汽車輪胎花紋與輪胎的性能

■ 洪桂香

1 輪胎花紋對(duì)于車輛行駛安全的影響

輪胎對(duì)于汽車的操控性、舒適性、加速性都有相當(dāng)大的影響，是關(guān)乎生命安全至關(guān)重要的零件。

（1）胎面花紋對(duì)排水性能的影響。由于高速汽車和低扁平率輪胎的廣泛使用，輪胎的排水性能受到人們的普遍重視。排水不但涉及汽車直線行駛，也涉及汽車轉(zhuǎn)向行駛問題，排水欠佳的輪胎會(huì)使汽車失去控制能力，從而對(duì)行車安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。輪胎的排水性能全靠胎面花紋，有些輪胎在胎面中央設(shè)置寬大的排水溝，輪胎與路面之間形成較大的排水空間，使輪胎能將集中到中間的水大量拋向后面。有些輪胎在胎面設(shè)計(jì)了彎曲的弧形側(cè)溝，利用輪胎的彈性將水?dāng)D壓往側(cè)邊。

（2）輪胎花紋對(duì)噪聲的影響。由于輪胎滾動(dòng)，在接觸地面部分的胎面被擠壓，花紋溝部容積縮小，溝內(nèi)空氣被擠出，當(dāng)胎面離開地面時(shí)溝部容積恢復(fù)空氣又跑進(jìn)去，這樣空氣流出流進(jìn)，就好像泵氣一樣，所產(chǎn)生的噪聲也稱為泵氣噪聲。另外胎面花紋接觸地面時(shí)也會(huì)產(chǎn)生連續(xù)打擊路面的振動(dòng)噪聲。根據(jù)試驗(yàn)，表面光滑的輪胎發(fā)出的噪聲最小，因?yàn)樯鲜霎a(chǎn)生噪聲因素的作用最低。換句話說，只要胎面有花紋就會(huì)有一定程度的噪聲，只是噪聲程度的大小差別而已。胎面花紋對(duì)輪胎影響是多方面的，有時(shí)甚至是互相影響，彼此矛盾。因此從設(shè)計(jì)的角度來說，對(duì)于一些設(shè)計(jì)參數(shù)不可能做到面面俱到，追求最優(yōu)，只能根據(jù)輪胎的用途突出重點(diǎn)，優(yōu)化選擇。例如要追求較大的抓地性能，很可能噪聲程度也較大。因?yàn)槟Σ猎酱笳駝?dòng)越大，振動(dòng)越大噪聲也越大，所以抓地力較大的輪胎，一般噪聲也會(huì)大一些。

（3）輪胎表面的花紋決定著輪胎的性能。輪胎質(zhì)量除了輪胎橡膠成分的配方外，最重要的就是輪胎花紋的形式。輪胎花紋的主要作用就是增加輪胎與路面之間的摩擦力，車輛行駛在積水路面時(shí)，花紋可以排出輪胎與地面之間的積水，使輪胎與地面之間保持良好的附著力，以防止車輪打滑。此外，輪胎還具有防滑、制動(dòng)、散熱等功能。因此，輪胎廠家對(duì)輪胎花紋深度有著嚴(yán)格的要求。實(shí)驗(yàn)證明，輪胎的花紋殘留深度一般不能低于1.6mm，否則不論是輪胎的驅(qū)動(dòng)力還是制動(dòng)性能都要大大降低。而遇到水路時(shí)，車輪高速旋轉(zhuǎn)，花紋太淺使水不能排出，即會(huì)出現(xiàn)“水上滑行”現(xiàn)象，使?fàn)恳椭苿?dòng)力突然喪失以及雪天牽引力全無的可能性，非常危險(xiǎn)。在多雪地區(qū)，輪胎在磨損到此限以前就應(yīng)進(jìn)行更換；在較深的積雪中，輪胎花紋面應(yīng)具備壓實(shí)并甩出其中積雪的能力。輪胎的花紋太淺時(shí)，除了排水不好以外，胎冠的熱量也不能及時(shí)排出，使胎溫上升，緊急制動(dòng)時(shí)，容易將胎冠膠磋掉而導(dǎo)致爆胎；花紋太淺，還特別容易被尖硬物刺破胎面，引起事故。花紋磨淺后，輕者輪胎打滑，延長制動(dòng)距離；嚴(yán)重時(shí)，當(dāng)車輛跑長途或高速行駛時(shí)，輪胎里面積聚的熱量難以散發(fā)出去，熱量積聚到一定程度以后就會(huì)引發(fā)爆胎事故。尤其當(dāng)胎紋磨平了以后，汽車在緊急制動(dòng)時(shí)，多會(huì)發(fā)生爆胎事故。

2 選購輪胎的要素和注意要點(diǎn)

