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自行车轮胎的构造及特性

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发表于 2021-1-3 20:19:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
    轮胎在一辆车子里的重要性,往往很容易被人忽视。轮胎特性对整车的性能和效率密切相关。在这里给你们介绍一下车胎的构造以及轮胎的特性。
  首先我们先了解下车胎只有了解了轮胎的构造我们才能给自己找到适合的轮胎。
  轮胎的构造
  轮胎的构造就是这个样子。自行车的开口式外胎(clincher),就是由织网罩构成轮胎的主体,贴上一层胎皮来给滚动时磨耗,并埋入两条胎唇用来把轮胎固定在轮框上,这样就形成了轮胎的主要构造。由于自行车轮胎比较薄,易被穿刺或割伤,大部份都会在胎皮和织网罩之间再加一片防爆层,以增加轮胎的强度。
  轮胎的特性
  一般在描述轮胎的特性时,大致上是分成几个方向:滚动阻力、抓地力、路感、耐磨性、防爆、重量、价钱。除此之外,还有两个特性是经常被忽略但很重要的:力量传导以及制造品质。如果要用「名词解释」来说明这些词汇的话,各位可能还没看完就先睡着了,所以我还是用「感觉」的方式去描述这些特性,读起来比较容易消化。
    当轮子开始滚动的时候,你会希望它一直滚下去不要变慢,当然这是不可能的,因为会面临风阻和其他阻力。以攀爬自行车本身的阻力来说,一小部份原因是花毂培林的阻力,另一个主要的部份就是轮胎的「滚动阻力」了。滚动阻力越小,速度就越容易维持,换句话说你用同样力气去踩速度就会加快。不必说,滚动阻力越小越好。
  TPI织网密度
  由于织网罩是轮胎的主体,而滚动阻力的主要来源就是织网罩在接触路面时压缩变形所造成的能量损耗, 因此织网罩的良窳就是轮胎性能的关键。最常被拿来当作指标的就是TPI,也就是织网密度了。TPI越高,代表一英吋内的纤维数量越多。高密度的织网,代表纤维更细,填补缝隙所需的橡胶就更少;相对的低密度的织网,纤维较粗而且所需使用的橡胶也更多。
    织网罩影响的层面非常的广泛。首先,它是形成轮胎路感特色的主要原因。织网密度越高,织网罩的厚度越薄,反应就越灵敏。在压过不平整路面的时候,仍可保持与地面的最大接触面积,并且不会让震动扩散开来。低织网密度加上厚重的胎皮,在经过崎岖路面的时候,往往胎皮会来不及反应,就把震动直接传到手掌或屁股上来,而且会让轮胎跳离地面,使得接触面积变小,抓地力也变差。
    从路感还可以衍生出高TPI的其他好处:重量轻、滚动阻力低、在粗糙路面上抓地力更好,连带的力量传导也更好。既然高TPI有这么多好处,为什么不每条胎都尽可能达到最高的织网密度? 一部份原因是工业设计与成本考量,一部份原因是厂商产品线的区隔,还有一部份原因是强度的问题。高TPI的织网罩一定比低TPI的要薄,防爆的特性也较差。短程通勤、加了避震器的车、或者根本就是故意要去骑恶劣路面,实在没必要采用高TPI的轮胎。
    颗粒胎的目的是增加软地面上的抓地力
  比较宽的轮胎,例如1.5吋以上,若设计有一些凹纹,其目的与其说是增加排水性,不如说是用来检查胎皮的磨耗。以自行车的速度和轮胎的触地面积,在湿地上是不足以形成会让车子打滑的「水膜」。如果是凸出来的颗粒,则是为了增加软路面或砂石路面上的抓地力,因为这些路面比轮胎还软,颗粒可以陷进去咬住路面,大幅增加抓地力。可以看看沙滩车在海滩上压出来的胎印就知道这是什么意思了。颗粒胎用在硬地上的路感一定不会好,抓地力因接触面积缩小而不足,而且力量传导也一定差,因为踩下去的力量有一部份会消耗在颗粒的变形上,让整台车变得很难拖动似的。
  那么细细的公路自行车车胎,设计胎纹的用意是什么?并不是为了排水,而是要增加抓地力。胎纹的设计很具争议,因为就一般人的常识来说会以为有胎纹抓地力才会好,厂商为了迎合市场所以就推出有胎纹的产品, 但实际上抓地力和胎纹之间的关连并无定论。一些厂商宣称他们设计的胎纹可以分散压力并增加与地面的接触面积,抓地性能也会跟着提升。也有说法是细细的胎纹可以「渗透」到路面的缝隙中,以增加抓地力。
  胎纹的设计会提高滚动阻力,因为让胎纹压缩变形也是需要消耗能量的。而胎纹也会让力量传导变差一些,因为施加在胎皮上的力量有一部份被内耗在胎纹的变形上了。有胎纹的轮胎往往在胎纹磨平之后特性变好了,滚动阻力下降且力量传导变佳。虽然厂商会解释设计胎纹的用意,但不代表同样路况下光头胎就会发生抓地力不足的情况,甚至光头胎滚动阻力还更低。但显然的有胎纹的轮胎,似乎比较让人感到「安心」,觉得厂商有在用心设计产品。


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