全天候轎車輪胎花紋的研究與發(fā)展

趙洪玲,李紅衛(wèi)，田健，陳虎，王鈺

(特拓（青島）輪胎技術有限公司，山東 青島 266000)

全天候轎車輪胎花紋的研究與發(fā)展

趙洪玲,李紅衛(wèi)，田健，陳虎，王鈺

(特拓（青島）輪胎技術有限公司，山東 青島 266000)

為了應對不同的氣候條件和路況，消費者需要選擇合適的輪胎。對于那些不想隨季節(jié)變化而更換輪胎的車主來說，全天候輪胎是最佳的選擇，因此全天候輪胎的發(fā)展也是市場需求。介紹了目前市場上幾款全天候輪胎及性能特點，指出了全天候輪胎將進入追求優(yōu)異綜合性能的新時期。

全天候輪胎；性能特點；行業(yè)現狀；發(fā)展前景

1 全天候轎車輪胎的研究背景

在我國中部、北部大部分地區(qū)，夏季跟冬季氣候分明，為了應對不同的氣候條件，尤其在冬季氣溫比較低的狀態(tài)或者冰雪路面，消費者選擇一個合適的輪胎顯得尤為重要。但調查顯示，對于大部分車主來說，也許只有爆胎以后才會想到要更換輪胎， 或者懶得去更換輪胎[1]。超過60%的消費者在冬季依然使用夏季胎，而夏季胎并非大眾普遍認為的全天候輪胎，在冬天使用很容易帶來安全隱患。因此對于那些不想隨季節(jié)變化而更換輪胎的車主來說，全天候輪胎是最佳的選擇。

在固特異的調查中，85%的車主希望使用全天候輪胎，因此全天候輪胎的發(fā)展也是市場需求所使。

1.1 全天候輪胎的概念及性能特點

全天候輪胎是指一般情況下都可以使用的輪胎，一款真正的全天候輪胎全年均可使用，結合了夏季胎和冬季胎的優(yōu)點，特殊的胎面膠設計可以保證輪胎在四季不同的氣候和路況條件下保持優(yōu)異的抓地和排水性能；同時，全天候輪胎胎面花紋設計獨特，使輪胎可自如應對干、濕、冰、雪等各種不同路況[2]。

因此不想每年冬季都要去換冬季胎，又想增加在雪地開車的安全性，更換4條真正的全天候輪胎是明智之舉。不過值得一提的是，比較惡劣的大雪結冰路面建議還是使用雪胎，因為就目前市場上的全天候輪胎來看，并不能代替真正的雪胎，因為全天候輪胎在設計理念就相當于中性的體現。

1.2 全天候輪胎與四季胎、冬季胎

一般來說，全天候輪胎的膠質比四季胎柔軟，所以在硬地上的耐磨損能力比不上四季胎，全天候輪胎一般里程為8萬km左右，四季胎可跑10萬km以上，一些優(yōu)質的四季胎甚至可跑13萬～14萬km。

在冰雪路面上，雖然與冬季胎相比稍顯遜色，但全天候輪胎的表現也非常值得關注。因為在設計全天候輪胎時，為了保證在氣溫較高時上路又不容易磨損，它的膠質就相應比冬季胎要硬一些，因而抓地力自然比冬季胎弱一些，但在低溫下也絕不會變硬，從而保證雪地行駛的安全性。

總的來說，全天候輪胎有點像日常所用的四季胎，是全年均可使用，但明顯它要有冬季胎在雪地行駛的安全性，因此它的膠質要比四季胎柔軟，不會在低溫變硬，但是又要比冬季胎硬，以使在夏天行駛時不至于像冬季胎磨損的那樣快[3]。

1.3 全天候輪胎的作用和價格

目前市場上有許多全天候輪胎，性能表現迥異，價格也是參差不齊。列舉幾個例子來說，固特異（Goodyear）WRANGLER HP AW全天候城市越野胎215/70R16，市場價格795 RMB；固特異WRANGLER HP AW全天候城市越野胎255/60R18，市場價格1 040 RMB；固特異牧馬人全天候城市越野胎235/65R17 104H，市場價格790 RMB；固特異牧馬人全天候城市越野胎255/55R19 111V， 市場價格1 180 RMB；但總的來說全天候輪胎價格適中，在大多數車主經濟接受范圍內。

因此說，全天候輪胎市場前景比較樂觀。

2 目前市場幾款全天候輪胎測試數據對比及性能分析

2.1 4種全天候輪胎測試數據對比[4]

我們選擇了4家公司的4種全天侯輪胎進行測試，測試輪胎見表1。

表1 4種測試輪胎基本情況

2.1.1 真實道路評級（得分越高越好）

從圖1可以看出，真實道路評級中表現最為突出的是馬牌的ExtremeContact DWS，路面舒適度、噪音性能和整體道路評級均為最佳，但在操控性能表現上較差，排第四。

