汽车轮胎是由什么制成的？哪种轮胎适合什么用途？

汽车轮胎是由什么制成的？哪种轮胎适合什么用途？

一百年来，它们塑造了我们的街景，是汽车与道路的唯一接触点，因此对于车辆的驾驶行为和安全至关重要。我们说的是汽车轮胎，也称轮胎。后者来自希腊语 pneuma，意思是空气或呼吸。但你对汽车轮胎到底了解多少呢？ 现代汽车轮胎由什么组成？谁发明了这些巧妙的汽车黑色“修补器”？夏季轮胎、冬季轮胎以及最近越来越流行的全季节轮胎到底有什么区别？最后：电动汽车对轮胎行业意味着什么？这些问题将在下一篇文章中得到解答。

原则上，我们将充气轮胎归功于两位生活和工作于 19 世纪的绅士。其中之一是苏格兰设计师和发明家罗伯特·威廉·汤姆森。例如，钢笔和带锯，但最重要的是充气轮胎，都是以他为基础的。 汤姆森正在研究一种车轮系统，该系统比当时传统的铁轮胎马车车轮提供更多的舒适度和牵引力。 1845年12月10日，他终于获得了为期六个月的第10990号英国专利——“空中摩天轮”。所谓的汤姆逊轮由一根皮管组成，其中插入另一根管子，该管子由橡胶硫化的气密帆布织物组成，然后充满空气。

这要归功于美国人的另一项巧妙发明：查尔斯·固特异一年前就在美国获得了橡胶硫化工艺的专利。硫化是汽车轮胎成型的硬化过程。生胶在一定的温度和压力下转化为弹性橡胶。

如果你研究轮胎的历史，你不可避免地会遇到另一个人，他的名字至今仍然家喻户晓，并且与固特异相似，他与轮胎行业有着千丝万缕的联系：约翰·邓洛普 (John Dunlop)。值得注意的是，这位苏格兰人实际上是一位住在都柏林的兽医。在他的实践中，他开发了设备并发现了橡胶。 1887年（当时47岁），邓禄普终于设计出了他的第一个充气橡胶轮胎。

据传说，他这样做有一个非常特殊的动机：他想让儿子的三轮车变得更安静，并且在与朋友比赛时更具竞争力。那时汤姆逊轮已经被遗忘了（其中一个原因是它的生产成本太高）。因此，邓禄普在 1888 年申请第一个充气自行车轮胎专利时对此并不知情，这是一项非常相似的发明。典型的自行车气门嘴至今仍常被称为邓禄普气门嘴。

关于起源的故事就讲这么多。当然，有用的轮胎知识远不止于此。 那么现代汽车轮胎由什么组成呢？与大多数自行车轮胎不同，今天的汽车轮胎通常是无内胎的。从外向内看，汽车轮胎可分为两个主要元素：胎面（又称胎面）和胎体。

后者是支撑下部结构，即轮胎的框架。它通常由两层组成，一层是由橡胶人造丝（人造丝）或聚酯制成的织物层（纺织帘线插入物），另一层是由橡胶制成的内层，特别是丁基橡胶（丁基橡胶是异丁烯-异戊二烯橡胶的简称，是合成橡胶中的一种聚合物）。

在子午线轮胎（也称为子午线轮胎）中，织物也由钢丝帘线组成（这称为钢带子午线轮胎）。说到这里：子午线轮胎早已取代了斜交轮胎。直到 20 世纪 60 年代，后者在乘用车中很常见。它们有几个对角交叉的胎体层。如今，斜交轮胎几乎只用于农业或老式汽车。很多人不知道的是，子午线轮胎最终获胜的技术要追溯到米其林。这家法国公司于 1946 年为其注册了专利。米其林这彻底改变了轮胎结构。 即使是第一个子午线轮胎的使用寿命也是斜交轮胎的两倍多。

回到胎体：内部充满空气，并被内层密封。这意味着内层取代了现代无内胎轮胎中的内胎。内层（也称为内衬层）由特殊橡胶层组成。它确保空气不会扩散到外面。

最后，还有作为胎体一部分的轮胎胎圈。胎圈形成轮胎的内圈，保证轮胎与轮辋之间的紧密连接。它由三部分组成：由尼龙或芳纶（一种坚固的耐热合成纤维）制成的增强层，可确保行驶稳定性并实现精确的转向行为。核心型材是由合成橡胶制成的稳定楔块，它完成与胎圈加强件相同的任务，并且对偏转舒适性也具有决定性影响。最后是核心：它由嵌入橡胶中的钢丝组成，确保轮胎牢固地固定在轮辋上。

