被人類“包”起來的木頭:輪胎如何從滾木變成科技怪獸?

一、輪胎的定義

輪胎是在各種車輛或機械上裝配的接地滾動的圓環形彈性橡膠製品。通常安裝在金屬輪輞上,能支承車身,緩衝外界衝擊,實現與路面的接觸並保證車輛的行駛性能。

二、輪胎歷史-不只是橡膠的智慧結晶

1839年固特異研發了“橡膠硫化技術”,研製成功了不會在沸點以下的任何溫度分解的橡膠。

1845年,蘇格蘭人羅伯特·湯普生有個新主意,他沿着馬車的木製輪輻套上充氣物體以避震,不幸的是經過幾次實際應用後都不成功。

1868年,美國人查爾斯·古德伊爾發明硫化橡膠的方法,使橡膠能運用在輪胎上。雖取得專利但並未因此致富,1898年美國一家新成立的輪胎公司爲了紀念他的貢獻,把公司命名爲固特異輪胎公司。

1887年12月,英國獸醫約翰·登祿普看到他的兒子在佈滿石頭的庭院裏騎着三輪車,思索如何使車輪更軟以吸收震盪,並取得專利,於是發明用充氣的橡膠管套在木製輪輻上,於是誕生了充氣輪胎的原型

1888年約翰·鄧祿普將橡膠做成管狀,包在木製車輪邊緣,然後充入氣體,這種輪胎的彈性既能充分吸收震動,也使得車體的機械性能得到了很好的保護,世界上第一條充氣輪胎誕生,該技術最早先在自行車進行應用。

1891年安德魯·米其林研製出了可以拆換的自行車充氣輪胎。

1892年法國米其林兄弟的米其林公司發明了一種可以快速拆卸的充氣橡膠自行車輪胎,簡化了輪胎的安裝和修補。

1895年6月11日米其林兄弟將充氣輪胎技術應用到汽車領域。

米其林在1906年發明容易拆換的汽車鋼圈,便於汽車使用充氣輪胎。1937年米其林發明將輪胎內層簾布以輻射狀排列的輻射層輪胎,改善輪胎的操控性,是廣受近代轎車輪胎使用的設計的影響。1938年米其林發明讓鋼絲與橡膠粘合的方法,使輪胎的散熱性與載重能力大幅改善。

BFGoodrich輪胎公司對輪胎貢獻也很大,1910年則發明把碳煙加入橡膠的技術以增加摩擦力與耐用性,輪胎也由白色變成黑色。1937年BFGoodrich發明便宜的合成橡膠,1946年發明無內胎輪胎,避免掉傳統有管狀環形汽球般內胎的輪胎爆胎時,快速泄氣變形的危險。

同年米其林公司發明了子午線輪胎,該設計方式使得輪胎的使用壽命提升了30~50%,同時汽車油耗降低8%左右。子午線輪胎的使用,使輪胎工業迎來了一場真正意義的技術革命。 

三、輪胎的主要部件

(1)趾口

用來使外胎固定在輪輞上而又不易伸張的剛性部分稱爲趾口,趾口能使外胎牢固地固定在輪輞上,並在車輛運行時抵抗使外胎脫離輪輞的作用力。爲了使趾口穩定成形,並形成胎圈向胎側的剛性過渡,用來填充的三角膠具有較大的硬度,是不可硫化的,因此趾口是不可修補的。

(2)胎側

貼在胎體側壁部位,用來防止胎體受機械損傷和其它外界作用(如泥、水等)的橡膠覆蓋層稱爲胎側。胎側與胎面的不同是不承受大的應力,不與地面接觸,因而不受磨損,胎側主要是在屈撓狀態下工作,因此胎側的厚度可以稍薄。但它必須承受較大的機械變形。

