Nya och begagnade vinterdäcks isfriktion på skrovlig is : undersökning avseende inverkan av ålder, mönsterdjup, slitbanehårdhet, dubbutstick och dubbkraft

(1)

Författare

Olle Nordström

FoU-enhet

Teknisk utveckling

Projektnummer

60712

Projektnamn

Nya och begagnade däcks isfriktion

på skrovlig och våt is

Uppdragsgivare

Vägverket och Vegdirektoratet i

Norge

VTI notat 34-2003

Nya och begagnade

vinter-däcks isfriktion på skrovlig is

Undersökning avseende inverkan av ålder, mönsterdjup,

slitbanehårdhet, dubbutstick och dubbkraft

(2)

(3)

Förord

Undersökningen har bekostats av Vägverket samt av Norska Vegdirektoratet. Den har genomförts vid VTI av Olle Nordström som ansvarat för planering, databearbetning och rapportskrivning och Romuald Banek som ansvarat för provens praktiska genomförande. Vid VTI har även Bengt Wälivaara och Gudrun Öberg medverkat vid rapportgranskningen. Vidare har Göran L. Andersson vid Vägverkets Sektion Fordonsteknik och Reidar Henry Svendsen vid Norska Vegdirektoratets Kjöretöysektion medverkat vid planering och rapportgranskning. Begagnade däck har välvilligt ställts till förfogande av Däckhuset vid Jägarvallen i Linköping samt anställda vid VTI. Gunilla Sjöberg har svarat för slutredigeringen av rapporten.

Linköping juni 2003

(4)

(5)

Innehållsförteckning Sid

Sammanfattning 7 Summary 9

1 Bakgrund och syfte 11

2 Omfattning 12 2.1 Provade däck 12 2.2 Antal prov 15 3 Metod 15 4 Resultatredovisning 17 5 Resultat 21 5.1 Ålder – mönsterdjup 21 5.2 Ålder – slitbanehårdhet 22 5.3 Ålder – dubbutstick 22 5.4 Ålder – dubbkraft 23 5.5 Dubbutstick – dubbkraft 23 5.6 Ålder – isfriktion 24 5.6.1 Maximal bromsfriktion 24

5.6.2 Bromsfriktion vid låst hjul 25 5.6.3 Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga) 25 5.6.4 Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º avdriftsvinkel 26

5.6.5 Bromsstabilitet 27

5.6.6 Styrstabilitet 27

5.6.7 Totalt isgreppsvärde 28

5.7 Mönsterdjup – isfriktion 29

5.7.1 Maximal bromsfriktion 29

5.8 Slitbanehårdhet – isfriktion 33

5.8.1 Maximal bromsfriktion 33

5.8.2 Bromsfriktion vid låst hjul 34 5.8.3 Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga) 34 5.8.4 Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º sladd

(avdriftsvinkel) 35 5.8.5 Bromsstabilitet 36 5.8.6 Styrstabilitet 36 5.8.7 Totalt isgreppsvärde 37 5.9 Dubbutstick – isfriktion 37 5.9.1 Maximal bromsfriktion 37

(6)

5.10 Dubbkraft – isfriktion 41

5.10.1 Maximal bromsfriktion 41 5.10.2 Bromsfriktion vid låst hjul 41 5.10.3 Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga) 42 5.10.4 Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º avdriftsvinkel 42 5.10.5 Bromsstabilitet 43 5.10.6 Styrstabilitet 43

5.11 Totalt isgrepp – Bromssträcka 44 5.12 Totalt isgrepp – Maximal kurvhastighet 45

6 Slutsatser och allmänna synpunkter på vinterdäck 46

6.1 Slutsatser 46

6.2 Allmänna synpunkter på vinterdäck 47

7 Referenser 49

Bilagor:

Bilaga 1: Data för provade däck

Bilaga 2: Slitbanemönster för de provade däcken Bilaga 3: Istextur hos provytan

(7)

Diagramförteckning Sid

Diagram 1 Åldersfördelning för de provade vinterdäcken 14

Diagram 2 Samband mellan friktionstal och bromssträcka resp. stoppsträcka

från 50 km/h 18 Diagram 3 Samband mellan friktionstal och bromssträcka resp. stoppsträcka

från 70 km/h 18 Diagram 4 Samband mellan friktionstal och bromssträcka resp. stoppsträcka

från 90km/h 19

Diagram 5 Samband mellan friktionstal och bromssträcka resp. stoppsträcka

från 110 km/h 19

Diagram 6 Ålder – mönsterdjup 21

Diagram 7 Ålder – slitbanehårdhet 22

Diagram 8 Ålder – dubbutstick 22

Diagram 9 Ålder – dubbkraft 23

Diagram 10 Dubbutstick – dubbkraft 23 Diagram 11 Ålder – Maximal bromsfriktion 24 Diagram 12 Ålder – Bromsfriktion vid låst hjul 25 Diagram 13 Ålder – Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga) 26

Diagram 14 Ålder – Sidfriktion vid 20º avdriftsvinkel 26

Diagram 15 Ålder – Bromsstabilitet 27

Diagram 16 Ålder– Styrstabilitet 28

Diagram 17 Ålder – Totalt isgreppsvärde 28 Diagram 18 Mönsterdjup – Maximal bromsfriktion 29

Diagram 19 Mönsterdjup – Bromsfriktion vid låst hjul 30 Diagram 20 Mönsterdjup – Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga) 30

Diagram 21 Mönsterdjup – Sidfriktion vid 20º avdriftsvinkel 31

Diagram 22 Mönsterdjup – Bromsstabilitet 31 Diagram 23 Mönsterdjup – Styrstabilitet 32 Diagram 24 Mönsterdjup – Totalt isgreppsvärde 32

Diagram 25 Slitbanehårdhet – Maximal bromsfriktion 33 Diagram 26 Slitbanehårdhet – Bromsfriktion vid låst hjul 34 Diagram 27 Slitbanehårdhet – Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga) 34

Diagram 28 Slitbanehårdhet – Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º

avdriftsvinkel (sladd) 35

Diagram 29 Slitbanehårdhet – Bromsstabilitet 36 Diagram 30 Slitbanehårdhet – Styrstabilitet 36 Diagram 31 Slitbanehårdhet – Totalt isgreppsvärde 37

Diagram 32 Dubbutstick – Maximal bromsfriktion 37 Diagram 33 Dubbutstick – Bromsfriktion vid låst hjul 38 Diagram 34 Dubbutstick – Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga) 38

Diagram 35 Dubbutstick – Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º

avdriftsvinkel 39 Diagram 36 Dubbutstick – Bromsstabilitet 39

Diagram 37 Dubbutstick – Styrstabilitet 40 Diagram 38 Dubbutstick – Totalt isgreppsvärde 40

