【知识】车上最重要的零件是什么？

车轮是人类最伟大的发明之一，除了阿兹特克和玛雅文明，世界上所有文明都发明并广泛使用了轮子。很多人认为轮胎是车上最简单的一部分，其实不然！车轮作为汽车和路面直接接触的唯一零件，其重要性不亚于发动机变速箱！

温度

轮胎能正常工作的前提是处在它预设的工作温度区间中！众所周知，制作轮胎的主要材料是橡胶，橡胶是一种受温度影响很大的材料，受冷变硬变脆、受热变软变黏是橡胶最基本的特性。喜欢汽车运动的朋友可能会注意到场地赛中赛车的轮胎都非常注重轮胎温度，其目的就是为了让轮胎能处于最佳工作温度以提供最佳性能。

超出轮胎预设的工作温度会对驾驶安全带来极大的隐患，建议各位根据不同的用车环境及时更换轮胎以保证安全，特别是南方朋友在冬季自驾去东北地区一定要及时更换雪地轮胎，车上原装的四季胎完全无法适应东北寒冷环境下的积雪路面。

柔软和弯曲

车轮由橡胶和纤维制成等柔软可以产生形变的材料制成，这对转向意义重大。一般来说，小型汽车的胎压为外界气压的2-2.5倍，气压让其车轮可以支撑至少1,000kg的车辆重量，同时也让轮胎在动态中可以发生形变。

19世纪汽车诞生初期，汽车使用和马车一样的由薄铁皮包覆着的木质车轮，那时候的汽车别说灵活的转向，甚至无法急加速与紧急制动。如果仔细观察现代汽车的轮胎，不难发现轮胎触地部分会被轻微的压扁，正是因为轮胎的柔软性使得轮胎的接触面积增加而提升了汽车抓地性能。

轨道交通工具因为使用金属车轮，所以轮子与轨道接触的面积很小，当然有极少数轨道交通工具使用橡胶车轮，笔者在云南铁路博物馆见到过使用橡胶车轮的米其林动车组。普通小型汽车单个轮胎的触地面积与普通成年男子的手掌面积差不多，同时轮胎的触地面积和胎压也有很大关系，合适的胎压能保证轮胎发挥正常性能。

汽车加速、制动、转向的时候轮胎的触地面积和形状都会发生改变，如果不好理解可以用手掌按住桌面，当给手掌施加不同方向的力时就能感受到手掌各部位的受力正在发生改变；除了胎面，胎壁在汽车改变运动状态时也会产生形变。无论是胎面还是胎壁，轮胎的形变大部分是有利于车辆行驶的。

胎压不是某个固定不变的数值，应该根据不同道路条件或不同载重适当调整轮胎的气压，比如沙漠/积雪较厚地区应该尽可能降低胎压减少陷车机率；而在较薄的冰雪道路上行驶时应适当提高胎压减少轮胎与路面的接触面积，这样便于轮胎压破冰雪直接接触到路面。

抓地力

对于日常驾驶来说安全驾驶=轮胎不打滑，只要轮胎不打滑汽车就能按照厂商设定和驾驶员操作执行加速、制动和转向。

如何能避免打滑？答案很简单：不要突破车轮的抓地力极限！一旦轮胎突破抓地力极限大多数驾驶者就会无法控制车辆，不过对于某些特殊驾驶技巧来说，让轮胎打滑是重要的竞技手段。

轮胎的抓地力在行驶中被分别分配给了加速、制动和转向，那么怎么才能知道轮胎的极限呢？引入“摩擦圆”的概念能很好的解释这个问题，只要不突破摩擦圆轮胎就不会打滑。所谓的车辆“极限”可以基本等同于轮胎的物理抓地力极限，而“极限”高就是摩擦圆的面积大。

随着路面情况的改变摩擦圆也会相应地扩大或减小，路面干燥温度适中摩擦圆面积增大，道路湿滑/结冰温度较低面积减小。另外，0-100km/h加速时间、100-0km/h刹车距离与轮胎也有极大的关系。总结：轮胎空转就无法加速，轮胎抱死就无法制动。

上文已经说到汽车的加速、制动、转向都源于轮胎所提供的抓地力，正是因为抓地力的存在才能让汽车通过其的“反作用力”来改变自身运动状态，简单的说没有抓地力汽车就无法行驶。抓地力来源于三个方面：1.橡胶的摩擦，橡胶摩擦产热，热量是保证轮胎具有抓地力的重要因素；2.轮胎的形变，轮胎的产生的形变增大了车轮的接地面积，同样也增加了摩擦力；3.橡胶的损耗，橡胶间防止发生断裂的阻力也是抓地力的来源。

舒适&静音

说到轮胎和舒适性的关系，首先想到的就是轮胎对滤振的作用，轮胎尺寸、扁平比、材质和胎压等都会对乘坐舒适性产生影响，比如轮胎的气压越高橡胶越难产生形变，对振动的抑制作用就越弱。

