新法規對中國輪胎行業發展的影響

吳　蕾，葛　南，吳桂忠

（北京華中世通科技發展有限公司，北京 100097）

新法規對中國輪胎行業發展的影響

吳蕾，葛南，吳桂忠

（北京華中世通科技發展有限公司，北京 100097）

通過介紹了歐洲輪胎標簽法規和REACH法規，北美輪胎標簽法規，美國SMARTWAY認證、日本標簽法規、韓國標簽法規等的基本情況。針對這些法規，提出我國輪胎企業的應對措施，包括：產品設計方法的改進，新材料的應用，先進生產工藝的應用，以及產品檢測的試驗研究等。

輪胎；標簽法規；產品設計；新材料；工藝

進入21世紀，環保和節能已經成為世人關注的焦點，有統計數據顯示，道路交通造成18%的全球二氧化碳排放，而輪胎則造成20%～30%的汽車油耗和大約24%的二氧化碳排放，因此，削減汽車二氧化碳排放量的法律法規首先從輪胎開始意義重大。而輪胎作為汽車與地面接觸的唯一部件，其安全等性能也日益受到消費者的重視，歐美等發達國家相繼制訂并實施了新的輪胎法規和標準，如歐盟的REACH法、標簽法和美國的標簽法、SMARTWAY認證等。為此各輪胎公司重新制定新產品研發戰略，安全（Safe）、節能（Economy）和環保（Environment）是必然的發展趨勢。

1　目前全球輪胎法規的概況

1.1歐洲輪胎標簽法規和REACH法規

歐盟委員會頒布了一系列法規，其中包含了1222/2009 、661/2009 、ECE R117 等。要求自2012年11月1日起，輪胎制造商需要對燃油效率、抓地性能與噪聲三個關鍵指標進行測試，并按標準進行判定，確認相應級別，同時制作符合規定尺寸的標簽，在標簽上標注，鼓勵終端用戶購買對環境更友好、性能表現更佳的輪胎。歐盟根據燃油消耗和濕滑路面抓地力，將輪胎分為A～G七個等級，A代表性能最高，G代表性能最差；另外，歐盟還對輪胎的噪音排放進行了分級。目標是到2020年歐洲能源消耗減少20%。

REACH法規：這項環保法規要求檢測輪胎制造原材料中的多環芳烴和155種高度關注物質進行檢測。

1.2北美輪胎標簽法規

美國公路交通運輸安全管理局NHTSA重新修訂了美國輪胎標簽法49 CFR Part 575，規定了所有乘用車輪胎與輕卡輪胎在銷售給終端消費者前，必須強制粘貼輪胎等級標準，包括燃油效率、濕地牽引和耐久性三項指標。該法規源于Energy Independence and Security Act of 2007，測試標準則綜合參考了UTQGS、ISO和SAE標準，并于2010年正式頒布。

1.3美國SMARTWAY認證

目前，美國只有加利福尼亞州要求相關輪胎必須通過SMARTWAY認證，其他各州暫時還沒有強制性要求。

（1）從2010年1月1日起，進入美國加州市場為所述相關車型配套的驅動輪、導向輪和拖車輪輪胎必須要通過SMARTWAY認證。

（2）從2012年1月1日起，進入加州替換市場用于所述相關車型的驅動輪和導向輪輪胎必須通過SMARTWAY認證。而進入加州替換市場用于所述相關車型的拖車輪輪胎如果不通過SMARTWAY認證，市場需求會越來越小。

（3）最晚2017年1月1日，所有替換市場相關車型拖車輪輪胎必須通過SMARTWAY認證。

1.4日本標簽法規

于2010年1月，針對轎車輪胎就燃油效率和濕地抓著性能實行自愿計劃 , 開始了輪胎標簽的自愿標貼。

1.5韓國標簽法規

韓國輪胎標簽法規對轎車輪胎和小型載重汽車輪胎的燃油效率和濕地抓著性能提出了明確的指標要求和分級標準，于2011年自愿實行，2012年12月起，開始強制粘貼輪胎標簽。

