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[结构] 轮胎花纹概述

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发表于 2010-6-4 13:11:08 | 显示全部楼层 |阅读模式

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轮胎花纹的种类大致分为五类# e) g9 Y& W" e# }) ^
1.纵向花纹
# G  S4 Q+ x1 _8 i5 [! [l优点:这种花纹操纵稳定性优良,转动抵抗小,不容易横向滑移。一般适用于路况较好的路面,如高速公路或城市路面等。行驶中滚动阻力小,因此与地面摩擦力小,具有较好的行驶导向性,很适宜于高速行驶。而且纵向轮胎排水性能优异,在湿滑路面不易打滑,行驶中的噪音也较小。; @5 c+ d5 I! j' S
缺点:纵向花纹轮胎的制动性能显得相对较弱,而且驱动力不如其他花纹的轮胎,不适合于沙子路等状况较差的道路。
* N7 c9 \$ M; g( w- N2.横向花纹* {( @7 o3 m& o7 K; B. k; }; T: B
 优点:因为花纹采用了横向设计,因此轮胎与地面接触面积增大,无论是制动力、驱动力都表现较出色,较大地弥补了纵向花纹轮胎的不足,适用于荒郊野外、建筑工地等恶劣路况。
4 I; @( w  c- u, L7 d- r  缺点:排水性差,轮胎散热效果不好。而且横向花纹轮胎在增大地面接触面积的同时,也增大了噪音。在车辆操控灵活性方面显然比不上纵向花纹轮胎。
8 Q  Z* p/ L; P4 g8 J$ k- ?3.纵横向花纹! x% B6 e  c* I7 L9 b
  优点:吸收了纵向花纹排水性能好、噪声小的优点,同时兼顾了横向花纹动力性能方面的强项,比纯粹的纵向花纹具有更好的驱动力、制动力表现。因此这种类型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,路况差的道路也可以对付,也适用于轿车和货车,因此纵横兼有的花纹类型已成了轮胎花纹的主流。
8 d9 I  B, m# t! c缺点:会产生异常的磨损" l6 O( ^9 _9 Y( Q0 ~( U
4.泥雪地花纹
5 e' b$ @# m5 S% l. w6 g/ n  优点:其轮胎花纹呈块状排列,当车辆行驶在雪地或泥泞地面时,花纹深嵌入雪地或泥泞中,车辆借此产生驱动力。因此块状花纹是四种花纹类型中驱动力、制动性能最好的。但是在使用这种轮胎时,一定要将胎面上的防滑钉去掉,否则,会破坏路面。* }+ L2 b; g4 c2 ^/ H3 v
缺点:块状花纹轮胎造价成本相对较高,不是特殊路况一般不采用这种花纹。季节性太重,雪地用胎,只能冬季使用,保存起来占地又麻烦。
; K+ r* T& f$ E- @ 5.越野花纹3 p; `6 u% |( `2 K! S& v
优点:越野花纹是专门为适应干、湿、崎岖山路和泥泞、沙路而设计的花纹。这种花纹轮胎就像五项全能运动员一样,一身兼具数种特长,能适用各种恶劣环境和气候,因此,它是年轻人或吉普等越野车使用的最佳轮胎。越野花纹分为无向和有向花纹两种,其中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。
4 L/ L3 D& T. q: e  缺点:由于花纹的接触压力大,滚动阻力大,所以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,汽车行驶震动也比较厉害。
. {, p2 B: b& O8 r* G$ \% J
( i/ D% {" H4 p9 J9 B7 ~: E' U: B$ T& l2 Q% [
花纹不仅是轮胎外观漂亮与否的决定因素,而且更关系到是否能够充分发挥轮胎的牵引、制动、转弯、排水及噪音等性能。它主要由花纹沟、花纹块及节距等构成。 随着轮胎发展的百余年的历史,现已存在难以计数的花纹形状,但是大体上可以分成如下几大类。
. `( M. K% N+ Z, D8 D1 I) m. p条形花纹 : 花纹沟方向与圆周方向一致6 Q% k& P$ @- f3 _
优点 : 低滚动阻力,不易侧滑,可以提供良好的操纵稳定性能,由于行驶过程中产生的热量低,可以显示良好的高速性能,低噪音,提供良好的驾乘舒适感。 ; F" @6 d/ M* @' s7 ~
缺点 : 较差的制动性能和湿地稳定性能,而且在负荷下容易出现开裂现象。; p& v2 m, N; t5 w; i; h% ?( U; K9 y
用途 : 良好路面,货车及巴士前轮。 ! b  P( D7 ?" ?) e  K
羊角花纹 : 花纹沟方向与圆周方向垂直
; t" a' E* e0 c优点 : 良好的制动及操纵性能,良好的牵引性能。
# ]5 w5 }$ Q) i8 `9 S8 w% N0 g% N缺点 : 高速行驶时的噪音较大,由于滚动阻力大的原因, 不适合于进行高速行驶。 1 |' [0 a. Z' ^7 W) E
用途 : 行驶于较差路面的自卸车,工业车辆以及巴士后轮。
9 ?' a0 t1 G, |6 @8 v& {复合花纹 : 综合条形及羊角花纹的特点
9 o+ i! e7 t' K# T3 v- D' v优点 : 胎面中央的条形花纹,提供了良好的操纵性能并防止侧滑。胎面肩部的羊角花纹,提供了良好的牵引性能和制 动性能。 + R( q* M) {. X3 F5 g3 ]8 d
用途 : 适用于各种包装及非包装路面,主要装在货车及巴 士的前后轮。 # P; Q+ H0 j0 n; u
块状花纹 : 花纹沟之间都相互连接,呈独立的花纹块结构. k5 {1 m: t: }
优点 : 优越的制动及操纵性能,雪地及湿路上优越的操控 及稳定性能,雨天时良好的排水性能。
0 @& z, L3 h5 Q! k缺点 : 独立的花纹块结构,耐磨性能较差% v: e+ `. k% B7 C1 Z2 N
用途 : 轿车用全天候及雪地轮胎,商用车后轮
/ Y+ i3 Q2 C5 F* T& m) Y1 q不对称花纹 : 胎面左右两侧花纹形状不同
  z* B1 G4 L3 R. O- f" Z8 k5 d  D优点 : 由于其增大了转弯时外侧花纹的着地压力,极大地 提高了高速转弯性能,并补足了外侧花纹的耐磨性能。
9 j, O4 v5 _) ]5 ~+ v' o缺点 : 必须注意轮胎的正确安装方向。 , `& r  x  f4 D2 P& M
单导向花纹 : 花纹沟之间都相互连接,呈独立的花纹块结构 ; g8 ]8 G) h# |5 q! x0 `6 U4 O2 E/ M
优点 : 卓越的制动性能,极佳的排水性能,雨天优秀的稳 定性能,适合于高速行驶。
) s$ q# x4 |+ T+ o缺点 : 轮胎的安装位置必须要与行驶方向相同。用途 : 高速轿车用轮胎。
