【分享】輪胎基本認知─與輪胎設計者對談。﹝第2篇新增﹞

輪胎是什麼？

你或妳何時會低下頭去看看，你(妳)自己的愛車裝著什麼樣的輪胎？

這個問題就有如你在出門前，是否會看一下自己腳下的鞋子一樣。
若你想要去運動場打籃球，你絕對不會穿一雙皮鞋去。你也不會在需要走很久的旅途上，穿一雙拖鞋就走。

輪胎就有如你愛車的雙足，在動輒高達70~80km/h甚至於100km/h以上的行駛速度，你與地面間唯一的接觸，就只有那兩個手掌大小的輪胎貼地面。

你在高速巡弋過彎時，輪胎胎面承受你身體重心的轉移，忠實地反應、並將路面的狀況予以確實地回饋，讓你能夠對應下一個彎道或路口。

你與它緊緊相繫，你的安全與生命與它彼此相依。
如此，你(妳)還會認為它無關緊要嗎？

這麼重要的東西，你不能逃避或忽視，你必須試著去瞭解。輪胎並不是單純的一條黑色的東西而已。它內含著許多技術與科技的結晶。

因著上述的緣故，有許多消費者會直覺地以抓地力為唯一考量。可是，抓地力固然重要，但要適才適所地因應消費者的需求來對應才是重點。

舉例來說，大家都知道抓地力與耐磨耗成反比。因此運輸業者如送報生這個族群，不會和自己的荷包過不去而去使用昂貴且磨耗快的競速熱熔胎。他們最愛用的反而是耐磨耗，且價格便宜、平實的一般輪胎。這就是經濟性、實用性的考量。

你不能說他不對，因為這個族群的輪胎消耗量非常大，以一般8PR加強胎平均3個月磨完的狀況來說，換胎的成本相當高。

相對的，喜歡競速、熱血的青少年族群，就較偏向高抓地力考量。改車、玩車是他們的生活樂趣。他們願意節衣縮食僅為了將車輛改的很炫、和他人不一樣。追求速度感的感官刺激與高速行駛的抓地力是主要訴求。激烈操駕的熱血特性與易衝動、易受煽惑的特質，必須配合這些特性調整。那麼，競賽級熱熔胎或半熱熔胎就變成了唯一的選擇。

舉這兩個例子，只是說明輪胎因著消費者的使用習慣不同，而有不同的商品屬性。若能慎選適合自己的輪胎來使用，就足以應付大多數的需求。而非一定要熱熔胎不可。

好了，說了這麼多，現在請你平心靜氣地想一想，你平時的騎乘習慣為何？騎乘的路況、路線、氣候和騎乘心態是如何？你的經濟狀況如何？買了這條輪胎之後，你希望它能給你些什麼？然後你再決定需要考慮那些輪胎。

輪胎也區分出等級，各家的輪胎都有等級之分。但並沒有好或不好的問題，而是適不適合你自己。
最重要的地方，你的騎乘技術與方法是否對應搭配你所選擇的輪胎？你不能換裝耐磨耗型的輪胎，然後熱血地競速殺彎，再來抱怨輪胎抓地力不夠好。亦或是拿一條競速型熱熔胎載貨用，然後抱怨它磨損太快、太靈活等。這都是誤用場合的例子。

適才適所，讓輪胎所設定的性能符合其所使用的條件，是你必須做的功課。

在換裝時，通常機車行的老闆會瞭解輪胎屬性建議你該用何種輪胎，但很不幸的，有許多機車行會推薦你換他銷售利潤較高的輪胎。如果剛好符合你騎乘屬性，那麼就沒有問題。但有些會違背或誤判消費者屬性與需求，就會造成抱怨發生。

這個部份，因為你的騎乘方式、操控習慣等只有自己最瞭解，因此，必須由你告訴機車行老闆，你需要使用什麼性質的輪胎。亦或是和其討論你的騎乘狀況，然後由他推薦你該用何種輪胎，再做出決定。

