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二、充氣的輪胎發(fā)明

早期輪胎是免充氣的。是用木制或鐵制的車輪，汽車的懸架結(jié)構(gòu)也不完善，再加上路面行駛條件不好，盡管汽車行駛速度不高，但還是顛簸得厲害。

有位上校對(duì)乘坐早期汽車的感受如下追述：“是我初次嘗試不用馬拉的交通工具。1896年，我乘坐鐵輪的汽車在高低不平的花崗石路上行駛，車子的劇烈顛簸使我聯(lián)想到藥水瓶上的說明——服前搖勻”。

1845年，英國一個(gè)鐵匠獲得了個(gè)橡膠充氣輪胎的權(quán)。他用涂有橡膠的帆布制成內(nèi)胎，外面包上皮革以抵抗粗糙路面對(duì)它的磨損，然后充入空氣。

1900年實(shí)心橡膠輪胎幾乎普及。

為了提高實(shí)心胎的性能，當(dāng)時(shí)的制造商在橡膠內(nèi)胎中填充了五花八門的東西作為減震材料。實(shí)心胎應(yīng)用一直持續(xù)了很長(zhǎng)時(shí)間，但要提高實(shí)心胎的性能有很大的局限性，人們又把眼光投向了充氣輪胎上。

1895年，法國人米希藍(lán)把1888年發(fā)明的自行車充氣輪胎經(jīng)過改良后安裝在汽車上，參加巴黎至波爾多的比賽，才出現(xiàn)首輛使用這種輪胎的汽車。

1911年，美國哈德門輪胎和橡膠制品公司的財(cái)務(wù)管理員菲利普，在亞利山大·施特勞斯的文件中發(fā)現(xiàn)了施特勞斯于1894年的一次發(fā)明，即可織物在一個(gè)方向上拉伸而在另一個(gè)方向上卻不變。于是他們公司利用這一發(fā)明，推出了成套的內(nèi)外胎，即用橡膠和織物織成外胎，里面裝上橡膠內(nèi)胎。至此，充氣輪胎取得了的成功，汽車才真正穿上了現(xiàn)代化的“鞋子”。

充氣輪胎的出現(xiàn)是輪胎發(fā)展的巨大進(jìn)步 ，在給人帶來舒適的同時(shí)，也帶來了充氣、補(bǔ)胎、爆胎等新的煩惱。

空氣分子非常小，會(huì)從橡膠分子的縫隙跑出來，所以充氣輪胎經(jīng)常要補(bǔ)氣。充氣輪胎容易被釘子、玻璃等尖銳物扎破，有時(shí)會(huì)爆胎，需要補(bǔ)胎非常麻煩。如果是輕便的自行車輪胎沒氣了，推去補(bǔ)胎容易一些，如果是笨重的電動(dòng)自行車、摩托車輪胎沒氣了推去補(bǔ)胎的話，那就費(fèi)勁了，推著步行1公里，恐怕要筋疲力盡。要是汽車輪胎沒氣了那就寸步難行了。

高速運(yùn)動(dòng)的輪胎爆胎非常危險(xiǎn)，往往導(dǎo)致嚴(yán)重的交通事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國高速公路交通事故中有70%與輪胎有關(guān)，汽車爆胎真正成為高速公路上的“超級(jí)殺手”。由于車輛在高速路上行駛速度快，持續(xù)不斷的摩擦力會(huì)使輪胎的表面溫度和胎內(nèi)氣壓升高，對(duì)于“健康”的輪胎而言，溫度的升高和壓力的增加都能克服，但對(duì)于出現(xiàn)過度磨損或有明顯外傷、刮痕的輪胎，就難以承受巨大的壓力，因此輪胎“肇事”的幾率較高。

根據(jù)門的統(tǒng)計(jì)，因汽車輪胎漏氣爆胎而引發(fā)的嚴(yán)重交通事故占總體事故的46.8%。而在高速公路上，這一比例更高達(dá)60%-70%，是各種事故中比例的一種。據(jù)測(cè)試，汽車在時(shí)速160公里以上行駛時(shí)發(fā)生爆胎事故，駕乘人員的死亡率為99%。爆胎已與疲勞駕車、超速行駛并列為中國道路交通的三大殺手。