Diagram 39 Dubbkraft – Maximal bromsfriktion 41 Diagram 40 Dubbkraft – Bromsfriktion vid låst hjul 41 Diagram 41 Dubbkraft – Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga) 42

(8)

Diagram 42 Dubbkraft – Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º avdriftsvinkel

(sladd) 42

Diagram 43 Dubbkraft – Bromsstabilitet 43 Diagram 44 Dubbkraft – Styrstabilitet 43 Diagram 45 Dubbkraft – Totalt isgreppsvärde 44

Diagram 46 Totalt isgrepp – ABS-bromssträcka från 70 km/h 44 Diagram 47 Totalt isgrepp – Bromssträcka med låsta hjul från 70 km/h 45

Diagram 48 Totalt isgrepp – Maximal kurvhastighet i 100 m radie 45 Diagram 49 Totalt isgrepp – Maximal kurvhastighet vid 20 grader avdriftsvinkel

(9)

Sammanfattning

Syftet med projektet, som bekostats av Vägverkets sektion Fordonsteknik och norska Vegdirektoratet, är att undersöka hur isfriktionen på skrovlig is hos vinter-däck för personbilar påverkas av ålder, slitbanehårdhet och mönsterdjup samt för dubbdäck även inverkan av dubbutstick och statisk dubbkraft.

Undersökningen har omfattat 22 dubbade och 42 odubbade vinterdäck samt 4 nya sommardäck, huvudsakligen av de i Sverige vanligaste däckfabrikaten Gislaved, Good Year och Michelin storlek 195/65-15.

De slitna däcken hade körts i vanlig trafik. Bland däcken med fullt mönsterdjup ingick däck från 1994, 1988 och 1982 som endast använts vid tidigare av Vägverket bekostade friktionsprov på is och våt asfalt. Ett mindre antal nya vinterdäck har också provats. Som referens har även några nya sommardäck provats. Däcken varierade i ålder från noll (2002) till 21 år (1981).

Proven har utförts hösten 2002 på skrovlig is vid -3°C som komplettering till motsvarande prov på slät is hösten 2001 (Nordström, 2003).

Resultaten på skrovlig is liknar de som erhölls på slät is bortsett från att friktionsnivåerna är högre.

De nya endast inkörda vinterdäcken var som grupp klart bättre än genomsnittet av de äldre däcken. I åldersintervallet cirka 8 till 21 år kunde någon signifikant försämring med tilltagande ålder inte påvisas för vare sig odubbade eller dubbade vinterdäck.

Provningsresultaten från denna undersökning på skrovlig is ger inte svar på frågan om eller hur prestanda hos ett oanvänt däck som lagrats korrekt förändras med tiden. Prov på slät is som redovisats i VTI meddelande 923 visar dock att vinterdäck som lagrats tre år inte försämrats. Med tanke på likheten i resultat med avseende på inverkan av olika faktorer på slät och skrovlig is finns det anledning att tro att dessa resultat även gäller för skrovlig is.

Inom det undersökta mönsterdjupsområdet 3,7 till 10 mm kunde någon påtag-lig förbättring av isfriktionen på skrovpåtag-lig is med ökande mönsterdjup endast på-visas hos de dubbade däcken med dubbutstick 0,9 mm och större och då i inter-vallet 6–10 mm.

Ökande gummihårdhet gav en tydligt minskande friktion på skrovlig is i inter-vallet 43–67 Shore.

De nya vinterdäcken var klart mjukast. Sambandet mellan ålder och hårdhet i åldersintervallet 8 till 21 år var försumbart.

Resultaten visar något oväntat att istexturen inte minskar dubbarnas positiva effekt särskilt mycket. Liksom vid proven på slät is är dubbade däck med dubbar i bra skick som grupp fortfarande klart överlägsna odubbade däck. Detta gäller även de speciella ej dubbningsbara vinterdäck som brukar benämnas friktions-däck. Friktionsskillnaderna inom resp. grupp är dock stor.

Starkast effekt på friktionen hade dubbutstick och dubbkraft. Några gamla däck med stort dubbutstick och hög dubbkraft hade bland de bästa friktionsresultaten, likvärdiga med de nya dubbdäcken. Dubbdäck med dubbutstick under 0,9 mm och dubbkraft under 90 N gav dåliga friktionsresultat i klass med medeltalet för de begagnade dubbfria däcken i undersökningen.

Spridningen i resultat för de odubbade däcken kunde inte helt förklaras med de studerade variablerna ålder, mönsterdjup och hårdhet.

Förklaringen ligger troligen i mönsterutformning och andra egenskaper hos gummit än hårdheten.

(10)

Konstruktionsskillnader kan medföra att ett nytillverkat däck får bättre eller sämre isfriktion än ett äldre lagrat eller begagnat, beroende på vad tillverkaren har fokuserat på för egenskaper. Av de två nya sommardäck som provades i hastig-hetsklass T var ett däck tillverkat ett år tidigare än det andra. Detta var även fallet för de två däcken i hastighetsklass V. Det äldre V-däcket hade bättre resultat än det nyare. Det äldre T-däcket var däremot sämre än det nyare. De bästa däcken var dock av samma fabrikat och hade hårdast slitbanegummi, varför skillnaderna troligen beror på konstruktiva skillnader. Dessa resultat erhölls också vid proven med samma däck på slät is.

De odubbade däcken uppvisar i allmänhet en väsentligt större friktionsförlust än de dubbade vid övergång från rullande till låst hjul vid bromsning resp. från liten till stor avdriftsvinkel (sladd) vid kurvtagning. Speciellt gällde detta de nya sommardäcken i hastighets klass V som i dag är vanliga på nyare personbilar.

Att vid försök till maximal bromsning resp. kurvtagning oväntat få en kraftig reduktion av broms- resp. kurvtagningsförmåga bedöms som en allvarlig olycks-riskfaktor speciellt som fordonets girstabilitet försämras allvarligt om friktionen på bakhjulen sjunker kraftigt vid bakaxelsladd.

Som ett mått på stabilitet i bromsverkan har begreppet bromsstabilitetsfaktor definierats som kvoten mellan friktionen vid låst hjul och maximal bromsfriktion.

Som ett mått på sladdstabilitet har en styrstabilitetsfaktor definierats som kvoten mellan sidfriktionen vid 20 graders sladdvinkel och maximal sidfriktion.

Dubbdäck med stort dubbutstick och stor dubbkraft har speciellt jämfört med odubbade däck, utöver bättre broms- och styrfriktion också bättre stabilitets-faktorer.

Resultaten visar också på tydliga skillnader mellan olika typer av dubbade däck resp. mellan olika typer av odubbade däck. De nya sommardäcken hade sämst stabilitetsfaktor och de odubbade vinterdäcken som grupp sämre stabilitets-faktor än de dubbade.

