長期以來, 汽車使用的都是普通輪胎,區(qū)別也就在于有無內(nèi)胎、橡膠質(zhì)量好壞及制作工藝優(yōu)劣。近年，世界各大輪胎造商紛紛致力開發(fā)智能輪胎（intelligenttyre），也己經(jīng)試各種類型的樣品。己經(jīng)研制成功的智能輪胎有的大小如冰球，負(fù)責(zé)監(jiān)測輪胎壓力、氣壓不足時，以車輪自轉(zhuǎn)作為動力為輪胎充氣。有的監(jiān)測器可以讓司機詳細(xì)了解到輪胎各個部位的狀態(tài)，通過數(shù)碼閱讀器知道4個輪胎的壓力。壓力不足，儀表盤上的閃爍燈或蜂鳴器會發(fā)出警報。有的監(jiān)測器位于汽車剎車系統(tǒng)上，司機可從儀表盤甚至后視鏡上看到直接從輪胎發(fā)送回的數(shù)據(jù)，了解到輪胎狀態(tài)的微小變化。

　　一、 智能輪胎能實現(xiàn)的主要功能

　　近年，世界各大輪胎造商紛紛致力開發(fā)智能輪胎（intelligent tyre），也已經(jīng)試各種類型的樣品。這些樣品大多具有自動監(jiān)測輪胎充氣內(nèi)壓的功能，其中一些能夠同時自動監(jiān)測輪胎溫度和輪胎受力變形，另一些則擁有電子身份，最高檔的甚至配備輪胎內(nèi)壓自動補充裝置。在林林總總的智能輪胎樣品中，公路運輸業(yè)真正需要什麼樣的智能輪胎呢？要回答這個問題，首先必須弄清楚何謂智能輪胎。從廣義上說，智能輪胎就是有智力、有頭腦的輪胎。從狹義上說，智能輪胎是能夠收集、傳輸有關(guān)自身所處環(huán)境的所有信息，并對這些信息作出正確判斷和處理的輪胎。

　　1．內(nèi)壓監(jiān)測

　　對公路運輸業(yè)而言，現(xiàn)代的子午線輪胎已經(jīng)發(fā)展到更耐磨、更節(jié)油，耐久性和牽引性能更好。輪胎造業(yè)對新設(shè)計和新材料的不懈追求，使公路運輸業(yè)受惠良多。不過，除了新技術(shù)、新工藝、新材料之外，還有一個嚴(yán)重影響輪胎使用性能的因素，就是輪胎的充氣內(nèi)壓。

　　充氣內(nèi)壓嚴(yán)重影響輪胎使用性能。輪胎欠壓行駛將無法承載額定負(fù)荷，甚至導(dǎo)致輪胎早期損壞。此外，充氣內(nèi)壓不達標(biāo)還影響到其它操作性能正常發(fā)揮。當(dāng)額定充氣內(nèi)壓為700kPa（10psi）時，欠壓將導(dǎo)致滾動阻力增加2%；對驅(qū)動軸輪胎而言，相當(dāng)於油耗增加了0.5%，磨耗加快了5%。如果輪胎長期在欠壓狀態(tài)下行駛，將損害輪胎的結(jié)構(gòu)完整性和胎體可翻性。因此，監(jiān)測輪胎充氣內(nèi)壓并使之維持良好狀態(tài)應(yīng)是智能輪胎的首要功能。通過安裝輪胎充氣內(nèi)壓監(jiān)測裝置，即可達到上述的目的。一旦發(fā)現(xiàn)輪胎充氣內(nèi)壓不足，該裝置立刻向駕駛者發(fā)出警報，提示駕駛者停車檢查輪胎或由車載電腦自動作出應(yīng)急處置。目前己有多種輪胎充氣內(nèi)壓監(jiān)測裝置局部投入使用。還有一些正在研發(fā)。

　　2、追溯性記錄

　　追溯性記錄，即歷程可追溯性記錄，就是說，輪胎在造→出廠→使用（包括維修、翻新）→報廢全過程中的每一個階段均形成資料，而且該資料是可以隨時提檔查閱的。歷程可追溯性記錄資料一般應(yīng)包括四個部分：

