新法规对中国轮胎行业发展的影响

吴　蕾，葛　南，吴桂忠

（北京华中世通科技发展有限公司，北京 100097）

新法规对中国轮胎行业发展的影响

吴蕾，葛南，吴桂忠

（北京华中世通科技发展有限公司，北京 100097）

通过介绍了欧洲轮胎标签法规和REACH法规，北美轮胎标签法规，美国SMARTWAY认证、日本标签法规、韩国标签法规等的基本情况。针对这些法规，提出我国轮胎企业的应对措施，包括：产品设计方法的改进，新材料的应用，先进生产工艺的应用，以及产品检测的试验研究等。

轮胎；标签法规；产品设计；新材料；工艺

进入21世纪，环保和节能已经成为世人关注的焦点，有统计数据显示，道路交通造成18%的全球二氧化碳排放，而轮胎则造成20%～30%的汽车油耗和大约24%的二氧化碳排放，因此，削减汽车二氧化碳排放量的法律法规首先从轮胎开始意义重大。而轮胎作为汽车与地面接触的唯一部件，其安全等性能也日益受到消费者的重视，欧美等发达国家相继制订并实施了新的轮胎法规和标准，如欧盟的REACH法、标签法和美国的标签法、SMARTWAY认证等。为此各轮胎公司重新制定新产品研发战略，安全（Safe）、节能（Economy）和环保（Environment）是必然的发展趋势。

1　目前全球轮胎法规的概况

1.1欧洲轮胎标签法规和REACH法规

欧盟委员会颁布了一系列法规，其中包含了1222/2009 、661/2009 、ECE R117 等。要求自2012年11月1日起，轮胎制造商需要对燃油效率、抓地性能与噪声三个关键指标进行测试，并按标准进行判定，确认相应级别，同时制作符合规定尺寸的标签，在标签上标注，鼓励终端用户购买对环境更友好、性能表现更佳的轮胎。欧盟根据燃油消耗和湿滑路面抓地力，将轮胎分为A～G七个等级，A代表性能最高，G代表性能最差；另外，欧盟还对轮胎的噪音排放进行了分级。目标是到2020年欧洲能源消耗减少20%。

REACH法规：这项环保法规要求检测轮胎制造原材料中的多环芳烃和155种高度关注物质进行检测。

1.2北美轮胎标签法规

美国公路交通运输安全管理局NHTSA重新修订了美国轮胎标签法49 CFR Part 575，规定了所有乘用车轮胎与轻卡轮胎在销售给终端消费者前，必须强制粘贴轮胎等级标准，包括燃油效率、湿地牵引和耐久性三项指标。该法规源于Energy Independence and Security Act of 2007，测试标准则综合参考了UTQGS、ISO和SAE标准，并于2010年正式颁布。

1.3美国SMARTWAY认证

目前，美国只有加利福尼亚州要求相关轮胎必须通过SMARTWAY认证，其他各州暂时还没有强制性要求。

（1）从2010年1月1日起，进入美国加州市场为所述相关车型配套的驱动轮、导向轮和拖车轮轮胎必须要通过SMARTWAY认证。

（2）从2012年1月1日起，进入加州替换市场用于所述相关车型的驱动轮和导向轮轮胎必须通过SMARTWAY认证。而进入加州替换市场用于所述相关车型的拖车轮轮胎如果不通过SMARTWAY认证，市场需求会越来越小。

（3）最晚2017年1月1日，所有替换市场相关车型拖车轮轮胎必须通过SMARTWAY认证。

1.4日本标签法规

于2010年1月，针对轿车轮胎就燃油效率和湿地抓着性能实行自愿计划 , 开始了轮胎标签的自愿标贴。

1.5韩国标签法规

韩国轮胎标签法规对轿车轮胎和小型载重汽车轮胎的燃油效率和湿地抓着性能提出了明确的指标要求和分级标准，于2011年自愿实行，2012年12月起，开始强制粘贴轮胎标签。

1.6其他新兴市场法规

目前为了顺应轮胎市场发展趋势，新兴市场国家也正在策划相关标准和法规。

巴西早在2012年就发布了轮胎标签法INMETRO 544法规，经过一年多对操作性问题的研判，于2013年针对INMETRO 544方法发布了一个附加法案538法案，对标签法实施完善了细节上的要求。根据INMETRO以及相关机构要求，对于进入巴西市场的轮胎新家族的认证，将于2015年4月开始按照544法规进行。

中国的轮胎标准和标签制度正在推进过程中，目前，汽车滚动阻力限值和测试方法标准已经发布，正在开展汽车滚动阻力的摸底试验，为拟定轮胎滚动阻力分级标准积累数据。2015年将完成国家标准《汽车噪声滚动阻力限值》、《汽车轮胎湿路面抓着指数限值》的制订。

2　中国企业的应对措施

各个国家和地区的法案法规不但是轮胎产品进入其中的基本要求，也将在很大程度上影响客户的消费行为。因此为应对这一变化，中国轮胎企业不得不采用新的技术、原材料及工艺生产满足这些要求的新产品。

2.1产品设计方法的改进

我国通过多年对有限元方法在轮胎设计方面的研究也推出了一系列的设计理论，将轮胎结构设计从经验和半经验设计推向数字化，缩短了开发周期。有实力的国内轮胎企业通过产学研合作等形式，建立了轮胎性能仿真团队，进行轮胎静态、动态力学性能仿真，轮胎生产工艺仿真，橡胶复合材料力学、热力学等方面的研究。有远见的检测试验、认证审核技术服务公司利用其国内性能试验数据丰富的优势，投资成立了轮胎性能模拟验证团队。 可以确信，未来有限元分析和计算机仿真还将有更大发展，但是在前期的试验数据验证和计算机模拟仿真方面还有许多工作要做。