1.6其他新興市場法規

目前為了順應輪胎市場發展趨勢，新興市場國家也正在策劃相關標準和法規。

巴西早在2012年就發布了輪胎標簽法INMETRO 544法規，經過一年多對操作性問題的研判，于2013年針對INMETRO 544方法發布了一個附加法案538法案，對標簽法實施完善了細節上的要求。根據INMETRO以及相關機構要求，對于進入巴西市場的輪胎新家族的認證，將于2015年4月開始按照544法規進行。

中國的輪胎標準和標簽制度正在推進過程中，目前，汽車滾動阻力限值和測試方法標準已經發布，正在開展汽車滾動阻力的摸底試驗，為擬定輪胎滾動阻力分級標準積累數據。2015年將完成國家標準《汽車噪聲滾動阻力限值》、《汽車輪胎濕路面抓著指數限值》的制訂。

2　中國企業的應對措施

各個國家和地區的法案法規不但是輪胎產品進入其中的基本要求，也將在很大程度上影響客戶的消費行為。因此為應對這一變化，中國輪胎企業不得不采用新的技術、原材料及工藝生產滿足這些要求的新產品。

2.1產品設計方法的改進

我國通過多年對有限元方法在輪胎設計方面的研究也推出了一系列的設計理論，將輪胎結構設計從經驗和半經驗設計推向數字化，縮短了開發周期。有實力的國內輪胎企業通過產學研合作等形式，建立了輪胎性能仿真團隊，進行輪胎靜態、動態力學性能仿真，輪胎生產工藝仿真，橡膠復合材料力學、熱力學等方面的研究。有遠見的檢測試驗、認證審核技術服務公司利用其國內性能試驗數據豐富的優勢，投資成立了輪胎性能模擬驗證團隊。 可以確信，未來有限元分析和計算機仿真還將有更大發展，但是在前期的試驗數據驗證和計算機模擬仿真方面還有許多工作要做。

2.2新材料應用

在原材料選擇方面，會進一步擴大環保和節能型復合材料的應用，并充分考慮材料的循環利用。

（1）纖維材料將向芳綸和芳綸復合簾線方向發展，主要是將其用于帶束層或冠帶層。

（2）新結構鋼絲簾線同樣發展迅速，這些鋼絲簾線的強度更高、結構簡單、滲膠性能很好，耐疲勞性能也有明顯改善。

（3）環保原材料方面包括環保充油丁苯橡膠、環保芳烴油、環保塑解劑和環保促進劑等等，現已得到廣泛應用。

2.3先進自動化生產工藝應用

2.3.1低溫一次法煉膠

低溫一次法煉膠工藝，采用密煉機一段混煉，在開煉機上加硫黃，然后壓片、冷卻，完成膠料的壓制。采用這種工藝大大加強了對膠料的機械剪切，弱化了高溫氧化裂解作用，使配合劑分散更加均勻，避免了高溫時焦燒現象及凝膠的產生，提高了膠料的物理性能，提高了黏合膠料的黏性。流程如圖1。

圖1　低溫一次法煉膠流程

2.3.2半成品部件實現多機頭復合擠出

為了提高生產效率，半成品部件的擠出會由目前的兩復合或三復合變成四復合甚至五復合（見圖2），從而極大地降低生產成本，提高半成品質量，保證設計精度。

2.3.3胎體、帶束層和內襯層壓延時進行輻射預硫化

圖2　四復合、五復合擠出示意圖

胎體和帶束層半成品質量對輪胎質量和性能都有較大影響，為了保證生產過程中簾線不變形，在壓延時進行輻射預硫化（見圖3），既可以減輕輪胎的質量，又能適當縮短硫化時間，在降低輪胎制造成本的同時提高輪胎的品質。

