免充氣輪胎

免充氣輪胎是指不藉助空氣壓力，而實現減震緩衝性能的輪胎。充氣輪胎是用橡膠密閉有壓力的空氣，空氣受到壓縮時，空氣分子對容器壁的碰撞更加激烈導致氣壓升高，形成巨觀上的彈性，充氣輪胎優越的緩衝性能和低滾動阻力的特性迄今為止尚無其他輪胎可以超越。

免充氣輪胎也就是不用充氣的輪胎，不藉助空氣，僅利用輪胎自身材料和結構實現支撐、緩衝性能。 ①橡膠實心輪胎。這種輪胎已經有上百年的生產歷史。主要特徵是，胎體重量大、彈性差、滾動阻力大、承載大。適用於運動速度慢載重要求比較大車車輛。②開式結構輪胎。採用聚氨酯材料為原料，利用開式結構、管型交錯三維減震製作而成，優點是外觀美觀、重量輕，缺點是低速行駛，不耐高溫

基本介紹

• 中文名：免充氣輪胎
• 結構：空心胎，空腔結構
• 適用於：各種規格輪胎
• 特點：滾動阻力小

免充氣輪胎的定義

幾種類型輪胎性能比較

性能特點	充氣輪胎	實心輪胎	開式結構輪胎	免充氣空心輪胎
結構原理和適用車輛	內外胎結構。利用壓縮空氣彈力。性能優異，適用於各種車輛，但是容易漏氣、爆胎；在小輪車胎上因工藝複雜價格高不占優勢	實心結構。適用於一些簡易低速小輪車	開式結構、管型交錯。高分子複合材料。適用於各種低於90公里每小時的車輛。已在民用電動車使用及部隊新型戰車測試	空心胎，空腔結構。; 胎內設有熱交換器，將輪胎運行時產生的熱量隨時排出；耐老化，滾動阻力小，彈性性能好，適用於各種中低速車輛。性能和價格與充氣輪胎相近，不需充氣，永不爆胎，適用於各種規格輪胎。
彈性性能	★★★★★; 利用壓縮空氣產生彈力，彈性性能優異	★; 差	★★★★; 採用管型交錯三維減震，複製中國拱橋的結構，力學與材料學的結合，具有良好的舒適度和承載，和橡膠充氣輪胎幾乎沒有差別	★★★; 具有優異的材料和特殊的結構，具有良好的彈力性能，反彈速率高
滾動阻力	★★★★★; 滾動阻力小	★; 滾動阻力大	★★★★★; 滾動阻力小	★★★★; 滾動阻力小
耐老化	★★★★; 長期使用，胎側易龜裂	★★	★★★★★; 新型複合高分子材料的抗撕裂、抗老化是普通橡膠輪胎的10倍	★★★★; 耐老化性能好，胎體無龜裂現象
耐候性	★★★; 高溫時容易爆胎，低溫時，氣壓容易不足	★★	★★★★; -20°-40°的可以正常使用	★★★★★; 高溫70℃至零下40℃時能正常使用
耐磨性	★★★★; 載荷時胎面承受拉伸應力，易磨損	★★	★★★★★; 載荷時胎面承受壓應力，耐磨性好，耐磨性能是普通充氣輪胎5倍以上	★★★; 載荷時胎面承受壓應力，耐磨性好，耐磨性能是普通充氣輪胎2倍以上
耐刺穿性	★	★★★★	★★★★★	★★★★★
防爆性能	★★	★★★	★★★★★	★★★★★
是否擁有專利	否	否	多國專利	多國專利
生產廠家	生產歷史久，; 生產廠家眾多	生產廠家眾多	經授權公司獨家生產	經授權公司獨家生產
綜合評價	★★★★★	★★	★★★★★★★	★★★★★★

二、充氣的輪胎髮明

早期輪胎是免充氣的。是用木製或鐵制的車輪，汽車的懸架結構也不完善，再加上路面行駛條件不好，儘管汽車行駛速度不高，但還是顛簸得厲害。

有位海軍上校對乘坐早期汽車的感受如下追述：“是我初次嘗試不用馬拉的交通工具。1896年，我乘坐鐵輪的汽車在高低不平的花崗石路上行駛，車子的劇烈顛簸使我聯想到藥水瓶上的說明——服前搖勻”。

