虽然一般来说,摩擦力与接触面积无关,而是与接触面的粗糙程度和正压力相关,但在汽车轮胎的特定情况下,却呈现出轮胎越宽,与地面摩擦力越大的现象。这其中的原因,主要与车轮的滚动摩擦特性和轮胎的材质有关。
轮胎与地面的摩擦力,可以从附着力和轮胎变形带来的滞后损失两个方面来解释。附着力产生于轮胎聚合物材料与地面之间,当轮胎发生形变以适应路面不规则情况时,聚合物材料能迅速形变但复原较慢,这增强了轮胎的抓地力,从而增大了摩擦力。此外,宽轮胎在变形时能产生更大的滞后损失,这也有助于增大摩擦力。
另一个影响摩擦力的因素是轮胎与地面的紧密接触。当橡胶轮胎与地面紧密贴合时,可能会在小范围内形成真空,大气压力使得轮胎与地面更加牢固地接触。这种效应增强了轮胎与地面之间的相互作用,间接增大了摩擦力。
此外,轮胎表面的花纹设计也对摩擦力产生影响。在干燥路面上,较宽的轮胎能提供更大的接地面积,从而增强抓地力和摩擦力。而在湿滑路面上,轮胎表面的花纹设计能有效排水,保持轮胎与地面的良好接触,从而维持较高的摩擦力水平。