Undersökningen har utförts med hjälp av en av VTI konstruerad klimat-kontrollerad däckprovningsanläggning. Broms- och styrförmåga för de provade däcken har uppmätts i form av maximal broms- och styrkraft samt broms- och styrkraft vid låst hjul resp. 20° avdriftsvinkel (sladd) uttryckta i friktionstal.

Mycket god överensstämmelse mellan resultat av prov i denna anläggning och motsvarande prov med bilar har tidigare påvisats.

Resultaten från proven avses kunna användas av vanliga konsumenter som en hjälp vid bedömning av begagnade däcks prestanda t.ex. inför ett köp av begagnade däck eller för att avgöra om de egna begagnade vinterdäcken duger ännu en säsong. Resultaten kan dessutom användas som beslutsunderlag för eventuella ändringar i gällande bestämmelser om vinterdäck. Vidare kan resul-taten användas av forskare inom ämnesområdet.

(11)

Summary

The aim of the investigation which is sponsored by the Vehicle Deparment of the Swedish National Road Administration and Norwegian Public Roads Administra-tion is to investigate the correlaAdministra-tion between grip on rough ice of winter tyres and their age, tread depth and tread rubber hardness and for studded tyres also stud protrusion and stud force.

The investigation comprises 22 studded and 42 non studded winter tyres and 4 new summer tyres mainly of the in Sweden popular brands Gislaved, Good Year, Michelin of size 195/65 -R15.

Most of the tyres had been driven in ordinary traffic and varied in age from zero (2002) to 21 (1981) years. Tyres from 1994, 1988 and 1982 only used in earlier investigations on ice and on wet asphalt also sponsored by the Swedish National Road Administration were also tested. In addition a small number of new winter tyres and as reference some new summer tyres were tested as well.

The tests were carried out in the autumn 2002 on rough ice near zero degrees centigrade (-3°C) as complementary tests to those on smooth ice carried out in the autumn 2001 which are published in VTI Meddelande 923.

The results on rough ice resemble those obtained on smooth ice except that the friction level is higher.

The average of the new winter tyres were clearly better than the average of the older tyres. In the age range from about 8 to 21 years, however, no significant influence of age on the ice friction of winter tyres could be found regardless of if they were studded or not.

The test results from this investigation do not answer the question whether or how the peformance of a stored unused tyre is reduced with time. Results from an earlier investigation on smooth ice by VTI presented in VTI Meddelande 923 indicate that a winter tyre can be stored at least up to 3 years without reduction of its ice friction performance and there is reason to believe that this is valid also for rough ice.

In the investigated tread depth range from 3.7 to 10 mm a significant improve-ment of the ice grip could only be found for the studded tyres with a stud protrusion of 0,9 mm and over and only in the range from 6 to 10 mm.

Increasing rubber hardness gave a clear decrease in friction in the investigated range which was from 42 to 70 Shore.

The new tyres had the lowest Shore numbers i.e. were the softest. In the range from 8 to 21 years no correlation between age and tread rubber hardness could be found.

The results show somewhat unexpected that studded tyres as a group still are superior to non studded tyres including the specialised studless winter tyres often called ”friction tyres”. The differences in friction within the groups are however quite large.

Stud protrusion and stud force had the strongest effect on the ice friction. Some very old tyres with large stud protrusion and stud force had among the best ice friction results comparable to those of the new studded tyres. Studded tyres with stud protrusion less than 0,9 mm and stud force below 90 N had clearly lower friction values comparable to the mean of the non studded used winter tyres in the investigation.

The variation in results for the non studded tyres was also large and could not be explained by the studied variable age, tread depth and tread rubber hardness.

(12)

The explanation lies probably in tread pattern and other rubber characteristics than hardness.

Design changes can result in positive or negative change in ice friction depending on which properties the manufacturer has focused on. Of the four tested summer tyres one tyre in each of the two speed categories T and V were manufactured one year earlier than the other. The older V-tyre had better results but the older T-tyre worse. The best tyres were however from the same manufacturer and also had the hardest tread rubber why the differences probably is caused by construction rather than age.

The non studded tyres in general have a substantially larger drop in friction than the studded tyres from maximum friction condition to 20 degrees side slip angle or locked wheel friction condition. This was especially true for the summer tyres in the speed class V which are common on new cars.

This means that a vehicle with non studded tyres has lower performance limit and is more difficult to handle under limit conditions on ice at temperatures near the melting point.

An unexpected strong reduction of braking or cornering performance during maximum braking or cornering is seen as a serious accident risk factor especially as the yaw stability of the vehicle is seriously reduced if the friction of the rear wheels is drastically reduced during a rear wheel skid.

As a measure of stability in braking performance a braking stability factor has been defined as the ratio between the locked wheel friction and the maximum braking friction.

As a measure of yaw stability a steering stability factor has been defined as the ratio between the 20 degree side slip angle lateral friction and the maximum lateral friction.

Studded tyres with large stud protrusion and stud force have, compared to non studded tyres, not only better braking and cornering performance but also better braking and steering stability factors.

The steering and braking performance of the tyres has been measured in a special climate controlled indoor high speed flat bed test facility developed by the VTI.

Very good correlation has earlier been found between results from the facility and laptime results from ice trackcircuit tests with cars as well as pure braking and cornering tests with cars on ice tracks.

The results from the tests are intended for use by ordinary consumers as a guidance in estimating the performance of used tyres for example when buying used tyres or deciding whether their own used winter tyres are good for another season. The results can also be used as support for decisions concerning possible changes in present tyre regulations. Furthermore the results can be used by researchers in the subject area.

(13)

1 Bakgrund och syfte

Körning på vinterväglag ställer betydligt större krav på bilföraren ifråga om hastighetsanpassning och bedömning av erforderliga stoppsträckor eftersom till-gänglig friktion inte alltid räcker för tillämpning av normalt körbeteende på bar-mark. Det är dock inte enbart vägbanan som avgör tillgänglig friktion utan även i hög grad däcken. Det är därför av stort allmänt intresse för bilägaren att få väg-ledning vid anskaffning av vinterdäck, även begagnade sådana. En annan viktig frågeställning är när det är dags att byta däck. Lagen föreskriver ett minsta mönsterdjup på 3 mm vilket i vinterdäcksammanhang får ses som ett mycket lågt ställt krav.

Vinterväglag är ett mångskiftande begrepp som sträcker sig från nysnö och snömodd till packad snö och skrovlig och slät is. Eftersom olycksrisken växer exponentiellt med minskande friktion (Wallman och Åström, 2001) är däckens friktion på ett av de halaste underlagen, slät is nära noll grader eller i extremfall våt is ett starkt inköpsargument.

Dubbar har hittills visat sig vara det effektivaste sättet att uppnå bästa möjliga friktion på isunderlag. På grund av dubbarnas negativa egenskap i form av väg-slitage har stora ansträngningar gjorts för att få fram odubbade vinterdäck som kan konkurrera med de dubbade. Hittills har detta enligt tidigare VTI-under-sökningar (Nordström och Samuelsson, 1990; Nordström och Gustavsson, 1997) dock inte lyckats fullt ut.

