轮胎的不同花纹与打滑现象之间有怎样的关系?手把手教你怎么选轮胎

时间:2021-01-18 13:32:47       来源:蝌蚪五线谱

在玩“极品飞车”等赛车类游戏时,我们想要追求风驰电掣的速度体验,却经常在起步或过弯时因轮胎打滑而失去控制。

在游戏中,轮胎打滑会使赛车丢失速度,严重时可能撞上护栏或与其他车辆发生碰撞导致成绩不佳。

在现实生活中,驾车时遇到路面湿滑或雨雪天气,也可能会出现轮胎打滑现象,对行车安全构成严重威胁。

为什么汽车在雨雪天气时容易打滑?轮胎的不同花纹与打滑现象之间有怎样的关系?让我们来了解一下,为了防止汽车打滑人们做了哪些努力。

认识轮胎

日常生活中,我们几乎每天都能见到汽车轮胎,但很少有人了解轮胎的各个组成部分。

汽车轮胎组成,图片来源车与轮目前,汽车大多使用有内胎的充气轮胎,这种轮胎包括外胎、内胎、垫带三大部分。其中外胎是轮胎的主体,由胎面、胎体和胎圈组成。胎面是外胎的外表层,由耐磨橡胶制成,包括胎冠、胎肩和胎侧三个部分。胎冠直接与路面接触,负责承受冲击与磨损并保护胎体免受机械损伤,具有较高的强度、弹性和耐磨性。为了增大轮胎的附着力,不同的轮胎胎冠制有不同的花纹。汽车为什么会打滑?主要是因为轮胎胎冠与地面的附着力减小。在水平路面上,如果附着力过小,汽车就会在自身惯性的作用下偏离车道。在湿滑的道路上,地面不能提供足够的摩擦力,如果轮胎出现较大程度的原地空转,车辆就会打滑,不能前进。如果在坡道路段,汽车就会由于摩擦力不够而后滑。

雨天行车:水膜造成车轮滑水

当汽车在有积水的路面上高速行驶时,地面积水会在轮胎和地面之间形成一层水膜。这层水膜使得汽车轮胎与地面的接触面积变小。

当车速过快或者水面上升的情况下,汽车轮胎可能会无法接触地面,从而导致车轮空转,发生轮胎滑水现象。

汽车轮胎滑水,图片来源国家应急广播网科普视频在下雨天驾驶汽车(特别是在高速公路行驶时),需要格外注意轮胎滑水现象。当发生轮胎滑水时,汽车方向盘、油门与刹车均可能失去控制,对行车安全造成很大威胁。

轮胎花纹如何防止滑水现象

要减小恶劣天气造成的车辆打滑现象,就必须增大轮胎与地面之间的摩擦力,这时,轮胎胎冠上的花纹就派上用场了。

这些花纹是汽车直接与路面接触的部位,其主要作用就是增加胎面与路面间的摩擦力,防止轮胎打滑。

我们经常看到轮胎表面有着横竖斜直、纵横交叉的凹槽,它们就像一条条“运河”,汽车轮胎排水性能的好坏就是依靠这些凹槽。

理论上来讲,汽车轮胎的凹槽越多,轮胎的排水性能就越强。为了防止轮胎滑水,有些轮胎会在胎面中间部分设置宽大的排水沟,让轮胎与路面之间形成较大的排水空间。在汽车行驶的过程中,轮胎将集中到胎面中间的积水大量抛出。

还有一些轮胎在胎面上设计了弯曲的弧形侧沟,利用轮胎的弹性将水挤压往侧边,实现轮胎排水功能。

雪天行车:冰雪路面轮胎打滑

汽车在结冰的路面上行驶,在轮胎压力和温度的作用下很容易使冰融化形成水膜,引起轮胎打滑。

图片来源汽车实验室

而且,雪填充进入轮胎花纹沟,会在压力作用下形成雪柱,这种雪柱往往结构松散,当轮胎转动时,花纹沟上附着的雪柱很容易被切断,从而减少轮胎驱动力,导致轮胎打滑。

另外,冰雪路面看似很平坦,实际上却凹凸不平,胎面较硬的轮胎不能与路面充分接触,摩擦力大大降低,也容易造成打滑。

冰雪路面如何防滑

在冬季,我们经常会遇到冰冻或大雪天气,为了降低恶劣天气对车辆打滑的影响,许多驾驶员会给汽车装上防滑链,增大轮胎与地面的摩擦力,防止汽车打滑,降低事故发生率。

防滑链一般是由钢链或橡胶链制成,实用性很强。防滑链的防滑原理是把车辆重力集中到铁链的几个点上,通过产生巨大的压强,轧透冰雪层直达路面,从而增大摩擦力防止打滑。由于钢制防滑链对路面和轮胎的损害较大,其使用频率正在逐渐降低,取而代之的是橡胶防滑链或者冬季防滑轮胎。

在雪地上,轮胎花纹沟与胎面中心线间的角度越大,纵向摩擦系数越大。理论上来讲,角度接近直角时纵向摩擦系数最大,但防滑轮胎不仅要具有优异的防纵向打滑能力,还要有防横向打滑的能力,因此防滑轮胎大多采用45度左右的花纹沟。

轮胎胎面花纹沟越深,充雪量越大,越有利于雪地行驶,因此防滑轮胎的沟深界限会比普通轮胎更深。

在花纹沟的宽度相同的情况下,花纹凸块细窄有利于提升轮胎附着力,所以防滑轮胎多采用细窄的花纹凸块。

因为防滑轮胎依靠胎面的花纹沟来发挥防滑效果,随着胎面花纹的磨损,防滑效果会逐渐降低,当花纹凸块磨损至50%时,就失去了防滑效果。所以在使用防滑轮胎时,要多加检查轮胎的磨损情况。

通过对汽车轮胎构造和不同花纹对地面附着力差异知识的了解,我们在日常生活中合理选择轮胎,提高行车安全。

同理,在赛车游戏中根据不同赛道的路面情况,选择不同的轮胎进行游戏,更容易取得好成绩哦。

审核专家:吴宝俊,理论物理学博士。

关键词: 轮胎