1888年鄧祿普發(fā)明世界上第一條充氣輪胎的時(shí)候，恐怕他老人家從來(lái)就沒(méi)有想象過(guò)這么一個(gè)橡膠的物件竟然能夠在隨后的一百多年里成功的改變了世界。

輪胎工業(yè)發(fā)展到今天儼然已經(jīng)成為了一門獨(dú)立的學(xué)科，產(chǎn)品也呈現(xiàn)出了全面開花的態(tài)勢(shì)。按照胎體結(jié)構(gòu)分為了實(shí)心胎和充氣胎，按照連線排布結(jié)構(gòu)又分為斜交胎和子午線胎，根據(jù)組成結(jié)構(gòu)不同又分為無(wú)內(nèi)胎充氣輪胎和有內(nèi)胎充氣輪胎等等。

而在近年來(lái)，輪胎家族中又開始出現(xiàn)了介于實(shí)心輪胎和充氣輪胎之間的非充氣輪胎。諸如米其林、普利司通等等的輪胎企業(yè)紛紛推出了這種非充氣輪胎的概念產(chǎn)品，那么這種產(chǎn)品是何方神圣，接下來(lái)咱們就來(lái)好好研究一下。

普通輪胎基本結(jié)構(gòu)

不過(guò)在正式切入主題之前，還是先啰嗦兩句普通輪胎的結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@有助于理解非充氣輪胎的結(jié)構(gòu)。普通輪胎從外到內(nèi)大致可以分為胎冠、帶束層、簾布層、氣密層、胎圈部幾個(gè)部分。不同企業(yè)的簾布層（即胎體層）是輪胎的骨架，兩側(cè)邊緣通過(guò)鋼絲圈固定在輪輞凸緣和輪輞底座上，在保持輪胎內(nèi)壓的同時(shí)還起到支撐載荷的作用。而帶束層則是用于緩沖胎體和胎面的剛度。對(duì)子午線輪胎而言，帶束層的作用還在于捆緊簾線，完成在半徑方向內(nèi)的壓縮，保證輪胎圓周方向的剛度，同時(shí)保證小扁平比輪胎的實(shí)現(xiàn)。

非充氣輪胎最早出現(xiàn)于山地自行車，由美國(guó)工程師布萊恩·拉塞爾提出。在2005年，米其林推出了名為Tweel的全球首款非充氣輪胎。Tweel的推出徹底改變了現(xiàn)代輪胎必須由壓縮空氣提供支撐的做法，取而代之的是輪胎與輪輞一體化的設(shè)計(jì)。

普利司通AirFree非充氣輪胎，廣州車展展出

用于提供整條輪胎剛性的是從輪胎側(cè)面輻射開來(lái)的網(wǎng)狀支撐結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)根據(jù)不同企業(yè)的不同而有所不同，米其林的Tweel采用類似于馬車車輪的輻條式，而普利司通的AirFree則是相互交錯(cuò)的輻射式，韓泰iFLEX是獨(dú)特的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，此外還有蜂巢式等等。

無(wú)論何種結(jié)構(gòu)，其功能都大同小異，為輪胎提供支撐，同時(shí)通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)的形變來(lái)減小輪胎的震動(dòng)，達(dá)到改善舒適性的目的。至于胎面則依舊保持著現(xiàn)有輪胎的結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)，我們大可以認(rèn)為非充氣式輪胎的內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)就等同于強(qiáng)化之后的簾布層和帶束層的結(jié)合體。

為了保證強(qiáng)度，這些輻條的材質(zhì)還大多運(yùn)用了能夠保持柔軟的高性能樹脂材料打造。輻條的排布則以減少輪胎變形時(shí)的內(nèi)壓為主要設(shè)計(jì)原理，通過(guò)不同形狀的輻條排布實(shí)現(xiàn)輪胎變化時(shí)壓力的傳導(dǎo)。而韓泰的iFLEX甚至還考慮到了排出異物的需求。

由于沒(méi)有傳統(tǒng)輪胎的充氣需求，同時(shí)也沒(méi)有傳統(tǒng)輪胎的輪輞，所以非充氣式輪胎相比于普通輪胎而言具有免維護(hù)、免爆胎、免泄露的功能。而非充氣輪胎在縱向受到?jīng)_擊載荷時(shí)，其內(nèi)部的支撐結(jié)構(gòu)能夠擁有相比于普通的充氣輪胎要大得多的型變量，由此減輕了崎嶇路面通過(guò)輪胎傳遞到懸架和車身的路面沖擊，提高車輛的舒適性表現(xiàn)。

在高速通過(guò)長(zhǎng)距離高頻次的障礙物時(shí)，得益于輪胎較大的型變量和較快的回彈力，非充氣式輪胎能夠極大的降低車輛的拋離感，提升越野駕駛過(guò)程中的行駛穩(wěn)定性。另外一點(diǎn)在于，由于非充氣式輪胎在承受縱向沖擊時(shí)擁有優(yōu)秀的變形和回彈性能，所以在低附著力的越野路面條件下，通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)的變形可以大幅度的增加胎面與地面的接觸面積，提升輪胎的附著力。在胎面與地面的接觸部分形成一小塊小小的履帶效應(yīng)，幫助車輛脫困。

