汽车的发展

一、汽车发动机发展简史

发动机是汽车的“心脏”，汽车的发展与发动机的进步有着直接的联系。人类最初的工作和劳动完全是由自身来完成的，根本没有什么汽车和发动机，如果说有的话，在未使用牛和马时都是由人来做的，或许最早的奴隶就是一种“生物发动机”。随着科技的进步与发展，人们对自然界的认识也越来越深入，利用自然、改造自然的能力日益加强，人们不仅使用人力、畜力，而且还知道怎样利用水力、风力。

进入17世纪，意大利、英国、法国真正开始了蒸汽机的研究。例如，意大利的布兰卡，英国的撒马泽特和赛维利、纽科门和瓦特，法国的巴本都对蒸汽机进行了研究。现代发动机的发明是在蒸汽机的基础上，以仿造蒸汽机的结构，在气缸中燃烧照明煤气为开端的。首先成功制造了煤气机，在煤气机的基础上又改进为汽油机，再研制出柴油机。

1858年，定居在法国巴黎的里诺发明了煤气发动机，并于1860年申请了专利。发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的蒸汽，利用电池和感应线圈产生电火花将混合气点燃爆发。这种发动机由气缸、活塞、连杆、飞轮等组成。煤气机是内燃机的初级产品，因为煤气发动机的压缩比为零。

1867年，德国人尼古拉斯·奥托受里诺研制煤气发动机的启发，对煤气发动机进行了大量的研究，制作了一台卧式气压煤气发动机。后经过改进，于1878年在法国举办的国际展览会上展出了他制作的样品。由于该发动机的工作效率高，引起了参观者极大的兴趣。在长期的研究过程中，奥托提出了内燃机的四冲程理论，为内燃机的发明奠定了理论基础。奥托于1866年、1876年分别研制了立式和卧式四冲程煤气内燃机。

1.汽油发动机

1864年，居住在奥地利的德国人马尔库斯在研制装饰灯时，偶然发现石油炼制后的产品之一——汽油，在汽化后有很大的爆发力，从而他开始制造、实验汽油发动机。

1875年，波士顿的乔治·布雷顿以轻质油作燃料，研制了一种预压式发动机，被认为是第一台实用、安全的液体燃料发动机。1881年，英国人克拉克创新研制出了一台近代二冲程发动机，因其结构简单，输出功率大，在当时得到了较多的应用。

1883年8月15日，德国工程师戴姆勒和迈巴赫根据奥托发动机的模型，制成了今天汽车用发动机的原型——高压点火卧式汽油机，并于同年12月16日获得了汽油发动机的专利。

1884年5月，戴姆勒把卧式汽油机改制成体积尽可能小的立式汽油机，并于1885年4月3日取得了立式汽油机的专利。戴姆勒将该立式汽油机取名为“立钟”，其气缸采用气冷方式，立于曲轴箱之上，进气阀可以自动开合，排气阀由戴姆勒发明的曲线槽装置控制。戴姆勒的立式汽油机重量轻、转速高(250 r/min)，在此以前的所有发动机均没有超过250 r/min，其压缩比为3，并首先应用了化油器。1872年，奥托在德国建立了德意志发动机制造公司，并欢迎戴姆勒加入奥托公司，作为总工程师的戴姆勒为奥托机的完成做出了重大贡献。

图1－8　鲁道夫·狄塞尔

2.柴油发动机

1897年，德国人鲁道夫·狄塞尔(图1-8)成功地试制出了第一台柴油机。柴油机从设想变为现实经历了20年的时间，是狄塞尔冒着生命危险在一片指责声中研制出来的。狄塞尔虽然未能活到柴油机用于汽车业的那一天，但他亲眼看到了自己的发明应用于造船业，并以绝对优势取代了蒸汽机。

狄塞尔于1858年3月18日生于巴黎，由于父亲是德国移民而遭到法国当局的驱逐，家中生活相当窘迫。12岁时，他又回到法国，毕业后即进入了当地技校学习。两年后以优等生的资格获国家奖学金进入德国慕尼黑高等技术学校学习。读书期间，他喜欢物理学和热力学，决心探索一种高效率的发动机，萌发了研制新燃料经济型发动机的念头。

