轮胎花纹的种类

汽车依靠轮胎支承在路面上，而直接与路面接触的却是轮胎花纹。轮胎不仅承载、滚动，而且通过其花纹块与路面产生的磨擦力，成为汽车驱动、制动和转向的动力之源。下面就轮胎花纹的作用以及影响花纹作用的因素等做一分析。一、轮胎花纹的作用简言之，轮胎花纹的主要作用就是增加胎面与路面间的磨擦力，以防止车轮打滑，这与鞋底花纹的作用如出一辙。轮胎花纹提高了胎面接地弹性，在胎面和路面间切向力(如驱动力、制动力和横向力)的作用下，花纹块能产生较大的切向弹性变形。切向力增加，切向变形随之增大，接触面的“磨擦作用”也就随之增强，进而抑制了胎面与路面打滑或打滑趋势。这在很大程度上消除了无花纹(光胎面)轮胎易打滑的弊病，使得与轮胎和路面间磨擦性能有关的汽车性能——动力性、制动性、转向操纵性和行驶安全性的正常发挥有了可靠的保障。有研究表明，产生胎面和路面间磨擦力的因素还包括有这两面间的粘着作用，分子引力作用以及路面小尺雨微凸体对胎面貌一新微切削作用等，但是，起主要作用的仍是花纹块的弹性变形。二、影响花纹作用的因素影响花纹作用的因素较多，但起主要作用并与汽车使用有关的因素是花纹型式和花纹深度。1.花纹型式的影响轮胎花纹型式多种多样，但归纳起来，主要有3种：普通花纹、越野花纹和混合花纹。(1)普通花纹普通花纹适合于在硬路面上使用。它分为纵向花纹、横向花纹和纵横兼有花纹。a)纵向花纹纵向花纹的共同特点是胎面纵向连续，横向断开(图1a)，因而胎面纵向刚度大，而横向刚度小，轮胎抗滑能力叶现出横强而纵弱。这种花纹轮胎的滚动阻力较小，散热性能好，但花纹沟槽易嵌入碎石子儿。综合起来看，这种型式花纹适合在比较清洁、良好的硬路面上行驶。例如，轿车、轻型和微型货车等多选择这种花纹。b)横向花纹横向花纹共同特点是胎面横向连续，纵向断开(图1b)，因而胎面横向刚度大，而纵向刚度小。故轮胎抗滑能力呈现出纵强而横弱，汽车以较高速度转向时，容易侧滑；轮胎滚动阻力也比较大，胎面磨损比较严重。这种型式花纹适合于在一般硬路面上、牵引力比较大的中型或重型货车使用。c)纵横兼有花纹这种花纹介于纵向花纹和横向花纹之间(图1c)。在胎面中部一般具有曲折形的纵向花纹，而在接近胎肩的两边则制有横向花纹。这样一来，台面的纵横抗滑能力比较好。因此这种型式花纹的轮胎适应能力强，应用范围广泛，它既适用于不同的硬路面，也适宜和于轿车和货车。(2)越野花纹越野花纹的共同特点是花纹沟槽宽而深，花纹块接地面积比较小(约40%~60%)。在松软路面上行驶时，一部分土壤将嵌入花纹沟槽之中，必须将嵌入花纹沟槽的这一部分土壤剪切之后，轮胎才有可能出现打滑，因此，越进驻花纹的抓着力大。根测试，在泥泞路上，同一车型的车辆使用越野花纹轮肿的牵引力可达普通花纹的1.5倍。越野花纹分为无向和有向花纹两种(如图2)。有向花纹使用时具有方向性。越野花纹轮胎适合于在崎岖不平的道路、松软土路和无路地区使用。由于花纹块的接触压力大，滚动阻力大，故不适合在良好硬路面上长时间行驶。否则，将加重轮胎磨损，增加燃油消耗，汽车行驶振动也比较厉害。(3)混合花纹混合花纹是普通花纹和越野花纹之间的一种过渡性花纹(如图3)。