輪胎

輪胎

轮胎是一種環繞於輪圈外圍的圓環形部件,其主要功能在於承載車輛負重、將軸向扭力傳遞至路面以產生牽引力,並引導車輛轉向。現今的汽車單車輪胎多採用充氣結構,作為車輛與地面之間唯一的接觸媒介,透過其內部填充的壓縮空氣,形成一個具有緩衝功能的接觸面,有效吸收路面不平整所帶來的震動與衝擊。

輪胎源於實心橡膠演變而來。在橡膠工業發展成熟前,早期的輪胎多為固定在木質輪圈上的金屬帶,其作用僅在於緊固輪輻並延緩磨損。隨著硫化技術的發明,實心橡膠輪胎率先問世,隨後發展出舒適性更佳的充氣輪胎並首先應用於單車。隨着汽車工業在20世紀初蓬勃發展,橫截面較大且填充氣壓較低的氣球式球胎應運而生。進入1950年代,隨着輪胎鋼圈設計的改良,無內胎輪胎開始普及。帶束斜交胎在1960年代末期一度盛行,但最終由起源於歐洲的輻射層輪胎取得主導地位,至今仍壟斷全球乘用車輪胎市場。 現代的充氣輪胎並非單純由橡膠製成,而是結合了天然橡膠合成橡膠聚酯纖維簾布層以及高強度鋼絲的複合結構[1][2]。為了提升耐磨度與抓地性能,輪胎配方中會加入碳黑二氧化矽化學物質[2]。結構上,輪胎主要由具備排水花紋的胎面與支撐整體的胎體組成;胎面決定了在不同路面條件下的行駛穩定性,而胎體則決定了車輛的載重上限與結構完整性。

輪胎製造與處理也帶來環境挑戰。由於輪胎對化學穩定性有極高要求,這導致廢棄輪胎難以自然降解。不當處理廢胎不僅會佔用大量土地空間,更可能引發釋放劇毒物質的火災。當前的可持續發展策略主要集中於機械化的輪胎回收處理,例如將其研磨成橡膠碎輪胎衍生骨料(TDA)用於土木工程,或透過熱裂解化學程序製成輪胎衍生燃料(TDF)。此外,輪胎在行駛過程中因摩擦產生的微塑膠顆粒,已成為現代微塑膠污染物的主要來源之一[3]

演進史

起源及早期技術演變

輪胎的起源可追溯至古代對陸上運輸工具的保護措施。最早期的輪胎並非獨立的彈性部件,而是環繞在木製輪圈外的皮革帶或金屬環(早期為,後期為)。當時的木輪匠會利用金屬熱脹冷縮的物理特性,將加熱後的金屬環套入車輪,隨後噴水冷卻使其劇烈收縮,從而緊箍輪轂以增加結構強度並減少磨損。這種傳統工藝一直延續至工業革命時期。

現代輪胎的技術轉型始於19世紀中葉。美國發明家查理斯·固特異於1839年發現橡膠與硫磺加熱後能形成穩定而具彈性的材料,並在1844年取得硫化橡膠的專利。1846年,當時正在英格蘭從事類似研究的橡膠製造商托馬斯·漢考克,亦取得了與固特異同樣的成功。這項技術使橡膠能抵抗高溫與低溫,成為日後包括輪胎在內的多種工業產品的基礎。充氣輪胎的概念最早可追溯至1845年,當時蘇格蘭發明家羅伯特·威廉·湯姆森(Robert William Thomson)取得第10,990號英國專利,被視為首位為充氣輪胎申請專利的人[4]。他提出在車輪外圍加裝由中空的橡膠圈,使車輪在行駛時能以空氣作為緩衝,從而減少震動及噪音[5]。湯姆森的設計採用多層帆布浸膠後黏合(如印度橡膠古塔膠),再經硫化處理,外層以皮革包覆,並以手動泵充氣,已具備現代輪胎的雛形。湯姆森其後亦在法國(1846年)及美國(1847年)取得相關專利[6]