1879年，21岁的狄塞尔大学毕业，成了一名制冷机械工程师。他不仅富于想象，而且坚毅苦干，不怕冷嘲热讽。为了实现自己的愿望和抱负，查阅了大量的资料，研究发动机的发展史，并辞去了制冷机械工程师兼销售经理的职务，成立了一个发动机实验室。

一次他利用制冷剂氨气作燃料进行实验时，发生了爆炸，险些丧命。由于辞职多年，没有工资，生活日益困难，他不得不再回到制冷公司去谋职。即使这样，他仍然利用业余时间研究发动机。经过大量的试验，狄塞尔发现利用柴油作发动机的燃料是可行的。

1892年，狄塞尔经过多年的潜心研究，提出了压燃式柴油机的理论。

图1－9　第一台狄塞尔发动机

1893年，狄塞尔制造出了第一台柴油试验样机(图1-9)。8月10日首次试验时，随着燃料的喷入，汽缸盖顶部的零件突然像一颗颗炮弹一样飞射出来。现场顿时乒乓乱响，火花四溅，排气管浓烟弥漫，吓得在场的人四处躲闪。

1894年2月7日，第二台柴油试验样机运转了1 m in，转了88圈。狄塞尔在日记中写道：“第一台不工作，第二台工作不好，第三台会工作好的。”面对失败，狄塞尔毫不气馁，他不断地总结经验教训，终于使柴油机成为比蒸汽机消耗燃料少、热效率高、可靠性强的发动机。柴油机的发明不仅为柴油找到了用武之地，而且它比汽油机省油、动力大、污染小，成为汽车的又一动力源。

可惜的是，这位对柴油机做出重大贡献的狄塞尔，晚年生活却穷困潦倒。1913年10月1日，在去英国参加盛典的途中，狄塞尔走出“德累斯顿”号轮船的甲板，消失在海峡里，结束了他平凡而伟大的一生。

狄塞尔的发明改变了整个世界。人们为了纪念他，就把柴油机称做狄塞尔发动机。

柴油机在1914年以前发展缓慢，1914—1918年第一次世界大战期间，迫于战争的需要才开始大量生产柴油机。但柴油机的广泛应用是在1950年前后，在此之前，喷油泵的不完善严重限制和影响了柴油机的使用。

柴油机在1898年被首先用于固定式动力上，1902年开始用于商船动力，1904年装在了海军舰艇上，1912年第一台柴油机车研制成功，1920年前后柴油机被应用于汽车及农业机械上。

早期的柴油机均系四冲程。1899年德国工程师雨果·古尔德纳成功地制造出了二冲程柴油机，它可以将采用相同气缸的四冲程柴油机的功率提高60%～80%。二冲程柴油机结构简单、价格低廉，但它的燃油及润滑油耗量较高，冷却较难，耐用性较差。

3.转子发动机

1600年前后，意大利的拉迈利发明了旋转活塞式水泵。1799年，默多克在旋转活塞式水泵的启发下，成功试制蒸汽转子活塞发动机，并取得了试运行的成功。

1889年，法国的戴狄安(Albe De Dion)发明了一台4缸圆形排列旋转发动机，这是转子发动机的鼻祖。1893年，美国的海恩斯(Elwood Haynes)发明并研制了转子发动机。

1902年，汪克尔(Felix Wankel)出生于德国，1921—1926年受雇于海德堡一家科技出版社的销售部。1924年，汪克尔在海德堡建立了自己的公司，进行转子发动机的研制。1929年，他获得了第一项转子发动机专利。1943年，由马耶制造出转子发动机的样机。1951年，汪克尔与纳卡索尔姆发动机工厂(NSU)合作，提出了三角转子气密系统发动机方案。1954年，汪克尔提供了三角转子气体密封关键技术，使转子发动机进入实用阶段，所以转子发动机又称为汪克尔发动机。

