

美国汽车协会(AAA)表示,冬季风暴和由此产生的冰雪覆盖道路的恶劣天气每年导致近50万起车辆事故和2000多起道路死亡事件。驾驶速度过快、刹车过猛、快速变道都可能导致失控。 轮胎在其中扮演着重要角色,选择不适合恶劣天气的轮胎或驾驶磨损过度的轮胎都可能导致灾难。
轮胎公司正不断致力于改进冬季轮胎以提高驾驶安全性,而胎面、材料、形状和设计都在整体驾驶体验中发挥着作用。我们在科罗拉多州普利司通冬季驾驶学校的封闭赛道上,在湿滑的雪地道路上测试了多种冬季轮胎。在此过程中,我们了解到在橡胶接触冰雪时,哪些方法有效(哪些无效)。

胎面花纹和细沟
下雪时,选择合适的鞋子是一个重要的决定。低帮一脚蹬平底鞋或浅纹理的乐福鞋不是明智的选择,因为它们会让身体暴露在寒冷潮湿的环境中。此外,在冰上滑倒的概率会呈指数级增长。带有大图案胎面的橡胶鞋底的冬季靴子更有意义。轮胎的工作原理类似,但融入了特定的技术和材料,旨在防止数千磅的金属(及其乘客)在道路上打滑。
如果您曾在湿滑的沥青路面上驾驶汽车打滑,您就知道那种失去控制的可怕感觉。在大雨中,您汽车的轮胎会将水向前推,形成一个液体楔子,可能导致轮胎失去与地面的接触;这被称为水滑。水滑的风险在更深的水中会增加,使用专门为应对这些条件而设计的胎面的轮胎至关重要,同时还要确保轮胎没有磨损,胎面深度不足。
冬季轮胎的胎面花纹与全季节轮胎和夏季轮胎不同。夏季轮胎更适合在干燥路面上舒适地转弯,胎面花纹较宽。冬季轮胎的胎面更深,细沟(sipes)也更多,细沟是轮胎上的细小裂缝,可以嵌入雪中,在冰上起到咬合边缘的作用。轮胎在驾驶表面滚动时,细沟会张开,将雪或水从轮胎的接触区域推开,提高抓地力。结合胎面上的块状部分(称为胎块)的边缘,冬季轮胎在冬季天气中提供了更好的操控性。
此外,普利司通还采用了一项专有技术,将微小气泡融入轮胎中,以分散表面的薄层水。通过将这些水分移开,细沟和胎面就可以发挥作用,咬住冰雪,保持控制。
让一些人惊讶的是,雪与雪之间的摩擦才是产生牵引力的原因,这就是为什么胎面深度如此重要的原因。
“当你制作一个雪球时,它会紧密地堆积在一起,因为雪会相互粘附,”普利司通经验丰富的轮胎专家 Will Robbins(拥有20年经验)解释道。“踩刹车或加速时的抓地力,正是通过雪与雪之间的摩擦产生的。”
想象一下将两片相应的 魔术贴 粘合在一起,然后再分开。雪花的粘性边缘会相互推挤,然后分开,产生抓地力而不是滑动。
轮胎结构
Robbins 表示,冬季轮胎和夏季轮胎之间存在基本相似之处,都始于胎体。胎体(也称为胎壳)支撑载荷,这部分保持不变;胎面才是关键的区别所在。
在轮胎内部,由细钢丝组成的钢环构成了所谓的胎圈。它将轮胎固定在轮辋上。带束层连接到胎圈,它由涤纶和人造丝等强力织物制成。坚硬的钢丝构成了带束层,它为轮胎提供了结构。橡胶化合物则用于侧壁和胎面。
胎面和侧壁中还融入了几种其他材料。炭黑是一种细小的黑色粉末,本质上由元素碳组成,可提高橡胶的强度。硫磺增加了弹性。油可以软化橡胶。而 二氧化硅(一种白色的二氧化硅粉末)则能提高燃油效率、耐用性和抓地力。然而,二氧化硅比较棘手,因为它会吸收水分,而橡胶则排斥水分;普利司通采用了一项技术,帮助橡胶与二氧化硅结合。
胎面最终会磨损,但普利司通和其他轮胎公司正在探索更多的翻新选项,以提高整个生产过程的可持续性。未来有望增加 轮胎回收 的选择,并增加 可再生材料 的使用。与此同时,Robbins 说,通过更换胎面,轮胎胎壳可以反复使用。这就像给您最喜欢的鞋子更换鞋底一样,让鞋子的结构得以保留,同时更换鞋底,为鞋子(或轮胎)带来新生。确保您汽车鞋子(轮胎)的鞋底保持坚实的胎面,不仅仅是为了美观;轮胎可以保护车内乘客以及任何在其路径上的其他人。