謝東明，邱 彬，許晟杰，楊建森，劉建軍

(中國(guó)汽車技術(shù)研究中心，天津 300300)

前言

一部汽車可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為由5個(gè)質(zhì)量(車身和4個(gè)車輪)組成，輪胎不僅使車輛得以支撐在路面上，還在車輛行駛過程中不斷磨損，產(chǎn)生車輪阻力和滾動(dòng)噪聲，傳遞驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)力矩，同時(shí)為車輛行駛穩(wěn)定性提供足夠的側(cè)向力[1]。

本文中分析了轎車輪胎主要的道路試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)：車內(nèi)和車外聲學(xué)性能，輪胎行駛阻力，多種路面條件下的縱向力、側(cè)向力極限，輪胎的耐磨性。還闡述了相應(yīng)的常用道路試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，為不同輪胎產(chǎn)品間的對(duì)比，以及與輪胎相關(guān)的整車舒適性、經(jīng)濟(jì)性、安全性和可靠性的提高提供參考。

1 輪胎聲學(xué)性能及評(píng)價(jià)方法

輪胎噪聲是車輛行駛噪聲的重要組成部分，車輛行駛過程中，輪胎花紋與路面接觸的時(shí)候會(huì)形成空腔?？涨恢锌諝夤舱癞a(chǎn)生噪聲，同時(shí)輪胎與路面間摩擦引起的胎面振動(dòng)等其他因素也是噪聲形成的重要原因[2]。

1.1 聲學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

輪胎噪聲通過車輛結(jié)構(gòu)及空氣波動(dòng)傳遞至車廂內(nèi)，極易引起駕駛員疲勞，影響乘員的乘坐舒適性；同時(shí)，隨著隔聲、吸聲、消聲等降噪措施廣泛采用，發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲逐漸降低，輪胎噪聲在汽車噪聲中所占比例日益增加，已被視為現(xiàn)代汽車非常重要的噪聲源而予以關(guān)注[3]。

目前，與輪胎相關(guān)的聲學(xué)性能主要有：

(1)車內(nèi)噪聲，用以評(píng)價(jià)乘客艙內(nèi)駕駛員與乘員的乘坐舒適性；

(2)滾動(dòng)車外噪聲，用以單獨(dú)評(píng)價(jià)輪胎的滾動(dòng)車外噪聲對(duì)于聲學(xué)環(huán)境的影響，滾動(dòng)車外噪聲也是輪胎獲得歐盟認(rèn)證所必須滿足的評(píng)價(jià)指標(biāo)[4]；

(3)加速行駛車外噪聲，用以評(píng)價(jià)整車在全油門開度或部分油門開度狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、輪胎與地面的總體噪聲水平，也是城市聲學(xué)環(huán)境控制和治理的重要技術(shù)手段[5]。

1.2 車內(nèi)噪聲評(píng)價(jià)方法

車內(nèi)噪聲水平與乘員舒適性，以及顧客對(duì)汽車總體的印象和評(píng)價(jià)直接相關(guān)，是各車型、各輪胎品牌之間的競(jìng)爭(zhēng)指標(biāo)。

車內(nèi)噪聲測(cè)量，以轎車作為測(cè)試平臺(tái)，換裝不同型號(hào)或花紋的輪胎，通過對(duì)比各速度點(diǎn)的噪聲值大小或噪聲品質(zhì)，獲取不同輪胎產(chǎn)品的聲學(xué)性能。

車輛低速行駛時(shí)不同輪胎的噪聲相差較小，且試驗(yàn)容易受到發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的影響；車速為50km/h以上時(shí)輪胎噪聲才逐漸顯現(xiàn)[6]。因此，評(píng)價(jià)輪胎引起的噪聲時(shí)，低速行駛的對(duì)比意義不大；但汽車高速行駛時(shí)，汽車車身和附件與空氣產(chǎn)生摩擦，產(chǎn)生頻帶較寬的風(fēng)激噪聲，輪胎噪聲評(píng)價(jià)易受其影響，所以常用中等速度段50-120km/h，對(duì)輪胎聲學(xué)性能進(jìn)行對(duì)比和評(píng)價(jià)。

