利用轮胎的沟纹减小噪声

橡胶轮胎也会产生噪声。橡胶柔软、有弹力，即使叩击也不会发出声音，但用橡胶底的帆布鞋叩击地面时就会发出声音。慢跑时我们会听到“啪嗒啪嗒”的脚步声。走路时没有声音的帆布鞋，也会在慢跑时发出声音。汽车的轮胎也是如此，低速行驶时几乎没有声音，而随着速度的提高就会发出声音。

轮胎的噪声是由轮胎触地面上矩形的块和沟引起的。顺便说一下，在晴天使用的赛车专用的光头轮胎（Slick Tire，在英语中是光滑的轮胎的意思）上没有花纹沟，因此噪声也小。

轮胎转动时，轮胎上的块会叩击地面。如果你觉得转动中的轮胎叩击路面有些难以想象，可以看一下图6.1。图中的曲线叫做摆线，用于表示轮胎外圈上的某一点是如何随轮胎的转动发生变化的。看一下摆线，你就能明白轮胎上的点是如何从上方叩击路面的了。也就是说，轮胎也是靠强烈叩击路面来与地面接触的。这样一来，你就能理解轮胎为何发出声音了吧。

图6.1 轮胎的摆线

观察轮胎上的某一个点，画出其强烈叩击路面的曲线。

并且在轮胎外圈的触地面上，还并排着因花纹沟鼓起的各式各样的橡胶块（照片6.1）。在讲摆线时所说的轮胎外圈的某一点，就在橡胶块上。你可以想象一下橡胶块与路面相接触，即叩击路面的情景。

照片6.1 轮胎的沟纹

照片由普利司通[20]提供

由于橡胶块是并排成一排的，叩击的时间相同，产生的噪声也会很大。因此，错开橡胶块的位置，使其触地时间变得不同，就能起到减小噪声的作用（图6.2）。

图6.2 几种轮胎的沟纹

轮胎表面的沟纹不同，支撑力和噪声就会不同。在实际决定轮胎沟纹的过程中，要考虑到这些因素。

橡胶块越大，产生的噪声就越大。就像用手掌敲击大鼓时鼓声较大，而用指头敲击时鼓声就很小一样。也就是说，为了减小轮胎的噪声，可以减小轮胎触地面上橡胶块的面积，同时错开它们之间的位置。

如果将橡胶块改成尖头的、朝向轮胎前进方向的菱形，就能进一步减小噪声。这是因为最先与路面接触的是菱形凸出一端的面积较小的部分，因而能够起到抑制噪声的作用。

我们把轮胎触地面上的橡胶块称为花纹块，将花纹块的形式称为沟纹（图6.2）。改变沟纹能够减小噪声。公认的较为安静的轮胎沟纹（照片6.1）多采用小小的尖头的花纹块。

但有的轮胎的沟纹花纹块比较大。这是为什么呢？

是为了增大抓地力。小的花纹块支撑力也小，就像脚大的人比脚小的人站得稳一样。

当搭载着大马力发动机的汽车猛然加速时，以及当跑车等底盘低的汽车突然转向时，轮胎必须能够抵抗强大的加速力和离心力。这时就要用到花纹块较大的轮胎了。在这种情况下，就需要忍受一些噪声，优先增加轮胎的抓地力了。

但是最近，有的高级小客车也具备了像跑车一样能够快速行驶的性能。安全地快速行驶需要花纹块较大的轮胎，但高级汽车又不允许轮胎的噪声过大。因此，如何制造出抓地力大但噪声小的轮胎，就成为了轮胎生产商们的竞争焦点。