（1）優(yōu)先考慮輪胎規(guī)格及原裝輪胎。原裝輪胎是最能配合汽車速度及汽車的最大軸重的，因此在更換輪胎時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮。同時(shí)選用合適的輪胎規(guī)格，新輪胎規(guī)格應(yīng)該和原車的規(guī)格保持一致，如需要更改輪胎規(guī)格必須去專業(yè)的改裝店進(jìn)行輪胎升級(jí)或咨詢車輛制造商。

（2）重視輪胎花紋。汽車輪胎上的花紋，除了起到美觀的效果之外，對(duì)輪胎的性能也有極大的影響。特別是在南方行駛的汽車，應(yīng)該選擇那些排水性比較好的花紋輪胎，如有規(guī)則的小塊狀的花紋；而需要越野和跑長途的汽車，則可以選擇大塊狀的花紋。

（3）輪胎最高速度與最大載重能力。要求所換輪胎必須等于或高于原輪胎的速度能力。通常通過輪胎上的速度級(jí)別可知輪胎的最高速度能力或直接從輪胎標(biāo)簽上識(shí)讀。還應(yīng)注意，所換輪胎的最大載重力不得低于原車輪胎的載重能力。車主可以從三個(gè)渠道得知輪胎的最大載重能力：一是輪胎胎側(cè)模壓的載重指數(shù)；二是輪胎胎側(cè)模壓的具體載重能力；三是輪胎胎面所貼標(biāo)簽上指示的具體載重能力。

（4）避免使用翻新胎。鑒別翻新胎的簡(jiǎn)單方法是：一是觀察輪胎的色彩和光澤，翻新后的輪胎顏色和光澤都比較黯淡。二是通過輪胎上的標(biāo)志來鑒別，汽車輪胎上都有一些突起的標(biāo)志標(biāo)明輪胎的型號(hào)和性能，這是鑒別翻新輪胎的突破點(diǎn)。三是翻新輪胎的標(biāo)志都是翻新后重新貼上去的，而嶄新輪胎的這些標(biāo)志則是和輪胎一體的，鑒別方法就是用手指甲抓撓這些標(biāo)志，一般翻新胎的這些標(biāo)志貼得都不是很緊，能抓掉的必是翻新胎無疑。四是看輪胎生產(chǎn)日期，可通過輪胎胎側(cè)模壓的DOT標(biāo)志得知該信息。

3 輪胎的速度、花紋和高寬比選擇

選擇合適的輪胎先要檢查自己汽車輪胎的告示牌或汽車用戶手冊(cè)。這兩份文件上都列明了適用于自己車輛的原裝輪胎和備用輪胎的型號(hào)和規(guī)格。假設(shè)SUV原來采用的是P制全季節(jié)輪胎，而居住在多雪地區(qū)，可考慮用更好的LT制防泥防雪輪胎更換四季輪胎。若居鄉(xiāng)村可更換成防泥濘道路型輪胎。

（1）車輛極限速度隨輪胎而變。如果想維持車輛的速度等級(jí)，應(yīng)當(dāng)用同等或更高級(jí)別的輪胎替換原裝輪胎。如果用S級(jí)輪胎（最高速度180km/h）更換H級(jí)輪胎（最高速度210km/h），就等于讓車輛的操作性能發(fā)生了變化，車輛現(xiàn)在的最高速度性能僅限于速度等級(jí)最低輪胎的速度等級(jí)，從而將車輛的速度能力從210km/h降到了180km/h。

（2）巧選輪胎花紋。轎車輪胎的花紋通常有單導(dǎo)向、不對(duì)稱和對(duì)稱3種，各有其鮮明的特點(diǎn)。如在其他條件不變的情況下，單導(dǎo)向花紋輪胎的深水排水性能好，不對(duì)稱花紋輪胎在干地的抓地性能最佳，而對(duì)稱花紋輪胎則表現(xiàn)中規(guī)中矩。越野車輪胎的花紋也大致分為公路用、非公路用和混合路面3種花紋。

（3）輪胎耐磨等級(jí)。理解耐磨等級(jí)的最佳方法是比較兩個(gè)不同的級(jí)別，如耐磨等級(jí)為400的輪胎的使用壽命是耐磨等級(jí)為200的輪胎的2倍。但輪胎能用多長時(shí)間，尚無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，因這不僅取決于輪胎質(zhì)量，還取決于路面質(zhì)量、個(gè)人駕駛習(xí)慣、輪胎充氣壓力、輪胎定位、輪胎換位頻率等。

（4）高寬比越低意味轉(zhuǎn)向更快。簡(jiǎn)而言之，高寬比越低，胎壁越矮，絕大多數(shù)情況下表示轉(zhuǎn)向反應(yīng)更快。從工程設(shè)計(jì)角度看，一只輪胎的高寬比就是輪胎的截面高度與寬度之百分比。如一只輪胎的高寬比為75，表明最寬處的胎壁高度是其寬度的75%；如高寬比為50（也稱之為50系列輪胎），表明胎壁高度是其寬度的一半。