Going Faster 第13章Word格式.docx

Going Faster 第13章Word格式.docx

《Going Faster 第13章Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Going Faster 第13章Word格式.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

抓地力水平

充气轮胎通过一种在橡胶和道路表面的分子粘接和数以千计的微小轮胎橡胶与道路表面微观上的凹凸不平的实际存在的互锁的组合来抓住地面。

为了阻止轮胎相对地面的运动，这个粘接作用需要剪切掉来自轮胎主体的接触点，这需要相当大的力量。

这种在轮胎和沥青之间的摩擦不同于物理学之父一艾萨克牛顿所预测的。

牛顿认为使物体发生侧向移动的力不会大于垂直作用于物体上的力。

牛顿从未预料到轮胎制造商的创造力。

一条比赛轮胎，以及的确有一些街胎在制动，加速或者过弯中产生的力大于向下施加在轮胎上的力。

当这个力量被用来替代车的侧滑，如在过弯过称中，我们称这股力量在侧向发挥作用。

在制动或加速过程中，这股力量在纵向上发挥作用。

摩擦系数

这会很容易来假设，一旦轮胎被连接到赛车上，那么他们的抓地力保持不变，但当然这做不到。

从轮胎提供的牵引力大小由这些因素决定：

一些你不能控制的，但是一些你有能力去操纵。

不要担心，我们不会将过多的高科技。

CF,或者叫它摩擦系数

（coefficientoffriction），仅仅是用来快速对比一条轮胎的数据。

CF是一条轮胎所能产生的最大力和作用在它上面载荷的比值。

一条摩擦系数为1的轮胎，能够产生和垂直作用于轮胎上的载荷相等的力。

摩擦系数是简单描述一条轮胎的相对抓地力，而不必考虑特定的车辆或轮胎所安装的位置。

一条有着更高摩擦系数的轮胎将会比摩擦系数低的轮胎有着更好的抓地力。

充气压力.在很早之前，有一些微小的调整但又值得车手去做来提高赛车的操纵平衡，调节轮胎气压是一种比较普遍的做法来得到赛车在相同位置的前后侧滑极限。

事实上对于一条轮胎来说，尤其对一条接胎来说，通过充气压力来改变摩擦系数允许你改变一辆赛车的前后侧滑极限。

通过增加充气压力增大的摩擦系数最终将达到一个极限，然后它将下降。

摩擦系数将在一个特定的压力处达到最大，当然，那个压力是你想要找到的来将赛车的过弯能力最大化。

调节前后压力的上升下降不是调整过弯特性的最好方法，因为最终往往是你减少了赛车一端的牵引能力来使过弯接近中性。

当你这么做的时候，开起来可能会感觉更棒，但是它的整体牵引力将比前后轮处于最佳压力下所产生的牵引力更小。

一旦你使前后轮处于最佳压力，你将通过机械方式来调整赛车的过弯平衡--通过调节横向稳定杆，弹簧刚度，侧倾高度等等。

因此有许多赛车，即使在今天，轮胎气压仍是一项重要的调节方式。

对于一辆能够产生良好下压力的车来说，安装很硬的弹簧来使赛车在高速下紧贴地面，防止它俯仰姿态的改变以及防止下压力平衡的急剧变化是很重要的。

在这样的情况下，轮胎的充气压力对赛车的操纵有着巨大的影响因为轮胎自身比在悬架较软的车上被更大程度的当作弹簧。

因为大部分真正的赛车是可调的，充气压力对过弯平衡微调的作用比发现它所提供最佳摩擦系数的压力大小更小了。

当车停下后，你记录每个轮胎的热，压力来看从低温状态升高了多少。

你试着调节冷压来使得赛车做最多转向那一侧的前后轮从低温到高温的压力上升一样一一在大多数弯道中处于外侧的一对。

而比赛用光头胎，关键是通过调整气压来在接触面保持一个正好的轮胎足迹。

太多的压力会在轮胎中间产生凸起，因此轮胎边缘无法被利用到，而太低的压力会过度利用轮胎的边缘同时使轮胎觉得蠕动和指向不精确。

这种效果有点伤现代比赛用子午线光头胎，但它仍然存在。

外倾角.当轮胎笔直立于路面时，它的外倾角应为0度。