1957年，汪克尔在NSU公司成功试制DKM54型转子发动机，排量为125 mL，当发动机转速为17 000 r/min时，最大输出功率为21.32 kW。这台发动机有内转子和外转子，各绕一个固定轴旋转，旋转方向相同但转速不同。

图1－10　转子发动机

1959年，汪克尔向全世界公布了实用化的转子发动机技术，并向全世界汽车公司发出了共同开发的呼吁。1960年，第一台装有转子发动机的小客车在NSU问世。1964年，NSU完成了一条转子发动机生产线，并生产排量500 mL、功率36.8 kW的转子发动机，将其装在蜘蛛牌(Spider)小客车上。1967年，NSU又设计出8080型双缸转子发动机。图1-10为转子发动机。

一向对新技术情有独钟的马自达公司投入巨资从汪克尔公司买下了这项技术。由于这是一项高新技术，懂得这项技术的人寥寥无几，发动机坏了无人会修，而且耗油大，汽车界有人对这种发动机的市场前景产生了怀疑。20世纪70年代石油危机爆发，各国忙于应付各方面的困难而无暇顾及发展转子发动机，唯有马自达公司仍然深信转子发动机的潜力，独自研究和生产转子发动机，并为此付出了相当大的代价。他们逐步克服了转子发动机的缺陷，成功地由试验性生产过渡到商业性生产，并将安装了转子发动机的马自达RX-7型跑车打入了美国市场，令人刮目相看。可以说，转子发动机生在德国，成长在日本。

4.发动机的其他发展

(1)汽油机燃料系的发展。

汽油机燃料系的主要作用是将汽油与空气均匀混合，形成可燃混合气，供给发动机燃烧做功。其中最重要的混合气装置是化油器或燃油喷射装置。汽油机先前大多使用化油器，利用化油器使燃油雾化，并与空气混合。但是传统的化油器无法精确地获得发动机在不同工况下可燃混合气的空燃比，现代汽车的化油器已经大量地被电子燃油喷射系统(EFI)代替。

所谓电子燃油喷射系统就是用电脑精确控制发动机每次循环的喷油量。与传统的化油器相比，由于EFI计量更准确，雾化燃油更精细，控制发动机工作更敏捷，因此其在汽车节油，特别是降低排放污染方面表现出了明显的优势。

最早的燃油喷射系统是1952年由德国博世(Bosch)公司在奔驰300L型赛车上采用的，它是一种曾用于第二次世界大战德军飞机的机械控制式喷射装置。1957年，美国本迪克斯(Bendix)公司将电子喷嘴首次装在克莱斯勒豪华型轿车上，这是最早的电子控制汽油喷射系统。

在电子燃油喷射系统的发展历程中，博世公司做出了很大的贡献。1967年，博世公司制造出K型机械式燃油喷射系统。其由电动汽油泵提供低压燃油，经燃油量分配器输往各缸进气管上的机械式喷油嘴。同年，博世公司制造出D型模拟式电子燃油喷射系统，装在大众1600型轿车上，率先达到了美国汽车排放法规的要求，打入了美国市场。它的喷油量是由发动机的转速和进气歧管内的真空度决定的，开创了汽油喷射系统电子控制的新时代。1973年，博世公司又研制出L型电子燃油喷射系统。它的燃油量主要由发动机的转速和实际进气量决定。1976年，博世公司研制出带有氧传感器的闭式燃油喷射系统，它可以通过装在排气管上的有氧传感器判断出燃油喷射量的精确与否，使可燃混合气的空燃比尽量接近理想值，以获得较低的排放性能。1979年，博世公司的M型数字控制燃油喷射系统问世。在这个系统中，电子控制系统可同时完成喷射脉冲的计算和点火正时，集电子点火和电控汽油喷射于一体。现代的电子燃油控制系统均采用集中控制系统，即电脑不仅控制燃油喷射、点火正时，而且怠速控制、爆燃控制、废气再循环控制等均在其控制之下。

