相信很多开过车的朋友都遇到过轮胎被扎或者亏气的烦心事,那时候心里可能都会冒出一个念气:要是汽车轮胎是实心的,该有多好啊!
那样就再也不用担心打气,更不怕在半路上突然爆胎了,听起来简直是解决了车主的一大痛点。
这个想法听上去非常美好,可现实情况是,放眼望去,马路上跑的成千上万辆私家车,清一色用的都是充气轮胎,而实心轮胎的身影,我们似乎只在一些特定的工程车辆上,比如叉车或者压路机上才能见到。
这背后究竟是什么原因,让这个看似一劳永逸的“完美方案”在家用汽车领域被完全否定了呢?
其实,这并不是汽车工程师们没想到,而是经过了全方位的权衡之后,发现实心轮胎带给家用车的弊端,远远超过了它那“不怕扎”的唯一优点。
咱们先从最现实、也最容易理解的角度说起,那就是成本问题。
我们平时买的充气轮胎,虽然看着是一个完整的橡胶圈,但它的核心结构是内部的帘布层和钢丝层,外面包裹着橡胶,而它大部分的体积是被“免费”的压缩空气所填充的。
换句话说,它的材料用量是相对节省的。
可实心轮胎就完全不同了,它是一个从里到外都由橡胶或其他高分子复合材料填充的“实心疙瘩”。
这意味着要制造一个同样尺寸的实心轮胎,所需要的原材料会是充气轮胎的好几倍。
举个例子,一条普通的家用17寸充气轮胎,重量大约在10到12公斤,而同尺寸的实心轮胎,重量轻易就能达到30公斤以上,甚至更重。
这多出来的几十公斤可都是实打实的工业原料,成本自然也就水涨船高。
在工业领域,一台小型叉车换用实心轮胎,价格就要比充气轮胎贵出数千甚至上万元。
如果把这个成本平移到家用汽车上,四个轮子换下来,多出来的花费可能就相当于普通家庭一整年的油费了,这对于讲究经济性的家用车来说,显然是难以接受的。
并且,不要以为实心轮胎就可以一辈子不换了,它虽然不怕扎,但它照样会磨损。
随着行驶里程的增加,胎面橡胶被磨掉,轮胎的整体直径就会变小,这不仅会降低车辆的离地间隙,增加托底的风险,还会导致车速表显示不准,给你一种“快乐表”的错觉。
等到磨损到一定程度,你还是得花一大笔钱去更换,这个维护成本并不比充气轮胎低。
接下来,我们再聊聊一个更关乎我们日常驾车体验的问题,那就是舒适性。
汽车的悬挂系统是用来过滤路面颠簸的,但很多人不知道,充气轮胎本身,其实是车辆悬挂系统的第一道,也是最重要的一道防线。
轮胎内部的压缩空气就像一个充满弹性的气垫,当车辆碾过路面的小石子或者坑洼时,轮胎会瞬间发生形变,内部的空气被压缩,从而吸收掉绝大部分的冲击能量。
只有那些更剧烈的冲击,才会传递给弹簧和减震器组成的悬挂系统去进一步处理。
正是因为有了这层“空气弹簧”的存在,我们坐在车里才会感觉相对平稳舒适。
现在,我们想象一下把这层气垫换成一个硬邦邦的橡胶块会是什么情景。
实心轮胎几乎没有任何压缩变形的能力,路面上有任何颠簸,它都会像铁锤砸铁砧一样,“硬碰硬”地直接传递给悬挂,再传到车身和座椅上。
那种感觉,过一个减速带就像是被人在身后猛踹了一脚,路面稍有不平,车里就会传来持续不断的零碎震动。
此外,由于实心轮胎自身重量极大,导致车辆的“簧下质量”急剧增加。
这个概念简单来说就是悬挂弹簧之下的部件重量,它越重,悬挂的反应就越迟钝。
在通过连续的颠簸路面时,沉重的车轮因为惯性太大,上下跳动的频率跟不上路面的起伏,车身反而会产生更多多余的晃动,让驾乘体验变得非常糟糕。
可以说,如果家用车换上实心胎,那么无论这台车的悬挂系统调校得多么高级,最终的舒适性都会大打折扣,甚至不如一台普通的微型面包车。
如果说成本高和舒适性差我们还能勉强忍受,那么接下来要谈到的安全问题,就是一道绝对不能妥协的红线。
车辆的安全行驶,无论是加速、刹车还是转向,都依赖于一个最根本的物理基础——轮胎的抓地力。
而抓地力的大小,与轮胎和地面之间的接触面积直接相关。
充气轮胎的一大优势就在于它的“柔性”,在行驶过程中,它能根据路面的微小变化而发生形变,像一块柔软的胶泥一样尽可能地贴合地面,从而获得最大化的有效接触面积。
特别是在转弯时,轮胎侧向受力,胎壁会发生一定程度的变形,让更多的胎面橡胶“压”在路面上,提供稳固的侧向支撑。
而实心轮胎则过于“刚硬”,它与地面的接触方式更像是一个滚动的铁环,真正与地面接触的面积非常有限。
在看似平整的公路上,它无法有效贴合路面的微小起伏,这就导致了抓地力的严重不足。
这会带来一系列致命的风险:首先,刹车距离会显著变长。
在紧急情况下,你一脚刹车踩到底,车辆可能会因为抓地力不够而继续向前滑行很长一段距离,这在城市交通中是极其危险的。
其次,操控极限会变得很低。
用同样的速度过一个弯道,使用充气轮胎的车辆可能游刃有余,而使用实心轮胎的车辆则很可能因为抓地力突破极限而发生侧滑,导致失控。
尤其是在雨雪天气,路面湿滑,实心轮胎抓地力不足的缺点会被无限放大,可以说几乎等同于在冰面上开车,安全性能完全无从谈起。
最后,实心轮胎沉重的自身重量还会直接影响车辆的动力性能和燃油经济性。
车轮是旋转部件,它的重量越大,转动惯量就越大。
这意味着发动机需要花费更多的力气才能让它从静止转动起来,反映在驾驶感受上就是加速变得非常迟缓、无力,也就是我们常说的“肉”。
同样的道理,当需要刹车时,制动系统也需要克服更大的惯量才能让沉重的车轮停下来,这无疑又加长了刹车距离。
并且,轮胎在滚动时会产生一种叫做“滚动阻力”的力量,这个阻力越小,车就越省油。
实心轮胎由于重量大,在滚动时形变产生的能量损失也更大,滚动阻力远高于充气轮胎。
这就好比让你穿着轻便的跑鞋和沉重的工装靴去长跑,后者显然会消耗更多的体力。
换到车上,结果就是油耗会明显增加,对于需要精打细算的家用车主来说,这又是一笔不小的额外开支。
综上所述,实心轮胎虽然听起来有一个“永不爆胎”的诱人优点,但它在成本、舒适性、安全性、动力和燃油经济性这几个对于家用车至关重要的方面,都存在着无法弥补的巨大缺陷。
而叉车、压路机之所以能使用它,是因为它们的工作环境特殊,速度极慢,对舒适和操控没有要求,但对承重能力和防刺穿能力有着极致的需求,这种取舍在家用车上是完全不成立的。
我们日常使用的充气轮胎,是经过上百年不断发展和完善的产物,它在各项性能之间取得了绝佳的平衡,在目前的技术条件下,仍然是家用汽车最合理、也是唯一的选择。
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