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  • skyluh

#117 輪胎溫度的測量以及對於車輛動態的影響


在上一期的文章中我們了解了胎壓對於操控的重要性和影響,那麼輪胎受胎壓影響呈現出來的變化最明顯的當屬胎溫了。 就像人體一樣,通過體溫的變化可以了解到身體是否存在發炎,從而導致發燒。 輪胎的胎溫也能夠很直觀地刻畫出底盤調校是否合適,以及車手駕駛方式是否與車輛特性相匹配。 在測量胎溫的時候應該非常仔細地讀數並且認真記錄在案。 胎溫需要在胎面三個位置測量,分別為胎面的內側,中間和外側。 這三個位置的胎溫可以展示出車輛的傾角,束角以及胎壓是否合理。 但是這樣的測量方式一般來講只在賽車運動才有更多意義,因為在賽車運動中,圈速遠比車輛的磨損更重要。 對於普通的民用車而言,更小的磨損和安全性是第一位的,其次才是車輛性能表現。



一條全新的賽用光頭胎在沒有使暖胎毯的情況下,在第一次駛上賽道時抓地力是極低的。 大約從50度開始才會產生明顯的高抓地力,然後抓地力曲線大概從90到100度開始呈下降趨勢。 對於當年的DTM而言,Dunlop Pneus甚至可以達到130度的胎溫。 但是這只有通過胎面膠的特殊配方才可能實現。 因此暖胎過程變得尤為關鍵。


在低溫情況下,如深秋地面溫度低的賽道上,光頭胎的抓地力大概和冬胎在冰面上相近。 如果在維修區中車隊可以用保溫毯將輪胎預先加熱到輪胎工作溫度的區間,那麼便可以節省大量的里程去暖胎,並且還能降低車手在出場圈失控的風險。 距離咱們時間最近的例子就是2021年F1比利時站,雖然比賽最終只跑了兩圈,但是在最開始的出場圈,佩雷茲就因為胎溫過低導致抓地力嚴重不足,從而在從Pit出發開回發車格的過程中直接滑出賽道撞進護牆,賽車右前報廢。



當車手測量輪胎上述三個位置的溫度時,如果一切調校正常,那麼胎面內側溫度便會不可避免的略微高於中間和外側的位置。 因為劇烈的加速和剎車以及直線的高速行駛,都會使賽車激進的負外傾角對於胎面內側位置加熱起到強烈的作用。

在紐柏林北賽道上,胎面內側位置溫度大約會高出15到20度。 雖然內側溫度更高,但是更重要的是溫度差,即輪胎內中外三個位置的溫度差值是否相似。 如果輪胎內側到中間的位置溫度差值小於中間到外側的溫差,那麼說明輪胎形狀過度的鼓了一些,應略微降低胎壓,但是請以0.05bar的幅度逐步降低。 因為現在胎溫和胎壓的關係已經基本合適,需要的只是對於最佳胎溫分佈的微調。 在比賽中,每次胎溫的測量都需要精確到小數點後兩位,並且同時記錄空氣溫度,路面溫度以及空氣濕度。 記錄的數據越詳細,對於之後的測試或比賽中調校的可複現性越強,從而逐步建立起屬於自己的車輛調校數據庫。

在當今的賽車運動中,一些賽事允許車手使用感應器隨時監測胎溫和胎壓,圖片(1)就是在賽事中的胎溫變化曲線。


圖中紅線和黑線分別代表不同的兩圈。 左下和右下兩個圖標即為左後和右後輪溫度在左上圖的組合彎道中的變化。



借助胎溫感應器,我們甚至可以了解到不同彎道對於輪胎外傾角的需求大小。 在圖片(2)是兩個連續右彎。 表格中從左到右分別是左前胎內側、中間和外側的胎溫。 第一個右彎將左前胎外側劇烈加熱,2號彎卻將左前胎內側溫度劇烈提升。 如果我們此時將外傾角增加或減小,可以提升其中一個彎道的表現,但是另一個彎道會被犧牲掉。 這兩個彎道的抓地力並不相同,一號彎可以提供的最大G值為0.8g,二號彎為1.2g。 因此,在這種情況下最好的解決方案是車手將轉向點推遲,從而充分利用外傾角的優勢進入二號彎。 需要注意的是,明顯溫度更高的胎面內側溫度不一定每次都是由於過大的外傾角導致的。 如果車輛驅動軸的差速鎖鎖止力度不夠,或者根本沒有差速鎖,那麼每次出彎加速時內側輪打滑也會導致胎面內側溫度過高。


幾點關於實際輪胎溫度測量的小提示(圖3):

——如果是使用溫度測量針進行測量,那麼應盡可能將測量針輕輕插入胎面膠內部幾毫米,因為胎面深處溫度下降更慢,更貼近所需的真實溫度。 而輪胎接觸空氣的表面會因為涼爽的空氣而導致溫度快速降低。



——在使用測量針時,應從胎面外側開始測量,因為一般來說胎面內側溫度更高,在測量外側後,測量針溫度已經上升,緊接著測量中間和外側的溫度不需要額外等待測量針冷卻,從而可以更加精確的得到數據。


最後,我們來看一下輪胎抓地力和溫度的分佈曲線(圖4)。 表格的橫軸是胎溫,縱軸是側向G值。 圖4左上圖是左前胎,右上圖是右前胎,以此類推。 對於這套輪胎而言,最佳抓地力的胎溫區間在70到80度左右。




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