人在行走時永遠是腳底接觸地面，車在行駛時永遠是輪胎接觸地面。一臺車就算擁有再優(yōu)秀的機械素質(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來抑制車輛的滑動。

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狀態(tài)，輪胎的滾動過程包含著滑動——摩擦——粘合——分離。

橡膠的特點：

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。當一個完全彈性的物體（例如彈簧）受到力時，它會與所施加的力成比例地瞬間變形。然后，一旦不再施加力，它就會恢復(fù)到初始狀態(tài)。應(yīng)力和變形是同時發(fā)生的。

橡膠的遲滯特性：粘性流體表現(xiàn)不同。當將活塞推入裝滿油或水的管子時，活塞的向前運動遇到阻力，當我們試圖更快地推動活塞時，阻力會增加。而且，當我們開始按下活塞時，可以注意到任何運動之前經(jīng)過了一段時間。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。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，但僅在一定時間后（肉眼不能察覺）。這稱為遲滯性。

而對于粘性材料而言，能量損失和遲滯響應(yīng)會受到兩個參數(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。移動活塞所需的力很小。活塞幾乎沒有阻力。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，移動活塞所需的力增加，活塞的阻力增加?；钊麄?cè)成為主導(dǎo)，這是最有利的抓地力范圍，因為滯后是最大的。如果頻率進一步增加，粘度再次下降，橡膠會變脆！

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。此時聚合物鏈會充分變形，使硫橋之間的鏈段能夠移動，在移動時，它們會與其他鏈條發(fā)生摩擦，這會減慢它們的運動（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)。溫度的升高會增加分子的流動性，從而促進運動。類似的如食用油，當油倒入鍋中時，它會緩慢流動。隨著鍋加熱，油的流動性增加。

對于熱愛賽道的朋友，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，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。（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，必須得微滑！

但是在橡膠與道路撞擊時產(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滑動，則分子粘合的反作用力不是切向的，而是垂直的。只有相對滑動才能產(chǎn)生抵抗打滑的力。

如圖可以看見車身的重量給路面一個垂向作用力，反之路面給輪胎一個垂直反力Z。輪胎與地面的相對運動會產(chǎn)生切向反力X，二者形成合力。可以說用輪胎與地面的微滑動來抑制車輛的滑動。

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）。對于給定的路面，μ很大程度上取決于負載Z，同時也是輪胎滑移率的函數(shù)。實際上，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標定中限制駕駛員油門，ABS標定中限制駕駛員制動踏板，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：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，路面是將砂巖或堅硬花崗巖壓碎，砂巖細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。這些被稱為瀝青混合物。道路標準定義了各種不同的層面，例如支撐層或表面層。對于瀝青混凝土，有各種尺寸的原料，象砂和細粒，要使它們之間的間隙盡可能小，也能使整個表面具有良好的機械內(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)計標準來定的，例如上海地區(qū)的小伙伴可以觀察天馬山賽車場或者上海國際賽車場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)計標準來定的，例如上海地區(qū)的小伙伴可以觀察天馬山賽車場或者上海國際賽車場二者的路面情況都與右上情況類似，屬于密集的大顆粒。