轮胎花纹的创新设计

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1、轮胎花纹的创新设计201004302xxxxx1问题背景众所周知，车辆是靠车轮与地面产生摩擦力来行驶的。当车辆在潮湿或泥泞的路面上行驶吋，如果车轮轮胎没有花纹，它与地血的摩擦力就很小，容易出现打滑现象。绝大多数汽车轮胎胎面都不是光滑的，其胎面有各式各样凹凸不平的花纹，这是为了增加车轮与地面的摩擦力，保证行车安全。影响胎面花纹作用的因素较多，但起主要作用是花纹型式和花纹深度，因此，轮胎胎面花纹值得关注。2问题描述现在市场上的轮胎花纹主要有以下几种，如图1所示，各种轮胎花纹的优缺点比较如表1所示。a）纵向花纹轮胎b）横向花纹轮胎c）纵横混合花纹轮胎示意图d）越野花纹轮胎图表1市场主流

2、轮胎花纹优缺点比较图号名称优点缺点图la)纵向花纹轮胎1、这种花纹操纵稳定性优良，转动抵抗小，不容易横向滑移。2、行驶中滚动阻力小，因此与地面摩擦力小，具冇较好的行驶导向性，很适宜于高速行驶。3、排水性能优异，在湿滑路面不易打滑，行驶中的噪音也较小。1、纵向花纹轮胎的制动性能显得和対较弱2、驱动力不如其他花纹的轮胎3、不适合于沙子路等状况较差的道路。图lb)横向花纹轮胎轮胎与地面接触面积增大，无论是制动力、驱动力都表现较出色。1、排水性差。2、轮胎散热效果不好3、横向花纹轮胎在增大地面接触面积的同时，也增大了噪音4、在车辆操控灵活性方面显然比不上纵向花纹轮胎。图lc)纵横混合花纹

3、轮胎1、吸收了纵向花纹排水性能好、噪声小的优点。2.比纯粹的纵向花纹具有更好的驱动力、制动力表现会产生异常的磨损图Id)越野花纹轮胎越野花纹是专门为适应干、湿、崎岖山路和泥泞、沙路而设计的花纹。由于花纹的接触压力大，滚动阻力大，所以不适合在良好硬路而上长吋间行驶。否则，将加重轮胎磨损，增加燃油消耗，汽车行驶震动也比较厉害。3运用的创新方法针对现在市场上的各式轮胎花纹都有着这样或者那样的问题，下而我就运用TRIZ理论的方法来对拖把进行一次创新设计，争取想出一款功能更加完善，使用更加方便的新型轮胎花纹！4问题分析与解决方案4.1解决驱动力和制动力不足的问题改善的技术特性参数：10#力

4、一一增加车轮与地面的摩擦力，保证行车安全；27#可靠性一一使轮胎内侧可以源源不断地提供支撑力。恶化的技术特性参数：36#装置的复杂性一一要增加驱动力和制动力必然使得轮胎花纹较普通轮胎而言更加复杂。查冲突解矩阵可知使用的解决原理是：19,1,35；13,35,1,如表2所示。表2驱动力和制动力不足问题解决方案原理编号内容可能的解决方案19周期性作用原理1变持续性作用为周期性（脉冲）作用2如果作用己经是周期性的，就改变其频率3在脉冲中嵌套其他作用以达到其他效率35改变参数1改变物体的物理状态2改变物体的浓度、粘度3改变物体的柔性4改变物体的温度或体积等参数1分割原理1把一个物体分成相

5、互独立的部分2把物体分成容易组装和拆卸的部分3提高物体的可分性13逆向作用1用与原來相反的动作达到和同的忖的2让物体可动部分不动，而让不动部分可动3让物体（或过程）倒过来采取的解决方案：利用35#采用非对称的沟纹边缘角度，就像水坝一样，较缓的外侧斜面可支撑和稳固轮胎内侧，使轮胎内侧可以源源不断地提供支撑力。这种轮胎的花纹与轮胎周向一致，呈一条或多条连续的圆圈。这种轮胎拥有良好的车头指向性以及排水性能，高速行驶时噪音控制很好，并且受摩擦力所带来向前的阻力也相对小很多。因此纵向花纹轮胎可以提供极好的运动操控性。也可釆用块状花纹，其轮胎花纹呈块状排列，当车辆行驶在雪地或泥泞地面吋，花纹

6、深嵌入雪地或泥泞中，车辆借此产生驱动力。4.2解决轮胎散热性不好的问题改善的技术特性参数：31#物体产生的有害因素一一使得胎温升高。恶化的技术特性参数：36#装置的复杂性一一其形状必将更加的复杂。查冲突解矩阵可知使用的解决原理是:19,1,31,如表3所示。表3轮胎散热性不好的问题解决方案原理编号内容可能的解决方案19周期性作用1变持续性作用为周期性（脉冲）作用2如果作用已经是周期性的，就改变其频率3在脉冲中嵌套其他作用以达到其他效率1分割1把一个物体分成相互独立的部分2把物体分成容易组装和拆卸的部分3提高物体的可分性31多孔材料1使物体多空或加入多孔物体2利用物体的多孔结构引入

7、有用的物质和功能采取的解决方案：利用31#多孔材料中在胎面中部添加方向各异或以纵向为主的窄花纹沟槽，而在两侧则以方向各异或以横向为主的宽花纹沟槽。这样的花纹搭配使混合花纹的综合性能好，散热性更好，适应能力强。4.3解决越野花纹轮胎不适合在良好硬路面上长时间行驶的问题改善的技术特性参数：35#适用性及多样性。恶化的技术特性参数：36#轮胎花纹的可靠性。查冲突解矩阵可知使用的解决原理是：35,30,34,2,如表4所示。表4越野花纹轮胎不适合在良好硬路面上长时间行驶的问题解决方案原理