除此之外，轮胎花纹又是造成噪音的主要原因，赛车使用的光头胎因为没有花纹所以产生的胎噪很小。如果只观察轮胎上的单个花纹转动叩击地面的路径，在数学中这样的路径被称为摆线（一个圆沿一条直线运动时，圆边界上一定点所形成的轨迹），轮胎上的每一个胶块都会以类似的曲线叩击地面产生噪声，这便是胎噪的来源。

为了减少噪声，轮胎花纹不是一排花纹同时叩击地面，而是被设计得有先后顺序，错开橡胶块的位置让胶块触地有先后顺序，能起到减小噪声的作用，胶块的面积和形状也很有讲究。

花纹

除了舒适和静音，轮胎的花纹有什么用？很多人会说“为了增加抓地力”，那笔者想问为什么赛车用的是没有花纹的“光头胎”？其实轮胎纹是为了增加轮胎对不同路况的适应能力。

轮胎与地面接触面积越大抓地力越强，赛车为了追求抓地力的最大化所以会使用没有花纹的轮胎，但一遇到下雨便要进入维修区更换雨胎。普通民用汽车做不到根据道路情况实时更换轮胎，所以民用汽车就需要安装能尽量多适应不同路况的通用型轮胎。

下面解释为什么花纹会在雨天提升抓地力，这就必须引入轮胎的排水性这一概念，如果没有花纹的轮胎与路面间的积水接触时会导致无法及时排开积水，积水会在地面与轮胎之间形成水膜导致轮胎接触不到地面而打滑。此时花纹的作用就像一条条排水渠，在压上积水时能用花纹将积水排开让轮胎可以接触地面。

对于越野爱好者来说轮胎的自清洁性同样重要，如果轮胎压上的不是水而是附着力更强的泥，又浅又窄的花纹很快会被泥填满而丧抓地力。泥地轮胎花纹的造型、深度和宽度都很有学问，MT胎沟壑很深很宽便是为了让胎纹中依附的泥或杂物能够通过轮胎旋转自行脱落。

写在最后

看似简单的轮胎背后还是有很多学问，只有在充分了解轮胎相关知识后才能在后续轮胎的使用、保养和更换轮胎时才不会手足无措、受人蛊惑。

一套性能优秀的轮胎是行驶安全最基本的保证，没有安全的轮胎再多安全配置都是空中楼阁；对于性能车也是一样，很多时候原厂车不用做任何改装，一套好的轮胎就能大幅度提升圈速！

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

F1赛车，换轮胎为什么能那么快？

F1的轮胎为什么那么奇怪？总结来说主要有三大怪：第一怪：F1赛车要求极高的轮胎抓地力，为什么轮胎反而是?光头胎?？我们在观看F1比赛的时候，通常会发现F1赛车的轮胎是?光头胎?，?光头胎?顾名思义就是表面没有纹路的轮胎。在F1赛场上，赛车对于抓地力是有着极高的要求的；但是在我们的日常理解中为了增大车辆的抓地力通常会在轮胎上面做出一些纹路，F1赛车的?光头胎?与我们日常所理解的理论背道而驰。

之所以大家会理解成这样，其实是因为大家对于轮胎上花纹作用的理解不正确导致的，轮胎上的花纹真正的作用是为了排水，也就是为了应付雨天湿滑路面。我们知道车辆高速行驶时，假如路上有积水，那么积水就会被轮胎带起来，从而在轮胎与地面之间形成一层水膜。假如轮胎上没有花纹（无法排水），那么当我们车辆行驶速度非常快时，就相当于轮胎浮在水面，形成?水上漂?，这个时候轮胎无法接触地面，根本没有抓地力。

而F1比赛时，通常会有不同的轮胎应对不同的路面，雨天时用带有花纹的?雨胎?，路面干燥时就用?光头胎?，通常会根据路面的积水多少或者雨量大小决定用不同花纹的轮胎，保证任何天气都能达到最强抓地力。干燥路面时，光头胎相比一般的带花纹轮胎，与地面的接触面积更大，摩擦力自然更大。我们民用车通常在各种天气下都要行驶，不可能下雨了就换上雨胎，不下雨就换上光头胎。一来民用车对于极限速度没有F1大，对于摩擦力要求没那么变态的高；二来，家用车要考虑全地形、全天候的使用，所以民用车根本不需要换上光头胎。

第二怪：F1赛车的轮胎为什么那么厚（扁平比小）？而跑车的轮胎扁平比那么大？轮胎的扁平比，通常又叫做?宽高比?，简单来说就是用轮胎的宽度除以轮胎的高度。F1赛车的通常看起来很厚，轮辋很小，一般是R13；而一些跑车的轮胎看起来很薄，轮辋通常非常大，动不动就是R21以上；同样都是对车辆性能要求极高的跑车和F1赛车为什么出现了两种截然不同的设计方向呢？这方面的原因众说纷纭，目前来说主要有两个原因。

