輪胎上為什麼要刻上花紋？

春暖花開

有科學π相伴

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是誰發明了輪胎花紋呢？這個問題已經沒有準確答案了，我們只知道它大致出現於1892年前後。最原始的胎面花紋其實很簡單，僅是一些直線的楞花。但在路面情況、車速、載重等各方面條件的不斷變化下，輪胎的花紋經過一百多年的發展，也在不斷地改進中變得越來越複雜多樣起來。

輪胎上為什麼要刻上花紋？簡單的說就是為了使車輪增加與地面的附著力，從而更好地前進。所謂「增加與地面的附著力」，和我們一般意義上認為的「增大與地面的摩擦」是不一樣的。從科學的角度說，在城市的瀝青路面上，花紋一般對摩擦力沒有影響，所說的附著力指的是在特殊情況下胎面花紋產生的效果。比如，剛下過雨，路面上有一層水；剛下過霜，路面上有一層塵士或細沙，這時路面的性質條件改變了，增加了一層「潤滑劑」──水、冰、或砂礫。在這種情況下，剎車時，胎面花紋在地面上一蹭，就把水，砂等刮到花紋的槽里，甩到一邊，保持了路面與車輪間的良好接觸，使車輪與地面的摩擦不受影響，或者說，在這種條件下增大了車胎與地面的摩擦力。

各種不同的車輛，車胎上的花紋也不一樣的，這裡也是很有講究的。譬如：公共汽車輪胎上的花紋是鋸齒紋，這樣就可以減少車輛的噪音，經得起摩擦；拖拉機輪胎上的花紋是斜牙紋，就是使輪胎不容易沾上泥土和泥漿，能夠很好地在田野上行駛。

現在輪胎花紋的形式很多，人們習慣將它們分為通用、越野性和聯合式花紋3大類。而它們的幾何形狀大體有縱向直線、橫向直線、斜線、塊形和混合式等5種。

通用花紋也叫公路花紋，是使用最早而又最普遍的一種。通用花紋適合於在硬路面上使用。它分為橫向花紋、縱向花紋和縱橫混合花紋。

橫向花紋：這種花紋的特點是胎面橫向連續，縱向斷開，因而胎面橫向剛度大，而縱向剛度小。故輪胎抗滑能力呈現出縱強而橫弱，汽車以較高速度轉向時，容易側滑；輪胎滾動阻力也比較大，胎面磨損比較嚴重。這種形式花紋適合於在一般硬路面上、牽引力比較大的中型或重型貨車使用。

縱向花紋：這種花紋共同特點是胎面縱向連續，橫向斷開，因而胎面縱向剛度大，而橫向剛度小，輪胎抗滑能力呈現出橫強而縱弱的特徵。這種花紋輪胎的滾動阻力較小，散熱性能好，但花紋溝槽易被嵌入碎石子兒。綜合來看，這種形式花紋適合在比較清潔、良好的硬路面（如城市道路和高速公路）上行駛。例如，轎車、微型貨車等多選擇這種胎紋。

縱橫混合花紋：這種花紋介於縱向花紋和橫向花紋之間。在胎面中部一般具有曲折形的縱向花紋，而在接近胎肩的兩邊則設計有橫向花紋。這樣一來，胎面的縱橫方向抗滑能力比較好。因此，這種形式花紋的輪胎適應能力強，應用範圍廣泛，它既適用於不同的硬路面，也適宜安裝於轎車和貨車。

越野花紋是專供車輛在荒野及鬆軟土地上行駛的一種花紋，其共同特點是花紋溝槽寬而深，花紋塊接地面積比較小。在鬆軟路面上行駛時，一部分土壤將被嵌入花紋溝槽之中，必須將嵌入花紋溝槽的這一部分土壤剪切之後，輪胎才有可能出現打滑。由於越野花紋塊大，且帶有寬而深的啃泥花紋溝，行駛時不易夾石、藏土和打滑，所以它們特別適合用於對牽引力和對地面抓著力要求高的拖拉機、牽引車。

但是由於越野花紋塊的接觸壓力大，滾動阻力大，故不適合在良好硬路面上長時間行駛。否則，將加重輪胎磨損，增加燃油消耗，汽車行駛振動也比較厲害。

聯合式花紋是普通花紋和越野花紋之間的一種過渡性花紋。其特點是胎面中部具有方向各異或以縱向為主的窄花紋溝槽，而在兩側則以方向各異或以橫向為主的寬花紋溝槽。這樣的花紋搭配使混合花紋的綜合性能好，適應能力強。它既適應於良好的硬路面，也適應於碎石路面、雪泥路面和鬆軟路面，附著性能優於普通花紋，但耐磨性能稍遜。目前，一些貨車和四輪驅動的乘用車多使用這種形式的花紋輪胎。

知道了輪胎花紋的奧秘，我們在很多方面就可以利用這些知識。例如我們可以通過車胎表面的花紋或膠塊的形狀就可以輕而易舉地看出車胎偏向於哪一種作用：如果胎面花紋的膠塊都是大塊的，那麼這種車胎應該偏重於抓地力；如果膠塊是多且較小並有較多的溝槽，就應該是偏重於排水；如果在中線兩側膠塊花紋適當錯位，便有助於降低雜訊。

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