《完全控制-高水平街道骑行技术》第一章 抓地力

《完全控制-高水平街道骑行技术》第一章 抓地力

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《完全控制-高水平街道骑行技术》第一章 抓地力

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骑摩托车实际上是一种管理抓地力的练习。本书讨论的几乎每一项技术,其目的都是将可用的抓地力最大化,并且有效利用摩托车有限的抓地力。为了做到这一点,首先要理解抓地力是什么,以及抓地力是如何工作的。影响抓地力的因素很多,有些因素很明显,而很多因素并不明显。

一、轮胎

轮胎是摩托车最重要的部件,因为它提供了摩托车与地面的摩擦力。轮胎通过与地面贴合形成“接地面”(contact patch)而产生摩擦力。轮胎接触地面时,其底部会变平,形成略呈椭圆形的接地面。轮胎越大、越软,提供的接地面和摩擦力就越大。轮胎上的橡胶会与路面微小的凸起、凹陷紧密咬合,形成一系列微小、互锁的“牙齿”,把摩托车固定在路面上。

1.胎压

有若干因素会影响接地面,最终影响抓地力。胎压决定了轮胎与地面接触时有多大部分会变平。较宽、较软、胎压较低的轮胎,比较窄、较硬、胎压较高的轮胎产生的接地面和摩擦力更大。在某些摩托车比赛中,例如攀爬摩托车(observed trials)和直线加速赛(drag racing),轮胎的胎压设置得非常低,以尽可能增加接地面和抓地力。这么做是因为这些比赛中没有高速弯,而高速弯需要更硬的胎侧(sidewall)

应当指出,胎压是一种折中。如果胎压设置低一些,骑士的体重就会让轮胎产生更大的变形和更大的接地面。这样会给你更好的抓地力,但代价是轮胎磨损得更快。相反,胎压设置高一些,会让接地面变小,轮胎寿命会更长,但抓地力会稍微差一些。当然,无论胎压太高还是太低都不安全。所以,骑士要知道自己爱车的轮胎胎压应该是多少,并将胎压保持在推荐范围内。下面是一张不同轮胎参考胎压的表格。想要提升性能,胎压就稍微低一些,想要用得时间长,胎压就稍微高一些。要记住,轮胎技术始终在变化,所以要跟你爱车轮胎的生产商联系,弄清楚最佳的胎压值。


通用街道轮胎胎压参考值



胎压低的问题在于,轮胎的负载能力减小了,轮胎内部的摩擦增加了,产生额外的热量。这会使轮胎温度升高,有时温度高到会有危险。摩托车手为了调整轮胎温度,有时会稍微增加一点胎压,每次增幅小到只有0.5磅。对于街道骑行来说,务必不要把胎压调整得偏离生产商推荐值太多,因为在给定的负载和胎压下,轮胎才能提供合适的接地面和弯曲。

2.温度

轮胎的温度也影响了它能提供多少抓地力。轮胎温度越高,构成轮胎的橡胶就越软,就能与路面咬合得更紧,从而提供更大的抓地力。随着温度升高,轮胎抓地力持续增加,超过轮胎的设计温度后,抓地力便开始下降。在这个温度,轮胎开始渗油,或者胎面从胎体剥落,更糟糕时,两种情况同时发生。你可能经常听车手在接受采访时说,他的轮胎变“油”了或者“起泡”了,车手的意思实际就是轮胎温度太高了。

