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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(dòng),而且通過其花紋塊與路面產(chǎn)生的磨擦力,成為汽車驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)和轉(zhuǎn)向的動(dòng)力之源。 % A( C$ ` h1 N6 J3 K* [4 E& _
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。 4 `. L: ?) v6 w# l
一、輪胎花紋的作用 ~; |4 Q# g( Z- p4 a6 f
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(qū)動(dòng)力、制動(dòng)力和橫向力)的作用下,花紋塊能產(chǎn)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(qiáng),進(jìn)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(guān)的汽車性能——?jiǎng)恿π?、制?dòng)性、轉(zhuǎn)向操縱性和行駛安全性的正常發(fā)揮有了可靠的保障。有研究表明,產(chǎn)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(duì)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。
9 D3 S& L6 j2 l( f- j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(guān)的因素是花紋型式和花紋深度。 $ _; o4 U3 r# k/ w% P5 Y+ J
1.花紋型式的影響
. G. N" A1 u# T+ E, @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。
: @2 g/ J' Z1 u" Y2 m(1)普通花紋 / V! [. @8 L. D
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。 / t2 R _$ k& ^& f) C% H
a)縱向花紋
- M9 J8 x+ z7 ], v1 c縱向花紋的共同特點(diǎn)是胎面縱向連續(xù),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(xiàn)出橫強(qiáng)而縱弱。這種花紋輪胎的滾動(dòng)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。
- B" J& l. g% a0 I$ A0 y5 ]b)橫向花紋橫向花紋共同特點(diǎn)是胎面橫向連續(xù),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(xiàn)出縱強(qiáng)而橫弱,汽車以較高速度轉(zhuǎn)向時(shí),容易側(cè)滑;輪胎滾動(dòng)阻力也比較大,胎面磨損比較嚴(yán)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。 ' E/ e/ O. M8 Y% r9 C4 u# L( o) }
c)縱橫兼有花紋 ( a( s7 ^9 ~0 e% J8 a) L
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(tái)面的縱橫抗滑能力比較好?!∫虼诉@種型式花紋的輪胎適應(yīng)能力強(qiáng),應(yīng)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。 8 z; K& Z- N: L1 E% {/ u
(2)越野花紋 $ A1 J# h M8 y2 K5 Q. ]$ Q8 O1 g! P" v
越野花紋的共同特點(diǎn)是花紋溝槽寬而深,花紋塊接地面積比較小(約40%~60%)?!≡谒绍浡访嫔闲旭倳r(shí),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(xiàn)打滑,因此,越進(jìn)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(dá)普通花紋的1.5倍。
0 ]" ~+ l9 E( X- u7 o9 R# Y越野花紋分為無向和有向花紋兩種。有向花紋使用時(shí)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(qū)使用。由于花紋塊的接觸壓力大,滾動(dòng)阻力大,故不適合在良好硬路面上長時(shí)間行駛。否則,將加重輪胎磨損,增加燃油消耗,汽車行駛振動(dòng)也比較厲害。 8 @' c3 x4 s3 h% W- E
(3)混合花紋 2 N: @& ^# W; b8 r# u2 s+ h( 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(diǎn)是胎面中部具有方向各異或以縱向?yàn)橹鞯恼y溝槽,而在兩側(cè)則以方向各異或以橫向?yàn)橹鞯膶捇y溝槽。這樣的花紋搭配使混合花紋的綜合性能好,適應(yīng)能力強(qiáng)。它既適應(yīng)于良好的硬路面,也適應(yīng)于碎石路面、雪泥路面和松軟路面,附著性能優(yōu)于普通花紋,但耐磨性能稍遜。 目前,一些貨車和四輪驅(qū)動(dòng)的乘用車多使用這種型式的花紋輪胎。 : c3 ?# v. d/ k5 M+ `; C s8 @) A8 b
2.花紋深度的影響
7 L% }& r* S1 v+ c" @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(dòng)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(yán)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(chǎn)生有害的“滑水現(xiàn)象”,而且使光胎面輪胎易打滑的弊端凸現(xiàn)出來,從而使前面提及的汽車性能變壞。 3 ?5 [2 f% I& ?9 P; @% ]8 H
因此,花紋過深過淺都不好。面客觀規(guī)律是使用中花紋將越變?cè)叫 榱舜_?;y作用的有效性,世界各國都對(duì)輪胎花紋磨損極限制定了明確的法規(guī)(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(bào)標(biāo)記“”或(和)“TWI”英文標(biāo)記。當(dāng)花紋塊凸面磨損距離到花紋溝槽底部約1.6mm(1/16英寸)時(shí),標(biāo)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(shí)候了。
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表1胎面花紋深度磨損極限(mm)
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! U; H2 P ~# V- \5 G國家 轎車 貨車、客車
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1 ~6 ~$ e- L1 v4 q4 `) ^: I& E美國 ≥1.6 ≥2.0
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西歐 ≥1.0 ≥2.0
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日本 ≥1.6 ≥3.2
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中國 ≥1.6 ≥2.0
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三、輪胎花紋使用注意事項(xiàng)
8 B, u6 O# M4 d2 s6 g' w: l+ b) X1.應(yīng)根據(jù)車輛用途經(jīng)常使用的路況和車速來選擇比較合適的花紋輪胎。對(duì)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(duì)于經(jīng)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(wěn)定懷強(qiáng)的縱向花紋和縱橫兼有花紋輪胎。 9 B/ r# y }1 @% h
2.隨著車速的提高,胎面與路面間積水來不及排除便會(huì)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(xiàn)象被稱之為輪胎“滑水現(xiàn)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(jīng)常在高速公路上行駛的轎車,在有條件的情況下,應(yīng)盡量選擇抗滑水輪胎。這種花紋的主要特點(diǎn)是,在胎面中部設(shè)計(jì)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(cè)的側(cè)溝,故排水距離短,排水效率高,從而最大限度地養(yǎng)活了輪胎在濕路面高速行駛可能產(chǎn)生的“滑水現(xiàn)象”,提高了行車的安全性
4 s. h ^9 W! h/ M) }. p# l值得注意的是這種花紋具有方向性,安裝時(shí)切忌大意. 4 j) _9 m1 E" L
3.有向花紋輪胎的旋轉(zhuǎn)方向通常用模壓在胎側(cè)的"箭頭",標(biāo)記表示.如果按照箭頭方向旋轉(zhuǎn),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(zhuǎn). $ Q% t( _4 `& m
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。 8 j/ Z, u3 Z' D$ ~% ?
越野有向花紋輪胎,若安裝在驅(qū)動(dòng)橋上,則應(yīng)順方向旋轉(zhuǎn),“人字形”花紋尖端像鏈子嵌入雪泥地,抓著能力強(qiáng),而且嵌入花紋溝槽中的雪泥可從兩側(cè)被擠壓出來,花紋具有自潔性;若安裝在從動(dòng)橋上的越野有向花紋輪胎,由于不輸出牽引力,為減少滾動(dòng)阻力和磨損起見,故應(yīng)反方向旋轉(zhuǎn)。
7 ]0 l, s' p' K1 R: }- R ~8 g: [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(huán)。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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