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解析冬季轮胎技术
首先要说的是,不是每一辆车都需要一套冬季轮胎,但是,如果你生活的地方每每在进入冬季后就要经历漫长的冰雪期,那么,你应该考虑更换一套冬季轮胎。相比于普通轮胎(四季轮胎),依靠花纹的设计以及轮胎橡胶在低温环境下的状态都可以帮助车辆在积雪路面行驶过程中更为稳健。
受地域影响,我没有太多机会能接触到冬季轮胎,但有些时候,机会是需要自己来创造的,为此我特意跑了趟海拉尔,目前那里的气温在-30℃左右,严寒致使呼出的哈气可以让眼睫毛结上冰霜。“这时你就需要一套冬季轮胎了”,随行的工作人员打趣地向我说到。
● “为什么要换冬季轮胎?
首先要跟大家分享两张雪地测试的图片。我们使用两辆相同的汽车分别为它们装上普通轮胎(四季轮胎)和冬季轮胎,在加速和制动的测试环节,装有冬季轮胎的汽车拥有明显的优势,为什么会是这样?
○ 更适宜低温环境的轮胎橡胶
在干燥地面行驶过程中,轮胎跟路面有一定的吸附作用,这样的吸附作用可以为轮胎提供10%~20%的抓地力,这里所说的吸附作用仅基于分子范畴。就抓地力而言,轮胎橡胶的可塑性起到了决定性作用,在与路面接触时,橡胶通过变形陷入到路面的突起中来提供反作用力(视路面的具体情况而定),这样的反作用力可占到轮胎抓地力80%~90%的比例。由此看来,轮胎表面橡胶的可塑性对于轮胎抓地力方面至关重要。当然,我们不可否定的是,车辆的动力和底盘结构与抓地力之间也有着千丝万缕的联系。
说得更直接些,轮胎橡胶的可塑性可用软硬来描述,而轮胎橡胶的软硬在一定程度上会受到温度的影响,即气温越低,轮胎橡胶越硬,反之则稍软些。由此看来,温度也决定着轮胎的抓地性能。
适应低温环境是冬季轮胎的一大特性,相比于普通轮胎(四季轮胎),在同样的低温环境下,冬季轮胎的橡胶会更柔软些,以此来保证轮胎表面的橡胶可通过变形来与路面尽可能的啮合以提供抓地力。换言之,四季轮胎在低温的环境下,由于轮胎橡胶变硬,抓地力也会受到一定影响。至于如何让轮胎橡胶在低温环境下保持一定的柔软程度以及在配方方面与普通轮胎有何不同,米其林的工作人员一直守口如瓶。
○ 更适宜冰雪路面行驶的轮胎花纹设计
☆ 数量更多的胎面花块
相比于四季轮胎,冬季轮胎的胎面花块在数量上增加了15%,为的就是让车轮在碾压过冰雪路面时能有更好的抓地效果。
☆ 更密集且功能性更强的花纹
冬季轮胎会采用更为密集、细碎的花纹,那些沟槽可极大地改善车辆在冰雪路面行驶时的性能。上文中提到利用轮胎橡胶的变形来提供抓地力,但如果一味的变形,那么在稳定性方面就很难得到保证。
这其实是个两难的选择,既要保证每个胎面花块的刚性又要让其具备一定的柔软性以便与路面进行啮合,在这一环节,冬季轮胎大多会通过胎面花块的结构来提高刚性,贯穿整个胎面花块的Z型沟纹正是以此为初衷进行设计,在车辆转弯以及制动过程中,每一个胎面花块可利用橡胶的形变来获取抓地力,与此同时,内部的结构则使胎面花块更为稳固。在轮胎胎面上,每一个胎面花块都采用了这样的花纹结构,不过,胎肩上的花块看上去似乎又有些不同。
胎肩在具备Z型沟纹的同时,其前方还设计了类似锯齿状的花纹,这显然是为提高抓地力而特别设计的,它与胎面花块中央的沟槽相互配合可在轮胎碾压路面时将水膜破开,位于附近的若干个微型的吸水孔可暂时作储水功用。这样便可在相对泥泞的冰雪路面尽可能地确保轮胎与地面充分接触。
☆ 胎肩处的“雪铲”设计
在胎肩部位还设计了用于铲雪的沟槽,它可以在轮胎碾压过程中深入积雪以增加轮胎与路面的附着力,从而提高车辆的行驶稳定性。在车辆转向过程中,该设计可发挥出最大的效果。
● 静音设计
位于轮胎胎面中央的轮胎花块表面也设计了微小的孔,不过,在数量上则不及胎肩花块的吸水孔,不仅如此,在作用上,二者也不尽相同。作为一款民用车的冬季轮胎,在研发阶段,胎噪也是重点评估的一项环节。这个被称作“静音眼”的小孔就可以对胎噪起到抑制作用,进而,提高行车时车内的安静程度。
冬季轮胎的使用
● 使用冬季轮胎该注意什么
○ 什么时候该换冬季轮胎
