车轮为什么会是圆的(车轮的前世今生)

物质交换、自由贸易是人类社会最主要的经济活动之一,千百年来,交通运输为人类空间位置的移动作出了重要的贡献。然而,在过去的几百年里,我们大多数只关心交通工具的不断推陈出新,却很少注意承载地面交通工具的轮胎。今天,小编就给大家说说车轮的进化史。

与“火”相提并论的发明|车轮的前世今生

01车轮的起源

作为交通工具中必不可少的车轮,它被视作人类最古老、最重要的发明之一,以至于我们经常把它和火的使用相提并论。实际上,人类驯服火的历史超过一百五十万年,而开始使用轮子只有区区六千载光阴。

任何简单而意义深远的发明都不是凭空出现在人们的脑海中的,必然有什么现象触发了灵感。正如古人见到水里漂着的木头而想到独木舟一样,车轮的发明也可能是受到了一些自然物的启发。古人都普遍地崇拜天空中的日月,那么他们肯定认为日月拥有最完美的外形——圆形,直到古希腊时代,哲学家柏拉图也还认为球体是最完美的形式。因此,车轮的圆形也可能由此演变而来。

可考证的车轮大约出现于公元前3500年左右的美索不达米亚地区,当时轮子还只是一些圆形的板,和轴牢牢地钉在一起。直到公元前3000年时,人们开始将轴装到手推车上,而轮子不直接和车身相连。不久以后,又出现了装有轮辐的车轮。相传也在这个时候,中亚地区就已经使用带轮的车,但当时文明发达的埃及并不知道,仍是用滚木为轮拖运货物。

与“火”相提并论的发明|车轮的前世今生

目前对于车轮的起源,考古学界还存在一定争议。但是可以肯定的是,在掌握锋利而坚固的工具以前,人类是不可能拥有轮式车辆的。用石器工具难以将木头加工成合适的圆柱形,更不必说复杂到带辐条的轮子了。所以,车轮的出现只能是青铜时代以后的事情。

虽然没有人知道轮子是谁发明的,但它的出现无疑大大减轻了人们搬运重物的负担,使人可以快速搬动大大超过自身重量的物体,更建立了人类历史上第一个陆地运输系统。

02木制车轮的演变

18世纪前,轮胎由木头或金属制成,舒适性欠佳,在外观和形状上基本没有太大变化,发展进程缓慢,历史上对木制车轮大约有两次改进。

对实心轮的第一个改进是在周缘增加一圈木头的边缘,即轮辋,它是将几块木片用火烤弯曲后拼接而成的。轮辋的作用可使整个轮子的磨损程度变得较为均匀,增加车轮的使用寿命。

第二个改进是把实心轮局部掏空,形成轮辐式车轮。约公元前2000年,带有轮辐的车第一次出现在了两河流域。公元前1600年时,北方的海克索斯人用马拉战车进攻埃及,使埃及人大吃一惊。从此,埃及人也开始使用带轮的车,并也开始逐渐使用轮辐和轮缘来加固车轮,而中国最早的辐式车轮大约于夏商时期出现。这不仅使车轮的重量有了大幅度降低,整车操作更加灵活,同时也奠定下此后几千年来轮子的基本形制。

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03 充气橡胶轮胎的由来与发展

橡胶的出现给车轮的变革开启了新的大门,而充气式轮胎则将交通工具的灵活性和舒适性发挥到了极致。

1493-1496年,哥伦布第二次探索新大陆到达西印度群岛中的海地岛时,发现了当地小孩所玩的橡胶硬块,这使他大吃一惊,他把这个奇妙的东西带回了祖国,这也是西方人第一次接触天然橡胶。

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1735年,法国科学家康达明等人又将美洲当地居民所制的橡胶制品带回欧洲,进行进一步研究。

1839年,美国人查尔斯•固特异尔发明了硫化橡胶。橡胶轮胎开始被广泛应用,但由于硬橡胶的材质特点,这一时期的车轮主要是实心车轮,实心轮胎行驶起来比木质或铁质车轮好,但还是很不舒服,而且噪声很大,因为他们只是在轮子的接地部分用上橡胶。

1888年约翰·邓禄普将橡胶做成管状,包在木制车轮边缘,然后充入气体,这种轮胎的弹性既能充分吸收震动,也使得车体的机械性能得到了很好的保护,世界上第一条充气轮胎诞生,该技术最早先在自行车进行应用。

与“火”相提并论的发明|车轮的前世今生

初期的充气轮胎使用涂有橡胶的帆布作为胎体,因为帆布纵线和横线相互交叉,行走时轮胎会变形,线之间就会相互摩擦,很快就会磨断,最初寿命仅有200~300km,有较大的待提升空间。

1903年,斜纹纺织品被发明了出来,这种纺织品促成了交叉层轮胎的发展,帘线不易断裂,寿命被大大延长。因为它优良的特性,直到现在,斜交轮胎仍在使用。

1930年米其林制造了世界上第一个无内胎轮胎,1948年首创子午线结构轮胎,与当时的斜交轮胎不同,子午线轮胎的帘布层排列方式有着很大不同,使轮胎的使用寿命和使用性能得到显著的提升,被誉为轮胎工业的革命,米其林从此成为轮胎制造业的巨头。

在现代工业社会,适宜不同环境、气候、路况的各类轮胎更是百花齐放,如乘用车轮胎、夏用一般轮胎、雨胎、雪地胎、载重轮胎、高性能轮胎等。各类轮胎的出现,是人类智慧与大自然恶劣环境斗争的结晶,也标志着人类文明的不断成熟。

与“火”相提并论的发明|车轮的前世今生

从木制到铁制车轮,再到橡胶材质;从实心到轮辐式车轮,再到各类充气轮胎,轮胎技术的不断革新,轮胎的耐用性、操控性、舒适性和节油性能都得到大大提升,车轮在几千年的发展演变中,始终向着更加平稳、安全、舒适的方向不断前进,每一次变革都推动着人类文明的发展与进步。

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