輪胎工業(yè)發(fā)展到今天儼然已經(jīng)成為了一門(mén)獨立的學(xué)科，產(chǎn)品也呈現出了全面開(kāi)花的態(tài)勢。按照胎體結構分為了實(shí)心胎和充氣胎，按照連線(xiàn)排布結構又分為斜交胎和子午線(xiàn)胎，根據組成結構不同又分為無(wú)內胎充氣輪胎和有內胎充氣輪胎等等。

　　而在近年來(lái)，輪胎家族中又開(kāi)始出現了介于實(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。

　　不過(guò)在正式切入主題之前，筆者還是先啰嗦兩句普通輪胎的結構，因為這有助于理解非充氣輪胎的結構。普通輪胎從外到內大致可以分為胎冠、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。對子午線(xiàn)輪胎而言，帶束層的作用還在于捆緊簾線(xiàn)，完成在半徑方向內的壓縮，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。

　　非充氣輪胎最早出現于山地自行車(chē)，由美國工程師布萊恩·拉塞爾提出。在2005年，米其林推出了名為T(mén)weel的全球首款非充氣輪胎。Tweel的推出徹底改變了現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計。

　　用于提供整條輪胎剛性的是從輪胎側面輻射開(kāi)來(lái)的網(wǎng)狀支撐結構，該網(wǎng)狀結構根據不同企業(yè)的不同而有所不同，米其林的Tweel采用類(lèi)似于馬車(chē)車(chē)輪的輻條式，而普利司通的AirFree則是相互交錯的輻射式，韓泰iFLEX是獨特的網(wǎng)狀結構，此外還有蜂巢式等等。

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

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

　　由于沒(méi)有傳統輪胎的充氣需求，同時(shí)也沒(méi)有傳統輪胎的輪輞，所以非充氣式輪胎相比于普通輪胎而言具有免維護、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)，其內部的支撐結構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(chē)身的路面沖擊，提高車(chē)輛的舒適性表現。

　　在高速通過(guò)長(cháng)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(chē)輛的拋離感，提升越野駕駛過(guò)程中的行駛穩定性。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(zhù)力的越野路面條件下，通過(guò)支撐結構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(zhù)力。在胎面與地面的接觸部分形成一小塊小小的履帶效應，幫助車(chē)輛脫困。

　　對于車(chē)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定性。這也就是高性能的街道跑車(chē)往往愿意選擇低扁平比輪胎，而越野車(chē)又親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(huà)講魚(yú)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。我們注意到，無(wú)論是米其林的Tweel，還是普利司通的Airless，在支撐結構的排布上均采用了橫向排布的結構形式。如此一來(lái)當輪胎在承受縱向載荷時(shí)，支撐結構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)當輪胎在承受橫向載荷時(shí)，由于受力方向與支撐結構的作用力方向平行，所以支撐結構間的間隙失效，完全通過(guò)支撐結構對輪胎進(jìn)行支撐，輪胎橫向的型變量變小，提高輪胎的側偏剛度，繼而提升車(chē)輛的側向支撐，保證操控穩定性。

　　第三，非充氣式輪胎由于取消了輪轂、鋼圈等等傳統輪胎的結構，再配合上高強度樹(shù)脂等材料的運用，質(zhì)量相比于傳統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(guān)的改變就體現在整車(chē)簧下質(zhì)量的降低上，特別是對于采用多連桿式獨立懸掛的車(chē)型而言，更小的簧下質(zhì)量必然會(huì )保證懸掛系統的動(dòng)態(tài)響應更加趨于理想狀態(tài)。

　　在經(jīng)濟性方面，非充氣式輪胎由于在結構上將胎側和胎面完全分離開(kāi)來(lái)，所以在胎面的設計上可以更為大膽的運用低滾阻的橡膠配方。而且由于輪胎結構的簡(jiǎn)化，非充氣式輪胎在運動(dòng)過(guò)程中由于輪胎反復變形帶來(lái)的能量損失被大幅度的減小，繼而達到提升車(chē)輛燃油經(jīng)濟性的效果。由于運動(dòng)過(guò)程中輪胎運作較為穩定，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。雖然免充氣的結構充分避免了輪胎被扎壞的可能性，但是由于支撐結構裸露在外，而且這些高分子結構的塑形材料結構強度并不如想象中那強大，一旦輪胎內部進(jìn)入異物，那么必將會(huì )導致支撐結構的受損。

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

　　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用在一些慢速車(chē)輛上，比如割草機和超輕型車(chē)一類(lèi)。韓泰的iFLEX雖然設計了獨特的排沙結構，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(chē)上。

　　編者小結：

　　在汽車(chē)真正實(shí)現不用輪子也能開(kāi)之前，輪胎工業(yè)的發(fā)展必將伴隨著(zhù)汽車(chē)工業(yè)一同進(jìn)步。非充氣輪胎雖然現在還處于概念論證階段，但是相信隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，困擾非充氣輪胎大規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A(yíng)TV上運用，想必再不過(guò)了多長(cháng)時(shí)間，這一類(lèi)型的輪胎將會(huì )迎來(lái)普及。