與“火”相提並論的發明|車輪的前世今生

物質交換、自由貿易是人類社會最主要的經濟活動之一,千百年來,交通運輸為人類空間位置的移動作出了重要的貢獻。然而,在過去的幾百年裡,我們大多數只關心交通工具的不斷推陳出新,卻很少注意承載地面交通工具的輪胎。今天,小編就給大家說說車輪的進化史。

與“火”相提並論的發明|車輪的前世今生


01車輪的起源

作為交通工具中必不可少的車輪,它被視作人類最古老、最重要的發明之一,以至於我們經常把它和火的使用相提並論。實際上,人類馴服火的歷史超過一百五十萬年,而開始使用輪子只有區區六千載光陰。

任何簡單而意義深遠的發明都不是憑空出現在人們的腦海中的,必然有什麼現象觸發了靈感。正如古人見到水裡漂著的木頭而想到獨木舟一樣,車輪的發明也可能是受到了一些自然物的啟發。古人都普遍地崇拜天空中的日月,那麼他們肯定認為日月擁有最完美的外形——圓形,直到古希臘時代,哲學家柏拉圖也還認為球體是最完美的形式。因此,車輪的圓形也可能由此演變而來。

可考證的車輪大約出現於公元前3500年左右的美索不達米亞地區,當時輪子還只是一些圓形的板,和軸牢牢地釘在一起。直到公元前3000年時,人們開始將軸裝到手推車上,而輪子不直接和車身相連。不久以後,又出現了裝有輪輻的車輪。相傳也在這個時候,中亞地區就已經使用帶輪的車,但當時文明發達的埃及並不知道,仍是用滾木為輪拖運貨物。

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目前對於車輪的起源,考古學界還存在一定爭議。但是可以肯定的是,在掌握鋒利而堅固的工具以前,人類是不可能擁有輪式車輛的。用石器工具難以將木頭加工成合適的圓柱形,更不必說複雜到帶輻條的輪子了。所以,車輪的出現只能是青銅時代以後的事情。

雖然沒有人知道輪子是誰發明的,但它的出現無疑大大減輕了人們搬運重物的負擔,使人可以快速搬動大大超過自身重量的物體,更建立了人類歷史上第一個陸地運輸系統。

02木製車輪的演變

18世紀前,輪胎由木頭或金屬製成,舒適性欠佳,在外觀和形狀上基本沒有太大變化,發展進程緩慢,歷史上對木製車輪大約有兩次改進。

對實心輪的第一個改進是在周緣增加一圈木頭的邊緣,即輪輞,它是將幾塊木片用火烤彎曲後拼接而成的。

輪輞的作用可使整個輪子的磨損程度變得較為均勻,增加車輪的使用壽命。

第二個改進是把實心輪局部掏空,形成輪輻式車輪。約公元前2000年,帶有輪輻的車第一次出現在了兩河流域。公元前1600年時,北方的海克索斯人用馬拉戰車進攻埃及,使埃及人大吃一驚。從此,埃及人也開始使用帶輪的車,並也開始逐漸使用輪輻和輪緣來加固車輪,而中國最早的輻式車輪大約於夏商時期出現。這不僅使車輪的重量有了大幅度降低,整車操作更加靈活,同時也奠定下此後幾千年來輪子的基本形制。

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03 充氣橡膠輪胎的由來與發展

橡膠的出現給車輪的變革開啟了新的大門,而充氣式輪胎則將交通工具的靈活性和舒適性發揮到了極致。

1493-1496年,哥倫布第二次探索新大陸到達西印度群島中的海地島時,發現了當地小孩所玩的橡膠硬塊,這使他大吃一驚,他把這個奇妙的東西帶回了祖國,這也是西方人第一次接觸天然橡膠。

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1735年,法國科學家康達明等人又將美洲當地居民所制的橡膠製品帶回歐洲,進行進一步研究。

1839年,美國人查爾斯•固特異爾發明了硫化橡膠。橡膠輪胎開始被廣泛應用,但由於硬橡膠的材質特點,這一時期的車輪主要是實心車輪,實心輪胎行駛起來比木質或鐵質車輪好,但還是很不舒服,而且噪聲很大,因為他們只是在輪子的接地部分用上橡膠。

1888年約翰·鄧祿普將橡膠做成管狀,包在木製車輪邊緣,然後充入氣體,這種輪胎的彈性既能充分吸收震動,也使得車體的機械性能得到了很好的保護,世界上第一條充氣輪胎誕生,該技術最早先在自行車進行應用。

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初期的充氣輪胎使用塗有橡膠的帆布作為胎體,因為帆布縱線和橫線相互交叉,行走時輪胎會變形,線之間就會相互摩擦,很快就會磨斷,最初壽命僅有200~300km,有較大的待提升空間。

1903年,斜紋紡織品被髮明瞭出來,這種紡織品促成了交叉層輪胎的發展,簾線不易斷裂,壽命被大大延長。因為它優良的特性,直到現在,斜交輪胎仍在使用。

1930年米其林製造了世界上第一個無內胎輪胎,1948年首創子午線結構輪胎,與當時的斜交輪胎不同,子午線輪胎的簾布層排列方式有著很大不同,使輪胎的使用壽命和使用性能得到顯著的提升,被譽為輪胎工業的革命,米其林從此成為輪胎製造業的巨頭。

在現代工業社會,適宜不同環境、氣候、路況的各類輪胎更是百花齊放,如乘用車輪胎、夏用一般輪胎、雨胎、雪地胎、載重輪胎、高性能輪胎等。各類輪胎的出現,是人類智慧與大自然惡劣環境鬥爭的結晶,也標誌著人類文明的不斷成熟。

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從木製到鐵製車輪,再到橡膠材質;從實心到輪輻式車輪,再到各類充氣輪胎,輪胎技術的不斷革新,輪胎的耐用性、操控性、舒適性和節油性能都得到大大提升,車輪在幾千年的發展演變中,始終向著更加平穩、安全、舒適的方向不斷前進,每一次變革都推動著人類文明的發展與進步。


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