下面这张图是Chris Harris的Youtube频道里面对比测试倍耐力Trofeo R半热熔轮胎与保时捷原厂Pilotsport cup 2之间圈速差距的视频截图。

 

 

　　同样的配置，使用半热熔胎的圈速快了2秒多。实际上Pilot sport cup 2已经是非常强大的跑车轮胎了，可是这里在各项配置不变的前提下依旧是完全跑不过半热熔的Trofeo R。到底半热熔胎为什么这么厉害，他有什么神奇的地方呢？

　　轮胎的摩擦力从哪里来？

　　不管汽车的发动机再如何强大，变速器的匹配再如何天衣无缝，真正把动力传达到地面，依靠摩擦力推动汽车前进的，仍旧只是这四条轮胎。可以说，这四条轮胎接地的不过A4纸的面积，真真正正在很大程度上决定了汽车的动态表现如何。

　　从最基本的地方来说，到底轮胎的摩擦力有多大呢？我们把轮胎接地的地方看成是一块橡胶皮，牛顿爷爷的理论告诉我们，当我们轮胎与地面接触的静摩擦系数，正压力一定的时候，这块橡胶皮的摩擦力就是可以被计算出来的。这里，我们进一步来说，如果我们把这个摩擦力的方向扩展到整个路面平面的话，这个最大静摩擦力就构成了一个圆。

 

 

　　根据最基本的摩擦理论，由于滑动摩擦力一般小于静摩擦力，因此这个轮胎，哦不，这块橡胶皮能提供的最大摩擦力，就是这个圆形的蓝色圆所表达的范围了。为了简单起见，我们称这个圆叫做“摩擦圆”。

　　但是轮胎可不是简单的一块橡胶皮，实际上轮胎在使用过程中，车辆不停的重心转移会给轮胎造成不同的形变，再加上轮胎的尺寸，转速，结构各不相同，实际上轮胎在平时的运转过程中，是一种“半滚半滑”的状态。别担心，这里面的“滑”并没有大家想象的那么严重的摩擦，相反，它是轮胎动力学里面一个非常重要的组成部分。

 

 

　　在现代汽车轮胎动力学里面，工程师们使用很多很多的方法，用各种不同的数学模型来模拟轮胎这个看上去简单实际上很复杂的动力学系统。由于轮胎的配方，花纹，尺寸等等条件差距很大，轮胎模型的研究依旧是汽车动力学研究中的热点之一，现在人们依旧在不断地继续探索着一种更好，更优秀的轮胎数学模型。但是，我们前面介绍的轮胎摩擦圆，则作为最基础中的基础，默默地发挥着它的作用。

 

 

　　前面的探讨中说过，当正压力越大，摩擦力就越大。上面这张图里面，蓝色，绿色和红色的线代表了不同的对轮胎的压力，蓝色最大，红色最小。而坐标轴的横轴和纵轴则代表了两个不同方向的摩擦力。这是一次对轮胎摩擦力的极限测试，我们可以看到，所有那些测试的数据（点点）最后都能够包络成我们计算得到的轮胎摩擦圆边缘。这个轮胎的摩擦圆并不是一个正圆而是一个椭圆，是因为轮胎的花纹和结构具有明显的方向性，这导致了轮胎实际上在正对方向和侧面方向能提供的最大静摩擦力是不同的。不论再怎样测试，轮胎的摩擦力一定不会超出我们通过模拟计算得到的那个轮胎摩擦椭圆。

　　这就是轮胎的极限，也是汽车操控性的极限。

　　G力表是什么？

　　前面的牛顿定律描述是不是让大家有一种回到了高中的感觉呢？这里我们先放松一下，看看一种在汽车赛事中常见的表– G力表。

　　所谓G力，也就是侧向加速度与重力加速度的比值。由于我们的重力加速度9.8米/秒^2基本是一个固定值，因此这个比值越大，代表当前的侧向加速度就越大。当表值读数为1，意味着在这个方向上你所受到的加速度恰好等于一倍重力加速度。这样的一个表，在很多的跑车上都有提供，他对于车手分析赛车在过弯时的动态很有帮助。

 

 

　　这就是G力表，四个方向分别代表了加速/制动/左转/右转四个方向的力。是不是和前面的轮胎摩擦圆有些类似？没错，这两者之间是直接相关的。

　　我们前面曾经说过，轮胎是汽车唯一与地面接触的点，也就是说，轮胎所受到的静摩擦力，直接决定了汽车在各个方向的加速度大小。轮胎能提供的摩擦力有限，那么这辆车在各个方向上的加速度就有限。这些加速度，就很大程度上决定了这辆车到底有多快的加速，减速，过弯。

