輪胎里的奧秘

汽車最煩過冬天！首先是天太冷，機油容易變粘稠，讓發動機“感冒”；第二是水箱里的水一不小心就會凍成大冰坨，讓車子徹底“趴窩”。且不說還要在冰雪路面上“奔跑”。連穿著鞋的人都一步一滑，咱們車的腳底下可都是一個個圓滾滾的輪子，這也太高難了吧？

所以長期以來，人們一直都在汽車的“腳”上做文章。想盡辦法，為輪胎增加摩擦力，讓汽車能跑得更穩當、更安全。這些輪胎里的奧妙，你知道嗎？

汽車的“腿”

一般人可能想不到，一輛車“全身上下”的零件中，輪胎的生產要求要遠遠高于其他零部件。

首先，輪胎必須是個“大力士”。它不但要能承受得了汽車本身和上面裝載的貨物的重量，還要承受得住汽車啟動和剎車時產生的巨大力量。輪胎每轉動一圈，上面凸出來的部分就要受到一次沖擊。汽車輪胎最理想的轉速是每公里500次。以此計算，一輛汽車如果行駛5萬公里的里程，它的輪胎所受到的沖擊將高達2500萬次！

其次，離心力對汽車輪胎是一個巨大的挑戰。輪胎旋轉的速度越快，產生的離心力就越大。假定一輛汽車的時速達到了240公里，那么汽車輪胎上每克橡膠所承受的離心力就可達到1.3千克！

可見，要讓輪胎“吃苦耐勞”、經久耐用，可不是一件簡單的事情！所以，直到現在，也并不是每個國家都有能力生產汽車的輪胎，這可是個名副其實的“技術活”！

最早的輪胎

搞笑的是，當年汽車輪胎問世的時候，人們可從來沒想過這些問題。發明它的人是愛爾蘭的一位獸醫，名叫鄧洛普。他在一根橡皮管子外面包裹上一層麻布，充氣后再把它固定在一個木頭做的“芯”上。什么拉力問題，什么行駛性能要求，這個“輪胎之父”連想都沒想過！他做這個東西，主要是為了安裝在他的小兒子的自行車上。因為當時的自行車上安的都是實心輪子，在鄉村的土路上騎行時，顛簸得非常厲害。鄧洛普相信，用這個辦法可以解決這個問題。

獸醫動手搞發明，在當地成了一件奇聞。左鄰右舍沒少拿這件事開玩笑。可是，當鄧洛普的小兒子騎著這種安了輪胎的自行車，奪得了學校比賽的冠軍時，大家都驚呆了。不久以后，鄧洛普也不再給牛、馬、羊看病啦，而是開工廠專門生產輪胎。輪胎就這樣走進了人類的生活。

最早的輪胎上沒有任何條紋，也沒有多少承受力和耐力。這些輪胎需要經常修補和調換，比加油還要頻繁。1891年，一對名叫米其林的兄弟倆在法國做出了可以在汽車上使用的輪胎。四年后，他們開著自己設計的賽車，參加了一次汽車越野比賽，目的是對這種輪胎進行長距離測試。

在這次全程1122公里的比賽途中，他們共遇到事故50次，更換輪胎22只。歷經艱辛，終于到達了終點。雖然他們的名次不佳，但很多司機都注意到了他們的輪胎便于更換。在這之后，米其林輪胎開始大量被應用于賽車和汽車，并成為世界最大的汽車輪胎廠商。

輪胎上的“運河”

如果你仔細觀察，就會發現，汽車輪胎表面那些橫豎斜直、縱橫交叉的凹槽，就像一條條“運河”。它們不但可以增加輪胎與地面之間的摩擦力，而且還具有排水的功能。假如沒有了這個“排水系統”，遇到雨天或路面積水，輪胎與路面之間就會形成一個“水楔子”。隨著行車速度的增加，這個“水楔子”也會越來越“厚”，從而造成極其危險的打滑現象。如果這時踩剎車的話，汽車就會“打轉”，危險也會隨時降臨。

為了防止出現上述打滑、失控現象，設計人員在輪胎表面設計了許多凹槽，而且它們的方向、寬窄都不一樣。從理論上講，汽車輪胎的凹槽越多，其排水性能越強；而汽車輪胎表面凸出來的地方越多，其承受力和耐力也越大。

