轮胎花纹的奥秘

山东省莱芜市苗山镇苗山中学　刘其波

　　“汽车轮胎上为什么要设计上各种各样的花纹？”一提到这个问题，很多同学都会不假思索的回答：“为了增大摩擦！”难道仅仅是这个原因吗？其实，轮胎里面还有很多学问呢！让我们一同来了解一下吧！

　　是谁发明了轮胎花纹呢？这个问题已经没有准确答案了，我们只知道它大致出现于1892年前后。最原始的胎面花纹其实很简单，仅是一些直线的楞花。但在路面情况、车速、载重等各方面条件的不断变化下，轮胎的花纹经过一百多年的发展，也在不断地改进中变得越来越复杂多样起来。

　　轮胎上为什么要刻上花纹？简单的说就是为了使车轮增加与地面的附着力，从而更好地前进。所谓“增加与地面的附着力”，和我们一般意义上认为的“增大与地面的摩擦”是不一样的。从科学的角度说，在城市的沥青路面上，花纹一般对摩擦力没有影响，所说的附着力指的是在特殊情况下胎面花纹产生的效果。比如，刚下过雨，路面上有一层水；刚下过霜，路面上有一层尘士或细沙，这时路面的性质条件改变了，增加了一层“润滑剂”──水、冰、或砂砾。在这种情况下，刹车时，胎面花纹在地面上一蹭，就把水，砂等刮到花纹的槽里，甩到一边，保持了路面与车轮间的良好接触，使车轮与地面的摩擦不受影响，或者说，在这种条件下增大了车胎与地面的摩擦力。

　　各种不同的车辆，车胎上的花纹也不一样的，这里也是很有讲究的。譬如：公共汽车轮胎上的花纹是锯齿纹，这样就可以减少车辆的噪音，经得起摩擦；拖拉机轮胎上的花纹是斜牙纹，就是使轮胎不容易沾上泥土和泥浆，能够很好地在田野上行驶。

　　现在轮胎花纹的形式很多，人们习惯将它们分为通用、越野性和联合式花纹3大类。而它们的几何形状大体有纵向直线、横向直线、斜线、块形和混合式等5种。

　　通用花纹也叫公路花纹，是使用最早而又最普遍的一种。通用花纹适合于在硬路面上使用。它分为横向花纹、纵向花纹和纵横混合花纹。

　　横向花纹：这种花纹的特点是胎面横向连续，纵向断开，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。这种形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。

　　纵向花纹：这种花纹共同特点是胎面纵向连续，横向断开，因而胎面纵向刚度大，而横向刚度小，轮胎抗滑能力呈现出横强而纵弱的特征。这种花纹轮胎的滚动阻力较小，散热性能好，但花纹沟槽易被嵌入碎石子儿。综合来看，这种形式花纹适合在比较清洁、良好的硬路面（如城市道路和高速公路）上行驶。例如，轿车、微型货车等多选择这种胎纹。

　　纵横混合花纹：这种花纹介于纵向花纹和横向花纹之间。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设计有横向花纹。这样一来，胎面的纵横方向抗滑能力比较好。因此，这种形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，也适宜安装于轿车和货车。

　　越野花纹是专供车辆在荒野及松软土地上行驶的一种花纹，其共同特点是花纹沟槽宽而深，花纹块接地面积比较小。在松软路面上行驶时，一部分土壤将被嵌入花纹沟槽之中，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。由于越野花纹块大，且带有宽而深的啃泥花纹沟，行驶时不易夹石、藏土和打滑，所以它们特别适合用于对牵引力和对地面抓着力要求高的拖拉机、牵引车。

　　但是由于越野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。

　　联合式花纹是普通花纹和越野花纹之间的一种过渡性花纹。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形式的花纹轮胎。

　　知道了轮胎花纹的奥秘，我们在很多方面就可以利用这些知识。例如我们可以通过车胎表面的花纹或胶块的形状就可以轻而易举地看出车胎偏向于哪一种作用：如果胎面花纹的胶块都是大块的，那么这种车胎应该偏重于抓地力；如果胶块是多且较小并有较多的沟槽，就应该是偏重于排水；如果在中线两侧胶块花纹适当错位，便有助于降低噪声。

　　以上的内容只是简要的概述，如果你想掌握更多的关于胎面花纹的知识就请同学们认真的观察、思考和学习吧！