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輪胎對於賽道和公路的影響

已更新:9月9日


目前輪胎內部充滿了各種材料,但是結構暫時不討論,我們要關心的是輪胎外層的橡膠。特別接觸地面跑道的那一層也就是胎面,一般競速用的高規格輪胎由柔軟優質的合成橡膠製作,這種橡膠像橡皮擦一樣,在摩擦的時候就會發熱。在轉向的時候,持續橫向力會導致輪胎發熱,橫向作用力方向和車體前進方向垂直。使輪胎達到工作溫度的過程,術語為(熱循環)。

但隨著胎面反覆升溫和冷卻,構成橡膠的化學物質,聚合物(長鏈分子)會產生裂化,而熱量會使橡膠分子產生變形,大部分的分子能像彈簧一樣變回原來的形狀,但是另一個化學鍵會斷裂或是永久變形。

打個簡單的比方,烤箱烤餅乾的時候,面團一開始很柔軟,但是隨著烘培時間的增加麵糰會越來越硬,直到像一塊石頭。當然輪胎和餅乾當然不一樣,但是隨著時間,熱量將永久改變橡膠的特性,橡膠的內部結構從剛出廠時候的柔軟,有黏性,更好用慢慢變成更滑,更沒有使用價值,直到最後輪胎必須更換。

但是熱循環也不一定全然是壞處,剛出廠的輪胎一般並不能立刻發揮它的最大性能,當進行大約幾圈或是幾公里之後熱循環會調節輪胎使輪胎達到最好的狀態,也就是我們稱的熱胎。當然若比賽當中看起來有一些磨損,其實只是經過熱循環預熱的原因。

橡膠被加熱時候會微微的溶化將變得黏稠更有可塑性,當輪胎滾動公路凹凸不平的公路或是賽道表面時,柔軟融化的橡膠會擠進路面的紋理,牢牢抓住地面。一個足夠好的車手或是駕駛才能保持內外溫度一致,如果輪胎內部比外部更熱,胎面下方就會形成不斷增加氣泡,嚴重者可能爆炸並炸飛一大塊胎面這就是起泡。

由於生產商致力於生產更好輪胎,更能保持穩度一致的輪胎,目前起泡問題比較少有,但是如果還是從胎面來看有奇怪的斑點那就是起泡所致。相反的,如果輪胎表面溫度不太適合就會產生顆粒化,如果輪胎表面上比內部熱很多,在轉向時巨大的作用力下融化的表面很容易扭曲和磨損,當車輛通過彎道,特別在高速下巨大的橫向力拉扯著輪胎,在某些情況下,輪胎會磨損變形成為波浪狀,最後變形太厲害頂部會脫落,這一些小碎塊溫度極高且富有黏性,有時候會粘在胎面上,慢慢的,這一些磨損的部分形成顆粒狀的紋理,顆粒化導致輪胎無法很好的與賽道或是路面表面接觸,顆粒狀的橡膠和正常的胎面相比更加劣質,顆粒化附著於輪胎上比新胎更容易打滑。

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