动、控、静 —— 德国马牌MC7带给行业哪些启发？

上半年最火的车型当数小米SU7。而涉及小米SU7的懂车帝续航测试在引发热议的同时，也有不少对其公正性的质疑。争议的核心点就在于轮胎：为什么测小米SU7使用19寸低滚阻轮胎，但测极氪001时却使用22寸偏运动的豪华均衡胎呢？

蔚来ET5的订购页面上，也可以清晰看到：仅轮胎一项差异，就可以增加12%的续航。

（图片来自网络）

这是一个非常惊人的数字，试想增加12%的电池容量需要付出多少成本，提升12%的电驱动效率又需要进行怎样的技术攻坚？瑞银报告也分析了这一问题[1]，它认为电车降低轮胎滚阻比增加电池容量要划算得多！

轮胎对燃油车能耗的影响也是一致的。12%的燃油经济性差异，相当于两代发动机的技术代差吧？

随着消费者对油耗、排放、续航的关注日益增加，轮胎作为关键要素也变得越来越重要。而高档车型对底盘质感、静音舒适和安全性的要求更高，这些方面都直接关联到轮胎的性能。

尤其是在安全性方面，近年来「马力平权」的趋势使得汽车动力不断挑战地面附着的极限 —— 纯电、插混天然具备大马力特性，燃油车的混动化也显著提升了动力性（例如林肯Z混动版的零百加速低至6.04秒）。此时，轮胎是否具备足够的干地/湿地抓地力，已不仅关乎驾驶乐趣，更是关系到生死攸关的安全性了！

特别是后驱大马力车型，选择综合性能优秀的轮胎至关重要：前驱抓地不足倾向于转向不足（understeer)，俗称「推头」；后驱车倾向于转向过度（oversteer)。例如，遇到弯道本想行驶在雪地道路中心，结果前驱车转不过去，后驱车直接失稳了。在轮胎上多花一些钱，就相当于为车辆购买了一份性价比十足的保险！

转向不足与转向过度（图片来自网络）

「马力平权」还对轮胎寿命带来了挑战！我的第一辆电车，刚开的时候感觉倍棒，三四万公里驾乘体验就显著下降；等六万公里换胎的时候，师傅说你挺有耐心啊，胎纹都磨光了才来换！

左：磨光的胎面右：轮胎耐磨性与使用体验

这并不是我的个例，东北证券的行研报告指出：相比较于燃油车随车速逐步建立扭矩的温和特性，电动车、混动车、大马力燃油车的起步扭矩大，一方面对轮胎磨损更大，另一方面对轮胎抓地力的要求更高[2]。

图片来源：汽车轮胎行业系列报告之洞察篇. 东北证券. 2022.2.14

某种程度上，轮胎就像是咱们的鞋子。与衣服和裤子相比，鞋子的体积和重量通常较小。但在行走时，脚部会经历频繁的加速和减速过程，与身体质心大体匀速移动的状态不同。因此，鞋子作为「踝下质量」会显著影响行走时的疲劳程度。此外在湿地、沙地上行走时，鞋子就是人体与地面接解的唯一媒介，影响着行走的「底盘性能」。

同样的道理，轮胎作为「簧下质量」，也作为汽车与地面接触的唯一媒介，直接影响着多方面的整车性能：从能耗到安全性，从抓地力到耐磨性等等。概念太多，大家是不是都有点迷糊了？咱们暂停一下，做一个小小的概括吧！大体上，消费者对高性能轮胎的要求有如下四个方面：

强抓地：「马力平权」的背景下，这不仅关乎着驾驶乐趣，更是关乎安全性。

高耐磨：「马力平权」的背景下，轮胎的磨损更为严重，耐磨性关乎着全生命周期的用车成本。

高静音：高档车型的发动机噪声得到优化之后，胎噪的影响更为显著，所以需要更好的轮胎静音性。

低滚阻：对低能耗的追求是永无止境的，其背景是燃油车面对的高油价、电车面对的里程焦虑，以及双碳环保目标的压力。从整车设计的角度来讲，改善轮胎滚阻可能比提升驱动系统效率的效果更为显著。

优化单个性能更不难，但要四个性能全优化，那可就太难了！先不考虑静音性，在轮胎设计领域有一个大名鼎鼎的「魔鬼三角」：低滚阻、高耐磨、强抓地三个性能不可兼得，优化其中一个性能，必然会削弱至少一个其它性能。

再考虑到静音性能通常要求轮胎材质软，而高耐磨、低滚阻要求轮胎材质硬，性能存在此消彼长的关系。这就从传统轮胎的「魔鬼三角」拓展成了「魔鬼四角」：

（图片来自网络）

正因为「魔鬼四角」的存在，我们很难通过「上猛料」的蛮劲来获得全方位无死角的轮胎六边形战士。高水平的设计，往往需要精巧平衡轮胎的各方面性能，追求符合用户需求的「帕累托最优」。可以预见的是，汽车变革时代对高性能轮胎提出了新的要求，这将带来轮胎行业的动荡，未来数年将涌现出3-5种经典轮胎。

今年，德国马牌推出的MaxContact MC7，以动、控、静三大性能优势，有望成为新一代经典轮胎。接下来，让我们重点解析MC7是如何实现上述综合性能的!

