蔡習舟,宋 立,秦艷分
(中策橡膠集團有限公司,浙江 杭州 310018)
2009年,歐洲經濟委員會發(fā)布了歐盟輪胎標簽法規(guī)[REGULATION(EC)No 1222/2009],之后,世界各國和地區(qū)紛紛推出各自的輪胎標簽制度。根據(jù)聯(lián)合國《1958年協(xié)定書》,現(xiàn)在進入歐盟市場的產品必須取得ECE R117證書[1-2]。經過近20年的發(fā)展,ECE R117法規(guī)(版本Rev.4—2016,以下簡稱法規(guī))在日趨成熟的同時也日趨嚴苛,促使輪胎生產企業(yè)加緊推行綠色環(huán)保輪胎[3-5]。
法規(guī)對各類輪胎產品的噪聲、滾動阻力和濕地抓著性能都有明確的限值規(guī)定。盡管法規(guī)對試驗條件有諸多規(guī)定,但測試結果仍然會受到很多因素的影響。
本工作研究試驗車輛輪胎在充氣壓力不變的情況下,負荷在法規(guī)規(guī)定的區(qū)間內兩極變化對滑行通過噪聲測試的影響。
試驗輪胎規(guī)格為275/30R20 93H,相關信息如下:輪胎類型 轎車輪胎(C1),標準負荷(Qr)650 kg,標準充氣壓力(Pr)250 kPa,輪胎標記M+S和雪花圖案,為非增強型。
試驗輪胎花紋如圖1所示。因屬于雪地輪胎,根據(jù)法規(guī)規(guī)定,輪胎噪聲通過限值為73 dB(A)。
圖1 試驗輪胎花紋示意
試驗車輛為長風獵豹Q6。
試驗條件按照法規(guī)要求:空氣溫度 5~40℃,地表溫度 5~50 ℃,風速<5 m·s-1,車輛速度 70~90 km·h-1,測試場地符合ISO 10844規(guī)定,其他測試環(huán)境和設備擺放均符合法規(guī)要求。
根據(jù)法規(guī)要求,試驗車輛每個輪胎的試驗負荷(Qt)必須是Qr的50%~90%,試驗車輛所有輪胎的平均負荷(Qa)必須是Qr的70%~80%。試驗前各輪胎的負荷及其比重(試驗車輛輪胎負荷與標準負荷的比值)如表1所示,滿足法規(guī)要求。
表1 試驗車輛輪胎負荷及其比重
試驗車輛輪胎的充氣壓力(Pt)必須滿足下式
式中,Pmin和Pmax分別為試驗車輛輪胎的最小和最大充氣壓力,且有下式成立。
本次試驗的Pt及其限值如表2所示,滿足法規(guī)要求。
表2 Pt及其限值 kPa
試驗車輛完成輪胎預熱后進入正式滑行通過噪聲試驗各階段,試驗車輛速度、噪聲以及空氣和地表溫度如表3所示。
表3 試驗車輛速度、噪聲和溫度
輪胎與路面的滾動噪聲聲壓級(LR)為
經過計算,輪胎負荷接近上限時的LR為76.17 dB(A),為76.13 dB(A),a為53.61,V為-7.70×10-4。
LR在20 ℃時的修正值Lref按下式計算:
式中,Tref為20 ℃,K為地表溫度的修正因數(shù),20 ℃以上時為-0.03,T為地表溫度平均值。
溫度修正后Lref為76.68 dB(A),根據(jù)法規(guī)向下圓整減1后最終噪聲聲壓級測試值為75 dB(A),未達到法規(guī)限值。
輪胎負荷接近上限時的試驗完成后,試驗車輛不卸胎,直接調整輪胎負荷進行接近下限時的滑行通過噪聲試驗。調整后試驗車輛各輪胎的負荷及其比重如表4所示,調整后的Pt及其限值如表5所示,均滿足法規(guī)要求。
表4 調整后試驗車輛輪胎負荷及其比重
表5 調整后的Pt及其限值 kPa
調整后試驗車輛速度、噪聲以及空氣和地表溫度如表6所示。
表6 調整后試驗車輛速度、噪聲和溫度
根據(jù)式(4)—(8),計算得到輪胎負荷接近下限時的LR為74.27 dB(A),為74.23 dB(A),a為53.71,為-8.05×10-4。
溫度修正后Lref為74.78 dB(A),根據(jù)法規(guī)向下圓整減1后最終噪聲聲壓級測試值為73 dB(A),達到法規(guī)限值。
測試環(huán)境和測試車輛相同,充氣壓力不變,保證輪胎負荷和充氣壓力都在法規(guī)規(guī)定的區(qū)間內,調整接近法規(guī)區(qū)間的兩個負荷端點進行兩次滑行通過噪聲試驗。忽略風速、空氣溫度等不可控因素的影響,地表溫度修正后得到兩次試驗的噪聲聲壓級相差1.9 dB(A),測試認證結果不同。
輪胎負荷對輪胎噪聲有較大的影響,保持測試環(huán)境和測試車輛相同,充氣壓力不變,輪胎負荷小時噪聲較小,負荷大時噪聲較大。在法規(guī)規(guī)定的負荷區(qū)間內通過兩極調整會直接影響輪胎噪聲測試認證結果。