相反,如果轮胎很冷,橡胶就会变硬,不能像温度高时那样与路面上的凸起、凹陷紧密咬合,这样抓地力就会明显下降。赛车用轮胎尤其如此。在冷胎上骑得太凶,已经让我和几乎所有我认识的车手摔过车。这也是街道上骑士摔车的原因,特别是用了DOT(Department of Transportation交通部)赛车胎的街车,DOT赛车胎就是成分与真正赛车胎一样,但有胎面花纹,以满足交通部对街道轮胎的最低要求。这种轮胎并不是街道骑行的很好选择。相反,这种轮胎不仅不适合街道骑行,也不适合赛道骑行:在赛道日,很多新手在赛道里用街车轮胎比赛车轮胎获得的抓地力更好,因为他们的水平不足以把赛道轮胎骑到最佳工作温度。街车轮胎取得最佳抓地力时的温度远低于赛道轮胎,赛道轮胎必须温度极高才能发挥出最佳抓地性能。这也是为什么赛车手在下赛道之前用暖胎器把轮胎“预热”。你会注意到,汽车车手和摩托车车手在预热圈会左右摇摆,就是要通过挤压轮胎内部带束层来提升轮胎温度。

 

车手以及参加赛道日的骑士会使用Chicken Hawk Racing之类的暖胎器,在下赛道之前把轮胎“预热”一下。这是因为,赛道轮胎设计的工作温度非常高,如果温度不够,赛道胎的抓地力还不如街道胎。

3.材料

赛车轮胎很粘很软,而旅行轮胎硬得像石头、使用寿命很长,它们的制造材料不同。轮胎的材料与抓地力会随着时间而变化。随着在骑行和停放过程中的变热、变冷过程,轮胎会变得越来越硬。赛车手把这个过程叫做“热循环”,这在赛车轮胎上尤为明显。赛车轮胎的抓地性能在前6-7个热循环中最好,随后就会明显下降。这就是为什么车手一下赛道就用上暖胎器用。他们一整天都把轮胎保持比较高的温度而不让轮胎凉下来。这样即使他们一天内进出赛道几次,轮胎也只是经历了一次“热循环”。如此便能多用几个赛道日。

4.年龄

轮胎只是放在仓库或车库里不用,也会变硬。当杂志上便宜的库存轮胎诱惑到你的时候,要记得这一点。那种轮胎可能看起来不错,但实际上它们可能在仓库里放了很久,变得像石头一样硬了。最好把轮胎看成食品杂货店里易变质的食品。从生产出来的那一刻起,轮胎就开始逐渐变质,就像香蕉一样。这个过程被称为“干腐”,严重时会导致轮胎开裂甚至爆胎。幸运的是,轮胎制造商在每个轮胎上印上了生产日期,让你知道轮胎的年龄。不幸的是,轮胎上印的是编码,轮胎制造商不会告诉你编码的含义。所以,我们先要学习如何解读编码,这样你就能知道任何轮胎的年龄了。

如下图所示,北美洲市场上所有街道用的轮胎胎侧上,都有一串以DOT开始的一串字母和数字,其后是一个4位数编码。DOT是Department of Transportation(交通部)的缩写。在这个4位数中,前2个数字代表轮胎生产时的星期,后2个数字代表年份。例如,数字3214的意思是,这个轮胎是在2014年的第32周生产的。通常说来,运动型摩托车的轮胎生产出来后2年内比较好用,运动旅行摩托车的轮胎在3年内好用,旅行车、巡航车在4年内好用。旅行车、巡航车比运动型摩托车好用的年数更长,因为它们过弯受限于离地间隙,而不是抓地力。换而言之,旅行车、巡航车过弯时在轮胎抓地力到极限之前,已经磨到车身部件了,做不出很大倾角。在离地间隙的限制下,它们倾角有限,所以即便轮胎年头久一些、更硬一些,抓地力也还是够用的。

 

 

5.尺寸

可能轮胎最让人困惑的部分就是尺寸。轮胎制造商生产的一个轮胎和另一个轮胎的规格之间,没有多少一致性。因此,我们首先需要理解的是,如何读胎侧上的轮胎代码。第一个数字,在下图是160,代表轮胎可能接触地面的大致宽度,以毫米为单位。轮胎制造商允许约5%的宽度偏差,所以一家轮胎厂商150的轮胎可能比另一加厂商160的轮胎还要宽。轮胎的形状也会影响轮胎的总宽度。例如,超级运动摩托车的轮胎形状很高,这就意味着在最大倾角时比一般轮胎可用的胎面更多,但仍能装进有一定宽度限制的摩托车摇臂内。