(2)点火装置的发明。

点火系统是汽油机上独有的一个系统，它的主要作用是点燃气缸内的可燃混合气。点火方式从最早的热管式点火、磁电机点火、蓄电池点火，一直发展到现在的电子点火。最早获得热管式点火专利的是英国人纽顿(A.W.Newton)。热管就是一个从气缸内伸出的封闭金属管，把它加热到红热状态，由于热管能保持高热，当气缸内混合气被压缩时压力升高，便可自行发生点火。

用电火花点火是法国化学家勒本在1799年提出的，但并没有实现，也没有引起人们的注意。1844年，英国人雷诺茨实现了电火花点火。他用干电池作电源，在点火室内装一根烧到自炽状态的电热白金丝，利用一个阀门，定时开闭点火室的进气口，使可燃混合气接触电热丝而着火燃烧。1859年法国的勒诺瓦赫发明了世界上第一只长石质瓷绝缘体制成的电点火火花塞，使电池和感应线圈产生的高压电火花点火在内燃机上获得了实际的使用，并且利用机械方法断开装在燃烧室内触点的电源，产生电火花点燃混合气。由于当时电火花靠这种永磁微型发电机产生，因此称之为磁电机点火。

1908年，美国的斯特林试验成功，研制出了蓄电池点火系，其采用触点式控制装置。但是随着发动机转速的提高，传统的机械式点火装置容易造成缺火等问题，越来越不适应发动机的高速运转，因此无触点的电子点火装置得到了长足发展。1949年，美国的霍利化油器公司首先取得了在点火系中使用晶体管的电子点火系专利，减少了断电器触点磨损、氧化、机械损伤。1971年，克莱斯勒公司在汽车上开始正式采用全晶体管点火装置。1973年后，克莱斯勒、福特、通用等公司生产的汽油车全部都以无触点式全晶体管点火装置作为标准装置。目前，汽车发动机点火已经发展到微电脑控制点火，即点火时间、点火能量均由微电脑直接控制。

(3)润滑系统。

早期的汽车发动机大多采用“全失”润滑系统。机油送到发动机的工作部件，进行润滑，使用后的机油就会白白地流到地上浪费掉。现代汽车广泛采用压力飞溅润滑系统，在采用了压力润滑后，发动机的寿命大大提高了。

(4)冷却系统。

早期内燃机的冷却系统是简单的环绕气缸的大水套，在水套中注入一定量的水，发动机开始工作后水量随着水的沸腾而减少、散失，同时把热量带走。后来采用的水泵强制冷却水循环大大改善了冷却系统的工作效率。它可以有效地避免冷却水因蒸发而造成的损失，同时还可以起到提高冷却水沸点的作用，也就可以使汽车在长时间爬坡时避免“开锅”现象的发生，进而大大降低了对发动机零部件的损害，提高了行驶的安全性和平稳性。

(5)气门的布置。

1930年以前的发动机，大多数采用侧置式气门的设计方案。随着发动机转速的提高，逐步采用顶置式气门(成为一种设计标准)。其优点是可使气门的动作加快，减少气门阻力，以便更好地进行换气，还可以使燃烧室的设计更加紧凑。

(6)滚珠轴承的发展与应用。

汽车使人类社会成为一个生活在轮子上的世界，而现代汽车的每一个旋转部位都需要装有用来减少摩擦阻力的滚珠轴承。

其实滚珠轴承很早就被设计发明了。1543年，意大利雕刻家和金匠塞利尼首先发现一圈自由旋转的滚珠可以减少两个转动体之间的摩擦力。他在自传中写道：“我已做成了一尊美丽的朱庇特雕像，将它放在一个木制底座上。我在底座内安装了4个小木球，木球的一大半埋在球窝内。整个设计十分巧妙，一个幼小的孩子也能轻而易举地使其前后移动和转身。”

