二、輪胎的作用及要求
輪胎與輪輞是汽車的重要部件,其作用是支撐整車重量,緩沖由路面傳遞來的震動和沖擊;通過輪胎與路面的附著力來傳遞驅動力和制動力;產生側向力和回正力矩來平衡汽車轉向行駛時的離心力;在保證汽車正常轉向行駛時,使車輪保持直線行駛;翻越障礙,提高通過性。
輪胎作為汽車中與路面直接接觸的部件,對汽車的動力性能、燃油經濟性、制動性能、操縱穩定性以及平順性等均有影響。比如汽車的燃油經濟性與輪胎的滯后性能、滾動阻力密切相關;制動性能更多地依賴于輪胎與路面的摩擦系數;動力性能則與輪胎壓力分布、滾動阻力和摩擦系數相關等,所有這些輪胎性能差異都可以具體到特定的結構和配方。汽車和輪胎的很多性能是相互制約、相互影響的,輪胎的某一特性可 能將影響汽車的諸多性能,要求輪胎所有性能均十分優越是不現實的,輪胎與汽車性能匹配是重要的,具體設計中應在諸多因素間恰當妥協和平衡。
三、國內外輪胎工業的發展現狀及趨勢
(一)國外輪胎工業的發展現狀及趨勢
在人類歷史上最早的車輪是木頭的。本輪子行駛能耗大。不靈活,負荷和速度都很低。橡膠的發現使車輪的性能有了明顯提高,特別是1839年固特異發明了橡膠硫化技術后,橡膠工業和輪胎工業發展步伐大大加快。最早的橡膠輪胎是實心輪胎,是用木芯外加一層硫化橡膠箍制而成, 速度慢,舒適性差是其不可避免的缺點。
1888年英國人鄧祿普發明了充氣輪胎,這是輪胎工業的第一次技術革會。充氣輪胎負荷量、速度和舒適性都顯著提高,滾動阻力也降低了。1948年米其林公司研制出第一條工業化的子午線輪胎,標志著輪胎工業的第二次技術革命。子午胎與斜交胎相比耐磨性提高50%~100%,滾動阻力降低30%以上,節油10%,生熱更低,適合高速行駛,緩沖性能好,乘坐舒適,在濕路面上的牽引性和抗側滑性都得到提高,行駛噪聲減小。子午線輪胎經過60年的發展,目前在世界范圍內已是輪胎工業的主流產品,世界輪胎子午化率達90%,發達國家已達到或接近100%。20世紀90年代米其林公司推出了綠色環保輪胎,其滾動阻力比普通子午胎降低20%,符合世界范圍的節能和環保潮流,此為輪胎工業的第三次技術革命。
進人21世紀,輪胎已發展到“全新概念技術”時期,世界輪胎新一輪技術革命已經開始。 21世紀是以高科技為中心的環保世紀,世界各大輪胎公司投入巨資,不斷開發新技術、新產品,如節能輪胎,綠色輪胎、環保型輪胎、防水滑安全輪胎、跑氣保用輪胎、智能輪胎等。尤其是各式各樣的智能型輪胎相繼出現,輪胎集安全、綠色,環保、智能于一體成為世界輪胎發展的新趨勢。
汽車工業和高速公路的發展對輪胎性能不斷提出挑戰,國外輪胎公司在產品規格上力來日新月異,性能不斷提高。輪胎產品發展的總趨勢是子午化,并進一步向無內胎化和扁平化方向發展。轎車子午線輪胎由70系列向60、50系列甚至35、25系列發展,載重子午線輪胎由80系列,進一步發展到65、60甚至45系列。
從目前世界輪胎工業發展格局來看,可以歸納出如下特點。
①集團化的大型跨國輪胎公司占據壟斷地位。從全球銷售額看,2003年為802.5億美元, 排名前11位的輪胎公司為651.4億美元,占全球銷售額的81%,而前三強米其林、普利司通、固特異占全球的55.6%,尤其米其林無論銷售額還是技術都遠高于世界平均水平,近三年穩居世界第一。銷售額的增長遠大于輪胎數量的增長,說明其產品具有科技內涵及附加值。
②輪胎生產國際化,投資重點逐步轉移到亞太地區。亞太地區近年經濟發展較快,尤其中國內地的發展更是引人注目。目前世界前11名的大輪胎公司已先后在中國投資興建輪胎廠,外資企業在中國的市場占有率越來越大。輪胎生產正在由發達國家逐步轉向發展中國家,未來幾年,亞太地區將成為輪胎子午化的熱點地區。
