轮胎里的奥秘

汽车最烦过冬天！首先是天太冷，机油容易变粘稠，让发动机“感冒”；第二是水箱里的水一不小心就会冻成大冰坨，让车子彻底“趴窝”。且不说还要在冰雪路面上“奔跑”。连穿着鞋的人都一步一滑，咱们车的脚底下可都是一个个圆滚滚的轮子，这也太高难了吧？

所以长期以来，人们一直都在汽车的“脚”上做文章。想尽办法，为轮胎增加摩擦力，让汽车能跑得更稳当、更安全。这些轮胎里的奥妙，你知道吗？

汽车的“腿”

一般人可能想不到，一辆车“全身上下”的零件中，轮胎的生产要求要远远高于其他零部件。

首先，轮胎必须是个“大力士”。它不但要能承受得了汽车本身和上面装载的货物的重量，还要承受得住汽车启动和刹车时产生的巨大力量。轮胎每转动一圈，上面凸出来的部分就要受到一次冲击。汽车轮胎最理想的转速是每公里500次。以此计算，一辆汽车如果行驶5万公里的里程，它的轮胎所受到的冲击将高达2500万次！

其次，离心力对汽车轮胎是一个巨大的挑战。轮胎旋转的速度越快，产生的离心力就越大。假定一辆汽车的时速达到了240公里，那么汽车轮胎上每克橡胶所承受的离心力就可达到1.3千克！

可见，要让轮胎“吃苦耐劳”、经久耐用，可不是一件简单的事情！所以，直到现在，也并不是每个国家都有能力生产汽车的轮胎，这可是个名副其实的“技术活”！

最早的轮胎

搞笑的是，当年汽车轮胎问世的时候，人们可从来没想过这些问题。发明它的人是爱尔兰的一位兽医，名叫邓洛普。他在一根橡皮管子外面包裹上一层麻布，充气后再把它固定在一个木头做的“芯”上。什么拉力问题，什么行驶性能要求，这个“轮胎之父”连想都没想过！他做这个东西，主要是为了安装在他的小儿子的自行车上。因为当时的自行车上安的都是实心轮子，在乡村的土路上骑行时，颠簸得非常厉害。邓洛普相信，用这个办法可以解决这个问题。

兽医动手搞发明，在当地成了一件奇闻。左邻右舍没少拿这件事开玩笑。可是，当邓洛普的小儿子骑着这种安了轮胎的自行车，夺得了学校比赛的冠军时，大家都惊呆了。不久以后，邓洛普也不再给牛、马、羊看病啦，而是开工厂专门生产轮胎。轮胎就这样走进了人类的生活。

最早的轮胎上没有任何条纹，也没有多少承受力和耐力。这些轮胎需要经常修补和调换，比加油还要频繁。1891年，一对名叫米其林的兄弟俩在法国做出了可以在汽车上使用的轮胎。四年后，他们开着自己设计的赛车，参加了一次汽车越野比赛，目的是对这种轮胎进行长距离测试。

在这次全程1122公里的比赛途中，他们共遇到事故50次，更换轮胎22只。历经艰辛，终于到达了终点。虽然他们的名次不佳，但很多司机都注意到了他们的轮胎便于更换。在这之后，米其林轮胎开始大量被应用于赛车和汽车，并成为世界最大的汽车轮胎厂商。

轮胎上的“运河”

如果你仔细观察，就会发现，汽车轮胎表面那些横竖斜直、纵横交叉的凹槽，就像一条条“运河”。它们不但可以增加轮胎与地面之间的摩擦力，而且还具有排水的功能。假如没有了这个“排水系统”，遇到雨天或路面积水，轮胎与路面之间就会形成一个“水楔子”。随着行车速度的增加，这个“水楔子”也会越来越“厚”，从而造成极其危险的打滑现象。如果这时踩刹车的话，汽车就会“打转”，危险也会随时降临。

为了防止出现上述打滑、失控现象，设计人员在轮胎表面设计了许多凹槽，而且它们的方向、宽窄都不一样。从理论上讲，汽车轮胎的凹槽越多，其排水性能越强；而汽车轮胎表面凸出来的地方越多，其承受力和耐力也越大。

