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汽車依靠輪胎支承在路面上，而直接與路面接觸的卻是輪胎花紋。輪胎不僅承載、滾動，而且通過其花紋塊與路面產生的磨擦力，成為汽車驅動、制動和轉向的動力之源。
7 y) D. D# F( q a下面就輪胎花紋的作用以及影響花紋作用的因素等做一分析。
: t1 I, ?# L: i) ?$ \- _一、輪胎花紋的作用
. i0 O3 X, [0 A5 l! r5 I% ~簡言之，輪胎花紋的主要作用就是增加胎面與路面間的磨擦力，以防止車輪打滑，這與鞋底花紋的作用如出一轍。輪胎花紋提高了胎面接地彈性，在胎面和路面間切向力(如驅動力、制動力和橫向力)的作用下，花紋塊能產生較大的切向彈性變形。切向力增加，切向變形隨之增大，接觸面的“磨擦作用”也就隨之增強，進而抑制了胎面與路面打滑或打滑趨勢。這在很大程度上消除了無花紋(光胎面)輪胎易打滑的弊病，使得與輪胎和路面間磨擦性能有關的汽車性能——動力性、制動性、轉向操縱性和行駛安全性的正常發揮有了可靠的保障。有研究表明，產生胎面和路面間磨擦力的因素還包括有這兩面間的粘著作用，分子引力作用以及路面小尺雨微凸體對胎面貌一新微切削作用等，但是， 起主要作用的仍是花紋塊的彈性變形。 . j0 u# M. {+ T3 p& b/ |
二、影響花紋作用的因素影響花紋作用的因素較多，但起主要作用并與汽車使用有關的因素是花紋型式和花紋深度。
# P. m" D8 y" u: X% U8 I2 Q) j3 G1.花紋型式的影響
. m+ f2 _& |3 G! \* N1 h* j' h輪胎花紋型式多種多樣，但歸納起來，主要有3種：普通花紋、越野花紋和混合花紋。 9 g3 i/ ^/ V/ d. _
(1)普通花紋 & [7 A' U+ M R3 k, F2 F9 s+ \
普通花紋適合于在硬路面上使用。它分為縱向花紋、橫向花紋和縱橫兼有花紋。
# ~$ L% J% a' i, {a)縱向花紋 ( R9 D; o' k0 b0 c
縱向花紋的共同特點是胎面縱向連續，橫向斷開，因而胎面縱向剛度大，而橫向剛度小，輪胎抗滑能力葉現出橫強而縱弱。這種花紋輪胎的滾動阻力較小，散熱性能好，但花紋溝槽易嵌入碎石子兒。綜合起來看，這種型式花紋適合在比較清潔、良好的硬路面上行駛。例如，轎車、輕型和微型貨車等多選擇這種花紋。
5 _ S' Y2 u7 e7 l& l' S( ]b)橫向花紋橫向花紋共同特點是胎面橫向連續，縱向斷開，因而胎面橫向剛度大，而縱向剛度小。故輪胎抗滑能力呈現出縱強而橫弱，汽車以較高速度轉向時，容易側滑；輪胎滾動阻力也比較大，胎面磨損比較嚴重。這種型式花紋適合于在一般硬路面上、牽引力比較大的中型或重型貨車使用。
/ n; r; u$ s/ Hc)縱橫兼有花紋
3 d& l% ~" V0 L8 {, e這種花紋介于縱向花紋和橫向花紋之間。在胎面中部一般具有曲折形的縱向花紋，而在接近胎肩的兩邊則制有橫向花紋。這樣一來，臺面的縱橫抗滑能力比較好。 因此這種型式花紋的輪胎適應能力強，應用范圍廣泛，它既適用于不同的硬路面，也適宜和于轎車和貨車。 & ]9 d! a& f8 _, ` t
(2)越野花紋
5 t8 y- L8 g) N' I2 D1 f越野花紋的共同特點是花紋溝槽寬而深，花紋塊接地面積比較小(約40%~60%)。 在松軟路面上行駛時，一部分土壤將嵌入花紋溝槽之中，必須將嵌入花紋溝槽的這一部分土壤剪切之后，輪胎才有可能出現打滑，因此，越進駐花紋的抓著力大。根測試，在泥濘路上，同一車型的車輛使用越野花紋輪腫的牽引力可達普通花紋的1.5倍。
% o: f: a8 `+ f$ p( ?5 C越野花紋分為無向和有向花紋兩種。有向花紋使用時具有方向性。越野花紋輪胎適合于在崎嶇不平的道路、松軟土路和無路地區使用。由于花紋塊的接觸壓力大，滾動阻力大，故不適合在良好硬路面上長時間行駛。否則，將加重輪胎磨損，增加燃油消耗，汽車行駛振動也比較厲害。
: D% s9 ]8 i/ z2 f& v(3)混合花紋 v* z7 F# D0 g) V- r, s5 y
混合花紋是普通花紋和越野花紋之間的一種過渡性花紋。其特點是胎面中部具有方向各異或以縱向為主的窄花紋溝槽，而在兩側則以方向各異或以橫向為主的寬花紋溝槽。這樣的花紋搭配使混合花紋的綜合性能好，適應能力強。它既適應于良好的硬路面，也適應于碎石路面、雪泥路面和松軟路面，附著性能優于普通花紋，但耐磨性能稍遜。 目前，一些貨車和四輪驅動的乘用車多使用這種型式的花紋輪胎。 ) y; W' Q) ~8 p9 j' n4 v8 Z5 `4 O; }
