[汽車之家 技術] 輪胎，作為汽車上最重要也是最常規的部件之一，我想大家應該都不陌生，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。大家關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明之后（什么是子午線輪胎，點擊看這里）胎體結構和發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構大致相同，細節設計會有所差異，不過這與橡膠配方一樣，都屬于各個輪胎廠商的內部機密。而只有胎面花紋設計屬于“公開信息”，因此本文中所提到的內容都只是針對輪胎花紋設計所展開的，至于橡膠配方和胎體結構不在本文介紹范圍之內。
■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，不可能達成所謂的“絕佳配比”。因此，輪胎廠商在胎面花紋設計時，就需要根據各款輪胎各自不同的產品定位，研發不同的花紋設計。下面我們就來說說，上述提到的三點，在輪胎上是如何體現的。至于橡膠配方和胎體結構本文暫不討論。
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現的，米其林輪胎亞太區產品經理說，理論上光頭胎的抓地力是最高的，但這概念僅限于干地，因為如果在濕滑路面，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，經常會看到一下雨，賽車就會紛紛駛入維修區更換雨胎。不過這對于我們日常用車來說是完全不現實的，因此在胎面花紋設計時就不得不尋求平衡點。
大面積的橡膠塊設計，對于提升抓地力比較有幫助，這點大家從不同輪胎的胎面設計上就能明顯看出區別。一般來說，偏重運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。
『米其林輪胎胎面花紋倒角視頻3D演示』
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”的設計。在車輛直線行駛時不影響噪音表現，而在車輛轉彎或剎車時，溝槽內的自鎖片能在橡膠塊之間提供支撐，讓原本獨立的橡膠塊在一定程度上形成一個相對統一的整體，從而提高抓地力和剛性。
2、降低噪音
輪胎所產生的噪音有兩種，第一種當胎面與地面接觸，輪胎溝槽會改變空氣流向所產生的噪音以及橡膠塊與地面敲擊所產生的噪音，都統稱為花紋噪音。第二種則是由胎體結構以及橡膠配方所導致的噪音，稱之為結構噪音。米其林工程師將其比喻為我們小時候拍的皮球，不同材質的皮球敲擊地面都會產生“砰砰砰”的聲音，但聲音卻不一樣，這是一個道理。至于結構和橡膠配方如何減低噪音，這不是本文涉及的內容，同時對廠商來說也是機密，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。用米其林輪胎工程師的原話就是，胎面花紋設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。
從胎面花紋設計而言，利用大小各異的橡膠塊來平衡甚至是抵消各自產生的噪音，從而達到靜音的目的。工程師的解釋是，由于不同大小的橡膠塊敲擊地面時所產生的波長和頻率都是不一樣的，它們通過設計和計算出可以相互抵消、平息噪音的波段和頻率，進而讓車內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量，以減輕對輪胎抓地力和剛性的影響。當然，米其林工程師也反復強調，上述說的抓地和靜音的設計工作僅僅是針對胎面花紋設計所說的，因為這是一個整體工程，輪胎橡膠的配方，在靜音和抓地力方面的貢獻更為重要。
