改裝品選購指南

 

輪胎選購術

 

提供抓地力的重要指標

 

 

輪胎在機車配件中有著非常重要的作用。許多機械零件組成了一部機車,但一般來說,單一零件只會有一個功能,可輪胎卻不同,雖然它外形相當簡單,卻擁有多重的功能。

 

文&圖/黃宥樺

 

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四項輪胎選購需知

 

輪胎的材質差異→輪胎的結構與成型→輪胎的規格與寬度→如何檢測輪胎磨耗及胎壓?

 

 

輪胎的基本四大功用

 

  輪胎主要提供車輛四種作用:支撐車身的重量、傳遞驅動力及控制力、減緩路面的衝擊、維持與轉換車輛的方向。因此,輪胎不僅支撐著車身的重量,還能減少來自路面的衝擊,同時為路面行駛車輛提供推動、操控以及轉向的能量,並也維持著車的行駛狀態——為了完成這些艱難任務,它必須是一個有相當彈性的儲氣容器。

  內胎主要作用是維持胎內氣壓,但是內胎無法承擔高重量時所必需的氣壓,缺乏承擔外部所有破壞、以及來自路面駕駛中車輛的衝擊等壓力。因此內胎還需要胎體的支撐。胎體用來保護含有高壓氣體的內胎並支援垂直負荷,在一些易在路面損壞和摩擦的部位附有較厚的橡膠層,以防止外部損傷和磨損。而胎面的選擇要根據車輛的運行狀況和安全要求去選定,其胎體的結構堅固對於車胎安全的組裝到輪圈上是相當重要的。

 

 

輪胎是如何發明又演化的?

 

  西元1888年,蘇格蘭的知名獸醫John Boyd Dunlop發明了可充氣式的輪胎。他將橡膠軟管套於木輪上,還在接觸面上包裹了厚重的帆布,並將這第一代輪胎安裝在三輪車上測試。經過數次測試發現此方法可行,John Boyd Dunlop又將橡膠皮黏在帆布上防止打滑,結果相當的成功,這跨世代的科技結晶就此誕生。時間又輾轉到了1891年,名為C.K. Welch將金屬線胎圈置入輪胎內,將輪胎工藝帶向另一個巔峰。22年後,英國科學家又研發出輻射型方案,打破了以往對應用於輪胎內胎芯編織物的偏見,並於1935年後得到了廣泛的應用,但由於價格高昂,因此美國Upont公司又創造了合成反應的基本理論,使二十世紀的輪胎產業的迅速發展。

  1959年,尼龍胎芯織物開始與人造纖維相競爭,並於1960年在成本、價格方面取得了優勢並主導市場。1962年,全新的聚酯胎芯織物首次問世,又將輪胎技術帶入全新的領域。一路看來,輪胎的演化如同是材料學的演化史,材料和生產技術的發展,加上隨之而來的機動性能的提高,世界的趨向也將注意力集中於輪胎上。如今,車輛的設計取向也越來越複雜且多元化,因此輪胎的技術也越來越講究,並且也在世界錦標賽中獲得相當的映證。

 

 

台灣的小車輪胎水平也擁有相當的水準,譬如近期內發表的F1

 

 

 

輪胎的外觀會依據各種不同的用途來變化,如全地形用的巧克力胎

 

 

輪胎的材質差異

 

各種不同材質的優缺點

 

 

靠著摩擦力維持車輛運轉

 

  許多讀者也許會問道:「為什麼輪胎能產生抓地力?」,其實這與物體與物體之間的摩擦力有關。摩擦力是兩個物體接觸時的相互作用力,車輛能在道路上行駛靠的也是摩擦力,也是輪胎與地面相互的作用力,人們俗稱為輪胎抓地力。以三度空間的角度來說,車輛與地面接觸的地方只有輪胎,所以車輛之所以能加速、轉彎、煞車,皆可以視為是輪胎與地面間作用力的結果,就好比人能走路、跑步或停止,也都跟腳與地面間的作用力有關。因此輪胎性能的好壞,也攸關車輛的加速性、制動力及支撐性。

