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　　輪胎是汽車等各種機(jī)動車輛的重要性能零部件之一，其性能的優(yōu)劣會直接影響到汽車的平順性和穩(wěn)定性，甚至還影響到動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。隨著人們對汽車行駛速度、行駛安全性、操縱穩(wěn)定性、乘坐舒適性和節(jié)能經(jīng)濟(jì)性等方面的要求不斷提高，輪胎不僅要安全、經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保，而且要式樣新穎。因此，輪胎的新技術(shù)研發(fā)一直從未停止。當(dāng)代汽車已被科技武裝到牙齒，輪胎自然也是科技較量的重要戰(zhàn)場。

　　輪胎的發(fā)展史

　　1845年，英國一個(gè)鐵匠獲得了第一個(gè)橡膠充氣輪胎的專利權(quán)。

　　1888年約翰·鄧祿普制成了橡膠空心輪胎，隨后托馬斯又制造了帶有氣門開關(guān)的橡膠空心輪胎。

　　1891年，C.K. Welch發(fā)明了金屬線胎圈輪胎。

　　直到1908年至1912年間，輪胎才有了顯著的變化，即胎面膠上有了提高使用性能的花紋，從而開拓了輪胎胎面花紋的歷史，并增加了輪胎的斷面寬度，允許采用較低的內(nèi)壓，以保證獲得較好的緩沖性能。

　　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。利用這個(gè)發(fā)明他們推出了成套的內(nèi)外胎輪胎，即用橡膠和織物織成外胎，里面裝上橡膠內(nèi)胎。至此，充氣輪胎取得了完全的成功，汽車才真正穿上了現(xiàn)代化的"鞋子"。

　　1930年米其林發(fā)明了無內(nèi)胎輪胎。

　　1946年米其林發(fā)明了子午線輪胎。

　　從汽車輪胎發(fā)展的歷史我們不難看出，在前50年主要是解決如何提高輪胎的使用壽命問題，而近年來，由于汽車制造和交通運(yùn)輸部門對輪胎的要求日益苛刻，輪胎新技術(shù)研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)到輪胎行駛性能、安全性能、舒適性能和經(jīng)濟(jì)性能上來。

　　輪胎原料配方

　　我們都知道輪胎的主要原料是橡膠，但是僅僅只有橡膠是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要向其中添加各種添加劑，使輪胎具有彈性好、滾動阻力小、耗油低、生熱低、耐磨、耐穿刺、承載能力大、乘坐舒適等性能，很大程度上取決于輪胎原材料的開放和選用。

　　介紹以下幾種近年來出現(xiàn)的輪胎新原料及添加劑。

　　充油天然橡膠(OENR)：不僅可以較大幅度地降低滾動阻力，而且也能使冰面抓著性能同時(shí)得到高。

　　聚丁二烯橡膠：聚丁二烯橡膠與溶聚丁苯橡膠可并用作為節(jié)油輪胎胎面膠，具有這種胎面膠的輪胎有最佳的抓著力與磨耗的綜合平衡性能，還有較低的滾動阻力，能節(jié)省燃料5%。

　　發(fā)泡橡膠：所謂發(fā)泡橡膠指的是具有許多微型獨(dú)立氣泡的橡膠。發(fā)泡率為20%～30%時(shí)可提高冰上摩擦系數(shù)3～4倍。這樣，通過提高冰上摩擦系數(shù)可縮短10%～15% 的輪胎制動距離。采用發(fā)泡橡膠的無防滑釘輪胎的冰上摩擦力雖然比不上鑲釘輪胎，但其摩擦力非常接近。

　　聚氨脂彈性體：具有高耐磨、可著色、高耐切割性、優(yōu)良的耐油及耐化學(xué)品等優(yōu)點(diǎn)，而且對人體無毒害作用，又能完全生物降解，且不必添加炭黑和芳烴油，是制造輪胎胎面的理想材料。

　　白炭黑：白炭黑又稱水合二氧化硅、活性二氧化硅和沉淀二氧化硅，通過使用特殊的聚合物和白炭黑/硅烷體系，可以獲得高的濕路面牽引性能和濕路面剎車性能，并通過降低滾動阻力使燃料消耗降低5%。

　　BoTred(以淀粉為基料的新型填充劑)： BoTred是一種以淀粉為基料的新型填充劑。先從玉米中提取玉米淀粉衍生物，變成微滴后經(jīng)處理轉(zhuǎn)換成生物聚合物填充劑。BloTred為球形粒子，便于將機(jī)械能降至最小和降低滾動阻力。

　　短纖維：短纖維的加入可以提高輪胎的剛性，使得輪胎在行駛過程中承受同樣載荷時(shí)下沉量明顯減小，即輪胎的變形減小，因而滾動阻力也下降;將短纖維用于輪胎胎面時(shí)，不僅可以提高胎面的剛性，而且可以使胎面的摩擦系數(shù)下降，滾動阻力系數(shù)降低，滾動阻力也相應(yīng)下降。將短纖維應(yīng)用于輪胎胎面及其它部位時(shí)，可通過短纖維的模量和各向異性來改變膠料的性能，以降低輪胎行駛過程中的噪聲，另外還能提高輪胎的耐久性能。

　　添加硅配方:其核心是在胎面橡膠中添加硅材料，含硅的輪胎在具備優(yōu)異抓地力的同時(shí)，產(chǎn)生較少的能量損失，從而降低滾動阻力和磨耗力，實(shí)現(xiàn)比普通輪胎更勝一籌的省油效果，并盡可能地延長輪胎壽命。