如果从轮胎橡胶的特性来看,无论是否在冰雪路面行驶,只要环境温度过低,为确保行车安全都需要更换冬季轮胎。在欧洲的一些国家,对于冬季轮胎的使用已上升为法律法规,依据不同的国情和环境,有些国家规定在固定的日期范围内必须使用冬季轮胎,例如,瑞典的法规要求自每年的12月1日起至次年的3月31日期间,车主都需要为车辆安装冬季轮胎。瑞士的法规就比较有意思,在发生车祸时,未使用冬季轮胎的一方有可能需要负主要责任。在我国,冬季轮胎还尚未出台强制措施。
冬季轮胎,顾名思义,只适用于冬季,其橡胶配方和胎面花纹的设计都偏向于赋予轮胎更大的抓地性能,因此,滚动阻力必然也会增加,而较软的轮胎橡胶在磨损方面也会比普通轮胎严重些。所以,待冬末春至之时,有必要及时将其更换为普通轮胎。
○ 确保胎压正常,从而保证轮胎拥有最佳抓地性能
选择了正确的轮胎,还需要正确的去使用它,这里主要涉及到的是胎压的问题。解决它很简单,找到厂商制定的胎压标准并按照上面的指示执行即可。但让人困惑的是,厂商依据不同的用车需求制定了不同的胎压标准,作为车主很难对胎压进行及时调整,但严格来说,这关乎到驾驶安全,不得半点马虎。最后,时常检查胎压以及轮胎的磨损情况也是个很好的习惯。
○ 冬季轮胎的速度等级较低
在同级别轮胎产品中,冬季轮胎的速度等级通常略低,这主要考虑到行驶的安全性,但大家也不必为此患得患失,因为,即便如此,冬季轮胎还是可以满足大部分行驶需求的。例如,我们这次体验的这套米其林冬季轮胎,它的速度等级是H,允许极速被控制在210km/h,一旁的普通轮胎的规格为235/50ZR18 97W,它可允许的速度大于270km/h。
常用轮胎速度等级编号 | |||||
符号 | 最大速度(Km/h) | 符号 | 最大速度(Km/h) | 符号 | 最大速度(Km/h) |
J | 100 | Q | 160 | W | 270 |
K | 110 | R | 170 | Y | 300 |
L | 120 | S | 180 | VR | >210 |
M | 130 | T | 190 | ZR | >240 |
N | 140 | H | 210 | ZR(Y) | >300 |
P | 150 | V | 240 | ||
当ZR和W/Y(Y)同时出现在规格标识时,最大速度就是W/Y/(Y)所表达的速度。例如:275/40 ZR 17 98Y,最大速度大于300公里/小时 |
● 如何辨别冬季轮胎
如果你看完我上述的介绍后,基本也就掌握了辨别冬季轮胎的能力,首先,最为显著的特点是位于胎肩的“雪铲”设计,当然,在胎壁表面也会有相应的标识。
编辑总结:
在我国,冬季轮胎的市场主要集中在北方那些较严寒的地区,这次我们一行人所前往的海拉尔就很具代表性,在下过一场雪后,由于温度太低,即便将积雪清除后,路面还是会有冰雪覆盖。普通轮胎很难应付这样的路况,据为我们提供班车服务的司机师傅描述,装配了冬季轮胎后,车辆行驶确实更稳当了。
在抓地方面,冬季轮胎固然性能出众,但大多数人的顾虑是这一套轮胎究竟能用多长时间,很遗憾,为此我们没能做个相关测试,从冬季轮胎表面的情况来看,如果在你的驾驶环境中,冰雪路况仅是走个过场,那么,长期在干燥路面行驶对于冬季轮胎的磨损程度一般会比普通轮胎严重(有时候也要视驾驶习惯而定),由于其滚动阻力更大,油耗自然也会更高些。不过别忘了,温度是左右轮胎抓地力的因素之一。
说到底,这还是消费习惯的问题。最后做一个预告,这一次,我们还做了装配有冬季轮胎和四季轮胎的车型对比测试,敬请关注。
雪地测试冬季胎与四季胎
生活在北纬40°的城市,冬季轮胎是一个不得不提,却又很矛盾的话题。众所周知,北京的交通环境已经很糟糕了,但是每年入冬,不多不少的几场雪总是让这个城市几乎陷入瘫痪,这是不折不扣的雪上加霜。更要命的是,气象专家们的预报能力似乎和地震专家不相上下,雪,总是来得猝不及防。每逢下雪天,道路上总是出现各种奇异的交通事故,据说还有女司机因为爬不上立交桥急的直哭的。总之,冬季的雪对北京的司机来说是个麻烦事。冬季胎当然可以解决问题,不过让人困惑的是,北京整体来说还是个冬季干燥的城市,雨雪虽有,但也算不上频繁,换还是不换?这是个问题。
