下雨天開車最怕什麼?當然是打“出溜滑”了!為什麼會打“出溜滑”呢?隻是開得慢點就行了嗎?看完今天這篇你就都懂了。
“天上下雨地上滑,自己摔倒自己爬。不信神、不信鬼,就信自己胳膊腿。一夜思量千條路,明朝依舊賣豆腐。”這句名言我不記得是誰說的了,大約不是魯迅。
“一台車上對操控起到至關重要作用的零件是什麼?發動機?不對。底盤?不對。變速箱?不對。是輪胎!”以上是很多賽車手常說的話。
對喽,今天大百哥就要講講下雨天和輪胎的事兒。
為什麼雨天要放慢車速?因為輪胎會打滑。為什麼路面上有水輪胎就會打滑?這是咱們今天讨論的内容。
為什麼會打滑?
輕功有草上飛和水上漂,但開車的時候大家肯定不希望水上漂。而輪胎在濕滑路面上正是因為發生了“水上漂”才導緻車輛失控,這種情況的學名叫做“水滑現象”。
▼水滑現象就是這樣的
為了讓大家容易理解,我打個比方……
如果輪胎沒有花紋,是純粹的光胎面,那麼它就跟滑闆一樣了。在一定的速度下,水會把輪胎托起來,胎面與路面完全分離。
▼沒胎紋的輪胎跟沖浪闆一樣
可想而知,貼不着路面的輪胎,那和沖浪闆沒什麼區别了,不對,沖浪闆好歹還有鳍可以在水中保持橫向穩定。
▼沖浪闆好歹還有腹鳍
高壓和慢速能破水上漂
從輪胎誕生起不久,人們就開始關注水滑現象了。那麼水滑現象和那些因素有關呢?
車速、胎壓、輪胎花紋
輪胎花紋這事兒比較複雜,咱們最後再說,先說車速和胎壓。
大家可以用直覺想象一下,車速和水滑現象的關聯。對了,你們想的一點都沒錯,車速越快越容易發生水滑現象。但是科學不容想象,都要用數據說話(不像現在的大V們,紅口白牙坐那就說,噴得聽衆也是鼓掌叫好,這也是本事),早年間的研究者Horne給出了一個簡單的公式,來闡述車速、胎壓與水滑現象的關系。
公式中v代表車速,p代表胎壓,根據胎壓可以算出輪胎發生水滑的車速。那麼計算結果就如下表所示了,如果按照我們正常的2.4bar胎壓來算,那麼車速在90-100km/h的時候就會發生水滑現象。
但是呢,這個數學模型過于簡單,并不能反映實際情況,因為車輪處在加速、勻速、減速狀态,或者地面水膜的厚度,又或者輪胎花紋都會影響水滑現象的産生。聊到這個層面,數學模型就很複雜了,咱就不詳細說了。但為了直觀反映問題,我們來看看用軟件模拟的狀态,就是下面這張圖了,這個模拟中考慮到了以上提及的各方面因素。
▼模拟的水滑現象
上圖展示了6種車速下,地面水膜對輪胎的影響,可見在95km/h時速下,輪胎受到水的沖擊已經有些變形,導緻接地面積變得非常小了。
實際情況是不是這樣呢?我們再來看看用單導向輪胎實際測試的結果,下表中列出了同一種單導向胎紋的輪胎在不同車速和胎壓情況下的胎面接地狀态。
▼不同胎壓與車速下輪胎的接地狀況
可以看出,在低胎壓、高車速的時候,輪胎花紋已經很不明顯了,說明此時輪胎的抓地力已經很小了。
那麼通過以上内容得出的結論是:車速越快越容易發生水滑現象,在路面積水的時候,車速超過80km/h就已經很危險了。另外,胎壓越低,越容易發生水滑現象。
輪胎花紋最管用
為了避免發生水滑現象,輪胎廠商做了很多努力,在上世紀90年代的時候,胎紋排水這一設計概念出現了,第一代排水性能優良的民用輪胎被應用到市售的乘用車上。
▼濕地性能這樣測試的