然而,儘管湯姆森的發明在當時引起關注,但由於其外觀與結構過於前衛,被當時社會視為一種昂貴的奇趣物品而非實用零件,並未對當時的交通工具產生重大影響。隨著時間流逝,這項領先時代的技術逐漸被公眾遺忘,直到數十年後充氣輪胎開始風行,後世發明家才驚覺湯姆森早已奠定了技術基礎。19世紀後期,隨着腳踏車普及,橡膠輪胎開始受到重視[7]。當時橡膠製造商為各種自行車及小型車輛開發各式實心輪胎,並在材料、耐磨性及固定方式上作出多種改良。至1884年,英國的查爾斯·麥金托什公司(Charles Macintosh and Co.)申請了一項具有中空或多孔中心結構的輪胎專利,旨在提升彈性,這項設計標誌着輪胎開始從傳統實心向更具緩衝能力的結構過渡。

輪胎工業的商業化

充氣輪胎從實驗發明走向全球產業,關鍵在於英國獸醫约翰·邓禄普(John Boyd Dunlop)的推動。1888年,鄧祿普為了減輕兒子在凹凸不平的路面上騎乘三輪車時的震動,研發出由橡膠管與充氣閥組成的簡易充氣輪胎,並以膠帶固定於木製輪圈[8]。鄧祿普於1888年在英國取得的單車用充氣輪胎專利(第10607號專利)[9],其後在專利訴訟中因湯姆森於1845年已取得類似的充氣輪胎專利而被裁定無效。湯姆森的專利雖未能商業化,但在法律上構成先前技術,直接影響了鄧祿普專利的有效性,但鄧祿普成功證明了橡膠在承受磨損的同時能保持卓越彈性。

鄧祿普在商業上的成功,很大程度上歸功於其對其他關鍵技術的敏銳收購。由於鄧祿普本人的發明在技術細節上與湯姆森的設計高度重疊,公司遂收購了查理斯·金斯頓·韋爾奇(Charles Kingston Welch)於1890年取得的可拆卸鋼絲輪胎專利(Detachable wire bead tire)。這項技術徹底解決了輪胎與輪圈的固定難題:它在橡膠內胎與帆布外殼之外,於胎緣加入兩條鋼絲圈,使其能緊嵌於特殊凹槽的鋼圈中,這項設計成為後來扣邊輪胎的基礎[10]

巧合的是,兩位來自紐約州水牛城的美國發明家,亞歷山大·布朗(Alexander T. Brown)與喬治·斯蒂爾曼(George F. Stillman),亦於1892年12月獲得了極為相似的專利授權(第488494號專利)[11]。鄧祿普公司承認這項美國發明具備完全的獨立性與原創性,遂支付了10萬美元購買該專利,並以此作為鄧祿普品牌進軍美國市場的法律依據。這項技術隨後由美國鄧祿普公司(American Dunlop Co.)持有,並授權鑽石橡膠公司(Diamond Rubber Co.)生產,而哈特福橡膠公司(Hartford Rubber Works Co.)則將這項原本用於單車的技術演化成現代汽車輪胎的雛形。

在鄧祿普公司完成重組及上市後,隨即從北英橡膠公司(North British Rubber Co., Limited)手上收購了由威廉·厄斯金·巴特利特(William Erskine Bartlett)於1890年取得的扣邊輪胎(Clincher tire)專利(第16783號專利)[12]。這項發明徹底改變了輪胎與輪圈的連接方式:它捨棄了鋼絲固定,轉而將輪胎外殼的邊緣設計成加厚的凸緣(胎唇),使其能精準地嵌入輪圈內彎的勾緣之中。當輪胎充氣時,內部壓力會將這些凸緣牢牢推向輪圈邊緣,實現穩固的物理鎖定。扣邊輪胎配合分開硫化再黏合的胎面(Tread)製作技術,大幅地提升了行車安全性,兩者直到20世紀中葉輻射層輪胎出現之前都未被根本改變。

鄧祿普的專利紛爭

隨著充氣輪胎技術的普及,鄧祿普公司於1895年正式更名為鄧祿普充氣輪胎公司(Dunlop Pneumatic Tyre Co., Limited)[13],當其在1896年公開發行時其市值已高達500萬英鎊。雖然該公司最初憑藉專利壟斷英國市場並獲取巨額利潤,但其管理層預見到專利終有過期的一天,遂於1899年成立子公司鄧祿普橡膠公司(Dunlop Rubber Co., Limited),並在伯明翰設立生產工廠,正式轉向製造業垂直整合模式。這一戰略轉型使鄧祿普演變成一個橫跨橡膠樹種植園棉紡廠及全球多國(如法國德國加拿大日本)工廠的跨國企業