轎車輪胎車內(nèi)噪聲評(píng)價(jià)對(duì)傳感器的布置方式均依據(jù)GB/T 18697—2002《聲學(xué) 汽車車內(nèi)噪聲測(cè)量方法》，如圖1所示。傳聲器的垂直坐標(biāo)是座椅的表面與靠背表面的交線以上(0.70±0.05 )m處，水平坐標(biāo)應(yīng)在座椅的中心面上(乘員座位)或水平橫坐標(biāo)向右 (0.20±0.02)m處(駕駛員座位)。

1.2.1 車內(nèi)勻速噪聲試驗(yàn)

車內(nèi)勻速噪聲試驗(yàn)中，在60-120km/h之間以速度等間隔至少選取5個(gè)測(cè)量速度點(diǎn)，勻速穩(wěn)定行駛5s以上，并采集噪聲信號(hào)。試驗(yàn)結(jié)束后，通過對(duì)比各種輪胎在各速度點(diǎn)上的車內(nèi)勻速行駛A計(jì)權(quán)聲壓值，或各種輪胎在某一特定速度點(diǎn)上，各頻率范圍上的聲壓級(jí)差異，得出各種輪胎車內(nèi)勻速聲學(xué)性能的優(yōu)劣。由于其采集噪聲信號(hào)的時(shí)間較短，試驗(yàn)簡(jiǎn)便，且與乘員的乘坐舒適性直接相關(guān)，所以目前被較多的輪胎制造廠商用作輪胎噪聲性能對(duì)比試驗(yàn)的首選方法。

2008-2009年，對(duì)10余組輪胎進(jìn)行的車內(nèi)勻速噪聲對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由于采取了不同的輪胎花紋與溝槽設(shè)計(jì)、成分配方等，在90km/h附近，選裝不同輪胎將產(chǎn)生較大的車內(nèi)噪聲值差異，部分輪胎間的車內(nèi)勻速噪聲差異高達(dá)1.5dB(A)。

1.2.2 車內(nèi)滾動(dòng)噪聲試驗(yàn)

車內(nèi)滾動(dòng)噪聲試驗(yàn)，可以采用發(fā)動(dòng)機(jī)怠速或熄火，變速器置于空擋滑行試驗(yàn)的方法。重點(diǎn)采集120km/h以下各速度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的噪聲信號(hào)；可選取不同輪胎特定速度點(diǎn)上的聲壓級(jí)或頻率特性等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。由于滑行距離較長(zhǎng)，如須對(duì)各速度點(diǎn)噪聲信號(hào)進(jìn)行全面采集，則要求滑行的路面必須盡可能平整，不得有接縫、凸凹不平或類似的表面結(jié)構(gòu)，由于車輛滑行距離較長(zhǎng)，難以尋找到合適的試驗(yàn)道路，試驗(yàn)多在靜音轉(zhuǎn)鼓上進(jìn)行。

1.2.3 車內(nèi)加速噪聲試驗(yàn)

60-120km/h車內(nèi)加速噪聲試驗(yàn)方法主要采用車輛最高擋，從略低于60km/h的車速開始全油門加速，直到車速超過120km/h時(shí)停止試驗(yàn)，采集各速度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的噪聲信號(hào)。此項(xiàng)目是俄羅斯、烏克蘭等獨(dú)聯(lián)體國(guó)家新車型強(qiáng)制認(rèn)證項(xiàng)目[7]，但由于受發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲影響較大，所以一般的輪胎聲學(xué)性能對(duì)比試驗(yàn)較少采用。

1.3 車外噪聲評(píng)價(jià)方法

汽車加速行駛車外噪聲與輪胎滾動(dòng)車外噪聲是整車產(chǎn)品和輪胎產(chǎn)品認(rèn)證的強(qiáng)制性試驗(yàn)項(xiàng)目。由于不是整車產(chǎn)品銷售的競(jìng)爭(zhēng)性指標(biāo)，所以輪胎制造商往往只是在應(yīng)對(duì)整車與輪胎法規(guī)要求時(shí)才開展相關(guān)的對(duì)比試驗(yàn)或研究。

