當(dāng)前位置:汽車配件110網(wǎng) >> 汽修百科 >> 汽車改裝技術(shù) >> “輪胎抓地力”體驗(yàn)極限駕駛的樂(lè)趣 |
極限駕駛的樂(lè)趣很大程度上來(lái)自絕佳的操控表現(xiàn),而車輛抓地性的改善是提高操控性的基本方向。增加抓地性目的無(wú)非是為了提高過(guò)彎的速度(Conering Speed)、減少剎車距離、減少加速時(shí)的打滑現(xiàn)象。車子和路面接觸的地方唯有輪胎,所有的性能都是經(jīng)由輪胎來(lái)發(fā)揮和達(dá)成,為了提高操控性能和駕駛樂(lè)趣,我們針對(duì)底盤(pán)懸掛系統(tǒng)所作的種種改良和設(shè)定,無(wú)非是要增加輪胎的接地面積(Tire Contact Patch),提高車子的抓地表現(xiàn)。 增加輪胎的抓地性有幾種方法: 一、增加輪胎和地面的摩擦力 要增加輪胎和地面的摩擦力有兩種方法可達(dá)成這個(gè)目的。第一是增加路面的摩擦系的,所謂“摩擦系數(shù)”是路面所能提供對(duì)輪胎的抓附能力,摩擦系數(shù)越大抓附力越大。柏油路面、水泥路面、砂石路面各有不同的摩擦系數(shù)。所能提供對(duì)輪胎抓附力也各有不同。 其次是增加輪胎本身的摩擦系數(shù),這可由選擇較軟的輪胎來(lái)達(dá)成。較軟的輪胎可提供較強(qiáng)的抓地力,但是相對(duì)的磨損也較快。這里所謂“軟的輪胎”指的是輪胎胎面的橡膠材質(zhì)較軟,如果和高扁平比輪胎和胎壓不足所造成行路性較軟、較舒適聯(lián)想在一起那就大錯(cuò)特錯(cuò)! 二、增加輪胎接地面積 要增加輪胎和路面接觸的面積,最簡(jiǎn)單的方法就是換上較寬的輪胎,再來(lái)就是選用胎紋較少的輪胎,如此可增加輪胎與地面實(shí)際的接觸面積,但是卻也會(huì)影響在濕滑路面抓地表現(xiàn)。最后也是最重要的就是在既定的接地面積下,經(jīng)由正確的輪胎胎壓及懸吊的精確調(diào)校把輪胎的潛力完全發(fā)揮。輪胎的接地面積即使是行駛在平坦的直路都會(huì)小于靜止時(shí),行經(jīng)不平路面或是過(guò)彎時(shí)更會(huì)因?yàn)樯舷碌奶鴦?dòng)或是側(cè)向的受力,而造成接地面積的大幅減少,甚至懸空。懸吊的改良最終的目的就是隨時(shí)把輪胎盡可能的保持與地面接觸,尤其是在過(guò)彎或是行經(jīng)不平路面時(shí)。 三、增加輪胎的垂直荷重 輪胎的垂直荷重是車輛本身施予輪胎的重量加上空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)所產(chǎn)生的下壓力的總和。輪胎的橡皮會(huì)因?yàn)榇怪焙芍氐脑黾佣c地面更緊密的接觸,輪胎的抓地性能也得以更充分的發(fā)揮。有別于大家所認(rèn)知的,增加輪胎的垂直荷重并不會(huì)增加輪胎的接地面積,至少在現(xiàn)代的高性能胎和賽車用輪胎幾乎都是如此,增加垂直荷重所提高的是輪胎接地面積內(nèi),每一單位面積內(nèi)橡膠分子和地面的附著力。在接地面積不變的情況下,輪胎抓地性的增加是由于對(duì)橡膠分子所施的壓力增加。我們可以做個(gè)小實(shí)驗(yàn):在一個(gè)光滑平面上移動(dòng)橡皮擦,在橡皮擦上方?jīng)]有施加壓力的情況下我們可以很輕易的自由移動(dòng)橡皮擦,當(dāng)我們壓著橡皮擦?xí)r,要移動(dòng)它就變得比較不容易,壓的力量越大橡皮所產(chǎn)生的附著力就越強(qiáng),也就是抓地性越好。 輪胎的垂直荷重似乎可由增加車重來(lái)達(dá)成,雖然這可增加輪胎的抓地性,但是由于輪胎承受來(lái)自車重的負(fù)荷也增加,所以過(guò)彎速度、剎車距離、加速表現(xiàn)都不會(huì)有所改善。事實(shí)上整體的性能表現(xiàn)反而會(huì)因?yàn)檐囍氐脑黾佣儔摹R诓黄茐恼w性能表現(xiàn)的情況下提高輪胎的垂直荷重,唯一的途徑就是經(jīng)由車身空氣動(dòng)學(xué)的設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)成。 本文導(dǎo)航
