提供國內車輛審驗、技術研發、產品品質改善的 ARTC 財團法人車輛研究測試中心 (下簡稱車輛中心),於 11/7 舉辦「輪胎能效 檢測之旅」,解析輪胎能效的測試要求、管理發展歷程,同時聚焦滑行噪音、濕地抓地力、滾動阻力 3 大面向,實際進入測試場地、進行測試流程展演,透過媒體視角帶消費者了解輪胎測試的細節,呼應「檢測之旅」系列活動的宗旨。
輪胎能效設計魔鬼三角、管理發展歷程
與車輛密不可分的「輪胎」在技術發展下,推出相對應產品,朝安靜、舒適、節能、更短煞車距離等特性發展,而以上特點在輪胎開發技術中,彼此產生性能衝突與矛盾,也構成分別牽涉滑行噪音、滾動阻力及濕地抓地力的「輪胎能效設計魔鬼三角」。
據車輛中心提供的數據顯示,國際輪胎能效管理發展歷程,分為 3 階段,分別針對滾阻、滾阻及濕抓進行管制標準加嚴 ; 臺灣於 2019 年自願性針對小客車輪胎 (C1) 進行滾阻及濕抓的分級標示,並在 2023 年新增小貨車輪胎 (C2)、大客貨車輪胎 (C3) 兩種類型,目前 (2024 年) 歐盟已率先啟動第 3 階段管制標準 (加嚴滾阻、濕抓)。
滑行噪音 Coast-by Noise
探索車輛噪音來源,可以發現除了來自動力系統 (引擎)、空氣力學之外,還包含輪胎噪音,時速 30 公里以下為交通部要求的低速警示音,時速 30 至 60 公里間為環境部定義,車輛已正常速度行駛於市區道路的通過噪音,至於時速 60 公里以上,則為環境部標準檢驗局定義的輪胎慣性滑行噪音,本次「滑行噪音」的試驗便是鎖定車輛時速 60 公里以上的區間。
車輛行駛時,與路面接觸產生震動、摩擦、胎紋中的空氣壓縮及釋放均會產生噪音,在滑行噪音試驗中,測試道需符合坡度、平整度、紋理深度、吸音係數相關規範 (包含環境條件),在擴散區範圍內,相隔 10 公尺設置 A 點、P 點 (量測點)、B 點,至於測試車輛則劃分為小客車輪胎 (C1)、小貨車輪胎 (C2)、大客貨車輪胎 (C3)。
測試胎經過 100 公里磨合後,需執行配重、針對規格調整胎壓,接續再執行測試胎的滑行噪音測試,以當天活動現場範例,測試車 (Ford Ranger) 於測試道以參考車速 80 km/h (C2 小貨車輪胎分類) 行駛,在抵達擴散區範圍前將車輛排空檔、引擎熄火,以滑行方式通過測試點,後續再將數據進行迴歸分析,計算滑行噪音代表值。
濕地抓地力 Wet Grip
談到輪胎,不得不提到的濕地抓地性能,主要探討胎面花紋、溝槽對雨天行車的重要性,國際間的測試方法包含實車安裝測試 (4 條胎,時速 80 至 20 公里煞車距離)、拖車安裝測試 (依車種施做 50 或 60 公里煞車力道),國內車輛中心目前使用的方法為「拖車測試法」。
測試拖車分為母車、子車,母車提供定速行駛 (時速 65±2 公里),同時具備 ABS 煞車防鎖死功能,子車為封閉車廂,測試輪胎採第 5 輪壓載方式安裝,不使用配重,但需要使用油壓系統附加重量,同時附加灑水及煞車裝置,其輪胎載重範圍 (公斤) 與可容納尺寸 (直徑與寬度,至多 33 吋) 均有相關限制,煞車制動要求則為 0.2 至 0.5 秒。
在測試展演中,測試道需灑水,而子車內也可提供附加灑水,需先進行預備測試 (壓水 10 次),首先執行標準胎第 1 次測試 (煞停 6 次),再換上測試胎上場 (最多 3 條,煞停 6 次),完成後再換上標準胎進行第 2 次測試 (煞停 6 次) ; 確認測試變異在 4%範圍內,完成測試再進行指數計算,以測試胎煞車性能除以標準胎煞車性能,取得「濕抓指數」與「濕抓等級」。
滾動阻力 Rolling Sesistance
探討如何計算輪胎滾動阻力係數,因此本次活動唯一的室內測試實驗室,場域劃分整備與靜置區、標準胎存放室與測試區,測試機來自德國 ZF,安裝內建扭力計的鋼輪、測力計、溫度計與量測推動輪胎力量的扭力計,單一工位可施做小客車輪胎 (C1)至大客貨車輪胎 (C3)。
測試流程將分為 2 天,第 1 天整備需確認輪胎規格 (包含尺寸、載重指數、速度與胎壓) 與安裝輪圈,再依照不同輪胎形式進行靜置 (小客車胎大於 3 小時、卡客車胎大於 6 小時) ; 第 2 天確認實驗室環境溫度 (國內要求 25±1 度) 及胎壓 (若調整胎壓誤差將不需再靜置) 後,輸入參數執行測試,包含定速暖胎、量測滾阻、量測寄生損失 (小客車胎為 1 小時、卡客車胎為 4 小時),最終進行數據檢核與報告製作,計算出滾動係數,當係數越小,表示阻力越低。
國內預計 115 年 7 月實施輪胎能效檢驗標示
國內關於輪胎的管理制度方面,標準局自 69 年 4 月納管「汽車用輪胎」為應施檢驗商品,需要檢驗品質項目包含高速性能、耐久性能、胎唇部抗脫座力、外胎強度 ; 113 年 8 月已預公告實施輪胎能效檢驗,預計 115 年 7 月 1 日正式實施,輪胎商品標示內容需符合規定後,始得於國內市場販售。
車輛中心展望:已進行 Level 3 自駕電巴沙盒試驗、合作中華汽車自駕列隊行駛
藉本次「檢測之旅」車輛中心同步分享未來規劃及展望,現階段已研發國內 Level 3 自駕電巴技術,同時進行自駕沙盒試驗 ; 至於自駕車隊隊列技術,則與先前 U-CAR 報導中提到,攜手中華汽車電動商用物流車合作,進行亞洲首例以「全自駕車組成的隊列沙盒運行案」,使用電動版 Zinger 進行低速自駕列隊行駛,新技術有望應用在中華汽車推出的 3.5 噸電動物流車上。
預告首座全天候自駕實車驗證測試場域將登場
目前財團法人車輛研究測試中心場域中,已正在建置全臺首座「全天候高速自駕實車驗證測試」場域,有望 2025 年提供媒體搶先直擊,在天候環境將透過隧道進行模擬,長度約 200 公尺,提供霧氣、陰天、雨天、落日、逆光等情境,小型車最高測試車速可達 110 公里 ; 至於高架道路部分,全長則達 680 公尺,可模擬匝道、可變號誌、車道匯入/匯出、上下坡及橋樑等特殊測試情境。