輪胎有著不起眼的外表，卻深藏著各式各樣截然不同的個性。瞭解你的輪胎，請注意以下兩項要點即可應付多數要求：

1).瞭解輪胎胎邊標示：
輪胎和你的鞋子一樣，有著各式各樣的型號。在購買時，你必須先瞭解你穿幾號的鞋子。輪胎也是一樣，你必須先瞭解輪胎的型號是多少，才能決定選擇什麼尺寸。

在輪胎胎邊(胎側)上，刻有許多文字。其中各項說明都是國際規範所要求的。
在這裡不一一敘述，煩請你自行下載我做的Powerpoint撥放檔，即可大致瞭解。
載點http://alanchen71.myweb.hinet.net/tyresizemarking.pps (請另存目標下載，若無法下載請貼至網址列再試看看)。

另外，瞭解你的輪胎規格後，開始依你的車輛空間來選擇可用的輪胎規格範圍(改裝規格)有多少。
在這裡再提供一個我寫的小程式，可以自行換算規格的外徑、里程、速度等差異，並參考比較。
載點http://alanchen71.myweb.hinet.net/tyre.xls
(個人空間不大，流量較大時請多試幾次，並煩請勿盜連，謝謝！)

2).瞭解輪胎屬性：
輪胎有著各式各樣的個性，一般來說除了區分車種別，如卡客車、轎車、機車等等之外，依各類別又依其使用狀況區分出各種樣式。這個部份可能需要輪胎設計者協助消費者去瞭解、選擇會比較明確些。但你要自己觀察也可以。
以下用兩個案例說明：(MAXXIS正新輪胎的M6029與DURO華豐輪胎的DM1092)

以MAXXIS M6029而言，它的花紋設計偏向簡單的歐式花紋，擁有較多的陸比。而在中央貼地面積內花紋溝並不多，胎面呈現較圓形的弧度。依上述外觀特性來看，可以整理出以下要點：

a).該輪胎的屬性必須調整為注重抓地力部份。(因為貼地面積內花紋溝少，抓地力必須單純地依靠橡膠膠料本身的滾動阻抗)。

b).該輪胎在積水路面的排水性可能不佳。(同上，因為直進貼地面積內花紋溝少，每秒瞬間排水量少，較深的積水可能易偏滑)。

c).該輪胎可能較易磨損。(較尖圓的輪胎形狀會較易由中央處磨損，另外，抓地力屬性的耐磨耗性可能不佳)。

d).該輪胎的彎道性能應該表現不錯。(胎肩花紋彎月形獨立，抗變形撕裂佳。較柔軟的膠料屬性會使偏滑抑制效果良好，較圓的外型使彎道控制靈活)。

e).該輪胎偏磨耗抑制表現應該良好。(愈少花紋溝通過直進貼地面積內，較不易發生偏磨耗)。註：偏磨耗即為胎面膠料磨耗不均現象。

所以歸納上述分析，可推定M6029屬於晴天型抓地力性能胎的設計屬性。


而以DURO的DM1092花紋來說，其較傾向偏硬派實務性的日式花紋類型。其花紋溝較多，於貼地面積內來說，花紋佔了較高的比例。胎面圓弧較傳統胎略圓一些。依其外觀特性，歸納出下列幾點：

a).該輪胎為注重排水性能的晴雨胎屬性。(中央花紋溝佔較高比例)

b).胎面中央閃電型花紋溝，滾動阻抗較大，振動感較明顯。(貼地面積內較多花紋橫越過，滾動斷續感較明顯)

c).胎面變形較高，暖胎迅速。(貼地面積內花紋溝切割，藉由滾動時較頻繁地屈曲來引發較快速的昇溫，來提前獲取抓地力)

d).抑制道路偏滑效果應為良好。(俗稱道路殺手的道路標示線因攙入玻璃砂以增加夜間反光功能，且為防止磨損過快而塗佈較厚的油漆。花紋溝橫越阻抗較大，可以抑制大多數的偏滑現象)

e).該輪胎偏磨耗抑制表現應該良好。(依其花紋配置與花紋溝角度設計，偏磨耗狀況抑制表現應良好)

