滚滚车轮的蜕变

2023-03-06 05:40本刊综合
发明与创新·中学生 2023年3期
关键词:橡胶轮胎帘线车轮

本刊综合

如果说车轮是汽车的“脚”,那么轮胎就是汽车的“鞋”。轮胎对于现代人类的意义不言而喻。在经历了木胎、金属胎等轮胎的更替后,如今被广泛使用的橡胶轮胎又有着怎样的发明故事呢?

东方“胶水”——橡胶

16世纪,西班牙探险家踏上了南美洲大陆,他们发现当地孩童玩的胶球是用一种浓稠液体制成的,捏起来有黏性,落地后弹得很高,雨天穿上被这种浓稠液体涂抹过的衣物还能防止被淋湿。一番寻根究底之后,人们发现这种类似“乳汁”的天然黏合材料来自橡胶树。后来,天然橡胶被带回了欧洲,并逐渐被推广开来。

1819年,苏格兰化学家发现橡胶可以被煤焦油溶解,人们开始用橡胶制作防水布。1822年,世界上第一家橡胶工厂在英国格拉斯哥建立,橡胶正式进入工业生产阶段。然而,当时生产的橡胶对温度较敏感——温度过高会使其软化变黏稠,散发异味;温度过低会使其变脆、变硬,甚至不能使用。

为解决橡胶的这些“顽症”,美国人固特异进行了大量的实验。一次,他偶然将橡胶、氧化铅和硫黄一同加热,得到了一种类似皮革的物质,经过一系列改进后制成的橡胶弹性在低于沸点的温度下不会分解。“橡胶硫化技术”的出现为橡胶轮胎的出现奠定了基础。

橡胶轮胎的初现与蜕变

在橡胶轮胎出现之前,人们以使用木质或铁质车轮为主。1867年,人们用橡胶将木质或金属实心车轮包裹,起到缓冲的作用,这是现代轮胎的雏形。

中空气囊更舒适

1888年,为解决实心轮胎滚动阻力大带来的困扰,邓禄普往空心轮胎中加入注入压缩空气的弹性囊来缓解震动和冲击。利用这个原理对橡胶轮胎进行改进,中空气囊的橡胶轮胎很快被应用到自行车上,并逐渐被推广到汽车领域。

功能和使用寿命的升级

1904年,一种带花纹的轮胎出现了,这种轮胎不仅能与路面保持良好的附着性,还能排水、排污。1921年,帘线轮胎用韧性更好的帘线纤维织布取代了方形布料,再次提升了轮胎性能。后来,炭黑补强橡胶的出现,大幅提高了汽车轮胎的行驶里程。

1952年,米其林厂家推出第一款子午线轮胎,这种轮胎不仅增强了驾乘的舒适度,还能有效降低轮胎被刺破的概率。1955年,意大利某公司研制出一種轮胎体用人造丝帘线、束带层用钢丝帘线的半钢丝子午线轮胎,使轮胎在兼顾使用寿命和使用性能的同时更节能。

轮胎智能化

随着网络技术、计算机视觉、云计算等新兴技术的发展,汽车日益智能化,轮胎也得以智能化发展。比如,通过轮胎内部的传感器等测量轮胎压力、温度、摩擦、震动等状态,对轮胎的安全状态甚至汽车的安全性做出判断,并对异常状态进行预警等。

历史的车轮缓缓向前,轮胎的变革与发展还将继续。

(栏目编辑  方郁芝)

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