胎面是轮胎的第二个主要元件，提供与道路的连接。胎面包含胎面设计（胎面花纹块和凹槽）以及刀槽花纹，其设计根据夏季或冬季轮胎而有所不同。它由天然或合成橡胶制成。跑步机由三部分组成：胎盖（这是轮胎中与路面接触最多的部分）、底座（位于胎盖下方，减少滚动阻力并吸收传递到胎体的震动）和侧部（位于胎面外端，形成到胎侧的过渡）。

侧壁则代表了屠体的外部保护。它通过侧部连接到胎面，由天然橡胶制成。 胎面下方还有两层：线圈绷带（由嵌入橡胶中的尼龙帘线组成）和钢丝帘线带束层（它们赋予轮胎强度，从而提高稳定性和行驶里程并减少滚动阻力）。 

从所有这些陈述可以看出，现代汽车轮胎具有复杂的结构。这也解释了不同厂家产品的差异。优质品质始于所使用的原材料（从钢材到橡胶再到各种化学品），持续到生产，最后到质量控制。

但轮胎到底由什么组成，即由什么材料和比例组成？大陆集团对其最畅销的夏季轮胎进行了如下分析：

橡胶（天然橡胶和合成橡胶）：41%
填充材料（烟灰、二氧化硅、碳、白垩等）：30%
增强材料（钢、聚酯、人造丝、尼龙）：15%
增塑剂（油类、树脂）：6% 硫化用化学品（硫磺、氧化锌等）：6%
防止老化物质及其他化学物质：2%

轮胎由 41% 的橡胶组成。毫不奇怪，橡胶是最重要的原材料。反过来，这也意味着轮胎一半以上是由其他材料制成的。

顺便说一句，开发新轮胎需要两到三年的时间才能投入市场。 最重要的是，该行业面临着模型和尺寸种类呈爆炸式增长的事实。根据一家大型轮胎制造商的内部估计，2005 年，约 80% 的市场由 153 种不同的轮胎型号覆盖。目前已经有 323 种型号，到 2027 年可能会达到 524 种。这使得流程更加复杂，及时向客户交付成为一项挑战。这对于专业人士来说也很重要，是2022年相关轮胎知识的一部分。

橡胶混合物对于驾驶行为和在各种表面上的正确抓地力至关重要。它影响轮胎与地面之间的摩擦力以及车辆与地面的接触程度。抓地力差会增加制动距离，增加发生事故的风险。抓地力受到表面、橡胶混合物、正确的轮胎压力、胎面深度以及里程以及轮胎寿命的影响。轮胎制造商大陆集团网站称：“如果轮胎磨损严重，油耗也会增加。”

理论上，每种驾驶情况都会有最适合的轮胎。这在一级方程式赛车中很明显，在一场比赛中，轮胎通常会多次更换，并且通常是为了响应不断变化的驾驶条件。当然，这在日常生活中并不实用。然而，在中欧，每年都会重复出现一个本质上的差异：夏季和冬季之间的差异。夏季和冬季轮胎的橡胶混合物根据各自的外部条件进行了理想的定制。

夏季轮胎专为无冰雪的路况而设计。即使在高温下，它们的橡胶混合物也不会变得太软，并且在高速下磨损相对较低。随着胎面深度的减小，雨中的性能会恶化。因此，法律要求胎面深度至少为 1.6 毫米，但汽车俱乐部建议夏季轮胎的胎面深度至少为 3 毫米。

冬季轮胎（M+S 轮胎）专为冬季路况而设计。它们的橡胶混合物即使在低温下也具有足够的弹性，以实现足够的动力传输。冬季轮胎标有 M+S 符号（泥和雪的英文）。 胎面花纹、胎面胶或结构主要设计用于在雪地上实现更好的驾驶和牵引性能。此处，粘合性能也随着胎面深度减小而劣化。因此，在奥地利，冬季轮胎的胎面深度必须至少为 4 毫米，低于该深度的轮胎被视为夏季轮胎。 