  輪胎主要是由橡膠製成,各種輪胎材料的配方會影響輪胎與地面的摩擦係數,一般而言,只要選擇適合該車種的輪胎即可獲得不錯的抓地力,但抓地力也會被路面的狀況所影響,而不同路面狀況會有不同的摩擦係數。例如一般乾柏油路面與輪胎間的摩擦係數約0.8~0.9,未鋪裝的砂礫路約0.3~0.4,結冰的路面約0.1,而濕的柏油路面約0.6~0.75,因此平常行駛,必須時時注意不同路面狀況,設想可能發生的危險。

 

 

輪胎可以說是車輛和路面唯一的摩擦部位,因此好壞影響相當重要

 

 

 

一條輪胎要上市之前,都會經過半年到一年的實際測試,並做出各種不同型號去測試路面回饋

 

 

材質差異所影響的條件

 

  輪胎簾布層織物材質部分有棉線、尼龍、聚酯、鋼絲等多種,棉線是最早被使用的,但強度低、散熱慢、容易吸水,現在已經很少用;尼龍強度強、重量輕、胎溫上升慢、不易吸水,但容易變形;而聚酯強度和尼龍差不多,但伸縮度和熱依存性優於尼龍,在國外廣泛使用;至於鋼絲強度大、耐衝擊、安全性高,但緩衝性能較差。由於不同材質具有不同優缺點,故目前輪胎大部分會以聚酯、尼龍和鋼絲為主,也有廠商使用不同材質混編而成,以截長補短。

 

輪胎簾布層材質特性列表:

材質名稱

材質特性

尼龍

耐熱、堅固,但會產生平點(指長時間停車等至輪胎的接地面變形)

嫘縈

堅固,行走寧靜,不會產生平點,弱點是橡膠有裂痕或割破時,便會進水、破壞嫘縈結構

聚酯

堅固、耐熱,不會產生平點,弱點是不適宜高速行駛

玻璃纖維

堅固、耐熱,重量輕,胎紋無蠕動的傾向,弱點是乘坐感覺比較硬

鋼絲

最堅固、傳熱快、貼地性能良好,胎紋又耐用

 

  而輪胎採用的橡膠材質對輪胎的循跡性也有決定性的影響。膠質軟的摩擦係數較高,橡膠分子對地面也有更佳的黏著力,整體循跡性將會提昇。但也得注意輪胎的工作溫度,每款輪胎都有不同的溫度範圍和最佳的工作溫度,過熱的話也將導致膠料融蝕,破壞分子結構。

  軟質的輪胎雖有較佳的循跡性,但磨耗快,因此賽車場上的輪胎選用可說是是一門深層藝術,不但得考慮抓地力,還得考慮輪胎的過熱臨界點以及磨耗。雖然對越野賽來說,在泥沙路使用越軟的材質通常可得到最快的速度,但是在柏油、水泥這種硬質路面來說,磨耗絕對是個頭痛的問題。對一般道路用胎來說,選用較硬的材質是必須的,一方面是為了高速公路上的需要;一方面是為了使用壽命。

 

 

輪胎的簾布層就如同圖中的這塊布狀物質

 

 

 

各家輪胎廠對於輪胎的膠料技術都有相當不同的見解,但是追求的東西始終如一

 

 

輪胎的結構與成型

 

輪胎的基本構造

 

  輪胎的基本構造包含胎面、胎邊、胎唇、簾布層、鋼絲還帶層等五大項,胎面是由橡膠構成,是輪胎與地面最直接接觸的地方,負責將車輛及驅動、制動力傳遞至路面;胎邊則是負責吸收來自路面的衝擊,並掌控轉向性能,多採用柔韌的膠料以提升吸震能力,並使轉向更順暢;胎唇是輪胎與輪圈接觸之部位,輪胎固定於輪圈上主要靠它,由不易伸長的鋼絲束與橡膠構成,氣密度好不好得看胎唇的設計;簾布層為聚酯線和橡膠所組成的複合材料,可以說是輪胎的重要骨架與支柱,負責承受路面衝擊力及內部的空氣壓力;最後鋼絲還帶層則是保護著簾布層,以防路面衝擊刺穿及胎面剛性,強化輪胎耐久壽命。

 

 

 

輪胎的大致結構圖

 

 

 

