제목: 녹색 타이어
한국어: 녹색 타이어
설명:
에너지 절약 배출 감축의 관점에서 볼 때 타이어도 오염원이다.
롤링 저항으로 인해 타이어로 인한 연료 소비는 승용차 전체 연료 소비의 약 20% 를 차지하지만 트럭에서는 이 비율이 1/3 으로 증가했습니다.
국제에너지국에 따르면 현재 전 세계적으로 총 8 억 3 천만 대의 자동차가 있으며, 그 이산화탄소 배출량은 전 세계 이산화탄소 배출량의 18% 를 차지한다. 지속 가능한 발전을 촉진하는 세계 상업위원회는 2030 년까지 자동차가 배출하는 이산화탄소가 두 배로 증가할 것이라고 예측했다.
이렇게 높은 탄소 배출 증가율은 분명히 에너지 절약 감소의 국제적 추세와 상반된다. 이에 따라 유럽은 자동차 배출 감축에 대한 새로운 요구를 했다.
유럽 위원회는' 5438 년 6 월 +2007 년 10 월 에너지 및 기후 계획' 에서' 에너지 효율을 높이고 자동차 이산화탄소 배출을 줄이겠다는 의지를 재차 강조했다. 유럽 위원회는 "포괄적이고 일관된 조치를 통해 20 12 년 전 킬로미터당 이산화탄소 배출량 120g 목표를 달성하기 위해 자동차 이산화탄소 배출량을 통제하기 위한 추가 조치를 마련할 것" 이라고 강조했다. 2008 년 중반에는 유럽 이사회가 이사회와 유럽 의회에 법률법 틀을 제출하여 이 목표를 최종적으로 달성할 것이다.
이것은 쉬운 일이 아니다.
킬로미터당 65,438+0.20g 의 탄소 배출 목표는 향후 4 년 동안 자동차 제조업체가 모든 차량을 개선하여 킬로미터당 이산화탄소 배출량 20g 을 줄이는 평균 수준을 달성해야 한다는 것을 의미합니다.
미슐랭의 녹색 타이어 제품은 1992 부터 출시됩니다. 타이어 트레드에 실리콘 원료를 섞어 카본 블랙의 일부 대체물로 사용하는 것이 원칙이며, 실리콘은 타이어 그립력 (특히 젖은 노면) 과 내마모성을 낮추지 않고 롤링 저항을 줄이는 데 도움이 된다.
이 혁신 기술은 차량 운행에 필요한 에너지 소비를 크게 줄이고, 100km 의 기름 소비는 0. 15 리터를 낮출 수 있다는 것은 부인할 수 없다.
미슐랭 통계에 따르면 매 초마다 세계 곳곳에서 구르는 미슐랭 녹색 타이어는 연료 소비를 43.9 1 리터/초로 줄여 이산화탄소 배출량을109.6438+04kg 이상 줄이는 데 도움이 된다.
2006 년부터 미슐린은 자동차 산업과 비슷한 지표체계, 즉 에너지 절약 지수를 도입해 타이어 연료 소비와 이산화탄소 배출을 분류했다. 이 지표의 등급 범위는 A 등급 (에너지 효율이 가장 높은 타이어) 과 효율이 가장 낮은 I 등급 (아직 구체적으로 정의되지 않음) 으로 나뉜다. 최저 수준보다 낮은 타이어는 유럽에서 판매되지 않습니다.
이 지표체계는 20 1 1 부터 유럽에서 시행될 예정이다. 이때 타이어를 구매할 의향이 있는 차주는 자신이 고려하고 있는 타이어의 에너지 절약 지표를 한눈에 알 수 있다.
하지만 이 에너지 절약 지표의 시행은 타이어 업계 전반에 걸쳐 카드 재조정의 전조가 될 수 있다.