其特点是胎面中部具有方向各异或以纵向为主的窄花纹沟槽，而在两侧则以方向各异或以横向为主的宽花纹沟槽。这样的花纹搭配使混合花纹的综合性能好，适应能力强。它既适应于良好的硬路面，也适应于碎石路面、雪泥路面和松软路面，附着性能优于普通花纹，但耐磨性能稍逊。目前，一些货车和四轮驱动的乘用车多使用这种型式的花纹轮胎。2.花纹深度的影响花纹愈深，则花纹块接地弹性变形量愈大，由轮胎弹性迟滞损失形成的滚动阻力也将随之增加。较深的花纹不利于轮胎散热，使胎温上升加快，花纹根部因受力严惩而易撕裂、脱落等。花纹过浅不仅影响其贮水、排水能力，容易产生有害的“滑水现象”，而且使光胎面轮胎易打滑的弊端凸现出来，从而使前面提及的汽车性能变坏。因此，花纹过深过浅都不好。面客观规律是使用中花纹将越变越小。为了确保花纹作用的有效性，世界各国都对轮胎花纹磨损极限制定了明确的法规(见表1)。并在轮胎胎肩沿圆周的若干等份处模刻轮胎磨耗极限警报标记“”或(和)“TWI”英文标记(如图4)。当花纹块凸面磨损距离到花纹沟槽底部约1.6mm(1/16英寸)时，标记处的花纹已被磨平，故显露出窄横条状的光胎面，借此警示驾驶员，该轮胎已到了必须更换的时候了。表1胎面花纹深度磨损极限(mm)国家轿车货车、客车美国≥1.6≥2.0西欧≥1.0≥2.0日本≥1.6≥3.2中国≥1.6≥2.0三、轮胎花纹使用注意事项1.应根据车辆用途经常使用的路况和车速来选择比较合适的花纹轮胎。对于在一般硬路面上中速行驶的车辆，货车和客车等宜选用横向花纹或纵横兼有花纹轮胎；对于经常在高速公路及良好的硬路面上行驶的车辆宜选用散热性好、横向稳定怀强的纵向花纹和纵横兼有花纹轮胎。2.随着车速的提高，胎面与路面间积水来不及排除便会在两面间形成水膜，将轮胎慢慢托起，在一定条件下甚至完全离开路面，使汽车完全丧失操纵性。这种现象被称之为轮胎“滑水现象”。影响滑水临界速度的因素较多，但其中轮胎花纹型式和深信芭为主要因素之一。经常在高速公路上行驶的轿车，在有条件的情况下，应尽量选择抗滑水轮胎(如图5)。这种花纹的主要特点是，在胎面中部设计出宽大的排水沟(主沟)，在轮胎与路面之间形成较大的排水空间。在主沟两则有通往胎侧的侧沟，故排水距离短，排水效率高，从而最大限度地养活了轮胎在湿路面高速行驶可能产生的“滑水现象”，提高了行车的安全性。值得注意的是这种花纹具有方向性，安装时切忌大意.3.有向花纹轮胎的旋转方向通常用模压在胎侧的”箭头”，标记表示.如果按照箭头方向旋转，即”人字形”花纹尖端先着地，则称顺方向放置反之，则称反方向旋转.抗滑水轮胎一律按顺方向放置提高排水效率，而反向放置则排水效率比非滑水轮胎的还要差。越野有向花纹轮胎，若安装在驱动桥上，则应顺方向旋转，“人字形”花纹尖端像链子嵌入雪泥地，抓着能力强，而且嵌入花纹沟槽中的雪泥可从两侧被挤压出来，花纹具有自洁性；若安装在从动桥上的越野有向花纹轮胎，由于不输出牵引力，为减少滚动阻力和磨损起见，故应反方向旋转。综上所知，轮胎花纹是提高汽车性能，确保行驶安全的重要一环。因此，如何正确选购、安装和使用轮胎花纹就显得非常重要。