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轮子是全人类的10大发明之一

发布时间:2016-12-23 15:36来源:未知发布人:admin

从最初因为制造陶器所需而进行的设计,到作为人类的先进发明之一,车轮这个 让车辆行走的最基本组成单元,绝对可以说是汽车各部件的鼻祖。它的诞生久远到连发明者都无法考证,但它却像是推动人类文明不断发展的一剂催化剂,让汽车发 展史的滚滚洪流不断向前。追溯到公元前那个人类文明尚处启蒙的年代,一起探寻一下车轮的进化故事。

可 考证的车轮的发明时间,大约在公元前3500年左右的美索不达米亚地区,这个曾被周杰伦写到《爱在西元前》里的两河文明发源地,可能因为其最早出现人类文 明的特殊身份,而不乏神秘传说和起源故事。最早以运输为目的的车轮诞生在大约公元前3200年,主要是美索不达米亚地区用于战争或竞赛的双轮马车。

 

然而,有记载的人类文明远不能体现车轮历史的悠久,真正的车轮起源可能要从石 器时代开始,也就是大约1.5万年至75万年前。那时的车轮其实就是一个圆木桩,原始人类用几个木桩并排被放在承载物品的下方以向前滚动,当然这也就出现 了当时人们所面临的一个很大的困扰——不能持续稳定的向预期的方向滚动。

为了克服这个障碍,人们在之前曾经使用过的轻撬的基础上进行了改良,用一根长 棍贯穿于两个圆木桩中央,放在平板之下,前后各一,从而解决了控制推动方向的问题。但随后人们又发现,这样的结构无法长时间运输货物,因为圆柱形的木桩非 常不耐磨,经常会出现裂痕、断裂等情况。在不断的尝试之后,车轮被逐步改为了中间较薄,外沿较厚的造型,同时链接杆也采用了更加接近车轴的样式,让车轮更 加稳定耐用。

  

耐用性问题解决之后,人们开始关注到结构设计上的问题。因为两个木桩之间固定 木轴的形式,在转弯的时候会非常尴尬,车轮的结构也因此发生了根本性的进化,车轴不再固定,而是通过中心片和轴孔三者联动,使车轮可以各自转动,这样,车 辆在转弯的时候,内侧车轮速度更慢,外侧车轮速度更快,以完成转弯。

简单的滚动和转弯虽能满足人们的日常所需,但是就当时的生产发展速度来说,这 样的工具效率远达不到大型生产需要。为了节省时间和劳动力,辐条的设计开始出现,车轮也在其诞生的1500年之后,由埃及人首先开始使用由轴孔、轮辐、轮 辋组成的车轮,不仅节省了原材料,而且使车轮变得更轻,更便捷。

到了公元1000年前,凯尔特人开始在其双轮马车上使用铁制圈车轮,由于其结实耐用的特质,这种车轮一直被沿用至了公元1802年,一种更细的铁丝轮辐被G.F. Bauer注册为个人专利,这项发明在今天的自行车身上还可以见到。

伴随着铁丝轮辐的出现,另一项伟大的发明由R.W. Thompson在1845年注册为专利,那就是充气轮胎。这项发明在1888年被英国的一位兽医John Dunlop进行了改良并再次注册为专利,而之后英国的著名体育运动用品品牌DUNLOP,让人们彻底告别了颠簸的时代。

汽车车轮发展的开端,可以从1885年的那辆奔驰一号说起。三轮的造型完全采 用了自行车的车轮结构,而外侧则采用了André和Edouard Michelin发明的硬橡胶,这两兄弟的名字也许你并不熟悉,但提到鼎鼎大名的米其林轮胎公司,也许你会对他们的早期橡胶作品多少有些好奇。1910 年,B.F. Goodrich公司在硬橡胶中加入了碳,推出了更加耐用的轮胎。

再来看看美国方面,福特的Model T汽车问世之时采用的是木质轮辐,到了1926年至1927年,改为了钢制轮辐,不过让美国人坐上汽车可不是件容易的事情,老美对于硬橡胶带来的颠簸感几 乎无法容忍,所以直到Mr. Dunlop的充气轮胎普及之后,汽车才真正开始跃进。

当时的充气轮胎跟我们现在所见到的还相去甚远,不仅没有现在根据路面状况而分类细致的胎纹,连寿命都短的可怜,大概三四十英里就要去检修,最长也跑不过2000英里,还经常会发生轮胎脱落、被刺穿或挤压变形等情况。

人们对车轮的开发重点主要还是以减轻车轮重量为目的,到目前看来,汽车的车轮基本以钢和合金两种为主,我们仍旧没有必要谈论过多技术,只要知道后者更轻更坚固,可以让车辆的运动性、操控性更佳,刹车系统的使用寿命也更长。
很多科幻片里的汽车或者说是飞行器,都已经不再有车轮的影子,不过相信近几个世纪我们还不太可能跟车轮说再见。虽然现在无论是轮毂还是轮胎,都已经被人们 开发出了任何可能的形式,但很多公司还是在尽可能地发明出更加有未来感的车轮,我们不妨来看两个米其林公司的概念发明。

这项将轮胎与轮辋整合为一体的设计,出现于2006年,它看起来似乎又回到了当年那个硬橡胶的时代,不再有充气压缩空气部分,轮辐的灵活适应能力很强,可 以吸收颠簸路面带来的震动。米其林公司表示,即使没有传统的充气部分,Tweel也能够像普通轮胎一样适应路面的各种情况,达到舒适驾驶的要求。不过即使 是这样的说明,也还是不能掩饰它的缺点:在时速超过80km/h之后,震动会相当明显,所以也就只适用于一些小型车辆上。

这一概念可谓是颠覆性的,因为米其林似乎想让车轮成为纯粹的个体,它不仅有自己的引擎,还有变速箱、悬挂和传动轴,这样的四个轮子不知道驾驶起来会不会考验人的协调性,虽然它只适合于电动汽车,但是这样的设计实现起来还需要一个相当长的过程。


 

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