随着汽车工业发展，人们对轮胎功能的要求不断增加。从最初仅要求轮胎能够支承车身、与路面接触并保证平稳行驶，到如今要求轮胎能够在各种复杂路况和苛刻环境下，承受各种变形、负荷、温差，并保持良好的承载、牵引和缓冲性能，人们对轮胎功能的要求不断增加。

    汽车轮胎的结构日趋复杂。早期的汽车轮胎仅是一个简单的实心体，而现在的轮胎具有更为复杂的结构，通常包含胎冠，胎侧，胎肩，帘布层和内胎（气密层）等部分。胎冠指与地面接触的部分，对轮胎起保护作用；胎侧是覆盖在轮胎外侧的橡胶，主要起承担屈挠变形和保护帘线层的作用；胎肩是胎冠与胎侧的过渡部分，在转弯时承担超负荷的压力，并有助于提高抓地力，胎冠、胎侧与胎肩共同提供了耐磨损、抗刺扎及缓冲等功能。帘布层则承受了作用于轮胎上的大部分负荷，包括充气压力和车辆负荷，能够阻止内胎充气后的膨胀、保护内胎免受机械损伤、传递牵引力和制动力，相当于钢筋混凝土结构中的钢筋结构。内胎（气密层）则是轮胎的内层结构。

    图1：轮胎的基本结构

    图2：子午胎的基本结构

    回顾轮胎的发展历程，对其中某一结构的创新改进通常会带来轮胎整体的更新换代。例如，最初为了增加轮胎的强度，一方面增加帘布层数，另一方面将帘布层按一定的角度交叉排列，这样的轮胎被称为“斜交胎”；后来，随着高强度合成纤维的出现，人们减少了帘布层数，并将其按辐射方向排列，同时增加带束层，在减少耗材的同时提高了性能，这样的轮胎被称为“子午胎”。

    图3：斜交胎与子午胎

    2013年，国内轮胎产量为5.29亿条，其中子午线轮胎的产量达4.71亿条，子午化率达到89%，子午化轮胎已经成为轮胎的绝对主流。

    图4：国内轮胎的子午化率

    除了对帘布层的改进以外，对带束层材料的改进，使轮胎进一步分为全钢胎与半钢胎；使用气密层代替内胎，使轮胎逐步过渡到无内胎轮胎；对轮胎整体形状结构的改进，又使轮胎呈现出扁平化的趋势。

    绿色轮胎是指通过改进胶料配方、改善花纹设计、添加白炭黑等方式降低了滚动阻力的轮胎。“绿色轮胎”的概念早在1992年由法国米其林公司提出，其利用溶聚丁苯橡胶（S-SBR橡胶）与白炭黑补强剂等组成的配方，通过改进轮胎的花纹设计，成功生产了一种低滚动阻力、高湿地抓着力、高耐磨耗性和低噪声的节能环保轮胎。米其林为迎合当时在欧洲兴起的绿色经济理念，故将其命名为“绿色轮胎”。

    目前欧洲是绿色轮胎应用最广泛的地区，其消费量约占据全球的一半左右。与普通轮胎相比，绿色轮胎通过降低滚动阻力，减少轮胎重量，节省了汽车的燃油消耗，具有明显的性能优势与经济效益，绿色轮胎全面代替现有轮胎成为必然趋势。

    轮胎的滚动摩擦会产生能量耗费。滚动摩擦指一物体在另一物体表面作无滑动的滚动或有滚动的趋势时，由于在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用。下图演示了滚动摩擦的产生原理，当车轮由右向左运行到②处时，红色部分橡胶接触地面，发生压缩、剪切，从而发热，而当车轮继续运行到③处时，红色部分橡胶脱离地面，恢复形状，而能量便以热量的形式浪费掉了。

    图5：滚动摩擦的产生原理

    滚动摩擦的大小与物体材料的分子结构有关，而滑动摩擦则与接触面的粗糙程度有关。假设两个完全光滑的物体，则它们之间不会有滑动摩擦，但却可能存在滚动摩擦；假设有两个刚性完全不发生形变的物体，则它们之间不会有滚动摩擦，但却可能存在滑动摩擦。例如一个装水的气球和一个钢珠在斜面上自由滚动，气球滚动起来会困难许多，原因便是气球的形变非常严重。

    单方面降低轮胎滚动摩擦较难实现。在轮胎工业中，通常将滚动摩擦称为滚动阻力。如果把轮胎做得非常坚硬，则可以起到减小滚动阻力的作用，但却牺牲了缓冲的作用。在汽车轮胎中，提供牵引力、刹车阻力和弯道向心力的都是滑动摩擦，而滚动阻力只会导致行进过程中轮胎发热，浪费能量而已。因此，轮胎追求的是更小的滚动阻力，更大的滑动摩擦，尤其是湿地、雪地上的滑动摩擦，即湿地抓着力。

    绿色轮胎打破“魔鬼三角”的限制。轮胎工业中，有“魔鬼三角”的说法。即，难以对滚动摩擦、湿地抓着力、轮胎耐磨性三项性进行同时改进；往往对其中一项或两项的改进，要以牺牲另一项的性能为代价。绿色轮胎的重大突破，就在于通过改进胎面配方与胎面花纹打破了“魔鬼三角”的限制。