汽车在车轮上转动
车轮是汽车中非常重要且通常被低估的元素。 汽车是通过轮辋和轮胎接触路面的，所以这些部件直接影响着汽车的行驶性能和我们的安全。 熟悉砂轮的结构及其参数是值得的，以便有意识地使用它，在操作过程中不出错。
一般来说，汽车车轮非常简单——它由一个高强度轮辋（rim）组成，通常与圆盘一体连接，并且。 车轮通常在轴承轮毂的帮助下连接到汽车。 多亏了它们，它们可以在汽车悬架的固定轴上旋转。
轮辋的任务 由钢或铝合金制成（通常添加镁），力也从轮毂传递到轮胎。 轮胎本身负责保持车轮中的正确压力，其加强胎圈紧贴轮辋。
现代充气轮胎 它由多层不同的橡胶化合物组成。 内部有一个底座 - 一种特殊的橡胶钢线（帘线）结构，可增强轮胎并赋予它们最佳的刚度。 现代子午线轮胎具有 90 度的子午线帘线，可提供更硬的胎面、更高的胎侧灵活性、更低的油耗、更好的抓地力和最佳的转弯性能。
历史轮
邓禄普的第一款充气轮胎。
在汽车中使用的所有发明中，车轮具有最古老的公制 - 它是在公元前 XNUMX 世纪中期在美索不达米亚发明的。 然而，人们很快注意到，在其边缘使用皮革内饰可以降低滚动阻力，并将潜在损坏的风险降至最低。 于是，第一个，最原始的轮胎诞生了。
直到 1839 年，他发明了橡胶硫化工艺，也就是说，他发明了橡胶，车轮设计的突破才出现。 最初，轮胎完全由橡胶制成，称为固体。 但是，它们很重，使用起来很笨拙，并且会自燃。 几年后的 1845 年，罗伯特·威廉·汤姆森设计了第一个充气内胎。 然而，他的发明还不够发达，汤姆森不知道如何恰当地宣传它，所以它没有在市场上流行起来。
钢丝辐条轮
第一个冬季轮胎 Kelirengas
四年后的 1888 年，苏格兰人约翰·邓洛普（John Dunlop）也有了类似的想法（当他试图改进他 10 岁儿子的自行车时，有点意外），但他的营销技巧比汤普森还要多，他的设计风靡市场. 三年后，邓禄普与安德烈和爱德华米其林兄弟的法国公司展开了激烈的竞争，后者显着改进了轮胎和内胎的设计。 邓禄普的解决方案是将轮胎永久地固定在轮辋上，因此很难接触到内胎。
米其林用一个小螺丝和夹子将轮辋连接到轮胎上。 结构坚固，损坏的轮胎变化很快，这由配备的汽车的众多胜利所证实 米其林轮胎 在集会上。 第一个轮胎类似于今天的光头轮胎，它们没有胎面。 它于 1904 年由德国大陆公司的工程师首次使用，因此是一个重大突破。
米其林 X - 第一个子午线轮胎
轮胎行业的蓬勃发展，使得硫化过程中所需的橡胶奶贵如黄金。 几乎立即，人们开始寻找一种生产合成橡胶的方法。 这是由拜耳工程师弗里德里希霍夫曼于 1909 年首先完成的。 然而，仅仅十年后，Walter Bock 和 Eduard Chunkur 纠正了 Hofmann 过于复杂的“配方”（其中添加了丁二烯和钠），博纳合成口香糖因此征服了欧洲市场。 在国外，类似的革命发生在很久以后，仅在 1940 年，来自 BFGoodrich 的科学家 Waldo Semon 为一种名为 Ameripol 的混合物申请了专利。
第一辆汽车在带有木制辐条和轮辋的车轮上行驶。 在 30 年代和 40 年代，木制辐条被钢丝辐条取代，而在接下来的几十年里，辐条开始让位于盘轮。 由于轮胎在各种气候和道路条件下使用，冬季轮胎等专用版本迅速出现。 第一个冬季轮胎叫 克利伦加斯 （“天气轮胎”）由芬兰 Suomen Gummitehdas Osakeyhtiö 于 1934 年开发，该公司后来成为 Nokian。
二战刚结束，米其林和百富古德里奇又推出了两项彻底改变轮胎行业的创新：1946 年，法国人研制出世界上第一个 米其林 X 子午线轮胎1947 年，BFGoodrich 推出了无内胎轮胎。 这两种解决方案都具有如此多的优势，以至于它们很快被广泛使用，并在今天占据了市场主导地位。
核心，即轮辋
安装轮胎的车轮部分通常称为轮辋。 事实上，它至少由两个不同用途的部件组成：轮辋（rim），轮胎直接搁在上面，以及圆盘，车轮用它固定在汽车上。 然而，目前，这些部件是不可分割的——焊接、铆接或最常见的是用铝合金一体铸造，工作盘由轻质耐用的镁或碳纤维制成。 最新趋势是塑料圆盘。
合金轮毂可以铸造或锻造。 后者更耐用，更能抵抗压力，因此非常适合，例如，集会。 但是，它们比通常的“暗示”要贵得多。
只要我们能负担得起 最好使用两套轮胎和车轮 - 夏季和冬季. 持续的季节性轮胎更换很容易伤害它们。 如果出于任何原因我们需要更换圆盘，最简单的方法是使用原厂圆盘，在更换时需要调整螺丝的螺距 - 与原装相比只允许有微小差异，可以使用所谓的浮动螺丝。
安装轮辋或偏移量（ET 标记）也很重要，它决定了车轮将隐藏在轮拱中或超出其轮廓的程度。 轮辋宽度必须与轮胎尺寸 i 相匹配。
没有秘密的轮胎
车轮的关键和最通用的元素是轮胎，它负责保持汽车与道路的接触，使其能够 将驱动力转移到地面 i 有效制动.