再往北10°,进入东北三省,这里的冬季比北京要严酷,一年有长达5、6个月的雪期,条件恶劣,不过这里的司机不会被选择障碍困扰。到达呼伦贝尔,我注意到这里的车辆大部分都已经换装了冬季轮胎,当然,这里的路面大多也是被冰雪覆盖的。虽然有冬季胎加身,接我们的9座后驱面包车还是晃着尾巴驶出了停车场,雪地里开车就是这样。
我的同事已经在前面的文章中介绍过雪地胎的工作原理,我们一起在牙克石冰封的湖面上对两套不同的轮胎进行了测试,通过对比,更容易看到冬季胎的优势。
参与测试的两组轮胎分别是米其林Pilot HX MXM4和X-ICE IX3,前者是一款全季节轮胎,后者是冬季胎。
轮胎的作用是为车辆提供抓地力,车辆的全部特性,最终都需要通过轮胎与地面的接合转化为动态行驶表现。轮胎的抓地力不仅涉及到纵向的加速和制动,还与横向的转向相关。不仅关系到发动机的输出,还决定了ABS、ESC等电子辅助系统的工作效率。
加速与制动能最直观的体现不同轮胎的抓地力情况。我们使用相同的车型对两套轮胎各进行了3次加速与制动测试,测试取5-40km/h加速和40-5km/h制动。至于前后这5km/h,主要是为了排除起步阶段的轮胎不规律打滑和TC及ABS系统工作的影响,这也是冰雪路面测试与干燥路面测试的不同之处。
对比测试结果我们发现,冬季轮胎的平均加速用时5.3秒,平均刹车距离为17.5米,而四季轮胎的成绩分别是8.2秒和21.1米。两者加速相差近3秒,制动距离相差3.6米。
3.6米的距离在城市道路行车时,足矣避免很多交通事故。而且这只是40km/h的初速度,通常城市中的行驶速度可能会更快,而制动距离的差距只会更加明显。
加速测试反映出轮胎纵向抓地力的差异,Traction这个词可以翻译成抓地力,也表示牵引力。所以更好的抓地力不仅可以保证车辆顺畅的加速,更可以保证车辆有足够的攀爬能力,在北京这种立交桥林立的城市或者山区中,牵引力是车辆正常行驶的最基本要素。
另外几项关于横向抓地力和行驶稳定性的测试,由于条件的限制,很难用直观的数据表现出来,而是通过主观驾驶感受来反映。
在冰面环道行驶测试中,我们使用装备不同轮胎的前驱SRX来体验车辆的弯道循迹性。全季节轮胎在行驶中驱动轮的打滑更明显,牵引力控制系统会频繁干预,动力输出不顺畅。同时由于前轮还要提供转向所需的横向牵引力,所以转向不足的趋势很明显。而装备冬季胎的车辆,动力输出更连贯,转向反应也更灵敏,所以在整个环形行驶中,可以保持更高的速度和更稳定的轨迹。
另外我们还使用四驱SRX车型进行了简单的绕桩和操控测试,结果表现也基本相同。冬季轮胎提供更多的抓地力,车辆可以保持更高的速度,同时稳定性和操控性也更好。在U型弯道中,使用冬季轮胎的弯道速度可以比四季轮胎高10km/h左右,也就是说轮胎的横向抓地力极限也更高。
还有不能忽略的一点,我们全部测试都是在ESC电子稳定系统工作的情况下进行的。驾驶员可以察觉到使用不同的轮胎,电子稳定系统的工作强度和频次的差别。使用全季节轮胎进行弯道操控测试时,由于车辆几乎一直处于失控的边缘,ESC系统几乎全程都在工作。而使用冬季胎,ESC的干预程度明显减少。同时,使用全季节轮胎,ESC系统的工作效率也会降低,即便有ESC的保护,转向不足和转向过度也还是难以避免。而使用冬季胎,ESC系统可以更有效地控制车辆的行驶状态。毫无疑问,以上这些现象的唯一决定因素就是轮胎的抓地力。
关于冬季轮胎的使用和表现,测试只是反映基本情况的一种方式,更多的体验还是基于日常行驶和使用。通过以上的一些测试和驾驶体验,至少我们可以了解冬季胎的作用和效果,而且我认为在北方寒冷地区,入冬以后换装冬季胎是很有必要的,它可以在很大程度上提高冬季行驶的安全性。很多消费者除了关心冬季胎的使用效果,肯定还要考虑它的更换使用成本、耐用性以及在干燥路面上的行驶表现,之后我们会推出更多冬季轮胎相关的文章解决大家的疑问。
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冬季胎使用方面的注意事项
[汽车之家 用车养车] 在之前的文章中,我们介绍了冬季轮胎的特点以及它在雪地上的刹车表现。综合来看,配备一套冬季轮胎对于生活在寒冷地区,冬季较长且冰雪难以融化地区的人们非常有用。但是在使用层面,不少人一定还有一些疑问,下面我们就一些重点问题进行补充。
● 何时使用最合适?