1 녹색 타이어의 장점
녹색 타이어는 신축성이 좋고, 롤링 저항이 낮고, 기름 소모가 낮고, 발열량이 낮고, 내마모성이 낮고, 펑크가 나고, 적재능력이 크며, 탑승이 편하다는 장점이 있다. 기존 타이어에 비해 환경 보호, 에너지 절약, 신기술, 신소재의 장점을 부각시켰다.
1..1높은 환경 보호
전통 타이어는 발암 고무 배합제를 첨가해 트레드 마모가 공기 중으로 배출되면서 환경을 심각하게 오염시킨다. 동시에, 세계에서 매년 수억 개의 타이어가 폐기된다. 그들은 많은 공간을 차지할 뿐만 아니라 분해하기도 어렵고, 환경에 큰 위협이 되며, 이를' 흑오염' 이라고 부른다. 환경 보호에 대한 인식이 높아지면서 스크롤 저항을 낮추기 위해 계속 노력하면서 환경을 오염시키지 않는 재료로 타이어를 만들고 타이어의 주행 거리를 연장하여 폐타이어의 수를 줄이기 위해 노력하고 있다. 대량의 자동차가 녹색 타이어를 사용한 후 연비와 오염 감소에 큰 역할을 한다. 녹색 타이어의 광범위한 응용은 전 세계적으로 매년 수백만 배럴의 석유를 절약하고 일산화탄소 배출을 크게 줄일 것이다.
1.2 낮은 소비
사용되는 블랙 타이어는 표준 합성고무와 천연 고무로 되어 있습니다. 자동차 주행 온도를 높이는 조건 하에서 보호 재료의 구조와 성능이 바뀌면서 바퀴의 롤링 저항력도 커졌다. (윌리엄 셰익스피어, 윈드서머, 자동차, 자동차, 자동차, 자동차, 자동차, 자동차, 자동차, 자동차) 녹색 타이어는 일반 타이어에 비해 타이어의 무게와 복합 재료의 에너지 소비 (지연 손실) 를 줄입니다. 따라서 녹색 타이어의 롤링 저항은 사양 타이어에 비해 22 ~ 35% 낮아져 자동차의 연료 소비가 3 ~ 8% 낮아져 자동차의 CO 배출을 줄일 수 있으며 내마모성, 저소음, 건습포성 등 기타 성능도 좋은 수준으로 유지할 수 있습니다.
1.3 슈퍼 보안
녹색 타이어는 태체 설계를 최적화함으로써 매끄러운 도로에서 자동차의 착지 성능을 높여주고, 주행을 더욱 부드럽게 하며, 제동 거리가 짧아져 주행 안전성을 크게 높였다. 연구에 따르면 녹색 타이어에서 발생하는 마찰력은 미끄러우거나 빙판길에서 자동차의 제동 거리를 65,438+05% 줄이고 겨울철 주행 성능을 65,438+00%-65,438+05% 높인 것으로 나타났다. 이것은 사고율과 인명피해를 줄이는 데 중요한 의의가 있다.
녹색 타이어를 설계하는 두 가지 방법
이론적으로 자동차 연료 소비를 줄이는 방법은 경량화, 타이어 롤링 저항 감소, 묽은 혼합기 엔진 사용이다. 실제로 타이어 롤링 저항을 줄이는 것만이 녹색 타이어를 설계하는 가장 좋은 방법이다. 타이어 몰드, 무늬 디자인, 타이어 구조 및 재료가 모두 타이어 롤링 저항에 영향을 미친다는 연구결과가 나왔다. 타이어 롤링 저항을 극복하기 위해 소비되는 연료는 자동차 전체 연료 소비의 14.4% 를 차지하고, 트레드만 발생하는 롤링 저항은 타이어 롤링 저항의 49% 를 차지합니다. 다른 성분의 영향 비율은 태측 14%, 태체 1 1%, 태환11입니다 트레드로 인한 연료 소비는 약 7. 1% 를 차지한다. 트레드의 롤링 저항을 줄이고 우수한 습도를 보장하는 것이 녹색 타이어의 가장 기본적인 요구 사항이 될 것입니다.