现代轮胎是复杂的多层结构。
乍一看，这是一块普通的带胎面的异形橡胶。 但如果你把它切开，那么我们会看到一个复杂的多层结构。 它的骨架是由纺织帘线组成的胎体，其任务是在内部压力的影响下保持轮胎的形状，并在转弯、制动和加速过程中传递负载。
在轮胎内侧，胎体覆盖有填料和充当密封剂的丁基涂层。 胎体通过钢加强带与胎面分离，对于高速指数的轮胎，在胎面正下方也有聚酰胺带。 底座缠绕在所谓的胎圈钢丝上，因此可以将轮胎牢固而紧密地安装在轮辋上。
轮胎参数和特性，例如转弯行为、各种表面的抓地力、 路迪诺、复合材料和使用的胎面影响最大。 根据胎面的类型，轮胎可分为定向胎、块胎、混合胎、牵引胎、罗纹胎和非对称胎，后者由于设计最现代、用途最广泛，因此在当今应用最为广泛。
不对称轮胎的外侧和内侧具有完全不同的形状——第一个是负责行驶稳定性的大块立方体，位于内侧的较小块可以分散水。
除了花纹块，胎面的另一个重要部分是所谓的刀槽花纹，即狭窄的间隙在胎面花纹块内产生间隙，提供更有效的制动并防止在潮湿和雪地上打滑。 这就是为什么冬季轮胎中的刀槽花纹系统更加广泛的原因。 此外，冬季轮胎由更柔软、更有弹性的复合材料制成，在潮湿或雪地上提供最佳性能。 当温度降至约 7 摄氏度以下时，夏季轮胎会变硬，制动性能会降低。
购买新轮胎时，您肯定会看到欧盟能源标签，该标签自 2014 年以来一直是强制性的。 它只描述了三个参数： 滚动阻力 （就燃料消耗而言），“橡胶”在潮湿表面上的行为及其以分贝为单位的体积。 前两个参数由从“A”（最佳）到“G”（最差）的字母指定。
欧盟标签是一种基准，用于比较相同尺寸的轮胎，但我们从实践中知道它们不应该被过度信任。 依靠汽车媒体或互联网门户网站上提供的独立测试和意见肯定会更好。
从用户的角度来看，更重要的是轮胎本身的标记。 例如，我们看到以下数字和字母序列：235/40 R 18 94 V XL。 第一个数字是以毫米为单位的轮胎宽度。 “4”是轮胎轮廓，即高宽比（在本例中为 40 毫米的 235%）。 “R”表示它是子午线轮胎。 第三个数字“18”是以英寸为单位的座椅直径，应与轮辋的直径相匹配。 数字“94”是轮胎的承载能力指数，在本例中为每条轮胎 615kg。 “V”是速度指数，即汽车在给定轮胎满载情况下可以行驶的最大速度（在我们的示例中为 240 公里/小时；其他限制，例如 Q - 160 公里/小时，T - 190 公里/小时，H - 210 公里/小时）。 “XL”是加固轮胎的名称。
下，下，下
在将几十年前制造的汽车与现代汽车进行比较时，我们肯定会注意到新车的车轮比它们的前辈更大。 轮辋直径和轮宽增加，而轮胎轮廓减小。 这样的轮子当然看起来更有吸引力，但它们的流行不仅在设计上。 事实是，现代汽车越来越重，越来越快，对刹车的要求也越来越高。
低轮廓导致大轮胎宽度。
如果气球轮胎爆裂，高速公路上的轮胎损坏将更加危险——这种车辆很容易失去控制。 使用低矮轮胎的汽车很可能能够保持在车道上并安全制动。
用特殊唇缘加固的低胎圈也意味着更高的刚性，这在蜿蜒道路上的动态驾驶情况下尤其有价值。 此外，车辆在高速行驶时更加稳定，并且在较低和较宽的轮胎上更好地制动。 然而，在日常生活中，低调意味着不太舒适，尤其是在崎岖不平的城市道路上。 这种车轮最大的灾难是坑和路缘石。
观察胎面和压力
从理论上讲，波兰法律允许使用剩余 1,6 毫米胎面的轮胎行驶。 但是使用这样的“口香糖”是一件麻烦事。 潮湿路面上的制动距离至少要长三倍，这可能会让你付出生命的代价。 夏季轮胎的安全下限为 3 毫米，冬季轮胎的安全下限为 4 毫米。