胎面工作溫度的掌控與拿捏,如何快速提升至工作溫度,又保持不熱衰,是輪胎廠的重要課題

 

 

輪胎胎體的差異

 

  輪胎依胎體結構的不同可分為「交叉層胎」(Bias Tire)和「徑向層胎」(Radial Tire),兩種輪胎主要的不同在於線層之簾布層結構,交叉層胎之簾布層為交叉傾斜重疊,其線層與輪胎中心線呈30到40度夾角;徑向層胎線層與輪胎中心線呈90度夾角,因其完全向著半徑方向排列,呈輻射狀,故又稱輻射層胎。交叉層胎可分為有內胎及無內胎兩種,有內胎如自行車胎、機車胎、部分卡車胎、農工業車胎;無內胎如卡車、汽車胎、高性能機車胎。至於徑向層胎則以內襯膠取代傳統之內胎功能,故為無內胎。由於無內胎輪胎其胎體內層有氣密性好之橡膠層,故不需內胎,可減少爆胎發生,更可達到省油、耐磨耗及操安性較佳之效果,輪胎無內胎化已經是市場的主要型態。

  另一方面,因徑向層胎在胎壁部分採用柔軟之膠料,胎面部分則採用較硬之膠料,加以於主廉布層及胎面間增加鋼絲層,故胎面剛性較高,不易變形,進而能量損失減少、磨耗率亦較低;又因胎面變形較小,其排水性及抓地力亦隨之提高。由於徑向層胎性能優越,近來已成為輪胎結構之主要型態。

 

 

 

檔車和速克達的輪胎選用有稍微不同,檔車幾乎都是選用前尖後寬的輪胎,而速克達則是前後寬度雷同

 

 

 

前後輪的胎型就相當不同

 

 

輪胎的規格與寬度

 

 

輪胎的規格與寬度

 

  所有輪胎在胎壁上方都會標有輪胎的尺寸說明,比如190/60R15H,最前面的190代表胎面寬度195㎜(19.5公分);第二個數字60為輪胎的扁平比,代表輪胎側面(即胎壁)厚度是胎面寬度的60%(19.5公分乘以0.6);第三項數字15代表輪胎的使用直徑為15英吋的鋼圈。其中R為輻射層輪胎代號,H則是輪胎的最高時速代號,代表輪胎可承受之最高時速可達210公里。

而輪胎時速極限代號通常用英文作為分級從A1(5公里)到Y(300公里);如下表:

英文代碼

最高時速限制

英文代碼

最高時速限制

A1

5 (㎞/hr)

A2

10 (㎞/hr)

A3

15 (㎞/hr)

A4

20 (㎞/hr)

A5

25 (㎞/hr)

A6

30 (㎞/hr)

A7

35 (㎞/hr)

A8

40 (㎞/hr)

B

50 (㎞/hr)

C

60 (㎞/hr)

D

65 (㎞/hr)

E

70 (㎞/hr)

F

80 (㎞/hr)

G

90 (㎞/hr)

J

100 (㎞/hr)

K

110 (㎞/hr)

L

120 (㎞/hr)

M

130 (㎞/hr)

N

140 (㎞/hr)

P

150 (㎞/hr)

Q

160 (㎞/hr)

R

170 (㎞/hr)

S

180 (㎞/hr)

T

190 (㎞/hr)

U

200 (㎞/hr)

H

210 (㎞/hr)

V

240 (㎞/hr)

W

270 (㎞/hr)

Y

300 (㎞/hr)

 

 

 

  而扁平比就是俗稱的胎高,不過摩托車的扁平比通常較汽車的高,來看輕檔車常使用的尺寸120/70-17,其扁平比就為70%,輪胎看起來會有相當的圓弧,因為摩托車需要較好側向抓地力,因此輪胎裝上輪框都看起來較尖,找到自己輪框最適合的扁平比是相當重要的課題,大多數路乘的扁平比都有因應的寬度表。在競技場上,通常廠隊會因應選手的體重、騎乘習慣、車高來去選定適用的扁平比。

 

 

輪胎的標示方法

 

 

 

圖中的130/70-17就是代表輪胎寬度130㎜,扁平比70%,符合17吋輪框的尺寸

 

 

 