녹색 타이어 기술은 주로 적절한 고무 품종과 배합제를 선택하여 타이어 고무 배합을 개선하고 얇은 태체를 줄이고 타이어 윤곽을 최적화하는 등의 구조 설계 수단으로 타이어 롤링 저항을 낮춘다. 컴퓨터 지원 설계 기술의 개입과 중합체 분자 방향 설계 성과의 도입은 분명 녹색 타이어의 발전을 가속화할 것으로 예상된다.
2. 1 녹색 타이어의 구조 설계
2.1..1태체 구조 자오선화
타이어 구조는 대략 자오선 구조와 사선 구조의 두 가지로 나눌 수 있다. 자오선 구조와 비스듬한 교차 구조의 근본적인 차이는 태체에 있다. 태체는 타이어의 기초이고 타이어는 커튼으로 구성된 층층 구조이다. 태체층의 윗부분에는 원주를 따라 배치된 커튼이 있는 묶음층이 있습니다. 이런 구조는 커튼 강도를 충분히 활용할 수 있기 때문에 자오선 타이어의 커튼 층은 비스듬한 타이어보다 40 ~ 50% 적다.
디자인 관점에서 볼 때, 비스듬한 타이어에는 많은 한계가 있다. 비스듬한 타이어의 교차선 마찰력이 커서 태체가 쉽게 뜨거워지고, 트레드 패턴 마모가 가속화되며, 커튼 배치는 우수한 조작 성능과 승차감을 제공하지 못합니다. 자오선 타이어 와이어 스트랩 묶음은 도로의 불규칙한 충격에 적응하는 유연성이 좋아 내구성이 뛰어납니다. 그것의 커튼 구조는 또한 주행 중 마찰이 적기 때문에 더 긴 트레드 수명과 더 나은 연료 경제성을 얻을 수 있다는 것을 의미한다.
자오선 타이어 자체의 장점은 튜브리스 타이어를 가능하게 한다. 튜브리스 타이어는 인정 된 이점을 가지고 있습니다. 타이어에 펑크가 나면 내부 타이어가 있는 타이어 (보통 비스듬한 타이어에는 내부 타이어가 있음) 처럼 터지지 않고 일정 기간 동안 기압을 유지하여 안전성을 높인다.
자오선 타이어 태체의 특수한 구조로 타이어의 그립력이 커서 주행할 때 효과가 좋다. 사선 타이어를 장착한 자동차에 비해 자오선 타이어를 장착한 자동차의 내마모성은 50%- 100%, 롤링 저항은 20 ~ 30%, 기름 소비는 6 ~ 8% 정도 절약할 수 있다. 이 때문에 같은 차종은 자오선 타이어를 사용하며 타이어는 비스듬한 타이어보다 조작성이 좋고 운전도 편하다.
요약하면 자오선 타이어 구조는 녹색 타이어 구조 설계의 첫 번째 선택입니다.
타이어 단면 폭이 증가하면 롤 저항이 감소합니다. 타이어 단면 폭의 증가는 타이어 측면 강성을 감소시키고, 롤링 저항에 거의 영향을 주지 않는 타이어 측면 변형이 증가하고, 롤링 저항에 큰 영향을 미치는 트레드 변형이 줄어들기 때문입니다. 또한 타이어 단면 폭이 넓어짐에 따라 트레드 및 스트랩 레이어와 같은 주요 부품의 에너지 손실이 감소합니다. 따라서 타이어 단면 폭을 늘리면 롤링 저항을 줄이는 데 도움이 됩니다.
