汽車的輪胎為什麼比自行車要寬厚？

01-06

為什麼你們會簡單地認為因為汽車比自行車重，所以汽車輪胎更寬厚呢？那麼大家不妨思考一下，為什麼F1賽車比汽車輕輪胎反而更寬呢？不知道是我想複雜了，還是大家想得過於簡單了。

冒昧回答，大神輕拍~

1、輪胎的切向力取決於路面附著係數 $varphi$ ，法相反作用力 $F_{z}$ 。在路面附著係數 $varphi$ 夠的情況下，輪胎能否突破附著力而滑移取決於法相反作用力 $F_{z}$ 的大小，所以整備質量重的車輪胎相對較寬。而輪胎加寬又會增加滾動阻力 $F_{f}$ ，降低車輛的動力性與燃油經濟性，所以在保證輪胎不發生滑移的情況下應該盡量降低輪胎寬度。這就是自行車與注重經濟性的代步車輪胎較窄與驅動輪較寬的原因。如下圖：

2、之所以F1車型質量輕而後輪輪胎寬度很大，是因為F1賽車的法相反作用力 $F_{z}$ 不僅由重力提供，還由車輛行駛中的前鼻翼和後擾流板等空氣動力學套件提供，高速行駛時其提供的法向力數倍於賽車的重力，所以為了防止驅動輪滑移，需要將其寬度增大。

3、此外，輪胎寬度還影響輪胎的側偏剛度從而影向車輛的操縱穩定性，故性能車輪胎扁平比較小（見上圖BMW 6 Series）這個問題詳情見之前的回答：為什麼越好的車輪胎越寬越扁平？

先說說寬的原因：橡膠輪胎的作用之一是作為一個有彈性的介質填補在道路與車架之間，使得車子舒適性得到提高，而輪胎越寬越厚，重量也就越大，滾動阻力也就越大，讓其滾動起來就需要更大的力量，作為人力驅動的自行車，輪胎過寬就會讓騎行變得十分費力。因而為了節省體力，一般自行車的輪胎都採用較細的車胎，部分越野自行車出於減震性的考量，輪胎會比一般自行車的稍寬，而作為節省體力一個極端例子的公路自行車，其輪胎就做的十分的窄了。

而汽車的輪胎之所以那麼寬，是因為當代汽車的動力輸出比起人力驅動的自行車要高出很多，如果將汽車輪胎也做的像自行車那麼窄，極容易出現的一個情況就是起步瞬間驅動力傳遞到車輪時車輪由於沒有足夠的抓地力而出現打滑，而質量也比自行車大的多的汽車，其慣性也比自行車要大出許多倍，簡單設想一下，平時騎自行車急剎時輪胎都會出現打滑現象，如果裝在汽車上，一條窄窄的輪胎幾乎會讓剎車變得完全失去作用（部分練習漂移的車輛就把後輪換成窄窄的麵條胎，使得車子更容易打滑）……

早期的汽車（大概七八十年前的）由於馬力小，重量輕，其輪胎比現在的自行車寬不了多少，但是隨著現代科技發展，汽車的輸出馬力越來越大，當細細的輪胎抓不住地面時，輪胎就慢慢變的越來越寬啦……

福特T型車，用的輪胎比自行車寬不了多少：

而至於汽車輪胎厚的原因，是因為自行車的輪胎幾乎都是有內胎的輪胎，充氣充在內胎里，而外胎僅負責與路面摩擦接觸（這個表述聽著好扯淡…= =），而現代汽車大部分為無內胎設計，輪胎直接密封固定在輪轂上，而且汽車輪胎的工作環境也比自行車的要惡劣許多（承載著上噸的質量，路上還經常有石子等東西），因此，為了安全性，汽車外胎往往是由橡膠混合著鋼絲網等多層複合而成。為了舒適性和部分車型的越野性，輪胎就變得越來越厚了……不過要提一點在有些高性能車上為了使路感變得更清晰，其輪胎也是設計的非常薄的……像這樣：

現代輪胎的結構：

最後再多說一句……能不能把自行車輪胎做的像汽車那麼寬呢？

只要你想，沒什麼不可能的……

以上~

只要你想把自行車輪胎做的像汽車那麼寬，同時用某種技術把各種阻力減得小小的，我相信不會騎自行車的人一定會深深感激你的。這不是不可能的事。