商业利益原因F1轮胎的生厂商一直是处于垄断状态，目前基本被倍耐力垄断，对于倍耐力而言，如果积极推动采用更薄的轮胎其实对于它而言没有任何好处的。一来是它垄断F1轮胎，为什么还要费尽心思改轮胎呢？自己制定规则不是更好吗？就算把轮胎改成扁平比更高的轮胎，对自己有什么好处呢？出于商业目的，根本没必要投入精力去改轮胎。二来轮胎改薄，轮辋从R13变成R18，更大的轮辋空间就允许赛车可以安装下性能更加强悍的刹车，这样F1赛车的进弯速度可以再次提高，但对于比赛而言危险性增加。FIA（国际汽联）一直致力于F1赛事的安全，纵观F1赛事历史，FIA曾经处过很多政策来保证赛车的安全，比如说FIA曾出台过政策禁止使用光头胎，原因就是为了降低车辆的极限速度保证安全。

技术原因：轮胎改变意味着整车悬挂、刹车要重新匹配我们知道F1赛车是一个非常精密的高端机器，任何微小的变更都会影响赛车成绩，哪怕0.1秒的成绩差距对车队的影响也是非常大的。如果把轮胎换成扁平比变得更大，意味着F1的轮辋要换成更大的、刹车也可以放下性能更好的刹车、地面对于车辆的冲击也变得更大（没有了厚轮胎的缓冲），所以车辆悬架也要重新调校，这对于F1赛事而言是一场革新。但目前的趋势是将F1的轮辋从R13改成R18，相信这方面的技术困难早已被突破，技术原因并不是主要原因。

第三怪：为什么F1赛车要频繁更换轮胎？我们在观看F1比赛的时候，通常会看到在一场激烈的比赛中，车手会在中途将F1赛车开到维修点就行轮胎的更换，一场比赛下来可能要换好几次轮胎。而且比赛之前通常还会看到，车队技师会用一张特殊的?布?包裹住车轮，有点像暖手宝一样。其实以上两种现象的最终目的都是为了使车辆的轮胎始终保持在最佳工作状态，一般来讲F1赛车的轮胎最佳工作温度是在100℃左右，赛前会专门用暖胎工具进行暖胎，保证车辆一上场轮胎就处于最佳状态。

在F1比赛过程中，车辆激烈驾驶，轮胎的磨损是非常快的，通常F1采用的都是热熔胎，简单来说就是轮胎会在工作时处于一种热熔状态，轮胎可以与地面牢牢的抓在一起，保证给赛车提供足够的抓地力。轮胎碾过地面会有轮胎?胎屎?落下，胎屎其实就是轮胎被磨损掉的部分。一场比赛下来，赛道上会留下很多黑色的?胎屎?，轮胎的磨损非常的快。所以F1赛车轮胎的寿命通常只有300公里以下；为保证轮胎性能当然要不停更换轮胎。

f1为什么要换18寸

这个毫无疑问，赛车是速度类的竞技，换轮胎的时间也是要算入成绩的，换的慢了就会影响成绩，外加换轮胎工作是由两个或四个人同时进行的，使用的工具都是高效率的工具。

赛车行驶速度非常快，轮胎在于地面高速摩擦时会产生大量的热，轮胎长时间温度过高是十分危险的，而且像赛车这样的激烈运动对轮胎的消耗非常快，跑上一段距离后轮胎的各方面性能都会下降，在高速行驶时操纵性会大大下降。

拓展内容

世界一级方程式赛车锦标赛是当今世界最高水平的赛车比赛，年收视率高达600亿人次。

从历史上首次汽车比赛的1894年（巴黎到里昂）到1900年间没有出现“方程式”（Formula）一词。当时的汽车比赛很简单，只是按燃烧方法（汽油机与蒸汽机）、座位数来分组比赛。在那时，汽车至少有两个座位，直至二十世纪二十年代末单座赛车才出现

F1比赛是在世界各地的十多个封闭的环行线路进行的（包括专业的环行赛车场和个别封闭后的城市街道），起终点在一条线上。赛道为改性沥青，每个赛道的周长不等，最短的是摩纳哥的“蒙特卡罗街区赛道”，单圈长度为3.3公里，最长的是比利时的“斯帕”赛车场，单圈长度为7公里

为了按照计划保证车队能在2020赛季轮胎倍耐力，f1要换18寸。

最终，F1将从2021赛季开始使用18英寸轮胎，而明年F2将率先使用18英寸轮胎。

其实，倍耐力在几年前就开始推动这一变革，2014年7月倍耐力就在英国银石赛道，由路特斯车队后备车手查尔斯·皮克驾驶路特斯F1赛车对18寸规格轮胎原型胎进行过测试，测试总共只进行了14圈，其最好成绩为1分44秒728。

f1为什么要换18寸介绍说明

现如今，WEC以及FE赛事当中，已经在使用低扁平比轮胎。而作为F1轮胎独家供应商倍耐力自然不会只局限在通过赞助赛事获得知名度，倍耐力更希望通过赛事当中低扁平比轮胎使用，将其在赛场上获得的信息与技术应用在一般的轮胎产品上。

所以，借F1在2021年的规则大改，这一曾经被车队抵制的变革终于得以落实。轮毂和轮胎的改变和其他规则改变的目的是一致，也是为了提高赛车的竞赛性。

因为低断面轮胎和更大的轮毂将对机械和空气动力学产生重大的影响，赛车的悬挂必须完全重新设计，而且也希望“悬崖点”的引入能让比赛更精彩。