충전 스트립의 높이가 증가하면 롤 저항도 증가합니다. 충전 테이프 높이가 증가함에 따라 지연 손실을 일으키는 재료의 볼륨이 증가하고 측벽 아래쪽의 에너지 손실도 증가하기 때문입니다. 또한 충전 막대 높이가 증가하면 타이어 측면 강성의 증가로 인해 타이어 측면 변형이 줄어들고, 롤링 저항에 큰 영향을 미치는 트레드의 변형은 상대적으로 증가하여 롤링 저항이 증가합니다. 현재 태체 구조의 설계는 낮은 자세로 발전하고 있다.
2. 1.2 트레드
트레드 반지름이 증가하면 타이어의 롤링 저항을 낮출 수 있습니다. 이는 트레드 반지름이 증가하면 타이어의 평평한 바닥 구부리기 변형이 발생하여 타이어 단면 방향 구부리기 변형으로 인한 변형 에너지가 줄어들기 때문입니다. 즉, 롤링 저항은 타이어 크라운과 스트랩 레이어의 에너지 손실이 줄어들기 때문에 트레드 반지름이 증가함에 따라 감소합니다. 앞으로 녹색 타이어의 트레드 구조는 다음 방향으로 발전해야 합니다.
(1) 쌍태면
이중층 타이어 타이어는 고속, 안정, 내마모, 생열 등의 장점을 가지고 있다. 일반적으로 트레드와 트레드 기준의 두 부분으로 구성됩니다. 트레드와 트레드 베이스 고무는 서로 다른 동적 계수와 tanδ 을 가지고 있습니다. 관련 문헌에 따르면 트레드의 동적 계수는 트레드 기준의 동적 계수 (≥8.5 MPa) 보다 크고, tanδ δ는 0. 12 보다 크며, 트레드 기준 두께와 트레드 두께의 비율은 0.25-0.70 입니다.
(2) 발포 트레드
발포 트레드는 발포 고무로 만든다. 트레드 고무의 일반 성분 외에도 결정간 규정 1, 2- 폴리부타디엔 (평균 입자 크기가 60 nm 인 분말) 과 발포제, 항산화제 등 기타 첨가제가 포함되어 있습니다. 실험에 따르면 발포 트레드로 만든 타이어는 건습길, 특히 빙상 위에서 제동과 견인성능이 뛰어나 무더운 여름에도 주행 안정성, 내구성, 저연료 소비를 완벽하게 유지할 수 있는 녹색 타이어 트레드 고무의 발전 방향인 것으로 나타났다.
타이어 구조를 설계할 때 다른 특성 (습도성, 안전, 진동 등) 을 낮추지 않고 롤링 저항을 줄일 수 있어야 합니다. ) 롤링 저항과 모순됩니다. 롤링 저항을 줄이는 구체적인 방안으로 타이어 모양과 고무 구성을 종합적으로 고려해야 합니다. 특히 복합 재질로 구성된 스트랩 레이어와 타이어 커튼 레이어가 롤링 저항에 미치는 영향을 고려해야 합니다. 타이어 구조 연구로서 과거의 직관과 경험에만 의존해서는 안 되며, 시뮬레이션 기술을 이용하여 저롤링 저항 타이어의 개발을 가속화해야 한다.
유한 요소법은 수십 년 동안 고무 재질의 에너지 구조 방정식을 사용하여 선형 탄성 방정식에서 Mooney-Rivlin 방정식으로 전환했으며, 최근 큰 변형 분야에 비선형 구조 방정식을 도입했다. 타이어와 같은 많은 산업용 고무 재료로 사용되는 충전고무는 0- 100% 변형장에서의 에너지 저장 계수, 손실 계수, tan8 등의 점성 능력으로 비선형 변이가 있어 일반적으로 페인 효과로 이해된다. 최근 몇 년 동안, 이 점을 고려하는 비선형 구조 방정식도 제기되었다. 바퀴가 정상적으로 회전하는 경우 변형도 타이어 변형의 대부분을 차지하므로 이 변형장에서 점탄성을 제어하여 타이어 롤링 저항을 제어하는 것이 특히 중요합니다. 실제로 충전 고무가 0- 100% 변형 범위 내에 있는 점성 피쳐를 나타내는 비선형 점성 구조 방정식을 유한 요소 해석에 적용함으로써 타이어 롤링 저항 tanδ δ의 예측 정확도가 기존 예측에 비해 크게 향상되었습니다. 이렇게 하면 타이어 구조 설계, 신소재 개발, 타이어 롤링 저항을 줄이는 배합표 설계의 정확도와 효율성이 모두 향상됩니다. 현재 FEA (유한 요소법) 를 통해 타이어 롤링 저항을 시뮬레이션하여 녹색 타이어 설계 방법을 형성했습니다.
