车年鉴 | 车轮与轮胎的前世今生：改写汽车发展历史的简单机械

车轮出现远远早于汽车，早在6千年前人类就已经学会制造和使用车轮。车轮在人类文明的进程中扮演了重要的角色。

可以说，车轮的出现足以与火媲美，它的出现永远改变了人类文明的发展，甚至从车轮的结构中衍生出了螺旋桨、飞轮陀螺仪、涡轮机等一系列的机械结构，构成了我们生活之中的方方面面。

现在，大家购买车辆更多的注意外观、内饰或者各种辅助驾驶技术，而轮胎性能更多只是一种锦上添花，而主机厂和销售人员都会选择性地省略轮胎性能的介绍。

但仔细想想，车子的加速性能、刹车性能、操控性能都来源于轮胎良好的抓地力，失去了4个车轮，汽车什么都不是。

相比汽车发动机、智能化发展的几次颠覆性的变革，车轮发展则显得漫长且平缓得多，到了今天依然只有3000年前与100年前的两次飞跃。

你以为我是木桩？其实我是车轮

车轮最早出现在6000多年前的美索不达米亚、高加索等地区，具体哪个文明最早使用轮子目前无法确定。

而最早的轮子实物则是发现在斯洛文尼亚的卢布尔雅那沼泽轮，距今大约在5250年左右，是世界上最早的木质车轮。

因为受到工具的限制，这些早期的车轮并不复杂。只是用一根大树桩的横截面中间掏成方孔，便制成了车轮。然而树木的横切面因为结构松散，缺乏足够的强度。

而更加先进的车轮则是采用直切木板再加工成圆形，有些还垂直木板纹理钉上加强的木条，结构强度远胜木桩。

这样的车轮直到今天依然能够在一些平板车或者独轮车上见到。

车轮的第一次飞跃——辐条

在现代汽车的设计之中，辐条常常被作为凸显汽车个性的设计元素，不同颜色、形状甚至大小的辐条设计被赋予了不同的设计语言。

而辐条的出现最的原因却是为了轻便。

在公元前3000年左右，在一些壁画与陶土模型中出现了类似辐条的结构。最早的辐条式车轮实物是发现在西西伯利亚和中亚草原地带的安德罗诺沃文化，约在公元前2000年。

在公元前2000年之后辐条轮胎被广泛用于生产生活甚至是战争之中。包括中国、中亚、印度、希腊地区都出现了马拉战车。包括著名的秦始皇的兵马俑，都是用的是青铜或者木质的辐条车轮。

辐条车轮兼顾轻便与结实的特点让其具有很强实用性，这样结构简单的原始机械一直被人类使用了5000年没有过多的改变，基本上只是在材质与工艺上有所进展。

直到19世纪前的自行车、火车等需要移动的机械，这种木制、铁质的辐条车轮依然是人类最可靠的机械结构。需要动的东西加上车轮总没有错。

第二次飞跃——充气车胎的出现

车轮已经被使用了5000年，但是车胎，直到1839年查尔斯·固特异发明硫化橡胶之后才出现。

硫化橡胶出现之前也有人尝试使用天然橡胶制造轮胎，然而天然橡胶过于坚硬，高温与低温环境下变软或者变硬，只能制造实心的橡胶胎，成本高、重量重，而且性能并不好。

硫化橡胶拥有更好弹性与韧性，在1845年苏格兰人汤姆森就利用这种特点制作了世界上第一条充气轮胎。赋予了车轮更好的减震效果与抓地力。然而因为各种原因，最后并没有被广泛使用。

在汤姆森发明充气轮胎接近半个世纪之后，汽车终于出现，轮胎终于有了大放异彩的机会。

在1888年，英国人邓禄普申请了充气轮胎的专利。起因据说是在1887年12月邓禄普看到儿子在家里布满石头的院子里骑着三轮车，便想着怎么可以让轮胎更软可以吸收震动，于是就把充气橡胶管套在木质轮毂上，再次发明了充气车胎。

1891年法国米其林兄弟发明了一种可以快速拆卸的充气橡胶轮胎，简化了轮胎安装和维修。尽管当时的车胎仅仅使用在自行车上，但是车轮与车胎有了今天车轮的雏形。

19世纪末，汽车工业已经不断发展，已经具有一定规模，米其林兄弟意识到充气轮胎完全可以运用到汽车上。

1895年6月11日，一次检验汽车性能的盛会正在巴黎进行，为了宣传充气车胎，米其林兄弟亲自驾驶汽车参加比赛。

众多参赛选手中，米其林兄弟的汽车是唯一配备了充气轮胎的汽车，因为其他人都不相信。但是比赛最后出发四十多位选手中只有包括米其林兄弟在内的十辆汽车坚持到了终点。

米其林兄弟出色的表现，在赛后引起了很大轰动，他们用比赛验证了充气轮胎在汽车上的适用性，也将轮胎汽车正式推上了历史的舞台。

可靠性与性能不断提升

尽管得到大力推广，然而早期的充气轮胎并不靠谱。外胎由帆布涂抹上橡胶制成，在汽车行驶过程中，帆布的线很容易被磨断。寿命仅仅只有200-300公里。耐用性可靠性成为了充气轮胎发展的必须跨越的一道障碍。