2.花紋深度的影響 3 Y9 c Y) ~' Z/ t1 S+ b
花紋愈深，則花紋塊接地彈性變形量愈大，由輪胎彈性遲滯損失形成的滾動阻力也將隨之增加。較深的花紋不利于輪胎散熱，使胎溫上升加快，花紋根部因受力嚴懲而易撕裂、脫落等。花紋過淺不僅影響其貯水、排水能力，容易產生有害的“滑水現象”，而且使光胎面輪胎易打滑的弊端凸現出來，從而使前面提及的汽車性能變壞。
" W8 F/ c. F! J' J! O" M因此，花紋過深過淺都不好。面客觀規律是使用中花紋將越變越小。為了確保花紋作用的有效性，世界各國都對輪胎花紋磨損極限制定了明確的法規(見表1)。并在輪胎胎肩沿圓周的若干等份處模刻輪胎磨耗極限警報標記“”或(和)“TWI”英文標記。當花紋塊凸面磨損距離到花紋溝槽底部約1.6mm(1/16英寸)時，標記處的花紋已被磨平，故顯露出窄橫條狀的光胎面，借此警示駕駛員，該輪胎已到了必須更換的時候了。
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表1胎面花紋深度磨損極限(mm)
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% e- k& g- ^! F國家 轎車 貨車、客車 . }8 N, e+ S$ _; Y, Q) s9 s
& m& F& ]- ?3 A- ]7 C* P
美國 ≥1.6 ≥2.00 u# _# U. [- ]& s* w/ A# G# T8 O
: [9 Y) s2 Z8 c1 t
西歐 ≥1.0 ≥2.08 p* g6 `" M) Q4 V$ P
$ `, {" K0 }' ~( y* d日本 ≥1.6 ≥3.2, i9 f0 l7 U# [* p1 w4 ?: J9 `* s* k
9 P q7 `* c1 C/ u" M中國 ≥1.6 ≥2.0/ e( Z# w. m% J7 Q
9 t0 ?" ~ G' N7 A三、輪胎花紋使用注意事項 / n! P# e6 S+ L* ~) ?# o2 g
1.應根據車輛用途經常使用的路況和車速來選擇比較合適的花紋輪胎。對于在一般硬路面上中速行駛的車輛，貨車和客車等宜選用橫向花紋或縱橫兼有花紋輪胎；對于經常在高速公路及良好的硬路面上行駛的車輛宜選用散熱性好、橫向穩定懷強的縱向花紋和縱橫兼有花紋輪胎。 0 w* U C7 ?( n7 k
2.隨著車速的提高，胎面與路面間積水來不及排除便會在兩面間形成水膜，將輪胎慢慢托起，在一定條件下甚至完全離開路面，使汽車完全喪失操縱性。這種現象被稱之為輪胎“滑水現象”。影響滑水臨界速度的因素較多，但其中輪胎花紋型式和深信芭為主要因素之一。經常在高速公路上行駛的轎車，在有條件的情況下，應盡量選擇抗滑水輪胎。這種花紋的主要特點是，在胎面中部設計出寬大的排水溝(主溝)，在輪胎與路面之間形成較大的排水空間。在主溝兩則有通往胎側的側溝，故排水距離短，排水效率高，從而最大限度地養活了輪胎在濕路面高速行駛可能產生的“滑水現象”，提高了行車的安全性
% a) u8 `: R' w5 O值得注意的是這種花紋具有方向性，安裝時切忌大意. 1 q0 n3 p# C/ h3 g/ A7 J; Z
3.有向花紋輪胎的旋轉方向通常用模壓在胎側的＂箭頭＂，標記表示.如果按照箭頭方向旋轉，即＂人字形＂花紋尖端先著地，則稱順方向放置反之，則稱反方向旋轉. . T) m! m1 F0 _% C: r
抗滑水輪胎一律按順方向放置提高排水效率，而反向放置則排水效率比非滑水輪胎的還要差。
% Q" E h% i3 S5 b) D7 Q( j2 ^越野有向花紋輪胎，若安裝在驅動橋上，則應順方向旋轉，“人字形”花紋尖端像鏈子嵌入雪泥地，抓著能力強，而且嵌入花紋溝槽中的雪泥可從兩側被擠壓出來，花紋具有自潔性；若安裝在從動橋上的越野有向花紋輪胎，由于不輸出牽引力，為減少滾動阻力和磨損起見，故應反方向旋轉。 ) b0 W, U' C' Y$ z
綜上所知，輪胎花紋是提高汽車性能，確保行駛安全的重要一環。因此，如何正確選購、安裝和使用輪胎花紋就顯得非常重要。 |
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發表于 2009-5-1 04:44:07
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