滚阻

滚阻，又称滚动阻力，是指物体在另一个物体表面上滚动时所产生的阻力。这种阻力源于物体与支撑面接触处的形变，包括静摩擦力和弹性体恢复滞后引起的轮胎压缩点与回复点之间的压力差。滚阻通常用于描述车辆的特性。

形成原理

滚阻由两部分组成：静摩擦力和弹力损耗。具体来说，它是滚动摩擦力的一种形式。1. 物体在滚动过程中，由于接触面的变化而产生的静摩擦力。当物体主动滚动时，轮胎与地面间的静摩擦力会转化为推动物体前进的动力。2. 车轮转动时，轮胎受到的压力会导致其发生形变，这些形变并非垂直于地面，而是朝向圆心方向。因此，力的分解会产生一定的阻力，这也是为什么充气不足的自行车骑行较为困难的原因。3. 如果接触物具有无限大的刚性和完美的球形，那么在滚动过程中，接触的将不是平面，而是点。在这种情况下，轮子与支撑面之间仅有一条接触线，支撑力N通过轮子的轴心垂直于支撑面，滚阻为零。

作用

滚阻相对于最大静摩擦和滑动摩擦而言较小。在大多数情况下，滚阻仅为滑动摩擦阻力的1/40至1/60。因此，滚动物体相比推动物体滑动更为省力。现代陆地交通普遍使用车轮，正是利用了这一原理。

应用

磁悬浮列车

磁悬浮列车的滚阻为零，能够以传统陆地交通工具难以企及的速度运行。

汽车

汽车的滚阻约占总油耗的14%至17%。滚阻每降低10%，油耗便可相应下降1%至2%。因此，在无法克服风阻的情况下，降低滚阻是一种有效的节能措施。

魔三角问题

尽管降低滚阻并不复杂，但在保持其他性能不受影响的同时实现这一点却是一项挑战。在轮胎行业中，提高耐磨性、滚阻或抗湿滑能力往往会损害另一种性能，这种情况被称为“魔三角”。

降低方法

路面条件

路面的摩擦系数会影响轮胎的形变量，进而影响滚阻。平坦的路面有助于降低滚阻，而火车因其轨道和车轮的刚性较大，滚阻更低，能效更高。

轮胎宽度

较窄的轮胎与路面的接触面积较小，形变量较少，因而滚阻较小。

充气程度

轮胎的充气程度应根据路面情况调整。在平直道路上，充气充足的轮胎滚阻较低；而在崎岖路面上，硬质轮胎则不利于吸收震动，导致能量浪费。

轮组尺寸

较大的轮组滚阻较小，因为它们更加接近理想的圆形，形变量较小。

轮胎粗糙度

轮胎的粗糙度对滚阻没有直接影响，但会对空气阻力产生影响。

多轮驱动

在确保稳定性的同时，减少非动力轮组的数量或将其替换为动力轮组，可以有效地降低滚阻。

参考资料

技术咖解说:什么是滚动阻力?为什么要选低滚阻轮胎?.懂车帝.2024-10-31

还在用120psi胎压? 论轮胎的正确打气方式.美骑网.2024-10-31

什么是滚动阻力?开口胎、真空胎和管胎的滚阻比较.美骑网.2024-10-31