技术如何开启全地形轮胎的新时代

俗话说，生命来得很快。几个月前，我妻子开着我们那辆值得信赖的 2007 款福特探险者下班回家，对面驶来的一名司机在驾驶时睡着了，直接撞上了迎面驶来的车流。虽然她幸运地避免了任何持久的伤害，但我们那辆坚固的 SUV 就没那么幸运了。

在二手车市场特别动荡的时期，我们突然发现自己需要更换轮胎。为了坚持使用已知数量，我们设法找到了一辆符合要求的 2008 款 Explorer。但在将我们最新的购置物送去维修之前，我们把它带到了我们的机械师那里，他指出，尽管胎面花纹还很多，但八年前的全季轮胎早已过了有效期。

注意到这款 Explorer 配备了合适的四轮驱动系统，我们决定查看工厂尺寸的全地形轮胎有哪些选择，而这次搜索让我们找到了 Cooper Discoverer Road+Trail AT。作为广受欢迎的 Discoverer AT3 4S 的后续产品，Road+Trail AT 旨在应对崎岖不平的路况，同时又不影响其公路性能。虽然我在脑海中想象了冬季去山上旅行和在越野公园短途旅行的场景，但现实情况是，与大多数全地形车一样，这款 SUV 的大部分时间都将在铺装路面上行驶。

不久前，选择厚重的全地形轮胎会导致道路噪音过大、转向不稳和日常使用中操控性下降。但正如我从测试 Ram 1500 TRX 和 Ringbrothers 1970 Chevy K5 Blazer 等车辆中了解到的那样，轮胎制造商近年来在这些方面取得了重大进展，我很高兴地发现 Cooper Discoverer Road+Trail AT 并没有逆转这一趋势。事实上，在我们安装新轮胎后，Explorer 的道路表现实际上有所改善，与它们所取代的温和得多的全季节轮胎相比，道路噪音并没有明显增加。

这让我想知道是什么推动了轮胎设计的进步，所以我联系了 Cooper Tire，他们又让我联系了 Jenny Paige。Paige 现在是 Cooper 母公司固特异的北美产品营销总监，在之前的职位上负责 Discoverer Road+Trail AT 的开发，并慷慨地同意谈论该项目。她说，虽然近年来各种不同的因素使得 Cooper 等制造商在轮胎设计上取得了巨大进步，但有几项进步已被证明是突出的。

“我们在轮胎开发过程中使用的计算机建模方面取得了重大进展，这使我们能够在实际制造任何原型之前对轮胎设计进行更细微的变化。例如，如果你看一下 Discoverer Road+Trail 的胎面花纹，它似乎在轮胎圆周上重复，但实际上组成花纹的胎面凸块的大小和形状会略有不同。我们这样做的一个重要原因是，气流对轮胎产生的路面噪音有很大影响，尤其是全地形轮胎。通过计算机建模优化胎面凸块的形状和尺寸，我们可以搅动通过这些凸块的空气，从而打破湍流并防止声波积聚。”

她还解释说，开发像 Discoverer Road+Trail 这样的全地形轮胎的挑战之一在于它需要在多方面标准中表现良好，而其中一些标准是截然相反的。

“轮胎胎面胶料中融入了令人难以置信的化学成分——这不仅仅是挑选原材料来混合以制造胎面橡胶，还包括我们将它们混合在一起的方式。这不是消费者可以看到的东西；这是轮胎设计的‘秘密武器’。例如，这款轮胎带有三峰山雪花标志，这意味着它符合美国轮胎制造商协会对严酷冬季条件的要求。为了在这些条件下获得牵引力，轮胎胶料需要柔软，这样当温度下降时，胶料才能保持柔软。典型的全季节胶料在寒冷时往往会变硬，因此在道路上会变得非常滑。但由于这是一款全地形轮胎，胶料还必须坚固耐用，能够承受不平坦的地形、岩石和其他障碍物。因此，我们的工程师的诀窍是找到胶料在两种情况下都能表现良好的‘最佳点’。”

尽管复合材料也会影响轮胎在正常天气条件下的表现，但佩奇告诉我，胎侧的设计对车辆在道路上直行的能力起着更大的作用。不过，虽然坚硬的胎侧可以减少转向失控，但也会对乘坐质量产生负面影响，因此工程师们的任务也是找到平衡点。

“请记住，轮胎内部有许多不同类型的橡胶——尤其是胎侧较低、靠近轮胎与车轮接触的地方。该区域有一些非常坚硬的化合物，有助于提供跟踪和响应能力。但在寻找最佳平衡点时，我们还必须注意乘坐质量。没有一种轮胎可以毫不妥协地完成所有任务，因此对我们来说，重要的是要充分了解潜在客户对我们正在开发的轮胎的优先考虑事项。”

虽然计算机建模已成为轮胎开发的重要组成部分，但真实测试仍然是该过程的重要组成部分。随着 Cooper 完善设计，原型版本在该公司位于德克萨斯州圣安吉洛的测试跑道以及其他可以重现极端条件的设施中生产和评估。

收集到的数据可以将轮胎原型设计送回建模实验室进行进一步调整，或者在专有设备上进行额外的实验室测试，以测量耐磨性和抗拉强度等属性。虽然改进通常很微妙，但这一过程的最终结果是轮胎性能更好、更耐用，最终更安全。