人在行走時(shí)永遠(yuǎn)是腳底接觸地面，車在行駛時(shí)永遠(yuǎn)是輪胎接觸地面。一臺(tái)車就算擁有再優(yōu)秀的機(jī)械素質(zhì)，四驅(qū)，各種限滑差速器兼扭矩分配，外加各類汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，若使用的是四條糟糕的輪胎也難以發(fā)揮出車輛能力的50%。反之，如果你的車輛配置低廉但卻擁有良好干濕抓地力的四條輪胎，可能會(huì)讓你的車輛擁有超出原本體質(zhì)的過彎能力。二者具有共生關(guān)系。

輪胎存在的核心意義是用輪胎的滑動(dòng)來抑制車輛的滑動(dòng)。

不論是在低速亦或是高速狀態(tài)下，輪胎從微觀和宏觀上來都是處于滑動(dòng)狀態(tài)，輪胎的滾動(dòng)過程包含著滑動(dòng)——摩擦——粘合——分離。

橡膠的特點(diǎn)：

輪胎是由橡膠硫化而成型的，其制作工藝較為繁瑣，不在此處詳細(xì)介紹，有需求可以上網(wǎng)查找輪胎的成型過程。其基本原理是通過硫化來改變天然橡膠中分子的排布結(jié)構(gòu)，由線性結(jié)構(gòu)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增加其耐磨、抗氧化等能力以滿足輪胎使用的基本需求。

橡膠是一種粘彈性材料，而粘彈性材料屬于可變形材料，其行為介于粘性液體和彈性固體之間。當(dāng)一個(gè)完全彈性的物體（例如彈簧）受到力時(shí)，它會(huì)與所施加的力成比例地瞬間變形。然后，一旦不再施加力，它就會(huì)恢復(fù)到初始狀態(tài)。應(yīng)力和變形是同時(shí)發(fā)生的。

橡膠的遲滯特性：粘性流體表現(xiàn)不同。當(dāng)將活塞推入裝滿油或水的管子時(shí)，活塞的向前運(yùn)動(dòng)遇到阻力，當(dāng)我們?cè)噲D更快地推動(dòng)活塞時(shí)，阻力會(huì)增加。而且，當(dāng)我們開始按下活塞時(shí)，可以注意到任何運(yùn)動(dòng)之前經(jīng)過了一段時(shí)間。流體的粘度是由于其組成分子之間的摩擦，這減慢了其流動(dòng)。應(yīng)力和變形是不同步的，這稱為滯后或遲滯。

粘彈性材料，如口香糖或彈性體，表現(xiàn)出介于彈簧和粘性流體之間的行為。這種延遲伴隨著能量的消散，以熱量的形式，這是能量損失。已經(jīng)變形的粘彈性材料恢復(fù)到其初始形狀，但僅在一定時(shí)間后（肉眼不能察覺）。這稱為遲滯性。

而對(duì)于粘性材料而言，能量損失和遲滯響應(yīng)會(huì)受到兩個(gè)參數(shù)的影響：施加力的頻率和溫度。

頻率：回到彈簧和活塞組件的例子。在低頻率下，變形緩慢發(fā)生。移動(dòng)活塞所需的力很小?；钊麕缀鯖]有阻力。這種材料看起來很有彈性，它處于橡膠狀態(tài)，滯后性低。如果頻率增加，移動(dòng)活塞所需的力增加，活塞的阻力增加。活塞側(cè)成為主導(dǎo)，這是最有利的抓地力范圍，因?yàn)闇笫亲畲蟮?。如果頻率進(jìn)一步增加，粘度再次下降，橡膠會(huì)變脆！

溫度：施加在橡膠上的力的頻率和材料的溫度以相反的方式影響橡膠。在非常低的溫度下，橡膠的模量很高，即材料是剛性和脆性的，有點(diǎn)像玻璃。

橡膠在高溫下，材料柔韌且有彈性（軟化區(qū)間）；在中間溫度范圍內(nèi)（最佳抓地力區(qū)間)，材料是最粘稠的。此時(shí)聚合物鏈會(huì)充分變形，使硫橋之間的鏈段能夠移動(dòng)，在移動(dòng)時(shí)，它們會(huì)與其他鏈條發(fā)生摩擦，這會(huì)減慢它們的運(yùn)動(dòng)（遲滯）。該材料處于粘彈性狀態(tài)。

脆化轉(zhuǎn)變是指溫度由低溫脆化區(qū)向最佳抓地力轉(zhuǎn)變，高于該溫度，材料越來越趨向于橡膠狀態(tài)。溫度的升高會(huì)增加分子的流動(dòng)性，從而促進(jìn)運(yùn)動(dòng)。類似的如食用油，當(dāng)油倒入鍋中時(shí)，它會(huì)緩慢流動(dòng)。隨著鍋加熱，油的流動(dòng)性增加。

