创新低滚阻与静音技术轮胎技术 引领轮胎行业新趋势
近年来随着全球对环保和可持续发展的日益关注,电动汽车汽车产业得到了迅猛发展。由于电动汽车的特性,对轮胎低滚阻、高强度、轻量化、静音等技术提出了新的要求,其中低滚阻和静音作为提升电动汽车续航能力、综合性能和驾乘体验的关键,正成为轮胎技术革新的新方向。近日,记者专访了电动汽车轮胎技术领域的专家陈廷先生,深入解读他在电动汽车轮胎低滚阻技术与静音技术这两大重要领域的应用与产品创新。
1、轮胎低滚阻对于延长汽车续航里程无疑是一项革命性的技术,其创新是材料科学与结构工程的完美融合。您在这一技术领域实现了哪些创新和突破呢?
陈廷:电动汽车在成本、空间、法规等方面的限制下,增大电池组与减重的方法已经快要到达极限。传统轮胎的滚动阻力会多消耗电动汽车约15%的续航里程,降低滚阻是改善电动车行驶里程的关键因素,其突破需依赖材料科学与结构设计的深度融合。通过深入研究、分析轮胎滚阻的主要机理,我领导的团队通过创新材料配方、结构设计、胎面花纹、轻量化设计等不断实现性能优化。首先,在轮廓和结构设计上,突破了传统设计理念,采用高强度复合材料的薄壁胎侧设计,降低侧向变形阻力,使轮胎接地压力分布通过优化胎圈结构和胎肩轮廓得到改善,确保均匀受力,大幅减少了形变。第二,在胎面花纹设计方面,我们通过计算机辅助模拟和实验测试,优化花纹块的大小和分布,减少胎面变形损失。第三,使用高强度钢丝帘线和尼龙帘布优化胎体结构轻量化设计,在保证承载能力的同时降低轮胎重量,优化接地时的压力分布,进一步降低滚阻,从而降低能耗。基于这些技术突破,我们团队在不牺牲轮胎其它性能的前提下,将滚动阻力降低至更高效率的行业领先水平。使用我们低滚阻轮胎的纯电/插混车型续航里程可以提升最高10%。
2、低滚阻轮胎技术的另一挑战还来自于低滚阻、性能、耐磨性中一个性能的提升将削弱另外一到两个性能。您是如何带领团队平衡轮胎的综合性能呢?
陈廷:轮胎的低滚阻、性能和耐磨性等性能相互关联,相互制约。例如,为了降低阻力设计较浅的胎面花纹和更硬的材质,会导致抓地力下降,从而增加了雨雪天气安全隐患增加。我们明确低滚阻轮胎开发的目标定位,积极推动新型技术的应用,并通过数据仿真和算法不断优化材料、设计和轻量化的平衡点,提出提升整车的综合性能的最优方案。我领导团队深入研究、测试橡胶配方,率先采用高分散白炭黑和改性丁苯橡胶,极大提升了胶料的滞弹性和回弹性,不仅减少行驶过程中的能量损耗,还极大提升胎面胶的亲水性和与湿路面的粘附力,在提高操控性的同时也提升排水效率和湿地性能,使车辆即使行驶在水面上也能做到精准操控。这些创新在保证轮胎抓地力的同时显著降低滚动阻力,实现电动汽车油耗优化和续航大幅提升。
3、胎噪是新能源汽车噪音的主要来源,通过轮毂、传动轴、车身结构构件传递到驾驶室内,是影响了驾驶体验和舒适性的重要因素。您在降低胎噪提出了哪些新的解决方案呢?
陈廷:轮胎胎噪的产生源于多个方面,包括轮胎花纹与地面撞击、花纹沟槽中空气的挤压和膨胀、轮胎与路面间形成的气柱共鸣等。新能源汽车由于少了发动机的震动和噪声源,车轮的胎噪会在驾驶者的感知上进一步放大。传统的静音轮胎主要通过优化橡胶配方和改进胎面花纹来提升静音性,但这些方法往往难以在性能上取得全面突破。我领导团队融入多种先进的降噪技术,结合国际前沿的仿真与AI技术搭建并不断优化算法模型,深入地分析、研究与测试轮胎噪音的生成机理,通过多层降噪设计成功开发了独具特色的技术方案。
首先,我们应用了创新性的胎面花纹设计,打破传统轮胎花纹块固定频率的局限,通过不规则排列的花纹块打破气流共振,优化花纹沟槽深度和宽度设计降低行驶时的气泵效应,并采用消音槽结构,通过分流降低气流噪音。同时,我推动团队创新胎面材料设计,通过在胎面胶料配方中添加高分子聚合物,大幅提高材料阻尼性能,降低路面激励引起的振动噪音。第二,调整轮胎结构内部结构,采用多层复合的胎侧结构设计,在内层使用丁基橡胶等高阻尼材料,外层则采用天然橡胶形成隔振缓冲层,有效地降低了不同频率的空气振动。第三,在胎体结构优化方面,我们团队优化非对称设计,通过改变帘布层角度和排列方式优化胎面轮廓曲率,减少高频震动传递。内部结构设计采用错列式钢丝帘布层,通过改变帘线角度,减少结构谐振。最后,吸音材料技术也是静音轮胎的关键领域。我推动团队研究更先进的吸音材料,在胎腔内壁贴附分段式聚氨酯泡沫隔音棉材料,显著降低腔体噪音,将轮胎的静音性能达到国际一流的静音轮胎水平。
中国汽车行业一个正面临一场巨大的技术革新。陈廷热忱专注于轮胎领域,凭借敏锐的市场洞察力和不懈的创新精神,不断突破低滚阻与静音关键技术,不断提升在电动汽车轮胎市场的竞争力,为中国轮胎产业开辟了“技术驱动”的新路径,并将助力中国轮胎产业向全球价值链高端不断攀升。
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