90年代百哥去參觀北京車展,某家輪胎廠商的展台給我留下很深印象。當時展台上擺了幾隻新輪胎,然後用不間斷的流水沖到輪胎表面,水流再順着輪胎上的花紋留到下面的池子裡,他們用這種簡單直接方式展示輪胎花紋的排水作用,那也是我第一次認識到輪胎花紋的奇妙作用。
▼淋水展示溝槽排水作用讓我印象深刻
不論你和哪家輪胎廠的花紋設計師聊,他們都會告訴你,輪胎花紋設計就是在抓地力、低滾阻、靜音、排水性之間尋找平衡的工作,沒有哪種花紋能同時在以上所有方面表現出色,某一方面性能的提升往往伴随另一方面性能的下降。
而跟排水性能關系最密切的胎紋就是縱向大溝槽。這裡百哥舉一個極端的例子:飛機輪胎。
▼縱向溝槽是排水主力
飛機輪胎的工況算是最簡單的,隻跑直線(機場裡移動拐彎那種低速工況可以忽略不計)、不需要傳遞驅動力、但需要極好的抓地力來應對着陸制動、在雨天抓地要好。
▼飛機輪胎隻有縱向溝槽
▼即使用簡易跑道的輪胎也如此
所以飛機輪胎上沒有複雜的胎紋,隻有簡單的幾道縱向溝槽,保證排水即可,大面積連續胎塊則具有極佳的抓地力。
同樣的道理延伸到汽車輪胎上,縱向溝槽是最重要的排水胎紋,而且溝槽的深淺粗細和數量有不少講究。太寬或者太多的溝槽會減小輪胎接地面積,讓幹地上的抓地力變差。太深的溝槽則會削弱胎塊的剛度,讓彎道操控性變差。所以,這又是一個令人抓狂的平衡問題。
▼槽寬了接地面就窄了
一樣的排水量,深槽的接地面更大
那麼其他的花紋跟排水沒關系喽?其實也不是。橫向的花紋的鋒利邊緣像刀鋒一樣,在輾過水膜的時候可以破壞水的表面張力,切破水膜,讓水流到溝槽裡,再讓胎塊表面接觸地面。
▼胎塊要能刺破水膜
橫向的寬大溝槽還能幫助縱向溝槽向兩側排水,從胎肩位置排出去。
▼側向溝的作用
除了縱向大溝槽,單導向的“人”字紋排水效果也不錯,水會直接順着溝槽排到兩側胎肩。不過這種單導向輪胎得注意安裝方向,一般在胎壁上都會有明顯的标記,裝反了可就排不了水了。
▼典型的單導向輪胎
▼安裝方向标記
輪胎胎紋是一個很複雜的領域,如果大家感興趣,以後我們單獨再開一篇聊聊胎紋。
時刻注意胎紋狀态
既然胎紋對排水這麼重要,那麼當然要時刻注意胎紋深度,越舊的輪胎排水能力越差,而那些超過更換極限還在使用的輪胎和光面胎沒什麼區别,下雨天路上有點水就可以”沖浪“了。
▼磨損的輪胎和沖浪闆無異
▼胎面與更換标記齊平就得及時更換
▼新胎狀态下的磨損标記
▼該更換狀态的磨損标記
新胎優先裝在後輪上
說到換新輪胎,很多人都有一種錯誤觀念,認為前輪負重大而且刹車的時候是主力,所以換新輪胎的時候優先換前輪。
▼轉向不足(上)比轉向過度(下)好控制
可專業人士的觀點正好相反,如果前輪和後輪的抓地力隻能顧一頭,他們一定會選後輪。理由也不複雜,前輪打滑車子會推頭還能救回來,後輪打滑車子會甩尾,那就隻能眼兒一閉,手一收,聽天由命甩到哪兒算哪兒了。
▼轉向過度很危險
所以請牢記:如果一次隻換兩條輪胎,一定要把新輪胎放在後輪上。
知識點回顧
那麼上面講了這麼多,我認為雨天駕車時應該注意的有這麼幾點:
1、水滑現象的出現與車速、積水深度和胎壓都有關系;
2、不盲目迷信輪胎,任何輪胎的排水能力都是有極限的;
3、注意胎紋深度,該換胎的時候别因為舍不得花錢而因小失大。
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