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如何极速过弯?——轮胎和轮胎的选择
发布时间:2019-10-13
 

balancemotorsport译文

无论是合法上路的性能钢炮,还是专攻竞速的方程式赛车,轮胎的选择都是其悬挂设计的关键所在。

车辆过弯时,轮胎不可避免地会产生侧滑角,这是轮胎实际行进方向和轮胎指向之间的夹角。随着侧滑角的增大,最初转向力会线性增大,然后非线性地增大至峰值,随后开始递减。这么说感觉很抽象,回想一下在弯道中的漂移感,那就是轮胎突破了转向力峰值。极速过弯的关键,就在于充分利用侧滑角的增益。如果入弯速度过快,侧滑角过大,车轮就会打滑。

当车辆过弯时,你感受到的侧向G力即为向心力,它来自轮胎与路面之间的摩擦力,随着向心力的出现,车身重量会从内侧轮移向外侧轮。如下图所示。

如何极速过弯?——轮胎和轮胎的选择

重量转移的多少决定了各侧轮胎所受的垂直载荷。垂直载荷越高,轮胎能够提供的抓地力越大。不过,在侧滑角不变的情况下,随着垂直载荷的增加,抓地力的增益是递减的,这就是所谓的轮胎载荷敏感性。也就是说,随着轮胎所受垂直载荷的增长,轮胎产生的侧向和纵向抓地力的增长速度会变慢。

重量转移无法避免,一定程度上也是有益的(下一章再细说这一点),不过轮胎一旦超载,车轮就会打滑。

你可能在想,这些跟轮胎的选择有什么关系?

制造商为了提供便宜耐用,适宜各种环境和温度的产品,其大多数公路胎都做了妥协。要是不得已用了公路胎,最好查一下它的耐磨指数。以100为标准,耐磨指数200的轮胎寿命即为标准轮胎的2倍。典型的赛道轮胎耐磨指数是60,而公路硬胎会超过400。

如果只考虑赛车轮胎,就重点关注其设计参数。干地赛车轮胎的核心在于,超高的垂直载荷下依然保证最大抓地力。

赛车轮胎(尤其是光头胎)是为极限抓地力而生的,它产生的向心力更大,过弯时的重量转移也就更多。

所以,如何选择适宜的轮胎,是至关重要的。赛道日活动或者方程式竞赛能够成功举办的根本原因,是举办方常常会限制轮胎的选择。如果不做限制,明智的做法当然是用最好的轮胎,但毕竟只有一小部分车手负担得起定期的轮胎更换。

一些轮胎厂商会提供载荷与侧向抓地力的对应数据,这对悬挂和底盘的设计改装非常有利。只要获得了轮胎的性能参数,就可据此来设计悬挂。

因此,在进入下一章节之前,如果你还拿不准选择什么轮胎,就去看看备选产品中,哪些提供了载荷数据。

下图显示了在不同的垂直载荷下,轮胎侧向抓地力的变化。如你所见,侧滑角不变的情况下,450公斤垂直载荷所产生的侧向抓地力远大于300公斤垂直载荷,但峰值过后,它的侧向抓地力递减得也更快。

如何极速过弯?——轮胎和轮胎的选择

有了这些数据,更容易算出所需弹簧和防倾杆的参数,使得转向力最大化。