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汽车轮胎的基础值储备之轮胎花纹的重要性

2018-01-17 08:50    艾森ECU升级(北京运营中心)

轮胎最重要的三大组成部分分别为:胎面、胎体和橡胶配方,细节设计会有所差异,不过这与橡胶配方一样,都属于各个轮胎厂商的内部机密。而只有胎面花纹设计属于“公开信息”,胎面花纹最重要的三大作用是:1、提升抓地力;2、降低噪音;3、增加排水性。不过这三者之间本身就是互相牵制甚至是冲突的,不可能达成所谓的“绝佳配比”。因此,轮胎厂商在胎面花纹设计时,就需要根据各款轮胎各自不同的产品定位,研发不同的花纹设计。

 

 

1、提升抓地力

    轮胎抓地力主要是通过胎面与地面的接触来实现的,理论上光头胎的抓地力是最高的,但这概念仅限于干地,因为如果在湿滑路面,由于光头胎不具备排水性,会使车辆难以驾驭,影响安全性。因此,我们在赛车比赛时,经常会看到一下雨,赛车就会纷纷驶入维修区更换雨胎。不过这对于我们日常用车来说是完全不现实的,因此在胎面花纹设计时就不得不寻求平衡点。

    大面积的橡胶块设计,对于提升抓地力比较有帮助,这点大家从不同轮胎的胎面设计上就能明显看出区别。一般来说,偏重运动性的轮胎会比较多的采用大面积的橡胶块,从而提高车辆的抓地力,而以舒适性为趋向的轮胎,花纹会比较碎,橡胶块也会比较小。

 

2、降低噪音

    轮胎所产生的噪音有两种,第一种当胎面与地面接触,轮胎沟槽会改变空气流向所产生的噪音以及橡胶块与地面敲击所产生的噪音,都统称为花纹噪音。第二种则是由胎体结构以及橡胶配方所导致的噪音,称之为结构噪音。我们小时候拍的皮球,不同材质的皮球敲击地面都会产生“砰砰砰”的声音,但声音却不一样,这是一个道理。至于结构和橡胶配方如何减低噪音,对厂商来说是机密,我们先来聊聊花纹造型是如何解决的。

 


 

 

    就像前面提到的,橡胶块的面积越大,噪音越大,抓地力越好;橡胶块越小噪音越低,但抓地力越差,这中间又需要寻求平衡点。胎面花纹设计就是一个在抓地力、静音和排水性之间既要找平衡的、又要寻求突破的过程。

 

    从胎面花纹设计而言,利用大小各异的橡胶块来平衡甚至是抵消各自产生的噪音,从而达到静音的目的。由于不同大小的橡胶块敲击地面时所产生的波长和频率都是不一样的,它们通过设计和计算出可以相互抵消、平息噪音的波段和频率,进而让车内的驾乘者听着更安静。同时,这样做的好处还在于能尽可能的保证橡胶块尺寸同时减少沟槽的数量,以减轻对轮胎抓地力和刚性的影响。当然,上述说的抓地和静音的设计工作仅仅是针对胎面花纹设计所说的,因为这是一个整体工程,轮胎橡胶的配方,在静音和抓地力方面的贡献更为重要。

3、排水性

    轮胎的排水性与抓地力也是一个相互牵制甚至是矛盾的问题,要获得更好的排水性,胎面就需要设计较多的沟槽,但沟槽一多势必会减少轮胎的有效接地面积,同时对胎面的刚性也是一种影响。

    最新的解决方案是采用胎肩圆弧设计,它有别于传统轮胎类似于直角的胎肩设计,圆弧胎肩能让轮胎下的积水更快的被甩出,进而提升轮胎在湿滑路面上的抓地力。当然,这样的设计,从物理角度来说,也一定会减少胎面的接地面积,但由此损失的抓地力,它们会通过改进橡胶配方来弥补。

    对于运动性轮胎来说,除了采用新设计外,在不增加排水沟槽数量的情况下,其沟槽会比舒适取向的轮胎更宽、更深,这也是提高整体排水性能的重要手段。

 

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