Utöver säkerhet är framkomlighet av stort intresse. Framkomlighetsproblemen är också störst på de halaste underlagen. Överensstämmelsen mellan driv- och bromsfriktion är så stor att separata driv- och bromsfriktionsprov bedöms som mindre angelägna.

Den föreliggande undersökningen har därför utförts på skrovlig is nära noll grader (-3°C) i form av broms- och kurvtagningsprov.

Enligt Vägverkets bestämmelser för däck (VVFS 2003:22) får dubbarna i ett nytt obegagnat personbilsdäck inte ha ett medelutstick överstigande 1,2 mm. Däck i trafik får inte ha mer än 2 mm dubbutstick. Vidare får den statiska dubbkraften för nya obegagnade dubbdäck vid 1,2 mm dubbutstick inte överstiga 120 N. Flera av de dubbade däcken hade dock högre dubbkraft än tillåtet.

Syftet med projektet är i första hand att undersöka inverkan av ålder, slitbane-hårdhet och mönsterdjup samt för dubbdäck även dubbutstick och statisk dubb-kraft på isfriktionen vid bromsning och styrning för ett stort antal begagnade vinterdäck med och utan dubb.

Resultaten från proven avses kunna användas av vanliga konsumenter som en hjälp vid bedömning av begagnade däcks prestanda, t.ex. inför ett köp av begagnade däck eller för att avgöra om de egna begagnade vinterdäcken duger ännu en säsong. Resultaten kan dessutom användas av forskare i studier av trender, inverkan av ålder etc.

(14)

2 Omfattning

2.1 Provade

däck

Undersökningen omfattar totalt 68 däck av totalt 12 däckfabrikat varav 64 vinter-däck och som referens 4 sommarvinter-däck. av två fabrikat. Av vintervinter-däcken var 22 st dubbade. Sommardäcken hade storlek 185/65-15 hastighetsklass T och 195/65-15 hastighetsklass V. Vinterdäcken hade storlek 195/65-15, 185/65-15, 165-15 samt 185/70-14 hastighetsklass Q och T samt för två däck H. Tio av de odubbade däcken var inköpta som nya och endast inkörda tillverkningsåren var 2001 för 6 st och 2002 för 4 st.

Begagnade odubbade vinterdäck

Antal däck: 32 Antal fabrikat: 16 Antal typer: 21

Däckfabrikat och typ Ålder (år)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 21

AGI M+S 100 1

Bridgestone Blizzak MZ 02 1

Bridgestone Blizzak WS 15 2

Continental Viking Contact 1

Dunlop SP Winter Sport M2 1

Dunlop SP Arctic 2 1 Galaxie MS 360 2 Gislaved Frost 65 1 Gislaved NordFrost 65 1 Gislaved EuroFrost 1 Kumho GripMax 745 1

Good Year Vect R3 1

Michelin Maxi-Ice 1 1 Michelin X M+S 100 2 1 Pirelli Winter 210 1 1 SAVA Eskimo S3 2 Semperit Top-Grip 65 1 1 Uniroyal MS * Plus 44 1 Yokohama Guardex K2 1 Vredestein Snowtrac 2

(15)

Dubbdäck med dubbutstick mindre än 0,9 mm

Antal däck : 7 Antal fabrikat: 4 Antal typer: 4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 21

Continental Wiking Stop 4000 1

Gislaved NordFrost II 2

Good Year Ultragrip 300 2

Kleber M+S 65 2

Dubbdäck med dubbutstick 0,9 mm och större

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 21

Continental Contact TS 740 E 1

Firestone FW-900 WINTER 1

Gislaved Frost 65 1

Gislaved Nordfrost II 1

Gislaved Nordfrost III 1

Good Year Ultra Grip 400 1

Good Year Ultra Grip 500 1

Michelin Ivalo 1

Michelin X M+S 260 3 1

Michelin M+S 200 1

Nokia Hakkapeliitta M+S NR 109 1

Nokia Hakkapeliitta M+S NR 111 1

Nya sommardäck Hastighetsklass T

Fabrikat och typ Tillverkningsår Good Year GT2 E 2000

Michelin Energy 2001

Nya sommardäck Hastighetsklass V

Fabrikat och typ Tillverkningsår Goodyear Eagle NCT5 2001

(16)

Nya odubbade vinterdäck

Fabrikat och typ Tillverkningsår

Bridgestone Blizzak WS-50 2001 Continental Conti WinterContact 2001 Gislaved SoftFrost 2001

Good Year Ultra Grip 6 2001 och 2002 Michelin Maxi Ice 2001 och 2002 Nokian Hakkapeliitta Q 2001 och 2002 SAVA Eskimo S3 2002

Nya dubbade vinterdäck

Antal däck: 3 Antal fabrikat: 3 Antal typer: 3

Fabrikat och typ Tillverkningsår

Gislaved NordFrost 3 2001 Good Year Ultra Grip 500 2001 Michelin Ivalo 2001 Åldersfördelning 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Antal däck Dubbade däck Odubbade däck Sommardäck

Diagram 1 Åldersfördelning för de provade vinterdäcken.

Av de nya sommardäcken var två däck i varje hastighetsklass tillverkade under år 2001 och två under år 2000.

Trots att största lagliga genomsnittliga dubbutstick utstick för ett nytt däck är 1,2 mm hade ett av de nya dubbdäcken större utstick (1,4 mm). I trafik godkännes dock upp till 2 mm. Värdena som redovisas i bilaga 1 varierade från 0,1 mm till 1,8 mm. Dubbkraften som enligt bestämmelserna (VVFS 2003:22) får vara max 120 N vid 1,2 mm utstick varierade från 130 N till 200 N. Även dessa värden redovisas i tabell 2.

(17)

2.2 Antal

prov

Varje odubbat däck utsattes för 4 bromsprov och 4 styrprov jämt fördelade på två försöksdagar med undantag för sista försöksdagen då samtliga prov utfördes på samma dag. Med dubbdäcken utfördes två bromsprov och två styrprov under en försöksdag. Totalt utfördes 230 bromsprov och 230 styrprov plus 92 kontroll-däcksprov med ett odubbat vinterdäck för kontroll av isfriktionens variation och 46 prov för konditionering av isen i början av proven på respektive spår under de totalt 23 effektiva försöksdagarna. Därutöver utfördes ett antal förprov. Totalt utfördes 552 i undersökningen utvärderade prov i däckprovningsanläggningen.

3 Metod

För att konditionera däcken kördes samtliga 100–120 km på torr väg innan proven på is utfördes.

Isproven har utförts i VTI:s stationära däckprovningsanläggning på skrovlig kärnis vid en istemperatur av -3ºC–±0,5ºC

.

