從“木頭眼淚”到高科技輪胎

最早的輪胎

在巴西生長著一種三葉膠樹，樹上會產(chǎn)生一種可形成硬塊的黏膠，當?shù)厝朔Q之為“木頭的眼淚”。1770年，英國化學家偶然發(fā)現(xiàn)，這些硬塊能夠擦掉鉛筆的筆跡，于是杜撰了“橡膠”這個術語。不過，當這些天然橡膠被運到歐洲后，人們發(fā)現(xiàn)，天冷時它會變硬裂開，天熱時會變黏。1839年，美國的一位五金制品商在廚房爐子上偶然發(fā)明了一套把橡膠和硫磺同時加熱的工序，把這一過程稱之為“硫化過程”，硫化橡膠因而于1844年獲得專利。硫化過程使橡膠變得更實用。

充氣管狀輪胎的發(fā)明產(chǎn)生了可以平穩(wěn)行車的自行車，也使越來越多的人駕駛小汽車。要說到最早的汽車輪胎，當屬英國鐵路工程師湯姆森在1846年發(fā)明的充氣輪胎，它是由一條外胎和充氣內(nèi)胎構成的，用馬鬃或者空氣填充橡膠圈套。1847年，《科學·美國》雜志介紹了湯姆森的充氣輪胎，稱其為劃時代的改良。但是，當時的英國過于注重傳統(tǒng)的紳士化，為保護馬車，限制蒸汽車的發(fā)展，汽車的速度在市區(qū)被限定為時速3.2千米，郊區(qū)則為6.4千米。這樣，湯姆森的發(fā)明便沒有了市場，因此，慢慢地也就被人們遺忘了。

現(xiàn)代的橡膠輪胎出現(xiàn)大約是在此后的40年，它的發(fā)明者是英國獸醫(yī)鄧祿普。當時他的兒子向他要能夠使三輪腳踏車在鋪滿鵝卵石的路上行駛時可以起緩沖作用的東西，鄧祿普取一根花園里的橡皮水管，把它切成適當長度的兩段，然后把它們包裹在三輪腳踏車的后車輪上，在輪胎上插入一個閥門，把接口處用膠粘上，然后再注上水，顛簸果然小多了。以后，鄧祿普又將灌的水換成了空氣，震動就更小了。

1889年，鄧祿普將輪胎裝在自行車車輪上，在繞圈比賽中他超過了所有的對手。鄧祿普發(fā)明的充氣輪胎很快在自行車上得到了應用，并迅速邁向了汽車領域。在這以后沒有幾年時間，法國人米其林組裝出世界上第一輛配備橡膠輪胎的汽車，并駕駛它跑完了從巴黎到波爾多的600千米的路程。1930年，米其林又制造了世界上第一個無內(nèi)胎輪胎：1946年又發(fā)明了舉世聞名的子午線輪胎。

輪胎形形色色

時間能說明一切，到了今天，你絕不會為有人發(fā)明橡膠輪胎而感到吃驚。

2005年，人們狂熱追捧的是米其林公司的一種鏤空輪胎。這種輪胎集中了高科技的成分。首先，它是一種鏤空的輪子，最外層帶有保護胎面和胎冠的橡膠層。保護層不僅能起保護作用，而且還具有強大的附著能力。橡膠保護層下面則是彈性極佳、用專門技術編成的極度扭曲的彈簧條。在實際行駛中，這種鏤空輪胎不僅可以節(jié)省5％的燃油，而且還能減少內(nèi)摩擦，輪胎側面的強度也能增加5倍以上。

釘子似乎是輪胎的天敵，怎樣才能使輪胎不怕釘子呢?

十多年前就有人致力于此項研究。能有效防止車胎被扎的被稱作PAX系統(tǒng)。一些防扎米其林車胎是其中的佼佼者。最常見的防扎胎是由工人在輪緣內(nèi)部再鋪一層輪胎，因為輪緣特別厚，所以能夠承受相當大的負載，即使漏氣，也不會卷邊。另一種輪胎具有特殊結構，側壁的結構特別堅硬，即使漏氣，外胎也不會癟下去，制作外胎的是一種特殊的橡膠混合體。由于堅硬，乘坐安上這種輪胎的車子并不舒服，遇到稍不平坦的路面，車子就顛得厲害，并發(fā)出震耳的噪音。防扎輪胎的黃色橡膠層中充滿了凝膠狀的物體，只要扎破的小孔直徑不到6毫米，凝膠就因受大氣壓力的作用從破洞中涌出，凝結以后便會堵住漏洞。試驗的結果表明，這種防扎車胎能夠自動補上近50處漏洞，而且并不會影響行駛的速度。

對于司機來說，爆胎是令人最為沮喪的事。就像科學家將芯片植入野生動物皮下以跟蹤、觀察它們的行蹤那樣，如今，在新型輪胎上，人們也看到高科技的影子。設計人員在胎皮下植入了傳感器，它能靈敏地感受外胎上承受的氣壓和溫度。傳感器質(zhì)量僅7克，壽命為5年。傳感器上的信號可以通過車載無線電輸送給微型計算機，然后由電腦根據(jù)輪胎尺寸和型號、出廠的日期、當時的溫度、壓力、車上的負載，以及最高速度的限制來做自動調(diào)整。

目前，正在研發(fā)的一批車胎也引起了世人的關注，它是用有彈性的鋼螺旋組成(有點像輻射狀的鋼絲繩子)的鋼制輪圈代替橡膠胎，不僅不怕釘子扎，而且，即使有少量鋼螺旋斷裂，車子也不會出現(xiàn)大問題。

韓國生產(chǎn)的不怕扎輪胎與此有一些相似，只不過它的保護層是用一種高分子樹脂聚合物做成的，保護層的性能隨著路況的改變而改變，因此能夠適合從嚴寒到酷暑、從干旱到雨季的各種氣候條件。另外，研究人員還用磁場很強的永磁體做成的緊固件來代替普通的螺栓和螺母。緊固件的對側是一組螺線管，輪子在摩擦力很小的情況下旋轉，最終切割交變磁場產(chǎn)生一定的電力。

隨著高新技術的發(fā)展，正在研發(fā)中的輪胎越來越多，米其林公司研發(fā)的低碳輪胎性能更為出色。裝上這種低碳輪胎，可使汽車的耗油量每跑100千米降低0.2升。而且，這種輪胎的剎車性能特別好，當車子在路上以每小時80千米的速度行駛的時候，在距離目標物3米的地方緊急制動也不至于發(fā)生意外。

據(jù)不完全統(tǒng)計，裝上這種輪胎后，一輛載重卡車一年就能省下1噸柴油，而且，二氧化碳的排放量每千米能減少4克。