漲姿勢啦,腳踏車輪神奇編年史

漲姿勢啦,腳踏車輪神奇編年史

最早的車輪是實心木質,即只有“輪”沒有“胎”。後來為了增強車輪的耐磨性,發明了在木質車輪外側包覆一層鍛造成圓弧形狀鋼板的技術 。

1839年查爾斯古德伊爾(Charles Goodyear)發明硫化橡膠後,橡膠輪胎開始在各種車輛上得到廣泛應用。但直至19世紀末期,汽車上所安裝的橡膠輪胎均是實心的。這種輪胎吸收路面衝擊的能力很差,導致汽車行駛時震動劇烈、噪音大。雖然當時汽車的速度很慢,但為了應對路面的衝擊,懸架和車身不得不設計得十分笨重以增加機械強度。

充氣輪胎的誕生

1845年蘇格蘭人羅伯特湯姆森(Robert William Thomson)首先發明瞭充氣輪胎並獲得了專利。但受到當時橡膠生產工藝和汽車工業發展狀況的限制,他的充氣輪胎技術未能得到廣泛的使用。

充氣輪胎的技術被擱置42年後,另一位蘇格蘭人約翰鄧祿普(John Boyd Dunlop)於1887年發明了首個具有實際使用價值的三輪車充氣輪胎。在1889年一位名為Willie Hume的腳踏車運動員利用了鄧祿普的充氣輪胎在比賽中取得了優異成績後,充氣輪胎技術開始變得家喻戶曉。

1891年愛德華和安德魯米其林(douard & André Michelin)兄弟發明了可在十五分鐘內拆換的充氣式腳踏車輪胎。這一產品迅速被當時的腳踏車運動員採用。在1895年,他們首先開發出了適用於汽車的充氣輪胎並裝備在自己設計的賽車上。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,在巴黎轟動一時。憑藉其充氣輪胎的技術優勢,在1900至1912年,米其林輪胎在所有大型國際汽車賽事中都取得了成功。

子午線輪胎(Radial tire)

1915年,美國聖地亞哥(San Diego)的輪胎製造商和發明家亞瑟薩維奇(Arthur William Savage)取得了首個子午線輪胎的專利。1946年,米其林公司進一步改善了子午線輪胎的設計並實現了大規模生產,在1949年將其正式推向市場。在此後的30年中,米其林公司不斷擴大其在子午線輪胎上的技術優勢,先後推出了首條卡車、摩托車、工程機械車、農用車、飛機的子午線輪胎。

子午線輪胎與另一種輪胎結構——斜交輪胎的主要區別是這兩種輪胎的胎體結構不同。

斜交輪胎的胎體簾布層是由數層掛膠簾布組成的。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於斜交輪胎,它的簾線並不相互交叉,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。由於行駛時輪胎要承受較大的切向作用力,為保證簾線的穩固,在子午線輪胎胎體的外部有若干層由高強度、不易拉伸的材料製成的帶束層。 子午線輪胎的胎體結構使其具有更好的緩衝效能和附著力,因此可顯著改善車輛的舒適性和操控性。在高速行駛時,子午線輪胎簾線間的摩擦比斜交輪胎輕微,發熱量小。因此具有耐磨、滾動阻力小、極限速度高的優點。

無內胎輪胎(tubeless tire)

無內胎輪胎是指無需內胎,靠外胎與輪圈的配合即可實現氣密的輪胎結構。在國內被俗稱為“真空胎”。實際上, “真空胎”內部並非真空,而是與普通輪胎一樣充滿了壓縮空氣的。

與傳統有內胎輪胎相比,無內胎輪胎不存在內胎與外胎間的摩擦。這就降低了輪胎的滾動時的產熱、阻力、噪聲和震動,提高了車輛燃油經濟性和舒適性。同時,使用無內胎輪胎可降低整個車輪的重量,改善車輛的舒適性和操控性。另外無內胎輪胎的氣壓較低,被扎破時會緩慢地漏氣,從而為駕駛員提供更多控制車輛的機會。

1955年起無內胎輪胎成為了新上市車型的標準配置。

低滾動阻力的“綠色”輪胎

汽車所消耗近五分之一的燃油用於克服行駛時輪胎的滾動阻力,因此降低輪胎的滾動阻力是提高汽車燃油經濟性的重要手段之一。

1992年米其林綠色輪胎面市。米其林綠色輪胎是將矽原料作為碳黑的部分替代物融入到輪胎胎面中,矽有助於在不降低輪胎抓地力(尤其是在溼滑路面上)和耐磨性的前提下,降低25%左右的滾動阻力。這項技術可使車輛每百公里油耗可減少0。15升左右。

輪轂電機(Wheel hub motor)和“主動車輪”

輪轂電機技術是指將制動系統和驅動車輪的電機和傳動系統整合至車輪內部,因此可大大簡化電動汽車的機械結構。 由於4個車輪都由獨立的電機驅動,可十分容易地實現對4個車輪驅動力的獨立控制,可顯著改善車輛的動態效能和越野效能。

米其林的主動電機技術,是在普通輪轂電機技術基礎之上的又一次創新。透過減少部件的尺寸,米其林成功地將剎車盤、驅動電機和主動懸架整合到了車輪內部。可大大簡化汽車底盤結構,為乘客和電池組騰出更多可用的空間。由於通常需要佔用很大空間的主動懸架被整合至車輪內部,使得微型電動汽車也可配備主動懸架,從而顯著提高其舒適性和操控性。

無空氣輪胎

2005年,米其林公司推出了Tweel無空氣輪胎技術。這種輪胎的結構是,以橡膠製造的胎面和輪轂間透過柔軟易變形的聚氨酯輪輻連線,使輪輞和輪胎形成一個整體。

Tweel輪胎聚氨酯輪輻結構的最大優勢是使輪胎設計師可以分別最佳化其縱向剛性(對應舒適性)和橫向剛性(對應操控性),以實現操控性和舒適性兼顧。使Tweel具有超過傳統充氣輪胎的效能。此外米其林的Tweel 輪胎還具有無需保養、更加耐磨、易於回收利用的優點。NASA正在與米其林聯手研發將用於下一代月球車車輪的基於Tweel的輪胎技術。