车上这个部件已经用了5000年,为啥还要每过几年就要换?

2023-03-07

无论是我们天天代步的汽车,还是火车飞机,甚至于探索地外星球的探测器都会用到轮胎。虽说轮胎上天入地无所不能,但也是我们平时几乎不会去关注的东西。

它的存在感到底有多弱呢?

问大家一个问题就能说明,世界上第一个轮子是什么时候诞生的呢?

可能在座的各位没人可以第一时间回答上来!甚至于连一些考古学家们也未必能答得上来。


以目前考古发现

车轮的应用历史将近5000年


对于轮子是什么时候被发明这件事,很多人猜测车轮的发明应该出自青铜器时代。

为了印证观点,全球各地的考古学家到处搜集证据。

比如在德国与丹麦交接位置巨石墓地发现公元前2700年的“车辙印”;在波兰出土公元前2600余年的陶罐上发现了车型图案;也有在叙利亚境内的遗址发现距今2400多年的“车形”壁画。



再往前推还有公元前4000多年前的苏美尔文明记载过使用圆形轮状设备制作陶器了。

没错,就是我们做陶器艺术的那个旋转底座。



苏美尔文明不仅有陶器转轮,还有单独轮轴的手推车,虽然比较原始但至少比人肉自己扛着来的有效很多。



而在古代中国有考证认为公元前2000多年的夏朝发明了车和车轮,并且在殉葬物品中发现了畜力车的残骸,包括了车厢,车辕,车轮等。



可以说在公元前的4-5000年里,全球各个古文明或多或少已经掌握了相对成熟的车轮制造和应用技术。

由此不少科学家猜测车轮存在历史可能超过5000年,甚至更久之前。


时间来到大航海时代,车轮也应用在风帆船舶和火器上,也随着哥伦布两次探索新大陆,于公元1496年在西印度群岛的当地土著民手中,发现了橡胶这一富有弹性且耐磨的神奇物品。



但哥伦布对于每周印第安土著的黄金更感兴趣,一直到了200多年后的1736年法国科学家康达明才将橡胶引入欧洲,就此开启了近代车轮转向轮胎发展的新篇章,此后的天然橡胶被包覆在传统刚性车轮上作为减震用途火遍了整个欧洲。


从天然橡胶到硫化橡胶

现代车轮的雏形源于19世纪欧洲


天然橡胶刚进入欧洲时,主要用途还是用来做雨衣、雨靴,再到后来,市场上又出现了一些其他的橡胶制品,橡胶管之类的,以生活日用品为主。等到了1823年之后,第一批雨鞋被出口到了美国,橡胶终于见到了改变它命运的那个人。


这个就是我们现在所熟知的轮胎品牌——固特异有关的那个人

硫化橡胶的发明者——查尔斯·固特异。



偶然一次意外固特异把缠有硫磺的橡胶团掉进了一个滚烫的煎锅里面,结果发现橡胶没有被高温融化,倒出来一看反而变得更坚固,更有韧性了。



就这样通过一次意外研究出了最早的硫化橡胶的配方,彻底改进了橡胶的性能,在1844年拿到了《金属橡胶弹性体化合物》发明专利。

在1851年的万国工业博览会,固特异硫化橡胶工艺得到了世界认可,成为了各种橡胶制品主要原料。



为了纪念固特异做出的科研贡献,固特异轮胎公司于1898年成立开始制造橡胶车轮。

1912年,固特异第一个在量产的轮胎里运用炭黑添加剂,从此轮胎就进入到“黑色时代”。



不过这时候车轮虽然已经是硫化橡胶,但和现代车轮还有一个本质区别,没有充气!

在同时期的英国,轮胎减震问题被一个苏格兰的兽医给解决了,名叫约翰·博伊德·登禄普。

没错,就是现在大家所知的邓禄普轮胎的那个邓禄普。

他给十岁的儿子买了一辆三轮自行车,但儿子天天吐槽车太颠。因为轮胎是橡胶实心轮胎,在满是石子路上骑特别难受。



就是自己儿子的抱怨激起了一个父亲的创造力,他利用自己工作中的医用橡胶管尝试制作轮胎,将管子里充满气起到避震效果。结果发现效果拔群



经过反复试验,他发现橡胶管里的气压越高,承重就越好,同时在橡胶管外包上一层帆布还能起到防爆作用。

于是,1888年世界上第一条充气轮胎的雏形就这样诞生了!


就此来到了20世纪,轮胎科技已经解决了部分耐用和舒适问题。

但对于德国的马牌还是不够用,当时的轮胎,都是没有花纹的“光头胎”,虽然晴天抓地很好,但到了雨天几乎没法用……

因为德国汉诺威属于西北部地区,气候常年湿润多雨。



雨水会让轮胎打滑,使得轮胎和地面无法直接接触(路面存在水膜的原因)。

不少贵族在雨天出行常常发生事故,于是德国马牌想到了一个主意——给轮胎刻上花纹和沟槽!这样轮胎滚动时,路面上的水就进入花纹沟槽然后再“甩出去”(甩水)。



同时马牌与戴姆勒·奔驰在合作的几年时间里累积了大量赛车轮胎制造经验,,终于在1904年成功生产出了世界上第一条带花纹的轮胎。

并在1909年,德国马牌与拜耳化学公司合作,生产出世界第一条合成橡胶轮胎实验胎,改善了轮胎的性能和寿命。


有了花纹,有了硫化橡胶,又有了充气胎,似乎现代汽车轮胎的雏形已经全到位了吧?

不,还缺轮胎的核心部分——骨架帘布层。


传统欧洲列强法国人自然也贡献出了一份力。

当时的轮胎结构和我们现在的自行车轮胎一样,分“外胎”和“内胎”。这种设计一直沿用至二战结束。在战争中路面环境差,时常会有尖锐的金属碎片,轮胎压到就会当场爆炸,车辆非常容易失控。



虽然英国早在1913年就开始研究了,但受制于材料工艺限制只能放弃。但是远在法国的米其林可没放弃这项研究,终于在1946年成功研发出子午线轮胎。



这种轮胎轮胎被扎后不会突然爆炸,而是缓慢的漏气,安全系数高了不少。

并在1948年米其林量产出了全人类第一条“全钢子午线轮胎”,适合卡车等大型车辆,但给轿车使用却远远不够(太硬了)。


多年后的意大利看到了米其林的发明人便开始琢磨起“舒适性优化”。


用不同的材料取代纲丝,尝试把轮胎做软。经过7年多的试验,最终发现尼龙和聚酯纤维可以替代钢丝帘线!



于是乎1955年全世界第一个“半钢子午线轮胎”专利诞生在了倍耐力,从此小车也有了耐用舒适的子午线轮胎了。


至此现代轮胎应该有的样子都有了!

可以说没有他们,人类就没有今天的现代化轮胎!


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