[汽車(chē)之家 技術(shù)]  輪胎，作為汽車(chē)上最重要也是最常規(guī)的部件之一，我想大家應(yīng)該都不陌生，而在汽車(chē)愛(ài)好者中，自己愛(ài)車(chē)上所裝備的輪胎品牌、型號(hào)等也是不少人茶余飯后的討論熱點(diǎn)。大家關(guān)心的無(wú)外乎就是抓地力、靜音性以及排水性、耐用性等等。今天就和米其林工程師一起聊聊輪胎花紋設(shè)計(jì)的那些事兒，并主要抓地力、靜音性以及排水性三者，在輪胎花紋設(shè)計(jì)中是如何尋求平衡的。

　　輪胎最重要的三大組成部分分別為：胎面、胎體和橡膠配方，其中自從子午線輪胎發(fā)明之后（什么是子午線輪胎，點(diǎn)擊看這里）胎體結(jié)構(gòu)和發(fā)展方向基本就確定了，目前乘用車(chē)所用的絕大部分輪胎基本結(jié)構(gòu)大致相同，細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)會(huì)有所差異，不過(guò)這與橡膠配方一樣，都屬于各個(gè)輪胎廠商的內(nèi)部機(jī)密。而只有胎面花紋設(shè)計(jì)屬于“公開(kāi)信息”，因此本文中所提到的內(nèi)容都只是針對(duì)輪胎花紋設(shè)計(jì)所展開(kāi)的，至于橡膠配方和胎體結(jié)構(gòu)不在本文介紹范圍之內(nèi)。

■ 胎面花紋有什么作用

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，胎面花紋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。不過(guò)這三者之間本身就是互相牽制甚至是沖突的，不可能達(dá)成所謂的“絕佳配比”。因此，輪胎廠商在胎面花紋設(shè)計(jì)時(shí)，就需要根據(jù)各款輪胎各自不同的產(chǎn)品定位，研發(fā)不同的花紋設(shè)計(jì)。下面我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)，上述提到的三點(diǎn)，在輪胎上是如何體現(xiàn)的。至于橡膠配方和胎體結(jié)構(gòu)本文暫不討論。

1、提升抓地力

　　輪胎抓地力主要是通過(guò)胎面與地面的接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，米其林輪胎亞太區(qū)產(chǎn)品經(jīng)理說(shuō)，理論上光頭胎的抓地力是最高的，但這概念僅限于干地，因?yàn)槿绻�在濕滑路面，由于光頭胎不具備排水性，會(huì)使車(chē)輛難以駕馭，影響安全性。因此，我們?cè)谫愜?chē)比賽時(shí)，經(jīng)常會(huì)看到一下雨，賽車(chē)就會(huì)紛紛駛?cè)刖S修區(qū)更換雨胎。不過(guò)這對(duì)于我們?nèi)粘Ｓ密?chē)來(lái)說(shuō)是完全不現(xiàn)實(shí)的，因此在胎面花紋設(shè)計(jì)時(shí)就不得不尋求平衡點(diǎn)。

　　大面積的橡膠塊設(shè)計(jì)，對(duì)于提升抓地力比較有幫助，這點(diǎn)大家從不同輪胎的胎面設(shè)計(jì)上就能明顯看出區(qū)別。一般來(lái)說(shuō)，偏重運(yùn)動(dòng)性的輪胎會(huì)比較多的采用大面積的橡膠塊，從而提高車(chē)輛的抓地力，而以舒適性為趨向的輪胎，花紋會(huì)比較碎，橡膠塊也會(huì)比較小。

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　　大面積橡膠塊在提升抓地力的同時(shí)，也會(huì)“提升”輪胎的行駛噪音。解決方案是在大面積橡膠塊中進(jìn)行“開(kāi)溝槽”降低噪音，同時(shí)為了不影響抓地力和胎面剛性，在溝槽中間會(huì)增加“自鎖片”的設(shè)計(jì)。在車(chē)輛直線行駛時(shí)不影響噪音表現(xiàn)，而在車(chē)輛轉(zhuǎn)彎或剎車(chē)時(shí)，溝槽內(nèi)的自鎖片能在橡膠塊之間提供支撐，讓原本獨(dú)立的橡膠塊在一定程度上形成一個(gè)相對(duì)統(tǒng)一的整體，從而提高抓地力和剛性。

