國內(nèi)外ST拖車輪胎測試標(biāo)準(zhǔn)對比分析

馬麗華，王 君，韓 磊，徐 偉，任振興，劉 杰，孫 超，張 峰，蘇國慶

（青島雙星輪胎工業(yè)有限公司，山東 青島 266400）

2010年9月29日，美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）發(fā)布通告，修訂FMVSS119“車輛（不包括轎車）用的充氣輪胎”，對車輛總質(zhì)量大于4 536 kg（10 000磅）的多功能車輛（MPV）、貨車和大客車使用的新充氣輪胎提出更為嚴(yán)格的耐久性試驗(yàn)要求，對幾個重型負(fù)荷等級（F，G，H，J，L）的輪胎增加新的高速性能試驗(yàn)，此外，要求在胎側(cè)上必須標(biāo)示輪胎的最大速度級別。自2007年6月1日起，NHTSA實(shí)施新的輕型車輛用輪胎安全技術(shù)法規(guī)FMVSS139[1]，按照此標(biāo)準(zhǔn)的要求，輪胎需通過更嚴(yán)格的試驗(yàn)，包括更嚴(yán)格的高速性能、耐久性能及新增加的低充氣壓力耐久性試驗(yàn)。我國強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB 9744—2015《載重汽車輪胎》是GB 9744—2007的修訂版，于2015年2月4日開始實(shí)施。

本工作對比研究美國標(biāo)準(zhǔn)FMVSS119和FMVSS139及國家標(biāo)準(zhǔn)GB 9744—2015在ST拖車輪胎測試條件和方法等方面的差異[2]。

1 適用范圍

1.1 FMVSS119

FMVSS119適用于1948年以后制造的車體總質(zhì)量超過4 536 kg（10 000磅）的車輛的充氣輪胎、1948年以后制造的車體總質(zhì)量不超過4 536 kg（10 000磅）的輕型貨車的充氣輪胎[輪胎花紋深度不小于4.3 mm（18/32英寸）]、特殊用途輪胎[ST、FI、輪輞直徑為203～305 mm（8～12英寸）或更小]及1948年以后生產(chǎn)的摩托車輪胎。

1.2 FMVSS139

FMVSS139適用于新充氣子午線輪胎，主要用于1975年以后生產(chǎn)的車體總質(zhì)量不超過4 536 kg（10 000磅）的輕型車輛（除摩托車和低速車輛）。FMVSS139不適用于特殊輪胎，即高速公路服務(wù)用的拖車輪胎、間歇高速公路上使用的農(nóng)用設(shè)備輪胎、輪輞直徑不超過203 mm（8英寸）的輪胎以及備用子午線輪胎。

1.3 GB 9744—2015

GB 9744—2015 適用于新載重汽車充氣輪胎。

2 試驗(yàn)項(xiàng)目

FMVSS119試驗(yàn)項(xiàng)目包括輪胎強(qiáng)度性能、耐久性能和高速性能[3]。

FMVSS139試驗(yàn)項(xiàng)目包括輪胎外緣尺寸、強(qiáng)度性能（參考FMVSS119）、脫圈阻力（無內(nèi)胎輪胎）、耐久性能、低充氣壓力性能和高速性能。

GB 9744—2015試驗(yàn)項(xiàng)目包括輪胎外緣尺寸、強(qiáng)度性能、耐久性能和高速性能，其中高速性能試驗(yàn)僅適用于微型和輕型載重汽車輪胎。其規(guī)范性引用文件包括GB/T 521，GB/T 2977，GB/T 4501等。

2.1 外緣尺寸

FMVSS119對輪胎外緣尺寸未做要求。

FMVSS139對測量工具及精度未做明確要求，試驗(yàn)環(huán)境溫度為20～30 ℃，輕型載重輪胎試驗(yàn)充氣壓力為胎側(cè)標(biāo)示的最大充氣壓力，測量項(xiàng)目包括斷面寬、總寬度和外周長，尺寸要求為斷面寬和總寬度不大于標(biāo)準(zhǔn)值的107%。GB/T 521—2012對測量工具及精度有明確要求，試驗(yàn)環(huán)境溫度為18～36℃，試驗(yàn)充氣壓力依據(jù)GB 9744—2015中的規(guī)定，測量項(xiàng)目包括外周長、斷面寬、花紋溝深度、磨耗標(biāo)志高度、新胎外直徑偏差為標(biāo)準(zhǔn)值的±1.3%；新胎斷面寬偏差為標(biāo)準(zhǔn)值的±4%。