對(duì)于車輛輪胎而言，縱向剛性的好壞直接影響到的是駕乘的舒適性，而橫向剛性的好壞則直接影響到操控穩(wěn)定性。這也就是高性能的街道跑車往往愿意選擇低扁平比輪胎，而越野車又青睞于高扁平比輪胎的原因所在。一個(gè)注重于橫向剛度以提升高速過(guò)彎時(shí)的側(cè)向支撐，提高過(guò)彎極限，而另一個(gè)則注重于縱向剛度以保證越野過(guò)程中的舒適性，也提升輪胎在越野過(guò)程中的壽命。

老話講魚和熊掌不可兼得，但是非充氣輪胎則很好的避免了以上問(wèn)題。無(wú)論是米其林的Tweel，還是普利司通的Airless，在支撐結(jié)構(gòu)的排布上均采用了橫向排布的結(jié)構(gòu)形式。如此一來(lái)，當(dāng)輪胎在承受縱向載荷時(shí)，支撐結(jié)構(gòu)間的縫隙便能夠得到充分的壓縮，提升輪胎的形變量，保證舒適性。

二來(lái)，當(dāng)輪胎在承受橫向載荷時(shí)，由于受力方向與支撐結(jié)構(gòu)的作用力方向平行，所以支撐結(jié)構(gòu)間的間隙失效，完全通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)對(duì)輪胎進(jìn)行支撐，輪胎橫向的型變量變小，提高輪胎的側(cè)偏剛度，繼而提升車輛的側(cè)向支撐，保證操控穩(wěn)定性。

第三，非充氣式輪胎由于取消了輪轂、鋼圈等等傳統(tǒng)輪胎的結(jié)構(gòu)，再配合上高強(qiáng)度樹脂等材料的運(yùn)用，質(zhì)量相比于傳統(tǒng)輪胎輪轂的組合有了較大幅度的縮減。輪胎重量的降低最直觀的改變就體現(xiàn)在整車簧下質(zhì)量的降低上，特別是對(duì)于采用多連桿式獨(dú)立懸掛的車型而言，更小的簧下質(zhì)量必然會(huì)保證懸掛系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)更加趨于理想狀態(tài)。

在經(jīng)濟(jì)性方面，非充氣式輪胎由于在結(jié)構(gòu)上將胎側(cè)和胎面完全分離開來(lái)，所以在胎面的設(shè)計(jì)上可以更為大膽的運(yùn)用低滾阻的橡膠配方。而且由于輪胎結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，非充氣式輪胎在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于輪胎反復(fù)變形帶來(lái)的能量損失被大幅度的減小，繼而達(dá)到提升車輛燃油經(jīng)濟(jì)性的效果。由于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中輪胎運(yùn)作較為穩(wěn)定，所以這種輪胎的胎面在耐磨程度上一般也是普通輪胎的3倍。

當(dāng)然，這種非充氣式的輪胎也并非是無(wú)懈可擊。雖然免充氣的結(jié)構(gòu)充分避免了輪胎被扎壞的可能性，但是由于支撐結(jié)構(gòu)裸露在外，而且這些高分子結(jié)構(gòu)的塑形材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并不如想象中那強(qiáng)大，一旦輪胎內(nèi)部進(jìn)入異物，那么必將會(huì)導(dǎo)致支撐結(jié)構(gòu)的受損。

而且，由于采用裸露的結(jié)構(gòu)，在泥濘路段、積雪路段行駛時(shí)，帶有附著效應(yīng)的泥土以及積雪便會(huì)堆積在支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)，將輪胎的形變功能短接。更重要的一點(diǎn)在于，由于內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)的原因，這一類輪胎還無(wú)法承受較重的負(fù)載以及較高的速度。

比如普利司通的第二代AirFree，最高行駛時(shí)速也僅僅為60Km/h，所以這種輪胎目前只能運(yùn)用在一些慢速車輛上，比如割草機(jī)和超輕型車一類。韓泰的iFLEX雖然設(shè)計(jì)了獨(dú)特的排沙結(jié)構(gòu)，但是關(guān)于其性能則一直沒(méi)有公布，韓泰只是表示量產(chǎn)之后這條輪胎有望搭載于微型車上。

在汽車真正實(shí)現(xiàn)不用輪子也能開之前，輪胎工業(yè)的發(fā)展必將伴隨著汽車工業(yè)一同進(jìn)步。非充氣輪胎雖然現(xiàn)在還處于概念論證階段，但是相信隨著技術(shù)的進(jìn)步，困擾非充氣輪胎大規(guī)模推廣的短板必將逐漸被消除。從目前來(lái)看，非充氣輪胎已經(jīng)逐步在ATV上運(yùn)用，想必過(guò)不了多長(zhǎng)時(shí)間，這一類型的輪胎將會(huì)迎來(lái)普及。