 

第二个数字是扁平率。扁平率就是,轮胎高度或胎侧在我们刚才定义的轮胎宽度中所占的比例。在上图中,轮胎的高度是160毫米的60%。在汽车里,赛车扁平率非常低,而拖拉机扁平率非常高。一般来说,扁平率低的轮胎抓地力相对较好,但当达到粘附力的极限时,会更快地打滑摔车。而扁平率高的轮胎,相对不容易打滑。

不幸的是,当摩托车达到其最大倾角时,悬挂所处的角度最不容易处理垂直方向的坑洼。这就是为什么能做出最大倾角的MotoGP的摩托车需要稍微多一些的胎侧弯曲,来作为第二个悬挂系统。这些摩托车车的扁平率通常在60%-65%,而有些竞赛汽车的扁平率甚至低到30%-40%。

第一个字母代表轮胎的速度等级,就是最大的安全骑行速度。在上图中,V级意味着可以跑到149英里每小时。无论你骑什么样的摩托车或骑摩托的速度是多少,一定要确保轮胎的速度等级至少达到你的摩托车能跑到的最快速度,即便你从来骑不到这么快。需要指出的是,在德国,如果你骑得比轮胎的速度等级还快而且被抓住了,会判为严重犯罪。你骑摩托车在德国高速公路上可以合法地跑到150英里每小时,但不能用一套H等级(最快130英里每小时)的轮胎。其它的速度等级有S(112英里每小时)和W(150+英里每小时)。

下一个字母“R”意思是子午线轮胎。现在大多数摩托车用子午线轮胎,尽管有些巡航车和旅行车还用带束斜交轮胎,带束斜交胎在此处的字母是“B”。最后一个数字,在上图中是17,代表以英寸为单位的轮圈直径。

不幸的是,轮胎胎侧的尺寸代码并没有说明该轮胎适合的轮毂宽度。例如,我见过有些160/60-17的轮胎是为4.0英寸宽的轮毂生产的,而另一些160/60-17的轮胎是为5.5英寸宽的轮毂生产的。它们胎侧上的数字是一样的,但如果你把一个适合4.5英寸宽轮毂的轮胎装在一个5.5英寸宽的轮毂上,就会很不好。非要装也能装上去,但轮胎会变得更平,很容易失去抓地力。同样糟糕也更常见的是,把一个适合5.0英寸宽轮毂的轮胎装到一个4.5英寸宽的轮毂上,就像下图一样。你是可以把一个宽轮胎硬塞到一个窄轮毂上,但这样轮胎的远端就不能提供抓地力了。在上述两种情况下,当一个轮胎的形状与另一个轮胎明显不同时,随着骑行速度的增加,就可能会发生非常危险的死亡摇摆。

 

 

轮胎尺寸的一个很常见的问题是,弄清楚这个轮胎适合什么尺寸的轮毂。在上面的例子中,骑士骑着SV650,后轮装的是160/60VR17的轮胎,做出了很大的倾角。看不出来问题在哪儿吧?这款轮胎是一家很有名的公司卖出的,公司员工不知道这条胎是为5.0英寸宽的轮毂生产的。把这条胎装在SV650 4.5英寸的轮毂上,就会被夹尖了,以至于只有摔车才能磨到轮胎的chicken strips(轮胎两侧还未用到的部分)。这就意味着在爱最大倾角时,轮胎的接地面小得危险。

即使摩托车厂商推荐的轮胎尺寸也可能有问题,因为不同品牌的轮胎不一定满足特定车型和骑行条件的需要。例如,很多轮胎的尺寸都能装在铃木隼或川崎ZX-14上,但这些轮胎里有多少的速度等级适合这两辆车呢?再比如,有很有轮胎可以装在本田金翼或哈雷至尊滑翔上,但适合这两辆车的轮胎不仅要尺寸合适,负载等级也要满足这两辆重机满载时的需要。为了避免类似的问题,在为你的爱车选择轮胎时,一定要遵守轮胎厂商的建议。因为轮胎厂商做过很多实验,他们非常确定一款轮胎装在你的车上很安全,才会推荐这款轮胎。