1.3.1 滾動(dòng)車外噪聲

滾動(dòng)車外噪聲是輪胎認(rèn)證的強(qiáng)制性檢驗(yàn)項(xiàng)目。其目的是為控制輪胎噪聲對(duì)聲學(xué)環(huán)境的影響，盡量減小噪聲污染在市區(qū)的蔓延。

其主要試驗(yàn)方法：

(1)輪胎滾動(dòng)車外噪聲應(yīng)在符合ISO 10844規(guī)定的試驗(yàn)路面上進(jìn)行，輪胎氣壓與車輛載荷等技術(shù)條件符合ECE R117法規(guī)的要求，如圖2所示。

(2)車輛在進(jìn)入測(cè)試區(qū)域AA′線之前，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火空擋滑行，控制入線車速，保證車輛以70～90km/h速度(C1級(jí)輪胎)[8]通過聲級(jí)計(jì)所在的PP′線處。

(3)重復(fù)進(jìn)行8次試驗(yàn)，其中4次車輛通過PP′線處的車速高于80km/h；另外4次車輛通過PP′線處的車速低于80km/h，記錄下各次試驗(yàn)左右側(cè)最大A計(jì)權(quán)噪聲值。

(4)按照車速與噪聲值對(duì)應(yīng)關(guān)系，將試驗(yàn)結(jié)果線性回歸，計(jì)算出80km/h時(shí)的輪胎滾動(dòng)車外噪聲，經(jīng)過溫度修正后最終試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)根據(jù)輪胎寬度、輪胎類型滿足72～76dB(A)不等的相應(yīng)法規(guī)限值。

1.3.2 加速行駛車外噪聲

輪胎噪聲是汽車加速行駛車外噪聲的重要組成部分，所以在加速行駛車外噪聲試驗(yàn)中，對(duì)于輪胎噪聲的關(guān)注日益增多，目前基于ISO 362:1—2007為主要技術(shù)內(nèi)容的全新加速行駛車外噪聲試驗(yàn)方法正在制定和推廣[10]，預(yù)計(jì)2013年將在歐盟、中國(guó)、美國(guó)等主要國(guó)家和地區(qū)頒布實(shí)施。

新的加速行駛車外噪聲試驗(yàn)中，轎車需要采用全油門加速噪聲與勻速噪聲加權(quán)的方法，評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)部分功率條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、輪胎等多個(gè)總成的噪聲總和。輪胎噪聲對(duì)加速行駛車外噪聲影響的研究從2000年開始大規(guī)模展開[11]，其主要試驗(yàn)方法基本等同于滾動(dòng)車外噪聲試驗(yàn)方法，只是將目標(biāo)速度從80km/h調(diào)整至50km/h，用以研究加速行駛車外噪聲對(duì)應(yīng)試驗(yàn)速度下，輪胎噪聲在汽車加速行駛車外噪聲最終試驗(yàn)結(jié)果中所占的具體比例。

從世界汽車制造商聯(lián)合會(huì)(OICA)公布的數(shù)據(jù)來看，2000-2004年期間，新生產(chǎn)的日系轎車輪胎噪聲占加速行駛車外噪聲的權(quán)重均值為41%；歐洲轎車輪胎噪聲占加速行駛車外噪聲的權(quán)重均值為49%[12]。

2 輪胎滾動(dòng)阻力及相應(yīng)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法

2.1 輪胎滾動(dòng)阻力與整車燃油經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系

由于輪胎的黏彈性，輪胎滾動(dòng)時(shí)與路面接觸區(qū)前導(dǎo)部分的變形使垂向壓力向前移動(dòng)，垂直方向作用力的合力作用點(diǎn)不通過車輪旋轉(zhuǎn)軸線，因而產(chǎn)生滾動(dòng)阻力[13]。輪胎滾動(dòng)阻力伴隨著汽車行駛?cè)^程，是車輛行駛阻力的最重要組成部分。研究表明，輪胎滾動(dòng)阻力減小4%，油耗可下降1%左右[14]。

