高品質輪胎的背后 訪馬牌輪胎研發中心

　　[汽車之家 輪胎解讀]  1839年，美國人查爾斯·固特異發明了橡膠硫化技術，這種技術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。正是橡膠硫化技術的發明，使得輪胎制造技術得到快速發展，性能更好、耐久性更強的輪胎被開發出來�，F今的輪胎設計與制造技術和一百多年前相比已經有了翻天覆地的進步，各方面性能早已有了飛躍式發展。今天，我們將走進位于德國漢諾威的馬牌輪胎研發中心，了解一下馬牌輪胎是如何把工匠精神融入到輪胎研發過程之中的。由于研發中心內部不能拍照，本文將使用官圖進行介紹。

● 初見馬牌輪胎研發中心

　　馬牌輪胎在全球共有5個研發基地，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，可以在網頁搜索框輸入“Jädekamp 30, 30419 Hannover, 德國”進行搜索。研發中心的紅磚墻面散發著濃濃的歷史感，實際上其內部的研發設備早已換成現代化的設備，以實現產品的高效研發。

● 輪胎不僅僅是一坨黑色橡膠

　　要了解輪胎的研發過程，首先我們要來了解下輪胎的結構。輪胎不完全是橡膠，其內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構。

● 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，然后通過硫化工序對毛坯進行加溫加壓硫化處理形成輪胎成品。輪胎成品經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良物理機械性能。

● 配方研發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測試，性能優異的樣品才會被應用到量產的輪胎產品之上。

　　組成輪胎橡膠的所有材料中，天然橡膠的“變數”最多。天然橡膠隨著產地、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品的性能。為保證最終輪胎產品質量和性能的穩定性，Mixing Room的工程師需要定期根據現有輪胎產品的配方，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測試。

　　經過調配混合的橡膠材料會經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，黑色的混合物會經過滾筒壓扁形成扁平的片狀橡膠。這些片狀橡膠經過裁剪處理后，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格。

　　實驗室內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。可以按照客戶（整車廠商、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生的噪音。

　　耐久性實驗室通過轉轂和轉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部結構的變化，從而在材料、花紋設計等方面進行優化，讓輪胎產品在整個壽命周期內的性能更為穩定。

　　一個轉轂對應六個輪胎，輪胎安裝的支架可以調節角度來模擬車輛懸架的定位參數，調節輪胎與轉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

　　在輪胎產品量產前，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、法規測試等），達標后才能進行量產。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，記錄各種參數以及出現的損壞或非正常磨損狀況。隨后試驗輪胎會被“解剖”，以查看內部結構情況。如果內部結構損壞（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，輪胎內部各部分應該是緊密連接的，如果部件與部件之間出現脫離，就說明該輪胎產品存在問題，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，純人工拆解勞動強度太大。在該輪胎分析實驗室內還有專門拆解商用車輪胎的設備，以降低工人的勞動強度。

● 輪胎研發專用的X光機

　　人們去醫院看病，醫生可能會根據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部結構通過影像的方式呈現在膠片之上，從而為醫生的判斷提供參考依據。輪胎研發過程中，同樣會用到X光機。

● 德國企業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，不符合經濟原則。這些處于開發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計對輪胎性能的影響。馬牌規定手工雕刻的輪胎花紋，其誤差必須控制在0.2mm以內。

　　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改變，從而影響后續測試的準確性。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的量產輪胎等。

全文總結：

　　輪胎的研發和制造是一個復雜的系統工程，涉及的開發體系和研發流程遠比想象中復雜得多，此次馬牌研發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在技術上的傳承，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和制造體系經過一百多年的“淬煉”已經非常成熟，這是其產品性能和質量穩定性的保證。展望未來10年，輪胎技術將不會有飛躍式發展，輪胎性能的增長也會非常緩慢。但隨著新能源汽車產業的興起，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年的一個重要研發方向。（圖/文/汽車之家 常慶林）