2013年底有部很熱門的紀錄片「看見臺灣」,影片指出與我們息息相關的概念是:為了能在這塊土地上永續經營,環保節能與國土保持應該是一個共同被實踐的共同信仰。而在石化燃料還未能完全被替代燃料取代之前,消費者仍能夠就個人的力量為土地盡一分力。因此基於關懷環境,同時考量不景氣的經濟需求,省油與環保成為市場最重要的概念之一,不僅車廠開始投身研發各項環保科技,甚至日常生活不可或缺的輪胎也順應潮流發表各式節能產品。

為了環保節能並永續經營,不僅車廠開始投身各項環保科技,日常生活不可或缺的輪胎也順應潮流,紛紛發表節能省油產品,然而早在1970年代起輪胎廠便已開始投入低滾阻輪胎的研發應用,所以才有今天百花齊放的節能胎產品。

儘管輪胎一直以來就被定義為高污染的工業產品,但早在1970年代起部分歐美輪胎品牌就已經開始投入低滾阻輪胎的研發應用,所以才有今天市場上各家讓人眼花撩亂的節能胎產品;然而所謂的節能真的百分之百指的是省油嗎?這些產品出現的脈絡以及今後的發展趨勢又是怎麼樣呢?讓U-CAR編輯部跟讀者分享,與車主切身相關的節能胎議題。

節能輪胎發展簡史

許多輪胎品牌事實上都是組織複雜的跨國企業,而與輪胎息息相關的就是石油,不僅與銷售的運費相關,更重要的是會影響輪胎當中靠石油提煉合成膠的成本。因此部分有遠見的輪胎公司如德國馬牌,早在1970年代開始便著手發展所謂近來低滾動阻力環保輪胎的研發;低滾阻輪胎的發展也許跟石油危機有一定的關聯,但當時對低滾族輪胎與現在的節能胎的概念確實不盡相同。

許多輪胎品牌事實上都是組織複雜的跨國企業,而與輪胎息息相關的就是石油,不僅與銷售的運費相關,更重要的是會影響輪胎當中靠石油提煉合成膠的成本。

早期節能輪胎的發展目的其實是為了延長輪胎使用里程,當時發想的概念是,如果賽車輪胎升溫快磨耗快,那甚麼配方可以讓輪胎的工作溫度不至於太高,相對也降低輪胎的磨耗,因此可以減少摩擦時損耗的動能,進而延長里程;這時候開始出現矽化合物的應用,因而可以減緩輪胎因溫度過高而加速耗損的現象。

在競速的領域,讓輪胎越早達到工作溫度,就能越早將引擎爆發出的能量轉換成動能,輪胎廠開始思考如果賽車輪胎升溫快磨耗快,那甚麼配方可以讓輪胎的工作溫度不至於太高,相對也降低輪胎的磨耗。

第二個階段是滾動阻力被定義為節能胎標準的時候;所謂滾動阻抗就是輪胎在滾動的過程因為離心力,滾動中的輪胎變形成橢圓形而摩擦路面,但部分的動能也在此過程中被轉換成熱能而浪費掉;這時候歐洲與日本等關注環保的區域,便以此標準訂立了測試標準,為每條送測輪胎訂出滾動阻抗的值;以歐盟為例在滾阻上依等級分為A到G幾種等級,並為了消費者預先設想滾動阻抗下降後對抓地力的影響,同時會檢測每條輪胎的溼地抓地力與噪音量。

節能科技發展方向

最新的環保節能胎概念則不只要求產品使用過程中對油耗與碳排量的貢獻,同時更進一步注重使用材料的環保性甚至製造過程是否環保,目標是降低整個產品從原料、製造、使用、甚至廢棄以後都能降低環境的衝擊。改善方向包含,結構、配方、花紋等三方面;細節可分為下列方向:

