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從實(shí)心木制車(chē)輪到無(wú)空氣輪胎,看汽車(chē)輪胎發(fā)展史

2016-09-18 09:17:09

  最早的車(chē)輪是實(shí)心木質(zhì),即只有“輪”沒(méi)有“胎”。后來(lái)為了增強(qiáng)車(chē)輪的耐磨性,發(fā)明了在木質(zhì)車(chē)輪外側(cè)包覆一層鍛造成圓弧形狀鋼板的技術(shù) ?! ?

古代馬車(chē)車(chē)輪、實(shí)心橡膠輪胎古代馬車(chē)車(chē)輪、實(shí)心橡膠輪胎

  1839年查爾斯?古德伊爾(Charles Goodyear)發(fā)明硫化橡膠后,橡膠輪胎開(kāi)始在各種車(chē)輛上得到廣泛應(yīng)用。但直至19世紀(jì)末期,汽車(chē)上所安裝的橡膠輪胎均是實(shí)心的。這種輪胎吸收路面沖擊的能力很差,導(dǎo)致汽車(chē)行駛時(shí)震動(dòng)劇烈、噪音大。雖然當(dāng)時(shí)汽車(chē)的速度很慢,但為了應(yīng)對(duì)路面的沖擊,懸架和車(chē)身不得不設(shè)計(jì)得十分笨重以增加機(jī)械強(qiáng)度?! ?

從實(shí)心木制車(chē)輪到無(wú)空氣輪胎,看汽車(chē)輪胎發(fā)展史

充氣輪胎的誕生  

  1845年蘇格蘭人羅伯特?湯姆森(Robert William Thomson)首先發(fā)明了充氣輪胎并獲得了專(zhuān)利。但受到當(dāng)時(shí)橡膠生產(chǎn)工藝和汽車(chē)工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r的限制,他的充氣輪胎技術(shù)未能得到廣泛的使用。

  充氣輪胎的技術(shù)被擱置42年后,另一位蘇格蘭人約翰?鄧祿普(John Boyd Dunlop)于1887年發(fā)明了首個(gè)具有實(shí)際使用價(jià)值的三輪車(chē)充氣輪胎。在1889年一位名為Willie Hume的自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員利用了鄧祿普的充氣輪胎在比賽中取得了優(yōu)異成績(jī)后,充氣輪胎技術(shù)開(kāi)始變得家喻戶曉。 最早的充氣自行車(chē)輪胎 1891年愛(ài)德華和安德魯?米其林(édouard & André Michelin)兄弟發(fā)明了可在十五分鐘內(nèi)拆換的充氣式自行車(chē)輪胎。這一產(chǎn)品迅速被當(dāng)時(shí)的自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員采用。

  1895年,他們首先開(kāi)發(fā)出了適用于汽車(chē)的充氣輪胎,并裝備在自己設(shè)計(jì)的賽車(chē)上。在巴黎—波耳多—巴黎的比賽中,兩兄弟親自上陣,出色地跑完了全程,在巴黎轟動(dòng)一時(shí)。憑借其充氣輪胎的技術(shù)優(yōu)勢(shì),在1900至1912年,米其林輪胎在所有大型國(guó)際汽車(chē)賽事中都取得了成功。 

米其林發(fā)明的可拆卸汽車(chē)輪胎米其林發(fā)明的可拆卸汽車(chē)輪胎


子午線輪胎(Radial tire)

  1915年,美國(guó)圣地亞哥(San Diego)的輪胎制造商和發(fā)明家亞瑟?薩維奇(Arthur William Savage)取得了首個(gè)子午線輪胎的專(zhuān)利。

  1946年,米其林公司進(jìn)一步改善了子午線輪胎的設(shè)計(jì),并實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn),在1949年將其正式推向市場(chǎng)。在此后的30年中,米其林公司不斷擴(kuò)大其在子午線輪胎上的技術(shù)優(yōu)勢(shì),先后推出了首條卡車(chē)、摩托車(chē)、工程機(jī)械車(chē)、農(nóng)用車(chē)、飛機(jī)的子午線輪胎。 子午線輪胎與另一種輪胎結(jié)構(gòu)——斜交輪胎的主要區(qū)別是這兩種輪胎的胎體結(jié)構(gòu)不同。

  斜交輪胎的胎體簾布層是由數(shù)層掛膠簾布組成的。相鄰的簾布層簾線相互交叉排列。子午線輪胎胎體的簾線排列不同于斜交輪胎,它的簾線并不相互交叉,而是與輪胎的子午斷面平行,形似地球儀上的子午線而排列。