　　輪胎的簾線

　　由于有了簾線的出現(xiàn)，輪胎才會變得更加堅(jiān)固，不易變形。子午線輪胎在整個(gè)輪胎產(chǎn)業(yè)中具有劃時(shí)代的意義，子午線輪胎是胎體簾線按子午線方向排列，是簾線周向排列或接近周向排列的緩沖層緊緊箍在胎體上的一種新型輪胎。它由胎面、胎體、胎側(cè)、緩沖層(或帶束層)、胎圈、內(nèi)襯層(或氣密層)六個(gè)主要部分組成。按照胎體和帶束層所用簾線材料不同，子午線輪胎可分為三種：全鋼絲子午線輪胎、半鋼絲子午線輪胎和全纖維子午線輪胎。

　　人造絲簾線：人造絲曾在輪胎簾線中占主要地位，因?yàn)槌杀尽?qiáng)度、耐疲勞等性能不佳，早已被尼龍所取代，但由于人造絲尺寸穩(wěn)定性好，用其作為子午線輪胎胎體材料能獲得優(yōu)越的操縱性能，所以現(xiàn)在還常常用于高性能輪胎，在歐洲它仍然是輪胎的主要材料。歐洲的輪胎制造商堅(jiān)持認(rèn)為生產(chǎn)頂級性能的半鋼子午線輪胎非人造絲莫屬，理由是除尺寸穩(wěn)定性外，發(fā)熱低是聚酯望塵莫及的。

　　玻璃纖維簾線：研究表明，短玻璃纖維應(yīng)用于胎面翻新膠料中(0.02～0.03份)可明顯改善翻新輪胎的耐刺穿能力。玻璃纖維強(qiáng)度高、耐熱、尺寸穩(wěn)定，可用于子午線輪胎緩沖層和斜交輪胎保護(hù)層，其綜合物理和機(jī)械性能最接近于金屬簾線。

　　芳族聚酰胺簾線：德國鄧祿普公司最近成功地開發(fā)出帶束層和鋼絲圈都不采用鋼絲而使用芳族聚酰胺纖維(凱夫拉)的超輕量輪胎。帶束層和鋼絲圈都采用芳族聚酰胺纖維在世界上尚屬首次，取名為SP SPORT 8000 ULW 的這種輪胎可減輕重量30%。這種輪胎除重量輕外，還具備如下優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約燃料費(fèi);提高乘坐舒適性;提高輪胎的接地性能;提高翻新性能。

　　鋼絲纖維簾線：是轎車輪胎、子午線輕型載重輪胎、子午線載重輪胎和公共汽車輪胎帶束層常用的主要材料。輪胎用鋼絲骨架材料的發(fā)展主要體現(xiàn)在新技術(shù)、新產(chǎn)品(新結(jié)構(gòu)鋼絲簾線)方面，主要的目的是為輪胎行業(yè)提供性能更優(yōu)、選用范圍更寬的鋼絲骨架材料。近年來，高強(qiáng)度鋼絲簾線在國外輪胎制造業(yè)中被大量采用，其強(qiáng)度超出普通鋼絲簾線20%～40%。

　　TIPS：輪胎為什么是黑色的?

　　其實(shí)早在十九世紀(jì)，汽車橡膠輪胎由于添加劑的不同，其顏色并不固定。到1915年，由于采用碳元素與碳?xì)浠衔锔邷啬鄣墓に嚕鹉z呈現(xiàn)墨水般的純黑色，而且耐磨性達(dá)到前所未有的水準(zhǔn)。此后，橡膠輪胎進(jìn)入黑色一統(tǒng)天下的漫長時(shí)期。在二十世紀(jì)三、四十年代，國外許多擁有轎車的人為了顯示自己的財(cái)富與社會地位，紛紛把輪胎的外側(cè)壁刷上白色油漆，以區(qū)別他人，體現(xiàn)個(gè)性。但是這種輪胎美容法最大的缺點(diǎn)就是輪胎使用一段時(shí)間后，油漆會逐漸剝落，胎側(cè)斑駁，很不雅觀，這種方式逐漸被冷落了。到20世紀(jì)601年代，使用白色橡膠的白色橡膠輪胎又見復(fù)蘇，不過這種輪胎的強(qiáng)度和反抗撕烈性能較差，耐老化性能差，成本也較為昂貴，使用時(shí)間稍久，膠料就會慢慢變黃變棕，失去原來的裝飾效果。80年代，日本、德國和美國等發(fā)達(dá)國家曾重新生產(chǎn)并投入胎側(cè)帶有白色字體或環(huán)帶的輪胎，美國的固特異公司甚至還設(shè)計(jì)出一種全透明的輪胎，它在夜間可以照明。90年代，米其林公司與法國一家化工集團(tuán)合作，用二氧化硅取代碳，取得了良好的效果。由于二氧化硅的固有顏色是白色，可以加入任意不同的染色劑輪胎從而可以任意選擇顏色了。近些年來，隨著新型橡膠防老化劑和白色以及淺色橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑的出現(xiàn)，又進(jìn)一步推動了裝飾輪胎的發(fā)展。不過無論如何，彩色輪胎始終只能作為裝飾輪胎使用，其成本性能等很多方面還是無法與人們使用了數(shù)十年的黑色輪胎相提并論，所以，汽車輪胎仍是黑色的。