2.2 輪胎滾動(dòng)阻力與整車燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)辦法

由于輪胎滾動(dòng)阻力與整車燃油經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，所以輪胎滾動(dòng)阻力評(píng)價(jià)試驗(yàn)往往和整車燃油消耗量評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)合進(jìn)行。其試驗(yàn)方法如下。

(1)采用同一臺(tái)樣車，安裝不同輪胎，依次進(jìn)行滑行試驗(yàn)，滑行速度應(yīng)能覆蓋油耗試驗(yàn)所需的速度范圍；通過測(cè)量各速度點(diǎn)之間的往返滑行時(shí)間Ti，測(cè)算出樣車在安裝各組輪胎時(shí)，各速度點(diǎn)上的行駛阻力F[15](輪胎滾動(dòng)阻力Ff與空氣阻力Fw之和)。在風(fēng)速嚴(yán)格控制的情況下，由于采用了同一樣車(具有相同的空氣阻力系數(shù)CD和迎風(fēng)面積A)，在同一車速條件下的Fw值相同[16]，通過滑行試驗(yàn)的方法可獲取不同輪胎各速度點(diǎn)時(shí)的滾動(dòng)阻力差異，以及由此引起的行駛阻力差異。

(2)將同一樣車，分別安裝上述輪胎，在轉(zhuǎn)鼓上復(fù)現(xiàn)特定速度點(diǎn)上的行駛阻力，測(cè)量該速度點(diǎn)上的100km等速油耗，以獲取輪胎差異對(duì)整車燃油經(jīng)濟(jì)性的影響。

為提高車輛行駛阻力的測(cè)量精度，宜嚴(yán)格控制風(fēng)速、路面溫度等試驗(yàn)條件，同時(shí)參照排放滑行試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，往返多次試驗(yàn)，選取符合統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確度要求(p≤ 2%)的多組數(shù)據(jù)Ti為有效結(jié)果，以準(zhǔn)確獲取行駛阻力[17]；為了更加準(zhǔn)確地反映車輛燃油經(jīng)濟(jì)性，在轉(zhuǎn)鼓上進(jìn)行的100km等速油耗試驗(yàn)，可適當(dāng)增加試驗(yàn)次數(shù)和每次試驗(yàn)的行駛里程，再進(jìn)行燃油經(jīng)濟(jì)性對(duì)比；為提高試驗(yàn)結(jié)果與車輛實(shí)際市區(qū)行駛油耗水平的一致性，推薦在進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)時(shí)采用市區(qū)行駛中常用的中等車速50～70km/h進(jìn)行100km等速油耗試驗(yàn)，或采取模擬城市工況的變速油耗試驗(yàn)方法。

(4)從表4可知，不論是對(duì)甲基藍(lán)溶液還是對(duì)甲基橙溶液，吸附百分率的值由大到小順序?yàn)椋簭?fù)合材料>硅膠>硅酸鈣>硅酸鎂。

從2005-2010年近30組輪胎對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果來看，中等車速條件下，相同尺寸、不同花紋的子午線輪胎的整車100km等速油耗差值在4%～8%。

3 動(dòng)力學(xué)性能及評(píng)價(jià)方法

3.1 與輪胎相關(guān)的動(dòng)力學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

目前，常用的輪胎動(dòng)力學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)涉及：輪胎在多種路面下的縱向力，包括濕地抓著系數(shù)、干地制動(dòng)力和最大驅(qū)動(dòng)力等；輪胎在多種路面環(huán)境下的側(cè)向力，包括在復(fù)雜彎道下的轉(zhuǎn)向力和濕滑路面下可獲得的側(cè)向力。中、高端轎車輪胎產(chǎn)品，尤其是運(yùn)動(dòng)型轎車輪胎，都將上述指標(biāo)作為產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)，近3年來此類試驗(yàn)量也日益增加。米其林、固特異、普利司通、韓泰等多家輪胎生產(chǎn)商都針對(duì)以上性能指標(biāo)進(jìn)行了專項(xiàng)或綜合性能試驗(yàn)。

