如何挑选「性能胎」?
国际汽车性能改装联盟
2021-05-31 16:55
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我们在选择轮胎时能看到有些型号的轮胎花纹一致,名称一致,但却有着不同的标记。比如倍耐力部分轮胎上的MO、AO、LR等。


这些标记的含以是这一型号的轮胎是为哪家主机厂配套生产的。而有些顶级性能轮胎上的标记,则是为某一款车型生产的,看起来花纹相同,摸起来胎壁厚度、硬度也差不多,扣一下摩擦面胶块硬度也差不多。


但不同标记的轮胎在设计上还是有些区别的,有些轮胎偏软,有些附着力好些,有些偏静音。


所以在选择轮胎时,除了尺寸和花纹外,还需要在意这条轮胎具体是给什么车做配套的。把不同标记的同型号轮胎装车使用后,你就能看出其中的区别了。


在MOTOIQ上我们看到了介绍米其林PSC2的文章,根据MOTOIQ的文章,我们一起讨论轮胎的事。



即使考虑到空气力学的影响,轮胎对赛车动态的影响也是决定性的。



是对于不同的车型来说,FR、MR、RR、FD、RD、AWD这些因素所需的轮胎是完全不同的。对于同一台车来说,轮胎的选用也需要根据重量、重心、重量分布、悬架几何、下压力、动力和赛车动力学的细微差别来确定。



F1、勒芒、纳斯卡,几乎所有世界级的车队都会把大量成本投入到轮胎测试上。车队(或主机厂)会将自己的需求提供给轮胎制造商,并和轮胎制造商一起为自己的车子开发轮胎。



米其林在为福特GT、法拉利Pista、保时捷GT3、克尔维特Z06等车型做配套轮胎时,可以在转向感受、转向响应、干湿地附着力、排水能力、耐磨性等方面去适应主机厂开发的车子。



以福特GT350车系所选用的PSC 2S为例。


整体来说PSC 2S的干地附着力非常好,湿地附着力也接近PSS,但其在深积水区的排水能力不如PSS,耐磨性不如PSS。


偏向赛道用途的GT350R车型所选用的PSC 2S轮胎有着比GT350车型配套的PSC 2S更好的干地性能。


所以,建议偏向日常驾驶的GT350车主不要将原厂搭配的PSC 2S更换为PSS或PS 4S。


 胎面设计 


胎面上每条花块的设计都是考虑到了干湿地上的附着力、抗划水性、NVH、磨损等多种因素的。


横向小切槽(Sipe)



湿地和雨地还是有很大区别的。左图是全季节胎PSAS3+,右图是性能胎PS4 ZP。PSAS3+上多出来的这些横向切槽主要是为了排出泥、水、雪等污染物


但在积水并不严重的潮湿地面上,这些横向切槽的作用并不大,而且PS4ZP的橡胶成分也考虑到了潮湿地面,所以全季节PSAS3+的湿地表现不如PS4 ZP


干地上,这些横向小切槽也是对性能是有劣化影响的。


花纹深度



PSC 2的花纹深度从4.5mm到6.5mm不等。


深度越大,越利于排出积水,提高滑水速度。理论上来说,花纹越深磨损寿命也就越长。但深度越大,胶块的变形也就越大,轮胎对操作的反应就越慢。或者说是主动操作车子时,摩擦面滞后与轮圈的时长就越长。


被动感受车子时,摩擦面将附着力状况反馈到轮圈,再到衬套、避震、车身及方向盘等部件的过程越慢。


虽然在赛道驾驶中多以抓地走线的驾驶方式为主,但胶块在自身变形时还是会和地面之间出现一些微小的滑动造成磨损。


如果车手的操作较为激进的话,滑移或过载的轮胎会快速大幅升温,导致很大的磨损率。所以,综合感知和控车等因素来考虑的话,更大的花纹深度也会带来更大的打滑率、滑移角、热量等负面问题,其实际磨损寿命未必能更长



根据我们在TA比赛中的经验来说,把胶块磨薄一些再装车使用可以让赛车的性能更好一些,而且轮胎的寿命也没有明显减少。


空隙率



和PS 4S相比,PSC 2的沟槽更小,空隙率更小。在车子行驶的动态过程中,空隙率更小的轮胎,胶块整体上就更硬,变形更小,也更耐磨。这也就允许工程师把橡胶成分设计的更软更抓地一些了。