一、控：快速排水、轻松制动

MC7定位豪华运动型轮胎，抓地性能是首要考察目标。前文提到的「抓地不足易导致推头或甩尾」，只是一种笼统说法，我们需要分场景来细化讨论，最严苛的场景当数湿地制动。

湿地条件下，水分子会削弱轮胎与路面的接触，减少轮胎的抓地力；通过积水区时，可能会产生水膜滑行现象，大幅降低轮胎的抓地力，产生了「车在水上漂」的现象，大大延长制动距离。下方动图中的面包车，正是由于产生了水膜滑行现象，导致刹不住车，险些出现追尾事故。由此可见，提升轮胎排水效率是提升湿地制动性能的关键！

为提升排水效率，MC7采取的措施与大禹治水方法有点相似：一是分而治之，二是广开沟渠，三是提升流速。

先看分而治之。水膜效应有两个关键要素，一是速度要快，与水面接触时间足够短；二是物体与水面完全接触，充分利用水的表面张力。射雕英雄传中的铁掌水上漂、正在施展水上漂神功的蜥蜴（如下图），都满足这两个特性。

破解之道也很简单，那就是雨天开慢一点，降低车速。如果赶时间，非要开快一些呢？也有办法，那就要「分而治之」，把水膜给切开来降低水膜效应！

MC7在胎面上设计了闪电刀槽、星型刀槽、刀刃式导流槽等3D切割花纹，可以多角度地切割水膜。当完整一体的水膜被切开之后，就保证了胎面与地面的有效接触，湿地对抓地性能的弱化效应就会大大降低。

水无形，但有力量。将水膜切开之后，如果不能及时排出，它会再重新汇集为新的水膜，切了也白切！这就有点像那位液态金属机器人反派，光把它切开还不够，还得赶紧把液体给排掉！

这就要讲到第二点措施 —— 广开沟渠。MC7采用了多通道排水的胎面结构设计，沟槽内的积水会被排入隐匿的排水多通道内，并从胎肩的花纹槽排出到轮胎之外。这些隐匿的排水通道仅从外观很难观察到，但却发挥着不可替代的排水作用。

MC7采用的第三点措施，就是利用「文丘里效应」来提升流速，进一步提升排水效率。如下图的红框处，将其放大可以看到沟槽中设计了凸起结构，形成了中间窄两边宽的狭长通道，这正是「文丘里效应」的典型结构。

水在「先宽后窄」的管道中流速会增加，这符合直觉。进一步地，将「先宽后窄」的水流管道进一步优化为「宽 - 窄 - 宽」的三段式管道，通过伯努力方程可求解出：从宽进窄，水流速度会加快；从窄进宽，水流速度会进一步加快！

MC7介绍这是「文丘里效应」，个人认为称之为「拉瓦尔效应」更为严谨一些！

（图片来自网络）

河道收窄水流更快，河道变宽水流不应该减慢吗，怎么会进一步加快？

我只能说，这的确是反直觉的。用伯努力方程解释有点复杂，我还是类比一下吧：这就像放学时，同学们冲到教室到楼梯口堵塞了，而接近操场时释放了拥挤，人流速度就加快啦！物理世界就是如此，它可不管是否符合直觉。人类也正是利用拉瓦尔原理，造出了火箭；德国马牌MC7也利用拉瓦尔原理，进一步加快了排水速度！

除了以上三点措施之外，德国马牌MC7还采用了特别有意思的自适应运动配方。我研究了一下，给出自己的理解，若有谬误还请大家指正！

轮胎采用的橡胶属于粘弹性材料：弹性材料变形后恢复原状，粘性材料变形后不会恢复，粘弹性材料在变形后花费较长时间来恢复原状，这就是所谓的「滞后效应」。

「滞后效应」既是抓地力的源泉，也是滚动阻力的来源。强抓地和低滚阻的要求在此相遇，面面相觑、不可兼得啊！德国马牌MC7的解决方案非常神奇：它在前向驱动的时候，「滞后效应」不强不弱，抓地性能与滚动阻力都处于正常范围；在反向驱动、也就是制动时，「滞后效应」突然变得非常强，抓地性能变得很强，从而有效降低湿地制动距离！

