中国是世界上较早使用车轮的国家。早在夏朝,就出现了一种叫“木马轮”的车轮,这种车轮由2到3块弯形木板拼制而成,没有轮辐,称为“辁”。
后来,随着新材料的出现和发展,木质车轮逐渐被铁质和橡胶制车轮所替代。这时的车轮有辐有轮,比木制轮子结实耐用。但是,由于铁和硬橡胶材质坚硬沉重,势必增大轮转阻力,影响轮转速度。
如何制造一种摩擦力小,既轻便又快捷的轮子,便成了众多科学家孜孜追求的目标,而最终实现这一目标的既不是动力学家和机械学家,而是一名兽医。
古代木质实心轮胎(网络图)
历史来到十九世纪的一天。
北爱尔兰年轻的兽医约翰·伯德·邓洛普(1840-1921)正在自家菜园里除草,儿子乔尼推着自行车,满头大汗地走进来,一进院门就将自行车推到邓洛普跟前,满脸不高兴地对他说:“爸爸,看你给我装配的是什么破车?同学们都笑话我啦!”
“笑话你什么?”爸爸不解地问。
“你看看,这破铁车轱辘,跑起来'咣当!’'咣当!’,光摇摇晃晃不说,铁皮还经常地翘起来,插进地里,把我别倒在地上,摔了很多次跟头,惹得同学们哈哈大笑!丢死人了,以后我可不骑你这个丢人现眼的破车子了!”
“哦,原来是这样啊!”邓洛普立即放下除草的铲子,抬起已经爆裂的铁皮轮胎,仔细地观察起来。
早期的木轮自行车(网络图)
原来,邓洛普从小就对车轮感兴趣,当他看到儿子每天骑着笨重的铁轮自行车上学时,就为儿子试制了一个用铁皮包着马毛的新轮胎。这种轮胎比铁轮要轻快的多,而且富有弹力,没想到,儿子刚用一天就出现了如此糟糕的情况。刚才儿子的抱怨没有让他灰心,反而激发了他的发明欲望,决心研制一种新的轮胎,好让儿子轻松愉快地骑着车去上学,不再受同学们的嘲笑。
邓洛普针对铁质包皮车轮在行驶过程中稳定性差,和容易爆裂等缺点,决定试着为它“穿”上一层既柔软,又不易损坏的外衣。这层外衣用啥料子好呢?他首先想到的是既柔软,又不容易损坏的橡胶。于是,邓洛普从家里找出橡胶皮管,把它截下来,缠在自行车的轮子上,再用绳子把它扎紧。安装好后,邓洛普让儿子乔尼试骑一下。
乔尼骑上去后,在满是石头的路上行驶,车子仍然颠簸不定,不仅很不舒服,而且噪声也很大。邓洛普想,车轮颠簸不定主要是外皮弹力不够,若不用绳子捆绑,只在车轮上缠一圈橡胶皮管子可能会好一些。于是,邓洛普试着将两个橡胶管叠在一起,用脚踩了踩,还是不像自己想象的那么有弹力。邓洛普又试验着往橡胶管里填塞了一些柔软的碎布。可是,往长长的橡胶皮管里塞入碎布并不是一件容易的事,不仅不易进去,即使进去了也不够均匀,而且碎布挤在一块儿又会使一些部位变硬或形成疙瘩,这个办法还是行不通。
早期使用充气轮胎的自行车(网络图)
这到底该怎么办呢?邓洛普一时又陷入了思考。
一天,邓洛普突然想起从前在奶牛治疗胃气膨胀的事:牛的胃部因为充气而膨胀,膨胀的牛胃不但具有弹性,而且坚硬到可以承受重力。
恰巧,这他的儿子拿着一个泄了气的足球从外面跑回来找他打气。他只打了几下,球体便迅速地鼓起来了。为了检查球是否坚硬,他用手按了按,突然他眼睛一亮,来了灵感,“对,是空气,往橡胶皮管里加入空气一定能成功!”
邓洛普立即着手开始试验,他利用足球的充气原理,将软胶管充满了空气,做成一个又轻又圆的气胎。这种气胎充分显示了其轻松、方便、富弹力及不会因路面不平而震动等性能。
当邓洛普满怀信心地将气胎放入车轮时,用力一压,“嘭”地一声就爆炸了。看来,气胎太软是不行的,必须像皮球那样结实耐压才行,可是用铁和硬橡胶又做不成气胎,面对如此纠结的情况,邓洛普突然想到给气胎做件硬“外衣”,这样,软气胎在硬外衣的的保护下就不会压爆,又会发挥气胎的性能。
兴奋的邓洛普用混合帆布的橡胶当“衣料”,给车轮制造了一件外衣。这样全新的充气轮胎就制造出来了。
邓洛普和他发明的轮胎(网络图)
为了证明新轮胎的功能,他再次动员儿子骑着安装了充气轮胎的自行车参加了学校里举办的自行车比赛,结果获得了第一名。这样,有关充气轮胎的消息也快速地传遍了各地。
这一次,他终于成功了。
1888年,邓洛普为他的发明申请了专利,随即放弃了兽医职业,四处筹集了资金,建立起世界上第一家轮胎制造厂,专门从事橡胶轮胎生产。
邓洛普轮胎很快便在自行车上得到了应用,并迅速转向了汽车领域,为世界汽车工业的发展做出了巨大的贡献,使得世界机械工业向前迈进了一大步。如今,邓洛普公司已是世界上著名的轮胎跨国公司巨头,邓洛普轮胎也已经遍及世界各个角落。
现代车轮(网络图)
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