然而,隨著輪胎市場的利潤日益豐厚,各大橡膠製造商紛紛試圖分一杯羹,專利侵權與法律訴訟接踵而至。鄧祿普公司為了捍衛其技術壟斷地位,陷入了持續多年的訴訟戰,其輪胎的每一項構造細節幾乎都曾在各級法院接受審訊。雖然英國上議院最終作出了有利於鄧祿普的裁決,但侵權行為並未終止,該公司曾在一年內同時處理高達162宗待決訴訟。頻繁的法律鬥爭最終未能完全封鎖競爭對手,其壟斷範圍隨著多次判決而逐漸縮小。

這段長達十多年的專利壟斷期最終在20世紀初畫下句號。1904年9月16日晚上,即韋爾奇專利在英國期限屆滿之日,鄧祿普公司在一場晚宴上象徵性地將專利副本投入火中焚毀。當時的公司主席表示,這項專利的過期與其說是一種損失,不如說是一種解脫,標誌著企業終於能從無休止的法律訴訟中抽身,全面轉向自由競爭的市場。相比之下,由於美國專利法規定的保護期長達17年,相關技術在美國市場的保護一直持續到1909年才正式結束。

汽車充氣輪胎的改良

最初的充氣輪胎主要應用於單車,其特點是橫截面較小且需維持極高氣壓。雖然早期汽車曾使用實心橡膠輪胎或金屬輪圈,但這些設計在舒適度、速度及耐用性方面均未如理想。充氣輪胎能提供更佳的緩衝效果,使汽車能以更高速度、更長距離及更平穩的方式行駛,因而成為推動汽車普及的重要技術之一。1891年,愛德華·米芝蓮(Edouard Michelin)與安德烈·米其林(André Michelin)推出了可拆卸充氣輪胎。1895年,米芝蓮兄弟在巴黎—波爾多—巴黎汽車賽事中,在名爲“閃電號”(Éclair)的參賽車輛上使用他們贊助的可拆卸式充氣輪胎,這是充氣輪胎首次應用於汽車比賽,雖然最終因輪胎問題與機械故障未能獲勝,但這次比賽證明了充氣輪胎在汽車上的可行性。

1901年,固特異(Goodyear)研發出首款直壁式輪胎(Straight-side tire),其核心創新在於胎唇位置內嵌了編織鋼絲[14]。這種設計透過複雜的鎖定裝置將輪胎固定於輪圈上,由於胎壁不再需要像早期扣邊胎般向內彎曲以契合輪框,使其容氣量增加了一成,顯著提升了行車的舒適度與抓地力。隨後出現的可收縮劈裂式輪圈(Split demountable rim),使輪胎的裝卸不再完全依賴費力的撬棍。1906年,固特異推出了全球首款「快拆式輪胎」(Quick-detachable tire)[14],這款輪胎延續了直壁式設計,利用較高的胎壓提供更平穩的駕駛體驗,並採用具韌性的鉚接織物材料(Rivet fabric),有效吸收路面震動並解決了輪胎邊緣撕裂的隱患。由於這種新型輪胎需要匹配全新的專用輪圈,固特異採取了直接向汽車製造商供貨的策略,將重點轉向原廠配套市場

為了應對頻繁的使用與路邊維修需求,工程界開始將研發重心轉向輪圈及其固定裝置的改良。早期的扣邊輪胎依靠胎邊卡入輪圈凹槽固定,拆卸極為費力。1900年代初,汽車普及後經常發生爆胎的情況,美國廠商研發出整體可拆卸式輪圈(Demountable rim),讓駕駛者能攜帶已充氣的後備胎隨時更換[15];隨後又出現了能更快拆卸的快拆式輪圈(Quick-detachable rim),在1910年代至1920年代成為美國汽車的標準配置[16]。與此同時,輪胎內部的結構也在不斷地改良,由傳統的帆布編織(Fabric tire)轉向耐用的簾布層(Cord tire)設計。這種結構上的改良,配合更合理的橡膠硫化配方,使輪胎的行駛里程與保用壽命得到大幅延長。

