刹停的距离跟轮胎宽度没有关系。别再交智商税了。
很多人说轮胎越宽刹车性能越好。其实,这是个误区。都是想当然的单方面去认为。
今天我来为大家一本正经的说说刹车距离的长短跟什么有关系。
刹车距离取决于两个因素。
第一个因素是轮胎与地面的摩擦力的大小。
第二个因素是刹车片与刹车盘的摩擦力的大小。
我们先分析第一个因素,轮胎与地面的摩擦力的大小。
轮胎与地面的摩擦力,并不取决于轮胎的宽度。而取决于轮胎的材质和地面的材质。
我上过中学,中学课本上讲:摩擦力=摩擦系数*压强。压强=压力/面积。
因为轮胎与地面的接触面积几乎是固定不变的,汽车的重量也是不变的。而每个轮胎的压力=车重/4。即每个轮胎承受四分之一的车身重量(不太准确,我们姑且这么认为)。基本上可以理解为压强是几乎不变的,即压强跟面积成反比。也就是接触面积越大,单位面积上的压强越小。虽然轮胎宽了,接触面积增大了,但是压强小了。
所以:摩擦力受影响的因素只有一个因素,即摩擦系数。
摩擦系数,如果是同样的材料和地面,则摩擦系数是常数。说白了就是粗糙度是常数。
压力是轮胎与地面之间的压力。记住是压力,不是压强。这是两个概念。
所以,摩擦系数不变的情况下,当车辆重量不变的情况下,即压力不变,不管你换多么宽的轮胎,压强都不变。每个轮子分配的压力是固定的(姑且认为是不变的,后续我们分析前后轮在高速刹车情况下,轮胎受压力变化的情况),轮胎对地面的压强又是固定的。所以每个轮胎的摩擦力都是一样的。
所以也就是说,车辆的刹停长度与轮胎宽窄没关系。而能改变刹车距离的是摩擦系数。
摩擦系数在严格意义上来讲是个可变量。不同的地面或者路面,轮胎的软硬不同,摩擦系数也不一样。如果轮胎是软的发粘,摩擦系数就高,所以摩擦力就大刹车距离就大大减小。
如果轮胎硬的跟石头一样,用再宽的轮胎,也基本上不起啥作用。这就是雪地胎为什么在雪地上能刹住,而四季胎在雪地上容易刹不住的原因。但是也没见雪地胎比四季胎宽。
第二个因素是刹车盘的问题。
刹车片与刹车盘的接触面积是固定不变的。而摩擦系数,再不受第三方非正常因素的影响下也是不变的。当然也不排除你非要给刹车盘上抹润滑油,给刹车盘做个润滑保养,那谁也拦不住,就当我没说。
所以当你要刹车的时候,油泵给刹车片施加的压力越来越大。压力越大,摩擦系数不变,单位面积压强变大,所以摩擦力就变大,刹车就能刹住。如果你用恒定的力踩下刹车。只能等势能被摩擦力消耗完了,车才能停住。如果是快速踩下你世界最牛批的刹车,摩擦力突然趋于无穷大,就会把汽车的势能快速的消耗小,从而快速刹停。
以上是静态分析。
下来我们简单分析一下动态刹车时的情况。同时解决大家几个困扰。那就是为什么汽车或者摩托车一般前轮的刹车盘和刹车片比后轮的高档。甚至有些车前轮比后轮高档。
当汽车的运行,是将动能转化为势能的一个过程。当然如果你理解不了动能和势能,我建议下述部分你就不用看了。
所谓动能,就是将油料燃烧后由发动机产出一个轴向旋转的能量。这个里边其实还有一个能量转化,就是化学能转化成热能,热能转化成动能两个环节。我们就不过多细述(其实是我也不懂)。
所谓动能转化成势能,就是把发动机旋转的能量,变成一个向前运动的能量,这个向前运动的力量或者能量就是势能。转换的核心部件就是车轱辘。
随着做工时间越来越长,车速越来越高,势能就越来越大。势能有一个极限,那就是风阻,和摩擦力临界值。当风阻越来越大,势能与风阻行程平衡,车辆就再也无法继续加速,势能也就到此为止不会继续增加。当动能越来越高,轮胎将动能转化成势能的所必须得摩擦力突破轮胎对地面的极限摩擦力之后,轮胎也就开始打滑,汽车的势能也就到此为止不会继续增加。我们姑且称呼这个极限状态下的势能称为临界势能。
当汽车达到临界势能的时候,现在要让汽车停下来,即让势能从临街无穷大变为零,有两个方案。
第一个方案是靠风阻和滚动阻力,使汽车自然停下来。
第二个方案是靠人为干预,即踩刹车,让汽车停下来。
第一个方案,汽车可能会跑几十公里才能停下来。那样你的保险公司会不给你赔偿,公安会判定你犯了故意伤害罪。
第二个方案,汽车可以在很短的距离内停下来。但是停下来的过程中,因为惯性的原因,车体上部重量会形成一个前翻滚。就像你跑步被石头绊了一跤,你会前扑,而不是立即停下脚步一样。
当汽车前翻滚的状态出现,由于汽车是前后长度大于高度,所以只会产生一个整体向前的滚动转矩,但是长大于高,且你刹车的力矩达不到让前轮立马停止的情况但是也差不多了,所以会产生车辆的重量大部分都压在前轮上,后轮会翘起。所以这个时候,等于80%以上的刹车都是靠前轮再刹车,后轮刹车几乎用不到。所以这就是车辆的刹车都是前刹车比后刹车高档。
如果这个时候速度太快,当刹车盘的刹车摩擦力大于轮胎的摩擦力,汽车就是产生静态滑行,发生所谓的漂移。
如果轮胎太牛逼,叉车盘也太牛逼,一刹就停,那就回造成汽车前翻滚。
通过综上所述:影响刹车距离的因素,我们可以归纳总结为量大大类,四个小方向。
两个大类即:轮胎与地面的状态。叉车片与刹车盘的状态。
四个小方向即:轮胎的软硬,地面的粗糙度。刹车片的软硬程度,叉车盘的软硬程度。
要向追求极致的刹车效果,在赛车领域,就是换大叉车盘,大卡钳刹车片,轮胎采用全热熔胎,柏油路面上铺的纯沥青。
这些都是增大摩擦力的措施。