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  • 1 # 我是阿嘛

      車身總體對於地面的一種力 主要取決於車胎、車重、車身的外型等等 抓地力的大小影響著賽車的起步、提速、過彎和制動等等

      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成這個目的。第一是增加路面的摩擦系的,所謂“摩擦係數”是路面所能提供對輪胎的抓附能力,摩擦係數越大抓附力越大。柏油路面、水泥路面、砂石路面各有不同的摩擦係數。所能提供對輪胎抓附力也各有不同。其次是增加輪胎本身的摩擦係數,這可由選擇較軟的輪胎來達成。較軟的輪胎可提供較強的抓地力,但是相對的磨損也較快。這裡所謂“軟的輪胎”指的是輪胎胎面的橡膠材質較軟,如果和高扁平比輪胎和胎壓不足所造成行路性較軟、較舒適聯想在一起那就大錯特錯!

      二、增加輪胎接地面積要增加輪胎和路面接觸的面積,最簡單的方法就是換上較寬的輪胎,再來就是選用胎紋較少的輪胎,如此可增加輪胎與地面實際的接觸面積,但是卻也會影響在溼滑路面抓地表現。最後也是最重要的就是在既定的接地面積下,經由正確的輪胎胎壓及懸吊的精確調校把輪胎的潛力完全發揮。輪胎的接地面積即使是行駛在平坦的直路都會小於靜止時,行經不平路面或是過彎時更會因為上下的跳動或是側向的受力,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把輪胎儘可能的保持與地面接觸,尤其是在過彎或是行經不平路面時。

      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力學效應所產生的下壓力的總和。輪胎的橡皮會因為垂直荷重的增加而與地面更緊密的接觸,輪胎的抓地效能也得以更充分的發揮。有別於大家所認知的,增加輪胎的垂直荷重並不會增加輪胎的接地面積,至少在現代的高效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,每一單位面積內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於對橡膠分子所施的壓力增加。我們可以做個小實驗:在一個光滑平面上移動橡皮擦,在橡皮擦上方沒有施加壓力的情況下我們可以很輕易的自由移動橡皮擦,當我們壓著橡皮擦時,要移動它就變得比較不容易,壓的力量越大橡皮所產生的附著力就越強,也就是抓地性越好。輪胎的垂直荷重似乎可由增加車重來達成,雖然這可增加輪胎的抓地性,但是由於輪胎承受來自車重的負荷也增加,所以過彎速度、剎車距離、加速表現都不會有所改善。事實上整體的效能表現反而會因為車重的增加而變壞。要在不破壞整體效能表現的情況下提高輪胎的垂直荷重,唯一的途徑就是經由車身空氣動學的設計來達成。

      空氣動力學所的下壓力(AerodynamicDownforce)

      空氣動力學對車身所產生的下壓力(Downforce)也會增加輪胎接地面積的垂直負荷。對一般的道路用車來說並不需要很在意空氣動力學所產生的下壓力,但是對於任何比賽車種而言這卻是必須去仔細考慮的問題。空力下壓力的好處是隻會增加輪胎接地面積的垂直負荷卻不會增加車重。由於車重不變輪胎不用負擔額外的慣性和離心力,加上輪胎抓地性的提高,所以過彎速度得以提高。同時剎車和加速時的抓地性也會獲得提升。這也是為什麼這二十幾年來賽車工程師對於尾翼、車身空力元件和地面效應持續不斷的進行研究、發展與改進。空力效應包含了車身下壓力、車身揚升力和行進阻力,這三個力量是伴隨發生的,而且所產生的力量是和車速成平方正比,也就是速度提高為2倍時空力效應會增為4倍。這也說明了為什麼空力效應只有在高速時才會變得明顯。對一部針對比賽而生產的廠車來說,改善操控性的重要關鍵除了底盤懸吊的改良調校以外,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的空氣對車身產生的揚升力,因為揚力會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計,最主要的的作用就是在減少車身的揚力併產生些許的下壓力。此外前擾流和車側裙角也可減少進入車底的氣流,減少車底氣流對車尾產生的揚力。由於產生下壓力和改變氣流的同時都會伴隨產生行車阻力,所以改善車身空力特性的另一個重要課題就是要在伴隨發生的壓力、揚力、阻力三種力量間取的協調、均衡與折衝。

      胎壓對抓地性的影響

      胎壓對抓地性的影響可能遠超乎你的想像,胎壓並不會直接影響橡膠分子和地面的附著力,但卻會影響輪胎接地面內有多少橡膠分子實際與地面接觸。對一部有既定輪胎、車重的車來說正確的胎壓只有一種。事實上這個正確的胎壓是被侷限在一個很小的範圍,大概只有±1.5psi。假如胎壓超出這個範圍,輪胎的接地面會變形,以致無法完全緊貼路面。也就是說輪胎接地面內的實際接地的橡膠分子數目會比較少。如果胎壓太高,會造成輪胎邊緣兩側無法完全貼地,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荷,當然效能表現要打折扣。假如胎壓不足,表面上看來輪胎接地面積似乎並沒有減少,甚至有人認為是增加了,實際上雖然輪胎兩側依然緊密的貼地,但由於胎壓的不足使得胎面中間的橡膠分子無法緊貼路面,造成的結果就和胎壓過高一樣。這也可說明有人的輪胎使用了一段時間以後,出現中間或兩側磨損比較嚴重的情況,就是長期胎壓過高或不足所造成的。

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