3.2 濕地抓著系數(shù)

目前與濕地抓著系數(shù)相關(guān)的國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)有兩項(xiàng)：歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)的ECE R117與國(guó)內(nèi)的GB /T 21910—2008《轎車輪胎濕路面相對(duì)抓著性能試驗(yàn)方法》。其中ECE R117法規(guī)主要用于認(rèn)證試驗(yàn)，其對(duì)試驗(yàn)路面的鋪著及摩擦因數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)胎的性能要求較高，國(guó)內(nèi)尚無此類試驗(yàn)路面可供使用。目前國(guó)內(nèi)的對(duì)比試驗(yàn)主要依據(jù)GB/T 21910—2008獲取各種輪胎之間的濕地抓著系數(shù)比值，或參照GB/T 21910—2008直接將制動(dòng)距離、制動(dòng)減速度等指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。其主要試驗(yàn)方法如下。

(1)選用一組輪胎作為標(biāo)準(zhǔn)輪胎R，試驗(yàn)路面保持水膜深度0.5～1.5mm，并控制好氣溫、路面溫度和風(fēng)速等環(huán)境因素；檢查制動(dòng)系統(tǒng)、ABS系統(tǒng)，輪胎氣壓應(yīng)為220kPa，并充分預(yù)熱整車。

(2)以85km/h的速度開始在試驗(yàn)路面上全力制動(dòng)(踏板力600N以上)以保證ABS系統(tǒng)全循環(huán)，直至車輛停穩(wěn)，獲取80-20km/h制動(dòng)過程中的制動(dòng)距離，重復(fù)至少6次，選取其中最為接近的3組數(shù)據(jù)作為有效值，獲取平均減速度值aD，并獲得均值R1。

(1)

式中：Sf≈22.22m/s，Si≈5.56m/s；d為80-20km/h的制動(dòng)距離，m。

(3)采用同一樣車換裝第一組、第二組等試驗(yàn)輪胎(最多可進(jìn)行3組試驗(yàn)輪胎測(cè)試)，由同一駕駛員在相同路段上重復(fù)上述試驗(yàn)，獲取試驗(yàn)輪胎的aD均值T1、T2等。

(4)完成試驗(yàn)輪胎測(cè)試后，以標(biāo)準(zhǔn)輪胎再次進(jìn)行試驗(yàn)，獲取均值R2。

(5)將T1、T2等試驗(yàn)結(jié)果，與標(biāo)準(zhǔn)輪胎的試驗(yàn)結(jié)果R1、R2的加權(quán)均值(非算術(shù)均值)進(jìn)行對(duì)比，獲取各種輪胎濕地抓著性能的優(yōu)劣性。

由于對(duì)比試驗(yàn)采用同一路面、同一樣車、相同的制動(dòng)與ABS系統(tǒng)，且制動(dòng)管路壓力的同一性得到保證，所以試驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性好，可信度高。目前，選擇各種摩擦因數(shù)路面，進(jìn)行濕地抓著系數(shù)試驗(yàn)已成為中、高端輪胎制造商和運(yùn)動(dòng)輪胎制造商對(duì)比車輛不同附著系數(shù)下的極限縱向附著能力和制動(dòng)力的最佳試驗(yàn)方法，并被廣泛采用。

3.3 干地制動(dòng)力

干地制動(dòng)力可以掌握輪胎在制動(dòng)器制動(dòng)力與路面提供的附著系數(shù)都足夠大情況下的極限制動(dòng)力。其試驗(yàn)方法大致等同于濕地抓著系數(shù)試驗(yàn)，一般采用計(jì)算對(duì)比車輛從100km/h減速至0的制動(dòng)距離的方式[19]，對(duì)比各種輪胎的極限制動(dòng)力差異。

