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詳解摩托車輪胎在轉(zhuǎn)彎中的力量與角度變化

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2017-08-25  來源:MOTO  瀏覽次數(shù):759
 Bridgestone 普利司通在官網(wǎng)上推出詳細(xì)說明輪胎各種知識的頁面摩托車輪胎的基礎(chǔ)知識。本次則是介紹摩托車與汽車用輪胎的差異及摩托車輪胎的特色。

摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)的作用力分析

車身往想要轉(zhuǎn)彎的方向傾斜,輪胎因而產(chǎn)生外傾角(車身會(huì)往轉(zhuǎn)向方向傾斜)。

摩托車用輪胎的斷面為什么是圓形?

首先,先來研究汽車是如何轉(zhuǎn)彎的,汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)是利用「輪胎的側(cè)滑角(slip angle)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力」進(jìn)而帶動(dòng)車子轉(zhuǎn)彎,所以當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)往想要轉(zhuǎn)彎的方向時(shí),車身就會(huì)朝著想要轉(zhuǎn)彎的方向開始轉(zhuǎn)向,不過因?yàn)殡x心力對車身會(huì)產(chǎn)生影響,所以車身會(huì)往轉(zhuǎn)向的外側(cè)傾斜。

相較之下,摩托車的輪胎則是「利用輪胎的外傾角度產(chǎn)生橫向力量」,也就是被稱為「外傾推力(camber thrust)」(后述)的力量帶動(dòng)車子轉(zhuǎn)彎,這時(shí)摩托車車身就會(huì)往想要轉(zhuǎn)彎的方向傾斜然后轉(zhuǎn)彎。

因此相較于汽車用輪胎,摩托車的輪胎形狀為了能夠取得大角度的外傾角,輪胎斷面的半徑較小,所以形成圓形。

汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的作用力分析

把方向盤轉(zhuǎn)往想要轉(zhuǎn)彎的方向產(chǎn)生側(cè)滑角(車身會(huì)往要轉(zhuǎn)動(dòng)方向的反側(cè)傾斜)。

什么是外傾推力?

請?jiān)囍胂駜A斜10圓硬幣等圓盤狀的物體然后進(jìn)行滾動(dòng),圓盤會(huì)往傾斜的方向轉(zhuǎn)彎,這個(gè)時(shí)候圓盤的中心線會(huì)產(chǎn)生直角橫向(往內(nèi)側(cè))的作用力,這就是外傾推力,而外傾推力會(huì)與外傾角(車輪的傾斜角度)一起同時(shí)變大。

一般汽車的外傾角與車身之間會(huì)有±0.5°左右的角度變化(+是輪胎往車身外側(cè),-是輪胎往車身內(nèi)側(cè)傾斜)相較之下,摩托車車身最大則有45°-50°的角度變化。

此外,一般汽車的外傾角無法在行進(jìn)時(shí)產(chǎn)生變化,但是摩托車則是配合轉(zhuǎn)彎的情況由騎士改變外傾角度進(jìn)行騎乘,這也就是說,為了使摩托車在轉(zhuǎn)彎時(shí)的外傾角能夠發(fā)揮重要作用,摩托車用輪胎的設(shè)計(jì)主要就是為了能夠積極的使用外傾推力,進(jìn)而產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力道。

外傾推力作用分析

由外傾角所產(chǎn)生的外傾推力分析

由外傾推力與側(cè)滑角帶來轉(zhuǎn)向力

為了使車身轉(zhuǎn)向,在轉(zhuǎn)向時(shí)需要產(chǎn)生離心力與相對應(yīng)的轉(zhuǎn)向力,也就是藉由車身的外傾角度所帶來的外傾推力,不過根據(jù)轉(zhuǎn)彎的狀態(tài)有時(shí)也需要透過輪胎的側(cè)滑角帶來轉(zhuǎn)向力道。

由于外傾角度(車身的傾斜角度)決定外傾推力的大小,因此相較于轉(zhuǎn)彎時(shí)的離心力,當(dāng)只靠外傾推力無法產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)向力時(shí),就必需要加大把手的切角,藉此產(chǎn)生側(cè)滑角以強(qiáng)化轉(zhuǎn)向力。

摩托車用輪胎的形狀

摩托車用輪胎是采用不論是直向前進(jìn)還是轉(zhuǎn)彎時(shí),在任何傾斜角度下的接地面積都不會(huì)產(chǎn)生太大變化的設(shè)計(jì)。之所以如此,是因?yàn)楫?dāng)接地面積隨著傾斜角度變大或變小時(shí),就無法帶來穩(wěn)定的路面接地性,抓地力也會(huì)因此時(shí)而增強(qiáng)時(shí)而減弱,變得不穩(wěn)定相當(dāng)?shù)匚kU(xiǎn)。

摩托車用輪胎的形狀設(shè)計(jì)成即使輪胎傾斜,接地面積也幾乎沒有太大的變化,進(jìn)而能夠維持穩(wěn)定的抓地力順利轉(zhuǎn)向。

這也就是摩托車用輪胎的斷面形狀設(shè)計(jì)成比汽車用的輪胎更圓的原因之一。

 
 
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