协力报导：KENDA建大轮胎

【空想科学实验室】专题继续讨论「轮胎」，公路车轮胎上的资讯除了有尺寸（700x23c）、最小最大胎压（130 max PSI）外，还有一个常常被忽略的编织密度（120 TPI）。

先前单车时代最於尺寸以及胎压都有过相关的报导了，而编织密度（TPI）就比较少人去谈到，其实高低TPI对于轮胎性能的表现有著相当大的影响，无论从设计面或者使用面来看都是一样重要。

以自行车轮胎来说，TPI就是Thread Per Inch的缩写，也就是每一英寸里所含有的编织物数量。简单来说30 TPI就是在一英寸范围里有30个单位的编织物；120 TPI就是一英寸范围里有120个单位的编织物，要在同样单位范围里面塞进更多的编织物，势必这些编织物就会更细更小更薄，密度更高。

建大Kountach开口胎

 

看到KENDA的开口胎形式，内层黑色部位就是所谓的编织层，而这个编织层使用不同单位的编织数量对于自行车骑乘有什么影响，让我们慢慢看下去。

首先，TPI就是在一英寸范围里面的编织量，当编织物越多越细填补用的橡胶就会比较少；反之，编织物越少，填补用的橡胶就越多。从这里可以看出橡胶使用越多的编织层，吸震效果弱，所以磨擦阻抗较高；使用比较少橡胶的高TPI编织层磨擦阻抗就越小，且吸震效果也较好。

所谓的「吸震效果」这个部分我们先谈的是微小的碎震，这个碎震在一般我们使用的轮胎产品里面其实已经都已经被吸收掉了，几乎很难察觉到这个碎震的存在。如果我们换成使用实心类型的轮胎就可以感受到所谓的碎震是什么，可以说是柏油路面的颗粒感非常明显。虽然在现行轮胎产品里面几乎都可以把这个震动消除，但细说起来还是有程度之分。

而越轻越薄的高TPI材料想当然的轮胎支撑性就会不佳（单层）；反之，低TPI材料相对比较厚重，会具有较佳的支撑力（单层），这也是为什么公路车胎几乎都是高TPI材料所制作而成，那公路车的支撑性就不够了吗？当然不是的，为了这样的原因以及轻薄的优势，在目前大部分接触到的轮胎产品几乎都是多层编织层的设计，并且这样的强度也足以将胎压打上更高，使轮胎有足够的支撑力，甚至在管胎中可达200 PSI左右，而胎压又是另一方面的问题。至於编织方式在有些轮胎品牌官网中也可以看到，他们会设计成不同角度的层叠，用来加强轮胎的性能。

注：以现行KENDA的公路车开口胎产品来说，大多使用为单层编织层反折形成交叠多层的设计，又以自行车胎来说大多使用类似的方式制作。

2014年古典赛中，选手们除了将胎压都降低之外，OPQS队伍使用320 TPI的轮胎换取更佳的舒适
而现在市面上取得320 TPI的轮胎也较容易

相同设计与制程的轮胎胎压打到建议值之后，高/低TPI的差异会有什么回馈反应呢？在低TPI的轮胎当中对于地面不规则的凸起回馈反应会比较大，也是因为编织层比较厚实，撑起来的面积就会让周边离开地面，抓地力降低、形变较大也增加滚动阻力与能量损失；另一方面，高TPI轮胎对于不规则路面的凸起反应就比较小，因为编织层较为细密，有足够的接触面积，抓地力也较足够、形变较少故滚动阻力相对较低、能量损失也较低。

而提到登山越野车胎的TPI设计，在越野车胎当中也有高/低TPI之分，必须依照不同的使用情境来区分使用的时机。越高TPI编织层的轮胎面对极端崎岖的路面，容易因为越小单位接触面积而造成轮胎型变过高而损坏到内胎或是轮框，讲简单一点，就是在一定胎压的高TPI轮胎经过阶梯这种直角的地形时，因为编织层较软、支撑性较不足，有很高的机会直接撞上轮框或造成蛇咬；而低TPI的轮胎在面对阶梯这样的地形时，因为整体的支撑比较好、牵动的范围比较多，在这样的直角坚硬的地形中可以保持较好的稳定性。

低TPI轮胎支撑性较足够，橡胶成分较多、重量较重

 

而轮胎结构当中，从最外层的胎面、胎纹、胎壁到内层的防刺层、编织层等，这整个设计都是经过使用情境来考量的。所以前述我们会先看到低TPI的轮胎中为什么抓地力比较差，但登山越野车胎多半使用这种类型的轮胎，原因就在于胎面的颗粒、胎纹与轮胎宽度，在连续不规则路面中能保持一定的形状，才能够符合越野登山车使用的需求，高冲击、砂石路面。另一方面高TPI的轮胎通常用于公路车，因抓地力较强、较稳定，而产品设计面上就又会提到整体的设计，包含编织层数量以及胎面、胎纹等，搭配成为高胎压、支撑性高、滚动阻力低的形式。

高TPI轮胎虽然可以有效吸收不规则路面，但支撑性较不足，力道再大一点的话容易蛇咬

 

（注：抓地力与磨擦力在轮胎滚动时可以看成是轮胎切线的反作用力，磨擦力并非影响滚动阻力的最大要素；而煞车时磨擦力、接触面积大小就会影响制动性能）

以轮胎普遍使用橡胶材质的产品来说，编织密度会提到所谓的支撑性，且也关系着轮胎与地面的磨擦阻抗、迟滞效应等关系。所谓迟滞效应指的是当轮胎由框体受力时，同时间轮胎与地面的反应并不是同步的，经过一段时间后会有大部分的力量传导到地面，当轮胎切向力大于与地面的最大静磨擦力时轮胎就会滑动（此时是滑动而非滚动，因为我们尚未将载具与地面条件带入），此时有一部分的力量会因为受力形变与迟滞效应的关系而转变成热能而消失，谓之迟滞损失，这个能量也会成为磨擦阻抗的一部分，而产生的形变也是影响滚动阻力主要因素。

高TPI的公路车胎虽然还是具有上述特性，但因整体设计以及胎面设计，使胎压增加、支撑力增加形变也减少

 

我们常说轮组的扭转刚性是从飞轮、棘轮座、辐条、框体等一连串的力量传达效率，那在框体轮胎、胎壁与胎面同样有著磨擦阻抗以及牵引力存在。

总归起来，公路车胎体积比较小、密度高、重量轻，经过整体的轮胎设计之后，具有低磨擦阻抗、舒适、低噪、防刺的功能；登山越野车胎体积大、密度低、重量重，但在经过整体设计之后，具有舒适性、地形泛用性、抓地力强等功能。当然越多的机能以及设计制作工序就会反应在市场售价上，也所以各家轮胎厂商都会推出各种不同的产品来满足不同程度的使用者。

尽管我们不需要了解到这么深入的物理概念，但最重要的是要让读者们知道，一昧的追求高TPI或者高端产品并非是正确的选择，选择对的使用情境与需求才是最有效率、CP值最高的，往往人们只有把价格当做CP值的代表，却忘了「性能要先乘以需求」。

最后【空想科学实验室】专题会继续为读者带来自行车上各种相关问题，如果读者们有任何建议与指教也请来信一同讨论。

单车时代E-mail： draft@cyclingtime.com

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