轮胎作为车辆重要的组成部分,影响着车辆的性能,更关乎到行车安全。轮胎花纹作为提高汽车性能,确保行驶安全的重要因素。如何正确选购、安装和使用轮胎花纹就显得非常重要。
1.普通花纹轮胎
近年来,轮胎生产厂也在胎面花纹设计上不断地进行研究和开发。轮胎花纹样式五花百门。轮胎的花纹看似很多,但根据类型,主要分为3种:普通花纹、越野花纹和混合花纹等。普通花纹的特点是花纹细而浅,花纹块接地面积大,因而耐磨性和附着性较好,适用于较好的硬路面。其中,纵向花纹,轿车、货车均可选用;横向花纹仅用于货车。普通花纹适合于在硬路面上使用。它分为横向花纹、纵向花纹和纵横混合花纹。
纵向花纹。纵向花纹轮胎顾名思义,当然是以纵向花纹为主的轮胎。纵向花纹又称直沟花纹,是最普通的花纹类型。其花纹设计方向是以纵向来排列的。在轮胎的花纹中,我们最常见的便是深深的纵向排水沟槽。
直沟花纹是最普通的花纹类型,这种轮胎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。而且直沟轮胎排水性能优异,在湿滑路面不易打滑,行驶中的噪音也较小。直沟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。纵向花纹沟槽在设计时不仅要考虑花纹形状,还要对深度有一定控制。花纹越深,则突出状橡胶越多,这便导致花纹块接地弹性变量大。
纵向花纹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,轮胎抗滑能力呈现出横强而纵弱的特征。这种花纹轮胎的滚动阻力较小,散热性能好,但花纹沟槽易被嵌入碎石子儿。这种轮胎自身的缺陷也很明显,由于只有纵向花纹,所以其提供的抓地力并不充足,驱动力不如其他花纹的轮胎,直沟花纹轮胎的制动性能显得相对较弱,不适合于沙子路等状况较差的道路。像这种单一的纵向花纹轮胎尽管有着出色的性能但因为存在着不少先天缺陷。综合来看,这种型式花纹适合在比较清洁、良好的硬路面(如城市道路和高速公路)上行驶。例如,轿车、轻、微型货车等多选择这种胎纹。
横向花纹。横向花纹的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。横沟花纹是以轮胎的横截面为主轴而设计的花纹。不少人可以在一些工业用车或是老式吉普车上见到这种横沟花纹。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,较大地弥补了直沟花纹轮胎的不足,适用于荒郊野外、建筑工地等恶劣路况。弱点:横沟花纹轮胎排水性差,轮胎散热效果不好。而且横沟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直沟花纹轮胎。
横向花纹按形状可以分为羊角花纹和刀槽花纹。一般,在强调各个性能均衡的轮胎上可以见到这两种横纹和纵向花纹的组合运用。横向花纹恰恰与纵向花纹相反,能够提供极好的抓地力,所以其在制动能力与牵引力方面有着得天独厚的优势。这种花纹的轮胎在专业领域用途比较广,比如一些农业机械,如收割机,拖拉机等,以及一些工程机械和大型牵引车等都可能使用到横向花纹轮胎。但这种花纹的轮胎因为胎噪大,易磨损,耗油高,高速性能差等缺点,所以在民用领域里几乎没有市场。
2.纵横混合花纹轮胎
结合上述两种花纹的优缺点,纵横交错花纹的轮胎应运而生。细心的车主可以发现,这种轮胎胎面花纹一般呈“之”字形走向,纵横贯通。纵横交错是一种现在最普遍的轮胎花纹类型。它吸收了直沟花纹排水性能好、噪声小的优点,同时兼顾了横沟花纹动力性能方面的强项,比纯粹的直沟花纹具有更好的驱动力、制动力表现,适用路面状况也更宽泛,一般道路可以行驶,路况差的道路也可以对付。因此纵横交错的花纹类型已成了轮胎花纹的主流。轮胎上的纵向花纹主要起到快速排水的作用,但其会导致轮胎的抓地能力不足;而轮胎上的横向花纹拥有较高的抓地能力,但排水能力及导向性不好。
纵横混合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设计有横向花纹。这样一来,胎面的纵横方向抗滑能力比较好。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,也适宜安装于轿车和货车。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。
3.越野花纹轮胎
越野花纹的特点是凹部深而宽,在软路面上与地面的附着性好,越野能力强,适用于矿山、建筑工地以及其它一些松软路面上使用时越野汽车轮胎。当安装人字形越野花纹轮胎时,驱动轮胎面花纹的尖端与旋转方向一致,以免花纹之间被泥土所填塞。越野花纹轮胎不宜在较好硬路、面上使用,否则行驶阻力加大且加速花纹的磨损。