所以，現在世界上新設計出來的汽車輪胎正在變得越來越寬。因為凹槽多了，凸面就會減少，這對汽車的耐受力是不利的。現在輪胎上的凹凸比例，一般被控制在4：6左右。這樣就可以兼顧排水、防滑、承重等多種需要。

此外，汽車工程師還將輪胎內外側的凹槽改為不對稱設計：車胎外側的凹槽少于內側，而外側的凸槽明顯多于內側。這種凹槽能把輪胎接觸到的水引向汽車內側，然后再斜著流至車后。而且可以使輪胎對路面的吸附力增強，加大汽車的抗離心力，開起來更穩，特別有利于汽車拐彎。

不過，這種設計導致了一個問題，那就是——安裝輪胎的時候可以搞錯前后，但絕對不能搞錯左右，否則，一切就要倒過來啦！

“自控輪胎”

有一個經常被拿來考大家“腦筋急轉彎”的問題：汽車的輪胎為什么是黑色的？因為從橡膠樹里淌出來的天然橡膠都是乳白色的，就好像牛奶一樣。

正確的答案是：因為輪胎中含有炭黑。其實最開始，人們生產的輪胎也都是乳白色的，那是因為大家還不知道把炭黑摻在橡膠中可以增強輪胎的耐磨性能和防滑性能。可以說，“加碳”是輪胎生產歷史上的一次革命。從那以后，輪胎就都是“黑臉”的了。

隨著時代的發展，全新的生產工藝又出現了：人們現在做輪胎，講究的是“少加碳，多加沙”。也就是說，要在橡膠原料中摻進一定量的沙子，同時減少炭黑的比例。這是什么原理呢？

原來，這是一種由計算機技術控制的特殊工藝，沙子的成分基本就是硅。把硅摻進橡膠中，就可以制造出“隨心所欲”的汽車輪胎來。

例如，在路面上有水的情況下，軟性輪胎能將輪胎與路面之間的積水排除到最少的狀態，使輪胎與路面達到最好的磨合。而路面干燥時，硬性的輪胎則更為理想。這樣，輪胎是該硬還是該軟，就成了一個兩難的問題。

后來，工程師們發現，在行駛的過程中，輪胎中的橡膠分子根據不同的行駛速度，會出現不同頻率的快速振蕩。而硅在橡膠中的作用就是可以控制橡膠分子的振動頻率。所以，用加了硅的橡膠就可以生產出奇妙的“自控輪胎”。這種輪胎可以根據車速和路況的不同，自動調節車胎由軟變硬，或者由硬變軟。

這種“自控輪胎”解決了許多互相矛盾的難題，是人類在汽車輪胎制造史上劃時代的進步。而用加硅材料制造的輪胎，就不用總是一張“大黑臉”啦。它們也可以變得豐富多彩。將來的車主們可以隨自己的喜好，為自己的愛車配上與車身顏色相匹配的彩色輪胎。

給輪胎穿上“釘鞋”

然而，無論什么先進的材料也解決不了輪胎在冰雪路面上的行駛問題。因為結了冰的道路實在是太滑了。除了用防滑鏈增加摩擦力之外，還有人做過一些更“酷”的嘗試，比如給輪胎穿“釘鞋”。

這種往輪胎上安釘子的做法，早在20世紀初就有人嘗試過。那時的做法是用一層布滿釘子的鐵皮包在輪胎外面。但很快人們就發現，這種“鐵輪胎”不但壓得地面上全是坑，而且還會影響輪胎的承重能力。最后只好放棄。

現在的帶釘輪胎，仍然流行于加拿大、俄羅斯、挪威等冬季比較漫長、冰雪覆蓋比較多的地區。雖然這種輪胎的防滑度確實是天下無敵，但仍然有利就有弊。首先它在積水路面上完全不防滑，極易發生危險；其次是釘子對路面的破壞能力還是不容小視，很多停車場都拒絕讓“穿釘鞋”的車子入內。再有就是這些車行駛起來噪聲特別大，鐵釘和路面摩擦的動靜尖銳刺耳。但在長年被冰雪“圍困”的一些地方，給車“穿釘鞋”還是非常實用的。不少駕駛員都是自己動手，鉆孔、粘合，將釘子安裝在輪胎上。至于車子舒服不舒服，就只有它們自己知道啦！