③輪胎技術進步進人新時期。世界輪胎工業經過百余年的發展,新一輪技術革命已經開始。一方面輪胎創新產品不斷涌現,節能、環保、安全、智能成為主流;另一方面輪胎全自動生產技術的發展,以低溫連續混煉和以成型為中心的全自動輪胎生產線的不斷涌現,使輪胎生產向低能耗、高效率方向發展,也是“全新概念技術”的體現。
(二)國內輪胎工業的現狀及其發展
我國輪胎生產已有70多年的歷史。在1950年前,全國輪胎產量不足3萬條;到1980年,全國輪胎產量已達到1146萬條,基本是斜交胎。我國對子午線輪胎的研發始于20世紀60年代中期,形成規模的產業化生產始于20世紀90年代初期。隨著我國汽車工業的快速發展和高速公路的迅速增加,1990~ 2000年,子午線輪胎產量年均增長率達到40%左右: 2001~2004年,子午線輪胎產量年均增長率仍保持在30%左右,其中全鋼載重子午線輪胎產量2002年、203年、2004年連續3年的增長率都在60%左右。盡管如此,全國輪胎子午化率仍然明顯落后于發達國家。
我國輪胎生產企業眾多,據不完全統計有360多家,但大多數企業是生產農業輪胎和部分載重斜交輪胎的小型民營企業。生產子午線輪胎的企業相對比較集中,以2003年輪胎銷售額為例;排在前20位的輪胎公司(含28個工廠)全鋼載重子午線輪胎產量占全國總產量的97%,其中本土企業(含國有企業和民營企業) 11安(11個工廠)的產量占全國總產量的77%,外資企業4家(7個工廠)的產量占全國總產量的20%;半鋼轎車子午線輪胎和輕型載重子午線輪胎產量占全國總產量的94%,其中本土企業10家(10個工廠)的產量占全國總產量的26%,外資企業7家(11個工廠)的產量占全國總產量的68%;其他輪胎企業產量則分別占全鋼者重子午線輪胎總產量的3%和半鋼子午線輪胎總產量的6%,但這一比例將會逐步上升,預計到2010年這20家以外的輪胎企業(包括新建企業)子午線輪胎產量將會占全國子午線輪胎產量的14%~16%,而這20家企業所占比例將下降到84%~86%。這表明,新興的輪胎企業(包括重組的國有企業、壯大的民營企業以及正在進人中國的外資企業)將會參與到子午線輪胎的市場競爭中。
近年來,中國經濟的強勁增長,進一步對外開放和經濟全謀化趨勢的持續升濕,加速了國外輪胎廠商向中國轉移的步伐。在發達國家汽車消費市場日趨飽和、輪胎產銷量逐年下降的全球形勢下,中國成了國際輪胎巨頭的“世界工廠”。目前,在世界排名前10強的跨國輪胎公司中,已有米其林、普利司通、固特異、住友、 橫濱,庫珀、韓泰、錦湖8家公司落戶中國,最近世界排名第4的德國大陸公司也準備在中國投資建廠。
雖然我國輪胎產量及子午化率迅速提高,但與國外大公司相比,存在生產企業過多,研發力量不足的問題,產品普遍同質化,而且以中低檔產品為主,難以參與高端產品的競爭,急需技術和品牌的提升。
如同國際輪胎市場的格局,中國輪胎市場目前也分為三大陣營。
第一陣營是世界輪胎前三強(米其林、固特異、普利司通)在中國的獨資和合資企業。憑借雄厚的資金加上先進的技術,這三家公司在國內轎車、輕卡子午線輪胎市場以及高檔子午線輪胎市場中占據絕對統治地位。
第二陣營是由國際輪胎企業中排名前10位的企業(除三巨頭之外)在中國的合資或獨資公司以及少數國內強勢企業組成。外資的如日本橫濱、韓國韓泰和錦湖、印度尼西亞佳通等在國內的幾家合資和獨資企業,國內品牌如三角、雙錢、朝陽等。
第三陣營則是遍布各地的國內中小企業,它們憑借低廉的價格,占領著低端輪胎市場,這些企業面臨著研發能力和資金不足的困境,急需提升產品質量和品牌價值。