1780年，松动地安装在滚道里的进行滚动接触的滚珠轴承开始用在风车上，机器的整个结构围绕中心柱旋转。1794年，威尔士卡马森的一个叫菲利普·沃恩的铁器制造商用滚珠轴承作为四轮马车的车轴轴承，并为此申请了专利。从那时起直到19世纪的五六十年代，人们将滚珠轴承广泛地应用在儿童玩的旋转木马、螺旋桨轴、军舰上的机枪转塔、扶手椅和自行车等器械上，并取得了若干专利。但直到有动力装置的车辆出现以后，因为金属部件快速行驶而产生大量的热量和磨损，这项发明才开始得到充分利用。

二、汽车底盘发展简史

1.汽车传动系的发展

早期汽车的传动系，从发动机到车轮之间的动力传递形式是很简单的。发动机驱动一组锥形减速齿轮，再传到轴和皮带轮，皮带轮和驱动桥上的链轮之间采用皮带传动。小链轮通过在驱动轮上的内齿轮啮合，可使汽车行驶，而大链轮则用来加速。如果汽车遇到上坡而爬坡能力不够时，驾驶员就得停下车子，把小链轮啮合后再进行驱动。

1893年，美国的杜里埃兄弟设计了差速器，使汽车在转弯时两个轮子的转速不同，从而可以克服轮胎很快被磨损的缺点。同时，他们还在汽车上首先使用了干式单片离合器。1894年，法国的本哈特和拉瓦索发明了齿轮变速器，他们驾驶着装有自己的变速器的汽车时快时慢、时进时退，用事实征服了汽车界。1898年，法国雷诺汽车公司首先使用了传动轴。1902年，皮尔里斯发明了汽车万向节。1913年，美国的派克特汽车推广应用了螺旋锥齿轮主减速器后桥。1928年，派克特汽车在后桥上采用了双曲线齿轮主减速器。同年，美国凯迪拉克轿车采用了带同步器的变速器。

随着汽车速度的变化，与先前大多采用齿轮式变速器的汽车相比，现在采用自动变速器的汽车已越来越多。早在1901年，美国的汤姆森兄弟就申请了自动变速器专利，但由于问题太多，无法普及使用。1937年，美国的别克和奥兹莫比尔汽车使用了一种自动安全变速器，首创了现代自动变速器。1948年，别克轿车采用了与行星齿轮机构组成一体的液压变矩器，这就是现代液力自动变速器的原型。1957年，美国的辛普森推出了他几年前发明的由太阳齿轮、齿圈和行星齿轮巧妙构成的三速自动变速器。今天，这种齿轮变速器已用于通用、福特和克莱斯勒公司生产的大部分车型上。

自从有了轿车之后，人们就盼望着无级变速器的诞生。无级变速器在一定范围内提供了无数的传动比，而不是三个或更多固定的挡数。1955年，荷兰达夫公司在其微型轿车上采用了一种变速皮带传动装置，后来这种装置又被更加可靠耐用的多层钢质活节传动带所替代。福特、菲亚特、富士重工和沃尔沃等汽车公司都生产过带有无级变速器的小型轿车。无级变速器的主要缺点是功率容量有限。

2.汽车转向系的发展

汽车在行驶过程中，需要改变行驶方向，即转向，这就需要有一套能够按照司机意志使汽车转向的机构。它将司机转动方向盘的动作转变为车轮(通常是前轮)的偏转动作。

内燃汽车发明者本茨在他发明的三轮汽车上，首先采用了所谓的齿轮齿条式转向器，它靠一根类似舵柄的操纵杆控制。1908年，福特T型汽车采用了行星齿轮转向器。1923年，美国的马尔斯为了减少转向器中涡轮和滚轮轴之间的接触摩擦力，在两者之间的接触处放置滚球支撑，这便是最早的循环球式转向器。为了使转向轻便，如今世界上的各种汽车广泛使用动力转向系统。最早的动力转向系统是在1928年由美国的戴维斯研制出的液压动力辅助转向器。但遗憾的是，26年后才被汽车工业界所采纳，并在美国的一些大型轿车上首次应用。1966年，美国凯迪拉克公司推出了一种可变速比的动力转向机构，这种动力转向系统的车轮的偏转角度越大，提供的助力也越大，当车轮接近于直线行驶时，助力随之减到最小。1985年，日本丰田公司在其生产的轿车上装用了电子计算机控制的速度敏感动力转向装置，它是采用计算机控制辅助转向的第一个汽车产品，在低速时提供最大的助力，而在高速时几乎没有助力，因此在高速公路上行驶时没有转向的抖动问题。

