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汽车改装的轮胎抓地能力如何提高

2020-12-23

  1.增加轮胎和地面之间的摩擦力


  有两种方法可以增加轮胎和地面之间的摩擦力。首先是增加路面的摩擦系数。所谓“摩擦系数”,就是路面能为抓胎提供的能力。摩擦系数越大,抓力越大。沥青路面、水泥路面和碎石路面的摩擦系数不同。可以提供给轮胎抓地力也不同。二是增加轮胎本身的摩擦系数,可以通过选择更软的轮胎来实现。较软的轮胎可以提供更好的抓地力,但相对磨损也更快。这里所谓的“软胎”,是指轮胎胎面的橡胶材料是软的。


  2.增加轮胎接地面积


  增加轮胎与路面接触面积简单的方法是换上更宽的轮胎,然后选择胎面花纹较少的轮胎,这样可以增加轮胎与地面的实际接触面积,但也会影响在潮湿路面上的抓地力。重要的是在给定的地面接触面积下,通过正确的胎压和悬架的准确调整,充分发挥轮胎的潜力。即使在平坦的直道上行驶,轮胎的接触面积也会比静止时小。在不平的路面上或转弯时,由于上下跳动或侧向受力,接触面积会大大减小甚至悬空。悬架改进的目的是使轮胎在任何时候都尽可能地与地面保持接触,尤其是在转弯或在不平的道路上行走时。


  3.增加轮胎的垂直载荷


  轮胎的垂直载荷是车辆本身给予轮胎的重量和空气动力效应产生的向下力的总和。由于垂直载荷的增加,轮胎的橡胶与地面的接触会更紧密,轮胎的抓地力会得到充分发挥。不同于大家的认知,增加轮胎的垂直载荷并不会增加轮胎的接触面积,至少在现代高性能轮胎和赛车轮胎中是如此。增加垂直载荷会提高轮胎接触面积每单位面积内橡胶分子与地面的附着力。在地面接触面积不变的情况下,轮胎跟踪性能的提高是由于橡胶分子上压力的增加。我们可以做一个小实验:在光滑的平面上移动橡皮擦,我们可以很容易地自由移动橡皮擦,而不用对它施加压力。当我们按下橡皮擦时,移动它变得更加困难。压力越大,橡皮擦产生的附着力越强,即跟踪性能越好。轮胎的垂直载荷似乎可以通过增加车辆重量来实现。虽然这可以提高轮胎的跟踪性能,但是转弯速度、制动距离和加速性能不会得到改善,因为轮胎承受的来自车辆重量的负载也会增加。实际上,由于车辆重量的增加,整体性能会恶化。在不破坏整体性能的情况下,提高轮胎垂直载荷的途径是通过车身的空气动力学设计。


  空气动力学对车身所产生的下压力也会增加轮胎接地面积的垂直负荷。对一般的道路用车来说并不需要很在意空气动力学所产生的下压力,但是对于任何比赛车种而言这却是必须去仔细考虑的问题。空力下压力的好处是只会增加轮胎接地面积的垂直负荷却不会增加车重。由于车重不变轮胎不用负担额外的惯性和离心力,加上轮胎循迹性的提高,所以过弯速度得以提高。同时制动和加速时的循迹性也会获得提升。空力效应包含了车身下压力、车身扬升力和行进阻力,这三个力量是伴随发生的,而且所产生的力量是和车速成平方正比,也就是速度提高为2倍时空力效应会增为4倍。这也说明了为什么空力效应只有在高速时才会变得明显。对一部针对比赛而生产的厂车来说,改善操控性的重要关键除了底盘悬架的改良调校以外,其次就是空力特性的改良。由于产生下压力和改变气流的同时都会伴随产生行车阻力,所以改善车身空力特性的另一个重要课题就是要在伴随发生的压力、扬力、阻力三种力量间取的协调、均衡与折冲。


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