(3)胎肩

胎肩位於胎冠與胎側之間,是輪胎構造中最厚的一部分。也是車輛行使中輪胎溫度最高的部分,易造成橡膠開裂。這樣的傷口應及時檢查修補,以免滲水造成內部鋼絲生鏽。

(4)胎冠

輪胎的胎冠要直接和路面接觸。因此,它的耐磨性要好,滾動阻力和噪聲要小,同時還要具備極好的耐熱性和耐刺性能

輪胎構造與部位名稱

四、輪胎的規格表示方法

輪胎規格型號尺寸,以毫米爲單位表示斷面寬度和扁平比的百分數。後面加上:輪胎類型代號,輪輞直徑(英寸),負荷指數(許用承載質量代號),許用車速代號。

輪胎的規格爲 195/55 R15 85V

195——指的是輪胎寬度爲195 mm。

55——指的是輪胎扁平比,即斷面高度是寬度的55%。

R——指的是該輪胎爲子午胎

15——指的是輪輞直徑是15英寸。

85——負荷指數85代表最大可承重515公斤,四條輪胎是515×4=2060公斤。

V——指的是速度級別爲240公里/小時 。

在此補充輪胎安全速度記號表

輪胎載重指數對照表

一般來說小型轎車排量在0.8-1.5之間,相應的它的輪胎規格適用爲155/65R13 73T--175/70 R 14 77H這個範圍內。

緊湊型轎車排量在1.4-2.0之間,相應的它的輪胎規格適用爲185/60R15 --205/40 R16這個範圍內。

中型轎車排量在1.5-2.5之間,相應的它的輪胎規格適用爲205/55R16--255/35 R 18這個範圍內。

中大型轎車排量在2.0-3.0之間,相應的它的,輪胎規格適用爲225/45R17 --265/30 R19。

大型轎車排量在3.0-6.0之間,輪胎規格相應的在255/40 R18-- 295/30R20這個範圍內。

在輪胎側壁上一個小方塊內,標註有該輪胎的生產日期,一般呢四位數字組成,後兩位表示年份,前兩位表示週數。比如“3513”表示2013年第35周生產的,這個數字對鑑定和購買二手車是非常重要的。其它的還有輪胎的認證標識,DOT表示美國交通部認證;輪胎的產地信息、工廠代碼等。

五、輪胎的分類

結構分類

  • 子午線輪胎:主流選擇,滾動阻力小、散熱性好,適合高速行駛

  • 斜交輪胎:胎側強度高,多用於工程車或農用機械

花紋分類

  • 對稱花紋:靜音舒適,適合城市道路

  • 非對稱花紋:兼顧操控與排水,常見於高性能轎車

  • 越野花紋:溝槽深且寬,適用於泥地/砂石路面

用途分類

  • 轎車胎(PC):強調低滾阻與舒適性

  • 載重胎(LT/TB):高耐磨性,適用於貨車/客車

  • 防爆胎(Run-flat):缺氣保用設計,無需備胎,但成本較高

六、常見輪胎的品牌簡介及特點

1. 米其林(Michelin)

國家:法國 成立時間:1889年

1934年發明可拆卸輪胎,1946年推出劃時代的子午線輪胎。勒芒24小時耐力賽、F1等頂級賽事輪胎供應商,專注高性能領域。自修復輪胎、電動車專用輪胎、氫能源賽車輪胎等黑科技頻出。

2. 普利司通(Bridgestone)

國家:日本 成立時間:1931年

常年佔據輪胎銷售額榜首,以耐磨性和性價比著稱。1988年收購美國凡士通,強化卡車和農用輪胎市場。推出“綠歌伴”低滾阻輪胎,適配混動/電動車。

3. 固特異(Goodyear)

國家:美國 成立時間:1898年

二戰期間爲美軍生產軍用車胎,登月車輪胎供應商。民航飛機輪胎市佔率超65%,波音、空客均依賴其技術。缺氣續航技術領先,寶馬、奔馳高端車型原配胎。

4. 馬牌(Continental)

國家:德國 成立時間:1871年

獨創ContiSilent靜音技術,胎內貼聚氨酯泡沫層降噪。從自行車胎到礦山巨胎全覆蓋,特斯拉Model 3/Y原配胎常見品牌。

5. 倍耐力(Pirelli)

國家:意大利 成立時間:1872年

法拉利、蘭博基尼、保時捷等品牌合作商,主打高性能和定製化。經典“P Zero”系列命名源自F1賽事,年曆藝術營銷出圈。

6. 鄧祿普(Dunlop)

國家:英國(現屬日本)成立時間:1888年

勒芒24小時耐力賽奪冠次數最多的輪胎品牌。1985年被住友收購後,技術偏向亞洲路況,性價比突出。

7. 韓泰(Hankook)

國家:韓國 成立時間:1941年

大衆、奧迪等車企經濟型車型原廠胎供應商。WRC(世界拉力錦標賽)中唯一亞洲輪胎品牌。江蘇/重慶設廠,國內中端市場佔有率超10%。

8. 優科豪馬(Yokohama)

國家:日本 成立時間:1917年

ADVAN系列主打低滾阻,日系混動車型常見原配胎。Geolandar系列AT/MT越野胎在北美市場熱銷。

9. 耐克森(Nexen)

國家:韓國 成立時間:1942年

以“半價米其林”著稱,國內網約車司機高復購率品牌。推出“CP672”等專爲中國路況設計的耐磨胎。被中國青島雙星集團收購,主打中低端市場。

10. 玲瓏(Linglong)

國家:中國 成立時間:1975年

全球輪胎20強中唯一中國品牌,紅旗、比亞迪等國產品牌原廠胎。泰國/塞爾維亞建廠,反攻歐洲替換胎市場。贊助英超狼隊、意甲尤文圖斯提升國際知名度。

常見輪胎品牌

參考文獻、書籍、網站和AI

楊陽,劉軍華,何燕,等.無內胎全鋼載重子午線輪胎三角膠構成對胎圈耐久性能的影響[J].橡膠科技,2014,12(09):39-42.

陳其忠. 輪胎結構設計對輪胎性能影響的研究[D].青島理工大學:12

《現代汽車輪胎技術》,莊繼德著,北京理工大學出版社,2001年

百度百科關鍵詞:輪胎、輪胎規格、輪胎載重指數

維基百科關鍵詞:輪胎

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deepseek、ChatGPT:輪胎技術

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