프리스톤 (Priston) 은 롤링 저항을 크게 줄이고 내마모성을 높일 수 있는 타이어 설계 기술을 개발하는 데 성공했다. 이를 프리스톤 생태 타이어 설계 기술이라고 한다.
프리스톤이 설계 기술을 개발하는 목적은 타이어 연료 절약 기술을 개발하는 과정에서 타이어의 편심 변형에 초점을 맞추는 것이다. 새로운 타이어 모양을 개발하여 이런 편심변형을 늘리면 차량 연료에 큰 영향을 미치는 타이어 롤링 저항을 크게 줄이고 내마모성을 더욱 높일 수 있다.
타이어 하중이 회전하면 타이어 접촉면과 타이어 자체의 변형으로 인해 저항이 발생하여 열을 왕으로 하는 에너지 손실이 발생합니다. 타이어가 롤링 저항을 잃을 수 있다는 것을 타이어라고 합니다. 타이어의 롤링 저항을 낮추면 차량의 기름 소비를 줄일 수 있다.
과거에는 에너지 손실이 적은 트레드 고무를 개발하면 롤링 저항을 효과적으로 줄일 수 있었습니다. 주로 고무 재질 개발을 통해 가능했습니다. 그러나 에너지 손실이 적은 고무를 사용하면 내마모성이 낮아 낮은 롤링 저항 타이어를 열기가 어렵다.
프리스톤이 개발한 신기술은 타이어 에너지 손실을 크게 줄일 수 있는 새로운 타이어 모양을 채택함으로써 교체재 (롤링 저항을 줄이기 위해) 로 인한 롤링 저항 감소를 억제한다.
프리스톤은 이런 기술로 개발된 타이어가 전기 자동차 (EV) 와 같은 친환경 자동차와 함께 사용하면 적은 노력으로 더 많은 일을 할 수 있다고 생각한다.
프리스톤은 이미 2003 년 10 월 24 일 제 27 회 도쿄 모터쇼에서 이 기술을 이용해 개발한 타이어 원형을 선보였다.
로드 실험에 따르면 (로드 테스트의 타이어 크기는 235/35R 19, 탑승자 수는 4 명, 타이어 팽창 압력은 230 kPa), 샘플 타이어의 내마모성은 같은 규격의 플턴 타이어보다 50% 증가했다.
2.2 녹색 타이어 재질
일반적으로 타이어 롤링 저항을 줄이는 두 가지 기본 방법이 있습니다.
(1) 타이어 품질 감소
타이어 품질을 줄이는 것은 타이어 롤링 저항을 줄이는 가장 빠르고 효과적인 방법이다. 작은 타이어의 품질을 보장하기 위해서는 타이어의 성능을 보장하기 위해 최소 어셈블리 두께를 사용해야 합니다. 타이어 생산업체는 반드시 공정을 엄격하게 통제해야 하며, 부품의 최소 두께를 보장해야 하며, 공장이 생산 문제를 해결하기 위해 부품 두께를 무단으로 늘리는 것을 절대 허용하지 않아야 한다. 경량 소재를 사용하는 것도 타이어 무게를 줄이는 효과적인 방법이다. 스트립 대신 아라미드 벨트를 사용하는 것이 분명한 예입니다.
