guó)家實(shí)現(xiàn)三贏外，由于建立輪胎監(jiān)測(cè)及檢測(cè)機(jī)構(gòu)，也將大大提高我國(guó)輪胎的制造水平。而這一切均可在不增加國(guó)家財(cái)政支出的情況下實(shí)現(xiàn)。