空氣動(dòng)力學(xué)所的下壓力(Aerodynamic Downforce) 空氣動(dòng)力學(xué)對(duì)車身所產(chǎn)生的下壓力(Downforce)也會(huì)增加輪胎接地面積的垂直負(fù)荷。對(duì)一般的道路用車來(lái)說(shuō)并不需要很在意空氣動(dòng)力學(xué)所產(chǎn)生的下壓力,但是對(duì)于任何比賽車種而言這卻是必須去仔細(xì)考慮的問(wèn)題?樟ο聣毫Φ暮锰幨侵粫(huì)增加輪胎接地面積的垂直負(fù)荷卻不會(huì)增加車重。由于車重不變輪胎不用負(fù)擔(dān)額外的慣性和離心力,加上輪胎抓地性的提高,所以過(guò)彎速度得以提高。同時(shí)剎車和加速時(shí)的抓地性也會(huì)獲得提升。這也是為什么這二十幾年來(lái)賽車工程師對(duì)于尾翼、車身空力組件和地面效應(yīng)持續(xù)不斷的進(jìn)行研究、發(fā)展與改進(jìn)?樟π(yīng)包含了車身下壓力、車身?yè)P(yáng)升力和行進(jìn)阻力,這三個(gè)力量是伴隨發(fā)生的,而且所產(chǎn)生的力量是和車速成平方正比,也就是速度提高為2倍時(shí)空力效應(yīng)會(huì)增為4倍。這也說(shuō)明了為什么空力效應(yīng)只有在高速時(shí)才會(huì)變得明顯。 對(duì)一部針對(duì)比賽而生產(chǎn)的廠車來(lái)說(shuō),改善操控性的重要關(guān)鍵除了底盤(pán)懸吊的改良調(diào)校以外,其次就是就是空力特性的改良。要改良車身的空力特性,最重要的就是要減少高速流動(dòng)的空氣對(duì)車身產(chǎn)生的揚(yáng)升力,因?yàn)閾P(yáng)力會(huì)減少輪胎的垂直荷重,破壞抓地性。目前的ITC、BTCC、JTCC等房車賽參賽車種車尾都有擾流尾翼的設(shè)計(jì),最主要的的作用就是在減少車身的揚(yáng)力并產(chǎn)生些許的下壓力。此外前擾流和車側(cè)裙角也可減少進(jìn)入車底的氣流,減少車底氣流對(duì)車尾產(chǎn)生的揚(yáng)力。由于產(chǎn)生下壓力和改變氣流的同時(shí)都會(huì)伴隨產(chǎn)生行車阻力,所以改善車身空力特性的另一個(gè)重要課題就是要在伴隨發(fā)生的壓力、揚(yáng)力、阻力三種力量間取的協(xié)調(diào)、均衡與折沖。 胎壓對(duì)抓地性的影響 胎壓對(duì)抓地性的影響可能遠(yuǎn)超乎你的想像,胎壓并不會(huì)直接影響橡膠分子和地面的附著力,但卻會(huì)影響輪胎接地面內(nèi)有多少橡膠分子實(shí)際與地面接觸。對(duì)一部有既定輪胎、車重的車來(lái)說(shuō)正確的胎壓只有一種。事實(shí)上這個(gè)正確的胎壓是被局限在一個(gè)很小的范圍,大概只有±1.5psi。假如胎壓超出這個(gè)范圍,輪胎的接地面會(huì)變形,以致無(wú)法完全緊貼路面。也就是說(shuō)輪胎接地面內(nèi)的實(shí)際接地的橡膠分子數(shù)目會(huì)比較少。如果胎壓太高,會(huì)造成輪胎邊緣兩側(cè)無(wú)法完全貼地,接地面積自然跟著變小,接地面較小的情況下卻有同樣的負(fù)荷,當(dāng)然性能表現(xiàn)要打折扣。假如胎壓不足,表面上看來(lái)輪胎接地面積似乎并沒(méi)有減少,甚至有人認(rèn)為是增加了,實(shí)際上雖然輪胎兩側(cè)依然緊密的貼地,但由于胎壓的不足使得胎面中間的橡膠分子無(wú)法緊貼路面,造成的結(jié)果就和胎壓過(guò)高一樣。