為了解決充氣輪胎的煩惱人們想了很多辦法。

①安全輪胎支撐系統(tǒng)安全輪胎的歷史可追溯到20世紀(jì)初葉，美國固特異輪胎橡膠公司于1934年取得防爆內(nèi)胎安全輪胎，1955年研制成功雙腔安全輪胎，1963年開始批量生產(chǎn)具有內(nèi)支撐物的安全輪胎——Double Engle，1970年藉Double Engle成為安全輪胎配套供應(yīng)商，1987年在紐約車展上推出EMT（Extended Mobility Tire，高機(jī)動(dòng)性輪胎）。1992年EMT被選為1994年款豪華轎車的推薦配件和1995年款豪華轎車的原裝配件，固特異因此而成為世界轎車安全輪胎配套供應(yīng)商。②輪胎自補(bǔ)膠水、硫酸銅、稀土、增膠粉，按比例混配，加入水和少量木屑，這就生產(chǎn)出了一種產(chǎn)品——快速膠，也叫輪胎自補(bǔ)膠，主要應(yīng)用于自行車、三輪車等非機(jī)動(dòng)車輛的車輪內(nèi)胎修補(bǔ)上，每只輪胎灌入1支~2支膠水，隨著車輪滾動(dòng)，可自動(dòng)給細(xì)小的釘刺孔洞補(bǔ)漏 。

聚氨酯是有塑料特性的一種材料。環(huán)境溫度對(duì)它的影響很大，低溫時(shí)會(huì)變硬、變脆，高溫時(shí)會(huì)變軟甚至?xí)蔀橐后w。聚氨酯輪胎由于是實(shí)心結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行時(shí)輪胎內(nèi)產(chǎn)生大量的熱量排不出去，輪胎會(huì)變軟，滾動(dòng)阻力增大，就是我們常說車子騎起來很沉；胎體發(fā)熱變軟會(huì)使輪胎失去支撐作用，進(jìn)而容易脫胎，嚴(yán)重時(shí)會(huì)爆胎。夏天乘騎裝有這種輪胎的車輛是非常危險(xiǎn)的事情。所以該種輪胎既不能用在自行車上，也不能用在電動(dòng)自行車上，摩托車等中高速車就更不行了。僅用在兒童車、車等低速低載重的車輛上。

開式結(jié)構(gòu)輪胎采用一種孔洞式的模仿拱橋結(jié)構(gòu)的輪胎，通過二級(jí)承載使輪胎的承載能力大大增強(qiáng)，結(jié)合改性的高分子聚氨酯材料，增加了耐磨性和耐高溫性，同時(shí)避免了原聚氨酯不耐高溫不耐低溫的不足。輪胎已經(jīng)大量應(yīng)用在自行車、車、電動(dòng)滑板車、電動(dòng)三輪車、無人車、電動(dòng)車、車、戰(zhàn)車等車型上。不足之處是暫時(shí)不能應(yīng)用在高速輪胎上且價(jià)格比其他免充氣輪胎貴。該結(jié)構(gòu)輪胎已獲多國。

