赛季开始至今,相信各位听到不少车队,尤其是法拉利不断提及轮胎无法进入工作温度的问题。然而,这到底只是法拉利对自己表现差的推托之词,还是事实上真有此事?
时间回到去年,Pirelli为了解决轮胎可能的过热问题,在西班牙、法国及英国三场大奖赛推出了胎面削薄0.4mm的轮胎?各位有没有疑惑,为什么这样的做法就能解决问题?
首先要跟大家说明,轮胎该如何提升温度。轮胎是由多层次结构组成,最外层的是胎壁,接着是一层层的尼龙与聚酯纤维层、胶层,最内部就是冲气层。轮胎和路面主要有两种摩擦方式,其一是加速、刹车时,将引擎产生的能量由轮胎传导至地面产生动能,借此改变车辆的速度;其二是过弯时的横向荷载,帮助车辆快速转向。
当加速、刹车时,轮胎是由内向外牵引,并随着胎面与地面的摩擦,渐渐消减胎壁的厚度。过弯时又是另一个解释,构成轮胎的橡胶分子各位可以想成是弹簧,随着轮胎激烈的左右移动,弹簧也被激烈拉扯。在这收放之间橡胶分子会释放能量,部分即转换为热能,提升轮胎温度。各位都知道在暖胎圈或安全车带头时众车手不断左右摇摆车辆是为了维持或提升轮胎温度,这就是背后的理论根据。
这边也提两个大家多少都会听到的名词- 轮胎衰竭(Degradation)和胎壁剥落(Blistering)。所谓轮胎衰竭就是橡胶分子间的连结随着能量的累积而断裂,使一个长长的橡胶分子弹簧降解成数个小的弹簧,此举会造成轮胎的性能衰退。
而胎壁剥落的主因是轮胎内部局部温度过高,让尼龙与聚酯纤维层在局部区域不断加热胎壁,使内部胎壁橡胶融化,造成最表层的胎面剥离。
好的,回到一开始的问题,为什么削薄胎壁能解决轮胎过热问题?我们用一个简单的道具说明,一把长尺。
大家把长尺伸出桌缘,并用手按压突出部分。当伸出的尺越长,他的上下振幅也就越大;相反的,伸出的尺越短,他的上下振幅也就越小。
胎壁厚度也是相同的道理,越薄的胎壁会让轮胎的弹性越小,拉扯的距离缩短,造成能量释放减小,最终让轮胎温度得以控制下来。
看到这里,大家可以理解为什么Hamilton会在摩纳哥比赛收官阶段遭遇转向不足的问题了吗?
回到现在,Pirelli将去年仅用三场的轮胎变更为今年的正式供应轮胎。以下是今年轮胎对应的去年轮胎及其工作温度:
C1胎110-140℃ --- 硬胎 105-135℃
C2胎110-135℃ --- 中性胎 110-140℃
C3胎105-135℃ --- 软胎 105-135℃
C4胎90-120℃ ---- 极软胎 90-110℃
C5胎85-115℃ ---- 最软胎 85-105℃
各位可以发现,大部分轮胎,尤其是较软的胎种,工作温度因为轮胎的变化略有提升。对此,倍耐力的赛车运动部门主管Mario Isola表示:「削薄胎壁确实把轮胎的工作窗口往上提升了几度。但因为我们并没有变更配方,所以变化的并不是窗口本身,而是整个窗口上移了。这代表车队会遭遇较少的轮胎过热问题,同时也可以以较高的工作温度来运行轮胎。」
没错,窗口的确只提升几度,但是就是这几度的差距,各家车队车手得重新摸索一套应对策略。再说,事情可不是单纯的只要让轮胎到达那20-30度的工作温度就好。
Isola继续说道:「当你有4~6个车队在争那个0.1秒差距,那么仅是进入轮胎工作温度窗口绝对不够。在工作窗口中,又有一个更小的窗口,那个温度区间是轮胎性能的峰值,足以帮助车辆榨出额外的秒数。这是各车队追求的目标,而且,当轮胎进入最佳窗口,车手是有感觉的。」
这正是法拉利遭遇的最大问题,领队MattiaBinotto表示:「本赛季的轮胎真的和去年的轮胎差距很大,我不会责怪任何人,因为事实就是如此。去年,轮胎温度提升容易,我们反而更着眼于降温,让他们保持在工作温度内。今年的状况则完全相反。」
威廉斯的赛事工程师Dave Robson补充说明道:「今年最大的问题在于前轮太难加热。除此之外,周六排位赛你会希望轮胎迅速加热到工作温度,周日正赛你又会希望轮胎待在工作窗口久一点,但因为从排位赛到正赛你不能变动车辆设定,要如何折中也会是个难题。」
话又说回来,之所以各家车队都面临不少轮胎加热问题,和今年的规则修改脱不了干系。由于去年在简化版前翼规则定案后,车队都担心今年赛车会有阻力过大的问题,所以很多车队都把目光着眼于如何降阻,而这对轮胎是否能顺利加热有着负面影响力。
补充说明,下压力越大代表空力套件引导气流给予车辆越大的反作用力,同时也代表赛车面临的空气阻力越大,直线表现就会不佳。
既然阻力降太低,那就想办法加更多下压力上去,来帮忙轮胎加热不就好了?
对此,Isola解释:「车队在做的是如何让前轮与后轮的消耗达到某种程度的平衡,同时又兼具足够的下压力让轮胎达到工作温度。这完全取决于不同的赛道布局及柏油的粗糙程度,各条赛道都会让前轮及后轮产生程度不一的能量。」
「以巴库来说,他绝大部分都是90度直角弯,缺乏对前轮产生高消耗的发夹弯;与此同时,因为有着众多直线,后轮循迹性至关重要。这样的赛道布局会造成后轮过热、但前轮却难以达到工作窗口,轮胎温度从出16弯到进1号弯会降30-40度之多。」
「因此,当你为了前轮而投注太多下压力,可能导致后轮过热衰竭。这一切关键都在找寻一个平衡点。」
当法拉利苦于找出这个平衡点时,梅赛德斯高下压力的设计恰巧给了他们更多本钱来找设定“甜点区”。
Toto Wolff:「当涡轮增压年代开始时,因为引擎的强势,我们在车辆设计上更倾向于减低阻力,让优势在直线上能放到最大。几年过去,我认为我们已经成功在不影响圈速的前提下提供足够的下压力套件。」
「我们或许不再是直线上最快的赛车,但我深信这样的调整对我们有着正面的影响。」
加拿大站会是个检验法拉利到底有没有解决轮胎温度问题的好地方。和巴库类似,这条赛道有对法拉利有利的长直道,却也同时缺乏消耗轮胎的弯角。大家会认为来到加拿大是阻力越低,下压力越低越好,但如果无法让轮胎达到工作窗口,这样的调教是否可行?
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