Mätutrustningen som visas i figur 1 och beskrivs närmare i VTI särtryck nr 220 (Nordström, 1994) består av en stillastående men vridbar hjulupphängning med mätdon för samtidig uppmätning av krafter mellan däck och vägbana i längsled sidled och vertikalled. Vägbanan består av en rörlig 55 m lång isbelagd stålbalk som drivs och bromsas av ett hydraulmotordrivet stållinspel.

Figur 1 VTI däckprovningsanläggning.

Provningshastigheten har varit 30 km/h, hjullasten 4000 N och ringtrycket 200 kPa. Proven har utförts i form av bromsfriktionsprov och sidfriktionsprov (kurvtagning).

Resultaten från denna provutrustning har vid tidigare jämförande prov utförda av VTI och ett flertal däcktillverkare visat sig stämma väl överens med sådana er-hållna vid motsvarande utomhusprov med bilar.

Vid bromsfriktionsproven i föreliggande undersökning ökades bromskraften kontinuerligt med en hastighet som medförde att friktionsmaximum uppnåddes

(18)

efter cirka 0,5 s varefter hjullåsning inträffade. Hjullåsningen bibehölls under resten av provförloppet.

Vid sidfriktionsproven ändrades hjulets vinkel relativt färdriktningen (avdrifts-vinkeln) från noll till 20 grader på cirka två sekunder varvid vridningen var lång-sammare upp till 5 grader. Sidfriktionsmaximum erhölls inom detta gradtal som uppnåddes på cirka en sekund. Sidfriktionen vid 20 grader representerar kurvtag-ningsförmågan när friktions-maximum överskridits. Denna betingelse betecknas ofta som sladd speciellt om den inträffar på bakhjulen eftersom hela bilen då intar samma onormalt stora vinkel mot färdriktningen.

Provningarna har för varje odubbat däck utförts som två provserier fördelade på två dagar. I en provserie ingick två provblock om vardera två prov körda i följd med samma däck. De två provblocken kördes i var sitt spår genom att däcket för-sköts i sidled. I det ena spåret kördes bromsprov och i det andra styrprov. Före varje sådan serie om två provblock preparerades en ny skrovlig isyta med hjälp av en specialkonstruerad isrivningsmaskin (se figur 2 och bilaga 3). Fyra odubbade däck provades varje dag. I början och slutet av varje dags provserier med de odubbade däcken har därutöver två enkelprov, ett bromsprov och ett styrprov, utförts i var sitt spår med ett odubbat referensdäck som återkommer i varje prov-serie för att vid behov kunna kompensera för små skillnader i försöksbetingel-serna. Efter den andra omgången prov med referensdäcken kördes på samma sätt som för de odubbade däcken ett provblock med bromsprov och ett med styrprov. I motsats till de odubbade däcken kördes dock varje dubbdäck endast under en provdag. Skälet till detta är en kompromiss mellan önskan om stort antal däck och statistisk kvalitet inom en begränsad budget. Vid den tidigare undersökningen på slät is och den kommande på våt is kan endast ett provblock per spår köras utan ny isläggning vilket begränsar antalet provade dubbdäck per dag till ett, jämfört med fyra för de odubbade. Genom att endast köra två provblock per dubbdäck kan förhållandet mellan antalet provade odubbade däck och provade dubbade däck reduceras från 4:1 till 2:1. Eftersom isytan i denna undersökning förnyas mellan varje däck finns inte problemet med ny isläggning, men för att få en likformighet i försöksuppläggningen har systemet bibehållits. Med tanke på att diskussionen om ålderns inverkan i hög grad är fokuserad på förändringar i däckgummit har det också bedömts som riktigt att prova flera odubbade däck.

Isrivning sker när banan med låg hastighet (0,5 m/s) efter sista provet med ett däck återförs till startläge med isrivningsmaskinen i verksamt läge. Tidsintervallet mellan varje enskilt prov har varit cirka 6–10 minuter.

För att kompensera för effekter av antalet isrivningar under en dag har ord-ningsföljden för de odubbade däcken vänts för den andra provdagen. Eftersom dubbdäcken endast körs en dag har detta inte varit möjligt för dessa däck.

Utöver friktionsmätningarna har medelvärdet av dubbutsticket och den statiska dubbkraften för 15 dubbar på varje dubbat däck uppmätts. Vidare har mönster-djupet och slitbanegummits hårdhet uppmätts, den sistnämnda storheten mättes med en Shoretalmätare vid 20ºC. Dessutom har däckmönstret fotograferats (se bilaga 2).

(19)

Figur 2 Isrivningsmaskin i upphissat läge.

4 Resultatredovisning

Medelvärdet av de gjorda mätningarna har använts som jämförelsevärde för ett enskilt däck, dvs. medelvärdet av fyra mätningar för odubbade och av två för dubbade däck. Någon justering för varierande mätbetingelser har inte ansetts nöd-vändig.

Resultaten redovisas i form av friktionstal. Högre friktionstal innebär bättre väggrepp. Sambandet mellan utnyttjat friktionstal och bromssträcka från hastig-heterna 50, 70, 90 och 110 km /h visas i diagram 2, 3, 4 och 5. Bromssträckan beräknas enligt ECE reglemente 13 (ECE Reglemente 13). Formeln är där S= 0,1⋅V + V2_{/(25,92⋅a) där S är bromssträckan i meter, V är hastigheten i km/h}

och a är retardationen i m/s2. Retardationen har satts lika med 9,81⋅friktionstalet. Även stoppsträckan för en reaktionstid på 1 sekund visas. Det framgår att den sträcka som bilen färdas under reaktionstiden utgör allt större del av stoppsträckan ju högre friktionstalet är.

Bromsfriktionsmaximum (mux max)och medelvärdet av friktionen vid låst hjul (mux låst) under 1 sekund omedelbart efter låsningen har använts som mått på bromsförmågan.

Vid typprovning av låsningsfria bromsar enligt ECE reglemente 13, Annex13 krävs att minst 75 % av friktionsmaximum skall kunna utnyttjas (ECE reglemente 13). Om bromsfriktionsmaximum är 0,20 skall man således vid bromsning kunna utnyttja minst 0,15. Vanligen kan cirka 90 %, dvs. i exemplet 0,18, utnyttjas.

(20)

På motsvarande sätt som i bromsfallet används sidfriktionens maximalvärde (muy max) och medelvärdet av sidfriktionen vid 20° avdriftsvinkel (muy 20) under en sekund som mått på kurvtagningsförmågan.

Utnyttjad friktion - Bromssträcka från 50 km/h 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.15 0.2 0.3 0.4 0.5 _0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.3 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Utnyttjad friktion Bromssträcka från 50 km/h (m) Bromssträcka ECE Stoppsträcka, 1sek reaktion

Diagram 2 Samband mellan friktionstal och bromssträcka resp. stoppsträcka

från 50 km/h.