圖中所框的是輪胎的製造日期,前兩碼是當年的第幾週,後兩碼是年份,因此圖中的輪胎是2013年第37週出廠的輪胎,不要使用置放太久的輪胎,因為橡膠久放會硬化、龜裂

 

 

各種胎型的選用

 

  輪胎通常分成晴天用胎、雨天用胎、斜交胎、帶束斜交胎及輻射層輪胎,晴天胎的特點就是胎紋較少,甚至是光頭胎,能以最大的接地面積產生優異的抓地力,但若遇積水或下雨容易產生排水或打滑的風險。

  雨胎顧名思義就是以專為溼滑路面而設計的輪胎,其複雜的胎紋就是負責破壞水面張力與排水,使輪胎能與地面接觸以產生抓地力。一般採用較軟的材質,再加上胎紋多,輪胎的磨損也會更快。斜交胎則是簾布層相互交錯排列,與胎冠中心線呈30至40度的交角。這樣的交叉設計可以讓輪胎充氣後獲得充分的延展,以取得抵擋緩衝的舒適性。但相對也犧牲在高速的操控與牽引力。帶束斜交胎結構與斜交胎相同,不過胎面上交疊著角度不同的高強度簾布層或金屬帶,能將斜交胎高速操控與牽引力的問題大幅改善。最後是輻射層輪胎,又稱作「子午線輪胎」,因其簾布層與胎冠中心線呈90或接近90度的交角,像是地球的子午線而得名。這種排列方式使簾布層比斜交胎減少約一半,但為了承受行駛時的切向力與提高輪胎的剛性,另外會加上帶束層。與子午斷面呈70至75度角的帶束層強度高,不易拉伸,一般織物簾布或鋼絲簾布製造而成。各種不同的輪胎都有不同的使用趨向,抓準自己的需求選用輪胎才是上上之策。

 

 

 

不同扁平比的輪胎,看起來胎型就相當不同,前輪注重導向性,後輪注重抓地力與負載

 

 

 

越野用的輪胎幾乎都是塊狀型的胎紋,為了強化排土的速度

 

 

 

競技用的輪胎通常胎紋都較少

 

 

 

普利司通 BT 39

 

普利司通可以說是世界頂級輪胎首選,包括MotoGP在內,目前為許多世界錦標賽的單一輪胎提供廠,在台灣也有相當多一般機車與道路賽車使用,最具代表性款式:BT39,從17吋的輕檔車胎到10~12吋的速克達胎都有,已經過無數賽道場合實證,其抓地能力確實相當出色。

 

 

 

KENDA K702

 

台灣第二大的輪胎廠建大輪胎,除了一般的晴雨胎、通勤胎之外,也有性能取向的「鱷魚王」K702熱熔胎,聽說近期將有新的熱融胎上市計畫,值得期待。

 

 

 

米其林 POWER PURE

 

米其林在台灣除了輪胎之外,白胖的吉祥物以及米其林餐廳也廣為人知,它們也在輪胎發展的歷史中扮演了相當關鍵的角色,雖然米其林在台灣較多是重機級的輪胎,但在歐洲有許多車廠的速克達是選用米其林作為原廠配胎,其中Power Pure使用了複合技術,在胎邊及中間的材質使用了不同的質料,更能應付不同的路面及用途。

 

 

 

MAXXIS F1

 

國內最大的輪胎廠正新,其Maxxis的英文商標,從美國的大聯盟、NBA球場旁的廣告,一路紅回台灣,其實力不論是歐洲或美國市場都受到認可,繼頗受好評的R1競賽胎之後,最新力作F1除了加強性能,更在耐磨耗壽命上加強不少。

 

 

 

DUNLOP TT93

 

TT92在台灣是與普利司通BT39、601齊名的進口運動性能胎,也是Dunlop的主推型號,而後繼型號TT93在最近也開始在台灣各個店家上市,性能仍舊強悍。

 

 

 

波沛樂輪胎

 

最常出現在小車的滑胎組,英文名稱是Propeller,其特徵就是特殊的HI字的胎紋。

 

 

 

WATT STONE輪胎

 

算是國內近期內較新的品牌,使用者還不算非常多,旗下的W2超強熱熔運動胎在國內保持著不錯的銷售量。

 