1910年,百路馳(BFGoodrich)首次在輪胎橡膠中加入碳煙,大幅提升輪胎的耐磨性、抗紫外線能力及使用壽命。這項技術使原本呈白色的輪胎逐漸變為黑色,並成為往後所有橡膠輪胎的標準配方[17]。1920年代,德國拜耳實驗室成功研發合成橡膠。1937年,固特異(Goodyear)成功研發並測試了美國首款以合成橡膠製成的輪胎,並採用了該公司自主研發的合成橡膠物質「Chemigum」(丁二烯丙烯腈共聚物,丁腈橡膠的一種變體),標誌着美國輪胎工業在擺脫對天然橡膠進口依賴方面邁出了關鍵一步,為二戰期間大規模生產合成橡膠輪胎奠定基礎[14]

美國輪胎工業的崛起

20世紀初,隨着美國汽車工業實現大規模生產,輪胎需求急劇增長,引發了激烈的市場競爭。美國輪胎業曾發展成為規模最大的汽車零件產業,其龍頭企業在美國製造業中佔有舉足輕重的地位[18]。1917至1922年間,平均每年有42間新公司加入,總數達249間。早期市場由古德里奇(Goodrich)及美國橡膠公司(U.S. Rubber)等多元化經營的企業主導,特別是在售後替換市場擁有顯著優勢。然而,隨着1910年代固特異(Goodyear)與凡世通(Firestone)等後起之秀通過大規模設備投資與專業化生產策略崛起,市場版圖開始重組。

最初,輪胎製造商高度依賴小型零售商,雙方維持緊密的合作與資金支援關係;但隨後各大廠商積極推行垂直整合,建立公司直營店,導致製造商與零售商之間出現利益衝突。同時,郵購龍頭(如西爾斯百貨)、石油公司及汽車零件零售商紛紛進場,並委託主要輪胎廠代工生產自有品牌的輪胎。這種多元供應策略加劇了價格戰,使輪胎價格在1930年代持續下滑,導致大量中小企業因利潤萎縮而倒閉,市場最終向「四大巨頭」(Big 4)高度集中。以1948年的資產價值計算,固特異、美國橡膠、凡世通及古德里奇均位列全美前百大企業。若以員工人數排行,固特異與凡世通在1950至1970年代期間,多次躋身全美工業企業前二十強[18]

美國輪胎業的競爭力自1920年代起便超越了英國與德國等歐洲對手,成為全球輪胎產業之冠。當時美國企業在勞動生產率上展現出絕對優勢,例如在1920年代中期,英、德兩國輪胎業的生產率僅為美國公司的四成。當時的美國俄亥俄州阿克隆是多家輪胎企業的所在地,素有“世界橡膠之都”的稱號[19]。1930年代,全美近三分之二的輪胎產自阿克隆[20],當地輪胎工廠的人均年產量高達799條輪胎,而同期英國工廠的人均產量僅為259條。這種顯著的技術與管理優勢,奠定了美國輪胎工業在20世紀前大半葉的全球霸主地位[18]

1930年代末,美國對天然橡膠的消耗量佔全球供應的一半,且高度依賴東南亞進口。隨着第二次世界大戰爆發,東南亞的供應線被切斷,橡膠作為關鍵戰略物資的極度短缺[21]。為了保障軍用需求,美國政府自1941年底起停止輪胎銷售,並於翌年初實施輪胎配給制度,成為戰爭期間首個及持續時間最長的配給物資。民用車輛在配給制下受到嚴格限制,每輛私家車僅獲准保留四條輪胎及一條後備胎,其餘必須上繳。由於優質輪胎極為稀缺,政府甚至建議車主記錄輪胎序列號以防盜竊。當時實行的聯邦汽油配給制度,其主要目的除了節省燃油外,很大程度上是為了強制減少車輛行駛里程,從而降低輪胎的損耗速度[22]。與此同時,美國政府牽頭開展一項史無前例的技術合作,由多家橡膠企業和及大學實驗室共同研發出名為「政府橡膠—苯乙烯」(GR-S)的通用合成橡膠,並成功實現大規模商業化生產,使美國的合成橡膠產業實現了飛躍式發展,首批500萬條GR-S輪胎於1943年迅速交付使用[23]

1946年,百路馳工程師弗蘭克·赫澤格(Frank Herzegh)申請無內胎輪胎專利(Tubeless tire)[24],並於1947年正式公布這項技術。無內胎輪胎以輪胎本體與輪圈形成氣密結構,取代傳統的環形內胎,能在被刺穿時緩慢洩氣,避免內胎爆裂所造成的突然失控風險。無內胎輪胎在1950年代中期成為美國新車的標準配置。