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1.降低輪胎滾動時的熱能損耗:主要是透過二氧化矽類的膠材來降低輪胎滾動阻力,甚至可以進一步降低胎體內分子間摩擦進而降低形變減少熱能損耗,一些知名輪胎品牌都已在市售胎款上應用這種配方,譬如固特異、德國馬牌、普利司通;米其林所使用的ECO‘N’GRIP橡膠配方,以及登陸普的LRR碳素也有異曲同工之效。

節能輪胎主要透過配方上採用二氧化矽類的膠材來降低輪胎滾動阻力,甚至可以進一步降低胎體內分子間摩擦進而降低形變減少熱能損耗。

2.透過胎體結構讓輪胎滾動時接地面積最大化:為了在煞停性能與節能省油間取得平衡,大部分的輪胎品牌都會在胎面或胎體上做優化的設計,簡單的概念就是降低輪胎形變量,並增加胎面滾動時的接觸面積;譬如德國馬牌運用三角填充膠與額外的胎牙的設計可使強化胎肩強度減少輪胎上下晃動的高度;固特異的克維拉纖維簾布,以及米其林採用特殊簾子布覆蓋層,都讓輪胎行駛更加平穩。

以米其林Michelin Energy Saver+為例,胎體出色的延展性能夠有效增加輪胎與地面的接觸面積,在煞停性能與節能省油間取得平衡。

3.使用非石化提煉有機原料以降低滾動阻力:譬如固特異研發玉米澱粉,德國馬牌量產胎使用黑辣椒,並正測試向日葵與油菜籽,橫濱輪胎使用橘子油,倍耐力的生態相容材料等,不但用天然素材代替傳統石化原料,並且甚至連原料取得過程也相當重視,大部分的天然材料都是在休耕期種植,甚或是回收原料;透過這些天然原料並達到了降低滾動阻力的成效。

使用非石化提煉有機原料以降低滾動阻力儼然成為輪胎廠研發最新節能輪胎時的風潮,譬如固特異輪胎就投入以研發玉米澱粉當作替代材料。

國際間與滾動阻力有關的認證

E-Mark歐盟認證(European Mark)為歐盟經濟體中針對市售輪胎規範的內容,2012年11月1日起,主要針對輪胎的滾動阻力、濕地抓地力、與噪音等項目進行規範。

E-Mark歐盟認證(European Mark)為歐盟經濟體中針對市售輪胎規範的內容,2012年11月1日起,強制所有出口到歐盟市場的輪胎都要通過EC661/2009與EC1222/2009共2種法規,主要針對輪胎的滾動阻力、濕地抓地力、與噪音等項目進行規範,輪胎提供測試單位認證後,都需貼上標明這3項測試值的E-Mark標籤供消費者參考。

JATMA日本汽車輪胎製造商協會認證(Japan Automobile Tire Manufacturer Assosiation)自2010年1月起開始實施非強制性的輪胎標示制度,針對夏季輪胎根據JIS4234測試值作為滾動阻力分級依據,分為AAA到C共5個指標,而溼地抓地力則以ISO 23671規範的測試值作為基準進行100%的相對值比較,分為a到d共4個分級。如果測試值為9N/kN以下,而濕地抓地力形能為110%以上者可標示「節能胎」(日文:低燃費 Tire)。

U.T.Q.G輪胎統一品質分級認證(Uniform Tire Quality Granding)是由美國國家高速公路安全局(National Highway Safty Administration)根據CFR 575.104測試輪胎的認證,主要測試項目有1.磨耗指數2.抓地力3.散熱指數。這3個指數僅供消費者參考的相對值,而不同品牌的輪胎,因為標準樣品性能上的差異,因此不適合用來比較。

配合駕駛習慣 發揮節能胎最大效益

理解節能輪胎的發展脈絡以後,下次選購節能胎時,若聽到輪胎店家介紹先進節能省油科技,就能更加具體地去思考想像其內涵;儘管節能配方的確有助於降低油耗,但駕車路況、天候、油門踩踏、風向、坡度、車內空調電器等因素都會造成油耗的波動,所以良好節能的駕駛習慣搭配節能輪胎的選擇,才能100%發揮環保駕駛的最大效益。

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