全季节轮胎（又称全天候轮胎）夏季和冬季均可使用。它们代表了夏季轮胎和冬季轮胎之间的折衷。它们主要用于季节之间温差较小的国家。  

全天候轮胎的轮廓结合了夏季和冬季轮胎两种不同的沟槽布置，这样就可以找到较高温度和潮湿条件下所需的纵向沟槽以及在湿滑的冰雪上提供抓地力的胎面花纹块齿。 尤其是在全季节轮胎领域，由于需求旺盛，几年来该领域一直是一个真正的增长领域，麦子与谷壳分离。廉价品牌通常在相关测试中表现不佳，但一些知名制造商已经能够名声大噪。除了固特异和大陆集团等品牌外，还包括荷兰制造商 Apollo Vredestein，该公司的 Quatrac 全季节轮胎已荣获多项奖项。 

全季节轮胎的性能自然是一种妥协：在雪地上，它们的性能无法接近优质冬季轮胎的性能，而在夏季，由于橡胶混合物本身较软，它们的磨损程度更高，因此会磨损，并且油耗略有增加。奥地利 Apollo Vredestein 董事总经理 Harald Kilzer 表示，即使在阿尔卑斯共和国，全季节轮胎也是合理的，但仅限于小众市场：“这是在城市地区，对于不常开车的人，甚至是第二辆和第三辆汽车，”他说。另外，国家太小，地区差异太大。 “每个维也纳人都会在某个时候去滑雪。为此，您显然需要一个夏季轮胎和一个冬季轮胎，”Kilzer 解释道。

全地形轮胎不应与全季节轮胎混淆或等同。它们属于越野轮胎领域，顾名思义，既可以在越野轮胎上使用，也可以在沥青路面上使用。

德国固特异邓禄普轮胎产品经理 Holger Rehberg 最近向 KFZwirtschaft 解释道：“正确的选择取决于个人标准，其中包括每年行驶的公里数、车辆类别和强度以及个人驾驶习惯。” Rehberg 表示，对于每年行驶里程不足 10,000 公里且主要在城市地区出行的车主来说，全季节轮胎有时是一个不错的选择。但如果您穿越奥地利或德国出差或在寒假开车，专家肯定会推荐冬季轮胎。
顺便说一句，固特异在线提供免费的  轮胎测验 。在“您是什么类型的轮胎？有六个推荐问题”的座右铭下，驾驶员可以通过回答六个问题来快速轻松地了解是否应该选择全季节轮胎或冬季轮胎。

电动汽车应该注意什么？轮胎就是轮胎，行驶不重要？有人可能会想。但事实并非如此。由于电池的原因，电动汽车比内燃机汽车重得多，并且具有相对较高的扭矩，从而可以立即产生强劲的加速。当然，这两种特性都会导致轮胎承受更高的负载。然后是影响范围的问题，这是至关重要的。较低的滚动阻力对此有利。

“我们不必重新发明车轮，但我们确实重新考虑了轮胎的许多方面，因为我们知道它可以实现最佳性能，”德国制造商大陆集团表示。除了良好的抓地力和低滚动阻力之外，用于电动汽车的橡胶混合物还必须提供最大的坚固性。 在康迪，相关研究成果被称为EcoContact6，这是一款专为电动汽车设计的轮胎。

TÜV SÜD 轮胎专家 Lars Netsch 表示：“强烈建议纯电动汽车车主在购买新轮胎时使用相应类型的原装设备。” E型车有优势，特别是在城市和中等速度的城际交通中。据轮胎制造商称，较低的滚动阻力可使行驶里程延长 8%。 

汽车轮胎领域正在进行大量研究，这不仅仅是因为新兴的电动汽车。未来的轮胎将变得越来越智能（它们与汽车相连）、更耐用、更可持续（回收是一个大问题）。无气轮胎的研究也在进行中。你可以看到最精彩的未来趋势  这里 。 

说到可持续性：并非所有有缺陷的轮胎都必须立即更换为新轮胎；有时可以很容易地修复。您可以做需要考虑的事情  这里  阅读它，然后一站式获得您的知识  电子学习  检查轻松简单。 

所有这些发展的背后是一个销售额数十亿的产业。这  世界上最大的轮胎制造商  米其林和普利司通这两家公司的汽车轮胎年销售额约为 200 亿欧元。大陆航空位居第三。这家德国供应商巨头仅轮胎部门在 2020 年的销售额就超过 100 亿欧元。