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换胎如换车?读懂轮胎,从初中物理开始

爱卡汽车 胡劭颜

  

  “换上四条新胎,就仿佛换了台车”。从业界到坊间,持此观点的大有人在。

  一片环形的橡胶,竟有如此威力?轮胎看似不起眼,却扮演着极其重要的角色。作为汽车与地面接触的唯一部件,轮胎的角色无可替代。只要车子在动,就少不了轮胎的参与。轮胎之于汽车,正如鞋子之于人。一双好鞋,让主人动静皆宜。一套好胎,让车子如虎添翼。

轮胎背后的奥秘

  加速到刹车,从操控到舒适,任何与驾驶相关的性能都离不开轮胎。轮胎集千钧之力于一身,可以理解为汽车的第二套悬挂(suspension)。与悬挂不同的是,轮胎的力学特性更为复杂。如果说底盘调校是玄学,那么轮胎就是玄学的宗师。选到理想的轮胎,车子才能完整释放天性。

轮胎背后的奥秘

  谈轮胎,还要从一起“教学事故”说起。在初中物理课本中,写着这样一则公式:F=μN。物理老师告诉我们,摩擦力大小与摩擦系数、接触面正压力相关,与接触面积无关。从初一到高中,这条物理定律构成了孩子们对摩擦力的基本认知。

  直到少年们长大成人,亲手摸到方向盘,才发现初中物理的“错误”。老司机常说,轮胎越宽,抓地力越强。按照初中物理“摩擦力与接触面积无关”的逻辑,这显然是不对的。然而事实表明,窄胎滑溜溜,宽胎黏糊糊。真理究竟站在哪边?这就要提到宏观接触面积微观接触面积

轮胎背后的奥秘

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  划重点:摩擦力取决于微观接触面积,二者存在正相关关系。摩擦力与压力的关联,本质上来源于微观接触面积的变化。当我们增加压力时,宏观接触面积(肉眼所见)不变,但微观接触面积逐渐变大,摩擦力也随之变大。理论难免有些抽象,不妨举个生活中常见的例子。当我们洗碗时,海绵压得越紧,污垢就越容易擦掉,这便是微观接触面积的威力。

轮胎背后的奥秘

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轮胎背后的奥秘

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  轮胎的非线性听起来高深莫测,实际上无处不在。只要车子跑起来,就一定会遇到相应的场景。车辆转弯时,载荷(也就是俗称的“重心”)向外侧移动,车身出现侧倾。此时,外侧载荷多,内侧载荷少,外侧车轮提供更多的侧向力。对于同一台汽车,载荷加得越多,边际抓地力就越低。控制好载荷转移,便可减弱轮胎非线性的弊端,从而在整体上提升抓地力。

  有了抓地力,轮胎才能充当“鞋子”,让车子顺利地跑起来。然而,跑起来只是基本功能,汽车还有更高追求——跑得快,跑得顺。从操控性(文章回顾)到舒适性(文章回顾),再到驾驶性(文章回顾),轮胎永远是最终作用于地面的媒介。可以说,轮胎是汽车的第二套悬挂,对于动态性能有着无可替代的作用。

轮胎背后的奥秘

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  在底盘调校中,最重要的是减振器和各类橡胶,而轮胎无疑是橡胶部件中的“胶王”。在操控性和舒适性两个维度,轮胎都扮演着至关重要的角色。假如轮胎匹配不完善,再出色的悬挂也无法完美体现价值。在底盘开发阶段,工程师需要结合底盘设计和调校风格,选择合适的轮胎,这一过程被称作轮胎选型。在反复推敲中,如果悬挂调校出现较大调整,轮胎选型也应重新实施。

轮胎背后的奥秘

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轮胎背后的奥秘

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轮胎背后的奥秘

  轮胎的作用不局限于操控性,在舒适性方面同样有所体现。面对路面坑洼,轮胎完成了第一层过滤,让原本生硬的颠簸变得柔软。使用偏硬的轮胎,悬挂将承受更大的冲击,减振器运动速率(及对应的阻尼)也存在差异。某种程度上,轮胎与悬挂的关系更像乘法,而非加法。

轮胎背后的奥秘

轮胎背后的奥秘

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  为了舒适,轮胎不是越软越好。为了运动,轮胎不是越硬越好。轮胎配方不宜偏颇,而应该坚持适度原则。例如,支撑较好且有韧性的轮胎,往往比一味松软的轮胎更具高级感。在轮胎接触坑洼的瞬间,乘客们就能预判接下来的冲击幅度和冲击过程。

  毫无疑问,轮胎对于动态性能有着十分重要的意义,操控性、舒适性、经济性和NVH性能都受其影响。坊间所说的“换胎如换车”,事实上并不夸张。有没有必要选择原厂胎?不同轮胎差异有多大?防爆胎有什么优劣势?接下来,就让我们撇开理论,聚焦于实例。

轮胎背后的奥秘

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  如今,绝大多数成熟车企会根据车辆特点,定制专车专用轮胎。部分品牌还在轮胎上印制了认证标签,例如保时捷N标、宝马星标、奔驰MO、奥迪AO。除此之外,现代N、阿尔宾娜等高性能子品牌也拥有独立认证标识,把运动基因写在了“鞋”上。

  原厂轮胎针对配套车型进行了定制开发,通常被称作OE(original equipment)轮胎。OE轮胎不仅配备于新车,后期也能买到。与OE轮胎相对的是RE(replacement equipment),即未经定制开发的后市场替换胎。

轮胎背后的奥秘

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  世上没有完美。通常来说,轮胎有着相对固定的性能上限,需要工程师在舒适和运动之间进行取舍。宝马星标轮胎注重操控性,但牺牲了舒适性和静谧性。奔驰MO轮胎注重舒适性,操控性就很难做得极致。例如,前不久测试的EQS(参数|询价) 450+拥有极佳的NVH素质,滤振和能耗也很不错,但刹车成绩(100-0km/h 39.61m)令人大跌眼镜。

轮胎背后的奥秘

  RE胎本身没有错,错的是轮胎与车辆的匹配。对于原厂调校细腻的车型,更换RE胎往往会破坏转向特性,造成更明显的“推头”或“甩尾”。部分RE胎转向响应偏慢,少了些热刀切黄油的快感。若使用性能弱的RE胎,舒适性和操控性双双降低也是可能的。选择OE胎,你将完整获得工程师想要表达的底盘风格。选择RE胎增加了不确定性,却也提供了革新体验的机会。如果你明确地知道自己想要什么,RE胎同样不失为理性之选。

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  编辑点评:

  随着中国车市进入深水区,新车销售变得乏善可陈,后市场(aftermarket)成为了全新增长点。近年来,越来越多的车主开始尝试改装。其中,最热门的实质性改装无外乎三项:动力、排气、减振。相比之下,轮胎升级(或替换)反而不被重视,“好车配烂胎”的情况屡见不鲜。轮胎看似只是一片橡胶,实为最重要的底盘部件之一。打算改车或换车?换套轮胎试试,或许你会找到惊喜。

  未来一段时间,我们计划推出轮胎系列选题。如果您有感兴趣的轮胎款型或测试内容,不妨在评论区留言。我们将根据读者朋友们的意见和建议,规划后续内容。

来源:爱卡汽车

作者:胡劭颜

本文地址:https://www.d1ev.com/carnews/daogou/174642

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