歐洲鑲釘輪胎新法規(guī)解讀

席 巖，劉晶晶，張凱凱，王龍慶，張艷梅，褚京京

（青島森麒麟輪胎股份有限公司，山東 青島 266229）

北歐主要包括瑞典、挪威、芬蘭、丹麥和冰島5個國家，由于其位于北溫帶向北寒帶交界處的中高緯度地區(qū)，大部分地區(qū)全年氣溫較低，冬季漫長、天氣嚴寒、積雪覆蓋。普通夏季輪胎及全天候輪胎在冰雪路面上的抓著性能會大幅下降，為保證汽車冬季行駛安全，在低溫冰雪環(huán)境下使用冬季輪胎是必要的。目前市場上的冬季輪胎主要有高性能全季輪胎、鑲釘輪胎和非鑲釘雪/冰地輪胎等[1-2]。鑲釘輪胎由于在胎面鑲入硬合金防滑釘，相比非鑲釘?shù)亩据喬ツ軌蛱峁└涌煽康谋┞访孀ブ阅?。但是，鑲釘輪胎在提高輪胎牽引性能的同時，其胎面凸出的防滑釘會損壞積雪較少的路面，且行駛噪聲和揚塵等問題無法避免。針對此問題，歐洲交通運輸局自2003年起頒布并不斷修訂相關的法規(guī)條例，旨在進一步減輕鑲釘輪胎對路面造成的損傷[3-4]。本文主要介紹歐洲最新鑲釘輪胎法規(guī)，并解讀北歐地區(qū)現(xiàn)階段鑲釘輪胎的相關技術與認證要求。

1 歐洲最新鑲釘輪胎法規(guī)

最新《歐洲輪胎輪輞技術組織設計標準（ETRTOEDI）》對鑲釘輪胎的實施國家、使用時間和防滑釘數(shù)量等技術要求進行了明確規(guī)定。

1.1 鑲釘輪胎使用地區(qū)及時間

歐洲鑲釘輪胎法規(guī)中對于不同地區(qū)使用鑲釘輪胎的規(guī)定是有區(qū)別的。中歐以南的部分國家全面禁止使用鑲釘輪胎，目前禁用鑲釘輪胎的主要國家有：保加利亞、德國、匈牙利、荷蘭、捷克、葡萄牙、波蘭。英國目前對于使用鑲釘輪胎無限制，但是需要考慮輪胎必須適合機動車輛的用途，因此鑲釘輪胎不適合在干燥的柏油路面上使用。而允許使用鑲釘輪胎的國家，并不是任意時間段均可使用，對其全年可安裝鑲釘輪胎的時間段有詳細的規(guī)定，如表1所示。

表1 歐洲鑲釘輪胎使用規(guī)定

1.2 防滑釘安裝要求

鑲釘輪胎的表面鑲有硬合金防滑釘，其釘體大部分埋入輪胎，僅留出釘芯端凸出于輪胎表面一定高度，并直接接觸路面，在輪胎行駛時釘芯嵌入低摩擦因數(shù)的積雪或冰面，從而提高輪胎抓地特性。不同材質的防滑釘質量有所差異，目前防滑釘種類豐富，隨著鑲釘輪胎技術的發(fā)展以及路面的嚴苛要求，防滑釘?shù)男螤睢①|量正逐漸向小型、輕質方向發(fā)展。釘芯材質與釘體不同，其硬度更大，極易損壞路面，歐洲法規(guī)對防滑釘凸出高度和安裝數(shù)量有相應的技術要求，如表2所示。

表2 歐洲鑲釘輪胎防滑釘規(guī)定

1.3 其他限制條件

除對鑲釘輪胎限制使用地區(qū)、使用時間及防滑釘?shù)南嚓P規(guī)定外，最新法規(guī)修訂了對鑲釘輪胎的使用車輛及質量等附加要求。歐洲不同國家鑲釘輪胎使用的具體附加規(guī)定如表3所示。

表3 歐洲鑲釘輪胎使用的附加規(guī)定

2 北歐鑲釘輪胎技術要求與認證

由于北歐地區(qū)地理位置、氣候等因素，北歐對鑲釘輪胎的需求量大，是我國鑲釘輪胎重點出口區(qū)域。我國鑲釘輪胎的設計應符合北歐的法規(guī)。芬蘭交通與通訊部于2021年2月10日正式發(fā)布關于車輛用鑲釘輪胎的技術要求和認證法規(guī)，新法規(guī)明確了關于道路交通中允許使用的防滑釘和鑲釘輪胎的技術要求以及用于證明防滑釘符合性技術方法的規(guī)定。該法規(guī)對北歐地區(qū)其他國家（如瑞典、挪威等）具有同等法律約束力。新法規(guī)于2021年7月1日正式實施。

