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一级方程式赛车轮胎气体与胎压揭秘

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  网易体育5月14日消息

  与一级方程式赛车上争奇斗艳的空气动力套件相比,赛车轮胎的胎压和轮胎中填充的气体可能不那么容易引起我们的关注,但是,关注去年一级方程式大奖赛的车迷可能还记得比赛中的出现的两个插曲,在匈牙利大奖赛期间发生的"维修站门"事件中,有传言称阿隆索曾抱怨他所驾驶赛车的胎压设置出现了问题,而在震撼F1界的"间谍门"事件中,人们发现被法拉利视为机密的轮胎充气配方曾在迈凯轮车队内部被反复讨论。

  可以发现,我们周围无处不在的空气不仅是我们每日生存不可或缺的要素,通过将安装在赛车轮辋上的轮胎充气、定形、加压,通过胎压,它也构成了F1竞赛至关重要的一个方面。正如上面的比赛插曲所显示的,设置适宜的胎压对轮胎功能正确发挥、获取比赛胜利非常重要;对那些将在比赛中承受巨大应力的F1赛车轮胎来说,这种重要性更为显著。

  普利司通目前是F1赛车用轮胎的独家供应商,根据该公司技术部经理小林哲郎的观点,在如何理想设置赛车轮胎胎压方面,特别需要克服的困难来自比赛过程中,当赛车将轮胎的潜力发挥到极致时所产生的热量。因为轮胎表明的升温将加热胎内填充的气体,气体的密度将随着温度的上升而发生变化,而气体密度的改变将改变胎压:气体的密度越大,轮胎的胎压和硬度也越大;气体的密度越小,轮胎的胎压和硬度也越小。因此,对车手和轮胎工程师来说,如何让轮胎与赛车和赛道实现最佳组合,难以琢磨的胎温的确是一个挑战。

  为什么空气的密度会随着温度的变化而改变呢?一个重要原因来自空气中所含水分的数量,或者说空气的湿度。任何气体的压力都会受到温度的影响,但是含有水汽的空气更容易受到环境变化的影响,而它的气压波动也更为剧烈。就是因为这个原因,普利司通往一级方程式赛车轮胎中填注的是干燥过的空气(经过水份去除工序处理过的普通空气)。

  在谈到这样作的原因时,小林哲郎说:"空气中的水蒸气让设置胎压变得非常困难。如果你在维修站中为一支未加热的轮胎设置胎压,维修站中的胎压将与轮胎在赛道上达到正常工作温度时的胎压不同,即使你在维修站中使用保温毯对轮胎进行了预先加热情况也会这样。并且,就算我们使用干燥空气也会出现这种胎压差异,只是相比使用含有水蒸气的填充空气,(使用干燥空气时)这种差异发生的方式更为有序、更为容易预见。如果空气中有水蒸气,那么由于填充的时间和方式不同,不同轮胎中填充气体中的水蒸气含量也会不同,因此,将不可能预测胎压的变化,随之是难以将轮胎设置到可以发挥其最大效能的状态。"

  必须指出的是,尽管普利司通使用干燥空气来填充轮胎,国际汽联并未禁止车队采用其他轮胎填充气体,为了更胜竞争对手一筹,车队经常会对其他气体进行测试并尝试,如法拉利车队在轮胎填充气体的使用方面就被认为颇有诀窍。

  小林哲郎同样对这个问题进行了解释,他说:"不仅仅是在一级方程式中,在许多其他赛车比赛中,我们都可以发现有车队使用氮气、二氧化碳和其他一些稀有气体或采用奇妙方式搭配的混合气体。不管使用什么气体,气体的稳定性或与温度变化相关联的气体密度变化的可预测性是首先需要考虑的,因为采用什么气体都是为了获得和保持一个最为适宜的胎压。"

  现在,我们已经知道了选择填充气体的目的所在,但是,这些气体是如何注入赛车轮胎的呢?

  小林哲郎进一步说明到:"当然,当轮胎被安装到轮辋上时,轮胎内部并不是真空,里面已经有来自外部的空气。这就是为什么要在轮胎安装过程中采取措施清除轮胎内部残余的空气,为什么赛车轮胎装有两个充气阀门。"

  由于轮胎胎压对比赛时轮胎的状态非常关键,普利司通为各支车队制定了一个胎压范围,出于安全因素考虑,各支车队在设置赛车胎压时都必须这个范围内。在这个条件下,就由各支车队各显神通去寻找最佳的轮胎胎压设置方案。

  对此,小林哲郎说:"我们向车队提供一个安全压力界限,他们必须在这个限度内操作。如果轮胎充气不足,则将让轮胎发生结构性问题,当过弯时它或许会发褶,胎体或许会晃动,或导致轮辋脱落和加速轮胎的粒化。而过分充气又会导致轮胎与赛道的接触面减小,抓地力下降,并让接触点面的温度上升、粒化加剧。而只要车队呆在我们制定的安全压力范围内,这些问题就不会出现,尽管具体到某辆赛车究竟应该设置什么样的胎压以达到最佳状态得留给车队和他们的轮胎工程师来想法解决。(让情况更加复杂的是)某辆赛车与车手的组合可能在制定压力限度的高位状态最佳,其他赛车却可能需要设置低位的压力值。"

  另外一个可以发现胎压有趣效应的方面是当赛车使用雨胎时。胎压将会影响轮胎的形状,而雨胎胎面的胎纹将放大这一效应。小林哲郎指出:"当雨胎的胎压上升,胎面的胎纹就将展开,相反,胎压下降,胎纹就将收拢(轮胎摩擦力随着变化);因此,与干地上情形一样,如何设置胎压在湿地上仍然意义重大。"

  虽然大多数人都没有机会去接触一辆F1赛车,去体会F1赛车胎压变化带来的影响。但是,对于有机会驾驶普通民用车辆的车迷来说,关注汽车轮胎的胎压同样重要。因为定时检查轮胎胎压才可能确保轮胎总能够正常的工作。这将让你对所驾驶的车辆更加有数,增加驾驶的安全性,而正确的加气也可以延长轮胎的使用寿命。在油价日益高涨的今天,轮胎气量不足将让你每月支出的汽油费直线上升,因为气量不足的轮胎在运动过程中的阻力将会大增,增加车辆的耗油量。

  因此,不管是驾驶法拉利赛车的职业车手,还是驾驶桑塔纳普通车迷,轮胎胎压都值得他们关注。