内外侧的区别


切槽主要是为排水设计的,所以轮胎的滑水速度和其它很多指标是对立的。排水性能很好的轮胎,往往只在深积水中才能有很好的表现。


外侧的花块主要影响着干地时的附着力、弯道性能和磨损寿命(赛道中轮胎的磨损大部分是在弯中)。


内侧的花块主要影响着直线上时的加速、刹车及转向的初期响应。


上排:PSC2、PS4S、PSS、PS

下排:Race2、PZ4、ECS、RE070


从图中可以看出,米其林设计思路是内侧更偏向街道或湿地,外侧更偏向过弯性能。内外差异比其它轮胎更大一些。


在整个胎面上,中间处的半径最大,变形也最大。为了维持轮胎整体的形状,这部分的常选用较硬的橡胶制成,并且切槽较少较小。


最外侧胶块



外侧胶块上的横向大切槽(Feature)主要是为了能让摩擦面中的积水能更好的向外排出而设计的


考虑到噪音问题,在车速稳定的时候,间距不同的横向大切槽产生的噪音频率不同,整体NVH较为舒适。所以很多轮胎都会采用不等距的设计。



考虑到赛道驾驶中外侧的磨损率会明显大于内侧,福特GT500配套的PSC 2轮胎在外侧的横向大切槽中也有磨损指示孔(Wear Hole Indicator)。



PSC 2R是为了干地圈速而设计的,其排水性仅刚满足欧洲ECE和美国DOT的湿地要求而已,并不是很优秀。所以PSC 2R的磨损指示孔比PSC 2的磨损指示孔更靠近内侧一些,其胶块厚度也更小一些。


橡胶成分


橡胶的配方和工艺是厂家的机密。


配方、硫化和热处理都影响着橡胶的粘性、正常温度范围、高湿度环境下的附着力、寿命等诸多方面。制造商常在一条轮胎上使用2-3种橡胶。


米其林在给福特GT350R、GT500和考尔为特的配套PSC 2轮胎上使用的是3种不同的橡胶。



弯道中,最外侧(图中红色)的一小部分是胎面上载荷最大、磨损最大、最热的区域,这部分也最容易出现滑移。所以这部分的橡胶会设计为兼顾附着力和耐磨性的。


图中黄色部分通常设计为强调附着力的。


内侧(图中蓝色部分)的橡胶设计思路主要是考虑到湿地性能。


不同成分的橡胶不一定以纵向沟槽为分界。不同橡胶的宽度分布主要是根据车型在不同状态下的设计载荷而定的。有一点需要说明的是,内侧偏向于湿地(非积水路面)设计的橡胶,在干地上的附着力也不会差。


全季节胎更大的空隙率和花纹深度导致了胶块的凸出较大,刚性不足。所以在这些轮胎上工程师会使用整体刚性更大一些的橡胶。这种整体的刚性,并不会对摩擦面的软硬影响太大。


超黏层


橡胶成分也会根据花纹深度设计。PSC2胎加入了一种超黏的脱脂层。


这层成分可以让圈速提高1秒左右,也会让胶块更软。如果要在更大的深度上使用的话,就需要将花纹深度设计的更小一些才能减少胶块的变形。更小的深度就意味着更差的排水性和更短的磨损寿命。


所以街道取向的PSC2不宜在整个深度上都使用这种成分。



通常这层成分的寿命只可以维持很少的几圈。


也就是说,PSC 2的附着力会在磨损到这层时出现一个小高峰。我们可以积累数据细心感受,找到规律。在即将磨损到这层时提前准备好。在使用这层的几圈里,做出最快圈速或尽量完成超越。在感觉附着力下降时提高警惕,不再过分激进驾驶。


结构


在橡胶内部金属丝层、尼龙丝层的作用主要是为了在动态中保持轮胎形状的正常


其设计主要是考虑了纵向、横向及斜向受力时的结构强度。让摩擦面尽量完整的保持平整,让摩擦面上的载荷分布尽量均匀。


这些结构层还影响着轮胎对于来自轮圈的操作输入的响应速度及响应过程。


胎面形状


PS4 S的形状比PSS更平整一些。


轮胎的形状会在很大程度上影响着转向响应、附着力、瞬态响应和临界特性。简单来说,形状越圆鼓瞬态响应就越好,接近附着力极限时给车手的感受也就越平顺柔和。



此处的感受是指从可控到临界再到突破极限的过程。平顺的感受可以让车手放心大胆的去接近极限,并在临界时能及时感知已接近极限。


宽度


标称宽度相同的轮胎,实际宽度可能会差很多。这可能是因为胎面形状导致的差异,也可能是为了防止混淆而故意标称成两种宽度。



比如:GT500的前、后胎的实际宽度一致,均为305宽度,花纹也相同,外观上完全一致,但橡胶成分不同。为了防止前、后胎用错,厂商就可能会故意将后胎标称为315宽度了。


轮缘处的宽度比胎壁宽度更窄的设计常被宣传为防止轮圈擦伤的设计。


这种轮缘处收窄的设计可以带来更短的转向延迟,但也会导致车手更难感受到轮胎已经接近极限了,突破极限前给车手的反应时间也就更短了。


胎壁刚性


较硬的胎壁可以减少车子的侧倾及俯仰。



但如果为了提高胎壁刚性而使用更多更硬的结构层的话,很可能会减少其附着力随载荷增加而产生的增长,并不利于性能的提升。而且过硬的胎壁还可能导致由于应力循环而产生结构损伤。车子整体的耐用性、舒适性、噪音等方面也会变差。


适度软一些的胎壁可以维持摩擦面的平整性,更利于操控的平顺及轮胎的可靠性。


来源:CL酷乐汽车