以ST205/75R15 107M輪胎為例，F(xiàn)MVSS139的要求為：充氣壓力 胎側(cè)標(biāo)示的最大充氣壓力450 kPa，斷面寬和總寬度 ≤217.21 mm，僅規(guī)定上限，測6點(diǎn)取平均值；外周長和磨耗標(biāo)志高度僅要求測量，未規(guī)定具體數(shù)值要求。GB 9744—2015的要求為：充氣壓力 450 kPa，充氣外直徑（689±9）mm；充氣斷面寬（203±8）mm，測4點(diǎn)取平均值；磨耗標(biāo)志高度 ≥1.6 mm。

2.2 強(qiáng)度性能

FMVSS119的要求與GB/T 4501—2016基本相同，包括試驗(yàn)點(diǎn)的取法和數(shù)量、壓頭直徑、試驗(yàn)充氣壓力和破壞能的計算方法等。FMVSS139中輕型載重輪胎強(qiáng)度性能參照FMVSS119進(jìn)行試驗(yàn)。

FMVSS119（同 FMVSS139）的試驗(yàn)環(huán)境溫度為20～30 ℃，輕型載重輪胎最小破壞能根據(jù)負(fù)荷等級確定。GB/T 4501—2016的試驗(yàn)環(huán)境溫度為18～36 ℃，輕型載重輪胎最小破壞能根據(jù)負(fù)荷等級確定。

以ST205/75R15 107M輪胎為例，F(xiàn)MVSS119（同F(xiàn)MVSS139）的要求為：充氣壓力 450 kPa，破壞能 ≥514 J，壓頭直徑 19 mm。GB/T 4501—2016的要求與FMVSS119相同。

2.3 脫圈阻力

FMVSS119對輪胎脫圈阻力未做要求。

FMVSS139適用于無內(nèi)胎輕型載重輪胎的脫圈阻力試驗(yàn)。

GB/T 4501—2016規(guī)定輕型載重輪胎不需要做脫圈阻力試驗(yàn)[4]。

以ST205/75R15 107M輪胎為例，F(xiàn)MVSS139的要求為：充氣壓力 340 kPa，脫圈阻力 ≥11 120 N。

2.4 高速性能

FMVSS119的高速性能試驗(yàn)是輪胎在120，128和136 km·h-1速度下分別試驗(yàn)30 min。

FMVSS139的高速性能試驗(yàn)是輪胎在140，150和160 km·h-1速度下分別試驗(yàn)30 min，與FMVSS119相比，在降低充氣壓力的情況下提高了試驗(yàn)速度。

GB 9744—2015規(guī)定輪輞名義直徑406.4 mm（16英寸）及其以下規(guī)格的輕型載重汽車充氣輪胎需按GB/T 4501—2016進(jìn)行試驗(yàn)。

FMVSS119輪胎高速性能試驗(yàn)步驟[5]如表1所示。結(jié)果判定要求為：（1）試驗(yàn)結(jié)束后輪胎外觀檢查無缺陷；（2）試驗(yàn)結(jié)束后15～25 min，輪胎充氣壓力不低于初始充氣壓力。

表1 FMVSS119輪胎高速性能試驗(yàn)步驟

FMVSS139輪胎高速性能試驗(yàn)步驟如表2所示。結(jié)果判定要求為：（1）試驗(yàn)結(jié)束后輪胎外觀檢查無缺陷；（2）試驗(yàn)結(jié)束后15～25 min，輪胎充氣壓力不低于初始充氣壓力的95%。

表2 FMVSS139輪胎高速性能試驗(yàn)步驟

GB/T 4501—2016輪胎高速性能試驗(yàn)步驟如表3所示。初始速度為速度等級對應(yīng)速度減20 km·h-1。結(jié)果判定要求為：試驗(yàn)結(jié)束后外觀檢查無缺陷。

表3 GB/T 4501—2016輪胎高速性能試驗(yàn)步驟

以ST205/75R15 107M輪胎為例，F(xiàn)MVSS119的要求為：充氣壓力 450 kPa；負(fù)荷率 88%，即試驗(yàn)負(fù)荷為858 kg；分別以速度80，120，128和136 km·h-1運(yùn)行120，30，30和30 min。FMVSS139的要求為：充氣壓力 410 kPa；負(fù)荷率 85%，即試驗(yàn)負(fù)荷為828 kg；分別以速度80，140，150和160 km·h-1運(yùn)行120，30，30和30 min。GB/T 4501—2016的要求為：充氣壓力 450 kPa；負(fù)荷率90%，即試驗(yàn)負(fù)荷為877 kg；分別以速度0～110，110，120和130 km·h-1運(yùn)行10，10，10和30 min。