所以，现在世界上新设计出来的汽车轮胎正在变得越来越宽。因为凹槽多了，凸面就会减少，这对汽车的耐受力是不利的。现在轮胎上的凹凸比例，一般被控制在4：6左右。这样就可以兼顾排水、防滑、承重等多种需要。

此外，汽车工程师还将轮胎内外侧的凹槽改为不对称设计：车胎外侧的凹槽少于内侧，而外侧的凸槽明显多于内侧。这种凹槽能把轮胎接触到的水引向汽车内侧，然后再斜着流至车后。而且可以使轮胎对路面的吸附力增强，加大汽车的抗离心力，开起来更稳，特别有利于汽车拐弯。

不过，这种设计导致了一个问题，那就是——安装轮胎的时候可以搞错前后，但绝对不能搞错左右，否则，一切就要倒过来啦！

“自控轮胎”

有一个经常被拿来考大家“脑筋急转弯”的问题：汽车的轮胎为什么是黑色的？因为从橡胶树里淌出来的天然橡胶都是乳白色的，就好像牛奶一样。

正确的答案是：因为轮胎中含有炭黑。其实最开始，人们生产的轮胎也都是乳白色的，那是因为大家还不知道把炭黑掺在橡胶中可以增强轮胎的耐磨性能和防滑性能。可以说，“加碳”是轮胎生产历史上的一次革命。从那以后，轮胎就都是“黑脸”的了。

随着时代的发展，全新的生产工艺又出现了：人们现在做轮胎，讲究的是“少加碳，多加沙”。也就是说，要在橡胶原料中掺进一定量的沙子，同时减少炭黑的比例。这是什么原理呢？

原来，这是一种由计算机技术控制的特殊工艺，沙子的成分基本就是硅。把硅掺进橡胶中，就可以制造出“随心所欲”的汽车轮胎来。

例如，在路面上有水的情况下，软性轮胎能将轮胎与路面之间的积水排除到最少的状态，使轮胎与路面达到最好的磨合。而路面干燥时，硬性的轮胎则更为理想。这样，轮胎是该硬还是该软，就成了一个两难的问题。

后来，工程师们发现，在行驶的过程中，轮胎中的橡胶分子根据不同的行驶速度，会出现不同频率的快速振荡。而硅在橡胶中的作用就是可以控制橡胶分子的振动频率。所以，用加了硅的橡胶就可以生产出奇妙的“自控轮胎”。这种轮胎可以根据车速和路况的不同，自动调节车胎由软变硬，或者由硬变软。

这种“自控轮胎”解决了许多互相矛盾的难题，是人类在汽车轮胎制造史上划时代的进步。而用加硅材料制造的轮胎，就不用总是一张“大黑脸”啦。它们也可以变得丰富多彩。将来的车主们可以随自己的喜好，为自己的爱车配上与车身颜色相匹配的彩色轮胎。

给轮胎穿上“钉鞋”

然而，无论什么先进的材料也解决不了轮胎在冰雪路面上的行驶问题。因为结了冰的道路实在是太滑了。除了用防滑链增加摩擦力之外，还有人做过一些更“酷”的尝试，比如给轮胎穿“钉鞋”。

这种往轮胎上安钉子的做法，早在20世纪初就有人尝试过。那时的做法是用一层布满钉子的铁皮包在轮胎外面。但很快人们就发现，这种“铁轮胎”不但压得地面上全是坑，而且还会影响轮胎的承重能力。最后只好放弃。

现在的带钉轮胎，仍然流行于加拿大、俄罗斯、挪威等冬季比较漫长、冰雪覆盖比较多的地区。虽然这种轮胎的防滑度确实是天下无敌，但仍然有利就有弊。首先它在积水路面上完全不防滑，极易发生危险；其次是钉子对路面的破坏能力还是不容小视，很多停车场都拒绝让“穿钉鞋”的车子入内。再有就是这些车行驶起来噪声特别大，铁钉和路面摩擦的动静尖锐刺耳。但在长年被冰雪“围困”的一些地方，给车“穿钉鞋”还是非常实用的。不少驾驶员都是自己动手，钻孔、粘合，将钉子安装在轮胎上。至于车子舒服不舒服，就只有它们自己知道啦！