免充气轮胎

不用充气的轮胎

免充气轮胎是指不借助空气压力，而实现减震缓冲性能的轮胎。充气轮胎是用橡胶密闭有压力的空气，空气受到压缩时，空气分子对容器壁的碰撞更加激烈导致气压升高，形成宏观上的弹性，充气轮胎优越的缓冲性能和低滚动阻力的特性迄今为止尚无其他轮胎可以超越。

定义

几种类型轮胎性能比较

二、充气的轮胎发明

早期轮胎是免充气的。是用木制或铁制的车轮，汽车的悬架结构也不完善，再加上路面行驶条件不好，尽管汽车行驶速度不高，但还是颠簸得厉害。

有位海军上校对乘坐早期汽车的感受如下追述：“是我初次尝试不用马拉的交通工具。1896年，我乘坐铁轮的汽车在高低不平的花岗石路上行驶，车子的剧烈颠簸使我联想到药水瓶上的说明——服前摇匀”。

1845年，英国一个铁匠获得了第一个橡胶充气轮胎的专利权。他用涂有橡胶的帆布制成内胎，外面包上皮革以抵抗粗糙路面对它的磨损，然后充入空气。

1900年实心橡胶轮胎几乎普及。

为了提高实心胎的性能，当时的制造商在橡胶内胎中填充了五花八门的东西作为减震材料。实心胎应用一直持续了很长时间，但要提高实心胎的性能有很大的局限性，人们又把眼光投向了充气轮胎上。

1895年，法国人米希蓝把1888年发明的自行车充气轮胎经过改良后安装在汽车上，参加巴黎至波尔多的比赛，才出现首辆使用这种轮胎的汽车。

1911年，美国哈德门轮胎和橡胶制品公司的财务管理员菲利普，在亚利山大·施特劳斯的文件中发现了施特劳斯于1894年的一次发明，即可织物在一个方向上拉伸而在另一个方向上却不变。于是他们公司利用这一发明，推出了成套的内外胎，即用橡胶和织物织成外胎，里面装上橡胶内胎。至此，充气轮胎取得了完全的成功，汽车才真正穿上了现代化的“鞋子”。

充气轮胎的烦恼

充气轮胎的出现是轮胎发展史上的巨大进步，在给人带来舒适的同时，也带来了充气、补胎、爆胎等新的烦恼。

空气分子非常小，会从橡胶分子的缝隙跑出来，所以充气轮胎经常要补气。充气轮胎容易被钉子、玻璃等尖锐物扎破，有时会爆胎，需要补胎非常麻烦。如果是轻便的自行车轮胎没气了，推去补胎容易一些，如果是笨重的电动自行车、摩托车轮胎没气了推去补胎的话，那就费劲了，推着步行1公里，恐怕要筋疲力尽。要是汽车轮胎没气了那就寸步难行了。

高速运动的轮胎爆胎非常危险，往往导致严重的交通事故。据统计，我国高速公路交通事故中有70%与轮胎有关，汽车爆胎真正成为高速公路上的“超级杀手”。由于车辆在高速路上行驶速度快，持续不断的摩擦力会使轮胎的表面温度和胎内气压升高，对于“健康”的轮胎而言，温度的升高和压力的增加都能克服，但对于出现过度磨损或有明显外伤、刮痕的轮胎，就难以承受巨大的压力，因此轮胎“肇事”的几率较高。

根据交通部门的统计，因汽车轮胎漏气爆胎而引发的严重交通事故占总体事故的46.8%。而在高速公路上，这一比例更高达60%-70%，是各种事故中比例最高的一种。据测试，汽车在时速160公里以上行驶时发生爆胎事故，驾乘人员的死亡率为100%。爆胎已与疲劳驾车、超速行驶并列为中国道路交通的三大杀手。

发展

为了解决充气轮胎的烦恼人们想了很多办法。

改进充气轮胎

①安全轮胎支撑系统安全轮胎的历史可追溯到20世纪初叶，美国固特异轮胎橡胶公司于1934年取得防爆内胎安全轮胎专利，1955年研制成功双腔安全轮胎，1963年开始批量生产具有内支撑物的安全轮胎——Double Engle，1970年藉Double Engle成为赛车安全轮胎配套供应商，1987年在纽约车展上推出首批EMT（Extended Mobility Tire，高机动性轮胎）。1992年EMT被选为1994年款豪华轿车的推荐配件和1995年款豪华轿车的原装配件，固特异因此而成为世界首家轿车安全轮胎配套供应商。②轮胎自补胶水聚乙烯醇、硫酸铜、稀土、增胶粉，按比例混配，加入水和少量木屑，这就生产出了一种产品——快速胶，也叫轮胎自补胶，主要应用于自行车、三轮车等非机动车辆的车轮内胎修补上，每只轮胎灌入1支~2支胶水，随着车轮滚动，可自动给细小的钉刺孔洞补漏。