3.汽车制动系的发展

从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。最早的汽车采用的是与马车相同的用摩擦垫压紧车轮的制动器，而且只安装在后轮上。

1889年，戴姆勒汽车将制动鼓装在后轮上，再绕上钢缆，构成了制动装置。

1902年，英国的兰切斯特取得了盘式制动器的专利权。

1902年，美国的奥兹发明了钢带与制动鼓式制动器，后来许多汽车采用了这种制动器。

1903年，美国的廷切尔汽车采用了气压制动器。

1907年，英国的弗罗特发明了石棉制动蹄片。

1918年，英国的洛克希德发明了液压鼓式制动器。

1928年，阿罗汽车第一次装用真空助力制动器，它利用进气歧管的真空度以降低驾驶员作用于制动器上的操作力。

1936年，博世公司申请一项电液控制的ABS装置专利，促进了防抱死制动系统在汽车上的应用。

1958年，英国道路研究所研制出第一个防抱死制动装置。

1969年，福特使用了真空助力的ABS制动器。

1971年，克莱斯勒采用了四轮电子控制的ABS装置。这些早期的ABS装置性能有限，可靠性不够理想，且成本高。

1979年，默·本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的ABS制动装置。

1985年，美国开发出带有数字显示微处理器、复合主缸、液压制动助力器、电磁阀及执行器“一体化”的ABS防抱死装置。随着大规模集成电路和超大规模集成电路技术的出现，以及电子信息处理技术的高速发展，ABS已成为性能可靠、成本日趋下降的具有广泛应用前景的成熟产品。

1992年，ABS的世界年产量已超过1 000万辆(份)，世界汽车ABS的装用率已超过20%。如今，诸多国家和地区(如欧洲、日本、美国等)已经制定规范，使ABS成为汽车的标准设备。

近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，汽车制动的重要性表现得越来越明显。众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面，包括制动控制的理论和方法，以及新技术。ABS集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术于一体，是机电一体化的高技术产品，它的安装大大提高了汽车的安全性和操纵性。

4.汽车悬架的发展

在汽车时代远未到来之前，使车辆平稳运行的装置在四轮马车中就已经使用了。

1580年，载客四轮马车已经使用减振的弹簧悬架。

1805年，埃利奥特获得椭圆形和半椭圆形弹簧板的专利权。

1900年，美国人哈德福特制成了第一个汽车减震器，并将它装在奥兹莫比尔轿车上。

1921年，英国的利兰汽车公司生产了第一辆使用扭杆弹簧悬架的汽车。

1933年，美国的费尔斯通公司研制成了第一个实用的空气弹簧悬架。同年，门罗公司为赫德森轿车研制出了双向筒液压减震器。直到目前，这种筒式减震器依然被广泛使用。

1934年，通用汽车公司采用了前螺旋弹簧独立悬架。

1938年，别克汽车第一次将螺旋弹簧应用到汽车后悬架上。

1950年，福特汽车公司的麦弗逊制成了麦弗逊式独立悬架(见图1-11)，它是轿车上应用较多的悬架形式。

图1－11　麦弗逊式独立悬架

1956年，英国利兰车和法国雪铁龙车开始使用液压和气压悬挂系统，前后轮的悬架用管道相连，液气混合在管中保持压力。一个轮子碰到东西或坑穴而上升或下降时，管道中的压力也会上升或下降，并使其他轮子下降或上升，以此作为补偿来保持汽车平衡，使汽车的平衡性和运行稳定性得到空前的提高。此后，这种系统成为各国小型载客车辆的标准装置。

