欧盟法规规定的C1类轮胎湿地抓着性能分级试验方法分析
2016-10-11苏杰刘晓民满忠雷张成祥李廷希
苏杰 刘晓民 满忠雷 张成祥 李廷希
【摘 要】欧盟委员会在2011年3月7日发布了（EU）No.228/2011法规，对C1类轮胎湿地抓着性能试验方法欧洲议会和理事会（EC）No.1222/2009法规进行了修订。优化了湿地抓着力指数计算公式；澄清了普通轮胎和雪地轮胎的试验条件；在湿地抓着力指数计算中引入温度和摩擦系数修正。本文重点对轮胎湿地抓着性能分级试验方法进行分析。
【关键词】欧盟标签法；C1类轮胎；湿地抓着性能；分级试验
21世纪以来，中国的汽车行业飞速发展，轮胎作为汽车的关键部件也一直保持着良好的发展势头。根据中国橡胶协会轮胎分会统计，我国轮胎年产量在2014年达到56，200万条，位居世界首位。2005-2014年我国轮胎产量年均复合增长率高达9.42%；我国客车、货车和自行车轮胎的出口量约占总产量的40%左右。欧盟对我国的进口量以每年30%的增速递增，已经成为中国海外最大的市场之一[1]。2015年一季度，中国对欧盟出口轮胎2324.9万条，同比增长了11.4%，占同期中国轮胎总出口量的23%，超越了美国对欧盟的轮胎出口量。2015年全年，中国对欧盟C1类轮胎出口量增长高达9%。
随着世界轮胎工业的发展，安全、环保、绿色轮胎已成为世界轮胎工业新一轮发展趋势的主流。为了实现到2020年欧洲能源消耗减少20%，欧盟在轮胎标签法规（EC）1222/2009中要求销售的轿车胎、轻卡胎、卡车胎及公共汽车轮胎必须加贴标签，标示出轮胎的燃油效率、滚动噪声和湿抓着力的等级。法规针对轮胎的三大性能做了标准化规定：燃油经济性（即轮胎滚动阻力要求），分为A到G共7个等级，A代表性能最高，G代表性能最差；潮湿路面抓地力等级，分为A到F共6个等级；道路噪声等级，按照规定测试噪声值分为3个等级：N≤LV-3，LV-3
欧盟委员会在2011年3月7日发布了（EU）No.228/2011法规，该法规对（EC）No1222/2009附录I第B部分公布的UNECE117中规定的现行C1轮胎（主要是轿车轮胎）湿地抓力指数测试方法进行了更精确的修正。高精度的轮胎湿地抓力测试结果是正确划分轮胎性能等级的基本保证。（EU）No.228/2011法规对UNECE117湿地抓力测试方法的修订包括以下方面：标准试验轮胎（SRTT）轮辋由原来的14英寸更改为直径16英寸；对湿地抓着力指数计算公式进行了修订；将雪地轮胎和普通轮胎的试验条件予以澄清；引入温度和摩擦系数对湿地抓着力指数的计算进行修正[3]。本文就（EU）No.228/2011法规规定的C1类轮胎湿地抓着性能分级试验方法进行分析。
1 试验方法介绍
汽车行驶在潮湿路面时，路面覆盖的水膜会产生滑水压力，滑水压力使轮胎与路面的接触力降低，也有可能使车辆发生侧滑，从而引发交通事故。所以在增强轮胎的湿地抓着性能的同时不增加滚动阻力已成为轮胎设计的首要研究方向。湿地抓地指数（G）是C1类轮胎的湿地抓地等级的判定基础，测试结果的准确度是正确划分轮胎湿地抓着性能等级的基本保证，同时也是不同轮胎产品公平竞争的前提。（EU）No.228/2011法规规定，可以采用试验车法和拖车法对C1类轮胎的湿地抓着性能进行测量。
1.1 试验车法
该测试通过测试配备防抱死制动系统（ABS）及一些测试设备的试验轿车在规定试验速度内的减速性能，进而计算出湿地抓地系数。试验轿车以85±2km/h的速度直线行驶，到达制动起点时开始制动，测量出80km/h到20km/h之间的平均减速度（υAD，Average Deceleration），并以此计算制动系数（BFC，Braking Force Coefficient），最后计算出轮胎的湿地抓着力指数[4]。
1.2 拖车法
在拖车上安装标准试验轮胎（SRTT），牵引车拖动拖车以65±2km/h的速度通过试验路面，或者以相同速度在专用轮胎试验车上对试验轮胎进行测试。对车轮施加足够的制动力后，试验轮胎的平均峰值制动力系数由车轮抱死之前制动力的峰值计算得出，最后换上被测试轮胎重复以上测试，通过比较计算出湿路面抓地指数。
2 原理和设备