橡胶的老化过程会随着时间的推移而进行，这会导致其硬度增加，进而影响抓地力的恶化——尤其是在潮湿的表面上。 因此，在安装或购买旧轮胎之前，应检查轮胎侧壁上的四位数代码：前两位数字表示星期，后两位数字表示制造年份。 如果轮胎超过 10 年，我们就不应该再使用它了。
从损坏的角度评估轮胎的状况也是值得的，因为即使胎面状况良好，其中一些轮胎也无法使用。 这些包括橡胶裂缝、横向损坏（刺破）、侧面和前面的水泡、严重的胎圈损坏（通常与轮辋边缘的损坏有关）。
什么会缩短轮胎寿命？ 气压过低会加速胎面磨损、悬挂间隙和不良几何形状会导致锯齿，并且当过快攀爬路缘时，轮胎（和轮辋）通常会损坏。 系统地检查压力是值得的，因为充气不足的轮胎不仅磨损更快，而且抓地力更差，抗滑水性更强，油耗显着增加。
Opona Driveguard - 普利司通跑步机
自 2014 年起，TPMS（胎压监测系统）已成为所有新车的必备设备，该系统的任务是不断监测胎压。 它有两个版本。
中间系统使用 ABS 来控制轮胎压力，它计算车轮的旋转速度（充气不足的车轮旋转得更快）和振动，其频率取决于轮胎的刚度。 它不是很复杂，购买和维护更便宜，但它不显示准确的测量值，只有在车轮中的空气长时间耗尽时才会发出警报。
另一方面，直接系统准确且连续地测量每个车轮中的压力（有时是温度），并将测量结果通过无线电传输到车载计算机。 然而，它们价格昂贵，增加了季节性轮胎更换的成本，更糟糕的是，在这种使用中容易损坏。
多年以来一直在研究即使严重损坏也能提供安全性的轮胎，例如，Kleber 试验了填充凝胶的轮胎，该轮胎在刺穿后会密封一个孔，但只有轮胎在市场上获得了更广泛的普及。 标准的有一个加固的侧壁，尽管压力下降，它可以在一段时间内支撑汽车的重量。 事实上，它们提高了安全性，但不幸的是，它们并非没有缺点：道路嘈杂，降低了驾驶舒适性（加固的墙壁将更多的振动传递给车身），更难维护（需要特殊设备） ，它们加速了悬架系统的磨损。
专家
轮辋和轮胎的质量和参数在赛车运动和赛车运动中尤为重要。 汽车被认为是越野轮胎是有原因的，赛车手将轮胎称为“黑金”。
倍耐力轮胎为 1 赛季的 F2020 设置
泥地越野轮胎
在赛车或拉力赛车中，将高水平的干湿抓地力与平衡的操控特性相结合非常重要。 轮胎不应在混合物过热后失去其特性，它应在打滑过程中保持抓地力，并对方向盘做出即时且非常准确的响应。 对于 WRC 或 F1 等著名的比赛，正在准备特殊的轮胎模型——通常是为不同的条件设计的几套轮胎。 最受欢迎的性能模型：（无胎面）、砾石和雨。
大多数情况下，我们会遇到两种类型的轮胎：AT（全地形）和 MT（泥地）。 如果我们经常在沥青上行驶，但不避免泥浴和穿越沙地，让我们使用相当通用的 AT 轮胎。 如果优先考虑高抗损坏性和最佳抓地力，则最好购买典型的 MT 轮胎。 顾名思义，它们将是无与伦比的，尤其是在泥泞的地面上。
智能环保
未来的轮胎将越来越环保、智能并根据用户的个性化需求量身定制。
未来汽车的方向盘——米其林愿景
至少有一些关于“绿色”车轮的想法，但像米其林这样大胆的概念，可能没有人想象过。 米其林 Vision 是一款完全可生物降解的轮胎和轮辋。 它由可回收材料制成，由于其内部气泡结构不需要泵送，并且在制造。
侧面覆盖着苔藓的固特异氧气绿色轮胎