2、降低噪音

　　輪胎所產(chǎn)生的噪音有兩種，第一種當(dāng)胎面與地面接觸，輪胎溝槽會(huì)改變空氣流向所產(chǎn)生的噪音以及橡膠塊與地面敲擊所產(chǎn)生的噪音，都統(tǒng)稱(chēng)為花紋噪音。第二種則是由胎體結(jié)構(gòu)以及橡膠配方所導(dǎo)致的噪音，稱(chēng)之為結(jié)構(gòu)噪音。米其林工程師將其比喻為我們小時(shí)候拍的皮球，不同材質(zhì)的皮球敲擊地面都會(huì)產(chǎn)生“砰砰砰”的聲音，但聲音卻不一樣，這是一個(gè)道理。至于結(jié)構(gòu)和橡膠配方如何減低噪音，這不是本文涉及的內(nèi)容，同時(shí)對(duì)廠商來(lái)說(shuō)也是機(jī)密，我們先來(lái)聊聊花紋造型是如何解決的。

　　就像前面提到的，橡膠塊的面積越大，噪音越大，抓地力越好；橡膠塊越小噪音越低，但抓地力越差，這中間又需要尋求平衡點(diǎn)。用米其林輪胎工程師的原話就是，胎面花紋設(shè)計(jì)就是一個(gè)在抓地力、靜音和排水性之間既要找平衡的、又要尋求突破的過(guò)程。

　　從胎面花紋設(shè)計(jì)而言，利用大小各異的橡膠塊來(lái)平衡甚至是抵消各自產(chǎn)生的噪音，從而達(dá)到靜音的目的。工程師的解釋是，由于不同大小的橡膠塊敲擊地面時(shí)所產(chǎn)生的波長(zhǎng)和頻率都是不一樣的，它們通過(guò)設(shè)計(jì)和計(jì)算出可以相互抵消、平息噪音的波段和頻率，進(jìn)而讓車(chē)內(nèi)的駕乘者聽(tīng)著更安靜。同時(shí)，這樣做的好處還在于能盡可能的保證橡膠塊尺寸同時(shí)減少溝槽的數(shù)量，以減輕對(duì)輪胎抓地力和剛性的影響。當(dāng)然，米其林工程師也反復(fù)強(qiáng)調(diào)，上述說(shuō)的抓地和靜音的設(shè)計(jì)工作僅僅是針對(duì)胎面花紋設(shè)計(jì)所說(shuō)的，因?yàn)檫@是一個(gè)整體工程，輪胎橡膠的配方，在靜音和抓地力方面的貢獻(xiàn)更為重要。

3、排水性

　　輪胎的排水性與抓地力也是一個(gè)相互牽制甚至是矛盾的問(wèn)題，要獲得更好的排水性，胎面就需要設(shè)計(jì)較多的溝槽，但溝槽一多勢(shì)必會(huì)減少輪胎的有效接地面積，同時(shí)對(duì)胎面的剛性也是一種影響。

　　最新的解決方案是采用胎肩圓弧設(shè)計(jì)，它有別于傳統(tǒng)輪胎類(lèi)似于直角的胎肩設(shè)計(jì)，圓弧胎肩能讓輪胎下的積水更快的被甩出，進(jìn)而提升輪胎在濕滑路面上的抓地力。當(dāng)然，這樣的設(shè)計(jì)，從物理角度來(lái)說(shuō)，也一定會(huì)減少胎面的接地面積，但由此損失的抓地力，它們會(huì)通過(guò)改進(jìn)橡膠配方來(lái)彌補(bǔ)。

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　　對(duì)于運(yùn)動(dòng)性輪胎來(lái)說(shuō)，除了采用新設(shè)計(jì)外，在不增加排水溝槽數(shù)量的情況下，其溝槽會(huì)比舒適取向的輪胎更寬、更深，這也是提高整體排水性能的重要手段。

■ 常見(jiàn)輪胎問(wèn)題對(duì)話工程師

1、新輪胎的開(kāi)發(fā)周期是多久，為什么在部分新車(chē)型上會(huì)看到舊款花紋的輪胎？

　　一般一款新輪胎的實(shí)質(zhì)性開(kāi)發(fā)周期大概是2-2.5年，部分高性能輪胎的開(kāi)發(fā)周期可能會(huì)更長(zhǎng)一些。不過(guò)輪胎廠商會(huì)在正式開(kāi)發(fā)一款產(chǎn)品前的5-6年就對(duì)未來(lái)的橡膠技術(shù)和市場(chǎng)需求做深入的調(diào)研，并將其融入到新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)當(dāng)中。