试验车法通过测量试验车辆在制动过程中轮胎的减速性能，法规中对配备测量设备后能够满足这种测试方法条件的试验车辆引入“仪表客车”的概念。从设定的初始速度开始，刹车作用在四个轮子上足够大的制动力，并且保证制动力作用每个轮子上的起始时间是一致的，通过测量出两个预设定速度之间的平均减速度计算轮胎的湿抓着性能。其中，允许对试验用车的修改包括那些可以增大安装在车辆上的轮胎尺寸和那些自动激活制动装置的设备，但是对制动系统的改装是严格禁止的。另外，试验车辆通过传感器测量出在湿滑路面上的速度和两个预设速度之间的行驶距离，应采用五分之一轮或非接触式测速系统对车辆速度进行测量。
3 试验场地环境要求及标准试验条件
3.1 场地环境要求
路面湿摩擦力采用英国摆锤法测试时，（EU）No.228/2011法规将UNECE117法规要求要求的英式摆锤数（BPN值）从40～60之间校正到42～60之间。试验路面采用密集配沥青混合材料，坡度要小于2%，最大的颗粒直径不超过8mm～13mm，路面砂层深度为0.7±0.3mm，且路面材料和路面磨蚀要一致，路面不能有松动和其他异物。（EU）No.228/2011法规分别对普通轮胎和雪地轮胎的试验温度提出了要求，雪地轮胎试验时湿路面的路表温度为2～20℃，普通轮胎试验时湿路面的路表温度为5～35℃，同时湿路面表面温度应接近试验环境温度，温差要小于10℃。为了使测试路面的表面温度和水的温度达到平衡，测试场地在测试之前应浇水半个小时以上，保持在整个测试过程中外部浇水的连续性，且整个测试区的水膜厚度在1.0±0.5mm的范围内。
3.2 试验条件
（EU）No.228/2011法规分别对普通轮胎和雪地轮胎的标准试验条件进行了规范，并以此为基础对测试结果进行修正。考虑到实际使用状态下雪地轮胎和普通轮胎使用温度的差异，对两种轮胎的路面测试温度分别做出了标定。表1和表2为试验车法和拖车法标准试验条件。
4 G值的计算
（EU）No.228/2011法规中规定试验车法试验轮胎G（T）计算公式为：
由式（1）和（2）可以看出，125，a和b是这两种计算方法都涉及的修正因数，可以通过循环试验来确定这3个修正因数。
其中125是因为标准试验轮胎的尺寸引起的，可通过对比两种标准试验轮胎从而确定该修正因数。SRTT规格的改变可以允许更多的试验轮胎使用同一辆试验车进行测试，不仅提高效率而且增加了试验结果的准确性和公平性。
5 结束语
（EU）No.228/2011法规优化了SRTT在测试湿地抓着性能的尺寸要求，使其更加接近目前主流的轮胎规格。同时修正了对试验路面表面温度和环境温度范围的控制，以及试验公式的精准性。并且对普通轮胎和雪地轮胎的试验分别提出了不同的条件。
虽然中国生产的在轮胎与国外的相比在某些性能上还还存在一定的差距，但是自从欧盟提出轮胎标签法，许多中国轮胎企业通过将国外标准与国内相关标准相结合，研发并生产出节能、安全、环保的绿色轮胎。美国环保署先后将赛轮、朝阳、玲珑等中国品牌的载重子午线轮胎评为绿色轮胎，欧盟对中国轮胎测评作出了正面评价，欧盟消费者对中国出口的轮胎认可度也逐渐提升[6]。欧盟轮胎新法规对是我国的轮胎行业面临的挑战更是我们发展的机遇。中国轮胎厂商首先应当不断提上我们的科研能力，从生产根源上改进技术。同时积极关注国外轮胎技术研发动向与国际标准接轨，走出我们自己的绿色轮胎的发展道路。
【参考文献】
[1]史一锋，蔡为民.轮胎工业现状与发展趋势[J].橡胶科技，2016（6）：5-9.
[2]孙炳光，李红伟.C1类轮胎湿地抓着性能试验方法比较[J].轮胎工业，2012，32（11）：652-655.
[3]中国WTO-TBT/SPS中心.欧盟关于C1轮胎湿地抓力测试方法的法规修订草案[S].中国国门时报，2010，8，11第006版.
[4]李文华，韩非，傅剑华.基于欧盟法规要求的轮胎湿抓地性能试验与分析[J].汽车与配件，2013，15（4）：44-45.
[5]COMMISSION REGULATION （EU） No 228/2011 of 7 March 2011. amending Regulation （EC） No 1222/2009 of the European Parliament and of the Council with regard to the wet grip testing method for C1 tyres.
[6]蔡为民.欧盟标签法对我国轮胎业既是挑战也是机遇[J].综诉与专论，2013，39（4）：25-26.
[责任编辑：朱丽娜]
