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　　下面這張圖是Chris Harris的Youtube頻道里面對比測試倍耐力Trofeo R半熱熔輪胎與保時捷原廠Pilotsport cup 2之間圈速差距的視頻截圖。

 

 

　　同樣的配置，使用半熱熔胎的圈速快了2秒多。實際上Pilot sport cup 2已經(jīng)是非常強大的跑車輪胎了，可是這里在各項配置不變的前提下依舊是完全跑不過半熱熔的Trofeo R。到底半熱熔胎為什么這么厲害，他有什么神奇的地方呢？

　　輪胎的摩擦力從哪里來？

　　不管汽車的發(fā)動機再如何強大，變速器的匹配再如何天衣無縫，真正把動力傳達到地面，依靠摩擦力推動汽車前進的，仍舊只是這四條輪胎。可以說，這四條輪胎接地的不過A4紙的面積，真真正正在很大程度上決定了汽車的動態(tài)表現(xiàn)如何。

　　從最基本的地方來說，到底輪胎的摩擦力有多大呢？我們把輪胎接地的地方看成是一塊橡膠皮，牛頓爺爺?shù)睦碚摳嬖V我們，當我們輪胎與地面接觸的靜摩擦系數(shù)，正壓力一定的時候，這塊橡膠皮的摩擦力就是可以被計算出來的。這里，我們進一步來說，如果我們把這個摩擦力的方向擴展到整個路面平面的話，這個最大靜摩擦力就構(gòu)成了一個圓。

 

 

　　根據(jù)最基本的摩擦理論，由于滑動摩擦力一般小于靜摩擦力，因此這個輪胎，哦不，這塊橡膠皮能提供的最大摩擦力，就是這個圓形的藍色圓所表達的范圍了。為了簡單起見，我們稱這個圓叫做“摩擦圓”。

　　但是輪胎可不是簡單的一塊橡膠皮，實際上輪胎在使用過程中，車輛不停的重心轉(zhuǎn)移會給輪胎造成不同的形變，再加上輪胎的尺寸，轉(zhuǎn)速，結(jié)構(gòu)各不相同，實際上輪胎在平時的運轉(zhuǎn)過程中，是一種“半滾半滑”的狀態(tài)。別擔心，這里面的“滑”并沒有大家想象的那么嚴重的摩擦，相反，它是輪胎動力學里面一個非常重要的組成部分。

 

 

　　在現(xiàn)代汽車輪胎動力學里面，工程師們使用很多很多的方法，用各種不同的數(shù)學模型來模擬輪胎這個看上去簡單實際上很復雜的動力學系統(tǒng)。由于輪胎的配方，花紋，尺寸等等條件差距很大，輪胎模型的研究依舊是汽車動力學研究中的熱點之一，現(xiàn)在人們依舊在不斷地繼續(xù)探索著一種更好，更優(yōu)秀的輪胎數(shù)學模型。但是，我們前面介紹的輪胎摩擦圓，則作為最基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，默默地發(fā)揮著它的作用。

 

 

　　前面的探討中說過，當正壓力越大，摩擦力就越大。上面這張圖里面，藍色，綠色和紅色的線代表了不同的對輪胎的壓力，藍色最大，紅色最小。而坐標軸的橫軸和縱軸則代表了兩個不同方向的摩擦力。這是一次對輪胎摩擦力的極限測試，我們可以看到，所有那些測試的數(shù)據(jù)（點點）最后都能夠包絡(luò)成我們計算得到的輪胎摩擦圓邊緣。這個輪胎的摩擦圓并不是一個正圓而是一個橢圓，是因為輪胎的花紋和結(jié)構(gòu)具有明顯的方向性，這導致了輪胎實際上在正對方向和側(cè)面方向能提供的最大靜摩擦力是不同的。不論再怎樣測試，輪胎的摩擦力一定不會超出我們通過模擬計算得到的那個輪胎摩擦橢圓。

　　這就是輪胎的極限，也是汽車操控性的極限。

　　G力表是什么？

　　前面的牛頓定律描述是不是讓大家有一種回到了高中的感覺呢？這里我們先放松一下，看看一種在汽車賽事中常見的表– G力表。

　　所謂G力，也就是側(cè)向加速度與重力加速度的比值。由于我們的重力加速度9.8米/秒^2基本是一個固定值，因此這個比值越大，代表當前的側(cè)向加速度就越大。當表值讀數(shù)為1，意味著在這個方向上你所受到的加速度恰好等于一倍重力加速度。這樣的一個表，在很多的跑車上都有提供，他對于車手分析賽車在過彎時的動態(tài)很有幫助。

 

 

　　這就是G力表，四個方向分別代表了加速/制動/左轉(zhuǎn)/右轉(zhuǎn)四個方向的力。是不是和前面的輪胎摩擦圓有些類似？沒錯，這兩者之間是直接相關(guān)的。

　　我們前面曾經(jīng)說過，輪胎是汽車唯一與地面接觸的點，也就是說，輪胎所受到的靜摩擦力，直接決定了汽車在各個方向的加速度大小。輪胎能提供的摩擦力有限，那么這輛車在各個方向上的加速度就有限。這些加速度，就很大程度上決定了這輛車到底有多快的加速，減速，過彎。