真實道路評級排名第二的是普利司通的Potenza RE970AS Pole Position，操控性能表現最佳，噪音性能與整體道路評級與馬牌的ExtremeContact DWS差距不大， 排名第二，舒適度排名第二。

圖1 4種輪胎道路評級得分情況

真實道路評級排名第三的是倍耐力的P Zero Nero All Season，舒適度、噪音性能及整體道路評級都排在普利司通和馬牌之后，排名第三。操控性能在普利司通Potenza RE970AS Pole Positio后面，排名第二。

真實道路評級表現最差的為固特異的Eagle F1 Asymmetric All-Season，整體道路評級、舒適度和噪音性能均排名第四，操控性能排名第三。

2.1.2 賽道測試性能——干燥路面測試（得分越高越好）

從圖2可以看出，干燥路面賽道測試性能中表現最為突出的是普利司通的Potenza RE970AS Pole Position，轉向穩(wěn)定性、整體賽道評級、操控預見性表現均為最佳，但在導向反應上比馬牌的ExtremeContact DWS稍微遜色一些，排名第二。

干燥路面賽道測試性能排名第二名的是馬牌的ExtremeContact DWS，導向反應表現最佳，轉向穩(wěn)定性、整體賽道評級、操控預見性表現排名第二，與普利司通的Potenza RE970AS Pole Position的差距也不大。

干燥路面賽道測試性能排名第三名的是固特異的Eagle F1 Asymmetric All-Season，其轉向穩(wěn)定性、整體賽道評級、操控預見性及導向反應表現均排名第三。

干燥路面賽道測試性能表現最差的為倍耐力的P Zero Nero All Season，舒轉向穩(wěn)定性、整體賽道評級、操控預見性及導向反應表現都最差。

圖2 4種輪胎在干燥路面測試評價得分情況

2.1.3 賽道測試性能——濕滑路面測試（得分越高越好）

從圖3可以看出，濕滑路面賽道測試性能中表現最為突出的是普利司通的Potenza RE970AS Pole Position，5項測試項目：轉彎穩(wěn)定性、整體賽道評級、操控預見性、制動感和轉向反應表現均為最佳，而且與其他3種輪胎相比，優(yōu)勢非常明顯。

濕滑路面賽道測試性能排名第二名的是馬牌的ExtremeContact DWS，5項測試項目得分均為第二。

濕滑路面賽道測試性能排名第三名的是固特異的Eagle F1 Asymmetric All-Season，5項測試項目得分均為第三。

濕滑路面賽道測試性能表現最差的為倍耐力的P Zero Nero All Season，5項測試項目：轉彎穩(wěn)定性、整體賽道評級、操控預見性、制動感和轉向反應表現都最差，而且與其他3種輪胎差距非常大。

圖3 4種測試輪胎濕滑路面測試性能評分情況

2.1.4 行駛時的啟動和速度測試成績——時間（s）

滑行時間和單圈時間的長度條越短，表示該輪胎性能越優(yōu)越。

從圖4可以看出，干地行駛啟動和速度測試成績表現最佳的為固特異Eagle F1 Asymmetric All-Season和倍耐力P Zero Nero All Season，成績不相上下。

普利司通Potenza RE970AS Pole Position和馬牌ExtremeContact DWS成績相同。

濕地行駛啟動和速度測試成績表現最佳的是普利司通Potenza RE970AS Pole Position，排名第二的是馬牌ExtremeContact DWS和固特異Eagle F1 Asymmetric All-Season，表現最差的是倍耐力P Zero Nero All Season。

圖4 4種測試輪胎啟動及速度測試結果

2.1.5 制動的物理性能

制動距離長度條越短，表示該輪胎性能越優(yōu)越；平均轉向力長度條越長，表示該輪胎性能越優(yōu)越。

越靠近雷達圖外側，表示該輪胎性能越優(yōu)越。

從圖5、6可以看出，4條輪胎的干地制動物理性能比較接近，差距并不是很明顯。

濕地制動物理性能表現最佳的是普利司通Potenza RE970AS Pole Position，第二名是馬牌ExtremeContact DWS，第三名是固特異Eagle F1 Asymmetric All-Season，第四名是倍耐力P Zero Nero All Season。

