[汽車之家 技術(shù)]  輪胎，作為汽車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，而在汽車愛好者中，自己愛車上所裝備的輪胎品牌、型號等也是不少人茶余飯后的討論熱點(diǎn)。大家關(guān)心的無外乎就是抓地力、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)計會有所差異，不過這與橡膠配方一樣，都屬于各個輪胎廠商的內(nèi)部機(jī)密。而只有胎面花紋設(shè)計屬于“公開信息”，因此本文中所提到的內(nèi)容都只是針對輪胎花紋設(shè)計所展開的，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

　　簡單來說，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)計時，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。下面我們就來說說，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胎面與地面的接觸來實(shí)現(xiàn)的，米其林輪胎亞太區(qū)產(chǎn)品經(jīng)理說，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，會使車輛難以駕馭，影響安全性。因此，我們在賽車比賽時，經(jīng)常會看到一下雨，賽車就會紛紛駛?cè)刖S修區(qū)更換雨胎。不過這對于我們?nèi)粘Ｓ密噥碚f是完全不現(xiàn)實(shí)的，因此在胎面花紋設(shè)計時就不得不尋求平衡點(diǎn)。

　　大面積的橡膠塊設(shè)計，對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)計上就能明顯看出區(qū)別。一般來說，偏重運(yùn)動性的輪胎會比較多的采用大面積的橡膠塊，從而提高車輛的抓地力，而以舒適性為趨向的輪胎，花紋會比較碎，橡膠塊也會比較小。

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　　大面積橡膠塊在提升抓地力的同時，也會“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“開溝槽”降低噪音，同時為了不影響抓地力和胎面剛性，在溝槽中間會增加“自鎖片”的設(shè)計。在車輛直線行駛時不影響噪音表現(xiàn)，而在車輛轉(zhuǎn)彎或剎車時，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相對統(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，稱之為結(jié)構(gòu)噪音。米其林工程師將其比喻為我們小時候拍的皮球，不同材質(zhì)的皮球敲擊地面都會產(chǎn)生“砰砰砰”的聲音，但聲音卻不一樣，這是一個道理。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，同時對廠商來說也是機(jī)密，我們先來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)計就是一個在抓地力、靜音和排水性之間既要找平衡的、又要尋求突破的過程。

　　從胎面花紋設(shè)計而言，利用大小各異的橡膠塊來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所產(chǎn)生的波長和頻率都是不一樣的，它們通過設(shè)計和計算出可以相互抵消、平息噪音的波段和頻率，進(jìn)而讓車內(nèi)的駕乘者聽著更安靜。同時，這樣做的好處還在于能盡可能的保證橡膠塊尺寸同時減少溝槽的數(shù)量，以減輕對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)，上述說的抓地和靜音的設(shè)計工作僅僅是針對胎面花紋設(shè)計所說的，因?yàn)檫@是一個整體工程，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相互牽制甚至是矛盾的問題，要獲得更好的排水性，胎面就需要設(shè)計較多的溝槽，但溝槽一多勢必會減少輪胎的有效接地面積，同時對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，它有別于傳統(tǒng)輪胎類似于直角的胎肩設(shè)計，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，從物理角度來說，也一定會減少胎面的接地面積，但由此損失的抓地力，它們會通過改進(jìn)橡膠配方來彌補(bǔ)。

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『米其林輪胎胎面圓弧設(shè)計3D動畫展示』

　　對于運(yùn)動性輪胎來說，除了采用新設(shè)計外，在不增加排水溝槽數(shù)量的情況下，其溝槽會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。

■ 常見輪胎問題對話工程師

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

　　一般一款新輪胎的實(shí)質(zhì)性開發(fā)周期大概是2-2.5年，部分高性能輪胎的開發(fā)周期可能會更長一些。不過輪胎廠商會在正式開發(fā)一款產(chǎn)品前的5-6年就對未來的橡膠技術(shù)和市場需求做深入的調(diào)研，并將其融入到新產(chǎn)品的開發(fā)當(dāng)中。

　　從輪胎廠商來說，一般一款花紋的輪胎生命周期應(yīng)該是5-6年左右，之后會被新產(chǎn)品所取代，這即是產(chǎn)品的升級也是市場運(yùn)作的方法。至于為什么我們會在不少新車型上看到部分推出時間較長的舊款花紋輪胎，主要是由于一般作為配套輪胎，在新車推出前的2年就需要提供給整車廠商與新車一起做測試，并且經(jīng)過廠商認(rèn)證過的配套輪胎包括型號、規(guī)格以及生產(chǎn)工廠等都是不能隨意改變的。而且整車廠商往往喜歡選擇推出有一段時間且市場知名度較高的產(chǎn)品，加之車輛的換代周期要比輪胎長很多，因此在新車型上見到舊款花紋的輪胎這很正常。配套輪胎的生命周期的確會比較長，7-8年甚至是10年的都有。

2、只換兩個輪胎，新胎放前還是放后？

　　關(guān)于新胎放前還是放后的問題，各方面的聲音都不太一樣。米其林工程師給出的說法是：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，此時老舊的后輪萬一失去抓地力，車輛會出現(xiàn)轉(zhuǎn)向過度，而反之如果把新胎放在后輪，一旦前輪失去抓地力則會出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足。而對于大部分普通駕駛員，特別是新手來說，轉(zhuǎn)向不足更容易控制些。

　　米其林工程師認(rèn)為對于絕大部分普通駕駛者而言，相比于轉(zhuǎn)向過度，轉(zhuǎn)向不足更容易被感知和控制，對行車安全也更有利。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、汽車教練以及整車廠商對此的建議都不盡相同，大家如果對這一問題有自己的見解，也可在文章評論中踴躍討論。

3、輪胎的使用周期是多久，有沒有年份限制？

　　輪胎作為橡膠制品，一定會存在老化的情況，不過根據(jù)使用和保存的方法不同會有比較大的差異。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，胎面厚度僅有1.6mm左右，此時就應(yīng)該及時更換輪胎了。

　　除了觀察磨損情況外，輪胎也有時間上的保質(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，而對于超過5年以上的輪胎，建議車主至少每年檢查一次。

編輯點(diǎn)評：

　　輪胎胎面花紋的開發(fā)重點(diǎn)可以簡單歸納為“抓地、靜音、排水”這六個字，但如何在三者間尋求平衡，以開發(fā)出適合市場需求的產(chǎn)品卻是一個永恒的課題。而且要做到上述三點(diǎn)，單憑胎面花紋設(shè)計還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還會涉及胎體結(jié)構(gòu)、橡膠配方等一系列相關(guān)問題。寫這篇文章的目的，并不是想向大家介紹某款輪胎，或是如何選購輪胎，畢竟每個人的用車需求存在差異，對輪胎的要求更是如此，而是想讓大家能對輪胎，特別是胎面花紋的設(shè)計能有一個基礎(chǔ)性的了解。當(dāng)然，如果各位對輪胎方面還有什么疑問，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/汽車之家 盛元珺 攝/黃正橋）