1903年斜纹纺织品被发明家帕玛发明了出来。这种比帆布耐磨的纺织品促进了交叉层轮胎的发展，帘布层不易断裂，强度拥有极大的提升。斜交轮胎的出现让充气轮胎寿命大大延长，让充气轮胎走向主流。

1904年马牌轮胎第一个在轮胎上采用横向花纹沟槽的汽车轮胎设计。轮胎花纹的出现大大的提升了轮胎在雨天的性能，让轮胎在雨天拥有更好的抓地力。

从此之后，除了少数专供赛道使用的特种轮胎，都拥有复杂的花纹设计。不同的花纹拥有不同的性能，成为各家轮胎厂研发的重点。

之后随着汽车制造业的不断发展，轮胎也在快速发展。

1910年百路驰在轮胎橡胶配方之中加入了炭黑，从此车轮变成现在这样的黑色，而且还让轮胎的强度与耐用性有了进一步的提升。

1930年米其林制造出第一个无内胎轮胎。凭借减少内胎与外胎摩擦，降低工作温度，寿命更长，而且其质量更轻，轮胎穿孔后内压不会急剧下降，逐渐成为市场主流。

1931年邓禄普首次将合成橡胶用于工业化生产，从此轮胎生产不在依赖于天然橡胶。

在1946年，米其林又引发了一场轮胎工业的革命，发明了子午线轮胎。子午线轮胎的胎帘线与传统的斜交轮胎交叉排列不同，胎帘线与外胎断面接近平行，类似于地球子午线，因此得名。

子午线轮胎的使用寿命更长，耐磨、耐穿刺性能更好，缓冲性能更好，行驶温度更低，更加稳定和安全。自从其发明之后，逐渐取代了斜交轮胎成为市场主流。

1947年与1962年固特异推出了尼龙帘线轮胎与聚酯帘线轮胎。拥有更高强度的人造纤维织物取代传统的织物，成为行业的新标准。

从此现代轮胎基本定型，采用聚酯帘线的子午线轮胎成为了今天汽车轮胎行业的标准，我们今天使用的轮胎依然来源于这些半个世纪之前的发明。

轮胎发展的现在与未来

随着汽车性能提高，对于轮胎安全性与操控性的要求不断提升，汽车轮胎依然在不断发展。

2002年马牌推出了世界上第一条缺气保用轮胎SSR，2003年成为宝马随车备胎。缺气保用轮胎能够在爆胎发生后，轮胎低内压甚至是无内压的情况下行驶，防止高速爆胎发生的危险，保证高速行车时的安全。

目前缺气保用轮胎已经被各个品牌广泛采用，保证行车安全。

除了安全方面，各家厂商在性能提升方面也是不遗余力。

比如米其林的性能系列轮胎Pilot Sport CUP 2，采用独特的双胎面设计，内外两侧橡胶配方与纹路都不一样。外侧倾向于干燥路面，在大角度过弯时提供极致的干地抓地力，内测倾向于湿地抓地力与制动性，高速弯与直路时坚硬的材料带来更精准的操控与转向。

而目前F1的轮胎供应商固特异显然也有不少看家技术。SuperSport通过在胎面花纹内测横向沟槽减少大角度转弯时花纹块挤压变形，提升抓地力。

在胎面中间位置导入适合湿地的橡胶配方，着眼点在于干地操控主要靠胎肩位置，而湿地则是由胎面中线的胎块负责，提供出色的刹停与操控性，让SuperSport在干地与湿地的操控均衡。

除此之外，还有许多新技术。

包括普利司通与米其林都推出过各自的免充气轮胎。说着高大上其实就是采用橡胶支柱支撑外胎与轮毂，通过可变形的橡胶支柱吸收路面冲击力。

好处是再也不用担心胎压、爆胎的危险。但是另一方因为重量大，而且滚动阻力比充气轮胎大，目前并不太实用。如果用在越野车之类的可能比较适合。

还有一些就是可变外胎轮胎，能够根据不同的工况、天气、路面改变外胎形状、宽度等，实现一条轮胎走天下。然而基本上都是建立在免充气轮胎，免充气轮胎的橡胶材料什么时候能够实现现在依然是个问号。

也有些比较异想天开的公司，比如固特异。

前几年固特异推出了概念性的球形的智能轮胎，采用目前实用遥遥无期的磁悬浮设计，如果真的打造出来那估计也会是革命性的提升。

今年固特异带来的是飞行轮胎，轮毂内侧采用飞行扇叶结构，当车轮翻转向上就可以当成螺旋桨。看来固特异工程师的理念至少比现在科技水平先进了50年。

所长有话说

汽车轮胎性能直接关乎于车辆行驶安全，所以相比于内饰、车机的改变，轮胎的技术进展的保守。

相比以前各家轮胎厂通过赛车竞争，为自己品牌打响名号，现在似乎比赛的宣传能力在减弱。而且各家赛事为了控制参赛成本，对于轮胎限制更加严格，也让轮胎厂商在轮胎本身性能方面的研究放慢脚步。

因此，我们在购车时的眼光不应只局限在外观与配置，有时候影响车子性能的一大重要指标，就是轮胎的属性与极限，对轮胎的选装也是考验主机厂良心与战略的因素之一。

不管如何，现代汽车的轮胎其实也足够保证日常行车安全。轮胎性能再先进，要保证安全也需要车主保持良好开车习惯，多多检查轮胎，按时换胎。