2.5 耐久性能

FMVSS119輪胎耐久性試驗(yàn)步驟如表4所示。結(jié)果判定要求為：（1）試驗(yàn)結(jié)束后輪胎外觀檢查無缺陷；（2）試驗(yàn)結(jié)束后15～25 min，輪胎充氣壓力不低于初始充氣壓力。

表4 FMVSS119輪胎耐久性試驗(yàn)步驟

FMVSS139輪胎耐久性試驗(yàn)步驟[6]如表5所示。結(jié)果判定要求為：（1）試驗(yàn)結(jié)束后輪胎外觀檢查無缺陷；（2）試驗(yàn)結(jié)束后15～25 min，輪胎充氣壓力不低于初始充氣壓力的95%。

表5 FMVSS139輪胎耐久性試驗(yàn)步驟

GB/T 4501—2016的試驗(yàn)環(huán)境溫度為（38±3）℃，載重輪胎試驗(yàn)充氣壓力為單胎最大額定負(fù)荷對應(yīng)的充氣壓力[7]，試驗(yàn)速度根據(jù)輪胎速度等級確定。試驗(yàn)分3個階段，階段1—3的運(yùn)行時間分別為7，16和24 h。單胎最大額定負(fù)荷不大于1 500 kg輪胎耐久性試驗(yàn)速度等級對應(yīng)的試驗(yàn)速度和負(fù)荷率如表6所示。單胎最大額定負(fù)荷大于1 500 kg輪胎速度等級F，G，J，K，L，M，N和P對應(yīng)的試驗(yàn)速度分別為35，45，50，55，65，70，80和90 km·h-1，3個階段負(fù)荷率分別為65%，85%和100%。試驗(yàn)前輪胎輪輞組合體在35～41 ℃環(huán)境溫度下停放3 h。試驗(yàn)結(jié)束后停機(jī)，檢查外觀，冷卻15～25 min后測量充氣壓力和尺寸等。結(jié)果判定要求為：試驗(yàn)結(jié)束后輪胎外觀檢查無缺陷。

表6 GB/T 4501—2016輪胎（單胎額定負(fù)荷不大于1 500 kg）耐久性試驗(yàn)速度等級對應(yīng)的試驗(yàn)速度和負(fù)荷率

以ST205/75R15 107M輪胎為例，F(xiàn)MVSS119的要求為：充氣壓力 450 kPa；速度 80 km·h-1；分別以負(fù)荷率75%，97%和114%（負(fù)荷分別為731，946和1 111 kg）運(yùn)行7，16和24 h。FMVSS139的要求為：充氣壓力 340 kPa；速度 120 km·h-1；分別以負(fù)荷率85%，90%和100%（負(fù)荷分別為828，877和975 kg）運(yùn)行4，6和24 h。GB/T 4501—2016的要求為：充氣壓力 450 kPa；速度 80 km·h-1；分別以負(fù)荷率75%，95%和115%（負(fù)荷分別為731，926和1 121 kg）運(yùn)行7，16和24 h。

2.6 低充氣壓力耐久性試驗(yàn)

FMVSS119和GB/T 4501—2016無低充氣壓力耐久性試驗(yàn)。FMVSS139特有輪胎低充氣壓力耐久性試驗(yàn)[8]。

按FMVSS139進(jìn)行耐久性試驗(yàn)后，低充氣壓力耐久性試驗(yàn)使用相同的輪胎輪輞組合體。試驗(yàn)充氣壓力根據(jù)負(fù)荷等級而定，負(fù)荷等級C，D和E對應(yīng)的充氣壓力分別為200，260和320 kPa；負(fù)荷率100%；速度 120 km·h-1；運(yùn)行時間 1.5 h。

以ST205/75R15 107M輪胎為例，完成常規(guī)耐久性試驗(yàn)后，將試驗(yàn)充氣壓力調(diào)整至260 kPa；在額定負(fù)荷下以速度120 km·h-1持續(xù)運(yùn)行90 min。

3 結(jié)語

通過FMVSS119、FMVSS139和我國國家標(biāo)準(zhǔn)對ST拖車輪胎測試條件和方法等方面的比較，促使我國輪胎產(chǎn)品能夠達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求，提高出口貿(mào)易競爭力。特別是生產(chǎn)出口美國數(shù)量比較大的拖車輪胎時，更需熟練掌握FMVSS119和FMVSS139的主要內(nèi)容，并對輪胎進(jìn)行測試。FMVSS139低充氣壓力耐久性試驗(yàn)雖相對國家標(biāo)準(zhǔn)而言比較苛刻，但根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)情況看，國內(nèi)大部分企業(yè)可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，即使有的企業(yè)第1次不能達(dá)到FMVSS139標(biāo)準(zhǔn)要求，經(jīng)過改進(jìn)也可以滿足要求。