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。

ARTC 車輛中心舉辦「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。

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」。

輪胎朝安靜、舒適、節能、更短煞車距離等特性發展,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)。

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。

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。

車輛行駛中的主要噪音來源,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 60 公里以上之輪胎慣行滑行噪音為環境部標準檢驗局定義,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)。

車輛中心提供的資料顯示,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。
滑行噪音測試道需符合坡度、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。

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。

滑行噪音測試之測試胎,需經過 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。
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。
測試車 (Ford Ranger) 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。
滑行噪音測試操作完成後,後續需要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」。

輪胎的濕地抓地性能測試環節,主要探討胎面花紋、溝槽對雨天行車的重要性。圖為車輛中心濕地抓地力測試能量之測試道
車輛中心濕地抓地力測試能量之測試場地,針對路面條件擁有相當嚴苛的限制。
國際間針對濕地抓地力測試能量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)。
國內車輛中心針對濕地抓地力測試能量的測試方法採用拖車安裝測試,圖為拖車子車內部示意。

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。

濕地抓地力測試拖車分為母車、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。
濕地抓地力測試拖車的子車不使用配重,但需要使用油壓系統附加重量,同時附加灑水及煞車裝置。
濕地抓地力測試拖車的子車,適用輪胎載重範圍 (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。
圖為輪胎濕地抓地力測試畫面。

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」。

濕地抓地力測試需先執行標準胎測試,隨後換上測試胎進行測試,完成後需再換上標準胎進行測試,再進行指數計算,完成測試結果。
標準胎的尺寸、性能、需符合美國材料試驗協會標準規定,可在測試過程中提供可靠、高度重現性的數據。

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)。

滾動阻力測試安排在室內實驗室,場域劃分整備與靜置區、標準胎存放室與測試區。
滾動阻力測試測試機來自德國 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。

測試流程將分為 2 天,第 1 天整備需確認輪胎規格與安裝輪圈,再依照不同輪胎形式進行靜置 ; 第 2 天確認實驗室環境溫度及胎壓後,輸入參數執行測試。
滾動阻力測試流程,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。
圖為輪胎滾動阻力測試畫面。
滾動阻力測試機上方配有安全感應裝置,當測試輪胎發生異變,導致破損碰觸到感測裝置,測試機將立即停止運轉。
滾動阻力測試流程中,經執行完整測試後,透過數據檢核及報告製作,可以分析結果係數越小,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。

國內方面,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。

車輛中心分享未來規劃,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。
車輛中心提到,已攜手中華汽車電動商用物流車,進行亞洲首例以「全自駕車組成的隊列沙盒運行案」。

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。

車輛中心場域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。