　?。?）輪胎的身份，亦即輪胎的產(chǎn)品資料，通常包括輪胎品牌、生產(chǎn)序列號、DOT或ECE代碼、生產(chǎn)廠廠址、生產(chǎn)日期等；

　?。?）輪胎的戶籍，亦即裝車資料，通常包括汽車主軸號碼、辦輞號碼等；

　?。?）輪胎的使用資料，包括歷次出車時輪胎的溫度、充氣內(nèi)壓、速度 、受大、變形等數(shù)據(jù)，以及歷次翻新、修補情況等；

　?。?）輪胎報廢資料，包括報廢原因、報廢日期等。

　　歷程可追溯性記錄是DOT、ECE代碼更先進的管理方法，因為它引進了電子注冊和電子數(shù)據(jù)庫管理。如果與遠程信息系統(tǒng)聯(lián)接，只要這條輪胎仍在路上使用，在信息網(wǎng)所覆蓋的范圍就能找到它。具有這種功能的輪胎一旦出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題，汽車廠商和輪胎商可以很快確定召回范圍，提高召回效率。但是否種管理的成本也比較高。

　　在現(xiàn)階段，上述設(shè)想已可借助一張RFID（radio frequency identification）卡而得到實現(xiàn)。這是一種夾在兩片長條形銅絲網(wǎng)中間的硅芯片，通常在輪胎造的成形工序中被埋置於生胎坯，經(jīng)硫化而被固封在輪胎胎側(cè)內(nèi)。RFID直譯為射頻標(biāo)識，是一項利用射頻信號去標(biāo)識產(chǎn)品的新興技術(shù)。RFID卡可以完全取代目前普遍使用的印刷條形碼，射頻標(biāo)識必須通過“讀出”才能被“看到”，與印刷條形碼不一樣。但只要在射頻信號輸出圍內(nèi)，就可以利用專用儀器“讀出”它。

　　目前有好幾家公司正以RFID技術(shù)作為研發(fā)智能輪胎的基礎(chǔ)，美國固特異輪胎橡膠公司（Goodyear Tine & Rubber Co.）就是其中的一員。該公司和西門子VDO汽車配件公司（Siemens VDO Autornotive AG）合作，成功研一種鈕扣電池般大小的帶RFID卡傳感器。該傳感器除了能夠感知輪胎充氣內(nèi)壓、輪胎胎體溫度的變化并發(fā)射反映這種變化的信號外，還具有標(biāo)識輪胎的功能，也就是說，它既可用于輪胎充氣內(nèi)壓監(jiān)測，還可以用于輪胎歷程可追溯性記錄。　
　
　　值得注意的是NHTSA（美國聯(lián)邦公路交通安全管理局）正在制訂的一項新標(biāo)準(zhǔn)，要求輪胎必須具備最基本的示蹤能力，并極有可能等效用美國AIAG（Automotive Industry Action Group）標(biāo)準(zhǔn)提出的RFID卡條款。該項標(biāo)準(zhǔn)將在2003年11月實施。這一舉措對輪胎智能化將起到不可估量的促進作用。

　　3、自動補充輪胎內(nèi)壓

　　既然輪胎充氣的內(nèi)壓如此重要，僅僅及早發(fā)現(xiàn)輪胎漏氣是不夠的，還應(yīng)當(dāng)及時讓逐漸癟下去的輪胎鼓起來。因此，自動補充輪胎內(nèi)壓被列為智能輪胎的第三項功能。

　　裝備車載氣泵可以解決上述問題。一旦輪胎漏氣，裝有“聰明軟件”的車載電腦將根據(jù)充氣內(nèi)壓監(jiān)測裝置提供的數(shù)據(jù)信息，自動啟動車載氣泵，向輪胎內(nèi)腔充入氣體，使輪胎保持合理的充氣內(nèi)壓。在北美地區(qū)，已有多家公路運輸公司開始在車上裝備自動充氣裝置，利用預(yù)存在車制動液貯存器內(nèi)的高壓空氣來補充輪胎內(nèi)壓，確保所有輪胎保持合理的充氣壓力?？諝饬鹘?jīng)控制箱進入車軸套管，再進入軸端的旋轉(zhuǎn)聯(lián)管節(jié)，最後進入需要補充內(nèi)壓的輪胎內(nèi)腔。控制箱有測量、校準(zhǔn)輪胎氣壓的功能。上述裝置不消耗制動液壓，而且配備有檢查閥，防止當(dāng)一個輪胎漏氣時其它輪胎也跟漏氣。