你可能会说，那制动的时候MC7滚动阻力也变得很大、有得有失啊！有人在制动时还会关心滚动阻力吗？

德国马牌MC7采用「各向异性」自适应运动配方的思路，让人啧啧称奇！物理学历史上，人类也是充分利用了材料电导率的各向异性发明了最简单的半导体 —— 正向导通、反向断开的二极管，又历经几十年发展成就了整个芯片行业，这也是当代信息社会与未来人工智能的基础。

换个角度，MC7在保证超强制动抓地性能的同时，还实现了较低的驱动滚动阻力。所以这种自适应运动配方既可以说是提升了抓地性能，也可以说是降低了滚动阻力 —— 以这种神奇的思路，强抓地与低滚阻实现了兼顾，我想给它起个名字叫「轮胎界的半导体」！

二、动：精准操控、车随心动

运动型轮胎，不仅要求直线行驶的抓地力强，以实现极致加速性能；也要求转向时的精准操控，实现更好的指向性与车身跟随性，带来车随心动的爽快感。我认为后者更为重要，因为现在汽车行业有一种趋势是车身刚度越来越强，就具备实现更好指向性与跟随性的潜力。车身刚度上去了，此时转向响应的瓶颈就给到了轮胎。

要理解精准操控这一点，我们从大家比较熟悉的概念讲起，那就是轮胎的「扁平比」(flatness ratio)，也就是轮胎横断面高度占其横断面最大宽度的百分比。简单来说，强调运动的车型喜欢用大轮圈、大胎宽，也就是又矮又胖的轮胎，这就是低扁平比；反过来，高高瘦瘦的轮胎，就是高扁平比。

低扁平比的轮胎，胎侧的刚性比较好，操控的稳定性就比较好、动态响应比较快，主观感觉就是指向性好、操控精准，还有一个好处就是寿命比较长。凡事有两面，有好也有坏，低扁平比的代价就是成本高、噪音大、排水性能差。

（图片来自网络）

德国马牌MC7采用了一些有趣的设计，尽可能实现「既要又要」。

高刚度运动橡胶配方：定位豪华运动胎，MC7采用了较高刚度和较强抓地性能的橡胶配方，轮胎变形的阻力比较大；当驾驶员做出转向操作时，车辆指向性和跟随性比较好。如果你开的是一辆车身刚度比较大的新车，那么操控性的瓶颈可能就在轮胎上了，此时可以考虑换MC7这种运动胎，改善效果立竿见影！

Macro-blocks抓地花纹设计：Macro的意思是「大」，Block的意思是「块」，Macro-blocks直译就是「大块设计」。也就是说，设计花纹的时候不要把胎面、胎肩切得太碎，尽可能保持完整的大块，从而有效地均分胎面所受到的压力，避免区域压力过大导致的胎面异常损伤、影响操控性能，同时也提升了轮胎寿命。块越大、花纹越少，MC7敢这么设计，其实是以优秀的排水设计性能为基础的，本节的「动」与上节的「控」息息相关。

自锁定设计：MC7在外侧沟槽内配备了提高转向稳定性的自锁定设计：转向时启用，胎肩与相邻胎面花纹形成一个整体，形成一个比Macro-Blocks还大的块，效果更佳！直线行驶的时候又恢复原状，提升排水性能。这也是根据场景不同的「既要还要」的设计，毕竟谁也在不会在雨天湿滑路面急打方向吧？思路很赞！

三、静：主动降噪、动中有静

MC7定位豪华运动，咱们又讲了这么多的操控、抓地，大家对它的静音性可能已经放低期望了。MC7还是力争做到「既要还要」，还是上文提到的沟槽内中间窄两边宽的结构，也发主动降噪系统3.0的作用：既可以降低水流压力，也可以打散声波频率，使其变成不易被人听见的低频率噪音，从而提高轮胎静音表现。

总结

最后再做一个小结，作为2024年4月进军中国市场的豪华运动高性能轮胎，德国马牌MC7在综合性能的平衡取舍方面下了功夫，还做了不少「既要还要」的巧思设计，具体来说：

「动」要转向操控，「控」要湿地制动：Macro-blocks抓地花纹设计和自锁定设计，尽可能保证胎面与胎肩的整体性，提升刚度、实现精准操控。这种设计是以分而治之(3D切割花纹)、广开沟渠(多通道排水)、提升流速(沟槽内的文丘里效应)实现的优秀湿地制动能力为基础的，同时自锁定机构打开时也提升了排水性能。此外，Macro-blocks设计还能避免压力集中造成胎面损伤，同时提升寿命。