1845年，英國一個鐵匠獲得了第一個橡膠充氣輪胎的專利權。他用塗有橡膠的帆布製成內胎，外面包上皮革以抵抗粗糙路面對它的磨損，然後充入空氣。

1900年實心橡膠輪胎幾乎普及。

為了提高實心胎的性能，當時的製造商在橡膠內胎中填充了五花八門的東西作為減震材料。實心胎套用一直持續了很長時間，但要提高實心胎的性能有很大的局限性，人們又把眼光投向了充氣輪胎上。

1895年，法國人米希藍把1888年發明的腳踏車充氣輪胎經過改良後安裝在汽車上，參加巴黎至波爾多的比賽，才出現首輛使用這種輪胎的汽車。

1911年，美國哈德門輪胎和橡膠製品公司的財務管理員菲利普，在亞利山大·施特勞斯的檔案中發現了施特勞斯於1894年的一次發明，即可織物在一個方向上拉伸而在另一個方向上卻不變。於是他們公司利用這一發明，推出了成套的內外胎，即用橡膠和織物織成外胎，裡面裝上橡膠內胎。至此，充氣輪胎取得了完全的成功，汽車才真正穿上了現代化的“鞋子”。

充氣輪胎的煩惱

充氣輪胎的出現是輪胎髮展史上的巨大進步 ，在給人帶來舒適的同時，也帶來了充氣、補胎、爆胎等新的煩惱。

空氣分子非常小，會從橡膠分子的縫隙跑出來，所以充氣輪胎經常要補氣。充氣輪胎容易被釘子、玻璃等尖銳物扎破，有時會爆胎，需要補胎非常麻煩。如果是輕便的腳踏車輪胎沒氣了，推去補胎容易一些，如果是笨重的電動腳踏車、機車輪胎沒氣了推去補胎的話，那就費勁了，推著步行1公里，恐怕要筋疲力盡。要是汽車輪胎沒氣了那就寸步難行了。

高速運動的輪胎爆胎非常危險，往往導致嚴重的交通事故。據統計，我國高速公路交通事故中有70%與輪胎有關，汽車爆胎真正成為高速公路上的“超級殺手”。由於車輛在高速路上行駛速度快，持續不斷的摩擦力會使輪胎的表面溫度和胎內氣壓升高，對於“健康”的輪胎而言，溫度的升高和壓力的增加都能克服，但對於出現過度磨損或有明顯外傷、刮痕的輪胎，就難以承受巨大的壓力，因此輪胎“肇事”的幾率較高。

根據交通部門的統計，因汽車輪胎漏氣爆胎而引發的嚴重交通事故占總體事故的46.8%。而在高速公路上，這一比例更高達60%-70%，是各種事故中比例最高的一種。據測試，汽車在時速160公里以上行駛時發生爆胎事故，駕乘人員的死亡率為100%。爆胎已與疲勞駕車、超速行駛並列為中國道路交通的三大殺手。

免充氣輪胎的發展

為了解決充氣輪胎的煩惱人們想了很多辦法。

改進充氣輪胎

①安全輪胎支撐系統安全輪胎的歷史可追溯到20世紀初葉，美國固特異輪胎橡膠公司於1934年取得防爆內胎安全輪胎專利，1955年研製成功雙腔安全輪胎，1963年開始批量生產具有內支撐物的安全輪胎——Double Engle，1970年藉Double Engle成為賽車安全輪胎配套供應商，1987年在紐約車展上推出首批EMT（Extended Mobility Tire，高機動性輪胎）。1992年EMT被選為1994年款豪華轎車的推薦配件和1995年款豪華轎車的原裝配件，固特異因此而成為世界首家轎車安全輪胎配套供應商。②輪胎自補膠水聚乙烯醇、硫酸銅、稀土、增膠粉，按比例混配，加入水和少量木屑，這就生產出了一種產品——快速膠，也叫輪胎自補膠，主要套用於腳踏車、三輪車等非機動車輛的車輪內胎修補上，每隻輪胎灌入1支~2支膠水，隨著車輪滾動，可自動給細小的釘刺孔洞補漏 。