簡而言之，DM1092屬於較偏晴雨胎的設定。主要訴求在於抑制較光滑與低溫、潮濕路面的偏滑情況，使其緩解不致失控。

這是一般設計者的考量。當然還有更複雜、細節的部份，但為避免你看到睡著，那就不多談。

因此，如果你是騎乘熱血派的騎士，且你所處的環境是乾燥、路面平坦無太多障礙物，且高速型路面較多的話，那麼M6029應該會讓你滿意。

但如果你身處於晴雨不定的氣候環境，或路面障礙物如人孔蓋、鐵板、道路標示線偏滑、泥沙較多的地區，亦或是你需較常前往偏低溫、潮濕、路面有苔蘚、腐葉的山區時，那麼DM1092會是較佳的選擇。

兩者各有不同的屬性與不同的設定。並沒有說誰好亦或不好，而是必須符合你自己的使用環境與配合你自己的騎乘習慣。

上述講了這麼多，不論你懂或不懂，至少都有基本的瞭解。

你瞭解之後，在更換輪胎時就能有較好的主動權。

這意謂著消費者意識抬頭，我們輪胎業者亦必須努力對應以符合更嚴格的要求。

我很喜歡一句廣告詞：「追求完美，近乎苛求」。這幾乎是每一位設計者的希望，也是我們努力的目標。在每一個設計的環節、細節、想法與創意點子下，搭配實際騎乘測試經驗與車手、朋友意見，不斷地修正改善，為下一個新作品做準備。

我也希望輪胎的設定能夠讓使用者充分瞭解，這樣可以避免誤解或是誤用，而導致抱怨產生。

歡迎各位提供點子和意見與我討論參考。

下一階段，我想和各位談談「貼地面積與抓地力的關係」課題。並請各位前輩先進指教，謝謝！

我是DURO華豐橡膠工業股份有限公司 研發工程師，暱稱Enen。在Yahoo知識中你也可以找到我，歡迎你對輪胎有任何建議或是需要服務的地方不吝指教，謝謝。

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【貼地面積與抓地力的關係】

嗨！各位我又回來了，承蒙各位愛護不吝指教，與版主的協助與指導，讓見習生的我不勝感激。
這是第2篇文章，我還不太熟悉這裡的使用環境，有錯誤之處還請指正，謝謝！

好了，回歸主題，這篇主題內容以﹝貼地面積與抓地力的關係﹞來說明，會比較嚴肅且進階一點點，若有興趣的話再看下去吧！

相信大家都看過頭文字D，它所使用的輪胎都是特別加寬與低扁平比的高速跑車胎，藉此獲得較大的貼地面積。那麼，接地面積愈大的是否表示抓地力愈好?