当然,如果如果选择轮胎时只考虑抓地力,那最好的轮胎就是在非常宽的轮毂上装的最大的轮胎。但轮胎尺寸不仅影响抓地力,也影响操控。如果你在摩托车上装更大的轮胎和轮毂,抓地力会提升,但转向会变慢。正确的轮胎尺寸会在抓地力和操控之间取得最佳平衡。要记住,原车轮胎未必总能提供最佳的操控。有时候摩托车厂家在后轮上装过宽的轮胎来迎合消费者,因为更宽的轮胎看起来更帅。例如,有些运动型摩托车装的是190的后轮胎,如果装上适合该车轮圈宽度的180后轮胎,,可能会操控更好。同样的,后轮宽度超过200毫米的巡航车,肯定是为了美观牺牲了一部分操控性。

 

注意看,同一条轮胎在不同宽度的轮毂上,产生的接地面大小差别很大。装在太窄的轮毂(最上面)上,轮胎只有部分宽度能被有效用到,接地面也缩小了。装在合适宽度的轮毂(中间)上,接地面的尺寸最大,接地面的位置处于轮胎最边缘,这样产生的抓地力最大。装在太宽的轮毂(最下面)上,在倾角很大时,轮胎接地面变得很小,胎圈位置也不到位,导致滑动或漏气。出于同样的原因,不要把汽车轮胎用在两轮摩托车或可倾斜三轮摩托车上。

6.形状

要选择合适的轮胎,轮胎形状与正确的尺寸同样重要。轮胎形状不仅对抓地力很重要,也会明显影响摩托车的操控方式。如果你在同一辆摩托上装过不同品牌、不同系列的轮胎,你就知道每个轮胎的感觉可能都不一样。轮胎形状可以简单地分为两个基本类别:圆形和V形,见下图。

 

左侧是圆形轮胎,在各种倾角下能提供大致相同的接地面。右侧是三角形轮胎(或者叫V型轮胎),在很大倾角时可以提供最大的抓地力。车手会根据所骑的车和赛道的不同,选择最适合他们的轮胎形状。

这些形状在旅行胎、赛道胎等各种类型的轮胎上都能见到。可以想象得到,圆形轮胎从一边到另一边触地时连续性很强,转向很好预测,因而给骑士很强的信心。而V形轮胎能让同一辆摩托倾倒更快,在最大倾角时触地面积更大,因而抓地力更好。没有哪种轮胎形状是完美的,但在一辆特定的摩托车上,一种形状的轮胎会比另一种形状的轮胎更让你喜欢。

你可以通过选择轮胎的形状来提升自己爱车的操控性。例如,如果你感觉自己的车转向太敏感甚至有些神经质,可以换一套更圆的轮胎,让转向慢一些,让车身更稳定。相反,如果你的爱车不容易倾倒,换一套V形轮胎能让它转向更快、更容易。要想了解某种形状的轮胎是如何影响某辆特定的摩托车的,刚开始可以去网上论坛寻找答案。要记住,悬挂设定和骑行高度等车身参数都与轮胎的选择相互关联,对于摩托车的整体操控性而言,这些因素都是互相影响的(Remember that things like suspension setup and chassis geometry changes like ride height are all interconnected with tire choices, and each will affect the other in terms of overall handling.)。

轮胎的形状也决定了在某个倾角下有多少抓地力可用。例如,圆形轮胎在任何倾角的抓地力都是几乎相同的。而V形轮胎在直立加速时抓地力相对较小,而在最大倾角时抓地力相对较大。

不幸的是,摩托车轮胎表面的磨损并不是均匀的。如果你主要在高速公路上骑车,轮胎中间要比两边磨损得快。如果你经常下赛道或者跑弯道,轮胎的边缘最先被磨损。由于磨损不均匀,轮胎的形状会随着时间改变,从而对抓地力和操控带来负面影响。

