高阶补脑如何理解轮胎产生的力？

　　最近又有网友提问了，作为一个轮胎人，如何理解轮胎的产生的力？

　　对于这样一个烧脑的问题，小编略微整理了一下，就不知道以下这些是不是你的答案了。

　　【转弯力】

　　物体滑动或扭转形变的力，称为“剪应力”（应力的一种）；

　　而物体对剪应力产生抵抗的特性，则称为“剪弹力”。

　　若剪应力针对轮胎朝横向作用，轮胎就会朝横向变形，如下图——

　　不过，此时的轮胎也会产生对抗剪应力的力，并尝试恢复原状。事实上，轮胎就是用抗拒力让自身形变来产生车子加速、减速、转向的的作用力。

　　接下来，我们用转弯中的轮胎模式图说明，从图中可以了解，轮胎的旋转面与车主的前进方向之间是有差异性的。换句话而言，轮胎的力是通过一边旋转、一边横向变形而产生。此时，旋转面与前进方向形成角度，称为滑移角；而与行进方向垂直产生的力，则称为转弯力，车子之所以可以转向，就是因为轮胎可以产生如上述的转弯力。

　　一般而言，剪弹性较大，即使滑移角相同，也会产生较大的转弯力。不过，当剪弹力过大时，少许的滑移角就可能导致摩擦饱和，使路感与车手的感觉不合，相反的，如果剪弹性太弱，则会过度形变，而使车手感到不安。

　　【转弯力与滑移角的关系】

　　如图，在滑移角较小的范围内，转弯力会呈直线增加，而当滑移角大到一定程度时，转弯力则会达到饱和。这种转弯力的变化比率，称为转向功率，只需要一点点的滑移角变化，便可以产生较大转弯力的轮胎，其转向功率也较大。

　　【胎压与转向功率】

　　一般而言，胎压较低的范围内，胎压增加时，轮胎的剪弹力会提升，转向功率也会变大。不过，胎压的增加也会导致与路面的接地面积减少。换言之，接地面积与剪弹力，是针对胎压产生的相反效果，当垂直载重较小时，胎压增加造成接地面积减少的效果，会比剪弹性增加的影响更大。因此，转向功率会降低，相较于此，当垂直载重较大时，胎压增加带动剪弹性变大的效果，会有较大的影响力，因此，转向功率也会增加，为了将转向功率提升到极限，最重要的是考量轮胎的特性与车重，在各项要素之间取得平衡。

　　【随驱动与制动的轮胎横向力】

　　从上方观察车辆时，与轮胎旋转面方向垂直产生的抓地力，成为横向力，理解这一横向力在驱动或制动时会产生何种变化，是非常重要的一点。踩下制动踏板或者油门踏板时，轮胎的抓地力会被用于制动力或驱动力，所以，即使在相同的滑移角下，横向力仍会减少。例如下图：实际上，由于轮胎前后方向与横向的摩擦力不同，所以形状是椭圆形。赛车会随着车手的操控，而频繁进行驱动与制动，因此，斜向的摩擦力容易影响单圈时间（Lap time）。