一辆换上全新米其林轮胎的保时捷卡雷拉GT在环城赛道上的速度提升了15秒。这些进步体现了高性能轮胎二十年来的快速发展。
过去的性能轮胎在当时很棒，但只能在狭窄的条件下工作并且磨损很快。
过去几十年来，轮胎技术突飞猛进，只需更新轮胎就能大幅提升汽车性能。2024年，专为保时捷卡雷拉GT开发的米其林Pilot Sport Cup 2轮胎帮助该车在纽博格林赛道的单圈时间比2004年创下的纪录缩短了15秒以上。如此卓越的性能提升值得我们深入探究其背后的科学原理。
轮胎远比看上去复杂得多，其构造涉及100多个不同的部件。正是这些元素的细节，有时甚至深入到分子层面，才使得轮胎在各种环境条件下都能跑得更快、更坚韧。
轮胎部件可分为几大类。最明显的是橡胶，即来自天然或合成来源（通常是树木或石油副产品）的弹性体。另一类是结构增强材料，例如由钢丝或纺织品制成的帘线。此外还有炭黑和二氧化硅等填料。最后，添加剂包括树脂、油和固化剂。
深入探讨轮胎的方方面面，足以填满《道路与赛道》杂志一整年的版面。因此，本次探索将聚焦于轮胎领域近期进步的最大贡献者。
米其林集团科学与创新传播总监 Cyrille Roget 表示：“最显著的变化源于十多年前功能化弹性体的引入。” 简而言之，这使得轮胎化学家能够以过去被认为不可能的方式定制调整橡胶的某些特性。“通过在弹性体链末端添加功能，米其林彻底改变了附着力、能效和耐磨性能领域的竞争格局。” Roget 说道。
倍耐力北美首席技术官伊恩·科克 (Ian Coke) 也提到了最近的弹性体开发，并补充说倍耐力现在可以使用针对特定应用的更专业的成分，无论是夏季、冬季、全季还是赛车轮胎。
此外，可口可乐将轮胎的快速发展归功于新材料和开发方法，例如高强度芳纶和混合帘线，以及提高轮辋附着力并进而提高轮胎精度的胎圈技术。
轮胎的物理设计也发挥了一定作用，例如Pilot Sport 4S轮胎上钢带的波浪形波纹设计增强了胎面稳定性。新型高强度钢帘线不仅减轻了重量和滚动阻力，还提高了能源效率。结构改进使轮胎工程师能够更精确地控制接地面积，减少发热弯曲，从而减少磨损。
生产设备是另一个进步领域。近年来，米其林和其他轮胎公司已使用3D打印模具来引入复杂的胎面形状和空隙。新的刀槽花纹设计减少了变形，从而更好地控制干地性能。在某些情况下，随着轮胎磨损，可以在较低的胎面深度处形成额外的胎面凹槽，从而延长使用寿命。
然而，如果没有新的数字工具的出现，这些改进都不会进展得如此之快。
如今的高性能轮胎抓地力更强，工作温度范围更广，使用寿命也比以往更长。这其中肯定有某种神奇之处。
赛车运动（例如一级方程式赛车、世界耐力锦标赛和国际汽车运动协会）中使用的模拟软件已应用于街车轮胎的生产，使工程师能够虚拟制造轮胎并优化其接地面积和结构。赛车运动中的表现压力也催生了诸如改进非对称胎侧刚度、带束层角度和冠层等创新技术，所有这些技术都已进入消费市场。米其林的TameTire建模软件甚至可以模拟轮胎在行驶过程中的性能，甚至可以集成到赛车队和汽车制造商使用的整车模拟中。
可口可乐表示，F1 中使用的虚拟建模工具使得倍耐力街道轮胎的开发周期更快、更精确。
“例如，最新一代 P Zero 采用先进的人工智能算法和虚拟原型设计，使工程师能够在实际测试之前预测轮胎在各种条件下的性能表现，”他说道。“这些技术，加上更高的制造精度、胎面花纹优化和低滚动阻力复合材料，如今使高性能公路轮胎的性能能够匹敌甚至超越二三十年前的超级跑车轮胎，带来卓越的抓地力、效率和安全性。”
让轮胎跑得更快并没有什么秘诀，如今的Carrera GT和当年一样。相反，轮胎制造的各个环节都在不断进步，最终形成了整体的改进，从而大幅缩短了单圈时间。
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