米其林甚至建议未来的汽车将能够根据用户的需要在这样的车轮上打印自己的胎面。 反过来，固特异创造了 Oxygene 轮胎，它不仅名义上是绿色的，因为它们的镂空胎侧覆盖着真正的、活生生的苔藓，可以产生氧气和能量。 特殊的胎面花纹不仅可以增加牵引力，还可以从路面捕获水分，促进光合作用。 在这个过程中产生的能量用于为嵌入轮胎的传感器、人工智能模块和位于轮胎侧壁的灯带供电。
固特异充电轮胎的构造
Oxygene 还使用可见光或 LiFi 通信系统，因此它可以连接到物联网进行车对车 (V2V) 和车对城市 (V2I) 通信。
以及快速发展的互联和不断交换信息的生态系统，必须重新定义汽车车轮的作用。
未来的汽车本身将是一个“智能”移动组件的集成系统，同时它将适应现代道路网络和更复杂的通信系统。
在车轮设计中使用智能技术的第一阶段，放置在轮胎中的传感器将执行各种类型的测量，然后将收集到的信息通过车载计算机或移动设备传输给驾驶员。 此类解决方案的一个示例是 ContinentaleTIS 原型轮胎，它使用直接连接到轮胎衬里的传感器来测量轮胎温度、负载，甚至胎面深度和压力。 在合适的时间，eTIS 会通知驾驶员是时候更换轮胎了——不是根据里程数，而是根据橡胶的实际情况。
下一步将是制造一种轮胎，无需驾驶员干预，即可对传感器收集的数据做出充分响应。此类车轮将自动充气或翻新漏气的轮胎，并且随着时间的推移将能够动态适应天气和路况，例如下雨时，排水槽的胎面宽度会扩大，以降低打滑的风险。 这种类型的一个有趣的解决方案是一个系统，它允许您使用由微处理器控制的微型压缩机自动调节移动车辆的轮胎压力。
Michelin Uptis czyli 独特的防穿刺轮胎系统
智能公交车也是一种可以根据用户及其当前需求进行个性化调整的公交车。 让我们想象一下，我们正在高速公路上行驶，但我们的目的地仍然有一个困难的越野路段。 因此，对轮胎性能的要求差异很大。 Goodyear reCharge 等车轮就是解决方案。 从外观上看，它看起来很标准——它由轮辋和轮胎组成。
然而，关键要素是位于轮辋中的特殊储液器，其中装有一个胶囊，里面装满了定制的可生物降解混合物，使胎面能够再生或适应不断变化的路况。 例如，它可能有一个越野胎面，可以让我们示例中的汽车驶离高速公路并进入停车场。 此外，人工智能将能够产生完全个性化的混合物，以适应我们的驾驶风格。 混合物本身将由可生物降解的生物材料制成，并用受世界上最坚硬的天然材料之一启发的纤维增强 - 蜘蛛丝.
还有第一个轮子原型，它从根本上改变了已经使用了一百多年的设计解决方案。 这些型号完全防刺穿和防损坏，然后将轮辋与轮胎完全集成在一起。
一年前，米其林推出了 Uptis，这是一种防刺穿的无气模型，该公司计划在四年内发布。 传统胎面和轮辋之间的空间充满了由橡胶和玻璃纤维的特殊混合物制成的镂空罗纹结构。 这种轮胎不会被刺破，因为里面没有空气，而且它的柔韧性足以提供舒适性，同时最大程度地抵抗损坏。
球代替轮子：固特异鹰360Urban
也许未来的汽车根本不会使用轮子，而是使用……拐杖。 这一愿景由固特异以原型的形式呈现 鹰360城市. 球应该比标准轮子更好，缓冲颠簸，增加车辆的越野能力和越野能力（原地转弯），并提供更大的耐用性。
Eagle 360 Urban 被包裹在一个充满传感器的仿生柔性外壳中，通过它可以监控自身状况并收集有关环境的信息，包括路面。 在仿生“皮肤”后面是一个多孔结构，尽管车辆很重，但仍保持柔韧性。 位于轮胎表面下方的圆柱体，其作用原理与人体肌肉相同，可以永久形成轮胎胎面的单个碎片。 除了 鹰360城市 它可以自我修复 - 当传感器检测到穿孔时，它们会旋转球以限制穿孔部位的压力并引起化学反应以闭合穿孔！
