轮胎花纹的创新设计
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轮胎花纹的创新设计
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1
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
驶时，
如果车轮轮胎没有花纹，
它与地面的
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
市场主流轮胎花纹优缺点比较
图号
名称
优点
缺点
1
、
这种花
纹操纵稳定性优良，
1
、纵向花纹轮胎的制动性能显得相对较弱
2
、驱动力不如其他花纹的轮胎
转动抵抗小，
不容易横向滑
3
、不适合于沙子路等状况较差的道路。
移。
2
、
行驶中
滚动阻力小，
因此与
图
1a)
纵
向
花
纹
轮
胎
地面摩擦力小，<
/p>
具有较好的
行驶导向性，
很适宜于高速<
/p>
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
、
排水性差。
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
。
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。
< br>纵
横
混
合
花
纹轮胎
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
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
。
会产生异常的磨损
图
1b)
横
向
花
纹
轮
胎<
/p>
图
1c)
图
1d)
越
野
花
纹
轮
胎<
/p>
由于花纹的接触压力大，
滚动阻力大，
所以不
适合在良好硬路面上长时间行驶。
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，下面我就运用
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——增加车轮与地面的摩擦力，
保证行车安全；
27#
可靠性
——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——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
19
内容
周期性作用
原理
可能的解决方案
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