安全輪胎的歷史可追溯到20世紀初葉,美國固特異輪胎橡膠公司于1934年取得防爆內胎安全輪胎專利,1955年研制成功雙腔安全輪胎,1963年開始批量生產具有內支撐物的安全輪胎——Double Engle,1970年藉Double Engle成為賽車安全輪胎配套供應商,1987年在紐約車展上推出首批EMT(Extended Mobility Tire,高機動性輪胎)。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首家轎車安全輪胎配套供應商。
如果以固特異取得首項安全輪胎專利作為安全輪胎歷史的起點,從1934 年到如今已經過去了70個年頭,這期間跨越著兩個世紀。在世界輪胎工業史上,幾十年來不間斷地進行研發,新品層出不窮,卻始終未能實現大規模應用的產品恐怕就只有安全輪胎了。
1. 安全輪胎發展初期:技術探索,百花齊放
“抗刺扎、防爆破、失壓后還能走”是安全輪胎的三點基本要求。對于“失壓后還能走”,其衡量指標包括失壓后的行駛速度和駛出距離。就保證汽車暫時穩定行駛的安全輪胎而言,汽車工業目前的標準是以50~55英里/小時(80~88公里/小時)速度駛出100英里(160公里)。為了達到這個目的,在過去70年中,尤其是前60年,人們嘗試過許多方法,可謂五花八門,各有利弊。
經過長期的探索和反復試驗,到20 世紀90年代中后期,有些方法已經被淘汰,譬如簡單地在胎面膠內埋置小金屬片、防爆內胎、多腔等;有些方法雖然尚在應用,但其產品無市場或原有市場已明顯萎縮,譬如自封;有些方法則得到完善而逐漸上升為主流技術,譬如胎側補強、內支撐物、特制輪輞。在此期間出現了一種新的趨勢,那就是將多種原來單獨使用的方法組合起來,加以整合優化,演變成能夠制造出綜合性能更好、更有競爭力的安全輪胎的新技術,譬如胎側補強+內支撐物、特制輪輞+胎側補強、特制輪輞+內支撐物。
可以這樣說,從20世紀30年代到90年代中后期大約60多年時間內,安全輪胎由技術探索,百花齊放,過渡到相對集中和基本定型,完成了技術方法篩選和工藝路線確定這一歷史過程,從發展初期步入了發展中期。
2. 安全輪胎發展中期:技術優化,漸成流派
從20世紀90年代中后期開始,安全輪胎的工作重點已轉移到使技術更精純、工藝更成熟、產品更有效。如前所述,在初期發展的基礎上,經過整合優化,目前安全輪胎技術已形成由輪胎結構來劃分的兩大類和以配套輪輞來劃分的兩大類。
若以輪胎結構來劃分,有兩大類安全輪胎技術:① 自封式安全輪胎——在胎腔或密封層內預先充入足量密封劑,輪胎遭外物刺穿后,密封劑自動流到穿孔處,堵塞洞孔,阻止輪胎充氣內壓下降,從而維持正常行駛狀態;②剛性支撐式安全輪胎——又可細分為自體支撐型和加物支撐型兩種。前者與普通輪胎相比,并未增加任何部件,只是通過特殊設計或增強原有的某個部件,使輪胎失壓后保持行駛輪廓,典型的例子是胎側補強型;后者通過引進普通輪胎所沒有的部件,達到輪胎失壓后保持行駛輪廓的目的,典型的例子是內支撐物型。
若以配套輪輞來劃分,也有兩大類安全輪胎技術:①普通(標準)輪輞型;②特制(非標)輪輞型。
若以用途來劃分,同樣有兩大類:①保證汽車暫時穩定行駛的安全輪胎;②長時間連續行駛的安全輪胎。
上述前兩種分類條件,其實也可理解為制造安全輪胎的技術手段,亦即:① 自封技術;②剛性支撐技術;③特制(非標)輪輞技術。如前所述,發展初期的安全輪胎大都可歸入某個單一的分類,也就是說,當時由于條件限制,比較傾向于采用單一的技術手段來制造安全輪胎。越是發展到后來,就越難歸入某一類,因為現有的安全輪胎已經是應用多種技術的組合體。
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