　　熱熔胎，顧名思義，它幾乎就是黏在地面上的輪胎，擁有比普通輪胎大得多的摩擦系數(shù)。這就是說，對于同樣的車重和重量轉(zhuǎn)移，熱熔胎擁有比普通輪胎更大的摩擦圓，也就能讓這輛車的最大G力變得更大，加速減速過彎更凌厲。這就是為什么，半熱熔胎和熱熔胎比普通輪胎能夠顯著提升圈速的原因。

　　研究這些對我們的駕駛有什么用嗎？

　　當然有用！首先說說一個賽車中的駕駛技巧– Trail Braking。Trail Braking最早出現(xiàn)在摩托車運動中，現(xiàn)在已經(jīng)成為了廣大賽車運動中一個重要的基礎(chǔ)技巧。

 

 

　　Trail Braking簡單的說，就是賽車手在入彎的時候，剎車力度逐漸減小，過了彎心之后加速度逐漸增大的過程。在爭分奪秒的賽車中，車手總是希望能夠充分，盡可能的利用每一分輪胎的抓地力來獲得更快的速度。但是很多時候為了能夠?qū)崿F(xiàn)迅速減速加速，過大的重心轉(zhuǎn)移又導致很多時候車輪對地面的壓力降低甚至懸空，這個時候懸空的輪胎無法提供任何作用力，也是車手所不希望看到的。這個時候，Trail Braking就派上了用場。

　　前面根據(jù)輪胎摩擦圓的介紹，實際上，當輪胎的摩擦力全部用來提供給加速或者減速的時候，它就幾乎無法提供任何轉(zhuǎn)向的摩擦力。同理，如果當輪胎的摩擦力全部用于驅(qū)動車輛轉(zhuǎn)向，它就很難為車輛的加速和減速提供任何作用。這聽起來似乎非常難以理解，但是實際上，當車輛趨近于極限狀態(tài)時，輪胎的動態(tài)的確如此，這樣也就是后來ABS系統(tǒng)設(shè)計的契機之一。

　　那么，當賽車手能夠非常精確而穩(wěn)定的控制踏板與轉(zhuǎn)向的關(guān)系的時候，就會選擇在不需要轉(zhuǎn)向的直路末尾全力制動，之后隨著轉(zhuǎn)向角度的逐漸變大，制動力量逐漸變小，輪胎可以額外的提供轉(zhuǎn)向力矩。當?shù)竭_彎心的時候，全部的摩擦力都作用在了車的轉(zhuǎn)向上面。之后賽車逐漸出彎，轉(zhuǎn)向角度逐漸變小，輪胎的摩擦力又變成了驅(qū)動車輛前進的動力。在整個Trail Braking的過程中，賽車手通過精確控制油門制動踏板與轉(zhuǎn)向的配合，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)彎全程讓輪胎一直工作在接近摩擦圓邊緣的極限位置，也就是始終充分的利用著輪胎的全部抓地力。這個時候，不僅制動和加速更平滑，重量轉(zhuǎn)移更小，而且車輛在過彎時的速度也更快，這對于賽車運動來說，是非常基礎(chǔ)而有效的。

　　然而普通人下賽道，掌握這項技術(shù)的機會少之又少。對于絕大多數(shù)普通駕駛員來說，當我們遇到危險，第一反應(yīng)就是拼命踩下剎車并且迅速打方向規(guī)避。然而實際上，一旦輪胎抱死，車頭很多時候并不是那么聽話，不轉(zhuǎn)彎，反而直愣愣的沖向前方（請勿在普通道路嘗試），從而發(fā)生危險。實際上這時候，我們一方面需要輪胎的大力制動減速，另一方面又要它轉(zhuǎn)向，輪胎無法提供這么大的摩擦力（抓地力），就出現(xiàn)了打滑（抱死），之后輪胎就失去了很大一部分轉(zhuǎn)向或者制動功效，因為滑動摩擦力小于最大靜摩擦力，導致車輛失去控制。

　　我們并不能要求每一個駕駛員都擁有賽車手般對車輛的精確掌控，但是汽車工程師們卻用電子設(shè)備為我們設(shè)下了極限情況下的駕駛輔助保障。這就是廣為人知的ABS，ESP系統(tǒng)。

 

 

　　現(xiàn)代ABS/ESP系統(tǒng)，在充分制動的同時，也保留了一些輪胎的剩余抓地力，來滿足駕駛員的轉(zhuǎn)向要求。同時輔助以驅(qū)動力/制動力分配系統(tǒng)等部分的協(xié)同合作，使得汽車的輪胎始終工作在一個接近極限摩擦力的位置。當駕駛員遇到緊急情況時，不僅大力制動不再會抱死車輪，同時還能對車輛的方向進行一定的控制，從而保證車輛安全緊急變線。在這些電子輔助設(shè)備普及以前，這樣緊急的操作只有非常熟練的駕駛員或者賽車手才能夠做到，尤其是在雨雪天氣，輪胎的最大靜摩擦力不足的情況下，更是需要對車輛極其細膩的控制。有了電子設(shè)備的輔助，普通駕駛員也能夠?qū)崿F(xiàn)緊急變線時車輛的穩(wěn)定。

　　然而，說一千道一萬，這些操作和輔助系統(tǒng)的本質(zhì)，仍舊是讓駕駛員能夠充分利用輪胎的每一分摩擦力，尤其是當我們需要車輛一邊改變縱向加減速度一邊改變側(cè)向的轉(zhuǎn)向時，充分利用輪胎，讓最大靜摩擦力逼近摩擦圓的邊界，是汽車極限操控所不懈追求的，也是危險狀況下汽車安全操控的保障。