大话轮胎

　　提到轮胎，你最先会想起什么？简单的形状？简单的原料？简单的组合？接地气……

　　提到iphone6，你又会想起什么？复杂的科技？尖端的技术？高大上，白富美的标志……

　　相比之下，我们会发现，布满尘土的轮胎往往会被人忽视。殊不知，车轮滚滚，漫漫征程，轮胎发展由古至今，碾过了一部厚重的历史。随着汽车工业的不断发展，人们对轮胎功能的要求也不断增加，轮胎的结构日益复杂，很多尖端的科技也应用其中，工艺复杂程度已经远远超过我们普通人对它的了解。

　　追寻车轮的轨迹

　　纵向花纹、横向花纹、纵横兼有花纹……今天众多的轮胎花纹样式让人眼花缭乱；轮毂则根据直径、宽度、成型方式、材料的不同也分为众多的种类，光是人肉眼可及的轮胎外在样式就已经花样迭出，更不必说整体的工艺设计。

　　不过在早期，汽车轮胎仅是一个简单的实心体而已，翻开历史的页面，轮胎今天的复杂模样并不是一蹴而就的，从简单、粗糙绵延发展到今天，是一步步积累起来的结果。在历史这条悠久的道路上，汽车车轮一路滚滚向前，载着说不完、道不尽的悠悠古韵，承载着汽车发展史在滚滚洪流中不断前行。在这漫漫长夜里，不知有多少代人为之付出了艰辛的劳动和高超的智慧。它发展的每一个细小的脚步都值得铭刻，但任何华丽复杂的语言似乎都不足以完整记载它的厚重，只能采撷它发展的“只言片语”聊以自慰。

　　追根溯源是大家喜闻乐见而又司空见惯的事情，轮子被视做人类最古老、最重要的发明之一，那么关于轮子的起源，大家也喜欢探个究竟，不过到现在为止却似乎仍是众说纷纭，莫衷一是。但想必任何简单而意义深远的发明都不是凭空出现在人们的脑海中，就好比古人见到水里漂着的木头或树叶而想到独木舟一样，轮子的发明也可能是受到了某些自然物的启发。中国古书《淮南子》有云“见飞蓬转而知为车”。这里提及的“飞蓬”是一种草，其茎高尺许，叶片大，根系入土则浅。每逢遇到大风，很容易被连根拔起，随风旋转。于是有人认为中国古人可能受此现象的启发，发明了车轮和车轴，但却不可考证。在轮子还未诞生时，搬运重物绝对是件让人费心劳力的事情。也有说法认为，当古代人们看到光滑的石头顺着山坡自然而然流畅地滚下来时，便若有所思，于是开始逐步利用树木的树干进行重物的运输，这便形成了轮子的雏形。

　　在古老的西元前年代，那个曾被周杰伦写进《爱在西元前》里的两河文明发源地，在这片苏末部族生活过地区的岩画中，就保留着在一个木橇底下加上两个圆点运载工具的图形，这两个圆点便代表着圆木。虽然此种原始车的图形至今在我国尚未发现，但历史的车轮想必也碾过了类似的轨迹。由于圆木接触地面范围较大，滚动时以人作为原动力，还需借助杠杆的撬动，仍然很劳神费力。慢慢地人们便想到减少圆木的触地面积，也即缩小车轴直径的方式来节省力气。于是圆木“瘦身”成功，后来又为了不受圆木直径大小的限制，改为木板拼接。

　　所以最一开始，轮子的材质是木头制成的。在过去漫长的岁月里，几千年的时光中，人们所乘坐的车子也一直使用的是木制轮子，或者再逐步发展为在轮子周围加上金属轮辋。这种最早由木头或铁制成的轮胎，从我国古代的战车上和国外的绅士马车上都能窥出端倪。但那时所谓轮胎确实也有些名不副实，因为它空有“轮”，没有“胎”。不像现在说起轮胎，大家第一时刻蹦入脑海联想到的大概却是橡胶。现在全世界每年橡胶产量的很大部分都用来制造轮胎。但对橡胶的普及起到重要影响的事件还要从哥伦布发现新大陆说起。美国记者兼作家查尔斯·曼恩著有《1491年：前哥伦布时代美洲启示录》与《1493：揭秘哥伦布创造的新世界》两书，在他看来，“哥伦布横渡大西洋，代表着一个全新时代的开始，不仅是对美洲而言，同时也针对欧洲、亚洲和非洲。首先，这是全球贸易开始发展并最终盛行的‘黎明’。大洋无法继续阻碍人类、物品、动物、植物乃至微生物等‘全球扩散’，就好像1.5亿年前分裂的泛大陆再度集中在一起一样。”按照查尔斯的说法，在改变地球这个方面，没有任何人的影响像哥伦布那样巨大。这种说法未免偏激，可是对于轮胎来说，哥伦布的探险可谓对轮胎发展至关重要。因为当探险家哥伦布在1493-1496年第二次探索新大陆到达西印度群岛中的海地岛时，他发现了当地小孩所玩的橡胶硬块是用硬化了的植物汁液做成的，这使他大吃一惊，一些样品被视为珍品带回欧洲。这便是橡胶，它具有弹性、防水等优良特性。

