在玩“极品飞车”等赛车类游戏时，我们想要追求风驰电掣的速度体验，却经常在起步或过弯时因轮胎打滑而失去控制。
在游戏中，轮胎打滑会使赛车丢失速度，严重时可能撞上护栏或与其他车辆发生碰撞导致成绩不佳。
在现实生活中，驾车时遇到路面湿滑或雨雪天气，也可能会出现轮胎打滑现象，对行车安全构成严重威胁。
为什么汽车在雨雪天气时容易打滑？轮胎的不同花纹与打滑现象之间有怎样的关系？让我们来了解一下，为了防止汽车打滑人们做了哪些努力。
认识轮胎
日常生活中，我们几乎每天都能见到汽车轮胎，但很少有人了解轮胎的各个组成部分。
汽车轮胎组成，图片来源车与轮目前，汽车大多使用有内胎的充气轮胎，这种轮胎包括外胎、内胎、垫带三大部分。其中外胎是轮胎的主体，由胎面、胎体和胎圈组成。胎面是外胎的外表层，由耐磨橡胶制成，包括胎冠、胎肩和胎侧三个部分。胎冠直接与路面接触，负责承受冲击与磨损并保护胎体免受机械损伤，具有较高的强度、弹性和耐磨性。为了增大轮胎的附着力，不同的轮胎胎冠制有不同的花纹。汽车为什么会打滑？主要是因为轮胎胎冠与地面的附着力减小。在水平路面上，如果附着力过小，汽车就会在自身惯性的作用下偏离车道。在湿滑的道路上，地面不能提供足够的摩擦力，如果轮胎出现较大程度的原地空转，车辆就会打滑，不能前进。如果在坡道路段，汽车就会由于摩擦力不够而后滑。
雨天行车: 水膜造成车轮滑水
当汽车在有积水的路面上高速行驶时，地面积水会在轮胎和地面之间形成一层水膜。这层水膜使得汽车轮胎与地面的接触面积变小。
当车速过快或者水面上升的情况下，汽车轮胎可能会无法接触地面，从而导致车轮空转，发生轮胎滑水现象。
汽车轮胎滑水，图片来源国家应急广播网科普视频在下雨天驾驶汽车（特别是在高速公路行驶时），需要格外注意轮胎滑水现象。当发生轮胎滑水时，汽车方向盘、油门与刹车均可能失去控制，对行车安全造成很大威胁。
轮胎花纹如何防止滑水现象
要减小恶劣天气造成的车辆打滑现象，就必须增大轮胎与地面之间的摩擦力，这时，轮胎胎冠上的花纹就派上用场了。
这些花纹是汽车直接与路面接触的部位，其主要作用就是增加胎面与路面间的摩擦力，防止轮胎打滑。
我们经常看到轮胎表面有着横竖斜直、纵横交叉的凹槽，它们就像一条条“运河”，汽车轮胎排水性能的好坏就是依靠这些凹槽。
理论上来讲，汽车轮胎的凹槽越多，轮胎的排水性能就越强。为了防止轮胎滑水，有些轮胎会在胎面中间部分设置宽大的排水沟，让轮胎与路面之间形成较大的排水空间。在汽车行驶的过程中，轮胎将集中到胎面中间的积水大量抛出。
还有一些轮胎在胎面上设计了弯曲的弧形侧沟，利用轮胎的弹性将水挤压往侧边，实现轮胎排水功能。
雪天行车: 冰雪路面轮胎打滑
汽车在结冰的路面上行驶，在轮胎压力和温度的作用下很容易使冰融化形成水膜，引起轮胎打滑。
图片来源汽车实验室
而且，雪填充进入轮胎花纹沟，会在压力作用下形成雪柱，这种雪柱往往结构松散，当轮胎转动时，花纹沟上附着的雪柱很容易被切断，从而减少轮胎驱动力，导致轮胎打滑。
另外，冰雪路面看似很平坦，实际上却凹凸不平，胎面较硬的轮胎不能与路面充分接触，摩擦力大大降低，也容易造成打滑。
冰雪路面如何防滑
在冬季，我们经常会遇到冰冻或大雪天气，为了降低恶劣天气对车辆打滑的影响，许多驾驶员会给汽车装上防滑链，增大轮胎与地面的摩擦力，防止汽车打滑，降低事故发生率。
防滑链一般是由钢链或橡胶链制成，实用性很强。防滑链的防滑原理是把车辆重力集中到铁链的几个点上，通过产生巨大的压强，轧透冰雪层直达路面，从而增大摩擦力防止打滑。由于钢制防滑链对路面和轮胎的损害较大，其使用频率正在逐渐降低，取而代之的是橡胶防滑链或者冬季防滑轮胎。
在雪地上，轮胎花纹沟与胎面中心线间的角度越大，纵向摩擦系数越大。理论上来讲，角度接近直角时纵向摩擦系数最大，但防滑轮胎不仅要具有优异的防纵向打滑能力，还要有防横向打滑的能力，因此防滑轮胎大多采用45度左右的花纹沟。
轮胎胎面花纹沟越深，充雪量越大，越有利于雪地行驶，因此防滑轮胎的沟深界限会比普通轮胎更深。
在花纹沟的宽度相同的情况下，花纹凸块细窄有利于提升轮胎附着力，所以防滑轮胎多采用细窄的花纹凸块。
因为防滑轮胎依靠胎面的花纹沟来发挥防滑效果，随着胎面花纹的磨损，防滑效果会逐渐降低，当花纹凸块磨损至50%时，就失去了防滑效果。所以在使用防滑轮胎时，要多加检查轮胎的磨损情况。
通过对汽车轮胎构造和不同花纹对地面附着力差异知识的了解，我们在日常生活中合理选择轮胎，提高行车安全。
同理，在赛车游戏中根据不同赛道的路面情况，选择不同的轮胎进行游戏，更容易取得好成绩哦。
审核专家：吴宝俊，理论物理学博士。
