自從開始在網絡上寫東西以來, 陸續回答了不少車迷的提問。想到其實大家可能多有同樣的疑問, 於是計劃在徵求提問者同意的條件下公開回復這些問題, 希望對更多的人有所幫助。
當然, 也歡迎各位提出更多有意義&有意思的問題。
Q: 請教一下輪胎"起泡", "顆粒化"和"衰竭"的不同 (起因 - 經過 - 結果), 不知會不會太麻煩你? 油管上稍稍查了一下, 可是依然雲裡霧裡… 能簡單說說也好。如果要展開說明比較多的內容, 自然是歡迎的, 就是會有些不好意思佔用你太多時間。如果不是私信回覆, 索性發博向更多人科普, 當然也沒問題~
A: 首先要了解的是, 這三個概念不是並列關係, 起泡 (Blistering) 和顆粒化 (Graining) 都是衰竭 (Degradation) 的常見原因。
- 衰竭 (Degradation) 指的是隨著使用出現的性能損失 - 每圈圈速遞增值 (Lap tim loss per lap), 但與圈數是並不完全是線性關係。衰竭的本質極大程度上取決於當時所處的機制 (Mechanisms at play)。對於運行良好的輪胎, 在"性能懸崖點 (Performance Cliff)" 到達前, 圈速基本是隨著圈數線性遞增。懸崖點之後, 輪胎性能會隨著使用極度下降, 與之伴隨的是胎面磨損 (Tread wear)* 和由於橡膠不再能貯存表面溫度而產生溫度驟降 (Loss of temperature).
- 起泡 (Blistering) 的原因是胎面過熱。橡膠內產生氣泡, 表面受擾導致接觸面不完整。一般情況下, 較溫和的起泡對性能的影響有限, 但特定的不穩定工況和嚴重的起泡都可能帶來性能的急劇下降。
- 顆粒化 (Graining) 來自於橡膠的撕裂 (Tearing of rubber). 通常 (不是絕對) 由表面溫度過低引起。非常非常簡化地說, 輪胎通過與路面機械和化學的作用產生抓地力。如果溫度過低, 賽道表面帶來的磨損導致橡膠撕裂, 留下表面可見的印記。這種情況下輪胎不能正常工作, 抓地力降低。在到達正確工作溫度, 和磨損掉已撕裂的橡膠的條件下, 顆粒化在一段時間之後可以消除。
然後, 關於輪胎溫度, 這裡再補充幾點:
- 胎面過熱 (Surface Overheating): 表面過熱從而不能實現峰值抓地力, 一般由能量輸入 (高速帶來的高負載 & 剎車/轉向帶來的高慣性力) 或者滑移導致。抓地力不足 --> 滑移 --> 胎面過熱 --> 滑移增大。因此經常可以聽到車隊告知車手注意 "關照" 輪胎, 避免過熱。最近的例子就是Spielberg和Silverstone高速彎角的情況。
- 胎面溫度過低 (Surface Under-Temp): Chemical bond function of trend compromised. 導致滑移, 從而帶來顆粒化甚至過熱。
- 輪胎主體溫度 (Bulk Temperature) 影響輪胎的機械性能 (剛度), 以及熱響應 (表面熱傳導, 熱慣性 etc.).
即便於頂尖車手而言, 輪胎的狀況很難把握準, 工程師也是需要藉助各路傳感器和數據才能分析得知真正的使用情況。M.Schumacher在Merc的時候, 曾經強烈要求進站, 因為"My tires are dead." 而事實上工程師檢查之後的結論是:"No, your tires are not even used."
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