实心轮胎

聚氨酯是有塑料特性的一种材料。环境温度对它的影响很大，低温时会变硬、变脆，高温时会变软甚至会成为液体。聚氨酯轮胎由于是实心结构，在运行时轮胎内产生大量的热量排不出去，轮胎会变软，滚动阻力增大，就是我们常说车子骑起来很沉；胎体发热变软会使轮胎失去支撑作用，进而容易脱胎，严重时会爆胎。夏天乘骑装有这种轮胎的车辆是非常危险的事情。所以该种轮胎既不能用在自行车上，也不能用在电动自行车上，摩托车等中高速车就更不行了。仅用在儿童车、轮椅车等低速低载重的车辆上。

开式结构轮胎

开式结构轮胎采用一种孔洞式的模仿拱桥结构的轮胎，通过二级承载使轮胎的承载能力大大增强，结合改性的高分子聚氨酯材料，增加了耐磨性和耐高温性，同时避免了原聚氨酯不耐高温不耐低温的不足。轮胎已经大量应用在自行车、轮椅车、电动滑板车、电动三轮车、无人车、电动巡逻车、警用巡逻车、军用战车等车型上。不足之处是暂时不能应用在高速轮胎上且价格比其他免充气轮胎贵。该结构轮胎已获全球多国专利。

免充气空心轮胎

免充气空心轮胎系列产品是我国江苏省的王明江先生经过二十多年的潜心研究，终于研发成功，获国内外专利50多项。该种轮胎采用高性能弹性材料、专有工艺制造，内外胎一体，空腔结构，具有不怕扎、弹性好、耐磨、滚动阻力小等优点，使用寿命是充气胎的3倍以上。轮胎内侧设有热交换器，使胎体内外的热冷空气自动交换，可以有效地降低胎体的温度，大大延缓轮胎的老化。该轮胎彻底解决了传统充气轮胎易漏气、爆胎的难题，适用于自行车、电动自行车、高尔夫球车、儿童车、老年代步车、医疗器械车、摩托助力车等各种车辆。荣获中国专利优秀奖、国家发明创业奖、江苏省科技进步二等奖、江苏省’333‘高层次领军人才、江苏省优秀专利金奖、江苏省十大优秀专利发明人、江苏省十大发明家、军民融合贡献奖、中国国际专利与名牌博览会特别金奖等100项多个荣誉奖项。2000年王明江先生为了让自己的发明成果造福社会，创立自己的实业公司，专业生产免充气空心轮胎系列产品。产品现已形成五大系列、规格达八十多种，主要销往美国、日本、欧洲、东南亚等20多个国家和地区。公司已通过ISO9001国际质量管理体系、ISO14001环境管理体系认证，被授予“江苏省高新技术企业”、“江苏省民营高科技企业”、“江苏省知识产权先进单位”等称号。该种轮胎发明是轮胎产业发展的重要进步。

发展现状

长期以来，车辆普遍使用的轮胎是充气轮胎。这种轮胎是年英格兰人发明的，在国际上他获得了第一个充气轮胎的专利权。这种轮胎在应用中，因容易漏气、爆破而经常需要充气、换胎、补胎，给人们的生产、生活带来非常不便。特别是车辆在高速运行时，会因突然爆胎出现车毁人亡等重大交通安全事故，国内外许多科研和生产部门投入大量人力、财力、物力，力图解决轮胎的免充气和安全问题，但一直没有实现突破性进展。如20世纪年代中期，西德的希奈尔公司研制一种用纤维填充物填充聚胺脂混炼型橡胶生产的实心胎，因缓冲性能差而被淘汰。1977年美国卡尔菲利公司研制一种泡沫免充气自行车胎，这种轮胎因耐老化性能和耐候性能差等缺点，也未能投入实际生产运用。

多年来，北京橡胶研究院、河北橡胶研究所、上海橡塑研究所和徐州橡胶厂、青岛轮胎二厂、华林橡胶厂、湛江橡胶厂、威海轮胎有限公司等单位投入大量的人力物力，在免充气轮胎生产技术上做了大量的研究工作，初步研究出了三种产品。

第一种是实心胎。这种轮胎的缺点：材料消耗大，胎体沉重，成本高，易爆破，不具备实用价值。

第二种是纤维实心胎。这种轮胎的缺点：生产工艺难度大，动力消耗高，胎体沉重，缓冲性能差，成本大，也不具有实用价值。

第三种是泡沫实心胎。这种轮胎的缺点是：其胎体为塑料发泡而成，故耐候性较差，老化速度快，易松弛脱胎，尤其是连续较高速度运行时胎心泡沫部分迅速软化，继而碎裂而无法使用，此种轮胎多年前就已试制，但在实际应用方面尚未取得进展。

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