Utnyttjad friktion - Bromssträcka från 70 km/h 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.15 0.2 0.3 0.4 0.5 _0.6 0.7 0.8 0.9 1 _1.3 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Utnyttjad friktion Bromssträcka från 70 km/h (m) Bromssträcka ECE Stoppsträcka, 1sek reaktion

(21)

Utnyttjad friktion - Bromssträcka från 90 km/h 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.15 0.2 0.3 0.4 0.5 _0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.3 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 450.00 500.00 550.00 600.00 650.00 700.00 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Utnyttjad friktion B ro m sstr äcka fr ån 90 km /h (m ) Bromssträcka ECE Stoppsträcka 1sek reaktion

från 90km/h.

Utnyttjad friktion - Bromssträcka från 110 km/h

0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.15 0.2 0.3 0.4 0.5 _0.6 0.7 0.8 0.9 1 _1.3 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 450.00 500.00 550.00 600.00 650.00 700.00 750.00 800.00 850.00 900.00 950.00 1000.00 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Utnyttjad friktion B rom ss tr ä cka fr ån 1 00 km /h (m

) Bromssträcka ECEStoppsträcka 1sek reaktion

(22)

Mellan utnyttjat friktionstal och kurvhastighet råder följande fysikaliska samband: V2= R⋅MY⋅9,81⋅3,62 där V är hastigheter i km/h, R är kurvradien och MY frik-tionstalet. I tabellerna nedan visas samhörande värden för V och MY för R = 50 och 100 m. Kurvradie 50 m Friktionstal 0,05 0,10 0,125 0,15 0,175 0,20 0,225 0,25 0,30 Maxhastighet km/h 17,8 25,2 28,2 30,9 33,4 35,7 37,8 39,9 43,7 Kurvradie 100 m Friktionstal 0,05 0,10 0,125 0,15 0,175 0,20 0,225 0,25 0,30 Maxhastighet km/h 25,2 35,7 39,9 43,7 47,2 50,4 53,5 56,4 61,8

Utöver dessa friktionsmått redovisas tre ytterligare kvalitetstal som benämns bromsstabilitet, styrstabilitet resp. totalt isgreppsvärde.

Bromsstabilitet definieras som friktionen vid låst hjul dividerad med den

maximala bromsfriktionen. En stor skillnad mellan maximal bromsfriktion och friktionen vid låst hjul ger således ett lågt stabilitetstal, vilket bedöms som oönskat, eftersom en ökad pedalkraft mot förväntan ger en minskad bromsverkan. Ju större denna plötsliga minskning är desto större blir den negativa överrask-ningen som ju kan tolkas som fel på bromssystemet.

Värdet av ett högt maximal bromsfriktion minskar därför om stabilitetsetstalet är lågt. Med ABS-bromsar förhindras hjullåsning och stabilitetstalet för broms-ning blir då mindre betydelsefullt. Även ABS-bromsbroms-ningens effektivitet påverkas dock i negativ riktning. Hur mycket beror på ABS-konstruktionen, broms-systemets skick i övrigt samt på friktionsförändringens snabbhet under låsnings-förloppet.

Styrstabilitet definieras som sidfriktionen vid 20º avdriftsvinkel dividerad

med den maximala sidfriktionen. Om sidfriktionsmaximum överskrids först på bakhjulen kommer bilen att råka ut för en s.k. bakvagnssladd vilket innebär att fordonet börjar rotera på ett oönskat sätt. Ju lägre stabilitetstal desto snabbare utvecklas sladdrörelsen och är då naturligtvis svårare att häva med styrkorrek-tioner. Om framhjulen överskrider avdriftsvinkeln för den maximala sidfriktionen avtar kurvtagningsförmågan och ytterligare ökning av rattutslaget minskar den ytterligare. Ju lägre stabilitetstal desto större är denna minskning som upplevs som att bilen tappar styrförmågan och tenderar att gå rakt fram vilket kan innebära mot diket eller mötande fordon.

I detta fall finns inga vanligt förekommande hjälpsystem motsvarande ABS. En form av styrstabiliseringssystem finns dock på vissa nya bilar där bromsarna på enskilda hjul ansätts automatiskt för att ge stabiliserande moment på bilen och samtidigt minska hastigheten för att därmed förhindra sladd. Om hastig-heten är för hög kommer dock friktionsmaximum att överskridas på samtliga hjul och om styrstabiliteten hos däcken är låg kommer sidfriktionen snabbt att sjunka om man försöker klara kurvan med ökat rattutslag. Enligt en finsk undersökning är sladdolyckor en dominerande olycksorsak på vinterväglag (Craelius Kar Nokia Tyres Ltd, 1989).

(23)

Sammantaget bedöms därför styrstabiliteten som viktigare än bromsstabili-teten.

Totalt isgreppsvärde definieras som 11,9 x (10x(2 x maximala

bromsfrik-tionen + bromsfrikbromsfrik-tionen vid låst hjul + 2 x maximala sidfrikbromsfrik-tionen + 2 x sidfrik-tionen vid 20º avdriftsvinkel) + bromsstabilitet +2 x styrstabilitet). Friktions-värdena har multiplicerats med 10 för att ges en storlek liknande stabilitetstalen. Bromsfriktionen vid låst hjul och bromsstabilitet har endast getts halva värdet relativt de andra. Motivet för detta är att ABS numera är så vanligt att låsta hjul sällan förekommer. Faktorn 11,9 gav vid undersökningen på slät is (VTI meddelande 923) det sämsta sommardäcket värdet 100. Korrelationen mellan is-greppvärde och bromsfriktion resp. sidfriktion är som önskat hög, vilket framgår av resultatredovisningen i avsnitt 6 (diagram 47–49).

5 Resultat

Resultaten redovisas i tabellform i bilaga 1 (tabell 2 ). I bilagan redovisas även alla övriga data för de provade däcken (tabell 1). I bilaga 2 visas däckens slitbane-mönster. I bilaga 3 visas den skrovliga isytans utseende som funktion av antalet upprepade isrivningar som använts för att förnya isytan under en försöksdag.

5.1 Ålder – mönsterdjup

Av diagram 6 framgår att de minsta mönsterdjupen hos de provade däcken som är i intervallet upp till 5,9 mm finns i åldersintervallet 2–11 år. I mönsterdjups-intervallet 6–7,9 mm är däcken 3–14 år gamla. I mönsterdjups-intervallet 8–10 mm ligger däckens ålder mellan 0 och 21 år. I nyskick varierade mönsterdjupet beroende på typ mellan 8 och 10 mm. Det minsta mönsterdjupet hos dubbdäcken var 5,5 mm och för de odubbade vinterdäcken 3,7 mm.