抓地力是什麼？抓地力(Grip)即是輪胎與地面之間的磨擦力。

一般磨擦力的公式：(庫倫法則)
F (磨擦力)=μ(磨擦係數) x N(正向力)。

一般討論摩擦力時，若接觸面性質不變的情形下，摩擦力與巨觀接觸面積不相關。因為接觸面積較小時壓力增大，接觸面積大時則壓力減小。

從微觀而言：摩擦力來自於接觸面間原子的交互作用以及表面凹凸不平時的作用。摩擦力與實際原子間的『接觸』面積有關（更明確講應該是交互作用的有效面積）。

當接觸面積變小時，壓力則隨之變大，使得表面間實質作用面積並沒多大改變。

因此以上述來說，貼地面積、滑動速度與磨擦力並無直接關連。抓地力Grip(輪胎與地面間的磨擦力)應和膠料配方有關，和接地面積無關。

但是，真的是這樣嗎？那麼為什麼仍然有那麼多人裝配使用加寬扁平胎？

輪胎加寬扁平化後，貼地路感增加。低扁平比胎壁輪胎側向力較小使過彎側傾扭曲現象減少，較大的貼地面積使得騎乘較為穩定，不致於被路面狀況(雜物、碎石)所影響。

但是，磨擦力(抓地力)真的會加大嗎？

那麼，橡膠與固體間的磨擦情況是如何呢？

橡膠硬度和固體(金屬)相比較，有數萬倍至數十萬倍的差距。且其變形可能差距甚至於數百倍以上。其真實接觸有效面積亦較固體多出許多%。

因此，雖然加上相同的荷重， 但由於外觀接觸面積的大小致使真實有效面積有所變化，所以「庫倫法則」不能成立， 也就是說其不適用於輪胎。

這樣的說明，也許讓你一頭霧水。讓我們以顯微鏡底下的觀察來說明。

將橡膠與地面接觸點放大幾萬倍來看，你可以看到當橡膠承受荷重後，會變形包覆路面凸起處，而使得接地表面積(範圍)產生變化。

和固體與路面接觸時幾乎不變形的情況相比較明顯不同。因此，庫倫法則的﹝磨擦力和接觸面積不相關﹞的部份，不適用於輪胎。


輪胎(橡膠)與固體間的磨擦相關，包含以下原因：

※.橡膠與固體間的黏著力(分子層間的磨擦力)。
※.滯後損失(由橡膠變形而來的磨擦力)。
※.橡膠的凝聚力(對橡膠自身破壞的抵抗力)。


以下針對上述三種現象逐項說明。

※.橡膠與固體間的黏著力:

將橡膠擠壓成類固體狀況時，在有效接觸面上因分子間力(黏著力)作用，當橡膠欲往橫挪移時，會產生防止剪斷的抵抗力，此即為磨擦力。

對橡膠的附著力、黏著力愈大，磨擦力也隨之愈大。如在其間注入潤滑油的話，會減少有效接觸面積，而僅在固體表面凹凸處將潤滑油膜截斷的地方才能產生黏著力。潮濕的路面亦存在著同樣的情形。

同理，如磁磚、道路標示線，因固體表面凹凸處較為平坦光滑，亦因介質的存在導致無法有效接觸而使滑動產生。

※.滯後損失 (hysterisis Loss) :

如將橡膠類高分子物質加以外力時，變形不會同時發生，而會有時間上的遲滯現象。倘若持續重覆施力時，有一部份外力會轉換成熱量的形態消失，這種損失稱為滯後損失(亦稱彈性餘效損失)，此為導致輪胎發熱與滾動阻抗產生的主要原因。

橡膠如果在凹凸不平的物體上滑移(或滾轉)過去的話，會連續產生變形和復原的運動。因此由於此滯後損失而使得能量消耗而發熱，而變成磨擦阻抗。

因此，滯後損失較大(發熱量較高)的橡膠，若在材質不變的基礎下，變形量愈大就能夠獲得較大的磨擦力。滯後損失的磨擦力一般小於黏著力所得來的磨擦力。

但是在潮濕的路面即使失去了黏著力，藉由滯後損失仍能得到磨擦力。因此，在濕地狀況下要提高抓地力性能時，應可選用滯後損失大(發熱量高)且柔軟(變形大)的橡膠較佳。但是發熱會使滾轉阻力增加而致使燃料消耗隨之加大。在現今能源價格飛漲的時代要特別注意。

※.橡膠的凝聚力 :

高速行駛的競賽活動對胎面橡膠有非常大的剪切力作用，越野行駛則是因極為凹凸不平的路面使橡膠受到極度拉伸與擠壓動作。為了防止胎面橡膠被破壞的凝聚力，以磨擦力作用抵抗。一般會採用特殊強力橡膠來獲得較大的磨擦力。 但是此為特殊場合使用，一般普通行駛無需納入討論。故普通的行駛可將此予以忽略不計。

由上述的橡膠磨擦現象討論，我們可以得到以下幾點答案：

※.橡膠的附著力、黏著力愈大，磨擦力也隨之愈大。

※ .滯後損失使得能量消耗發熱，而變成磨擦阻抗。

※.滯後損失較大(發熱量較高)的橡膠，若在材質不變的基礎下，變形量愈大就能夠獲得較大的磨
擦力。

※.貼地面積的增加有助於提高黏著力有效面積。並且能提高滯後損失有效面積，使發熱量提高。胎面變形量則會因輪胎加寬而減少，此部份對於抓地力提昇較無影響，對行駛穩定性則有較大影響。