　　據(jù)美國太平洋聯(lián)盟（Union Pacific）運輸公司反映，配備自動充氣裝置後，用於大型輪胎的開支明顯降低。這得益於輪胎充氣內(nèi)壓均衡，從而收到降低輪胎磨耗、提高輪胎耐久性和節(jié)約燃油的良好效果。

　　把車載氣泵系統(tǒng)與輪胎有機地結(jié)合起來，無疑是智能輪胎的發(fā)展方向之一。但是，這種裝置的結(jié)構(gòu)非常雜，價格十分昂貴，而且必定增加車輪總成的重量。因此，對於輪胎業(yè)界和汽配業(yè)界而言，把車載氣泵系統(tǒng)設(shè)計得更加小巧將是有待攻關(guān)的課題。

　　4．輪胎溫度監(jiān)測

　　溫度歷程監(jiān)測同樣重要，因為這與輪胎胎體的耐久性的輪胎使用壽命密切相關(guān)。因為輪胎使用性能的優(yōu)劣是以噸·英/小時來衡量的，并受到負(fù)荷和額定速度兩者的制約。有的認(rèn)為應(yīng)當(dāng)能夠記錄輪胎的使用歷程，至少應(yīng)記錄溫度峰值或時間表/溫度歷程。探測、傳輸輪胎數(shù)據(jù)由植入輪胎內(nèi)的集成電路片完成，而配套的接收器/數(shù)據(jù)讀出器則裝在駕駛室內(nèi)。


　　美國推廣的第二代“智能”輪胎還具有以下功能：（1）漏氣保用輪胎，能夠自動提醒輪胎已經(jīng)漏氣，并能在突然爆胎后繼續(xù)以每小時55英里在的速度安全行駛125英里。（2）測量胎內(nèi)溫度的輪胎將一種帶有感應(yīng)器的特殊氣閥安裝在輪胎胎面和側(cè)壁上。（3）測量承重量的輪胎。這種輪胎能自動測出每個輪胎的承重量。過多重量會增加對輪胎的壓力，使胎內(nèi)溫度升高，從而破壞輪胎部件之間的粘合力。（4）接通互聯(lián)網(wǎng)的輪胎這種輪胎能把行駛間輪胎突然發(fā)生問題的信息傳到互聯(lián)網(wǎng)上，司機就會接到一個電話，告訴他最近的汽車維修點方位，盡快去那里進行修理。

　　二、各國開發(fā)的智能輪胎新品

　　1．溫度和壓力測量

　　德國西門子公司、維也納工業(yè)大學(xué)和達姆斯塔特工業(yè)大學(xué)合作研制成功一種智能汽車輪胎。其核心是一個特殊的傳感器，它安裝在外胎上，由駕駛座前的脈沖信號收發(fā)裝置控制。收發(fā)裝置通過天線發(fā)出脈沖電信號，測量輪胎的胎壓和溫度，測出的信號又重新變成電信號反饋給收發(fā)裝置，自動報告輪胎狀況，進而提醒司機注意。這種輪胎在汽車正常運轉(zhuǎn)中，當(dāng)溫度過高或者壓力太低，有可能造成胎面破損時，都能及時身司機發(fā)出報警信號預(yù)防爆胎。由于司機能隨時獲知輪胎內(nèi)部的狀況，因而提高了防抱死剎車系統(tǒng)的效能。同時，這種有感覺的輪胎還能感知太滑的冰面或水面，提醒司機謹(jǐn)慎駕駛，注意安全。

