近年，世界各大輪胎造商紛紛致力開發智能輪胎（intelligent tyre），也已經試各種類型的樣品。這些樣品大多具有自動監測輪胎充氣內壓的功能，其中一些能夠同時自動監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、傳輸有關自身所處環境的所有信息，并對這些信息作出正確判斷和處理的輪胎。 輪胎充氣內壓監測 對公路運輸業而言，現代的子午線輪胎已經發展到更耐磨、更節油，耐久性和牽引性能更好。輪胎造業對新設計和新材料的不懈追求，使公路運輸業受惠良多。不過，除了新技術、新工藝、新材料之外，還有一個嚴重影響輪胎使用性能的因素，就是輪胎的充氣內壓。 合理的充氣內壓是最好的。輪胎欠壓行駛將無法承載額定負荷，甚至導致輪胎早期損壞。此外，充氣內壓不達標還影響到其它操作性能正常發揮。當額定充氣內壓為700kPa（10psi）時，欠壓將導致滾動阻力增加2%；對驅動軸輪胎而言，相當於油耗增加了0.5%，磨耗加快了5%。如果輪胎長期在欠壓狀態下行駛，將損害輪胎的結構完整性和胎體可翻性。因此，監測輪胎充氣內壓并使之維持良好狀態應是智能輪胎的首要功能。通過安裝輪胎充氣內壓監測裝置，即可達到上述的目的。一旦發現輪胎充氣內壓不足，該裝置立刻向駕駛者發出警報，提示駕駛者停車檢查輪胎或由車載電腦自動作出應急處置。目前已有多種輪胎充氣內壓監測裝置局部投入使用，還有一些正在研發。 歷程可追溯性記錄 所謂“歷程可追溯性記錄”也就是說，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包括四個部分： * 輪胎的身份，亦即輪胎的產品資料，通常包括輪胎品牌、生產序列號、DOT或ECE代碼、生產廠廠址、生產日期等； * 輪胎的戶籍，亦即裝車資料，通常包括汽車主軸號碼、輪輞號碼等； * 輪胎的使用資料，包括歷次出車時輪胎的溫度、充氣內壓、速度、受力、變形等數據，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比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據庫管理。如果與遠程信息系統聯接，只要這條輪胎仍在路上使用，在信息網所覆蓋的圍就能找到它。具有這種功能的輪胎一旦出現產品質量問題，汽車廠商和輪胎造商可以很快確定召回圍，提高召回效率。但是這種管理的成本也比較高。 在現階段，上述設想已可借助一張RFID（radio frequency identification）卡而得到實現。這是一種夾在兩片長條形銅絲網中間的硅芯片，通常在輪胎造的成形工序中被埋置於生胎坯，經硫化而被固封在輪胎胎側內。RFID直譯為射頻標識，是一項利用射頻信號去標識產品的新興技術。RFID卡可以完全取代目前普遍使用的印刷條形碼，射頻標識必須通過“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，就可以利用專用儀器“讀出”它。 目前有好幾家公司正以RFID技術作為研發智能輪胎的基礎，美國固特異輪胎橡膠公司（Goodyear Tire & 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 Automotive 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壓、輪胎胎體溫度的變化并發射反映這種變化的信號外，還具有標識輪胎的功能，也就是說，它既可用於輪胎充氣內壓監測，還可以用於輪胎歷程可追溯性記錄。可想而知，裝備了這種傳感器的輪胎，其智能化程度是相當高的。 值得注意的是NHTSA（美國聯邦公路交通安全管理局）正在制訂的一項新標準，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）標準提出的RFID卡條款。該項標準將在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。 自動補充輪胎內壓 既然輪胎充氣的內壓如此重要，僅僅及早發現輪胎漏氣是不夠的，還應當及時讓逐漸癟下去的輪胎鼓起來。因此，自動補充輪胎內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”的車載電腦將根據充氣內壓監測裝置提供的數據信息，自動啟動車載氣泵，向輪胎內腔充入氣體，使輪胎保持合理的充氣內壓。在北美地區，已有多家公路運輸公司開始在車上裝備自動充氣裝置，利用預存在車制動液貯存器內的高壓空氣來補充輪胎內壓，確保所有輪胎保持合理的充氣壓力。空氣流經控制箱進入車軸套管，再進入軸端的旋轉聯管節，最後進入需要補充內壓的輪胎內腔。