但干地制動(dòng)力試驗(yàn)過程中，由于路面可提供的附著系數(shù)較濕地制動(dòng)過程中更大，所以選用的試驗(yàn)車輛應(yīng)保證其制動(dòng)器制動(dòng)力大于路面可提供的最大附著力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)車輛ABS系統(tǒng)全循環(huán)[20]，以保證試驗(yàn)條件的同一性。

3.4 極限側(cè)向力

輪胎可提供的側(cè)向力大小，關(guān)系到車輛能否實(shí)現(xiàn)順利轉(zhuǎn)彎、在高速狀態(tài)下能否及時(shí)躲避障礙物等多項(xiàng)性能。目前主要采取的試驗(yàn)方法為濕地蛇形試驗(yàn)[21]。其主要試驗(yàn)方法如下。

(1)采用同一樣車，同一高水平駕駛員，在相同的路段上通過固定的錐桶間蛇形行駛，測(cè)量通過整個(gè)測(cè)試區(qū)域的時(shí)間、最高車速、最大側(cè)向力等指標(biāo)對(duì)輪胎性能進(jìn)行評(píng)定，通過時(shí)間越短、通過車速越高、輪胎可提供的最大側(cè)向力越大則輪胎性能越佳。

(2)錐桶的布置視試驗(yàn)場(chǎng)地條件而定，目前常用的為車輛起步加速后20m處通過第一個(gè)錐桶，錐桶間距18m，連續(xù)通過10個(gè)錐桶后，車輛可繼續(xù)加速行駛20m駛離測(cè)試區(qū)域。

車輛如駛?cè)脲F桶區(qū)車速過高，則可能無法按照固定路線繞行通過所有錐桶，或車速在通過錐桶過程中逐漸降低；車輛如駛?cè)脲F桶區(qū)車速過低，則車輛可持續(xù)加速通過錐桶區(qū)。為了保證試驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定，可經(jīng)過多次預(yù)測(cè)試，獲取合適的入線速度，以保持試驗(yàn)過程中油門開度不變，車速相對(duì)穩(wěn)定。

在統(tǒng)計(jì)車輛通過整個(gè)測(cè)試區(qū)域的時(shí)間時(shí)，推薦在測(cè)試區(qū)域的入口和出口處安裝光柵，并采用光柵觸發(fā)的方式，準(zhǔn)確標(biāo)記車輛駛?cè)牒婉傠x測(cè)試區(qū)域的時(shí)刻；在統(tǒng)計(jì)最高車速與最大側(cè)向力時(shí)，應(yīng)去除車輛起步駛?cè)氲谝粋€(gè)錐桶前和車輛加速駛離最后一個(gè)錐桶后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以準(zhǔn)確獲取蛇形繞樁過程中的有效最大速度值和最大側(cè)向力值。

濕地繞樁試驗(yàn)過程受駕駛員水平以及駕駛員心理變化影響較大，應(yīng)盡可能選用高水平的專業(yè)賽手或駕駛員，并通過多次測(cè)量取穩(wěn)定均值的方法，或借鑒濕地抓著系數(shù)試驗(yàn)的試驗(yàn)編排順序，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)輪胎和試驗(yàn)輪胎。在試驗(yàn)輪胎進(jìn)行測(cè)試前、后都安排標(biāo)準(zhǔn)輪胎進(jìn)行測(cè)試，減小駕駛員對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。此項(xiàng)目也往往與駕駛員的主觀評(píng)價(jià)共同進(jìn)行。

3.5 冰雪路面條件下的制動(dòng)力

隨著輪胎市場(chǎng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的日益完善，專門用于冰雪路面行駛的雪地胎性能開始被關(guān)注。試驗(yàn)時(shí)間往往選擇在冬季，地點(diǎn)為冬季試驗(yàn)場(chǎng)的冰面或雪面，其評(píng)價(jià)方法大致等同于濕地抓著系數(shù)試驗(yàn)，一般采用計(jì)算對(duì)比車輛從20～40km/h的較低車速減速至0km/h的制動(dòng)距離的方式，對(duì)比各種輪胎在冰面、雪面等極低附著系數(shù)路面上的極限制動(dòng)力差異。