如果你向车辆中心倾斜轮胎的顶部，则轮胎有了负的外倾角。

而向另一侧倾斜轮胎，即顶部远离车辆，则为正的外倾角。

轮胎的摩擦系数随着外倾角的变化而变化。

当你从0向负值改变外倾角时摩擦系数将增加，而向正值改变时，摩擦系数将减小。

从设计的角度出发，你想要有一个外倾角范围是摩擦系数最大值且能保持轮胎最大负载的悬架系统。

但是请记住，随着正或负外倾角的增加，制动和加速能力将会降低。

静态外倾角的最佳设定是综合加速，制动和过弯三者的最佳平衡。

你怎样能调节摩擦系数

看着摩擦系数随着胎压和外倾角的变化而变化是一件很有趣的事情。

这些是摩擦系数是如何变化的良好例子，但没有什么可做当进行通过胎压或外倾角来提高车辆性能。

载荷.在本书前面，我们说轮胎在路面上压的越重，它的抓地力越好。

为了看到这一原则，你能绘制一条特定轮胎的摩擦系数随负载变化的图像。

（看Fig.13-1）

在这个图像中，摩擦系数从1.75开始变化，此时负载为150

磅。

随着负载的增加，摩擦系数逐渐降到了1.25,此时负载为450磅。

关键是从摩擦系数分离总抓地力。

例如，如果负载为200磅，此时摩擦系数为1.7o为了看清转移了多少力，将负载和摩擦系数相乘。

那么这种轮胎在负载为200磅时，能够产生340磅的抓地力。

但是，你将负载增加到400磅，摩擦系数从1.7降到了1.35o将摩擦系数1.35与负载400磅相乘，则得到总抓地力，然后你发现增加到 了 540 磅 。

这种摩擦系数随载荷增加而减小的现象说明了较轻的车辆比较重的车辆能够获得更好地过弯，制动及加速性能。

这也解释了为什么设计者竭尽全力的降低赛车的重心，这是为了在弯道中将载荷从内侧轮

向外侧轮的转移最小化。

转移到外侧轮的载荷越多，摩擦系数减少的也越多。

较少的载荷转移意味着全部四个轮胎有着较好的抓地力，因此，也就有着较好的牵引和过弯速度。

Fig.13-2,展示了载荷与牵引力的关系。

这张图更适用于车手做什么能影响一辆赛车的牵引力并因此发挥出它的最大潜力。

当载荷增加的时候，牵引力也随之增加，但是你能看到在高载荷下，它的变化率也是抓地力的增加减慢了。

所有这些数据只是简单地强调了你在车辆控制章节所学到的。

你驾驶的方式--你如何移动控制--影响了在轮上的载荷变化并且因此调整车辆的操纵特性。

产生峰值过弯摩擦系数.我们之前已经解决了滑移角并且暗示了一个事实即一条轮胎的过弯能力随滑移角而变化。

现在我们将它随摩擦系数一同变化来试着弄清楚到底多大的滑动能提供最大的过弯抓地力。

当我们提及一条轮胎有着1.5的摩擦系数，我们的意思是它的峰值摩擦系数是1.5o这张滑移角-摩擦系数图表展示了抓地力如何变化的。

（Fig.13-3）在较小的滑移角下轮胎的摩擦系数也很小，但是当你逐渐增加滑移角，摩擦系数变得越来越大。

在这张图中，当滑移角约为5度时，摩擦系数十分接近它的峰值。

“任何操纵好的赛车都有一点点偏航--但它是变化的。

使用街胎的方程式赛车偏向于一定合理的滑移角。

当你使道奇GTU赛车保持在轨迹上，他能开到最快。

对于GTS赛车你必须开的激进些，但耐心点，因为如果你太早踩了地板油，你只是在原地烧胎而已。

”

JeremyDale

基于这一点，轮胎一直在路面上滑动是不必要的。

因为轮胎的弹性性能，轮桐所朝向的方向和接触面所朝向的方向之间的角度差被充气

轮胎的弹性性质吸收了。

在某一点，轮胎尽它的所能来变形吸收这一角度，而在这个角度的任何的增加将意味着接触面将开始滑动。

如果角度继续增加，越来越多的面开始滑动直到在某个角度整个接触面具有了横穿沥青的侧向运动。

在介于滑动开始的滑移角和整个接触面开始滑动的某处位于摩擦系数最大的位置--在这个例子中，约为5度。

在过弯速度方面，在一个半径为200英尺的弯角，在5度峰值范围运动的轮胎将允许一辆赛车（没有下压力）以67英里的速度过弯，在摩擦系数为1.35时，过弯速度降为63.6英里。