圖5 4種測試輪胎制動距離和平均轉向力的測試結果

圖6 4種測試輪胎干濕地制動性能評測結果

2.2 4種全天候輪胎性能分析

圖7為4種測試輪胎油耗情況，而圖8則是4種測試輪胎各項性能綜合后的得分情況。

圖7 4種測試輪胎油耗得分

根據以上各項輪胎測試數據對比可以看出，4種不同的全天候輪胎在性能上各有千秋，具體如下：

（1）倍耐力的P Zero Nero All Season干地性能尚可，但在濕地和抓地力地方面表現差強人意，在濕滑路面的表現與其余3條輪胎相比遜色很多；固特異的Eagle F1 Asymmetric All-Season整體牽引力表現不錯，轉向和干地啟動性能優(yōu)異，但真實道路評級也就是路感不太好；馬牌的ExtremeContact DWS駕駛舒適感和靜音性能突出，但濕牽引力性能不足；普利司通的Potenza RE970AS Pole Position綜合表現最為突出，在道路反饋和整體處理上可圈可點，濕操控性表現遙遙領先，在這4種輪胎中可以稱之為冠軍表現，但在乘坐舒適性和冰雪路面牽引力方面有待改善。

圖8 4種測試輪胎綜合得分

（2）輪胎性能中的舒適性、耐磨性和操控性構成了“魔法三角”，全天候輪胎對輪胎提出的要求是，既要保證低噪音，又要在干燥、濕滑路面具有出色的穩(wěn)定性，還要具備一定的行駛路程和耐磨性。一般來說，在普通公路行駛的情況下，夏季輪胎能夠達到最佳的性能，濕滑尤其冰雪路面則需要曲折溝槽配合鋼片設計的輪胎，全天候輪胎由于要均衡各個路況的綜合性能，因此一般花紋溝槽數目介于夏季胎和冬季胎之間，花紋溝密度周向均勻分布；另外，在配方選擇上面，為保證輪胎的使用壽命，配方選擇上需要一定的硬度，但為了均衡輪胎舒適性和冰雪路面的抓地力，胎面又不可以太硬，這就要求輪胎在干地性能損失不大的基礎上，大幅度提升雪地性能，在這之間需要一個最佳的平衡。

（3）總的來說，輪胎花紋塊的剛性要分布均勻，才可以確保在輪胎接地區(qū)域內花紋塊的干地性能及濕地性能的均衡；另外，輪胎應力-應變分布是影響輪胎操控性和舒適性最重要的因素，然而影響應力-應變分布的最大因素是輪胎的扁平率，因此需要配合最優(yōu)扁平比輪廓結構同時配合合理的帶束層角度設計和材料分布，才可以有效地保證乘用車輪胎的舒適性和操控性。

3 全天候輪胎的發(fā)展趨勢

總而言之，目前市場上的全天候輪胎種類多、性能各有千秋，在各種不同路況上表現不盡相同。但總的來說，綜合性能都能達到要求的輪胎寥寥無幾，在追求各種性能上容易顧此失彼。

對輪胎性能產生重要影響的因素主要是輪胎的材質和胎面花紋，全天候輪胎由于對輪胎綜合性能要求較高，因此需要特殊的橡膠配方和花紋設計，使其在任何季節(jié)的干冷、濕滑路面都有優(yōu)異的制動、操控性能和抓地力。

綜上所述，在干、濕、冰、雪等各種路況及各種氣候都有不凡表現，包括牽引力、抓地力、操控性等，為駕駛者提供長的胎面使用壽命并且提供安靜舒適的駕駛體驗，是對各輪胎生產廠家提出的挑戰(zhàn)和機遇，也是未來全天候轎車輪胎的發(fā)展趨勢。

[1]程凱.合二為一—固特異EV2+全天候輪胎[J]. 汽車之友，2007(22):90～90.

[2]無名.固特異傳播全天候輪胎概念[J]. 輪胎工業(yè)，2007(11)：691～691.

[3]李杰.冬天車胎的選擇：全天候輪胎[J]. 駕駛園，2015(2)：87～87.

[4]中國輪胎商業(yè)網：四大天王輪胎性能對抗測試[EB/OL].http://www.chinatiredealer.com/news/show-5850.html,2016-01-25.

Research and development of all-weather car tire tread pattern

Zhao Hongling, Li Hongwei, Tian Jian, Chen Hu, Wang Yu
(TTA (Qindao) Tire Technology Co. LTD., Qingdao 266042, Shandong, China)

In order to cope with different climatic conditions and road conditions, consumers need to choose right tires. All-weather tire is the best option for car owners who don't want to change their tires with the seasons, so the development of all-weather tire is also a market demand. In this paper, several all-weather tires and performance characteristics are introduced, and it pointed out that the all-weather tire will enter a new period in pursuit of excellent comprehensive performance.

all-weather tire; performance characteristics; industry status; development prospects

TQ336.11

1009-797X(2018)01-0031-06

B DOⅠ:10.13520/j.cnki.rpte.2018.01.006

趙洪玲（1985-），女，主要從事輪胎花紋及結構設計工作。

2017-07-23