輻射層輪胎的普及

20世紀最重大的輪胎技術變革,則是由米芝蓮公司研發的輻射層輪胎(Radial Tire)。早於1930年代後期,米芝蓮已研發出橡膠與鋼絲的有效黏合技術,使鋼絲能用作輪胎骨架材料,以改善輪胎的散熱性能、承載能力和結構強度[25]。1946年,米芝蓮研發出輻射層輪胎並在法國取得專利,並於1949年向市場推出第一款輻射層輪胎“米芝蓮X”(Michelin X)。傳統斜交層輪胎(Bias ply)將橡膠織物以約35度角交錯排列以維持穩定性,而輻射層則將簾布層簾子線以90度垂直於行駛方向排列[26]。相比傳統的斜交層輪胎,輻射層輪胎在操控穩定性、降低行駛溫度與燃油經濟性上均有優勢[27]

1950年代,米芝蓮與倍耐力(Pirelli)共同推動輻射層輪胎在歐洲普及,雪鐵龍2CV蘭吉雅奧雷利亞B20等均是首批將輻射層輪胎作爲標準配置駛下生產線的經典車款[28],而日本輪胎廠(如普利司通鄧祿普日本分公司)亦在1960年代開始生產輻射層輪胎。相比之下,當時美國市場仍由傳統的斜交層輪胎主導,輻射層輪胎的普及進度與歐洲相比明顯嚴重滯後,至1970年代初,輻射層輪胎在美國的市佔率僅為6至8%,遠低於歐洲市場的65%[26],這亦成為當時美國輪胎工業衰退的重要因素之一[29]

在1960年代,美國輪胎製造商曾試圖透過減少簾布層數量並增加簾線直徑來降低成本,卻引發了市場的反感與銷售災難。雖然美國輪胎製造商當時已意識到輻射層技術的優勢,但全面轉向生產輻射層輪胎仍面臨多重障礙。一方面,美國車廠因不願重新設計懸掛轉向系統以適應輻射層輪胎較硬的特性,導致低速行駛時震動較大;另一方面,生產輻射層胎需要更換極為昂貴的專用設備,無法利用現有的標準化生產線[29]

為了緩解技術轉型帶來的壓力和適應美國市場,固特異於1967年研發出帶束斜交胎(Bias belted tire)作爲折衷方案。這種設計結合了斜交胎的結構基礎與類似輻射層輪胎的加固束帶(Belt),在不需大規模更換汽車懸掛系統的情況下,提供了接近輻射層胎的耐用性與防刺穿能力。這項創新隨後獲得美國各大車廠採納,到1970年,美國已有85%新車改用帶束斜交胎[26]。然而,過度依賴帶束斜交胎使美國製造商再次錯失了最佳轉型時機,最終被迫在1970年代石油危機及經濟衰退的雙重打擊下,被迫面對極高的設備更新成本[29]

面對輻射層技術所需的龐大資本投入,除固特異外,多數美國傳統巨頭選擇縮減輪胎業務規模,甚至出售海外業務。當時美國市場結構嚴格限制了境內企業的併購重組聯邦貿易委員會(FTC)的監管與汽車製造商對供應商多元化的要求,使本土企業難以透過整合來實現規模經濟。相比之下,國際汽車市場正快速邁向全球化,促使普利司通(Bridgestone)等外國品牌隨着日系汽車出口而進入美國替換市場。由於高昂的運輸成本,這些外國企業隨後透過收購美國本土工廠來實現本地化生產,進一步蠶食原有的市場份額[29]

研究與開發成本的激增,使得只有具備全球銷售規模的跨國企業才能生存。在1980年代的收購潮中,由於歐洲與日本企業擁有較為複雜的股權結構合夥限制(如米芝蓮的有限合夥制),美國企業幾乎不可能反向併購海外對手;反之,美國市場透明且開放的環境,使本土品牌極易成為外資收購的目標。1982年至1989年間,美國輪胎行業有75%的公司遭遇併購或重組,超過一半的企業最終被外國公司收購[29]。到1980年代末,凡世通(Firestone)、優耐陸(Uniroyal)、古德里奇(Goodrich)、岩士唐(Armstrong)、通用輪胎(General Tire)等傳統美國大廠全部落入外資手中。在1976年,北美地區售出的汽車輪胎中僅有44%屬於輻射層輪胎,至1989年這一比例已升至94%[30]