法國(guó)、日本等國(guó)已開展此類試驗(yàn)多年，但在國(guó)內(nèi)剛開始興起。從現(xiàn)有4組輪胎對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果來看，相同尺寸、不同輪胎花紋的雪地胎，在30～40km/h的制動(dòng)初速度條件下，其在冰路面上的制動(dòng)距離差異可達(dá)20%左右，其在雪路面上制動(dòng)距離差異可達(dá)15%左右。

3.6 動(dòng)力學(xué)極限綜合性能評(píng)價(jià)方法

除了以上評(píng)價(jià)方法外，還有部分輪胎制造商選用諸如上海天馬山、肇慶國(guó)際賽車場(chǎng)、珠海國(guó)際賽車場(chǎng)等專業(yè)賽道進(jìn)行賽道試驗(yàn)，選取駕駛水平較高的專業(yè)賽車手，采用同一車輛，換裝不同輪胎，在同一賽道采用固定的“路線”極速行駛，每組輪胎連續(xù)行駛6圈以上，以其中三組最為穩(wěn)定的成績(jī)作為試驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)也參照濕地抓著系數(shù)試驗(yàn)的試驗(yàn)編排順序，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)輪胎與試驗(yàn)輪胎，用以對(duì)比各組輪胎通過相同圈數(shù)的行駛時(shí)間差異。由于賽道設(shè)置較為復(fù)雜，往往包含左彎道、右彎道、急速?gòu)澋?、連續(xù)彎道、長(zhǎng)直線等多種路況，試驗(yàn)過程中可同時(shí)考核輪胎驅(qū)動(dòng)力、制動(dòng)力、轉(zhuǎn)向力等多項(xiàng)綜合指標(biāo)。

4 輪胎耐磨性能及評(píng)價(jià)方法

4.1 輪胎耐磨性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

輪胎的耐磨性影響輪胎的使用壽命，與用戶的輪胎維修、更換費(fèi)用直接相關(guān)。輪胎耐磨性是大多數(shù)輪胎制造商新老產(chǎn)品間對(duì)比、競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品間對(duì)比時(shí)經(jīng)常評(píng)價(jià)的內(nèi)容。

其主要評(píng)價(jià)的指標(biāo)為：行駛相同里程后，不同輪胎的胎面花紋縱向溝深度減小情況，并通過輪胎胎面花紋縱向溝深度隨行駛里程的變化情況，推算出輪胎可行駛的總里程數(shù)。

4.2 輪胎耐磨性能評(píng)價(jià)方法

目前，輪胎耐磨性的評(píng)價(jià)經(jīng)常采用相同型號(hào)車輛，通過相同的路程行駛，對(duì)比不同輪胎的磨損狀況，評(píng)價(jià)其使用壽命。具體試驗(yàn)方法如下。

(1)采用相同型號(hào)的多輛轎車，分別安裝不同型號(hào)的各種輪胎，并定期檢查四輪定位、輪胎氣壓等相關(guān)技術(shù)條件，將各車載荷狀態(tài)調(diào)整到一致，保持良好車況。

(2)將所有車輛編號(hào)，每車安排一名駕駛員，在相同的路段上按照循環(huán)方式同步行駛。為加快輪胎磨損速度，可在路段選擇上增加部分山區(qū)、彎道等惡劣路況。

(3)完成一個(gè)里程循環(huán)后各車互換駕駛員，以消除不同駕駛習(xí)慣對(duì)試驗(yàn)最終結(jié)果的影響。

(4)多個(gè)循環(huán)后互換各車相同位置的輪胎，以消除試驗(yàn)車輛細(xì)微差異對(duì)試驗(yàn)最終結(jié)果的影響。

(5)幾個(gè)固定循環(huán)周期后，定期測(cè)量輪胎胎面花紋縱向溝深度值[22]，先在輪胎周向均勻選擇4個(gè)測(cè)量位置，每個(gè)測(cè)量位置對(duì)應(yīng)多個(gè)溝槽深度，定期測(cè)量時(shí)應(yīng)選用相同的測(cè)量位置。

