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【流言終結】自行車輪胎沒有胎紋,這樣雨天不是很危險嗎?

By 欣單車-單車讓生活更精采2020/06/16
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沒有胎紋的輪胎無法排水,雨天抓地力的表現一定很差、一定很容易打滑對吧?

NO,這樣的觀念其實並不完全正確,並不是有胎紋才有抓地力,在鋪設柏油的路面上,完全沒有胎紋、表面平整的輪胎,抓地力其實才是最好的。

如果行駛的環境是在有鋪設柏油的路面上,胎紋基本上無關抓地力。理論上輪胎與地面的接觸面積越大、抓地力也會越好,胎紋的存在其實會減少輪胎的接地面積,在「乾燥的鋪裝路面」上,胎紋的設計其實對抓地力沒有絕對正面的幫助(如果說它完全沒用我怕被人打死)


▲偶爾會看到有人問「沒有胎紋,這樣會不會很危險哪?」,事實上,胎紋對自行車來說並不是必要的,它對於抓地力來說並非是正相關的存在。(Bunny 攝)

汽車輪胎胎紋的存在主要的目的是排水,主要是為了防止輪胎在高速行駛的時候產生浮水效應失去抓地力。針對越野路面設計的外胎則是屬於另一個世界,暫且就不在我們這次的討論範圍,越野胎上各種凸起的顆粒主要是為了應付各種鬆軟沙地、泥土,目的是在容易滑動的路面上獲得抓地力。

「Aquaplaning」浮水效應

這邊稍微解釋一下,汽車輪胎之所以會設計用於排水的紋路,主要是為了對抗「Aquaplaning」,筆者習慣稱它做浮水效應,中文也稱水漂效應、水漂現象。簡單說,就是汽車輪胎在潮濕的路面上滾動,當向前滾動的動能和向前推擠的水都達到一定程度,車輪的抓地力會開始受到浮力影響,當車速達到臨界值,車輪甚至會和地面完全失去接觸漂在水膜上、進而失控。根據維基百科對「Aquaplaning」的解釋,汽車產生浮水效應的臨界值大概是時速61mph(大概是時速100公里),除了速度之外,這個物理現象還會受到輪胎胎壓、輪胎與地面接觸面積與水深影響,理論上重量越輕輕、接地面積越狹窄的輪胎越不容易產生浮水效應。

自行車外胎接地的形狀本身就能起到排水作用

自行車外胎與地面接觸的形狀,和汽車有著很大的不同,汽車外胎與地面接觸的部分是一大塊平頂,外胎壓在地面上滾動的時候與水接觸,輪胎會把水朝向輪胎的正前方推擠,如此會造成輪胎正面產生更多的「積水」、產生更大的浮力。自行車的外胎實際上和摩托車外胎類似,與地面接觸的形狀都是趨近一個橢圓形(正面看起來像是一個船頭形狀),向前滾動的時候,這個形狀其實會自然的將水往輪胎兩側推開,本身就有「排水」的作用,相較於汽車外胎一整塊大平頂,機車、自行車外胎橢圓形的接觸面比較不容易產生浮水效應,對排水胎紋的需求自然也比較少。自行車行進的速度不如機車、輪胎與地面的接觸面積更小,理論上騎自行車要產生浮水效應,那種速度應該不是正常人類可以達到的水準。在筆者看來,自行車外胎是完全可以不設計排水胎紋的,因為沒有這個必要。


▲自行車的到底要多快才會引發浮水效應?或許這種極限狀態輾到一攤水就真的會水上漂了......吧?根據維基百科的解釋,這個物理現象可以透過公式計算,小弟我數學很爛所以具體數字是多少無法深究XD

但是,不容易產生浮水效應,不代表自行車、摩托車在潮濕的柏油路面上行駛就完全不受影響,潮濕的路面依然會影響輪胎與地面的摩擦力。當你高速衝向一個水坑,車輪雖然不會漂浮在水面上,但瞬間改變的阻力依然有可能讓你摔個狗吃屎。腳踏車與機車在潮濕的路面上打滑,基本都不是肇因於浮水效應,胎紋對自行車外胎來說多半都無法強化潮濕路面的抓地力,輪胎本身的橡膠材質才是真正的重點。



▲還記得2019年的UCI公路車世界划水錦標賽嗎?可能會有人以為這和汽車的浮水效應是一樣的,事實上影片中兩位選手摔車主要和摩擦力和阻力瞬間的變化比較有關,自行車的接地面積非常小,要引發浮水效應是非常困難的。

那為什麼很多自行車輪胎都會有胎紋設計?個人認為主要是好看、容易識別,很多時候我們光看輪胎的花紋就可以知道那是哪個品牌的哪一款外胎了,有的時候胎紋就是尊爵不凡的象徵,比方說Pirelli的自行車外胎我也期望胎面上出現閃電胎紋,這樣看起來才帥。再來就是安撫那些以為輪胎的胎紋和抓地力絕對是正相關的消費者,因為有的時候要把所有的問題都解釋清楚真的有困難,就順著大眾的錯誤認知進行宣傳才比較省事,這個世界有的時候就是這麼不合理XD,當然,還是要再次強調,有越野能力的外胎就不同了。


▲天雨路滑,行車小心......雖然腳踏車不怎麼需要胎紋去對抗浮水效應,但潮濕的路面還是會降低輪胎的摩擦力,一個不小心打滑還是會摔得慘兮兮。(Bunny 攝)


▲順帶一提,這是筆者最近還在測試的新玩具MAXXIS HIGH ROAD SL,MAXXIS旗下最新的TT光頭胎,外胎表面沒有任何紋路,看起來非常帥氣。25C的版本重量甚至不到200公克,輕量化的程度絕對可以排進目前市場上公路車外胎的前幾名,路感很不錯。讓筆者感到意外的是,它在潮濕的路面上也表現得很優秀,在新北市福和橋新鋪設的人行步道上亂按後煞車也沒有打滑,這個真的滿厲害的(危險動作不要模仿)。另外,外胎上標示著「Made in Taiwan」看了就是爽。(Bunny 攝)

題外話

自行車的外胎也會影響空氣力學,包括外胎的胎紋也會對空氣力學產生一點點點的影響,有興趣的話可以參考看看「這篇」文章,雖然時間有點舊,但還是可以參考參考。訪問的內容有提到一個特定廠牌的輪胎型號有著不錯的空氣力學效果,雖然沒有提到詳細的數據,但從文章內容來看他們是用風洞證實過的,懷疑的話,就當作都市傳說來看吧?

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