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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。
0 ?( d+ |+ e; h- X% b4 t1 I8 ~- l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。 8 U# K6 u& ]8 Q7 t S2 ~+ O
一、轮胎花纹的作用 . g7 M* K) ] P. V$ \
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。
+ m0 B: X1 z4 o v6 X9 h/ L; d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。
" G5 A# n }, j! u1.花纹型式的影响
4 l( s6 f0 d/ x7 S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。
- X/ j `5 I3 h; }1 U7 S M2 |/ z) i(1)普通花纹
8 M1 A, ^ t- v/ c9 D# d4 U% j- v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。 * K1 Y# y. j6 Q* z& I3 ~* A, X
a)纵向花纹
# w. f) B7 C; z" U$ E2 m1 T8 f8 J% W- i纵向花纹的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。
0 I, [' z7 H- l0 `- o, ~b)横向花纹横向花纹共同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。 ) h5 `1 _. d. I( B! T3 \( e0 Y
c)纵横兼有花纹
* P% [; a$ |4 {$ y0 |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。
6 P/ d5 c) E. q) g- j. g(2)越野花纹
* m0 y# q) v! @% c, D* H, J& C4 v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。
" b3 G; V- J' y越野花纹分为无向和有向花纹两种。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。
# _ Y+ c' ~( c/ r3 ]+ V: \(3)混合花纹 # ^2 j6 c B- G5 m+ X; g' ?
混合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型式的花纹轮胎。 7 Q8 e* J2 b c4 ^7 R$ N( `( V5 z
2.花纹深度的影响 9 w# ~' c$ x* Z, X
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。
9 \& s% w; _8 c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。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。
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' G+ `3 V/ P- \2 q! f: n表1胎面花纹深度磨损极限(mm) ( }+ |% P% w: z1 l5 t9 A
8 O3 W5 d' }& o$ e! Z0 Z% H国家 轿车 货车、客车 3 L) v& Q% v ~/ `5 r! O( A
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美国 ≥1.6 ≥2.03 f8 M) c2 X6 S" e# M8 M
9 q" @) O, f$ j+ Z# w9 Y
西欧 ≥1.0 ≥2.02 ~" I4 f5 H( C2 _
8 x5 \ v2 k2 Y9 d7 W+ j日本 ≥1.6 ≥3.2
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1 g7 R3 R% n9 M& w1 {中国 ≥1.6 ≥2.0- ^/ u& t$ a) w2 ]% @1 S
& j. I9 V% m3 l8 `+ M三、轮胎花纹使用注意事项 4 D& e: t0 r6 k. U3 G5 [
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。 ' n' c$ q9 S" S/ R3 {
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。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
2 I' n- i% W# i1 `# \8 m值得注意的是这种花纹具有方向性,安装时切忌大意. 5 k: B8 r' ~+ N: G; @1 I3 |( C' ~3 `9 ^
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.
4 p$ [/ M1 j& p1 u# o7 o2 v2 B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。
8 q. p9 q8 }( Y1 N$ ?& \( y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。 3 c `8 R3 a3 d) B9 B n
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。 |
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