(6)取每個(gè)溝槽的4個(gè)測(cè)量位置的算數(shù)平均值作為該溝槽的平均溝槽深度值，該平均溝槽深度與其行駛里程用最小二乘法做線性回歸，得出該條溝槽的“溝槽深度值——磨損里程”直線方程，當(dāng)溝槽深度值減小量達(dá)試驗(yàn)方案設(shè)定值時(shí)終止試驗(yàn)，估算出當(dāng)溝槽深度等于磨損極限時(shí)(1.6mm)該條溝槽的估計(jì)磨損里程壽命，取多條溝槽的估計(jì)磨損里程壽命的最小值作為該條輪胎的估計(jì)磨損里程壽命。最后，比較不同輪胎在車輛相同位置的輪胎壽命。

測(cè)量輪胎花紋縱向溝槽深度值時(shí)，推薦使用專用的深度尺。從2008-2011年已進(jìn)行的4個(gè)批次，20余組輪胎試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，相同尺寸、不同花紋的各種輪胎，磨損里程壽命估算值差值可高達(dá)6 000km左右，占輪胎磨損里程壽命總里程的比例高達(dá)15%。

輪胎作為整車的重要組成部分，其耐磨性對(duì)整車的可靠性具有重要影響。目前的整車質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定方法中，針對(duì)輪胎的可靠性故障評(píng)定中有輪胎開裂、碎裂、老化起泡、嚴(yán)重磨損等相關(guān)內(nèi)容[23]，其多數(shù)是對(duì)輪胎嚴(yán)重故障的評(píng)價(jià)，而輪胎耐磨性能評(píng)價(jià)方法可以通過專門的輪胎磨損試驗(yàn)，對(duì)輪胎嚴(yán)重磨損等情況進(jìn)行預(yù)估，還能準(zhǔn)確估算輪胎使用壽命，這是對(duì)整車質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定方法的補(bǔ)充和完善。

5 結(jié)論

(1)轎車輪胎的道路試驗(yàn)客觀評(píng)價(jià)方法涉及聲學(xué)、汽車動(dòng)力學(xué)等多個(gè)學(xué)科，且與汽車的舒適性、安全性、操控性和經(jīng)濟(jì)性等多方面密切相關(guān)。

(2)輪胎車內(nèi)噪聲、滾動(dòng)車外噪聲、濕地抓著系數(shù)、干地制動(dòng)性能、滑行阻力及整車油耗、耐磨性能等項(xiàng)目受駕駛員等主觀因素影響較小，控制好濕地水膜深度等試驗(yàn)條件，優(yōu)化試驗(yàn)流程，較易獲取理想的評(píng)價(jià)結(jié)果，是輪胎客觀評(píng)價(jià)的推薦項(xiàng)目。

(3)濕地蛇形繞樁、賽道極速行駛等評(píng)價(jià)方法受駕駛員駕駛水平、心理素質(zhì)和車況影響較大，應(yīng)選用專業(yè)的駕駛?cè)藛T，設(shè)計(jì)合理的試驗(yàn)規(guī)程，保持良好車輛狀態(tài)，并結(jié)合主觀評(píng)價(jià)綜合評(píng)定。

(4)輪胎的冰、雪路面性能評(píng)價(jià)，以及歐盟輪胎標(biāo)簽法相應(yīng)的評(píng)價(jià)項(xiàng)目[24]，是目前國(guó)內(nèi)迫切需要開展和完善能力建設(shè)的項(xiàng)目。

(5)輪胎的多項(xiàng)性能間往往存在矛盾性，本文中對(duì)此尚未做研究，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)綜合考慮各項(xiàng)性能，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

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