謝東明


上一期我們介紹了事關安全的輪胎濕地制動性能,安全固然重要,但還不夠,還要講究環保。本期我們為您介紹輪胎舒適性和環境保護相關的另外一方面性能:輪胎的滾動噪聲。
車輛在行駛時,車內的成員會感覺到不同強度的噪聲,這些聲音包括風噪、胎噪以及發動機本身的噪聲等,其中胎噪直接和輪胎相關,而且不同輪胎的噪聲并不相同,因此,在評價一款輪胎性能的好壞時,胎噪也是重要的一個評價指標。首先我們來了解一下汽車行駛時,輪胎為什么會發聲。
空氣泵吸發聲
輪胎胎面上有很多花紋,這些花紋為輪胎帶來良好的抓地性能、散熱性能和排水性能,但花紋與花紋之間的溝槽,也是輪胎發聲源。胎面與地面接觸時,輪胎接地側產生壓縮變形,將溝槽內空氣擠出,胎面離開地面時, 溝槽容積恢復, 空氣又流入溝槽。空氣的不連續流動造成壓力波動, 發出聲音。
輪胎振動
輪胎滾動時,胎面花紋塊撞擊路面產生撞擊噪聲;不規則路面撞擊胎面以及輪胎本身滾動時的不均勻還會引起振動噪聲;輪胎胎面與路面摩擦也會產生刺耳的高頻噪聲(起步加速或制動時這種聲音最為明顯)。
空氣噪聲
輪胎快速滾動攪動周圍的空氣,引起鄰近空氣的不穩定流動造成壓力波動而產生空氣擾動噪聲,在日常行駛中,這種聲音一般較小。


輪胎噪聲的影響
輪胎噪聲,原來有這么多學問,那么輪胎噪聲有什么危害?輪胎噪聲通過車身結構及空氣傳播進入車內,降低駕乘人員的舒適性,同時駕駛員和乘員長期處于噪聲環境中,容易疲倦危害行車安全。輪胎噪聲向道路兩側傳播,還極大地影響周邊環境,影響居民正常生活、學習、工作、休息,道路兩旁的居民,對此叫苦不迭。輪胎噪聲頻帶非常寬,在80~ 4000Hz,均是人類聽覺敏感范圍,且難以阻隔。尤其是夜間的快速路兩旁,汽車噪聲嚴重影響居民休息,輪胎噪聲是罪魁禍首。
為了消除輪胎噪聲對車內駕乘人員的影響,各大汽車公司均有數百人的隊伍進行NVH性能開發,由于其和駕乘舒適性密切相關,所以汽車及零部件開發廠家對此更為關注,是涉及汽車品質的競爭指標。
由于輪胎噪聲會對周邊環境產生影響,因此各國政府機構對輪胎產品提出相應的標準進行約束。歐洲經濟委員會的ECE R117法規對各型輪胎制訂了測試方法并規定了嚴格的限值,只有滾動噪聲合格的輪胎產品才能進入市場銷售,同時在歐盟市場上銷售的輪胎還必須按照EU輪胎標簽法規,提示消費者輪胎的靜音等級。EU輪胎標簽法規將輪胎靜音性能分為三個等級,詳見下表,為轎車輪胎滾動噪聲限值及等級。


輪胎滾動噪聲測試方法簡介
下面我們以轎車輪胎為例,向您簡要介紹輪胎滾動噪聲測試方法。以下為其中幾個要點:
首先,測試需要在標準測試場地上進行,汽車在加速路段加速,在進入測試場地前將變速器置于空擋,同時關閉發動機,滑行通過測試場地(這樣可以消除發動機及變速器噪聲對測試結果影響)。
其次,當車輛通過測試場地中點時,車速應在70km/h~90km/h范圍內(輪胎噪聲影響最大,危害最嚴重的速度范圍),按照速度梯度選擇8個速度進行測量。
此外,在測試場地兩側7.5m處,設置兩個傳聲器,采集輪胎滑行通過測試場地時的最大噪聲值,將8次測量的噪聲值按照與速度對應關系擬合,獲取80km/h時的噪聲值;
最后,經過溫度修正,獲取最終測試結果噪聲值。
輪胎滾動噪聲測量結果簡析
為了掌握目前市場上銷售的主流輪胎產品滾動噪聲水平,我們選擇了31款輪胎,進行輪胎滾動噪聲測量。涵蓋的輪胎品牌有鄧祿普、韓泰、三角、雙錢、米其林、建大、佳通、普利司通、馬牌、路航、朝陽、固特異、錦湖和倍耐力等15個。涵蓋輪胎尺寸有175/70 R14、185/55 R15、185/60 R15、195/65 R15、205/55 R16、205/65 R15、215/70 R15、215/60 R16、215/70 R16、225/60 R16、225/45 R17、225/50 R17共12種。其中,普通輪胎13款,M+S胎11款,雪地胎7款。
依據ECE R117的測試方法,31款各型轎車輪胎滾動噪聲分布于66~73dB(A)。從測試結果來看,符合ECE R117法規的輪胎有20組,不符合ECE R117法規的輪胎有11組,不合格率約35.5%。其中185mm寬度以下的7款輪胎情況最為糟糕,僅1款輪胎滿足ECE R117法規要求。依據EU標簽法,符合優秀標準的輪胎有4款,一般標準的輪胎有16款,較差標準的輪胎有11款,詳見右表。



從以上測試結果來看,由于我國目前尚無針對輪胎滾動噪聲的強制性國標,市場上銷售的各類輪胎產品滾動噪聲水平參差不齊,亟需制定統一的強制性國標加以規范,并考慮適時推出中國自己的輪胎噪聲等級劃分標準,讓廣大消費者可以做到心中有數,明白消費。
好了,關于輪胎噪聲的知識這次就講到這里,對此感興趣的專業人士或輪胎制造商,歡迎你們通過編輯部與我們聯系,共同探討。
不同的輪胎有不同的抓地性能,會發出不同的輪胎滾動噪聲,同時由于輪胎滾動阻力的不同,還會影響整車油耗,這與消費者利益息息相關,下一期我們將與您共同分享不同輪胎對油耗的影響。