　　热熔胎，顾名思义，它几乎就是黏在地面上的轮胎，拥有比普通轮胎大得多的摩擦系数。这就是说，对于同样的车重和重量转移，热熔胎拥有比普通轮胎更大的摩擦圆，也就能让这辆车的最大G力变得更大，加速减速过弯更凌厉。这就是为什么，半热熔胎和热熔胎比普通轮胎能够显著提升圈速的原因。

　　研究这些对我们的驾驶有什么用吗？

　　当然有用！首先说说一个赛车中的驾驶技巧– Trail Braking。Trail Braking最早出现在摩托车运动中，现在已经成为了广大赛车运动中一个重要的基础技巧。

 

 

　　Trail Braking简单的说，就是赛车手在入弯的时候，刹车力度逐渐减小，过了弯心之后加速度逐渐增大的过程。在争分夺秒的赛车中，车手总是希望能够充分，尽可能的利用每一分轮胎的抓地力来获得更快的速度。但是很多时候为了能够实现迅速减速加速，过大的重心转移又导致很多时候车轮对地面的压力降低甚至悬空，这个时候悬空的轮胎无法提供任何作用力，也是车手所不希望看到的。这个时候，Trail Braking就派上了用场。

　　前面根据轮胎摩擦圆的介绍，实际上，当轮胎的摩擦力全部用来提供给加速或者减速的时候，它就几乎无法提供任何转向的摩擦力。同理，如果当轮胎的摩擦力全部用于驱动车辆转向，它就很难为车辆的加速和减速提供任何作用。这听起来似乎非常难以理解，但是实际上，当车辆趋近于极限状态时，轮胎的动态的确如此，这样也就是后来ABS系统设计的契机之一。

　　那么，当赛车手能够非常精确而稳定的控制踏板与转向的关系的时候，就会选择在不需要转向的直路末尾全力制动，之后随着转向角度的逐渐变大，制动力量逐渐变小，轮胎可以额外的提供转向力矩。当到达弯心的时候，全部的摩擦力都作用在了车的转向上面。之后赛车逐渐出弯，转向角度逐渐变小，轮胎的摩擦力又变成了驱动车辆前进的动力。在整个Trail Braking的过程中，赛车手通过精确控制油门制动踏板与转向的配合，实现了转弯全程让轮胎一直工作在接近摩擦圆边缘的极限位置，也就是始终充分的利用着轮胎的全部抓地力。这个时候，不仅制动和加速更平滑，重量转移更小，而且车辆在过弯时的速度也更快，这对于赛车运动来说，是非常基础而有效的。

　　然而普通人下赛道，掌握这项技术的机会少之又少。对于绝大多数普通驾驶员来说，当我们遇到危险，第一反应就是拼命踩下刹车并且迅速打方向规避。然而实际上，一旦轮胎抱死，车头很多时候并不是那么听话，不转弯，反而直愣愣的冲向前方（请勿在普通道路尝试），从而发生危险。实际上这时候，我们一方面需要轮胎的大力制动减速，另一方面又要它转向，轮胎无法提供这么大的摩擦力（抓地力），就出现了打滑（抱死），之后轮胎就失去了很大一部分转向或者制动功效，因为滑动摩擦力小于最大静摩擦力，导致车辆失去控制。

　　我们并不能要求每一个驾驶员都拥有赛车手般对车辆的精确掌控，但是汽车工程师们却用电子设备为我们设下了极限情况下的驾驶辅助保障。这就是广为人知的ABS，ESP系统。

 

 

　　现代ABS/ESP系统，在充分制动的同时，也保留了一些轮胎的剩余抓地力，来满足驾驶员的转向要求。同时辅助以驱动力/制动力分配系统等部分的协同合作，使得汽车的轮胎始终工作在一个接近极限摩擦力的位置。当驾驶员遇到紧急情况时，不仅大力制动不再会抱死车轮，同时还能对车辆的方向进行一定的控制，从而保证车辆安全紧急变线。在这些电子辅助设备普及以前，这样紧急的操作只有非常熟练的驾驶员或者赛车手才能够做到，尤其是在雨雪天气，轮胎的最大静摩擦力不足的情况下，更是需要对车辆极其细腻的控制。有了电子设备的辅助，普通驾驶员也能够实现紧急变线时车辆的稳定。

　　然而，说一千道一万，这些操作和辅助系统的本质，仍旧是让驾驶员能够充分利用轮胎的每一分摩擦力，尤其是当我们需要车辆一边改变纵向加减速度一边改变侧向的转向时，充分利用轮胎，让最大静摩擦力逼近摩擦圆的边界，是汽车极限操控所不懈追求的，也是危险状况下汽车安全操控的保障。