#老司機聊汽車知識#
問題:
提升輪胎的寬度是否等于提升操控,制動距離是否能夠縮短?
一般改裝車都認為能夠有所提升,然而具體能夠提升多少卻沒有標準值;哪怕是不同車輛使用同款輪胎,或者是同樣汽車使用不同標準的輪胎,在實際測試中有些會有所提升,有些卻完全沒有變化。
原因在于「抓地力」(摩擦力)與寬度和車輛整備質量的關系比較特殊,輪胎的寬度提升不見得等于“真正接觸面積”的提升哦。
01基礎知識1:輪胎寬度概念的“表面積”不等于真正的「接觸面積」,比如235/50-R19的輪胎寬度為235mm,在車身壓力的作用下接觸面會大于225mm的輪胎。但看似輪胎緊緊貼合在地面上,而實際與地面接觸的橡膠結構要小得多;撇開胎冠花紋層的設計特點和溝槽間隙的寬度不談,鋪裝路面其實也是有很多細小的間隙的。
也就是說寬度升高后接觸面積可能增大、可能不變,甚至可能減小!而接觸面積直接決定抓地力。
2:在壓力相同的前提下,物體件的接觸面積越大,摩擦力理論上也會越大;但是決定接觸面積大小的核心因素不是輪胎(物體)表面積,而是物體表面的粗糙程度,以及正壓力的大小!
那么在輪胎表面粗糙程度相當的前提下,車輪承受的垂直壓力不變,表面積增加則不見得能改變物體的接觸面積。結果則是輪胎的抓地力實際上沒有什么變化了——P=F/S,壓強=力/接觸面積。汽車的整備質量不發生什么變化,加減速過程中的行駛阻力和慣性力也不發生變化,所以單純提高輪胎寬度的功能實際上并不是很大,重要的是改變輪胎表面的設計。
【粗糙程度】是個比較容易理解的詞匯,拋光和砂紙對于汽車愛好者而言應當不陌生;用2000目的砂紙打磨一塊鐵板,過程中用的力量是不需要很大的,因其表面與砂紙表面其實都相當光滑。
而如果換用200目的粗糙砂紙打磨同一塊鐵板則會很費力,因其表面要粗糙的多。輪胎也是一樣的概念,即使增加了輪胎的寬度但不改變輪胎表面的粗糙程度,再加上車身質量不變化,升級輪胎后是否能有改變也就不難判斷了。
02簧下質量越寬的輪胎肯定越重,尺寸越大的輪轂也會越重,認同嗎?
相信這是沒誰會否認的說法,當然前提條件是材質相同;更換大輪胎對摩擦力(剎車距離)是否會有影響,這個問題應當有答案了,那么能不能提升操控呢?其實改裝車通過輪胎升級一般也不能提升什么操控,甚至會讓操控感變得更差;也就是車輛控制感不夠靈活,車子姿態反而更難以控制。
原因在于簧下質量加大,車輪的“彈跳”程度會比較夸張;參考下圖,簧下指螺旋彈簧和減振器以下的懸架和車輪總成的質量。
汽車在崎嶇路面行駛時會起伏,每次起伏都是車身與地面相互作用,車輪與車身是通過可以被壓縮的彈簧和減振器連接。結果則是車輪在被頂起的瞬間產生向上壓縮彈簧的作用力,“起伏”中的往下伏則是彈簧自身剛性和重力的共同作用,車輪的狀態真的是在彈跳。
物理的質量和運動速度決定慣性力的大小,升級大輪胎或同時換用大輪轂后,車輪總成的質量會加大;那么以相同的速度彈跳的時候,產生慣性力是不是會更大?升級車輪并沒有對彈簧減振器,以及支撐車輪的懸架和球節的阻尼進行匹配性的同步升級;結果則是升級車輪后在不夠平整的路面上行駛時,車輪從正常的起伏變成“Duang·DuangDuang”的彈跳,操控感會好嗎?
03為什么要升級輪轂和輪胎特殊車型:越野車倒是可以升級寬度與扁平比,因為提升抓地力的方式不同!
轎跑車換用寬輪胎是在相對平整的鋪裝道路上行駛,實際接觸面積不見得會有什么變化。但是越野車使用的「AT/MT」(全地形與泥地輪胎)則不同,這種輪胎升級寬度后,增加的是胎冠花紋層(塊狀突起)的間隙或數量。
這種設計在鋪裝道路上的抓地力會非常差,但是在泥地或雪地上就會比較有用了;因其通過車身的質量仍舊可以在松軟的地面上壓出突起,之后則是輪胎的溝槽成為了“齒圈”,地面的凸起成為了“齒輪”,兩者嚙合后“別著勁”就能讓車輛理想脫困了。所以越野車倒是可以加寬輪胎,扁平比加大讓車輪更厚,在越野時能方式磕碰輪轂。
圖1:AT輪胎
圖2:MT輪胎
圖3:扁平比的概念
最后一個問題:為什么那么多的轎車都喜歡改裝寬輪胎和大輪轂呢?即使改裝后油耗會升高、操控會變差,制動距離沒有變化、加速能力甚至會變差,原因其實只有一點。
好看
這是標準答案!不論VIP&DUB風格的改裝,其實都是為了滿足視覺效果而已。太寬的輪胎扁平比一定很小,薄薄的側壁的減振效果會很差;這種扁平輪胎不僅會影響駕乘體驗,同時容易碰壞輪轂,是否有必要改裝升級只有自己去權衡利弊了。
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