  由于行駛時(shí)輪胎要承受較大的切向作用力,為保證簾線的穩(wěn)固,在子午線輪胎胎體的外部有若干層由高強(qiáng)度、不易拉伸的材料制成的帶束層。

  子午線輪胎的胎體結(jié)構(gòu)使其具有更好的緩沖性能和附著力,因此可顯著改善車(chē)輛的舒適性和操控性。

  在高速行駛時(shí),子午線輪胎簾線間的摩擦比斜交輪胎輕微,發(fā)熱量小。因此具有耐磨、滾動(dòng)阻力小、極限速度高的優(yōu)點(diǎn)。  

無(wú)內(nèi)胎輪胎(tubeless tire)  

  無(wú)內(nèi)胎輪胎是指無(wú)需內(nèi)胎,靠外胎與輪圈的配合即可實(shí)現(xiàn)氣密的輪胎結(jié)構(gòu)。在國(guó)內(nèi)被俗稱為“真空胎”。實(shí)際上,“真空胎”內(nèi)部并非真空,而是與普通輪胎一樣充滿了壓縮空氣的。

從實(shí)心木制車(chē)輪到無(wú)空氣輪胎,看汽車(chē)輪胎發(fā)展史

  與傳統(tǒng)有內(nèi)胎輪胎相比,無(wú)內(nèi)胎輪胎不存在內(nèi)胎與外胎間的摩擦。這就降低了輪胎的滾動(dòng)時(shí)的產(chǎn)熱、阻力、噪聲和震動(dòng),提高了車(chē)輛燃油經(jīng)濟(jì)性和舒適性。同時(shí),使用無(wú)內(nèi)胎輪胎可降低整個(gè)車(chē)輪的重量,改善車(chē)輛的舒適性和操控性。另外無(wú)內(nèi)胎輪胎的氣壓較低,被扎破時(shí)會(huì)緩慢地漏氣,從而為駕駛員提供更多控制車(chē)輛的機(jī)會(huì)。

  1955年起無(wú)內(nèi)胎輪胎成為了新上市車(chē)型的標(biāo)準(zhǔn)配置。 

低滾動(dòng)阻力的綠色輪胎

  汽車(chē)所消耗近五分之一的燃油用于克服行駛時(shí)輪胎的滾動(dòng)阻力,因此降低輪胎的滾動(dòng)阻力是提高汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的重要手段之一。

  1992年米其林綠色輪胎面市。米其林綠色輪胎是將硅原料作為碳黑的部分替代物融入到輪胎胎面中,硅有助于在不降低輪胎抓地力(尤其是在濕滑路面上)和耐磨性的前提下,降低25%左右的滾動(dòng)阻力。這項(xiàng)技術(shù)可使車(chē)輛每百公里油耗可減少0.15升左右。

  輸輪轂電機(jī)(Wheel hub motor)和“主動(dòng)車(chē)輪”

  輪轂電機(jī)技術(shù)是指將制動(dòng)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)集成至車(chē)輪內(nèi)部,因此可大大簡(jiǎn)化電動(dòng)汽車(chē)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。 由于4個(gè)車(chē)輪都由獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng),可十分容易地實(shí)現(xiàn)對(duì)4個(gè)車(chē)輪驅(qū)動(dòng)力的獨(dú)立控制,可顯著改善車(chē)輛的動(dòng)態(tài)性能和越野性能。

米其林主動(dòng)車(chē)輪米其林主動(dòng)車(chē)輪

  米其林的主動(dòng)電機(jī)技術(shù),是在普通輪轂電機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)之上的又一次創(chuàng)新。通過(guò)減少部件的尺寸,米其林成功地將剎車(chē)盤(pán)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和主動(dòng)懸架集成到了車(chē)輪內(nèi)部,可大大簡(jiǎn)化汽車(chē)底盤(pán)結(jié)構(gòu),為乘客和電池組騰出更多可用的空間。由于通常需要占用很大空間的主動(dòng)懸架被集成至車(chē)輪內(nèi)部,使得微型電動(dòng)汽車(chē)也可配備主動(dòng)懸架,從而顯著提高其舒適性和操控性。

無(wú)空氣輪胎

  2005年,米其林公司推出了Tweel無(wú)空氣輪胎技術(shù)。這種輪胎的結(jié)構(gòu)是,以橡膠制造的胎面和輪轂間通過(guò)柔軟易變形的聚氨酯輪輻連接,使輪輞和輪胎形成一個(gè)整體。

Tweel無(wú)空氣輪胎Tweel無(wú)空氣輪胎

  Tweel輪胎聚氨酯輪輻結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)勢(shì)是使輪胎設(shè)計(jì)師可以分別優(yōu)化其縱向剛性(對(duì)應(yīng)舒適性)和橫向剛性(對(duì)應(yīng)操控性),以實(shí)現(xiàn)操控性和舒適性兼顧。使Tweel具有超過(guò)傳統(tǒng)充氣輪胎的性能。

  此外米其林的Tweel 輪胎還具有無(wú)需保養(yǎng)、更加耐磨、易于回收利用的優(yōu)點(diǎn)。

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