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,一部分土壤将被嵌入花纹沟槽之中,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。细小的刀槽花纹一般出现在越野胎或舒适胎中,因为这种细纹在触地时利于轮胎表面的软化,这有助于提升抓地力,并且因为花纹过于细小,在利于散热的同时又不会过多的提高噪音。据测试:在泥泞路上,同一车型的车辆使用越野花纹的牵引力可达普通花纹的1.5倍。如今有些胎的此种花纹配备扩展功能。随着轮胎使用时间的增长,刀槽花纹会逐渐变长,以此来抑制轮胎磨损而导致的湿地性能下降。
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。现在市面上常见的越野胎按花纹和用途不同大致也可分为以下几种:公路胎(也叫HT胎),胎壁柔软,胎纹细密,比较注重在公路上行驶的舒适性与经济性,兼顾一定越野通过性,所以SUV车型在出厂时大多标配此类轮胎。
全地形轮胎英文名是ALL Terrain(简称为AT轮胎),也是越野爱好者使用最广的轮胎。全地形轮胎的设计比公路胎具有兼容性,全地形轮胎的花纹设计的比较粗犷,胎牙的间距也比公路胎略大,这种设计的负面效果是公路性能下降,噪音有所增加,但是耐用性和在非铺装路面上的附着力要强于公路胎,是越野和公路性能兼顾的轮胎。这对于那些平时把车当作交通工具,周末节假日偶尔出去撒点野的车主,AT胎是不错的选择。如固铂DISCOVERER AT3、固特异Wranglers AT/R、百路驰等。这里要注意的是不同品牌不同类型的AT轮胎之间的区别也很大,AT轮胎是越野胎中最复杂的,这种轮胎有侧重于沙地越野的;有侧重于公路行驶的;也有侧重于泥地行驶的。总之,触地橡胶越多,公路操控性越好;触地花纹越少,同时沟槽越深,越野性能越好。
越野车想要在非铺装路面上体验越野的快感,一套拥有块状花纹的轮胎是必不可少的。宽大的排水沟和独立的花纹凸缘可以保证在湿滑路面顺畅排水的同时使轮胎紧紧抓住地面。
4.花纹的其他形状
根据花纹的形状可将轮胎花纹其他形状分为以下几种:
条形花纹,顾名思义,就是花纹呈条状,也可以称为纵向花纹。该类型花纹纹沟的方向与圆周方向一致。它有以下特点:低滚动阻力,不易侧滑(横向抓地力好),可以为汽车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。所以考量一款轮胎弯道性能的好坏,要多看纵向花纹。就像F1赛车轮胎,水平方面上有4条凹沟,这就是典型的条形花纹。但是,单纯使用条形花纹的轮胎同样也存在不少不足:较差的制动性能和驱动力,而且在负荷下容易出现开裂现象。这种花纹或者它们的变种和改良型的轮胎目前大部分会用于轻型客车和普通轿车以及摩托车的上。而不适用载重车和高性能(赛车的热融胎除外)的车种。
羊角花纹,也叫横向花纹,羊角花纹顾名思义,是指在胎肩处出现折角的横纹。该种花纹的花纹沟方向与圆周方向垂直。它有一下特点:胎面花纹按轮胎轴向排列。具有制动力和牵引力大、耐切割性能、耐磨性能好等优点,这种花纹的轮胎适用一般路面、混合路面和非正式路面,一般安装于运输车辆的驱动轮位上或者自卸车,工业车辆以及巴士后轮。
羊角花纹越宽其制动性能和操作性越高。但相对应的,其宽度越大,噪音也就越明显。宽大的羊角花纹一般出现在以运动见长的轮胎上,比如马牌的CSC系列和固特异的Eagle F1系列等。因为在追求性能的前提下,噪音已经显得不那么重要了。
复合花纹又叫纵横沟花纹或者综合花纹。它兼备了纵沟和横沟花纹的优点,这种花纹的轮胎胎面中央的条形花纹(纵向花纹)可为轮胎提供良好的操纵性能并能防止侧滑。而胎面肩部的羊角花纹(横向花纹)为轮胎提供良好的牵引性能合制动性能。
同时花纹越深,则花纹块接地弹性变形量越大,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。而花纹过浅不仅影响其贮水、排水能力,还容易产生有害的“滑水现象”,而且使光胎面轮胎易打滑的弊端凸现出来,因此,花纹过深过浅都不好。
不对称花纹即左右两边拥有不同的花纹结构。由于左右花纹结构不同,所以通常设计时会更注重设计增大转弯时,外侧花纹的着地压力的花纹。这也是为什么不对称轮胎在某些情况下,过弯时性能会相对出色的原因。并且考虑到日常使用的情况,不对称轮胎外侧花纹的耐磨性也能会得到相应提高。不仅如此,由于两边的花纹采用不同的结构形式以及橡胶配方,所以轮胎的整体性能可以更强更全面,比如一边花纹可以侧重排水能力,一边花纹可以侧重抓地能力等。
单导向花纹轮胎的花纹沟之间相互连接,拥有较强的公路性能以及极强的排水能力。这种花纹的轮胎有固定的滚动方向,也就是说这种轮胎只能朝着一个方向跑,这样的优点在于轮胎的滚动阻力会相对较小,车辆操控性更加优秀。但也因为这样的设计单导向轮胎不能左右对调只能同侧轮胎互换,这也是为什么叫单导向轮胎的原因。
单导向轮胎所有花纹均为一个方向,且有胎块花纹较大,横切花纹较少等特点。这些特点决定了单导向轮胎具有滚动阻力小,操控性能好,等性能优势单导向轮胎所有花纹均为一个方向,且有胎块花纹较大,横切花纹较少等特点。这些特点决定了单导向轮胎具有滚动阻力小,操控性能好,等性能优势。单导向轮胎特别适合多雨水,或者常跑高速的车辆。
杨忠敏(女,湖北武汉人,原东风汽车公司工程师)