　　從輪胎廠商來(lái)說(shuō)，一般一款花紋的輪胎生命周期應(yīng)該是5-6年左右，之后會(huì)被新產(chǎn)品所取代，這即是產(chǎn)品的升級(jí)也是市場(chǎng)運(yùn)作的方法。至于為什么我們會(huì)在不少新車(chē)型上看到部分推出時(shí)間較長(zhǎng)的舊款花紋輪胎，主要是由于一般作為配套輪胎，在新車(chē)推出前的2年就需要提供給整車(chē)廠商與新車(chē)一起做測(cè)試，并且經(jīng)過(guò)廠商認(rèn)證過(guò)的配套輪胎包括型號(hào)、規(guī)格以及生產(chǎn)工廠等都是不能隨意改變的。而且整車(chē)廠商往往喜歡選擇推出有一段時(shí)間且市場(chǎng)知名度較高的產(chǎn)品，加之車(chē)輛的換代周期要比輪胎長(zhǎng)很多，因此在新車(chē)型上見(jiàn)到舊款花紋的輪胎這很正常。配套輪胎的生命周期的確會(huì)比較長(zhǎng)，7-8年甚至是10年的都有。

2、只換兩個(gè)輪胎，新胎放前還是放后？

　　關(guān)于新胎放前還是放后的問(wèn)題，各方面的聲音都不太一樣。米其林工程師給出的說(shuō)法是：建議大家把新胎用在后輪上。原因是新胎的抓地力肯定要比舊胎好，在濕滑路面或極端情況下，新胎如果放在前輪，此時(shí)老舊的后輪萬(wàn)一失去抓地力，車(chē)輛會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向過(guò)度，而反之如果把新胎放在后輪，一旦前輪失去抓地力則會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足。而對(duì)于大部分普通駕駛員，特別是新手來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)向不足更容易控制些。

　　米其林工程師認(rèn)為對(duì)于絕大部分普通駕駛者而言，相比于轉(zhuǎn)向過(guò)度，轉(zhuǎn)向不足更容易被感知和控制，對(duì)行車(chē)安全也更有利。因此給出的建議是，新胎放后輪。當(dāng)然，這只是米其林的看法，業(yè)界包括輪胎廠商、汽車(chē)教練以及整車(chē)廠商對(duì)此的建議都不盡相同，大家如果對(duì)這一問(wèn)題有自己的見(jiàn)解，也可在文章評(píng)論中踴躍討論。

3、輪胎的使用周期是多久，有沒(méi)有年份限制？

　　輪胎作為橡膠制品，一定會(huì)存在老化的情況，不過(guò)根據(jù)使用和保存的方法不同會(huì)有比較大的差異。首先是看胎面的磨損情況，在輪胎的溝槽中都有一條橫線的凸起，這就是輪胎的磨損警示線，磨到該警示線時(shí)，胎面厚度僅有1.6mm左右，此時(shí)就應(yīng)該及時(shí)更換輪胎了。

　　除了觀察磨損情況外，輪胎也有時(shí)間上的保質(zhì)期。米其林官方給出的建議是在輪胎生產(chǎn)日期起10年內(nèi)需要更換新輪胎，而對(duì)于超過(guò)5年以上的輪胎，建議車(chē)主至少每年檢查一次。

編輯點(diǎn)評(píng)：

　　輪胎胎面花紋的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)可以簡(jiǎn)單歸納為“抓地、靜音、排水”這六個(gè)字，但如何在三者間尋求平衡，以開(kāi)發(fā)出適合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品卻是一個(gè)永恒的課題。而且要做到上述三點(diǎn)，單憑胎面花紋設(shè)計(jì)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還會(huì)涉及胎體結(jié)構(gòu)、橡膠配方等一系列相關(guān)問(wèn)題。寫(xiě)這篇文章的目的，并不是想向大家介紹某款輪胎，或是如何選購(gòu)輪胎，畢竟每個(gè)人的用車(chē)需求存在差異，對(duì)輪胎的要求更是如此，而是想讓大家能對(duì)輪胎，特別是胎面花紋的設(shè)計(jì)能有一個(gè)基礎(chǔ)性的了解。當(dāng)然，如果各位對(duì)輪胎方面還有什么疑問(wèn)，或想了解的，也可以點(diǎn)擊我的編輯博客留言，我也很愿意盡我所能的為各位做解答。（文/汽車(chē)之家 盛元珺 攝/黃正橋）