　　欣喜之余，人们却发现橡胶虽具有弹性、防水等优异性能，但遇热发粘、遇冷发硬，这成为困扰它在轮胎普及上的“阿喀琉斯之踵”。但人类的智慧是无穷的，19世纪，美国商人查尔斯·古德伊尔不顾生活的贫穷和受人讥讽等的困扰，立志寻求改进方法，为此作了大量的调查和实验，经过十几年反复钻研，终于在1839年的某天发现了天然橡胶和硫磺粉混合加热后可以使橡胶转化为遇热不粘、遇冷不硬的高弹性材料的方法，古德伊尔也成为最先打开大规模开发和使用弹性高分子材料大门的人。橡胶轮胎制造业从此也应运而生，现在世界知名轮胎公司固特异的得名就是为了纪念古德伊尔。

　　但发展到此时，橡胶轮胎却还是实心的，这种轮胎吸收路面冲击的能力很差，导致车子在行驶时震动剧烈、走起来很不舒服，而且噪声很大。历史的车轮总是要向前进的。1845年，英国人罗伯特·汤姆逊提出把压缩空气充入弹性囊，可用来缓和轮胎运动时的振动与冲击，显示出滚动阻力小的优点。但好的发明也许得碰上好的时机，正如一名优秀的宰相也许需要碰到赏识他的明君一样，汤姆逊的发明虽然在1847年在《科学·美国》杂志里得到了介绍，并给予了“划时代改良”的头衔，却被当时注重绅士化的英国社会所拖累，他的发明也逐渐地被大家遗忘。可以说虽然给“黑暗”短暂地照进了一束光，却没带来黎明。

　　任何阻力都无法阻碍人们对美好事物的追求，40多年过去了，根据这一原理，1888年在爱尔兰当兽医的英格兰人约翰·邓录普制成了橡胶空心轮胎，并取得了充气轮胎的专利。但是有谁知道这一伟大的发明背后其实是源于一位父亲对孩子的爱。当时，约翰·邓录普先生10岁的儿子拥有一辆三轮自行车，但是因为当时的轮胎还都是用硬橡胶制成的实心轮胎，当在满是石头的路上行走时很不舒服，儿子的抱怨，当父亲的邓禄普先生记在心里，也激发了邓禄普先生的灵感，于是，被遗忘了四十多年的充气轮胎再次问世。事情的发生看似偶然，但偶然之中也带有必然。随着时代的进步，邓禄普先生发明的充气轮胎很快在自行车上得以普及，并迅速向汽车领域迈进，为世界汽车工业的发展做出了重要贡献。

　　1895年随着汽车出现，充气轮胎在汽车领域得到广泛的应用。首批汽车轮胎样品是1895年在法国出现，是由平纹帆布制成的单管式轮胎，虽有胎面胶而无花纹；发展到1908年至1912年，轮胎胎面胶上便出现了提高使用性能的花纹，从而开拓了轮胎胎面花纹的历史，并增加了轮胎的断面宽度，允许采用较低的内压，以保证获得较好的缓冲性能；1892年英国的伯利密尔发明了帘布；1904年马特创造了炭黑补强橡胶；1908年，美国人希伯灵发明了能在轮胎上刻花纹的机器……1946年法国米其林轮胎公司试制生产了全世界第一条子午线轮胎。这种轮胎由于使用寿命和性能的显著提高，特别是在行驶中可以节省燃料，而被誉为轮胎工业的革命……轮胎发展史上，太多的第一次值得铭记，一部汽车轮胎史，不知倾注了多少人的心血。随着汽车工业的发展，轮胎技术也一直不断地改进与提高，汽车轮胎发展不仅仅停留在追求轮胎使用寿命上，更一步步向追求细致的行驶性能、安全性能、舒适性能、经济性能甚至环保性能等方面进行着不懈的努力。“没有最好，只有更好”的语句可以很好地诠释它的发展历程与发展方向。

　　探秘轮胎未来趋势

　　轮胎从昨天走来，追求更好更卓越一直是它发展的永恒主题。发展到今天，试问轮胎的明天在哪里？答案是多元的，它有很多的可能性与不确定性。但现在市面上出现的一些轮胎新花样或发展的新理念可能带给我们一些关于未来的遐想空间。