Ålder - Mönsterdjup 0 2 4 6 8 10 12 0 5 10 15 20 25 Ålder (år)

Mönsterdjup (mm) Odubbade vinterdäck

Dubbdäck utstick 0.9 mm och större Dubbdäck utstick mindre än 0.9 mm Sommardäck hastighetsklass T Sommardäck hastighetsklass V

(24)

5.2 Ålder – slitbanehårdhet

Av diagram 7 framgår att hårdheten i medeltal stiger de första 8 åren för att sedan vara konstant på sommardäcksnivå. Spridningen är dock relativt stor. Det finns således nya vinterdäck som är lika hårda som de mjukaste i åldersintervallet 10–14 år. Ålder - Slitbanehårdhet y = -0,0419x2 + 1,4995x + 52,424 R2 = 0,3456 y = 0,5x + 64,5 R2_{= 0,0196} y = -0,0687x2_{+ 1,9476x + 51,707 R}2_{= 0,7063} 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Ålder (år) Slitbanehårdhet (Shore) Odubbade vinterdäck Sommardäck Dubbdäck

Diagram 7 Ålder – slitbanehårdhet.

5.3 Ålder – dubbutstick

Av diagram 8 framgår att det i urvalet av dubbdäck inte finns något samband mellan ålder. Spridningen i dubbutstick är stor, medelvärdet är 0,8 mm och av de åtta dubbdäcken som har lägre utstick än det i VV däckbestämmelser rekom-menderade minimivärdet 0,9 mm är 2 äldre än 10 år och variationsområdet 3 till 14 år. För dubbutstick 0,9 och större är området 1 till 20 år.

Ålder - Dubbutstick 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 0 5 10 15 20 25 Ålder (År) Du b b u ts ti c k ( m m )

(25)

5.4 Ålder – dubbkraft

Av diagram 9 framgår att det finns en mycket svag tendens till stigande dubbkraft med ökande ålder. Denna tendens förklaras i huvudsak av att de äldsta däcken har högre dubbkraft än tillåtet. De har också utstick över 1,2 mm.

Ålder - Dubbkraft 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 0 5 10 15 20 25 Ålder (År) D u b bkraft ( N )

Diagram 9 Ålder – dubbkraft.

5.5 Dubbutstick – dubbkraft

Av diagram 10 framgår att det som förväntat finns en tendens till ökad dubbkraft med ökat dubbutstick. Spridningen är dock stor vilket ger relativt låg korrelation.

Dubbutstick - Dubbkraft y = 61.825x + 43.975 R2 = 0.4497 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 0.5 1 1.5 Dubbutstick (mm) Dubbkraft (N) 2

(26)

5.6 Ålder – isfriktion

5.6.1 Maximal bromsfriktion

Av diagram 11 framgår att maximala bromsfriktionen avtar med ökande ålder. Tendensen är kraftigast för de odubbade vinterdäcken. Tendensen är minst för dubbdäck med stort dubbutstick. Ett av de äldsta dubbdäcken som har fullt mönsterdjup och stort dubbutstick är likvärdigt med de nyaste dubbdäcken. Av de nya endast inkörda sommardäcken hade de som tillverkats år 2000 bättre friktion än de som tillverkats år 2001. Här har dock fabrikatet sannolikt större betydelse än tillverkningsåret.

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3ºC. Ålder - Maximal bromsfriktion

y = 0.0003x2_{- 0.0099x + 0.2641 R}2_{= 0.4148} y = -0,0302x + 0,2478 y = -0.0031x + 0.2427 R2_{= 0.5251} y = -0.0019x + 0.2628 R2_{= 0.0744} y = 0,0155x + 0,1518 0,00 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Ålder (År) 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 M a xi m al b ro m sf ri k ti o n Odubbade vinterdäck

Dubbdäck utstick 0.9 mm och större Dubbdäck utstick mindre än 0.9 mm Sommardäck Hastighetsklass T Sommardäck Hastighetsklass V

(27)

5.6.2 Bromsfriktion vid låst hjul

Av diagram 12 framgår att även bromsfriktionen vid låst hjul är högst för de nya vinterdäcken. Spridningen är dock stor och de sämsta är inte bättre än de bästa 9 år gamla odubbade vinterdäcken. Tendensen för däcken som grupp är att frik-tionen avtar med ökande ålder men minskningen avtar och är efter cirka 8 års ålder försumbar. Dubbdäcken har i medeltal bättre friktion än de odubbade vinter-däcken. Speciellt gäller det däck med dubbutstick 0,9 mm och däröver. För denna grupp är minskningen med ökande ålder obetydlig. Man kan notera att det äldsta dubbdäcket som har bra dubbutstick är likvärdigt med de 1 år gamla dubbdäcken och bättre än samtliga odubbade däck. Dubbar i gott skick kompenserar således mer än väl gummifriktionsförsämringen även på skrovlig is.

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is. -3 grader C Ålder - Bromsfriktion låst hjul

y = 0.0002x2 - 0.0069x + 0.1322 R2 = 0.328 y = -0.0195x + 0.112 y = -0.0018x + 0.1284 R2 = 0.6864 y = -0.0009x + 0.1661 R2 = 0.0373 0.00 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2 Ålder (År) 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 2 B ro m sfr ik ti o n l åst hj ul Odubbade vinterdäck

Dubbdäckutstick 0.9 mm och större Dubbdäck utstick mindre än 0.9 mm Sommardäck hastighetsklass T Sommardäck hastighetsklass V

Diagram 12 Ålder – Bromsfriktion vid låst hjul.

5.6.3 Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga)

Av diagram 13 framgår att sambandet mellan sidfriktion och ålder är mycket svagt eller obefintligt för dubbdäcken med bra utstick. De odubbade däcken har en tydligare trend till minskad friktion med ökande ålder. Som i fallet med broms-friktion har de dubbade däcken med utstick 0,9 mm och däröver högre broms-friktionstal än de odubbade vinterdäcken och de dubbade med mindre dubbutstick än 0,9 mm.

(28)

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3ºC. Ålder - Maximal sidfriktion

y = -5E-05x2 - 0.0033x + 0.3146 R2 = 0.3354 y = 0.0005x2 - 0.0099x + 0.3341 R2 = 0.2474 y = -0,0428x + 0,3295 y = -0.0031x + 0.294 R2 = 0.4573 y = 0,0182x + 0,2195 0,00 0,05 0,10 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Ålder (År) 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 Maxi mal si df ri k ti o n Odubbade vinterdäck

Diagram 13 Ålder – Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga).

5.6.4 Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º avdriftsvinkel

Av diagram 14 framgår att de odubbade däcken liksom dubbdäcken med utstick under 0,9 mm har en med åldern minskande friktion upp till cirka 8 år varefter minskningen är försumbar. För dubbdäcken med bra dubbutstick är åldersbero-endet försumbart och friktionen bättre än för de bästa odubbade däcken oavsett ålder. De nya sommardäcken är sämst och likvärdiga med de sämst begagnade odubbade vinterdäcken.