免充氣空心輪胎系列產(chǎn)品是我國江蘇省的江先生經(jīng)過二十多年的潛心研究，終于研發(fā)成功，獲國內(nèi)外50多項(xiàng)。 該種輪胎采用高性能彈性材料、專有工藝制造，內(nèi)外胎一體，空腔結(jié)構(gòu)，具有不怕扎、彈性好、耐磨、滾動(dòng)阻力小等優(yōu)點(diǎn)，使用壽命是充氣胎的3倍以上。輪胎內(nèi)側(cè)設(shè)有熱交換器，使胎體內(nèi)外的熱冷空氣自動(dòng)交換，可以有效地降低胎體的溫度，大大延緩輪胎的老化。該輪胎解決了傳統(tǒng)充氣輪胎易漏氣、爆胎的難題，適用于自行車、電動(dòng)自行車、高爾夫球車、兒童車、老年代步車、醫(yī)療器械車、摩托助力車等各種車輛。榮獲中國優(yōu)秀獎(jiǎng)、國家發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎(jiǎng)、江蘇省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、江蘇省’333‘高層次人才、江蘇省優(yōu)秀金獎(jiǎng)、江蘇省優(yōu)秀發(fā)明人、江蘇省發(fā)明家、軍民融合貢獻(xiàn)獎(jiǎng)、中國國際與博覽會(huì)特別金獎(jiǎng)等100項(xiàng)多個(gè)榮譽(yù)獎(jiǎng)項(xiàng)。2000年江先生為了讓自己的發(fā)明成果造福社會(huì)，創(chuàng)立自己的實(shí)業(yè)公司，專業(yè)生產(chǎn)免充氣空心輪胎系列產(chǎn)品。產(chǎn)品現(xiàn)已形成五大系列、規(guī)格達(dá)八十多種，主要銷往美國、日本、歐洲、東南亞等20多個(gè)國家和地區(qū)。公司已通過ISO9001國際質(zhì)量管理體系、ISO14001環(huán)境管理體系認(rèn)證，被授予“江蘇省企業(yè)”、“江蘇省民營高科技企業(yè)”、“江蘇省知識(shí)產(chǎn)權(quán)*單位”等稱號(hào)。該種輪胎發(fā)明是輪胎產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要進(jìn)步。

長(zhǎng)期以來，車輛普遍使用的輪胎是充氣輪胎。這種輪胎是年英格蘭人發(fā)明的，在國際上他獲得了個(gè)充氣輪胎的權(quán)。這種輪胎在應(yīng)用中，因容易漏氣、爆破而經(jīng)常需要充氣、換胎、補(bǔ)胎，給人們的生產(chǎn)、生活帶來非常不便。特別是車輛在高速運(yùn)行時(shí)，會(huì)因突然爆胎出現(xiàn)車毀人亡等重大交通安全事故，國內(nèi)外許多科研和生產(chǎn)部門投入大量人力、財(cái)力、物力，力圖解決輪胎的免充氣和安全問題，但一直沒有實(shí)現(xiàn)突破性進(jìn)展。如20世紀(jì)年代中期，西德的希奈爾公司研制一種用纖維填充物填充聚胺脂混煉型橡膠生產(chǎn)的實(shí)心胎，因緩沖性能差而被淘汰。1977年美國卡爾菲利公司研制一種泡沫免充氣自行車胎，這種輪胎因耐老化性能和耐候性能差等缺點(diǎn)，也未能投入實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)用。

多年來，北京橡膠研究院、河北橡膠研究所、上海橡塑研究所和徐州橡膠廠、青島輪胎二廠、華林橡膠廠、湛江橡膠廠、威海輪胎有限公司等單位投入大量的人力物力，在免充氣輪胎生產(chǎn)技術(shù)上做了大量的研究工作，初步研究出了三種產(chǎn)品。

種是實(shí)心胎。這種輪胎的缺點(diǎn)：材料消耗大，胎體沉重，成本高，易爆破，不具備實(shí)用價(jià)值。

第二種是纖維實(shí)心胎。這種輪胎的缺點(diǎn)：生產(chǎn)工藝難度大，動(dòng)力消耗高，胎體沉重，緩沖性能差，成本大，也不具有實(shí)用價(jià)值。

第三種是泡沫實(shí)心胎。這種輪胎的缺點(diǎn)是：其胎體為塑料發(fā)泡而成，故耐候性較差，老化速度快，易松弛脫胎，尤其是連續(xù)較高速度運(yùn)行時(shí)胎心泡沫部分迅速軟化，繼而碎裂而無法使用，此種輪胎多年前就已試制，至今在實(shí)際應(yīng)用方面尚未取得進(jìn)展。