輪胎負(fù)荷對(duì)滑行通過噪聲測(cè)試的影響

蔡習(xí)舟，宋 立，秦艷分

（中策橡膠集團(tuán)有限公司，浙江 杭州 310018）

2009年，歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)發(fā)布了歐盟輪胎標(biāo)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(biāo)簽制度。根據(jù)聯(lián)合國《1958年協(xié)定書》，現(xiàn)在進(jìn)入歐盟市場(chǎng)的產(chǎn)品必須取得ECE R117證書[1-2]。經(jīng)過近20年的發(fā)展，ECE R117法規(guī)（版本Rev.4—2016，以下簡(jiǎn)稱法規(guī)）在日趨成熟的同時(shí)也日趨嚴(yán)苛，促使輪胎生產(chǎn)企業(yè)加緊推行綠色環(huán)保輪胎[3-5]。

法規(guī)對(duì)各類輪胎產(chǎn)品的噪聲、滾動(dòng)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(duì)試驗(yàn)條件有諸多規(guī)定，但測(cè)試結(jié)果仍然會(huì)受到很多因素的影響。

本工作研究試驗(yàn)車輛輪胎在充氣壓力不變的情況下，負(fù)荷在法規(guī)規(guī)定的區(qū)間內(nèi)兩極變化對(duì)滑行通過噪聲測(cè)試的影響。

1 試驗(yàn)輪胎

試驗(yàn)輪胎規(guī)格為275/30R20 93H，相關(guān)信息如下：輪胎類型 轎車輪胎（C1），標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷（Qr）650 kg，標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力（Pr）250 kPa，輪胎標(biāo)記M＋S和雪花圖案，為非增強(qiáng)型。

試驗(yàn)輪胎花紋如圖1所示。因?qū)儆谘┑剌喬ィ鶕?jù)法規(guī)規(guī)定，輪胎噪聲通過限值為73 dB（A）。

圖1 試驗(yàn)輪胎花紋示意

2 試驗(yàn)車輛和試驗(yàn)條件

試驗(yàn)車輛為長風(fēng)獵豹Q6。

試驗(yàn)條件按照法規(guī)要求：空氣溫度 5～40℃，地表溫度 5～50 ℃，風(fēng)速＜5 m·s-1，車輛速度 70～90 km·h-1，測(cè)試場(chǎng)地符合ISO 10844規(guī)定，其他測(cè)試環(huán)境和設(shè)備擺放均符合法規(guī)要求。

3 結(jié)果與討論

3.1 輪胎負(fù)荷接近上限

根據(jù)法規(guī)要求，試驗(yàn)車輛每個(gè)輪胎的試驗(yàn)負(fù)荷（Qt）必須是Qr的50%～90%，試驗(yàn)車輛所有輪胎的平均負(fù)荷（Qa）必須是Qr的70%～80%。試驗(yàn)前各輪胎的負(fù)荷及其比重（試驗(yàn)車輛輪胎負(fù)荷與標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷的比值）如表1所示，滿足法規(guī)要求。

表1 試驗(yàn)車輛輪胎負(fù)荷及其比重

試驗(yàn)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(yàn)車輛輪胎的最小和最大充氣壓力，且有下式成立。

本次試驗(yàn)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(yàn)車輛完成輪胎預(yù)熱后進(jìn)入正式滑行通過噪聲試驗(yàn)各階段，試驗(yàn)車輛速度、噪聲以及空氣和地表溫度如表3所示。

表3 試驗(yàn)車輛速度、噪聲和溫度

輪胎與路面的滾動(dòng)噪聲聲壓級(jí)（LR）為

經(jīng)過計(jì)算，輪胎負(fù)荷接近上限時(shí)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(shí)的修正值Lref按下式計(jì)算：

式中，Tref為20 ℃，K為地表溫度的修正因數(shù)，20 ℃以上時(shí)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(jí)測(cè)試值為75 dB（A），未達(dá)到法規(guī)限值。

3.2 輪胎負(fù)荷接近下限

輪胎負(fù)荷接近上限時(shí)的試驗(yàn)完成后，試驗(yàn)車輛不卸胎，直接調(diào)整輪胎負(fù)荷進(jìn)行接近下限時(shí)的滑行通過噪聲試驗(yàn)。調(diào)整后試驗(yàn)車輛各輪胎的負(fù)荷及其比重如表4所示，調(diào)整后的Pt及其限值如表5所示，均滿足法規(guī)要求。

表4 調(diào)整后試驗(yàn)車輛輪胎負(fù)荷及其比重

表5 調(diào)整后的Pt及其限值 kPa

調(diào)整后試驗(yàn)車輛速度、噪聲以及空氣和地表溫度如表6所示。

表6 調(diào)整后試驗(yàn)車輛速度、噪聲和溫度

根據(jù)式（4）—（8），計(jì)算得到輪胎負(fù)荷接近下限時(shí)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(jí)測(cè)試值為73 dB（A），達(dá)到法規(guī)限值。

4 結(jié)論

測(cè)試環(huán)境和測(cè)試車輛相同，充氣壓力不變，保證輪胎負(fù)荷和充氣壓力都在法規(guī)規(guī)定的區(qū)間內(nèi)，調(diào)整接近法規(guī)區(qū)間的兩個(gè)負(fù)荷端點(diǎn)進(jìn)行兩次滑行通過噪聲試驗(yàn)。忽略風(fēng)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(yàn)的噪聲聲壓級(jí)相差1.9 dB（A），測(cè)試認(rèn)證結(jié)果不同。

輪胎負(fù)荷對(duì)輪胎噪聲有較大的影響，保持測(cè)試環(huán)境和測(cè)試車輛相同，充氣壓力不變，輪胎負(fù)荷小時(shí)噪聲較小，負(fù)荷大時(shí)噪聲較大。在法規(guī)規(guī)定的負(fù)荷區(qū)間內(nèi)通過兩極調(diào)整會(huì)直接影響輪胎噪聲測(cè)試認(rèn)證結(jié)果。