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0 K7 `' i/ h/ D+ r1 w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。( i2 J- v, y# k: D/ D2 R
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。
4 A# p. J& c; C8 U9 h一、轮胎花纹的作用.
9 l7 g- k& |9 k0 m* z; d, e$ q2 g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。
! M2 x; e: X% j$ K7 j& l# t+ y' w3 q# m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。
5 x0 w$ |6 c1 E0 s, E% K2 ?: K7 \3 ~1.花纹型式的影响.
# N+ ^( P- S- v$ D/ b. 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。 (1)普通花纹.; L3 U5 g, g7 `- [' u) r. O4 B7 s# E7 G
  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。
9 {" t9 }: ~" h  k: aa)纵向花纹.
4 y8 R# x' e5 ]  纵向花纹的共同特点是胎面纵向连续,横向断开(图1a),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 R/ Z. j/ @' X+ s
  b)横向花纹 横向花纹共同特点是胎面横向连续,纵向断开(图1b),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。- b. W: A: Y) D. G$ `! r7 L: o; R) R
c)纵横兼有花纹
3 X* W) {) `4 n& @' G4 K 这种花纹介于纵向花纹和横向花纹之间(图1c)。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。
, I8 l: k  r4 o2 O* F$ k" t (2)越野花纹.
' c) [6 V' s3 J# G  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。" m7 y% s; y! R5 z' u4 H
越野花纹分为无向和有向花纹两种(如图2)。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。
8 @( Z# l! R! ]1 {; D1 [( a- w. A (3)混合花纹.* S  t# C# M$ _0 C2 @0 C8 k0 N
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
& x! U9 {* @# k- R& G2.花纹深度的影响.  ^' ?* ]7 G/ g8 y: d8 _& K7 J5 j
  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。+ ?: u5 _, `5 k9 W, `
  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。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。( m* t) t( \$ V* i/ k
  三、轮胎花纹使用注意事项.5 A: T# L8 W2 h$ b* d/ C% `7 c
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。# [# m$ S( w4 Q* ^$ `
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(如图5)。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。, }8 F2 i9 q" b  s  r, |$ s$ a
值得注意的是这种花纹具有方向性,安装时切忌大意.
7 c) ~9 A: {. f 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。. C+ j( k2 Y  U3 q: `
  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。
+ |# ]$ F- u- V  b  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。$ X# v( ^; T0 L
轮胎就相当于汽车的鞋,轮胎花纹的磨损情况直接反映车辆的工作状况。
/ H. x' c7 B& {0 K; r   1.轮胎的内侧花纹磨损严重时,通常是没有定期更换轮胎位置所致。3 c6 A& v- H+ l3 E) t
2.轮胎表面中间磨损较小,而胎面两边的花纹磨损较大,通常是由于轮胎长时间在气压过低状况下行驶造成的。2 O# F6 c1 C1 w8 x' A, o: N2 h
   3.轮胎表面中间磨损严重,而胎面两边的花纹磨损轻微,通常是由于轮胎长时间在气压过高状况下行驶造成的。
9 u! o* _6 m9 b1 c   4.轮胎表面两侧的花纹磨成锯齿状,通常是前轮前束调整不当所致。
; N. y2 b/ J+ U( A* u1 e5.后轮内侧轮胎沿整个圆周表面出现波浪形磨损,通常是制动过于频繁或制动拖滞所造成的。
: e0 R+ P: D2 C4 C, C% s# f7 B6.沿轮胎周围出现局部偏磨,通常是由轮毂变形引起的。如果轮胎花纹的沟槽有多处被磨秃,就必须尽早更换新轮胎。因为磨损较重的轮胎排水性差,在雨天容易打滑,驾驶时容易出事故
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发表于 2010-6-4 22:39:17 | 显示全部楼层
谢谢楼主分享,学习一下
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发表于 2010-6-5 16:25:58 | 显示全部楼层
呵呵,学习了!
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发表于 2011-4-18 14:53:49 | 显示全部楼层
谢谢!
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