2.2新材料应用

在原材料选择方面，会进一步扩大环保和节能型复合材料的应用，并充分考虑材料的循环利用。

（1）纤维材料将向芳纶和芳纶复合帘线方向发展，主要是将其用于带束层或冠带层。

（2）新结构钢丝帘线同样发展迅速，这些钢丝帘线的强度更高、结构简单、渗胶性能很好，耐疲劳性能也有明显改善。

（3）环保原材料方面包括环保充油丁苯橡胶、环保芳烃油、环保塑解剂和环保促进剂等等，现已得到广泛应用。

2.3先进自动化生产工艺应用

2.3.1低温一次法炼胶

低温一次法炼胶工艺，采用密炼机一段混炼，在开炼机上加硫黄，然后压片、冷却，完成胶料的压制。采用这种工艺大大加强了对胶料的机械剪切，弱化了高温氧化裂解作用，使配合剂分散更加均匀，避免了高温时焦烧现象及凝胶的产生，提高了胶料的物理性能，提高了黏合胶料的黏性。流程如图1。

图1　低温一次法炼胶流程

2.3.2半成品部件实现多机头复合挤出

为了提高生产效率，半成品部件的挤出会由目前的两复合或三复合变成四复合甚至五复合（见图2），从而极大地降低生产成本，提高半成品质量，保证设计精度。

2.3.3胎体、带束层和内衬层压延时进行辐射预硫化

图2　四复合、五复合挤出示意图

胎体和带束层半成品质量对轮胎质量和性能都有较大影响，为了保证生产过程中帘线不变形，在压延时进行辐射预硫化（见图3），既可以减轻轮胎的质量，又能适当缩短硫化时间，在降低轮胎制造成本的同时提高轮胎的品质。

图3　橡胶辐射交联示意图

2.3.4轮胎成型多鼓化

在轿车子午线轮胎成型过程中，三鼓甚至四鼓、五鼓成型机会得到推广应用，全钢载重子午线轮胎成型将以多鼓成型机流水线作业为主，极大地提高生产效率，节省人力资源（见图4~6）。

2.3.5高温充氮硫化工艺

无论是轿车子午线轮胎、全钢载重子午线轮胎，还是工程机械子午线轮胎，都将逐步采用充氮硫化工艺以提高生产效率和降低能源消耗。

图4　轿车子午线轮胎三鼓一次法成型机

图5　轿车子午线轮胎四鼓一次法成型机

图6　载重子午线轮胎四鼓一次法成型机

2.3.6生产过程物流自动化

对于轮胎生产企业来说，半成品部件和成品轮胎的仓储、运输管理十分重要，传统的物流方式效率低、差错率高，自动化的物流管理将是未来发展趋势（见图7）。

图7　生产过程物流自动化

2.4全面的产品检测与深入的试验研究

2.4.1安全性能研究

室内试验方面：MTS平带式试验机会得到更广泛的应用，以研究在一定牵引力或制动力情况下，轮胎侧向力或纵向力的变化情况，从而确定汽车的操控稳定性。

在室外道路试验研究方面：首先考虑的是研究湿路面和冰雪路面条件下轮胎的操纵性能，湿路上的水膜深度会增加到7 mm以上，在200 km/h的速度下，测试轮胎/车辆的转向性能及稳定性。

在安全性能的试验研究方面，为配合“智能轮胎”的面市，轮胎设计工程师会更广泛地采用电子元器件，与汽车的ESP系统相结合，使得跑气保用轮胎更加安全可靠。

2.4.2节能技术的试验研究

节能技术会由于石油价格的波动变得更加引人关注，为此汽车工业生产出了双燃料动力或太阳能动力以及电动汽车。为了降低能耗、减少轮胎行驶时产生的滚动阻力，轮胎设计者必将更深入地研究影响轮胎滚动阻力的因素。目前广泛应用于测试轮胎滚动阻力的室外方法是测定恒定速度下的燃油消耗和采用拖车测量，虽然也有使用底盘测功机进行测量的，但这种方法需要修正。

2.4.3环保性能试验研究

由轮胎产生的环保问题已经受到许多国家的重视，为了解决这一问题，轮胎设计者在考虑轮胎翻新的同时，也在不断设法延长新轮胎的使用寿命，因此轮胎的室内外耐久试验，尤其是实际道路试验显得越来越重要。为了保证轮胎的实际使用寿命，进行试验场的轮胎道路强化试验是必须的。

汽车行驶时由轮胎产生的噪声也是影响环境的因素之一，因此在这一方面的深入试验研究也将成为轮胎设计者的一个重要课题。

总之，随着汽车工业的发展，对汽车轮胎开展围绕着安全、节能和环保等方面的试验研究势在必行，这些研究也将为轮胎设计及其计算机模拟仿真提供重要数据。通过试验设备的研发及试验场的建设，轮胎的试验研究将会进一步快速发展。

3　结语

随着世界各国轮胎标准日益严格，我国轮胎生产将产生巨大变革，传统的大规模、同质化、低水平生产将逐步淘汰。我国轮胎企业应积极采用新材料、新工艺生产高附加值轮胎产品，加强品牌建设，逐步在海外建设和完善销售体系，避免一味依靠低价竞争。同时，还应加强对国外轮胎相关法律、法规的研究工作，针对这些法规，积极调整产品结构，以适应国际市场竞争。

Impact of new regulations on the development of domestic tire industry

TQ336.1

1009-797X(2015)19-0023-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.19.004

吴蕾（1975—），女，工程师，主要从事轮胎结构设计和工艺管理工作。

2015-03-31