　　生物轮胎

　　橡胶与轮胎“联姻”的佳话持续至今，目前轮胎厂家制作轮胎的橡胶主要分天然橡胶、合成橡胶两类。天然橡胶来自橡胶树，属于可再生，却要以砍伐大量树木为代价；合成橡胶从石油中提炼出来，属于不可再生。于是如何实现轮胎的循环利用，成为大家关注的重点。在这方面，米其林推陈出新，开始啃食生物科技。

　　公司正在研发的前沿科技产品——生物轮胎让大家耳目一新，它借助生物科技来进行合成橡胶的研发，利用特定的细菌或酵母来消化从生物质材料，比如从某种树叶或者果实中提取的原料，将其转化为一种醇类物质，之后再通过化学反应产生合成橡胶。这样的话，未来，合成橡胶的生产或许可以摆脱对石油的依赖。

　　这种技术还可以用于现有轮胎的回收。因为制作轮胎过程中有一个硫化的过程，因此成品轮胎中不免含有硫等矿物质成分。于是在回收旧轮胎时，在将材料还原成原始的橡胶时如何从橡胶粉末中抽离硫等元素便成了问题。米其林采用生物科技，通过培育特定品种的酵母或细菌来处理含硫的橡胶，最终将其代谢成了可利用的橡胶原料，用于再生产。

　　在美欧一些小型工厂、实验室里，生物轮胎的制造和轮胎回收的生物化处理，已经实现了小规模应用。现在要解决的，就是效率和经济性问题。

　　非充气轮胎

　　轮胎发展史上，轮胎由实心发展到充气轮胎很是费了一番周折，不过普利司通近年来却企图“颠覆历史”，不走寻常路，力图将现有轮胎的基本特性大胆摒弃，连续致力于非充气轮胎的研究。设想一下，如果轮胎可以不充气，那么胎压管理系统也便可以丢弃，而且一个没有气体没有压力的轮胎便不会出现爆胎，那么每年因爆胎而导致的事故就会大幅降低，所以前景貌似可期。

　　普利司通的非充气轮胎虽然不充气，但也并非实心轮胎，简单比方，就是将实心的轮胎从中间不同部位掏空，留下支撑胎体不变形的结构，它与现在市面上的轮胎有些相似，却解决了“胎压”问题，避免了充气的麻烦和爆胎的危险。据悉，普利司通非充气轮胎第二代已经问世，它通过轮胎侧面辐射开来的特殊形状的辐条来支持负荷，其特殊形状辐条部分的材质中，采用了高强度且能够保持柔软性的高性能树脂材料，具有无需填充空气、节省维护的优越性。同时，为了减少轮胎内部的压力与变形，在设计轮辐时，运用了FEM（有限元分析）模拟，使得轮辐形状得到目前为止的最优设计。

　　不过，全新材质的应用目前来看成本较高，光靠结构实现的缓冲力也难以和传统充气轮胎抗衡。虽然非充气轮胎技术的构想很好，但是力图颠覆历史的做法毕竟也不是那么简单，正式投入应用还需进一步改进，不过随着科学技术的发展，也许任何难题都不是难题，让我们拭目以待。

　　智能轮胎

　　近些年，世界各大轮胎制造商纷纷致力于开发智能轮胎，也纷纷试推出各种类型的样品。这些样品大多具有自动监测轮胎充气内压的功能，可以让车主随时了解到轮胎的气压状况。甚至一些智能轮胎也有了自己的“电子身份证”，实现了历程可追溯性记录，轮胎在制造、出厂、使用(包括维修翻新)、报废全过程中的每一阶段均形成资料，而且可以随时提档查阅。不仅如此，其中一些能够同时自动监测轮胎温度和轮胎受力变形，最高档的甚至配备轮胎内压自动补充装置。

　　关于智能轮胎，邓禄普公司曾大胆预言，未来轮胎将能够实时改变轮胎自身形态。并指出未来人们赛车可以仅采用一种轮胎，每逢雨天时，轮胎将自动控制生长出花纹并提高自身硬度。同时，轮胎中的石墨烯薄片也将发挥重要作用，起到增强抓地力的效果。不仅如此，轮胎自动控制生长出花纹的过程并不会彻底改变轮胎，因为未来轮胎将配备数以亿计的微道钉，这些微道钉将实时变化实现对路面的自适应。

　　在国内，青岛公交集团近期便推出了“会说话”的“安全智能轮胎”，目前已在城阳37部公交车上安装。这些轮胎采用了射频识别RFID技术，在每个轮胎制造环节已经植入两个智能芯片。植入轮胎中的智能芯片，起到轮胎“电子身份证”的功能，可将轮胎出厂包括使用过程中的维修、翻新到报废的整个生命周期中的生产序号与日期、标识码等重要数据悉数保存于芯片内，并通过系统链接进行精确查询，为轮胎的保养、翻新提供可靠依据。小小智能芯片的植入，着实解决了公交车轮胎管理过程中的不少麻烦事儿，提高了轮胎的信息化管理技术水平。

　　本刊编辑 伊军令