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不会爆胎的非充气轮胎

日期:2014-04-23  作者:乳酸君  点击:
来源:凤凰汽车


非充气轮胎(Airless Tire)

轮胎的发展影响汽车

圆形的车轮是人类历史上上最古老、最重要的发明,圆形滚动的效果,让物体运动更为轻松省力,有研究表明在六千多年人们已开始使用圆形的轮子,美洲的印第安人在滚木上拖动重物,这似乎还不算车轮,但基本原理一致。古时候的车轮一开始以石头制成,再到后来使用木头,直到后来哥伦布在美洲发现了橡胶。

在橡胶轮胎刚开始应用的年代,车轮还是实心的,车辆行驶起来很不舒适,与地面摩擦产生的噪音也非常明显。相比于木制车轮,主要是磨损降低了,但其它方面没有本质区别。直到1845年,苏格兰土木技师汤姆森发明了世界上第一条充气轮胎,并以《马车和其他车辆的车轮改良》为题,获得了英国政府的专利。

之后,充气轮胎成为了世界的主流,所有以车轮为基本行走载体的交通工具都在使用这种轮胎。充气轮胎在舒适性上的改善巨大,也在不断的发展中相继诞生了无内胎轮胎、子午线轮胎等各种新技术,但是万变不离其宗的是它们都需要充气。

需要充气的轮胎,在性能上符合人们对车辆更舒适、更安静、更节能的需求,但是也存在其弊端,那就是容易被尖锐物体穿透,也就是我们俗称的“爆胎”。一旦发生类似情况,对车辆的行驶安全构成严重威胁,同时也给车辆使用带来很大麻烦,我相信所有有过换轮胎经验的人都会对此表示认同。




怎么才能不爆胎?

怎么才能解决这一问题呢?也许回归传统是一个不错的方法,于是出现了非充气轮胎。这一概念最早在非汽车用轮胎上出现,是由美国工程师布莱恩·拉塞尔提出的,用于山地自行车轮胎。2005年米其林推出了Tweel,当时被认为是“汽车产业的第二次革命”。Tweel摒弃了现今作为轮胎重要组成部分的压缩空气,取而代之以轮胎与轮辋一体化的设计。

Tweel的轮辋可以通过变形来减轻振动,并能够非常轻松地回弹,以吸收来自地面颠簸的能量,轮毂上带有灵敏的制动系统,配有保险装置,为车辆的行驶稳定性和安全性提供保障。

轮胎的纵向刚性可以直接影响驾驶舒适性,而横向刚性则会直接影响车辆操控和转向的性能。Tweel对这两方面都进行了优化,从而大大提高了轮胎及车辆在这些方面的性能,并能够完成一些目前普通充气轮胎无法完成的任务。另外,行驶的滚动阻力也更低,进一步节省燃油。

虽然米其林宣称Tweel“充分继承原有充气轮胎所有特性与功能,并在车辆操作性能、舒适性能以及节油等方面有着长足的进步”,但现实却与之存在一定差距,除了使用费用的不同之外,非充气轮胎在普通乘用汽车上的应用还有很大的局限性,所以普通乘用汽车尚未推广,目前主要在工程机械、军用车辆上使用。

除了米其林之外,其它轮胎厂家也对非充气轮胎很感兴趣。作为世界最大的轮胎制造商,普利斯通也有所建树,在2013年东京车展上,他们推出了第二代“非充气轮胎”,依然被称为AirFree Concept,从字面上能看出这是一款概念轮胎。

其结构与米其林的Tweel类似,但细节上会有不同,比如其特殊形状辐条部分的材质中,采用了高强度并且能够保持柔软性的高性能树脂材料,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化设计。

即便有这样的新设计、新材料,但非充气轮胎依然有局限,主要是承载能力和行驶速度有限,拿普利斯通第二代非充气轮胎来说,其只能用在超小型车辆上,同时最高车速也只有60km/h。这对于普通乘用车来说显然不够实用,另外,据厂家表示,这种结构的轮胎在侧面辐条夹入杂质后,很容易破坏产品的性能。

在今年的北京车展上,我们又看到了一个厂家拿出了新的设计,韩泰iFLEX,采用与前两者相似的非充气轮胎结构,也同样是概念轮胎,但是在实用性上有所进步。体现在轮胎内部采用独特的网格结构提供支撑,这一结构最大的好处是在空隙中进入石子等杂质后,会用特殊的内部运动将其排除,不会长时间保留在内,对轮胎性能造成破坏。

这款轮胎的规格为155/590·14,表明其相当于现在充气轮胎的14英寸规格,不需要单独的轮毂结构,直接通过中心安装在轮轴上,并且可以更具消费者喜好更换表面的颜色框架,以凸显不同的个性。厂家表示,这款概念轮胎投入量产后,将可以在微型汽车上使用,但具体的性能并未透露,比如承载能力和行驶速度等。所以,我们只能保持期待了。

随着科技的进步,任何情况都可能发生,我相信非充气轮胎在将来是陆地交通工具的一种选择,至少在像科幻电影中那样的依靠反重力装置悬浮运行的“汽车”到来之前,所有的汽车都还是有车轮的,为了减少爆胎的可能以及换轮胎的辛苦,这是有必要的。

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