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　　長期以來, 汽車使用的都是普通輪胎,區別也就在于有無內胎、橡膠質量好壞及制作工藝優劣。近年，世界各大輪胎造商紛紛致力開發智能輪胎（intelligenttyre），也己經試各種類型的樣品。己經研制成功的智能輪胎有的大小如冰球，負責監測輪胎壓力、氣壓不足時，以車輪自轉作為動力為輪胎充氣。有的監測器可以讓司機詳細了解到輪胎各個部位的狀態，通過數碼閱讀器知道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出警報。有的監測器位于汽車剎車系統上，司機可從儀表盤甚至后視鏡上看到直接從輪胎發送回的數據，了解到輪胎狀態的微小變化。

　　一、 智能輪胎能實現的主要功能

　　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。

　　1．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。

　　充氣內壓嚴重影響輪胎使用性能。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。目前己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。

　　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；

　　（2）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、充氣內壓、速度 、受大、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，在信息網所覆蓋的范圍就能找到它。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 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，它既可用于輪胎充氣內壓監測，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。

　　3、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?？諝饬鹘浛刂葡溥M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?？刂葡溆袦y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。

　　4．輪胎溫度監測

　　溫度歷程監測同樣重要，因為這與輪胎胎體的耐久性的輪胎使用壽命密切相關。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。有的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表/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。


　　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漏氣，并能在突然爆胎后繼續以每小時55英里在的速度安全行駛125英里。（2）測量胎內溫度的輪胎將一種帶有感應器的特殊氣閥安裝在輪胎胎面和側壁上。（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，使胎內溫度升高，從而破壞輪胎部件之間的粘合力。（4）接通互聯網的輪胎這種輪胎能把行駛間輪胎突然發生問題的信息傳到互聯網上，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、維也納工業大學和達姆斯塔特工業大學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裝置控制。收發裝置通過天線發出脈沖電信號，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中，當溫度過高或者壓力太低，有可能造成胎面破損時，都能及時身司機發出報警信號預防爆胎。由于司機能隨時獲知輪胎內部的狀況，因而提高了防抱死剎車系統的效能。同時，這種有感覺的輪胎還能感知太滑的冰面或水面，提醒司機謹慎駕駛，注意安全。

　　2．穩定駕駛智能輪胎

　　德國漢諾威的康蒂耐達大型輪胎制造公司開發一種“穩定駕駛智能輪胎”，其結構是：輪胎側壁上裝有磁化傳感器，將路況、剎車和車速數據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生彈躍或打滑現象，由于該產品的設計理念是順應智能化道路的發展，能在最短的時間內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大學的一名研究生領導進行，該公司為學生們提供研究資金，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大學畢業的，而該公司和一家羅馬尼亞大學也在發展類似的產學合作關系。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。輪胎上的傳感器發信號給剎車和底盤系統上的傳感器，后者再發信號給剎車，令其開始工作。該公司希望，這一系統將證明比現有的安全系統反應更快，同時將實現一種更為穩定的駕駛狀態。

　　3．CGT智能輪胎體系

　　大陸托福斯公司開發出一種智能輪胎——CGT智能輪胎體系，其技術的要點是在輪胎側內嵌鑲磁性金屬顆粒，使胎側具傳導性。該輪胎將作為虛擬傳感器，替代原來成本高昂的汽車側滑傳感器，成為大陸`托福斯開發的新一代電子穩定控制系統（ESP）的一個組成部分。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，應用于汽車動態控制。

　　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，由微型輕量化傳感器和接收裝置兩部分構成。多個傳感器裝在輪胎內腔，亦即輪輞圈座上，負責測量輪胎氣壓和輪胎溫度，隨時隨地將實時數據傳送到接收裝置，并在輪胎氣壓或輪胎溫度超過設定值時，向接收裝置發送報警信號。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施。ITT智能輪胎具有兩項特點：作為監測裝置和信號發射裝置的多個傳感器，不是在輪胎造過程埋入輪胎體內，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

　　諾基亞輪胎公司（Nokian Tyres pls）己經將其最新的智能化輪胎技術命名為路面探測安全系統（Road Snoop Safety Sytstem），并為此專門建立了一家子公司，以對該技術進行商業化運作。新成立的公司名為Road Snoop有限公司。該公司專門負責新產品的開發、生產和市場營銷。這種基于微型芯片技術的智能輪胎可以對輪胎的壓力和溫度進行監視，并且利用移動電話網絡連續轉發信息。諾基亞輪胎公司說，利用以輪胎數據、蜂窩電話網絡定位數據和氣象信息為基礎的新型服務系統，能夠監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、汽車和設備制造商以及因特網服務商就有關用途進行談判，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，它包括三個部分：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。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．輪胎內壓狀態預警系統

　　英國一家公司也推出一種汽車輪胎內壓狀態預警系統。這套系統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代汽車輪胎的外胎是一種在橡膠材料內埋置了鋼絲網加強層的復合結構。在此基礎上，設計者預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表面下，這樣的汽車在行駛時，若輪胎內壓不足，則會因輪胎與地面接觸處產生凹癟變形而使鋼絲網強化層的鋼絲夾層與輪轂間的距離顯著縮短，導致輪轂處預安置的磁組件將磁信號送至鋼絲網層上。而鋼絲網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：應采取相應措施了。同理，除欠壓狀態外，車胎內壓的過盈狀態也可被該系統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。

　　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。

　　三、展望未來

　　業內人士談論智能輪胎已經超過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模地投入實際應用，將不僅僅取決於技術的原因，來自外部的力量也會加速智能輪胎的發展。對公路運輸市場而言，智能輪胎能否成功投入應用的關鍵因素是成本與收益之比。不過，沒有一類產品是面面俱圓的，專業運輸車隊只能根據自己的實際需要來加以選擇。美國國會前年已通過了TREAD法，以法律形式規定機動車輛必須裝備某幾種類型的輪胎充氣內壓預警裝置。相關行業正為此而尋求解決方案，同時在等待NHTSA頒布相應細則。這對推廣智能輪胎技術而言，無疑是個喜訊。事實上，某些“基本的智能化”早已被收入現行標準之中，譬如現在盛行的DOT代碼制度。

　　正如專家所預言的那樣，21世紀汽車/輪胎的發展主題將是人性化，其內涵包括智能便利、綠色安全。更精更純的傳統技術是支持這一發展主題的基礎，并突破某些歷史性禁區的新概念技術得到大規模應用。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、因特網服務商的配合和協助，使上述種種智能輪胎技術與其它行業的先進軟硬件技術（如全球定位系統、地理信息系統、智能運輸系統、藍芽等）相結合，屆時輪胎必將成為集安全、環保、智能化於一體的產品。