【技术分享】我国雪地轮胎生产现状和测试方法

我国北方比如新疆北部、内蒙古东北部、东北地区等，到了冬季经常会出现降雪、路面积雪结冰的现象，给人们驾车安全出行带来不便。冰雪路面不仅对司机的驾驶技术是一种考验，对车辆本身也是一种考验。这种气候条件下普通轮胎已经无法满足车辆正常行驶、制动的需求。车辆要想正常、安全地行驶，离不开车辆与地面唯一接触的轮胎功能的正常发挥。冬季轮胎选用相对较软的胎面配方，深花纹沟和大花纹块配合多钢片沟设计，可提高轮胎在低温冰雪道路上的附着力，在干冷、积雪、结冰的路面上能提供更好的制动和操控性能，保障了冬季冰雪路面的行车安全性。

一、全球冬季胎市场情况

在北美、中欧、北欧、俄罗斯等国家和地区，冬季专用轮胎已经被人们普遍接受，甚至有些国家有冬季必须换用标有雪山标识冬季轮胎的相关立法，冬季胎已成为冬季道路安全的重要保障。中国东北和西北地区从每年10月份开始陆续换用冬季轮胎，人们对冬季轮胎的认识逐步增强。据不完全统计，中国市场冬季胎年销售量达到500万条，并且中国汽车百人平均保有量远低于欧美等发达国家，市场仍未达到饱和状态。汽车工业的发展是轮胎产业发展的推动力，所以市场对冬季胎的需求量在逐步增长，冬季胎市场发展前景十分广阔。

二、我国冬季胎的生产情况

中国既是轮胎生产大国，也是轮胎消费和出口大国。自2008年大力发展雪地轮胎以来，随着市场竞争的日益激烈，各轮胎生产企业陆续加大雪地轮胎技术升级的步伐，采用自主创新及产学研相结合的形式，我国冬季轮胎产品迈上了新的台阶，生产规模不断壮大，产品性能不断提高。

三、制定测试方法的目的、意义、紧迫性和必要性

中国的雪地轮胎发展迅速，雪地轮胎的生产技术已非常成熟，产品已投放市场并在中国东北、西北区域进行大面积的推广和使用，得到了广大消费者的认可，国外市场销售量也是逐年攀升。目前国内轮胎公司采用美国和欧洲的冬季轮胎测试标准进行性能评估，国内没有相关测试标准。我国已研发定型了湿地标准轮胎，并制定了相应的湿地性能认证标准，制定轮胎雪地性能试验方法标准已是势在必行。

“十三五”规划纲要中明确提出，要牢固树立并切实贯彻“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念，以安全高效、节能、环保为主要特点的“绿色安全轮胎”成为国际轮胎工业发展的主流。发展绿色安全轮胎实现产业升级，是世界轮胎工业发展的大势所趋，雪地轮胎检测方法的制定为“绿色轮胎”雪地性能指标的制定提供了依据。 

《轿车轮胎雪地抓着性能试验方法》和《载重汽车轮胎雪地抓着性能试验方法》标准由企业要求列入国家标准化管理委员会标准制修订计划，两个标准已于2018年4月1日起正式实施，国家标准编号分别为GB/T33829-2017和GB/T33830-2017。

四、测试方法的主要技术内容

根据我国制定标准时要等同甚至高于国际标准及国外先进标准的政策，同时考虑到我国雪地轮胎生产和使用的实际情况，远近结合、着眼发展，切实提高我国轮胎标准水平，在编制雪地轮胎测试方法标准时主要参考了ISO雪地轮胎标准草案、美国ASTM1805《用于测量在冰雪覆盖路面上直线行驶的单一车轮驱动牵引力的标准试验方法》以及欧洲经济委员会ECE117法规附录7中有关轿车轮胎雪地性能试验方法，并进行了数据对比和分析。 

1. 测试条件

ISO标准草案和ECE117标准中规定：在地面往上约1m处测得的空气温度范围是-2℃～-15℃；积雪路面约1cm深处测得的积雪温度应在-4℃～-15℃。黑河、长春、牙克石和乌鲁木齐近4年冬季平均气温见表1。 