性能

爆胎的輪胎
米其林汽車鋼圈
輪胎工廠
胎塊受壓分佈

輪胎的橡膠化學配方會影響抓地力、行駛噪音、耐磨里程等,胎面花紋也會影響輪胎性能。部分賽車使用俗稱「光頭胎」的輪胎,其胎面無排水紋等紋路溝槽,來換取最大的接地面積與抓地力,一般日常用的輪胎胎面都有排水排砂的溝槽紋路,若這些胎面溝槽已磨損得太淺就必須更換輪胎,以免雨天時難以排水造成車輛打滑失控。

通常輪胎胎面(tread)有連續直線的紋路有助於增加轉彎靈敏度,塊狀的花紋有助於排水,胎面每一塊胎塊(block)形狀若相同會增加行駛共鳴噪音,不同形狀的胎塊花紋若設計得當噪音音波可互相抵消降低行駛噪音。

多數輪胎無特定旋轉方向,但有些輪胎花紋設計兩側皆可快速排水,裝輪胎時須注意輪胎旋轉方向(輪胎側面說明有Rotation方向箭頭)是否朝前;有些輪胎花紋左右兩半設計明顯不對稱,在使用上還有胎面左右半邊花紋朝外側或內側的差別(輪胎側面說明會註明Outside或side facing outwards此側面朝外等字樣),原廠會將抓地力較好的半邊胎紋設計在外側,讓汽車左右輪外側有最佳的抓地力增加操控穩定,雨天不適合開快車不需最寬的抓地力,內側胎紋可減少抓地面積多設排水溝槽增加雨天排水性。義大利倍耐力輪胎(Pirelli)的P-Zero System輪胎則結合上述兩種輪胎設計的優點,將有旋轉方向性胎面兩側能快速排水但抓地面積較小的輪胎裝在前輪(以後輪驅動車而言),抓地面積較大的不對稱花紋輪胎裝在後輪,雨天時由排水較好前輪先排水替後輪開路,後輪便可保有較多抓地面積。裝輪胎時注意輪胎側面的英文說明以發揮最佳性能。

在積路面開車時最好使用雪地輪胎,雪地胎的胎面有更多細小紋路可增強抓地力,一些雪地胎上裝有金屬釘。四季通用胎(all-season tire)雖然也能發揮一部分雪地抓地力,但在雪地仍以純雪地輪胎表現最佳。前後輪可使用花紋不同的輪胎,但左右兩邊的車輪最好使用相同花紋的輪胎,以免有時左右兩邊輪胎抓地力差距明顯造成車輛直行操控不穩的問題。

輪胎胎壓充氣到輪胎側面說明的上限車輛會比較省油,並能達到該輪胎的最大載重能力,对于没有转向助力的车辆还可以令转向比较轻松,不過行駛震動也會增加;2008年油價狂漲,美國總統歐巴馬競選總統時也公開建議大家把輪胎氣壓打高來省油對抗高油價。但輪胎胎壓不可超過輪胎側面說明的上限以免爆胎,輪胎的最大胎壓是指在車輛尚未行駛前的冷胎狀況下的標準,若輪胎已行駛一段距離溫度已高,又必須打氣時就不能再打到最高胎壓以預留胎內空氣熱漲冷縮的空間;相對的輪胎胎壓太低不但耗油,還會造成輪胎重拖過熱,一樣可能爆胎產生車禍,所以美國政府已規定新車須加裝胎壓偵測器,主要就是為了告訴車主胎壓已過低而危險。

尺寸標示及代號

輪胎的尺寸說明比如195/60R15H代表胎面寬度195mm(19.5公分);60為扁平比,代表輪胎側面(胎壁)厚度是胎面寬度的百分之60(19.5公分乘以0.6);15代表此輪胎使用直徑15英吋的鋼圈。R為輻射層輪胎代號。H是輪胎最高時速代號,代表此輪胎最高時速可達210公里

輪胎時速極限代號:Q=可承受最高時速160公里,S為180公里,T為190公里,H為210公里,V為240公里,Z為超過240公里(細分W為時速270公里,Y為時速300公里)。

