轮胎演变发展历程

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轮胎是汽车等各种机动车辆的重要性能零部件之一，其性能的优劣会直接影响到汽车的平顺性和稳定性，甚至还影响到动力性和燃油经济性。随着人们对汽车行驶速度、行驶安全性、操纵稳定性、乘坐舒适性和节能经济性等方面的要求不断提高，轮胎不仅要安全、经济、绿色环保，而且要式样新颖。因此，轮胎的新技术研发一直从未停止。当代汽车已被科技武装到牙齿，轮胎自然也是科技较量的重要战场。

　　轮胎的发展史
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4 V8 ?$ i# S6 F- @　　1845年，英国一个铁匠获得了第一个橡胶充气轮胎的专利权。
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　　1888年约翰·邓禄普制成了橡胶空心轮胎，随后托马斯又制造了带有气门开关的橡胶空心轮胎。

　　1891年，C.K.Welch发明了金属线胎圈轮胎。
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　　直到1908年至1912年间，轮胎才有了显著的变化，即胎面胶上有了提高使用性能的花纹，从而开拓了轮胎胎面花纹的历史，并增加了轮胎的断面宽度，允许采用较低的内压，以保证获得较好的缓冲性能。
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, l. B* P& Q. ~. y/ A& Q$ V- }! t! m　　1911年，美国哈德门轮胎和橡胶制品公司的财务管理员菲利普，在亚利山大·施特劳斯的文件中发现了施特劳斯于1894年的一次发明。利用这个发明他们推出了成套的内外胎轮胎，即用橡胶和织物织成外胎，里面装上橡胶内胎。至此，充气轮胎取得了完全的成功，汽车才真正穿上了现代化的"鞋子"。
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　　1930年米其林发明了无内胎轮胎。

/ Q% g7 u# D: v3 x. h5 w　　1946年米其林发明了子午线轮胎。

. b: f4 ~* s2 u1 v9 v2 ?$ O　　从汽车轮胎发展的历史我们不难看出，在前50年主要是解决如何提高轮胎的使用寿命问题，而近年来，由于汽车制造和交通运输部门对轮胎的要求日益苛刻，轮胎新技术研究的重点转到轮胎行驶性能、安全性能、舒适性能和经济性能上来。
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　　轮胎原料配方

3 I: `% A5 D. k1 V$ X　　我们都知道轮胎的主要原料是橡胶，但是仅仅只有橡胶是远远不够的，还需要向其中添加各种添加剂，使轮胎具有弹性好、滚动阻力小、耗油低、生热低、耐磨、耐穿刺、承载能力大、乘坐舒适等性能，很大程度上取决于轮胎原材料的开放和选用。

　　介绍以下几种近年来出现的轮胎新原料及添加剂。

　　充油天然橡胶(OENR)：不仅可以较大幅度地降低滚动阻力，而且也能使冰面抓着性能同时得到高。

6 z3 C' l9 q2 |( `3 m　　聚丁二烯橡胶：聚丁二烯橡胶与溶聚丁苯橡胶可并用作为节油轮胎胎面胶，具有这种胎面胶的轮胎有最佳的抓着力与磨耗的综合平衡性能，还有较低的滚动阻力，能节省燃料5%。

　　发泡橡胶：所谓发泡橡胶指的是具有许多微型独立气泡的橡胶。发泡率为20%～30%时可提高冰上摩擦系数3～4倍。
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     　这样，通过提高冰上摩擦系数可缩短10%～15%的轮胎制动距离。采用发泡橡胶的无防滑钉轮胎的冰上摩擦力虽然比不上镶钉轮胎，但其摩擦力非常接近。

　　聚氨脂弹性体：具有高耐磨、可着色、高耐切割性、优良的耐油及耐化学品等优点，而且对人体无毒害作用，又能完全生物降解，且不必添加炭黑和芳烃油，是制造轮胎胎面的理想材料。

, c# |7 M) B8 a, {0 Z　　白炭黑：白炭黑又称水合二氧化硅、活性二氧化硅和沉淀二氧化硅，通过使用特殊的聚合物和白炭黑/硅烷体系，可以获得高的湿路面牵引性能和湿路面刹车性能，并通过降低滚动阻力使燃料消耗降低5%。
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　　BoTred(以淀粉为基料的新型填充剂)：BoTred是一种以淀粉为基料的新型填充剂。先从玉米中提取玉米淀粉衍生物，变成微滴后经处理转换成生物聚合物填充剂。BloTred为球形粒子，便于将机械能降至最小和降低滚动阻力。
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/ x5 D; q$ s  [  O; S( j# n0 ~　　短纤维：短纤维的加入可以提高轮胎的刚性，使得轮胎在行驶过程中承受同样载荷时下沉量明显减小，即轮胎的变形减小，因而滚动阻力也下降；将短纤维用于轮胎胎面时，不仅可以提高胎面的刚性，而且可以使胎面的摩擦系数下降，滚动阻力系数降低，滚动阻力也相应下降。将短纤维应用于轮胎胎面及其它部位时，可通过短纤维的模量和各向异性来改变胶料的性能，以降低轮胎行驶过程中的噪声，另外还能提高轮胎的耐久性能。
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　　添加硅配方:其核心是在胎面橡胶中添加硅材料，含硅的轮胎在具备优异抓地力的同时，产生较少的能量损失，从而降低滚动阻力和磨耗力，实现比普通轮胎更胜一筹的省油效果，并尽可能地延长轮胎寿命。
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" |8 d" u  A. X; }5 o　　轮胎的帘线

　　由于有了帘线的出现，轮胎才会变得更加坚固，不易变形。子午线轮胎在整个轮胎产业中具有划时代的意义，子午线轮胎是胎体帘线按子午线方向排列，是帘线周向排列或接近周向排列的缓冲层紧紧箍在胎体上的一种新型轮胎。它由胎面、胎体、胎侧、缓冲层(或带束层)、胎圈、内衬层(或气密层)六个主要部分组成。按照胎体和带束层所用帘线材料不同，子午线轮胎可分为三种：全钢丝子午线轮胎、半钢丝子午线轮胎和全纤维子午线轮胎。

* F1 q: U/ O) \; M" Y, Z　　人造丝帘线：人造丝曾在轮胎帘线中占主要地位，因为成本、强度、耐疲劳等性能不佳，早已被尼龙所取代，但由于人造丝尺寸稳定性好，用其作为子午线轮胎胎体材料能获得优越的操纵性能，所以现在还常常用于高性能轮胎，在欧洲它仍然是轮胎的主要材料。欧洲的轮胎制造商坚持认为生产顶级性能的半钢子午线轮胎非人造丝莫属，理由是除尺寸稳定性外，发热低是聚酯望尘莫及的。

　　玻璃纤维帘线：研究表明，短玻璃纤维应用于胎面翻新胶料中(0.02～0.03份)可明显改善翻新轮胎的耐刺穿能力。玻璃纤维强度高、耐热、尺寸稳定，可用于子午线轮胎缓冲层和斜交轮胎保护层，其综合物理和机械性能最接近于金属帘线。
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& ~( c% H( R7 M+ ~6 Y; @) T　　芳族聚酰胺帘线：德国邓禄普公司最近成功地开发出带束层和钢丝圈都不采用钢丝而使用芳族聚酰胺纤维(凯夫拉)的超轻量轮胎。带束层和钢丝圈都采用芳族聚酰胺纤维在世界上尚属首次，取名为SPSPORT8000ULW的这种轮胎可减轻重量30%。这种轮胎除重量轻外，还具备如下优点：节约燃料费；提高乘坐舒适性；提高轮胎的接地性能；提高翻新性能。