所谓抓地力是指轮胎和路面之间所产生的摩擦力,能够让轮胎和车辆附着在道路上。抓地力由粘着摩擦力和滞后损失摩擦力组成。粘着摩擦力是指轮胎和地面接触部分彼此相互作用而产生的摩擦力,滞后损失摩擦力是指橡胶分子因振动而产生的能量损失的阻力。但要注意的是,轮胎和路面之间的摩擦力属于橡胶(特殊固体)和固体之间的摩擦力。这种摩擦力与两个一般固体之间所产生的摩擦力是有所不同的。这些特点基本上都可以说是由于橡胶本身是一种所谓粘弹性体所引起的。
胎压对抓地性的影响
胎压对抓地性的影响可能远超乎你的想像,胎压并不会直接影响橡胶分子和地面的附着力,但却会影响轮胎接地面内有多少橡胶分子实际与地面接触。对一部有既定轮胎、车重的车来说正确的胎压只有一种。事实上这个正确的胎压是被局限在一个很小的范围,大概只有±1.5psi。假如胎压超出这个范围,轮胎的接地面会变形,以致无法完全紧贴路面。也就是说轮胎接地面内的实际接地的橡胶分子数目会比较少。如果胎压太高,会造成轮胎边缘两侧无法完全贴地,接地面积自然跟着变小,接地面较小的情况下却有同样的负荷,当然性能表现要打折扣。假如胎压不足,表面上看来轮胎接地面积似乎并没有减少,甚至有人认为是增加了,实际上虽然轮胎两侧依然紧密的贴地,但由于胎压的不足使得胎面中间的橡胶分子无法紧贴路面,造成的结果就和胎压过高一样。这也可说明有人的轮胎使用了一段时间以后,出现中间或两侧磨损比较严重的情况,就是长期胎压过高或不足所造成的。
扁平比对抓地性的影响
轮胎的扁平比就是胎壁高度与轮胎宽度的比例。扁平比对抓地性的直接影响并不大,但是对轮胎的滑移角(Slip Angle)有影响,扁平比较低的轮胎在相同的负荷情况下会有较小的滑移角,在轮胎宽度不改变的情况下,只改变前两轮或后两轮的扁平比,会因为前后轮滑移角的不同使操控的平衡产生变化。
轮圈尺寸和轮胎的抓地性
轮圈的直径大小和轮胎的抓地性并无直接的关系,但是如果配合轮胎扁平比的降低而加大轮圈的直径却可增加轮胎的接地面积,同时也影响了行路舒适性和轮胎的转向反应。对一条轮胎来说,太宽的轮圈会让胎唇无法与轮圈紧密的结合,同理用了太窄的轮圈也会有同样的结果。轮胎制造商都会为每一条胎设定一个所适用轮圈宽度的范围,超出了这个范围将会对行车安全造成莫大的威胁。 轮圈的宽度会对轮胎接地面的轮廓会有直接的影响,如果轮圈太窄,轮胎就会变得“鼓鼓的”,会减少轮胎边缘的贴地性。反之如果轮圈太宽,则轮胎中间部份的贴地性就会减低。从实际的测试结果告诉我们,采用轮胎公司所建议宽度上限的轮圈,可让轮胎的性能充分的发挥。假如你是因为预算、比赛规则或是其他原因的限制限制了轮圈的宽度,那么我们建议你使用这个轮圈宽度所能使用的最小尺寸的轮胎,如此所获得的实际轮胎接地面积会是最大。不但可增加过弯速度、减少轮胎的磨损,更可容许采用对整体性能表现更佳的悬吊设定。虽然有很多市售胎由于采用较硬的胎壁设计,所以丧失了对于不适用轮圈的敏感度,但是对于高性能的轮胎来说,对轮圈宽度的敏感性依然存在。
轮胎的材质和抓地性
轮胎所使用的橡胶材质对轮胎的抓地性有着决定性的影响。胶质软的摩擦系数就高,橡胶分子也对地面有更佳的附着力,整体的抓地性将会提升。但这只有在轮胎还没有过热时才成立,因为不同的轮胎都有不同的工作温度范围,和最佳的工作温度。软质的轮胎虽有较佳的抓地性但是磨损也比较快,因此在赛车场上轮胎材质的选用真可说是一门艺术,不但要考虑抓地力还要考虑轮胎的过热临界点,更要考虑磨损。对越野赛来说,在泥沙路面使用越软的材质通常可得到最快的速度,但是在柏油、水泥这种硬质路面来说,磨损又是个令人头痛的问题。材质的选择必须考虑轮胎的荷重、工作温度以及磨损。对一般道路用胎来说,通常会选用较硬的材质是必须的,一方面是为了高速公路上的需要一方面是为了轮胎寿命的考量。
温度与抓地力有关
一般光面胎常常面临的问题是,要使其所使用的粘弹性发挥最高性能的温度范围非常小,也就是说,其性能受温度的影响很大。原本在高温会有很好的弹性,但在低温却变得很硬,而使抓地力变得很差。相反的,原本应该是在低温状况下使用的轮胎,在高温时也许就变得过于柔软。
在国际国内的轮胎品牌中,轮胎的性能是个非常严肃和认真的研究方向,通常来讲来自于米其林,倍耐力,马牌,邓禄普和国内的比如玲珑,双星,风神,赛轮等轮胎的抓地性能更好,性能更稳定可靠。