分類

按照搭載的機械或車輛,輪胎可區分為:

  • 自行車胎:淑女車、競速用車等。
  • 機車胎:速克達、重型機車等。
  • ATV車胎:ATV卡丁車等。
  • 汽車胎:轎車SUV等。
  • 卡車胎:輕卡車、卡車、巴士等。
  • 飛機用胎
  • 堆高機
  • OTR(Off The Road)胎:採礦車等。
  • 農業用胎:高爾夫球車、割草機、曳引機、收割機等。
  • 工業用小胎:手推車、園藝工具等。
  • 拖車胎:載運遊艇、船舶、ATV、機車、馬匹等之拖車、露營車

構造

斜交胎

斜交胎(bias/cross ply tire)是簾布層相互交錯排列,與胎冠中心線呈30至40度的交角。這樣的交叉設計可以讓輪胎充氣後獲得充分的延展,以取得抵擋緩衝的舒適性。相對而言也導致斜交胎的缺點:增加滾動的阻力、在高速時減少操控與牽引力。

帶束斜交胎

帶束斜交胎(belted bias tire)的結構與前者相同,不過胎面上交疊著角度不同的高強度簾布層或金屬帶。優點是減少滾動阻力、提高胎面硬度與操控性能。

帶束斜交胎

輻射層輪胎

輻射層輪胎(radial tire)又稱作「子午線輪胎」,因為其簾布層與胎冠中心線呈90或接近90度的交角,像是地球的子午線而得名。這種排列方式使簾布層比斜交胎減少約一半,但為了承受行駛時的切向力與提高輪胎的剛性,另外會加上帶束層。與子午斷面呈70至75度角的帶束層強度高,不易拉伸,一般織物簾布(如玻璃纖維、 聚酰胺纖維)或鋼絲簾布製造而成。輻射層輪胎在轉彎時胎面比較不會變形,能保持較大的路面接觸面積,所以操控性較好。

實心胎

由於充氣輪胎會因為穿刺而漏氣,為了克服某些惡劣的工作環境,車輛必須使用實心胎(solid tire),譬如堆高機、滑板車、割草機、拖車、手推車等。

半空心胎

半空心胎(semi-pneumatic tire)的胎體中央是中空的,但不用充氣。一般的做法是在橡膠氣胎裡填充EVA發泡材料,以避免穿刺漏氣。不過重量大、成本貴,通常使用於手推車、割草機、輪椅等車輛器具上。