7.胎面

为了在不同环境下提供足够抓地力,不同的轮胎有不同的胎面花纹。胎面花纹的目的是,既帮助轮胎升温,也能排出路面的积水、灰尘等。但是,真正让轮胎有抓地力的,是轮胎橡胶与地面接触产生的摩擦力。因此,橡胶越多,抓地力就越大。这就是为什么公路比赛摩托车和滑胎比赛摩托车用的轮胎叫“光头胎”,完全没有花纹,这样橡胶与地面的接触面积最大。不幸的是,只要路面有水或有灰,上述物理定律就不同了。路面上的水需要被排出去,以免摩托车在水上打滑。胎面花纹把水引过去,这样轮胎就能接触地面、保持抓地力。道路情况越恶劣,就需要越多的胎面花纹;道路情况越好,需要的胎面花纹越少。巡航车和旅行车经常会遇到条件差的路况,所以胎面花纹比较多,而为晴天设计的赛车轮胎为了在干燥赛道里有最大的抓地力,几乎没有胎面花纹。有趣的是,为赛车设计的雨胎比旅行车的胎面花纹还多,但非常柔软以提供抓地力,这种胎在干燥条件下骑20分钟就坏了。

 

上图中,3种不同类型的轮胎,胎面花纹各不相同。最左侧的是运动型摩托车轮胎,胎面花纹最少,为了在晴天抓地力最好。中间的是公路/越野两用轮胎,花纹很大,能帮助轮胎“咬进”泥土中。最右侧的是旅行胎,胎面纹路很多,能够把水、灰尘等排到轮胎外面。

 

左侧是赛道用的光头胎,会在水面上打滑,右侧的轮胎有胎纹,可以把路面积水排出,从而提供足够抓地力。

 

二、道路和天气况状

在决定抓地力大小的因素中,道路状况和轮胎同样重要。水、灰尘、油、裂缝等路面障碍会明显降低抓地力。遇到这种障碍时,有些轮胎比另一些轮胎能应付得更好。需要注意的是,不同的路面铺装材料提供的抓地力不同。柏油路面通常比水泥路面抓地力好,当然也跟路面材料有关。例如,我曾在光滑的水泥路上骑过车,路面比泥土路还滑。我也在“压碎”的水泥上赛过车,那路面像胶水一样粘,不过轮胎磨损速度是柏油路面的2倍。类似的,雨、雪、风等天气也对抓地力影响很大。另外,环境温度和路面温度也影响抓地力。

三、悬挂

摩托车悬挂的状态、质量和调校,也对抓地力有很大影响。实际上,悬挂系统最重要的作用不是帮骑士过滤路面的颠簸,而是通过在任何情况下都提供相对均衡的压力,让轮胎稳稳地接触路面。如果压力太小,轮胎与地面之间的摩擦系数就不足以保持抓地力。相反,如果压力太大,橡胶就会从轮胎上脱落,导致轮胎打滑。

如果悬挂保养或调校得不合适(见第15章:悬挂设定),轮子就会上下移动得太快或太慢,从而无法在不断变化的路面上保持稳定的压力。如果不接触路面,再好的轮胎也无法提供抓地力。

四、抓地力“馅饼”

你不仅要知道有多少抓地力可用,还要能够管理抓地力。要理解这个概念,你可以把抓地力想象成切成一块一块的馅饼,加速、减速、过弯等外部力量不断争夺它们所需要的抓地力。假设抓地力“馅饼”总共有10块。如果过弯用掉了全部10块抓地力,那你就没有用来加速、减速的抓地力了。如果你不需要减速,那可能没问题。当然如果你给过弯8块抓地力,同时想迅速减速停车,那可能就用尽了抓地力而摔车。这个比喻的寓意就是,永远要保留一些抓地力,不要用尽,以防遇到意外情况。

