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F1赛车轮胎有哪些秘密?

 dongchang 2013-12-12

轮胎是赛车速度的来源,强大的动力与地面的媒介,如果没有一套好的轮胎,就算拥有最强劲的引擎,技巧一流的车手,效率超高的空力套件,是无法把力量转换成速度的,所以轮胎在F1是相当重要的一个环节。

  虽然在技术发展上有一些交集,但从本质上而方,赛车轮胎和普通民用车所使用的轮胎是完全不同的两件产品。民用轮胎设计时更多考虑的是耐用性,通常一套轮胎可以达到16000公里以上的寿命。然而一套F1的轮胎一般也只需要200公里的耐用距离,同时与F1赛车其他部件的开发原则相同,追求更轻和更坚固。轮胎的框架,是由尼龙和聚酯这两种材料以复杂的方式混合在一起,制作而成的,因为在F1比赛中,赛车通常可以达到1吨左右的下压力,4G的水平负载和5G的垂直负载,以及偶尔辗过赛道边石块形成的强烈撞击,所以轮胎的框架必须具备充足的硬度。而轮胎的外表面为了获取最大化的抓地力通常采用最柔软的橡胶配方,不过使用偏软的配方也会使轮胎磨损得很快。只要观察一下赛道上的主赛车线,就可以发现大量残留下来的橡胶颗粒。

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  车队究竟用什么气体来给赛车轮胎充气一直是大家感兴趣的话题。事实上,气体对于胎压和胎温的影响都十分关键,所有的轮胎在高温下可以维持不错的工作状态。为了维持胎温,轮胎内填充的不是普通的空气而特殊的低密度气体。当轮胎表面温度随着赛车行驶逐渐升高时,气体随温度升高而膨胀导致胎压升高。同样,气体从轮胎胎体内部向外导热的能力对于控制胎面温度也十分重要。这种降温效应减弱了轮胎泡胶化的倾向。轮胎结构温度越低,胎面就能忍受越高温,同时可避免胎面和轮胎胎体之间的泡胶化现象。多数赛车手都对“泡胶化”不陌生,这个现象通常在车手在路缘石、甚至平坦赛道路面发生轮胎死锁时所产生,后遗症则是轮胎行驶时剧烈震动,轮胎缺乏抓地力导致接着圈速急剧下降。

  这种特殊的低密度气体是什么呢?通常认为氮气是没有争议的答案,然而,氮气并不是F1车队唯一的选择。如果某支车队能找到一种热量更稳定的气体,将内胎胎面温度更大幅度地降低,其优势是显而易见的。现在多数F1赛坛人士相信Ferrari车队使用二氧化碳填充轮胎,但大家只猜对了一半。事实上它是一种根据赛车轮胎的要求,按照一定比例混合的氢氟碳化合物,其复杂程度远远超过了一般人的想象。氢氟碳化合物简写为HFC,这是一种制冷剂,离我们的日常生活非常近,冰箱和冷气都会用到它,只是在成分比例上略有差别。经过实验发现,HFC化合物能够有效的将轮胎在运行中产生的热量传导到轮圈上,然后由轮圈扮演散热器的角色,将热量传递给外部的空气、让热量从轮胎胎体转移。最终作用是保持轮胎内部较低的气体温度并维持相当稳定的胎压。

  这种方法对于使用铝或镁质轮圈的F1轮胎来说尤为有效,因为铝或镁具有极高的导热性。使用52%的四氟甲烷,加上44%的五氟乙烷和4%三氟乙烷配制的一种氢氟碳化合物(HFC)——R404A制冷剂是最适合用于赛车轮胎的填充气体,比赛时法拉利车队则将混合50%的R404A和50%的二氧化碳混合充入轮胎。

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