第一章 輪胎的發(fā)明和發(fā)展
第一節(jié) 車輪的發(fā)展
在人類歷史上,車輪的發(fā)明促進了交通運輸?shù)陌l(fā)展和社會的繁榮。我國使用車輪已有兩千多年的歷史了,最初用木材制造的,后來發(fā)展到在木輪的外周上加上鐵箍。16世紀(jì)在巴西發(fā)現(xiàn)天然橡膠后,古人用膠乳制成原始的膠鞋、膠球及各種橡膠制品。到1833年有人開始嘗試用橡膠減弱并吸收馬車行駛時所受的沖擊,直到1839年美國科學(xué)家C·Goodyear發(fā)明了硫化技術(shù)后,大大改善膠料的使用價值,開闊了橡膠制品的廣泛前景,促進了輪胎工業(yè)的發(fā)展。
最早的橡膠輪胎是實芯輪胎,是用木芯加貼一層硫化橡膠箍制成的,現(xiàn)在專用的工業(yè)輪胎和坦克車輪子都是采用實芯的,其速度慢,舒適性差。
第二節(jié) 充氣輪胎發(fā)展史
一、充氣輪胎的發(fā)明
1845年研制出硫化橡膠實芯馬車胎,1865年實芯力車胎也已廣泛應(yīng)用,由于實心膠條彈性小,固著方法不牢固影響使用。1888年英國醫(yī)生約翰·布義德鄧祿普發(fā)明了充氣輪胎,并取得了專利。這種輪胎具有彈性大、重量輕的特點,大大地減弱車輛在行駛中與路面的沖擊,開闊了空心輪胎的新領(lǐng)域。由于固著方法是借助于空心膠管充氣的伸張和涂刷膠漿與輪輞結(jié)合為一整體,所以不能隨意裝卸亦不耐用。1889年美國人巴爾特列特取得楔形輪胎的專利權(quán)。1890年又試制成功由外胎和內(nèi)胎組成的力車胎,胎圈部裝有金屬圈,進一步解決了輪胎與輪輞緊密固著的困難,這便是近代直角型胎圈輪胎的雛形。兩種不同胎圈形狀的充氣輪胎問世后,初步打下了充氣輪胎發(fā)展的基礎(chǔ)。1896年美國建立第一個制造充氣輪胎的廠家。
二、充氣輪胎的發(fā)展
充氣輪胎出現(xiàn)后,對骨架材料的要求越來越高。1910年美國人用棉簾布代替帆布投入輪胎生產(chǎn),增強了輪胎胎體強度,克服了成型工藝上的困難,同時提高了行駛里程,發(fā)展了輪胎的品種,使輪胎具備模制的可能性。輪胎采用棉簾布后,碳黑也大規(guī)模用于胎面膠做補強劑,使輪胎的行駛里程增加3—5倍。瓦斯碳黑出現(xiàn)后改善了胎面的耐磨性能和拉伸強度,輪胎結(jié)構(gòu)才獲得定型——早期稱之為高壓輪胎。
1919年普遍采用有機促進劑、防老劑及各種活性劑大大的縮短了硫化時間,使輪胎的生產(chǎn)技術(shù)更趨完善。
1923年開始,使用在內(nèi)胎中充低壓的輪胎,稱為低壓輪胎。由于其空氣容量較高壓輪胎大,因此能夠較好地吸收沖擊和震動,改善輪胎的緩沖性能,并增大胎面與地面的接著面積,提高胎面耐磨性和行駛穩(wěn)定性及安全性,擴大了輪胎的應(yīng)用范圍。伴隨丁苯橡膠等合成橡膠的擴大使用,爐法碳黑取代槽法碳黑,助劑品種不斷改進,輪胎品種有了較迅速的發(fā)展。出現(xiàn)了無內(nèi)胎輪胎、高行駛性輪胎和超低壓輪胎等品種。
骨架材料對輪胎的演變和質(zhì)量的提高起著重要的作用。1937年至1947年期間,輪胎胎體的骨架材料突破了傳統(tǒng)的棉簾線結(jié)構(gòu),出現(xiàn)了尼龍簾線,增大了輪胎的胎體強度,推動了輪胎結(jié)構(gòu)的重大變革。1942年尼龍簾線用于制造軍用輪胎,1947年用于制造民用輪胎。早于1933年首創(chuàng)出鋼絲斜膠輪胎的法國米西林公司于1948年生產(chǎn)出鋼絲子午線輪胎,轟動了全世界。鋼絲子簾線的高強度的特性,使子午胎代替斜交輪胎的趨勢十分明顯。
三、輪胎結(jié)構(gòu)的變化
充氣輪胎的發(fā)明至今已有百余年的歷史了,在前五十年發(fā)展較慢,子午胎在1913年已獲得專利,但直到1948年才試制和生產(chǎn)。
輪胎最明顯的變化是:輪胎與輪輞直徑越來越??;斷面寬越來越大;充氣壓力越來越低。
無內(nèi)胎輪胎在1928年已獲得專利,到1948年才開始推廣,首先以斜交結(jié)構(gòu)的無內(nèi)胎輪胎在市場上出售。無內(nèi)胎輪胎的出現(xiàn)對提高交通運輸業(yè)的經(jīng)濟效益是十分有利的。
1913年英國人已獲得子午胎的專利,1948年由米西林公司首先出售全鋼絲子午轎車胎。子午胎有三種類型:全鋼絲、半鋼絲、全纖維。總的來說,子午線是今后發(fā)展的方向。
在七十年代末,發(fā)展了低斷面子午胎,其是子午胎結(jié)構(gòu)及發(fā)展的方向。