五、减速

轮胎上的负载越大,产生的抓地力通常就越大。所以,前刹很重要,尤其是运动型摩托车。减速时,前轮的负重会增加。车的轴距越短、重心越高,这个效应就越明显。刹车使得前轮承载的重量增加了,所以可以比没有重量转移时使用更多的前刹。结果是,大多数运动型摩托车上的后刹在重刹时用处不大,因为重刹时后轮与地面的摩擦力很小,甚至完全离开地面。

六、过弯

过弯时,抓地力的情况稍微复杂一些。在过急弯时,轮胎需要很大比例的抓地力。如果你需要迅速地加速、减速,必须确保过弯用剩下的抓地力足够加速、减速用的,否则就会用尽抓地力,你就会和路面来一次亲密接触了。

过弯时,前轮有可能会失去抓地力。当你由于害怕或别的原因突然关闭油门,可能发生这种情况。当你关闭油门时,发动机起到了刹车的作用(这被称为“压缩制动”),使后轮慢下来,导致摩托车重量向前转移。这时前轮就承受更大的重量。通常情况下这会增加前轮的抓地力,但在过弯车身倾斜状况下,前轮还必须支撑更大比例的过弯负载。不幸的是,更大压力增加的抓地力,没有前轮承受的额外过弯负载大。这就导致抓地力的净损失,从而可能使前轮打滑搓出去。换言之,前轮对抓地力的胃口变得比可用的抓地力更大。过度的Trail braking(见第11章 刹车)有类似的效应。

七、加速

加速时,重量从前轮转移到后轮。如果重量转移得太快,前轮就会翘头。骑大排量运动型摩托车加速离开弯道(尤其是低速弯)时,很容易油门开大了,所需的抓地力超过可用的抓地力。这时,后轮“打转”,摩托车开始沿偏移轴心旋转(从左到右或者相反)。骑士此时的本能反应是通过关闭油门来阻止这种情况。不幸的是,尽管这么做能让打滑的后轮重新获得抓地力,但后轮突然获得抓地力可能导致骑士从摩托车的上方(“High Side”)抛出去。High siding主要是由于向前的速度转变为旋转的速度,使摩托车像弹射座椅一样把骑士抛出去。

 

骑士施加给摩托车的三个基本作用力是加速、减速、过弯,它们总是在试图用完摩托车有限的抓地力。学习如何平衡这三者的关系是实现对摩托车完全控制的关键。 

八、倾角

倾角也会影响抓地力,不过和你们想的不一样。前面提到过,倾角越大,摩托车悬挂的效率就越低,因为悬挂与受到的力量不再是垂直的。同时,弹簧就变得越硬,斜方向的力使能打滑的部件向着彼此弯曲,导致额外的摩擦。(In essence, the spring rates become progressively stiffer, and the sideways forces cause sliding parts to flex against one another causing additional friction.)为了减小弯道中悬挂的低效率,摩托车工程师设计出能够产生一定程度弯曲的车架和轮胎。这样,当处于最大倾角时,车架和轮胎胎侧能比悬挂系统处于更易过滤路面颠簸的角度。不幸的是,尽管工程师们竭尽所能,摩托车倾角越大,能用的总抓地力还是会更小一些。

骑士与摩托车的复合重心也会影响倾角。复合重心就是骑士重心与摩托车重心的组合。速度和半径一定,骑士的重心向弯内侧探得越多,所需做出的倾角就越小。这就是为什么车手比赛时会侧挂。通常来说,车手通过减小摩托车倾角来增加抓地力。车手还可以改变重心的位置(见第二章:转向),或者减少在最大倾角时的时间(见第八章:路线选择),来减小倾角。

九、抓地力管理

你已经看到了,影响抓地力的因素有很多。学会管理所有因素,一开始可能看起来难以完成。但通过阅读本书后续章节,就能清楚地了解你需要知道什么,而不会陷入过于复杂的学术理论。你只需要专注于每一项技术的练习,抓地力就自然不用你操心了。

 

 

 

 

 

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