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雨天请放慢脚步 轮胎排水原理详解

http://hb.sina.com.cn2012年08月30日08:18新浪汽车  字号:

雨天请放慢脚步 新浪用车解析轮胎排水原理雨天请放慢脚步 新浪用车解析轮胎排水原理

  新浪汽车讯 轮胎对一辆车到底有多重要?它影响着车辆的的操控感觉,舒适程度,噪音大小,越野能力,油耗等等,当然还有下雨天的行车安全。下雨天减速慢行是经验之谈,但是为何要慢行?如果只是湿滑的路面减小的轮胎对地面的摩擦力,那么轮胎的花纹设计完全可以更加简单。

  在雨天,轮胎的排水功能是怎样来实现的呢?那种花纹的轮胎排水效果更好呢?这是我们文章的重点,要弄清楚这点,你需要知道轮胎是怎样来进行排水的。

轮胎排水沟槽的形式轮胎排水沟槽的形式

  仔细观察轮胎的花纹你会发现,有些花纹相对比较深而且分布的面积相对大,这些“沟”就是轮胎的排水槽,排水槽可以是很多样式的,可以是封闭或半封闭的纵向直线花纹,也可以是曲线花纹,还可以是折线纹路,对于普通轮胎,起到主要排水作用的是中间的纵向条纹,他们比较深,呈均匀或者不均匀的分布。

两侧的横向花纹也起到了辅助排水的作用两侧的横向花纹也起到了辅助排水的作用

  汽车在湿滑路面上行驶时,被挤压进轮胎花纹中的水会顺着排水沟槽排出,保证了汽车在湿滑路面的正常行驶,普通轮胎除了这些主排水沟,两侧的横向花纹也起到了辅助排水的作用。但是如果车速越来越快,积水越来越多,轮胎的排水沟槽也会出现饱负荷的情况。这样很快车辆就会发生失控。

湿地影响轮胎的制动力湿地影响轮胎的制动力

  我们在湿滑的路面上实地测量了轮胎的制动力,这辆MG3的湿地制动距离是45.7米,而干地制动距离是45.3米,前提是这辆车使用了性能不错的排水轮胎。

滑水事故的运动轨迹滑水事故的运动轨迹

  排水不但涉及汽车直线行驶问题,也涉及汽车转向行驶问题,排水欠佳的轮胎会使汽车失去控制能力,从而对行车安全构成严重威胁。我们的车辆高速行驶过程中制动,出现了严重的侧滑,具体可见视频中的介绍,这个路径就是一起典型的湿滑路面引起滑水现象的的车辆行驶轨迹。那什么是轮胎的滑水现象呢?

轮胎的滑水现轮胎的滑水现象
车速提高时形成水漂现象车速提高时形成水漂现象

  当轮胎在有积水的路面上滚动时,会挤压积水层,与轮胎接触的前部的积水会产生一定的压力冲向轮胎,这个就和我们把手伸进水缸里搅动水,会发现水会回馈手一个反作用力一样。但是水对轮胎产生的这个动压力与速度的平方成正比,当轮胎的转速再次提高,当动压力与轮胎的载荷相平衡的时候,这时候轮胎就完全是失去了与路面的接触,漂浮在水膜上,失去与地面的摩擦力

  这种现场就是学术上的“滑水现象”

轮胎的滑水现象的三个阶段轮胎的滑水现象的三个阶段

  这种现象就很好的解释了为什么雨天汽车更容易失控和打滑。在轮胎发生滑水现象前会经历三个阶段,第一个阶段是胎面与路面完全接触,这时候水能够顺畅的通过轮胎排走,第二个阶段胎面和地面不完全接触,有大量水流散,但轮胎上仍然留有一层水膜,第三个阶段就是水膜完全把汽车托住,离开地面。这三个阶段的轮胎转速也是不断增加的。

发生滑水现象最低速度与轮胎内气压的关系发生滑水现象最低速度与轮胎内气压的关系

  如果轮胎上几乎没有花纹,我们可以根据公式得出不同胎压下发生滑水现象的最小速度。

1968年Home得出如下的最小极限水上滑行速度1968年Home得出最小极限水上滑行速度

  式中   Vp——速度(km/h);p——轮胎内气压(kPa)。

  如果按照普通轿车胎压是220kpa来计算,发生滑水现象的最小速度大概是80KM/H,胎压越高,临界速度还会越大。

  这只是最基本的临界速度,影响临界速度的因素多种多样,这其中包括路面结构、积水深度、轮胎气压、载荷、沟槽花纹形式、磨损程度、水的深度,水和泥等杂质的混合程度。

  这其中,排水沟槽的花纹和磨损程度是车主可以控制的因素。

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