對(duì)于熱愛賽道的朋友，氣溫的高低和胎壓的關(guān)系并非完全成反比。胎壓過低會(huì)導(dǎo)致橡膠分子間摩擦產(chǎn)生的熱量更多，最終輪胎超溫導(dǎo)致抓地力衰減。我的建議是保持2bar左右的輪胎氣壓上場(chǎng)，1-2圈暖胎后再下來釋放掉0.1-0.2bar左右的氣壓。往往此時(shí)能保持輪胎最佳工作溫度和適合的氣壓，圈速也能做出自己滿意的成績(jī)。（熱熔胎不在參考范圍）

橡膠的粘附性：

微觀看輪胎抓地力形成的過程，實(shí)際上是輪胎中的橡膠分子與路面不斷發(fā)生摩擦的過程，粘附力來自在橡膠與地面界面處發(fā)生的分子相互作用，粘附的基本條件是橡膠與路面直接接觸（橡膠和地面之間的間距小于10-6毫米），即道路清潔干燥。

分子粘附發(fā)生在106Hz和109Hz之間的應(yīng)力頻率范圍內(nèi)。為了不滑動(dòng)，必須得微滑！

但是在橡膠與道路撞擊時(shí)產(chǎn)生的所有力中，只有切向合力抵抗打滑。如果橡膠與地面沒有相對(duì)滑動(dòng)，則分子粘合的反作用力不是切向的，而是垂直的。只有相對(duì)滑動(dòng)才能產(chǎn)生抵抗打滑的力。

如圖可以看見車身的重量給路面一個(gè)垂向作用力，反之路面給輪胎一個(gè)垂直反力Z。輪胎與地面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生切向反力X，二者形成合力?？梢哉f用輪胎與地面的微滑動(dòng)來抑制車輛的滑動(dòng)。

縱向附著力X取決于車輛的垂直載荷Z，以及路面和胎面膠料的類型。力由下式定義：

X =μ· Z

其中：X表示縱向附著力，單位為N；Z表示車輛在道路上的載荷，單位為N，μ表示輪胎與道路間的縱向附著系數(shù)。

μ因此定義為：μ= X / Z，它表征了橡膠 - 道路界面提供的抓地力。

縱向附著系數(shù)μ取決于橡膠和路面的性質(zhì)，還有環(huán)境因素（溫度，清潔度，水的存在等）。對(duì)于給定的路面，μ很大程度上取決于負(fù)載Z，同時(shí)也是輪胎滑移率的函數(shù)。實(shí)際上，輪胎——路面抓地系數(shù)隨著滑移率而發(fā)生變化。所以要發(fā)揮最大的抓地力，需使輪胎處于在半滑半滾狀態(tài)，一般來說滑移率為10%-20%都是可接受的。TCS標(biāo)定中限制駕駛員油門，ABS標(biāo)定中限制駕駛員制動(dòng)踏板，二者都是取在最佳滑移率區(qū)間內(nèi)。

結(jié)論：橡膠的遲滯性以及粘附性是為車輛提供抓地力的核心元素

路面的特點(diǎn)：http://4.chaohudiming.cn/

討論輪胎，終究繞不開路面。路面的摩擦系數(shù)是影響輪胎抓地力的第一因素，路面摩擦系數(shù)越高則輪胎的抓地力越好。

關(guān)于路面，路面是將砂巖或堅(jiān)硬花崗巖壓碎，砂巖細(xì)粒和砂組成聚體通過瀝青粘合在一起。

主要成分原料的尺寸范圍為6-14mm。聚合體，沙子和細(xì)粉與粘合劑熱混合以產(chǎn)生瀝青混凝土，然后在道路上并壓實(shí)。這些被稱為瀝青混合物。道路標(biāo)準(zhǔn)定義了各種不同的層面，例如支撐層或表面層。對(duì)于瀝青混凝土，有各種尺寸的原料，象砂和細(xì)粒，要使它們之間的間隙盡可能小，也能使整個(gè)表面具有良好的機(jī)械內(nèi)聚力和密封性。在排水混合物中，所用聚合體的大小留下的空間可使水能夠向下滲透。

以下是一些路面的粗糙情況圖：

我用各種顏色的曲線標(biāo)明了四種路面的界面形狀，不難發(fā)現(xiàn)的是右上角的路面情況能提供更大的抓地力，而左下角類似水泥路面的抓地力情況較為糟糕。d道路的規(guī)格都是按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來定的，例如上海地區(qū)的小伙伴可以觀察天馬山賽車場(chǎng)或者上海國(guó)際賽車場(chǎng)二者的路面情況都與右上情況類似，屬于密集的大顆粒。

我用各種顏色的曲線標(biāo)明了四種路面的界面形狀，不難發(fā)現(xiàn)的是右上角的路面情況能提供更大的抓地力，而左下角類似水泥路面的抓地力情況較為糟糕。d道路的規(guī)格都是按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來定的，例如上海地區(qū)的小伙伴可以觀察天馬山賽車場(chǎng)或者上海國(guó)際賽車場(chǎng)二者的路面情況都與右上情況類似，屬于密集的大顆粒。