　　2．穩(wěn)定駕駛智能輪胎

　　德國漢諾威的康蒂耐達大型輪胎制造公司開發(fā)一種“穩(wěn)定駕駛智能輪胎”，其結(jié)構(gòu)是：輪胎側(cè)壁上裝有磁化傳感器，將路況、剎車和車速數(shù)據(jù)傳遞給安裝在車軸組合件某一位置上的另一傳感器。智能輪胎的作用之一是按需要剎住某幾個輪胎，以免汽車在像冰一樣滑的路面上行駛時發(fā)生彈躍或打滑現(xiàn)象，由于該產(chǎn)品的設(shè)計理念是順應(yīng)智能化道路的發(fā)展，能在最短的時間內(nèi)向駕車者提供更多的信息。

　　智能輪胎的重點研究工作是主要由達姆施塔特技術(shù)大學(xué)的一名研究生領(lǐng)導(dǎo)進行，該公司為學(xué)生們提供研究資金，并告知研究的基本要求，特弗斯部門的許多高級工程師就是從達姆施塔特技術(shù)大學(xué)畢業(yè)的，而該公司和一家羅馬尼亞大學(xué)也在發(fā)展類似的產(chǎn)學(xué)合作關(guān)系。智能輪胎可測量作用于輪胎的各種力的大小，如有必要就通過剎住個別輪胎等手段提供一個反作用力。輪胎上的傳感器發(fā)信號給剎車和底盤系統(tǒng)上的傳感器，后者再發(fā)信號給剎車，令其開始工作。該公司希望，這一系統(tǒng)將證明比現(xiàn)有的安全系統(tǒng)反應(yīng)更快，同時將實現(xiàn)一種更為穩(wěn)定的駕駛狀態(tài)。

　　3．CGT智能輪胎體系

　　大陸托福斯公司開發(fā)出一種智能輪胎——CGT智能輪胎體系，其技術(shù)的要點是在輪胎側(cè)內(nèi)嵌鑲磁性金屬顆粒，使胎側(cè)具傳導(dǎo)性。該輪胎將作為虛擬傳感器，替代原來成本高昂的汽車側(cè)滑傳感器，成為大陸`托福斯開發(fā)的新一代電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ESP）的一個組成部分。CGT智能輪胎體系共有磁化輪胎、胎側(cè)扭力傳感器（簡稱SWT）和車載電子控制系統(tǒng)（簡稱Teves系統(tǒng)）三個組成部分，其中SWT是智能輪胎體系的關(guān)鍵部件。SWT技術(shù)的基本原理是，通過某種途徑或手段，反饋輪胎在各種條件下（譬如加速行駛、制動、轉(zhuǎn)彎等）對外力的反應(yīng)。其技術(shù)的訣竅是：在胎側(cè)膠料中摻入金屬粉末；當(dāng)輪胎在行駛過程中，該膠料被磁化交替形成正、負(fù)極，從而能夠把輪胎受力變形情況以某種可測信號反映出來；該信號被埋置於輪胎胎側(cè)膠內(nèi)的傳感器捕獲，并被傳輸?shù)窖b在汽車駕駛室內(nèi)的電子監(jiān)測儀，即時由車載電子計算機轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，應(yīng)用于汽車動態(tài)控制。

　　4．ITT智能輪胎

　　由芬蘭諾基亞輪胎公司（Nokian Tyres Inc）推出的ITT智能輪胎可以用手機遙控。ITT又稱路探系統(tǒng)，由微型輕量化傳感器和接收裝置兩部分構(gòu)成。多個傳感器裝在輪胎內(nèi)腔，亦即輪輞圈座上，負(fù)責(zé)測量輪胎氣壓和輪胎溫度，隨時隨地將實時數(shù)據(jù)傳送到接收裝置，并在輪胎氣壓或輪胎溫度超過設(shè)定值時，向接收裝置發(fā)送報警信號。接收裝置可以是手機，也可以是車載電腦，甚至可以是裝在汽車維修中心的獨立顯示屏。除此之外，不再需要任何輔助設(shè)施。ITT智能輪胎具有兩項特點：作為監(jiān)測裝置和信號發(fā)射裝置的多個傳感器，不是在輪胎造過程埋入輪胎體內(nèi)，而是通過粘/捆綁方式安置在輪輞上；信號接收裝置為普通手機。第一個特點的意義在于，只要在輪輞上安裝了ITT，任何普通輪胎都可以升級為智能輪胎。第二個特點的意義在于，ITT智能輪胎將是迄今為止配置最簡單的智能輪胎。