表 1 冬季气温统计表 

通过对上述地区冬季气温分析，牙克石地区是上述四地冬季气温最低的地方，1月份是冬季气温最低的月份，基本在-35℃左右。

根据了解并结合测试场实际测试情况，当气温在-25℃时，测试数据就会出现紊乱，重现性较差；同时为避免阳光照射、风力、雪地压实指数等测试条件大幅波动对测试数据的影响，提高测试结果的稳定性，规定试验过程中气温变化不应超出10℃，尽量避免阳光直射和日照或湿度有较大变化，风速不 宜大于5m/s。

根据我国使用雪地轮胎地区的气候条件，为使测试结果更能反映轮胎本身特有的性能，提高试验结果的准确性，雪地测试标准规定了以下测试条件： 

路面条件： 

试验测试用雪地路面表面平整均匀，长度宜为500m以上，宽度宜为5m以上，坡度不大于2%。 

雪地测试路面应有一层至少3cm厚的坚硬压实的积雪为底层，表层为约2cm厚的压实雪层。 

雪地压实指数至少要在整个测试路面上均匀选取10个点测量，取其平均值，最大值与最小值相差不超过8，使用CTI雪地硬度测试仪测得的雪地压实指数平均值在 75～85。 

气候条件： 

在地面之上约1m处测得的空气温度范围是-21℃～-7℃；

雪地测试路面约1cm深处测得的积雪温度应在-21℃～-9℃； 

测试过程中气温变化不应超过10℃。

测试过程中尽量避免阳光直射，避免日照条件或湿度有较大变化，风速不宜大于5m/s。

2. 试验测量仪器要求 

为提高测量精度，测试测量仪器要求如下：

测试测量仪器应对振动、减速和环境温度变化不敏感，所有暴露部分应能承受100%的相对湿度、灰尘、冲击和振动等其他不利因素。 

测试车辆的速度采用安装五轮仪或GPS等非接触式速度测量仪测量。在环境温度-21℃～-7℃范围内，允许误差： 

车速测量：±1%或±0.5km/h，取数值较大者； 

距离测量：±0.1m。 

试验过程中，车内应显示测量仪测量的实际车速或者实际车速和标准车速的差距， 以便驾驶者调整车速。 

气压表精度：±5kPa。 

3. 轮胎相关要求

（1）标准轮胎的选择 

结合我国标准轮胎的研发情况，雪地轮胎测试标准轮胎分别选用三角轮胎股份有限公司和中策橡胶集团有限公司研发的中国标准轮胎。 

轿车轮胎试验用标准轮胎为195/75R14 92S，轮胎花纹见图1。 

图 1 195/75R14 92S 标准轮胎

名义断面宽度小于285mm的载重汽车轮胎，标准轮胎为245/70R19.5 136/134 M， 轮胎花纹见图2。 

图 2 245/70R19.5 136/134 M 标准轮胎

名义断面宽度大于或等于285mm的载重汽车轮胎，标准轮胎为315/70R22.5 154/150 L，轮胎花纹见图3。 

图 3 315/70R22.5 154/150 L 标准轮胎

（2）测试轮胎 

对测试轮胎的要求是同批次生产和保存在相同环境下。应将胎面上的胶毛和胶边以及任何外来物清除。试验前，与雪地接触的轮胎表面应保持清洁。 

测试之前，在干燥铺装路面上对试验轮胎进行100km的预跑。 

应在测试现场附近装配试验轮胎，用常规安装方法，将试验轮胎安装在试验车辆使用的轮辋上，为便于安装允许使用适量的润滑剂。装配好的全部待测轮胎应放置在室外相同的环境条件下至少2h，然后将轮胎充气压力调整至测试方法规定的数值。 

轿车雪地轮胎测试轮胎的气压和负荷： 

轿车雪地轮胎测试轮胎充气压力为240kPa，车辆载荷应满足：施加在轮胎上的负荷为轮胎负荷指数对应负荷的60%～90%，同一车轴上的轮胎负荷相差不超过10%。 

对载重汽车雪地轮胎测试轮胎的气压和负荷的要求： 

驱动轮胎充气压力应为胎侧标示的充气压力的70%；导向轮胎充气压力为胎侧标示的充气压力。每条后驱动轴试验轮胎的负荷应为其胎侧标示的负荷能力的20%～55%。车辆前导向轴总的静态轴负荷应为后驱动轴总的轴负荷的60%～160%。同一驱动轴上的轮胎负荷变化不应超出10%。