车轮为什么是圆形的_车轮的知识科普

我们每天都开车、坐车，对开车可谓驾轻就熟，可是汽车上还有很多不起眼的小功能、零部件并非我们所熟知。比如轮胎。

虽然轮胎是一个再普通不过的汽车零部件，可它还是充满了很多奥秘， 比如为什么它是圆的。那么这次车突突就盘点一些汽车轮胎方面的冷知识。

为什么轮胎是圆的

先排除安装难易的问题，首先来说说为什么圆形车轮才能让汽车平稳运行。

如图黑色部分，A、B表示车轮边缘上的两点，O表示车轮的轴心，那么就有：

OA的长度=OB的长度

而以C为车轮边缘上的任意一点，要是满足车轮能平稳滚动的话，应该满足：OC=OA。

要是轮胎不是圆形的会产生怎样的后果呢？

从图上蓝色部分来看，OC的长度与OA不同，所以在滚动过程中轮胎轴心就会上下跳动。想想看，如果骑着一个方形轮胎的自行车，会是怎样一种体验？

为什么汽车轮胎标号末尾都是5？

我们都知道汽车轮胎的编号通常是205/45 R17这样的格式，其中205这个数字代表汽车轮胎断面宽度位205mm。常见汽车轮胎宽度从小型车的165、185、195，再到中型车乃至大型车用的225、245、275，可是问题来了，为什么汽车轮胎宽度都是以5结束？

在设计和制造轮胎的时候，需要考虑的因素非常多，其中非常重要的一点是满足车型适配与遵循行业标准。

这就好比电脑的USB接口一样，是一个硬性的尺寸标准。虽然可以被设计成不同的形状与造型，但最终他们都能满足插入和兼容各种电脑的USB接口，并读取或者写入数据。

轮胎的宽度并不是一开始就预设好的，每家制造商都有自己的标准，不过为了满足不同汽车厂商的要求，轮胎制造商根据汽车厂商需求，满足在一个尺寸范围内的最小抓地力、最大速度、最大承载力、成本等条件，最后渐渐发展成为了国际标准。

其实，他们的宽度并不全是205mm，也可能是203mm、204mm或者是206mm，可要是用这些不同的数据来标注他们的型号，那么轮胎的种类就会非常繁多。因为大多尾数都接近5，这个标准就折中取了个5。通过下表就可以发现，很多轮胎实际宽度并非是以5结尾。

所以你看，工程师有时候并非我们想象中的那么勤劳！

接触面越大摩擦力越大，为什么轮胎还要有花纹？

学过物理的人都知道，接触面越大，摩擦力越大。在胎面上抠出花纹来，接触面积变小了，抓地力会变差，那为什么还要抠呢？

其实这是一个综合性的问题。第一，轮胎和地面并非是刚性的，在接触时会产生变形、相互咬合，这样汽车就不仅仅依赖于轮胎和路面之间的摩擦力，还有相互之间的推力，就像齿轮一样。

第二，我们买了车不可能只在晴天时驾驶，还要面对雨雪、泥地等，如果没有花纹，就会产生打滑的现象。试想，如果没有花纹的轮胎在雨后的路面行驶，就会像···

为什么轮胎是黑色的？

关于轮胎为什么是黑色的，车图腾曾发布过一篇文章：终于知道汽车轮胎为什么都是黑色的了｜涨姿势进行过解读。

其实，汽车工业最开始的时候存在很多其他颜色的轮胎，比如白色。这是由于轮胎生产时加入的添加剂不固定，导致轮胎的颜色有很多，但是耐久性和抗老化能力很差。为了提高轮胎的耐用性，科学家想到了碳元素与碳氢化合物高温凝聚的工艺，使得抗老化等性能大大提高，只是炭黑的存在，导致轮胎呈黑色，就像包公一样。

在之后的很多年，很多轮胎公司为了显示自己的身份地位不同，也研制了很多加入其他添加剂使轮胎颜色不同的方法，但是时间长了颜色会掉，会老化变色，成本也会提高很多。所以黑色轮胎一直占据着轮胎生产线的主导地位。

为什么汽车轮胎看起来是倒着转？

其实这并非一个运动学问题，而是光学问题。因为人眼对图像的捕捉速度没有那么快，如果所看的画面的帧速率高于10-12 FPS的时候，就人眼就会傻傻分不清，从而认为图像是连续的。

画一个简单的图来直观感受一下：

假如轮胎每秒旋转1.2圈，同时人眼每秒只能捕捉一次图像，那么每次看到红线的时候，都会误认为是在往前转，从而感觉轮胎在向前旋转。

而假如轮胎再快点，每秒旋转1.8圈，那么每次看到红线的时候，就会误以为是轮胎在往后旋转。

其实，在相同车速的情况下，轮胎的尺寸、轮辐数量也会影响这种视觉效果，一般来说，车速越高，越会造成这种视觉假象，所以有时候我们在路上看到很多车的车轮似乎是在快速倒退，其实很可能是它在快速向前飞奔。