2.1 適用范圍

新法規(guī)適用于M類和N類車輛及其拖車輪胎用防滑釘以及鑲釘輪胎的認證。法規(guī)中最新修訂的通用條例適用于所有擬在道路上使用的輪胎，除非此類防滑釘或鑲釘輪胎有額外認證。新法規(guī)并不適用于最大行駛速度為40 km·h-1的拖拉機或其拖車用的鑲釘輪胎。獲得認證的條件：申請人須提供由檢測機構出具的測試報告，對于C3類輪胎，僅批準防滑釘認證。

2.2 通用條例

如不要求進行防滑釘或鑲釘輪胎的認證，則需滿足以下規(guī)定：

（1）輪胎每米滾動周長最多不超過50個防滑釘（輪胎滾動周長依據(jù)ECE R117法規(guī)中的定義）；

（2）用于L類車輛、自行車、輕型電動車及其拖車的輪胎，輪胎每米滾動周長最多不超過100個防滑釘；

（3）用于最大設計總質量為3 500 kg或以下車輛的輪胎防滑釘質量不超過3.0 g，釘芯平均凸出高度不超過2.0 mm；用于最大設計總質量超過3 500 kg車輛的輪胎防滑釘質量不超過5.0 g，釘芯平均凸出高度不超過2.5 mm。

2.3 鑲釘輪胎及防滑釘?shù)恼J證

2.3.1 鑲釘輪胎認證

其中D1=a,D2=a2-bc,D3=a3-2abc+dc2.特別地，若d=0,則Dn為三對角行列式,滿足Dn=aDn-1-bcDn-2.

C1和C2類輪胎的鑲釘輪胎認證依據(jù)標準SFS 7503：2018EN中道路磨損試驗或歐洲認可的相關測量方法進行。

最新鑲釘輪胎法規(guī)實施不同階段的道路磨損試驗限值如表4所示，其中I為輪胎負荷指數(shù)。認證條件：最終道路磨損試驗結果必須比表4中規(guī)定的限值至少低10%，并且連續(xù)兩次試驗結果須不超過限值。

表4 鑲釘輪胎道路磨損試驗限值

2.3.2 防滑釘認證

防滑釘認證主要包括兩部分：一部分與上述通用條例中對防滑釘數(shù)量的要求一致，輪胎每米滾動周長最多不超過50個防滑釘；另一部分主要依據(jù)具備認可資質的檢測機構對防滑釘主要控制參數(shù)的測量結果而進行，主要控制參數(shù)包括釘芯凸出量、靜態(tài)螺釘力和防滑釘質量。根據(jù)法規(guī)說明文件，釘芯凸出量定義為釘頭尖端與輪胎表面之間的距離，由專用測量裝置平行于釘體主軸測得。用于防滑釘認證的測試輪胎類別、測試條件等由檢測機構在標準化條件下執(zhí)行并體現(xiàn)在檢測報告中。表5所示為最新鑲釘輪胎法規(guī)實施不同階段道路試驗對靜態(tài)螺釘力和防滑釘質量的相關要求。

表5 防滑釘控制參數(shù)規(guī)定

2.3.3 其他認證要求

經認證的鑲釘輪胎或防滑釘在投入市場前，需在輪胎胎面或胎側部位安裝符合規(guī)范要求的標簽，且標簽上必須體現(xiàn)認證許可標志，禁止使用具有誤導性或未經認證的標志；確保經認證的鑲釘輪胎或防滑釘符合生產一致性程序要求。

2.4 過渡期要求

采用更加嚴苛的規(guī)定前，考慮到輪胎設計周期以及制造商的成本影響，5～8年的過渡期是相對合理的。針對認證法規(guī)實施A和A＋階段對道路磨損限值和防滑釘控制參數(shù)的不同要求，分別對過渡期輪胎生產、新類型申請認證和標簽等適用日期進行明確劃分。

相比于C1類輪胎，C2和C3類輪胎相對嚴格的限制延至2027年1月1日起實行，包括2027年1月1日以后的新認證申請，以及2029年1月1日以后制造的輪胎。

在新法規(guī)生效前已認證的鑲釘輪胎或防滑釘允許在2027年1月1日前繼續(xù)投入市場。在2022年1月1日前生產并且符合輪胎制造時或之后的相關法規(guī)要求的鑲釘輪胎或防滑釘同樣允許繼續(xù)投入市場。自2025年1月1日起生產并投放到芬蘭市場的輪胎需安裝標簽，并且應符合生產一致性程序要求。如認證中未體現(xiàn)符合生產一致性程序，則只有2027年1月1日前生產的輪胎可投放市場。

3 結語

歐洲鑲釘輪胎法規(guī)的實施是減少交通道路損壞、噪聲及揚塵問題的基本可控措施，在法規(guī)監(jiān)管下歐洲的交通運輸將得到極大改善，根據(jù)芬蘭交通與通訊部的輪胎測試結果，更嚴格的道路磨損要求可能有助于減少約15%的道路磨損。法規(guī)趨向嚴苛也是對輪胎設計的考驗，未來的鑲釘輪胎設計在保證符合相關法規(guī)要求的前提下，保證冰面抓著特性和防滑釘標準化必不可少。