控制箱有測量、校準輪胎氣壓的功能。上述裝置不消耗制動液壓，而且配備有檢查閥，防止當一個輪胎漏氣時其它輪胎也跟漏氣。 據美國太平洋聯盟（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壓均衡，從而收到降低輪胎磨耗、提高輪胎耐久性和節約燃油的良好效果。 把車載氣泵系統與輪胎有機地結合起來，無疑是智能輪胎的發展方向之一。但是，這種裝置的結構非常雜，價格十分昂貴，而且必定增加車輪總成的重量。因此，對於輪胎業界和汽配業界而言，把車載氣泵系統設計得更加小巧將是有待攻關的課題。 輪胎溫度監測 土木工程機械、裝載機、鏟運機等大型設備的用戶期望智能輪胎具有溫度監測功能，因為輪胎使用性能的優劣是以噸-英/小時來衡量的，并受到負荷和額定速度兩者的制約。 溫度歷程同樣重要，因為這與輪胎胎體的耐久性和輪胎使用壽命密切相關。工程輪胎造商持同樣看法，而且認為應當能夠記錄輪胎的使用歷程，至少應記錄溫度峰值或時間/溫度歷程。探測、傳輸輪胎數據由植入輪胎內的集成電路片完成，而配套的接收器/數據讀出器則裝在駕駛室內或工地上。 其它參數監測指輪胎的受力、變形等動態力學狀況。如果掌握這一系列的參數，對保持汽車駕駛性能良好、延長輪胎壽命很有幫助。 智能輪胎產品簡介 目前研發成功的智能輪胎大多數具有兩種以上的功能，下面選擇其中有代表性的作扼要介紹。 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輪胎作出反應的情況包括：輪胎氣壓超過或低於設定值、輪胎溫度超過設定值、有人偷拆輪胎。 Unisteel智能輪胎的監測裝置是一小塊單片集成電路，自動測量輪胎的溫度、氣壓、轉速、跑出程和其它數據；信號發射裝置是超微型發送器，它和單片集成電路組配在一起，負責將上述測得數據用特定代碼發送出去；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字顯示在液晶顯示屏上。在輪胎造時的成形工序中，監測裝置和信號發射裝置被埋入輪胎胎壁內。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，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。 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和智能化於一體，將環保節能概念有機地融入現代化輪胎產品。UNI-T是智能輪胎終端網絡技術的縮寫，它包含三個部分：計算機優化部件系統，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，微觀結構類似白炭黑，長寬比達到2.0。後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。 CGT智能輪胎體系 由德國大陸橡膠公司（Continental A.G）所屬大陸通用輪胎公司（Continental General Tire Inc.）推出的CGT智能輪胎體系共有磁化輪胎、胎側扭力傳感器（簡稱SWT）和車載電子控制系統（簡稱Teves系統）三個組成部分，其中SWT是智能輪胎體系的關鍵部件。 SWT技術的基本原理是，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、轉彎等）對外力的反應。其技術的訣竅是：在胎側膠料中摻入金屬粉末；當輪胎在行駛過程中，該膠料被磁化交替形成正、負極，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膠內的傳感器捕獲，并被傳輸到裝在汽車駕駛室內的電子監測儀，即時由車載電子計算機轉換成數據，應用於汽車動態控制。 CGT智能輪胎體系曾於2000年被美國《大眾科學雜志》列入“上年度世界百例科技發明”，并被評為汽車科技領域的八個獲獎項目之一。 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： * 輪胎感應片位於輪胎內壁，當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）發揮作用； * 接收器拾取感應片傳導過來的實時信息，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測輪胎的所有數據并加以顯示。 MEMS技術在開發成功後最早被應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技術已普及到各種類型輪胎，事實表明該技術的適用性不俗。 <