1984年，林肯大陆轿车采用了可调整的空气悬架系统。

1985年，博世公司研制出闭式空气悬架系统。该系统中装有传感器，可不断检测轴与车身之间的距离，经电控元件处理后，与设定值相比，若有差别，立即触发电动压缩机和电磁阀进行调节。

如图1-12所示是目前汽车上最先进的电控悬架系统示意图。电控悬架系统一般由传感器检测汽车运动的状态信号，并反馈到电控单元ECU，ECU对这些反馈信息进行综合处理，计算并输出指令控制空气弹簧元件的电动机和阀门，从而使电控悬架随行驶及路面状态的不同而变化。

图1－12　电控悬架系统

5.汽车轮胎的发展

很早以前轮胎是用木头、铁等材料制成的，汽车的悬架结构也不完善，再加上路面的行驶条件不好，尽管汽车行驶速度并不快，但还是颠簸得厉害。有位海军上校对乘坐早期汽车的感受做了如下追述：“1886年，我乘坐铁轮的汽车在高低不平的花岗石路上行驶，车子的剧烈颠簸使我联想到药水瓶上的说明——服前摇匀。”

第一个空心轮子是1845年由英国人罗伯特·汤姆逊发明的。汤姆逊提出用压缩空气充入弹性囊，以缓和运动时的振动与冲击。尽管当时的轮胎是用皮革和涂胶帆布制成的，然而也已经显示出滚动阻力小的优点。根据这一原理，1888年约翰·邓禄普制成了橡胶空心轮胎。随后托马斯又制造了带有气门开关的橡胶空心轮胎，可惜的是，因为内层没有帆布，而不能保持一定的断面形状和断面宽。

1895年，随着汽车的出现，充气轮胎开始得到了广泛的发展。首批汽车轮胎样品是1895年在法国出现的，这是由平纹帆布制成的单管式轮胎，虽有胎面胶但无花纹。直到1908年至1912年间，轮胎才有了显著的变化，即胎面胶上有了提高使用性能的花纹，从而开拓了轮胎胎面花纹的历史，并增加了轮胎的断面宽度，允许采用较低的内压，以保证获得较好的缓冲性能。

1892年，英国的伯利密尔发明了帘布，1910年用于生产轮胎。这一成就除改进了轮胎质量、扩大了轮胎品种外，还使外胎具备了模制的可能性。随着对轮胎质量要求的提高，帘布质量也得到了改进，棉帘布由人造丝代替；20世纪50年代末，人造丝又被强力性能更好耐热性能更高的尼龙、聚酯帘线所代替；而钢丝帘线随着子午线轮胎的发展，具有很强的竞争力。

1904年，马特创造了炭黑补强橡胶。大规模使用补强胎面胶是在轮胎采用帘布之后，因为在这之前，帆布比胎面在轮胎中使用损坏得还要快，炭黑在胶料中的用量增长得很快。20世纪30年代，每100份生胶中使用的炭黑也不过20份，主要在胎面上采用炭黑，胎体不用，现在炭黑的使用已经达到20份以上。胎面中掺用炭黑以前，轮胎大约只行驶6 000km就磨光了；掺用炭黑后，轮胎的行驶里程得到了显著的提高。现在一组货车轮胎大约可行驶10万km，在好的路面上，甚至可达20万km。

1913—1926年，帘线和炭黑轮胎技术的发明为轮胎工业的发展奠定了基础。随着轮胎外缘的标准化和制造工艺的逐渐完善，生产速度比以前提高了很多，轮胎的产量与日俱增。

随着汽车工业的发展，轮胎技术一直在不断地改进与提高，如20世纪20年代初至30年代中期，轿车轮胎由低压轮胎过渡到超低压轮胎；40年代开始，轮胎逐步向宽轮胎过渡；40年代末无内胎轮胎出现；50年代末低断面轮胎问世等。许多新技术对轮胎业的影响力都不及1948年法国米其林公司首创的子午线结构轮胎，这种轮胎由于使用寿命和使用性能的显著提高，特别是在行驶中可以节省燃料，而被誉为轮胎工业的革命。