本刊綜合
如果說車輪是汽車的“腳”,那么輪胎就是汽車的“鞋”。輪胎對(duì)于現(xiàn)代人類的意義不言而喻。在經(jīng)歷了木胎、金屬胎等輪胎的更替后,如今被廣泛使用的橡膠輪胎又有著怎樣的發(fā)明故事呢?
東方“膠水”——橡膠
16世紀(jì),西班牙探險(xiǎn)家踏上了南美洲大陸,他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)睾⑼娴哪z球是用一種濃稠液體制成的,捏起來有黏性,落地后彈得很高,雨天穿上被這種濃稠液體涂抹過的衣物還能防止被淋濕。一番尋根究底之后,人們發(fā)現(xiàn)這種類似“乳汁”的天然黏合材料來自橡膠樹。后來,天然橡膠被帶回了歐洲,并逐漸被推廣開來。
1819年,蘇格蘭化學(xué)家發(fā)現(xiàn)橡膠可以被煤焦油溶解,人們開始用橡膠制作防水布。1822年,世界上第一家橡膠工廠在英國格拉斯哥建立,橡膠正式進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)階段。然而,當(dāng)時(shí)生產(chǎn)的橡膠對(duì)溫度較敏感——溫度過高會(huì)使其軟化變黏稠,散發(fā)異味;溫度過低會(huì)使其變脆、變硬,甚至不能使用。
為解決橡膠的這些“頑癥”,美國人固特異進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)。一次,他偶然將橡膠、氧化鉛和硫黃一同加熱,得到了一種類似皮革的物質(zhì),經(jīng)過一系列改進(jìn)后制成的橡膠彈性在低于沸點(diǎn)的溫度下不會(huì)分解?!跋鹉z硫化技術(shù)”的出現(xiàn)為橡膠輪胎的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。
橡膠輪胎的初現(xiàn)與蛻變
在橡膠輪胎出現(xiàn)之前,人們以使用木質(zhì)或鐵質(zhì)車輪為主。1867年,人們用橡膠將木質(zhì)或金屬實(shí)心車輪包裹,起到緩沖的作用,這是現(xiàn)代輪胎的雛形。
中空氣囊更舒適
1888年,為解決實(shí)心輪胎滾動(dòng)阻力大帶來的困擾,鄧祿普往空心輪胎中加入注入壓縮空氣的彈性囊來緩解震動(dòng)和沖擊。利用這個(gè)原理對(duì)橡膠輪胎進(jìn)行改進(jìn),中空氣囊的橡膠輪胎很快被應(yīng)用到自行車上,并逐漸被推廣到汽車領(lǐng)域。
功能和使用壽命的升級(jí)
1904年,一種帶花紋的輪胎出現(xiàn)了,這種輪胎不僅能與路面保持良好的附著性,還能排水、排污。1921年,簾線輪胎用韌性更好的簾線纖維織布取代了方形布料,再次提升了輪胎性能。后來,炭黑補(bǔ)強(qiáng)橡膠的出現(xiàn),大幅提高了汽車輪胎的行駛里程。
1952年,米其林廠家推出第一款子午線輪胎,這種輪胎不僅增強(qiáng)了駕乘的舒適度,還能有效降低輪胎被刺破的概率。1955年,意大利某公司研制出一種輪胎體用人造絲簾線、束帶層用鋼絲簾線的半鋼絲子午線輪胎,使輪胎在兼顧使用壽命和使用性能的同時(shí)更節(jié)能。
輪胎智能化
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺、云計(jì)算等新興技術(shù)的發(fā)展,汽車日益智能化,輪胎也得以智能化發(fā)展。比如,通過輪胎內(nèi)部的傳感器等測(cè)量輪胎壓力、溫度、摩擦、震動(dòng)等狀態(tài),對(duì)輪胎的安全狀態(tài)甚至汽車的安全性做出判斷,并對(duì)異常狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警等。
歷史的車輪緩緩向前,輪胎的變革與發(fā)展還將繼續(xù)。
(欄目編輯? 方郁芝)
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2023年3期