关于什么时候应该使用冬季胎,相信是很多北方朋友最为关心的。其实在很多欧洲国家关于冬季胎的使用有非常明确的规定,一些北欧国家如挪威、瑞典等规定一定时间段内必须强制使用冬季胎,其中瑞典甚至规定在此期间发生交通事故,未使用冬季胎一方将负主要责任。另外还有一些欧洲国家将部分寒冷区域规定外冬季胎使用区域,在制定的道路上行驶必须使用冬季胎。
然而我国目前上没有任何关于冬季胎的法律法规颁布,因此生活在东北部地区的朋友对于冬季胎的使用也只是凭借经验来定。在此我们也呼吁相关部门能够完善冬季胎使用的法律法规,让北方部分地区的车主可以更安全的用车。我们从专业人士处了解到,当气温降至7度以下,或是可以看见明显“哈气”的时候,就可以考虑更换冬季胎进行使用了,东北的车友可以参照这一点。
● 使用冬季胎 用车成本会提高
毋庸置疑,冬季胎和四季胎交替使用要比只使用四季胎的花销要大了很多。我们从淘宝以及部分实体店走访来看,普通16寸大小的雪地胎价格要在700-800元左右,四条轮胎的价格就要在3000元上下,冬季结束后冬季胎将被换回四季胎,虽然一年可能用不了几个月,不过轮胎橡胶也是有寿命的,三四年自然老化就要更换,因此成本确实有所提高。
● 冬季胎和四季胎不可混用
为了节省使用成本,一些车主入冬后只在驱动轮上更换两条冬季胎,这种做法是不可取且非常危险的。
高速行驶中转向时,仅有两条雪地胎的前驱车会加剧转向不足的现象,而后驱车会由于四季胎抓地力不足而出现比平时更严重的转向过度,这样的冬季胎使用反而更加危险。因此为了安全,冬季胎一定要四条一起更换使用。
● 冬季胎常年使用有隐患
另外一些车主也是出于花费的考虑,干脆冬季胎当成四季胎常年使用,这种做法也是不可取的。
由于轮胎材质和花纹设计上的不同,冬季胎在正常路面上行驶的噪音、油耗都会明显升高,反而增加了用车成本,另外冬季轮胎承受的速度极限较四季胎有所降低,因此极限速度会受到影响。
● 冬季轮胎在干燥路面下制动距离变长
对于那些冬季轮胎常年用的朋友来说,节省了成本但是增加了安全隐患。我们不久前针对冬季轮胎做了一个制动测试,在1度左右的温度下,使用冬季轮胎在干燥无积雪的路面上制动,从结果来看在应当使用四季胎的环境下使用冬季轮胎制动,刹车成绩比四季胎的距离远了很多,足以见得安全表现适得其反。
并且由于冬季轮胎的花纹偏软,纹路设计也有不同,干燥路面行驶一段时间后冬季轮胎原有的花纹纹路发生变形甚至软化,从而降低抓地力,影响刹车效果,因此建议各位为了自己的安全,一定不要将冬季轮胎常年使用。
● 冬季轮胎不是万能的 冰面刹车与四季胎无区别
在之前的文章中我们提到过,冬季轮胎在雪地上的制动表现明显优于四季胎,不过这也只是相对而言。虽然冬季胎在雪地中的操控确实要比四季胎游刃有余一些,但毕竟是冰天雪地,附着力很低,因此冬季胎同样有极限。同时,冰雪路面上行车,还是要保持小心谨慎的驾驶态度,切勿过分依赖冬季轮胎,要知道冬季轮胎不是万能的,如纯冰面状态下,冬季胎和四季胎的制动表现没什么区别。
通过测试我们发现,由于冰面上附着力极低,因此对于轮胎类型的敏感性有所降低,无论是四季胎还是冬季胎在冰面上的制动效果没什么区别,花纹以及材质的变化不会对制动产生影响。轻踩制动踏板ABS迅速介入,同时轮胎在低附着力的冰面上滑动摩擦,最终制动距离几乎没有区别,因此建议使用冬季胎的车主在冰雪路况中驾驶同样要提高警惕,放慢车速。
总结:
对于生活在北方地区的朋友来说,由于冬季寒冷且持续时间长,冬季胎是很有必要配备的。虽然用车成本会有所增加,但是为了行车安全,还是建议大家严格按照规定进行更换和使用,同时保持小心谨慎的驾驶心态,让冬季胎更好的为我们服务。