讓我們回歸主題：【接地面積愈大的是否表示抓地力愈好？】

輪胎貼地面積愈大，的確抓地力會比較好。但是對車輛而言，貼地面積的增大意謂著輪胎的尺寸與輪圈亦需隨之加大、輪胎(輪圈)重量與多增加出來的磨擦力阻抗等，都會成為車輛轉向軸承系統與引擎的負擔。同時對於現今油價節節高漲的時代，油費增加在所難免。

貼地面積的增大同時也意謂著輪胎在行駛進入積水路面時的穿透性變差，因此除了加寬以外，在排水性能方面必須特別注意。一般來說，貼地面積加寬的輪胎其花紋溝槽的海比亦會隨之加大，以避免高速飄滑產生。

上述的說明比較專業一點點，也許有些人已經看的頭昏腦漲。抱歉，我已儘量少用專有名詞，若有疑問的話還是再討論吧！

歡迎各位提供點子和意見與我討論參考。

下一階段，我想和各位談談「低扁平比輪胎」的課題。並請各位前輩先進指教，謝謝！

我是DURO華豐橡膠工業股份有限公司 研發工程師，暱稱Enen(在這裡暱稱FINA)。在Yahoo知識中你也可以找到我，歡迎你對輪胎有任何建議或是需要服務的地方不吝指教，謝謝。

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[ 本文最後由 fina 於 2008-8-1 01:28 編輯 ]

開板大解釋的很詳細喔

我學到很多,原來不起眼的輪胎對我們有這麼重要

請問樓主是原著嗎?
轉貼文章請務必著名來源, 且站規中有提到,
文章中留手機或是email是違反規定的.

原文由 fina 於 2008-7-31 01:01 發表
(個人空間不大，流量較大時請多試幾次，並煩請勿盜連，謝謝！)

如果此篇文章不是樓主自行寫作

雖然分享是好事
但是盜連似乎就不是很好...

這篇文章是我寫的，抱歉我不曉得不能留email。
下一篇文章我會加以改進，抱歉。
我在duro輪胎二輪研發15年經驗，SYM R1原廠胎DUNLOP D310、勁戰原廠胎D305、GTR原廠胎DM1092、YAMAHA參與澳門GRAND PRIX大賽的DM1107A都是我設計的。
上述分享的小程式都是我自己個人的空間，在這裡發文因為為了區分文件的緣故採用FINA的名字，但在公司和YAHOO知識是用ENEN的暱稱，請各位多包含。
以上聲明 ~
祝 各位愉快！

大师级的文章！
阅完收藏！

學了好多喔...這篇很好用喔...謝謝這位工程師啦...

詢問一下~若我是更換3.0的輪胎,
那胎寬和扁平比的數值為多少,
那3.5的輪胎數值又是如何.

FINA大~下次的輪胎測試會不會有"新版"的,
我指的"新版"的意思,
可以同時更改 前輪 和 後輪 的尺寸,
這樣會讓大家更了解喔!
我非常喜歡你的文章,
感謝發揮你的專業知識告訴大家.
很期待你下次的發文~

如果更換3.00-10或是3.50-10英制尺寸規格的話 , 請將其扁平率設定為100% .
也就是說25.4*3=76.2 (約80計) 亦即參考公制尺寸為80/100-10 . (以3.00-10來換算)
而3.50-10規格則為25.4*3.5=88.9mm (約90) , 亦即參考公制尺寸為90/100-10的規格 .
這樣您應該很容易去瞭解了 .

祝各位愉快 !

抱歉忘了一點 , 新版換算(可同時鍵入4組規格)將於本週送上 .
載點相同 , 會以直接覆蓋方式處理 .
如果您已載入 , 抱歉屆時再載一次吧 ~
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新版換算已送上囉 ~
和先前載點、檔名相同。
祝 各位愉快！

[ 本文最後由 fina 於 2008-8-3 15:10 編輯 ]