實心輪胎

聚氨酯是有塑膠特性的一種材料。環境溫度對它的影響很大，低溫時會變硬、變脆，高溫時會變軟甚至會成為液體。聚氨酯輪胎由於是實心結構，在運行時輪胎內產生大量的熱量排不出去，輪胎會變軟，滾動阻力增大，就是我們常說車子騎起來很沉；胎體發熱變軟會使輪胎失去支撐作用，進而容易脫胎，嚴重時會爆胎。夏天乘騎裝有這種輪胎的車輛是非常危險的事情。所以該種輪胎既不能用在腳踏車上，也不能用在電動腳踏車上，機車等中高速車就更不行了。現在僅用在兒童車、輪椅車等低速低載重的車輛上。

免充氣空心輪胎

免充氣空心輪胎系列產品是我國江蘇省的王明江先生經過二十多年的潛心研究，終於研發成功，獲國內外專利50多項。 該種輪胎採用高性能彈性材料、專有工藝製造，內外胎一體，空腔結構，具有不怕扎、彈性好、耐磨、滾動阻力小等優點，使用壽命是充氣胎的3倍以上。輪胎內側設有熱交換器，使胎體內外的熱冷空氣自動交換，可以有效地降低胎體的溫度，大大延緩輪胎的老化。該輪胎徹底解決了傳統充氣輪胎易漏氣、爆胎的難題，適用於腳踏車、電動腳踏車、高爾夫球車、兒童車、老年代步車、醫療器械車、摩托助力車等各種車輛。榮獲中國專利優秀獎、國家發明創業獎、江蘇省科技進步二等獎、江蘇省’333‘高層次領軍人才、江蘇省優秀專利金獎、江蘇省十大優秀專利發明人、江蘇省十大發明家、軍民融合貢獻獎、中國國際專利與名牌博覽會特別金獎等100項多個榮譽獎項。2000年王明江先生為了讓自己的發明成果造福社會，創立自己的實業公司，專業生產免充氣空心輪胎系列產品。產品現已形成五大系列、規格達八十多種，主要銷往美國、日本、歐洲、東南亞等20多個國家和地區。公司已通過ISO9001國際質量管理體系、ISO14001環境管理體系認證，被授予“江蘇省高新技術企業”、“江蘇省民營高科技企業”、“江蘇省智慧財產權先進單位”等稱號。該種輪胎髮明是輪胎產業發展的重要進步。

發展現狀

長期以來，車輛普遍使用的輪胎是充氣輪胎。這種輪胎是年英格蘭人發明的，在國際上他獲得了第一個充氣輪胎的專利權。這種輪胎在套用中，因容易漏氣、爆破而經常需要充氣、換胎、補胎，給人們的生產、生活帶來非常不便。特別是車輛在高速運行時，會因突然爆胎出現車毀人亡等重大交通安全事故，國內外許多科研和生產部門投入大量人力、財力、物力，力圖解決輪胎的免充氣和安全問題，但一直沒有實現突破性進展。如20世紀年代中期，西德的希奈爾公司研製一種用纖維填充物填充聚胺脂混煉型橡膠生產的實心胎，因緩衝性能差而被淘汰。1977年美國卡爾菲利公司研製一種泡沫免充氣腳踏車胎，這種輪胎因耐老化性能和耐候性能差等缺點，也未能投入實際生產運用。

多年來，北京橡膠研究院、河北橡膠研究所、上海橡塑研究所和徐州橡膠廠、青島輪胎二廠、華林橡膠廠、湛江橡膠廠、威海輪胎有限公司等單位投入大量的人力物力，在免充氣輪胎生產技術上做了大量的研究工作，初步研究出了三種產品。

第一種是實心胎。這種輪胎的缺點：材料消耗大，胎體沉重，成本高，易爆破，不具備實用價值。

第二種是纖維實心胎。這種輪胎的缺點：生產工藝難度大，動力消耗高，胎體沉重，緩衝性能差，成本大，也不具有實用價值。

第三種是泡沫實心胎。這種輪胎的缺點是：其胎體為塑膠發泡而成，故耐候性較差，老化速度快，易鬆弛脫胎，尤其是連續較高速度運行時胎心泡沫部分迅速軟化，繼而碎裂而無法使用，此種輪胎多年前就已試製，至今在實際套用方面尚未取得進展。