　　5．路面探測安全系統(tǒng)

　　諾基亞輪胎公司（Nokian Tyres pls）己經(jīng)將其最新的智能化輪胎技術(shù)命名為路面探測安全系統(tǒng)（Road Snoop Safety Sytstem），并為此專門建立了一家子公司，以對該技術(shù)進行商業(yè)化運作。新成立的公司名為Road Snoop有限公司。該公司專門負(fù)責(zé)新產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)和市場營銷。這種基于微型芯片技術(shù)的智能輪胎可以對輪胎的壓力和溫度進行監(jiān)視，并且利用移動電話網(wǎng)絡(luò)連續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)信息。諾基亞輪胎公司說，利用以輪胎數(shù)據(jù)、蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)定位數(shù)據(jù)和氣象信息為基礎(chǔ)的新型服務(wù)系統(tǒng)，能夠監(jiān)測輪胎磨耗和路面摩擦力。目前諾基亞輪胎公司正在同幾家輪胎、汽車和設(shè)備制造商以及因特網(wǎng)服務(wù)商就有關(guān)用途進行談判，尋求合作的可能性。

　　6．綠色智能輪胎

　　日本普利司通公司（Bridgestone Corp.）推出的UNI-T智能輪胎集綠色技術(shù)和智能化於一體，將環(huán)保節(jié)能概念有機地融入現(xiàn)代化輪胎產(chǎn)品。UNI-T是智能輪胎終端網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的縮寫，它包括三個部分：計算機優(yōu)化部件系統(tǒng)，簡稱CO-CS；無接頭圓形胎圈，簡稱O胎圈；長鏈炭黑，簡稱LL炭黑。普通炭黑粒子呈團球狀，長寬比（L/W）約為1.0，而LL炭黑粒子呈長鏈球狀，微觀結(jié)構(gòu)類似白炭黑，長寬比達到2.0。后者不僅補強性能比前者好，可以減少配合量，而且滾動阻力低，是新一代的橡膠補強材料。

　　7．輪胎內(nèi)壓狀態(tài)預(yù)警系統(tǒng)

　　英國一家公司也推出一種汽車輪胎內(nèi)壓狀態(tài)預(yù)警系統(tǒng)。這套系統(tǒng)之所以能使汽車輪胎“防爆于未然”，主要在于它充分利用了現(xiàn)代汽車輪胎的外胎是一種在橡膠材料內(nèi)埋置了鋼絲網(wǎng)加強層的復(fù)合結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計者預(yù)先將磁組件安置于車輪轂處，再將一個微型探測解碼器裝在輪胎檔泥板的內(nèi)表面下，這樣的汽車在行駛時，若輪胎內(nèi)壓不足，則會因輪胎與地面接觸處產(chǎn)生凹癟變形而使鋼絲網(wǎng)強化層的鋼絲夾層與輪轂間的距離顯著縮短，導(dǎo)致輪轂處預(yù)安置的磁組件將磁信號送至鋼絲網(wǎng)層上。而鋼絲網(wǎng)層上的磁化信號又隨即被擋泥板下所安置的那個微型探測解碼器探測到并解碼，進而將信號傳遞至駕駛室儀表顯示盤上閃光報警，提醒司機：應(yīng)采取相應(yīng)措施了。同理，除欠壓狀態(tài)外，車胎內(nèi)壓的過盈狀態(tài)也可被該系統(tǒng)測知并向司機提出警告。

　　8．會說話的載重輪胎

　　由美國固特異輪胎橡膠公司（Goodyear Tire & Rubber Co.）推出的Unisteel智能輪胎，在遇到緊急情況時自動鳴響警笛，提醒駕駛者取防措施。令Unisteel輪胎作出反應(yīng)的情況包括：輪胎氣壓超過或低於設(shè)定值、輪胎溫度超過設(shè)定值、有人偷拆輪胎。

