完整的循環：輪胎的歷史
從固體到氣動，從自行車到機動車，車輪和輪胎就像許多其他車輛部件一樣：我們認為它們是理所當然的。我們大多數人都習慣於定期更換汽車輪胎，但輪胎最終會磨損。人們很容易忘記（或忽略）在子午線輪胎、長壽命胎面、缺氣保用輪胎和 TPMS（胎壓監測系統）等創新出現之前的幾十年前有何不同。但是汽車一開始的輪胎是什麼樣子的呢？
我們不會嘗試記錄輪子的發明！
無論是由石頭、木頭、金屬還是某種組合製成的，輪子已經存在了數千年。我們在這裡感興趣的是汽車使用安裝在中心盤上的橡膠輪胎。
以下只是 100 多年橡膠輪胎創新和改進的亮點。它真正始於自行車，它在 1800 年代經歷了幾次流行的熱潮。我們將追溯輪胎從自行車到汽車的發展歷程，重點關注業內一些知名的里程碑。
自行車開始創新
無馬車推動需求
21 世紀
自行車開始創新
硫化橡膠
馬車需要堅固的輪子。由於 19 世紀的道路是堅硬的泥土、石頭，甚至是未鋪砌的田野，木頭或金屬輪子可以承受這些惡劣的條件。權衡是同樣艱難的旅程。橡膠可能被認為是一種替代材料，但在其自然狀態下，它是粘性的、有粘性的，並且會受到溫度波動的影響，在溫暖的天氣裡柔軟，在寒冷的天氣裡變脆。
1839 年，一位名叫查爾斯·古德伊爾（這個姓氏聽起來很耳熟）的人發明了一種硫化橡膠的工藝，橡膠的用途發生了變化。硫化橡膠將其轉化為更耐用的物質，可以形成一致的形狀，可以變形或彎曲，然後恢復到原來的形狀。換句話說，這是對硬輪的重大改進。
充氣輪胎
1880年代中期，歐洲人開始研發自行車，其風靡一時。最初的自行車車輪是木製的，但在 1860 年代的某個時候，引入了實心橡膠輪胎。儘管如此，橡膠材料雖然經久耐用，但對緩衝騎行的作用很小。 （自行車的早期暱稱是“bone-shaker”。）隨著自行車的進步，平均速度增加了。公眾希望對這種最新的交通時尚有更多的了解。 1888 年，一位名叫 John Dunlop（另一個熟悉的姓氏）的人希望他的小兒子能夠更舒適地騎自行車，發明了第一個實用的充氣輪胎。
巧合的是，汽車行業大約也是在同一時間誕生的。
可拆卸輪胎
這些早期輪胎永久安裝在車輪上。當實心橡膠輪胎磨損時，整個組件都會被更換。更大的問題出現在充氣輪胎上，因為修理過程既困難又耗時。儘管對 1890 年的英國發明家有一些說法，但第一個有效的可拆卸充氣輪胎通常歸功於愛德華·米其林（我們的第三位發明家，名字廣為人知），他於 1891 年為自行車輪胎申請了專利。
無馬車推動需求
花紋輪胎
橡膠輪胎最初是光滑的，因為對胎面花紋沒有內在需求（裝飾或營銷目的除外）。隨著道路的改善和速度的提高，以及與自行車不同的是，汽車全年在各種天氣下使用，因此需要更好的牽引力。 1904年，德國馬牌輪胎率先在輪胎上引入胎面花紋。到 1908 年，固特異輪胎公司發明了有助於在濕滑條件下牽引的溝槽輪胎。
內胎
早期的輪胎和車輪由無法充分容納氣壓的材料製成。這與低效的安裝技術和高胎壓相結合，導致要求所有輪胎在車輪和輪胎之間使用橡膠內胎來保持空氣。
斜交層結構
到 1910 年代，輪胎工程和製造已經發展到使用棉帘線材料片，以一定角度（“傾斜”）切割，分層，然後模製成橡膠片。因此誕生了“斜交輪胎”，直到 1960 年代，它一直是行業標準，至少在美國是這樣。
徑向結構
與許多其他輪胎技術一樣，子午線輪胎最初是在輪胎行業早期開發的，但由於設計不佳、缺乏製造技術訣竅以及未能找到市場而未能成功。 1948 年，米其林輪胎公司生產出第一款商用鋼帶子午線輪胎，之所以這樣命名是因為輪胎的帘線與車輪成 90 度角（徑向）。