在1.3时，降为62.4英里。

很显然，最快的车手会操纵着赛车以5度的滑移角过弯，不多也不少。

超过最佳的滑移角过弯不仅会让你处于摩擦系数更低的境地，而且更大的滑移角会产生更多的热量--另一个影响摩擦系数的因素。

胎温.轮胎牵引力随热量而变化。

轮胎的摩擦系数在较低温度下低于它的峰值，但是在一个特定的温度处将达到最大。

然后当胎温超过其设计范围，摩擦系数将重新降低。

一个好的车手会在最佳温度范围内发挥赛车的最大抓地力，足够用力的操纵它们来创造胎温但又不会太过以至于让他们过热或“熄灭”。

大部分光头胎的温度范围在华氏200至240度之间。

轮胎设计者将轮胎结构和橡胶化合物搅拌在一起从而生产出合适的轮胎。

然后交给车手，并以保持在合适温度范围的方式来使用轮胎。

这通常意味着找到一个操纵平衡来均衡前后轮的压力。

过度使用前轮或者过度使用后轮同样会导致过热。

复合选择.当选择哪条轮胎来跑的时候，你必须考虑不同的可用的橡胶化合物。

如果赛道特别的粗糙或温度很高，或者两者皆有，那么当天的轮胎配方将是较硬的那个。

而另一个极端，如果赛道很光滑或者温度很低，那么较软的配方将会有更高的摩擦系数并且圈速会比较硬的轮胎更快。

在赛车的入门阶段，我们中的大部分都不操心这些决定。

你使用可供出售的或规则限定的轮胎。

有时，如果你的预算捉襟见肘了，你会使用旧的轮胎。

滑移率

摩擦系数的改变使赛车的潜能发生了变化。

当我们谈论纵向力比如制动或加速时，一个参数开始发挥作用了，它就是滑移率。

滑移率是滑移角的纵向分量。

当轮胎在路面上自由滚动的时候，它的接触面--轮胎与路面接触的部分--和路面是相对静止的。

这时候是0%的滑移率。

在轮胎与沥青路面接触的一瞬间，它们符合一对一的关系就好像链条与链轮。

如果你绘制轮胎牵引力与峰值牵引力比例和滑移率的图表（看Fig.13-4）,你会发现最大值不是在0%的滑移率处出现的，而是在大概15%的地方。

这个事实，当然，对你怎样发挥赛车的最大制动和加速能力有着重要的影响。

在你每天的街道驾驶中，你很少会在制动或加速产生滑动，但是如果你想要提高圈速，你需要调节入弯制动和出弯加速时的滑移率。

在制动时，你会希望施加在制动踏板上的力能使得轮胎继续转动，但是轮胎的转速要比如果自由滚动下的转速低15%。

施加在踏板上的力太轻会使得滑移率低于15%,因此不能用完所提供的所有牵引力。

毫无疑问：

它将比使用最佳制动力需要更长的减速来将直道速度降到入弯速度。

当然，你可能在制动时过度使用滑移率。

制动踏板踩得太重则滑移率将低于15%并且牵引力也失去了。

这个粗暴的错误会让轮胎停止转动。

一旦发生锁死，轮胎将失去它峰值牵引力的30%到40%,并且还会引发一些坏坏的影响。

其中之一就是当轮胎锁死后，你将失去所有的侧向牵引力，因此如果你此时决定转向，你会很倒霉。

另一个主

要的影响就是会在轮胎上留下一块平斑。

这块平斑在较硬的街胎上会

很微小，但如果是在较软的赛车轮胎，轮胎将会很快磨成方形。

在出弯时，你会想要用尽所有的马力和所能提供的抓地力来在接下的直道上加速，你需要训练自己来协调你的右脚在加速踏板上逐渐压向地板以及你的手逐渐回方向来以最佳滑移角和最佳滑移率的组合来远离弯