F1干燥路面使用的轮胎是光头轮胎。对于干燥路面来说,越大的轮胎面积就意味着越大的抓地力、操控性能。增加花纹就变相的减少的轮胎的接触面积。
然而在雨天,F1赛车就会更换上雨地胎,这个轮胎就和我们家用车一样有纵纹和横纹。甚至有根据地面的不同湿润程度来匹配不同的类型。而之所以放弃光头接触面积的根本原因是为了解决轮胎“滑水”现象。
从图片中你就可以理解水滑现象的可怕。由于轮胎无法排出水,而水又是不可压缩液体,从而在轮胎和路面之间形成了一层水膜。此时轮胎就处于无法抓地以及无法操控的状态,对应车辆也将会处于失控的状态。
我们将轮胎进入到这种状态时候的最高速度叫做“滑水速度”,轮胎抵御这种湿滑条件的能力越好,滑水速度就越高。
车轮的纵向花纹带来良好的引导水流导向的作用,而横向及纵横结合花纹有助于把小股水流导出承载区。研究显示,将轮胎纵向花纹的深度和宽度增大1mm,将带来滑水速度提高1.6和6.8kph,这个结论反之亦然,所以可以想象当轮胎过度磨损的时候,沟槽深度不足,可能给你带来怎么样的风险和挑战。
除了公路划水之外,还有一些山地、混合路面等,此外这些地区还往往有一些碎石、沙砾、杂质等都会对轮胎的表现带来影响。很多轮胎就提供了更加复杂的花纹结构,在确保在这样的路面条件下依然能够满足轮胎的抓地性能。
在解决了抓地问题后,接下来就是噪音问题了。
上一张参考图片,光面胎的噪音控制永远是最好的,花纹的增加会带来噪音的增加,但是花纹的优化能够将这种噪音增加的情况有所改进。比如这个案例中改进后的花纹相当于改进了2dB的噪音,这就可以被称作是带有静音作用的花纹设计。
所以说,轮胎需要满足滑水、抓地、噪音、耐久、散热的多种条件,需要应对的条件越复杂,花纹的设计也就会越复杂。
冰雪地段使用的极端环境轮胎雪地胎是采用小块状结构和在行驶过程中可以随着滚动不断张闭的特殊花纹,主要是在雪地行驶的时候能够确保轮胎扎入雪层形成有效的抓地,而且在行驶中不易被冰雪填塞满轮胎的沟槽。雪地胎花纹有排水性能,但是绝大多数并不如大部分有深而直排水纵槽的夏季胎。
此外,轮胎自身的材料刚度也很重要。
F1赛车的轮胎在使用前需要用电热加热到100度左右,因为其表面有一种热熔材料,这样可以提升抓地性能。
普通家用车轮胎虽然就是普通橡胶,但是依然继承了橡胶在冷