這款米其林 X 子午線用於法國雪鐵龍，這是米其林當時恰好擁有的一家汽車公司。
斜帶結構
出於所有實用目的，子午線輪胎是在歐洲發明的，並在那裡非常流行。 Radials 承諾更長的使用壽命、更好的操控性和更高的燃油經濟性。歐洲和日本的其他輪胎公司開始製造它們，進而，這些大陸上的汽車公司也採用了這種輪胎。但在美國，由於美國輪胎公司對投資昂貴的設備來進行轉換猶豫不決，因此存在阻力。
美國汽車公司認為他們需要重新設計他們的懸架系統，拒絕了子午線輪胎，因為他們的車輛“太苛刻”。
固特異旨在達成妥協。 1967 年，他們將帶束斜交輪胎推向市場，這是一種帶有附加玻璃纖維帶束層的斜交輪胎。它的胎面壽命比斜交簾布層更長，可用於柔軟的美國汽車懸架。但它不是子午線輪胎。當 1973 年第一次天然氣危機襲來時，美國人開始購買更省油、配備子午線的進口產品，並要求自己的汽車行駛里程更長。到 1980 年代初，子午線輪胎最終被用於所有美國製造的汽車。
無內胎輪胎
內胎輪胎在 20 世紀的半個多世紀裡一直存在。早期改善輪胎/車輪密封和消除內胎的嘗試均未成功。 B.F. Goodrich Tire Company 於 1946 年申請了“無內胎充氣輪胎”的專利，直到 1952 年才獲得批准。第一輛使用無內胎輪胎的美國汽車是 1954 年的 Packard Clipper。
跑鞋
由於路面粗糙，輪胎漏氣對於那些勇敢的早期“汽車愛好者”來說是一個非常普遍的問題。美國花了很長時間才提供廣泛和改進的道路。 （美國州際公路系統直到 1956 年才開始使用。）汽車通常攜帶不止一個備件。如果司機不能自己修理公寓，修理站可能在很多英里之外。鄧祿普輪胎公司在 1970 年代至 80 年代期間製造了第一個大規模、商業上成功的“故障安全”車輪/輪胎組合，最終使其成為某些英國車型的標準配置。
即使在現代，爆胎充其量也會成為浪費時間的不便，最壞的情況下會成為致命的高速公路危險。輪胎雖然被刺破但仍可短距離行駛的概念仍然具有吸引力，儘管較高的成本是不利因素。一些汽車製造商轉向使用洩氣保用輪胎，不僅是為了安全，也是為了省去備胎、減輕重量、後備箱空間，當然還有成本。
21 世紀
輪胎壓力監測系統 (TPMS) 是在美國銷售的所有新車的標准設備。該系統通過在輪胎壓力過低時向駕駛員發出預警來提供額外的安全層。從缺氣保用輪胎開始轉向 TPMS 的輪胎公司已經開始進一步想出辦法來徹底消除低壓或無壓力問題。
過去幾年在互聯網上流傳的是無氣輪胎的概念，也稱為 NPT，即非充氣輪胎。現代塑料與現代製造技術相結合，產生了一體式塑料車輪/輪胎（有時稱為 tweel），其強度足以支撐汽車的重量，同時還能抵抗高速行駛時的變形。仍然有很多缺點：它們更重，滾動阻力高，散熱不好。這並沒有阻止米其林和普利司通等公司繼續發展。
隨著我們繼續朝著自動駕駛汽車的方向發展，這對現代輪胎意味著什麼？如果乘員不再開車，他們可能對更換公寓更不感興趣，因此預計會看到缺氣保用車增加到目前市場的 3% 以上。然而，我們所知道的輪胎還沒有任何進展，新的胎面技術可能意味著漸進式改進。
與此同時，我們有幸能夠購買到最先進的輪胎，為我們提供早期固特異、鄧祿普和米其林無法想像的性能、舒適性和安全性！
*Richard Reina 是 CARiD.com 的產品培訓師和終身汽車愛好者。