圖3　橡膠輻射交聯示意圖

2.3.4輪胎成型多鼓化

在轎車子午線輪胎成型過程中，三鼓甚至四鼓、五鼓成型機會得到推廣應用，全鋼載重子午線輪胎成型將以多鼓成型機流水線作業為主，極大地提高生產效率，節省人力資源（見圖4~6）。

2.3.5高溫充氮硫化工藝

無論是轎車子午線輪胎、全鋼載重子午線輪胎，還是工程機械子午線輪胎，都將逐步采用充氮硫化工藝以提高生產效率和降低能源消耗。

圖4　轎車子午線輪胎三鼓一次法成型機

圖5　轎車子午線輪胎四鼓一次法成型機

圖6　載重子午線輪胎四鼓一次法成型機

2.3.6生產過程物流自動化

對于輪胎生產企業來說，半成品部件和成品輪胎的倉儲、運輸管理十分重要，傳統的物流方式效率低、差錯率高，自動化的物流管理將是未來發展趨勢（見圖7）。

圖7　生產過程物流自動化

2.4全面的產品檢測與深入的試驗研究

2.4.1安全性能研究

室內試驗方面：MTS平帶式試驗機會得到更廣泛的應用，以研究在一定牽引力或制動力情況下，輪胎側向力或縱向力的變化情況，從而確定汽車的操控穩定性。

在室外道路試驗研究方面：首先考慮的是研究濕路面和冰雪路面條件下輪胎的操縱性能，濕路上的水膜深度會增加到7 mm以上，在200 km/h的速度下，測試輪胎/車輛的轉向性能及穩定性。

在安全性能的試驗研究方面，為配合“智能輪胎”的面市，輪胎設計工程師會更廣泛地采用電子元器件，與汽車的ESP系統相結合，使得跑氣保用輪胎更加安全可靠。

2.4.2節能技術的試驗研究

節能技術會由于石油價格的波動變得更加引人關注，為此汽車工業生產出了雙燃料動力或太陽能動力以及電動汽車。為了降低能耗、減少輪胎行駛時產生的滾動阻力，輪胎設計者必將更深入地研究影響輪胎滾動阻力的因素。目前廣泛應用于測試輪胎滾動阻力的室外方法是測定恒定速度下的燃油消耗和采用拖車測量，雖然也有使用底盤測功機進行測量的，但這種方法需要修正。

2.4.3環保性能試驗研究

由輪胎產生的環保問題已經受到許多國家的重視，為了解決這一問題，輪胎設計者在考慮輪胎翻新的同時，也在不斷設法延長新輪胎的使用壽命，因此輪胎的室內外耐久試驗，尤其是實際道路試驗顯得越來越重要。為了保證輪胎的實際使用壽命，進行試驗場的輪胎道路強化試驗是必須的。

汽車行駛時由輪胎產生的噪聲也是影響環境的因素之一，因此在這一方面的深入試驗研究也將成為輪胎設計者的一個重要課題。

總之，隨著汽車工業的發展，對汽車輪胎開展圍繞著安全、節能和環保等方面的試驗研究勢在必行，這些研究也將為輪胎設計及其計算機模擬仿真提供重要數據。通過試驗設備的研發及試驗場的建設，輪胎的試驗研究將會進一步快速發展。

3　結語

隨著世界各國輪胎標準日益嚴格，我國輪胎生產將產生巨大變革，傳統的大規模、同質化、低水平生產將逐步淘汰。我國輪胎企業應積極采用新材料、新工藝生產高附加值輪胎產品，加強品牌建設，逐步在海外建設和完善銷售體系，避免一味依靠低價競爭。同時，還應加強對國外輪胎相關法律、法規的研究工作，針對這些法規，積極調整產品結構，以適應國際市場競爭。

Impact of new regulations on the development of domestic tire industry

TQ336.1

1009-797X(2015)19-0023-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.19.004

吳蕾（1975—），女，工程師，主要從事輪胎結構設計和工藝管理工作。

2015-03-31