　　Unisteel智能輪胎的監(jiān)測裝置是一小塊單片集成電路，自動測量輪胎的溫度、氣壓、轉(zhuǎn)速、跑出程和其它數(shù)據(jù)；信號發(fā)射裝置是超微型發(fā)送器，它和單片集成電路組配在一起，負(fù)責(zé)將上述測得數(shù)據(jù)用特定代碼發(fā)送出去；信號接收裝置是手握式解碼讀出器，它在接收到訊號後將其譯成數(shù)字顯示在液晶顯示屏上。在輪胎造時的成形工序中，監(jiān)測裝置和信號發(fā)射裝置被埋入輪胎胎壁內(nèi)。作為信號接收裝置的手握式解碼讀出器，方便駕駛者出車時插裝在車上，下車後隨身攜帶。

　　這種會說話的輪胎讓駕駛者隨時解輪胎狀況，及時做好維護保養(yǎng)，延長輪胎的使用壽命。此外，其反竊功能可讓長途運輸人員在晚上高枕無憂。

　　9．黑匣子輪胎

　　由法國米其林集團公司（Groupe Michelin）旗下米其林（北美）公司（Michelin North America Inc.）推出的MEMS智能輪胎被稱為黑匣子輪胎。MEMS就是輪胎的“黑匣子”，它由四大部件組成：

　　* 輪胎感應(yīng)片位於輪胎內(nèi)壁，當(dāng)輪胎造時在成形工序中被植入，它在輪胎的整個壽命期間（一般為1～7年）發(fā)揮作用；
　　* 接收器拾取感應(yīng)片傳導(dǎo)過來的實時信息，并將信息傳送到連接裝置；
　　* 連接裝置將接收器傳送過來的信息輸入便攜式貯存裝置；
　　* 便攜式貯存裝置貯存被監(jiān)測輪胎的所有數(shù)據(jù)并加以顯示。

　　MEMS技術(shù)在開發(fā)成功後最早被應(yīng)用於大型貨車輪胎和土方機械輪胎，因為這兩種輪胎的成本較高，需要加倍保護。目前MEMS技術(shù)已普及到各種類型輪胎，事實表明該技術(shù)的適用性不俗。

　　三、展望未來

　　業(yè)內(nèi)人士談?wù)撝悄茌喬ヒ呀?jīng)超過10年。在此期間，固特異智能輪胎已在北美、歐洲投入實地使用將近4年，總試用程超過5,000萬公。智能輪胎最終會否大規(guī)模地投入實際應(yīng)用，將不僅僅取決於技術(shù)的原因，來自外部的力量也會加速智能輪胎的發(fā)展。對公路運輸市場而言，智能輪胎能否成功投入應(yīng)用的關(guān)鍵因素是成本與收益之比。不過，沒有一類產(chǎn)品是面面俱圓的，專業(yè)運輸車隊只能根據(jù)自己的實際需要來加以選擇。美國國會前年已通過了TREAD法，以法律形式規(guī)定機動車輛必須裝備某幾種類型的輪胎充氣內(nèi)壓預(yù)警裝置。相關(guān)行業(yè)正為此而尋求解決方案，同時在等待NHTSA頒布相應(yīng)細(xì)則。這對推廣智能輪胎技術(shù)而言，無疑是個喜訊。事實上，某些“基本的智能化”早已被收入現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)之中，譬如現(xiàn)在盛行的DOT代碼制度。

　　正如專家所預(yù)言的那樣，21世紀(jì)汽車/輪胎的發(fā)展主題將是人性化，其內(nèi)涵包括智能便利、綠色安全。更精更純的傳統(tǒng)技術(shù)是支持這一發(fā)展主題的基礎(chǔ)，并突破某些歷史性禁區(qū)的新概念技術(shù)得到大規(guī)模應(yīng)用。各大輪胎公司必將通過各種途徑爭取汽車造商、電子器件造商、因特網(wǎng)服務(wù)商的配合和協(xié)助，使上述種種智能輪胎技術(shù)與其它行業(yè)的先進軟硬件技術(shù)（如全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、智能運輸系統(tǒng)、藍芽等）相結(jié)合，屆時輪胎必將成為集安全、環(huán)保、智能化於一體的產(chǎn)品。