這也可說(shuō)明有人的輪胎使用了一段時(shí)間以后,出現(xiàn)中間或兩側(cè)磨損比較嚴(yán)重的情況,就是長(zhǎng)期胎壓過(guò)高或不足所造成的。 扁平比對(duì)抓地性的影響 輪胎的扁平比就是胎壁高度與輪胎寬度的比例。扁平比對(duì)抓地性的直接影響并不大,但是對(duì)輪胎的滑移角(Slip Angle)有影響,扁平比較低的輪胎在相同的負(fù)荷情況下會(huì)有較小的滑移角,在輪胎寬度不改變的情況下,只改變前兩輪或后兩輪的扁平比,會(huì)因?yàn)榍昂筝喕平堑牟煌共倏氐钠胶猱a(chǎn)生變化。 輪圈尺寸和輪胎的抓地性 輪圈的直徑大小和輪胎的抓地性并無(wú)直接的關(guān)系,但是如果配合輪胎扁平比的降低而加大輪圈的直徑卻可增加輪胎的接地面積,同時(shí)也影響了行路舒適性和輪胎的轉(zhuǎn)向反應(yīng)。對(duì)一條輪胎來(lái)說(shuō),太寬的輪圈會(huì)讓胎唇無(wú)法與輪圈緊密的結(jié)合,同理用了太窄的輪圈也會(huì)有同樣的結(jié)果。輪胎制造商都會(huì)為每一條胎設(shè)定一個(gè)所適用輪圈寬度的范圍,超出了這個(gè)范圍將會(huì)對(duì)行車安全造成莫大的威脅。 輪圈的寬度會(huì)對(duì)輪胎接地面的輪廓會(huì)有直接的影響,如果輪圈太窄,輪胎就會(huì)變得“鼓鼓的”,會(huì)減少輪胎邊緣的貼地性。反之如果輪圈太寬,則輪胎中間部份的貼地性就會(huì)減低。從實(shí)際的測(cè)試結(jié)果告訴我們,采用輪胎公司所建議寬度上限的輪圈,可讓輪胎的性能充分的發(fā)揮。假如你是因?yàn)轭A(yù)算、比賽規(guī)則或是其他原因的限制限制了輪圈的寬度,那么我們建議你使用這個(gè)輪圈寬度所能使用的最小尺寸的輪胎,如此所獲得的實(shí)際輪胎接地面積會(huì)是最大。不但可增加過(guò)彎速度、減少輪胎的磨損,更可容許采用對(duì)整體性能表現(xiàn)更佳的懸吊設(shè)定。雖然有很多市售胎由于采用較硬的胎壁設(shè)計(jì),所以喪失了對(duì)于不適用輪圈的敏感度,但是對(duì)于高性能的輪胎來(lái)說(shuō),對(duì)輪圈寬度的敏感性依然存在。 輪胎的材質(zhì)和抓地性 輪胎所使用的橡膠材質(zhì)對(duì)輪胎的抓地性有著決定性的影響。膠質(zhì)軟的摩擦系數(shù)就高,橡膠分子也對(duì)地面有更佳的附著力,整體的抓地性將會(huì)提升。但這只有在輪胎還沒(méi)有過(guò)熱時(shí)才成立,因?yàn)椴煌妮喬ザ加胁煌墓ぷ鳒囟确秶,和最佳的工作溫度。軟質(zhì)的輪胎雖有較佳的抓地性但是磨損也比較快,因此在賽車場(chǎng)上輪胎材質(zhì)的選用真可說(shuō)是一門(mén)藝術(shù),不但要考慮抓地力還要考慮輪胎的過(guò)熱臨界點(diǎn),更要考慮磨損。對(duì)越野賽來(lái)說(shuō),在泥沙路面使用越軟的材質(zhì)通?傻玫阶羁斓乃俣龋窃诎赜、水泥這種硬質(zhì)路面來(lái)說(shuō),磨損又是個(gè)令人頭痛的問(wèn)題。材質(zhì)的選擇必須考慮輪胎的荷重、工作溫度以及磨損。對(duì)一般道路用胎來(lái)說(shuō),通常會(huì)選用較硬的材質(zhì)是必須的,一方面是為了高速公路上的需要一方面是為了輪胎壽命的考量。 輪胎與行路性的關(guān)系 輪胎對(duì)行路性有著重要的影響。他和彈簧的任務(wù)有許多相同之處,輪胎扮演著吸收小振動(dòng)的角色。太高的胎壓或是較硬的胎壁設(shè)計(jì)都會(huì)使行路舒適性變得粗糙。要改善低扁平比輪胎舒適性不佳的唯一方法就是降低胎壓,在一般街道和路面較差的道路將胎壓降到適當(dāng)胎壓的下限,要上高速公路時(shí)再把胎壓提高,雖然效果有限但也是沒(méi)有辦法中的辦法。 本文導(dǎo)航
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