(2) 재질의 에너지 소비 (지연 손실) 를 줄여 타이어 롤링 저항을 줄이는 두 번째 방법은 타이어 재질의 에너지 손실 (지연 손실) 을 줄이는 것입니다. 폴리에스테르 커튼의 지연 손실은 크지만 적절한 개선을 통해 지연 손실이 적은 품종을 출시할 수 있습니다.
2.2. 1 폴리머 시스템
2.2.1..1천연 고무
천연 고무는 비극성 고무입니다. 우수한 전기적 성능을 가지고 있지만 비극성 용제에서 쉽게 녹기 때문에 내유성 및 내유기 용제성이 떨어진다. NR 분자에는 불포화 이중키가 함유되어 있어 내열산소 노화, 내오존 산화, 자외선 내성이 좋지 않아 특수한 상황에서의 응용을 제한한다. NR 은 수정을 통해 NR 의 적용 범위를 크게 확장할 수 있습니다.
(1) 에폭시 천연 고무
에폭시화 천연고무 (ENR) 는 천연고무 (NR) 화학적으로 개조된 특종 천연고무입니다. NR 에 비해 ENR 은 매우 다른 점성 및 열역학 성능 (예: 우수한 기밀성, 접착성, 습기 방지 및 우수한 내유성) 을 가지고 있습니다. ENR 은 극성 충전재 (예: 이산화 실리콘) 와 견고하게 결합할 수 있으며, ENR 황화 접착제는 충전재 없이 NR 의 고계수와 인장 강도를 유지할 수 있습니다. ENR 50 은 내유성 및 부착력이 우수합니다. 타이어 트레드 고무에 사용할 때 ENR 과 실리카 간의 강력한 상호 작용은 무커플 링제 시 롤링 저항력과 습식 그립지의 종합 성능을 높이는 중요한 요소입니다. ENR25 가 실리카/카본 블랙 충전재와 혼합되면 내마모성이 가장 좋습니다.
(2) 그래프트 천연 고무
현재 가장 많이 연구되고 있는 것은 메틸 메타 크릴 레이트 (MMA) 그라프 트 NR 입니다. MMA 접지 NR 은 높은 신장률, 고경도, 우수한 내충격성, 굽힘 균열성, 동적 피로 성능, 접착성 및 양호한 충전성을 갖추고 있습니다. 공업상 주로 충격 성능이 좋은 탄성제품 (예: 튜브가 없는 타이어의 안감) 을 만드는 데 쓰인다. 스티렌 부타디엔 고무와 함께 사용하면 타이어 링 삼각 접착제로 사용할 수 있으며, 생접착제 강도와 와이어 링과의 접착력이 크게 향상되어 와이어 링 강성이 증가하고 와이어 링 모양이 안정적으로 유지됩니다. 2.2. 1.2 폴리 이소프렌 고무
이소프렌의 새로운 발전은 합성 3,4-폴리 이소프렌 고무 (고 유리화 전이 온도) 입니다. 이 고무는 천연 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 폴리부타디엔 고무와 함께 사용할 수 있어 잡는 성능을 높일 수 있다. 이소프렌과 부타디엔의 중합체가 성공적으로 개발되었고, 이소프렌과 스티렌과 부타디엔의 삼량 체도 성공적으로 연구되었다. 이 고무로 만든 트레드 고무는 롤링 저항과 습로 그립력 사이에 좋은 종합 균형을 가지고 있다.
중국 특허 ZL95 1 10352.0 은 티타늄 촉매 이소프렌 본체 침전 중합을 직접 합성하는 역식-1, 4- 폴리이소프렌 (TPI) 분말의 신기술을 소개했다. 20-25 무게의 TPI 는 스티렌 부타디엔 고무로 만든 승용차와 경량반강 자오선 타이어 대신 좋은 종합 주행 성능을 얻어 100km 연료 소비 테스트에서 연료 소비가 약 2.5% 감소한 것으로 알려졌다.
사실 바이두에서 너는 알게 될 것이다.