 

 

登樂輪胎

 

登樂輪胎可以算是小車界近兩年內動作最大的新品牌,在賽場上已經有不少選手指定使用,可說是在市場上沸沸揚揚。

 

 

 

沙瓦輪胎

 

Sawa在歐洲是相當知名的品牌,但在國內小車界仍少數人使用,無論是大型重車還是小型車都有相對應的尺寸。

 

 

 

倍耐力輪胎

 

倍耐力於1872年創立,是相當知名的國際品牌,目前被廣泛的使用在重機身上。

 

 

 

DUNLOP SCOOT SMART

 

大型速克達使用的多功能胎Scoot Smart,是Dunlop針對全球日漸風行的大型速克達所推出的入門斜交胎,明顯的人字破水輪胎紋,正是為雨天濕滑道路所設計。

 

 

 

DUNLOP GPR-100

 

同樣為大羊設計的GPR-100,較偏向運動屬性,為幅射層輪胎設計。

 

 

 

三王 KT98

 

國內老牌輪胎廠之一的三王輪胎,在近年來推出了性能取向的熱熔胎KT98,以及賽道胎KT98R,讓輪胎戰場更加有趣。

 

 

 

 

 

象牌FEELFREE

 

  象牌輪胎是國內較少見的進口輪胎,除了一般的重機輪胎以外,也有速克達專用的輪胎,由光陽代理進口,其中Feelfree是最新款式的大型速克達用輪胎,HR等級的德製特殊鋼絲輻射胎,強化內層,安全極速可承受至210 ㎞/hr。從12吋到14吋的規格都有。

 

 

 

 

象牌 ME 7 TEEN

 

  象牌少見的10吋小胎,多邊形的胎紋設計增強溼地排水性能,除了濕地外,乾地或是各類狀況路面,也皆能提供優異抓地力。獨特配方和特殊胎紋設計,強化胎體結構針對操控過彎時,能讓接地面積達到最大化。

 

 

如何檢測輪胎磨耗及胎壓?

 

影響輪胎安全性的幾個要素

 

  正常的輪胎中間都會有安全線,如果輪胎磨耗到安全線見底時,便需要更換了。而新胎表面都會有一層脫膜劑,必須磨合一小段時間才能獲得穩定的摩擦力,一般而言,輪胎摩擦係數會隨滑動比增加而下降,尤其是橫向的輪胎抓地力下降最大,當滑動比100%時幾乎橫向抓地力接近0,因此煞車時若後輪鎖死,所以雖駕駛人想控制車身去迴避前方障礙物,車輛也無法順利轉彎,進而撞上前方障礙物。

 

 

輪胎有所謂的安全線,位於胎面花紋溝槽底部,會有稍微的突起。如果胎面的花紋磨耗到與輪胎警戒線的標誌一樣高度時,代表胎紋深度已接近1.6㎜的安全界線,強烈建議更換

 

 

 

如果輪胎已經磨耗到廉布層都看得到的時候,已經是相當危險的事情

 

 

該如何正確檢測胎壓

 

  胎壓的測量與選擇雖然只是車輛的小步驟,但卻會大大影響車輛的安全性,如果您騎車環境都是在較穩定的路面與天氣下,可一周檢查一次胎壓。反之如果您經常騎行與公路與沙石路面時,我們就建議您每一天或兩天檢查一次胎壓,因為胎壓會隨著輪胎的碰撞以及變形而漸漸改變,就像是氣球即使放著也會慢慢漏氣,畢竟都是分子去包覆,很難達到完全理想的氣密。

  通常我們會建議將胎壓打在中高範圍內,因為輪胎行駛時溫度會慢慢提升,此時胎壓也會慢慢遞增,如果胎壓過飽,輪胎抓地力就會大幅下降,在競技場中,許多選手甚至將胎壓打在20以下,藉此防止輪胎胎壓過高的情況。如果是越野路段的話,建議選用胎壁較硬的輪胎,且胎壓也不能打太飽,不然容易產生尖銳物刺穿輪胎的情況。

 

 

直線賽的輪胎比較注重寬度,因此動力過大,且沒有彎道需求,因此都改成誇張的寬胎