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轮胎里的黑色秘密

http://www.sina.com.cn  2006年06月12日 10:26  经济观察报

  (本报记者 刘春 综合报道) 炭黑是当今最常见的工业原料之一,仅在汽车行业,从发动机舱(密封件、发动机架、水管和风扇皮带)、汽车内饰(如仪表板)到汽车外漆,炭黑无处不在。即便如此,在世界另一端,德国的特种化工巨头德固赛仍然保持着当初沈括那样的探索精神,他们试图通过对炭黑的奇妙应用来发挥自己对汽车行业的影响。

  让我们走进F1赛场,在每一个赛季,普利斯通和米其林之间的“轮胎大战”都有力地证明了准确配制“黑色黄金”的重要性。最终,使赛车在急转弯处仍能实现每小时330公里以上高速的功臣将会是赛车的轮胎。一辆一级方程式赛车能够在2.6秒(37米)内达到100公里的时速并在140米内达到200公里的时速——这种提速依赖于后胎,而前胎在刹车时将展示其实力。例如德国Waldgerade的霍根海姆赛道:在这一赛道的终点处,车速由每小时340公里在1.7秒(120米)内降至每小时190公里。这又是一个令人难以置信的统计数据:在全力刹车时,所有轮胎经受着2.5吨的压力!

  无疑,一级方程式是一项极限赛事,而轮胎与各种路面之间完美的相互作用至关重要,这一点对于“普通”汽车的驾驶者同样如此。在传统的公路上,选择正确的轮胎对于附着力、安全性、速度和节油性能等重要因素有着关键影响。这也是市场中出现各类夏季轮胎和冬季轮胎的原因。

  令轮胎生产商们头疼的是,他们不得不长期进行一项错综复杂的“魔力三角中的舞蹈”。这是指湿地附着力(指潮湿路面的抓地力)、抗磨损能力和滚动阻力之间的微调。汽车轮胎的构成千差万别:橡胶的每一种成分都会专门针对某种速度和安全性、季节和当时平均温度的需求而做出调整。这正是很多国家在10月份就开始安装冬季轮胎的原因。专门设计的外部几何形状可以避免在雪地路面上轮胎打滑并防止其导致的危险。当今汽车轮胎的设计可以保证司机以相对较高的速度安全地通过转弯。但同时轮胎也不应与沥青路面“粘”力过强,过高的附着力将增加滚动阻力,这将意味着更高的油耗和轮胎更快的磨损。

  轮胎行业每年都要对各种赛车用轮胎和公路交通用轮胎进行数千次测试。而这些测试过程背后很大程度上依赖于化工行业的支持,该行业为轮胎行业提供了增强填充料等各类产品。特种化工产品供应商德固赛公司高级填充料与颜料研究所所长Reinhard Stober博士评论说:“轮胎生产商在使用专门选择的橡胶混合剂进行专用轮胎设计方面成绩斐然。而我们则协助轮胎生产商实现所需的物理化学变化。”

  虽然轮胎的生产过程已经不再神秘,但轮胎行业在谈论到橡胶混合剂时,仍然讳莫如深,尤其对一级方程式的轮胎更是如此。因此,即使是化工企业对于一级方程式冠军们使用的轮胎的成分也知之甚少。事实上轮胎的性能在很大程度上取决于混合剂里的黑家伙——炭黑。德固赛是欧洲最大的炭黑生产商,Stober博士接受记者采访时用最简单的话描述了其对炭黑的高深应用:“我们在纳米范畴内严格控制的炭黑粒子设计使我们的产品能够满足轮胎对滚动阻力、抗磨损能力和附着力不断增长的需求。”

  由于“魔力三角”的复杂性,德固赛的相关业务部门生意火爆,德固赛中国有限投资有限公司总裁林德恩称,在欧洲,德固赛每年的炭黑产量超过100万吨。产量超过16万吨的Hürth-Kalscheuren工厂是欧洲最重要的工业炭黑生产厂家。这家工厂目前生产大约80种炭黑,此外还有100多种特殊用途的炭黑制剂。炭黑通过人为控制的液体或气态烃类的不完全燃烧提取。通过对炭黑表面的控制和粒子的处理,制作轮胎的橡胶混合剂的物理性能将得到极大的提高。在2005年,德固赛投入了1.15亿欧元用于高质量专业炭黑的生产。

  事实上,中国对于炭黑的发现是世界最早的,北宋时期,科学家沈括首次发现了石油的一个绝妙用途,将石油提炼后可以得到一种黑色物质——炭黑,用其制墨的效果大大胜于当时流行的松墨。将近1000年过去,炭黑的功能已普及到工业生产而不限于舞文弄墨,但中国对特种炭黑产品却长期依赖进口解决。这是一个看似与汽车工业无关的问题,但丰田霸业的缔造者丰田喜一郎曾经说过:“材料工业是汽车业基础中的基础。”而在中国,不光是炭黑,汽车钢板、车漆等基础材料不是大部分依赖直接进口,就是仰仗外方技术,自主研发,自主创新到底要从哪一个层级算起,这是一个值得思考的问题。

(编辑:王延东)
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