主要輪胎製造商

日本

英國

法國

德國

美國

意大利

南韓

臺灣

中國大陸

參考文獻

  • 《輪胎力學與熱學》,張士齊著,化學工業出版社,1988年,ISBN 978-7-5025-0129-7。
  • 《現代汽車輪胎技術》,莊繼德著,北京理工大學出版社,2001年,ISBN 978-7-81045-781-1。
  • 《現代輪胎結構設計》,辛振祥著,化學工業出版社,2011年,ISBN 978-7-122-12107-3。
  1. ^ PubChem. 1,3-Butadiene. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. [2024-05-08] (英语). 
  2. ^ 2.0 2.1 Tires 101. U.S. Tire Manufacturers Association. [2026-04-07] (英语). 
  3. ^ Tan, Z.; Berry, A.; Charalambides, M.; Mijic, A.; Pearse, W.; Porter, A.; Ryan, M.; Shorten, R.; Stettler, M.; Tetley, T.; Wright, S.; Masen, M. Tyre wear particles are toxic for us and the environment. Imperial Zero Pollution. 2023-02-10. doi:10.25561/101707. hdl:10044/1/101707 (en-US-GB). 
  4. ^ Robert William Thomson, Scotland's forgotten inventor. Historic UK. [2026-04-07] (英国英语). 
  5. ^ 自行車輪胎是怎麼來的?. 自行車文化探索館. [2026-01-22] (中文(臺灣)). 
  6. ^ Original document: US5104 (A) ― 1847-05-08 - R.W. Thompson Carriage Wheel. Espacenet patent search. [6 December 2023]. 
  7. ^ Carlsson, Chris. 19th Century Bicycling: Rubber was the Dark Secret. Streetsblog San Francisco. 2010-09-22 [2026-04-07] (美国英语). 
  8. ^ 陳炳聖. 《萬物簡史》. 源樺. 2007. ISBN 986828421X. 
  9. ^ National Inventors Hall of Fame Inductee John Dunlop Invented Dunlop Tires. www.invent.org. 2026-04-06 [2026-04-07]. (原始内容存档于2020-02-02) (英语). 
  10. ^ Museum, The Online Bicycle. THE PNEUMATIC TYRE. The Online Bicycle Museum. [2026-04-07]. (原始内容存档于2026-01-15) (美国英语). 
  11. ^ US488494A,「Pneumatic tire for vehicles」,发行于1892-12-20 页面存档备份,存于互联网档案馆
  12. ^ Federal Reporter, Volume 85, Page 451 (PDF) (PDF). Resource.org. [2026-04-07]. (原始内容存档 (PDF)于2026-04-18) (英语). 
  13. ^ Dunlop Limited. CIÉ Group Archives Catalogue. [2026-04-07] (英国英语). 
  14. ^ 14.0 14.1 14.2 Ten Goodyear innovations that changed the world. Goodyear. [2026-04-07]. (原始内容存档于2026-04-26) (美国英语). 
  15. ^ What the Automobilists Are Doing.. The New York Times. 1909-07-18 [2026-04-08]. ISSN 0362-4331 (美国英语). 
  16. ^ Anglada, BY Joseph A. GREAT PROGRESS IN TIRES AND RIMS; Many Persons Interested in Motor Cars Do Not Know Difference Between Various Types.. The New York Times. 1910-08-07 [2026-04-08]. ISSN 0362-4331 (美国英语). 
  17. ^ DR. OENSLAGER, 82, CHEMIST, IS DEAD; Developed for B.F. Goodrich Processes That Increased Life of Vulcanized Items. The New York Times. 1956-02-07 [2026-04-08]. ISSN 0362-4331 (美国英语). 
  18. ^ 18.0 18.1 18.2 Kim, Yongdo. The History of the U.S. Tire Industry in the Prewar Period (PDF). The Research Institute for Innovation Management (Hosei University). 2024-07, 62 (2) [2026-04-08]. (原始内容存档 (PDF)于2024-12-03) (英语). 
  19. ^ Bhatia, Kabir. Why Did Rubber Come To Akron?. WOSU Public Media. 2019-03-07 [2026-04-08]. (原始内容存档于2026-02-28) (英语). 
  20. ^ Writer, Staff. Tire company headquarters come and go; Goodyear is steadfast. Akron Beacon Journal. [2026-04-08] (美国英语). 
  21. ^ Synthetic Rubber. American Chemical Society. [2026-04-08]. (原始内容存档于2023-01-06) (英语). 
  22. ^ Rationing of Non-Food Items on the World War II Home Front. U.S. National Park Service. [2026-04-08]. (原始内容存档于2026-04-13) (英语). 
  23. ^ Manchester, Harland. Synthetic Rubber Turns the Corner. The Atlantic. 1943-10-01 [2026-04-08]. ISSN 2151-9463 (英语). 
  24. ^ US2587470A,Frank, Herzegh,「Pneumatic tire」,发行于1952-02-26 
  25. ^ Michelin Classic Tyres. www.longstonetyres.co.uk. [2026-04-09] (英语). 
  26. ^ 26.0 26.1 26.2 Smith, William D. Radial Tires Stir Battle in U.S. Rubber Industry. The New York Times. 1972-08-06 [2026-04-09]. ISSN 0362-4331. (原始内容存档于2025-03-26) (美国英语). 
  27. ^ The triumph of the radial tyre. Newsroom UK. 2020-07-09 [2026-04-09] (英语). 
  28. ^ When Did Radial Tires Come Out? A Look at Their History. Engineer Fix. 2026-01-08 [2026-04-09] (美国英语). 
  29. ^ 29.0 29.1 29.2 29.3 29.4 Kaplan, Steven N. (编). Mergers and productivity. A National Bureau of Economic Research conference report. Chicago: University of Chicago Press. 2000. ISBN 978-0-226-42431-6. 
  30. ^ Almost all car tires are now radials - UPI Archives. UPI. [2026-04-09] (英语). 
  31. ^ 參看U-Car汽車新聞:日本住友集團Sumitomo收購Dunlop登祿普輪胎在歐洲、美洲等地區之商標權

相關條目