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3ºC. Ålder - Sidfriktion 20º avdriftsvinkel

y = 2E-05x2 - 0.0041x + 0.1971 R2 = 0.3721 y = 0.0005x2_{- 0.0097x + 0.2601 R}2_{= 0.5543} y = -0,0283x + 0,1768 y = -0.0044x + 0.2121 R2_{= 0.8805} y = 0,0062x + 0,1373 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Ålder (År) Sid fr ik ti o n 20º av driftsv inke l Odubbade vinterdäck

(29)

5.6.5 Bromsstabilitet

Av diagram 15 framgår att bromsstabiliteten har försumbart åldersberoende för dubbdäck. För de begagnade odubbade vinterdäcken kan man se att broms-stabiliteten är svagt avtagande med ökande ålder. Dubbdäcken med dubbutstick 0,9 mm och större har klart bättre bromssstabilitet (cirka 25 %) än de övriga kategorierna. Även dubbdäcken med lägre utstick än 0,9 mm är bättre än de odubbade däcken. De nya sommardäcken hade bland de lägsta värderna av alla de provade däcken.

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3ºC. Ålder - Bromsstabilitet y = -0.003x + 0.4889 R2 = 0.0417 y = 0.0012x + 0.6341 R2 = 0.0174 y = -0.0006x + 0.5292 R2 = 0.0093 y = -0,0354x + 0,4607 y = -0,0125x + 0,4176 0,00 0,10 0,20 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Ålder (År) 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 Bro m ss ta b il ite t Odubbade vinterdäck

Dubbdäck utstick 0.9 mm och större Dubbdäck utstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

Diagram 15 Ålder – Bromsstabilitet.

5.6.6 Styrstabilitet

Av diagram 16 framgår att sambandet mellan ålder och styrstabilitet är mycket svagt. Tendensen är dock fallande med ökande ålder upp till cirka 8 år. Dubb-däcken är tydligt bättre än de odubbade oberoende av ålder: Speciellt gäller det gruppen med dubbutstick från 0,9 mm och uppåt. Man kan observera att de äldsta dubbdäcken med stort men tillåtet utstick är lika bra som nya dubbdäcken. Dubb-däcken med dubbutstick 0,9 mm och större har klart bättre styrstabilitet (cirka 25 %) än de odubbade vinterdäcken. Dubbdäcken med lägre utstick än 0,9 mm är cirka 10 % bättre än de odubbade vinterdäcken. De nya sommardäcken i hastig-hetsklass T är likvärdiga med de sämsta begagnade odubbade vinterdäcken. Sommardäcken i hastighetsklass V är däremot likvärdiga med de odubbade vinter-däcken i detta avseende.

(30)

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3ºC.. Ålder - Styrstabilitet y = 0.0001x2_{- 0.0066x + 0.6258 R}2_{= 0.1812} y = -0,025x + 0,5429 y = -0.0091x + 0.7311 R2_{= 0.4155} y = -0,0186x + 0,6222 y = 0,0025x + 0,7315 R2 = 0,053 0,00 0,10 0,20 0,30 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Ålder (År) S 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 tyr st a b il it e t Odubbade vinterdäck

Dubbdäck utstick 0.9 mm och större

Dubbdäck utstick mindre än 0.9 mm Sommardäck hastighetsklass T

Sommardäck hastighetsklass V

Diagram 16 Ålder– Styrstabilitet.

5.6.7 Totalt isgreppsvärde

Av diagram 17 framgår att det totala isgreppssvärdet är bäst för de nya vinter-däcken. För dubbdäcken med bra utstick är det totala isgreppsvärdet oberoende av åldern. Dubbutstick och dubbkraft tycks kompensera däckgummits åldring. Notera att det äldsta dubbdäcket är lika bra som det nya dubbdäcket, vilket visar på dubbarnas stora betydelse för isgreppet även på skrovlig is. För de odubbade vinterdäcken avtar isgreppsvärdet med åldern till cirka 10 år, varefter åldersbero-endet blir försumbart och spridningen avsevärt mindre. Dubbdäcken med dubb-utstick 0,9 mm och större har klart bättre totalt isgreppsvärdet (cirka 25 %) än de odubbade vinterdäcken.. Dubbdäcken med lägre utstick än 0,9 mm är likvärdiga med de odubbade vinterdäcken. De begagnade odubbade vinterdäcken var i medeltal cirka 25 % bättre än det sämsta nya sommardäcket.

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3°C Ålder - Totalt isgreppsvärde

y = 0.1024x2 - 5.1896x + 221.28 R2 = 0.4268 y = -2.962x + 217.27 R2 = 0.8118 y = -27,447x + 211,27 y = -0,6013x + 238,4 R2 = 0,027 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 T o tal t i s g rep p s värd e y = 9,4084x + 148,45 0 20 40 0 5 10 15 20 25 Ålder (År) Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

(31)

5.7 Mönsterdjup – isfriktion

Av diagram 18 framgår att den maximala bromsfriktionen för de odubbade vinter-däcken och dubbvinter-däcken med dubbutstick under 0,9 mm har en mycket svag till försumbar tendens till minskning med ökande mönsterdjup. För dubbdäcken med dubbutstick 0,9 mm och större finns en mycket svag tendens till att friktionen ökar med mönsterdjupet. Spridningen är dock så stor att man får konstatera att något samband mellan mönsterdjup och maximal bromsfriktion inte har kunnat påvisas.

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3ºC. Mönsterdjup - Maximal bromsfriktion

0,40 y = 0,0047x + 0,2087 R2_{= 0,0195} y = -0,0048x + 0,2509 R2_{= 0,0467} y = 0,031x - 0,0962 y = -0,0045x + 0,2573 R2_{= 0,0341} 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Mönsterdjup (mm) M a x im al b ro m sf ri kt io n Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck Hastighetsklass T Sommardäck HastighetsklassV

Diagram 18 Mönsterdjup – Maximal bromsfriktion.

Av diagram 19 framgår att bromsfriktionen vid låst hjul för de odubbade vinter-däcken och dubbvinter-däcken med dubbutstick mindre än 0,9 mm är oberoende av mönsterdjupet. För dubbdäcken med dubbutstick 0,9 mm och större ökar frik-tionen vid låst hjul med ökande mönsterdjup. Spridningen är dock så stor att det är mycket osäkert om det verkligen finns något samband i det undersökta mönster-djupsintervallet.

(32)

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3ºC. Mönsterdjup - Bromsfriktion låst hjul

y = 0.0069x + 0.1019 R2 = 0.0979 y = 0.0001x + 0.105 R2 = 5E-05 y = 0.0025x + 0.0983 R2 = 0.0476 y = 0,008x - 0,0002 0,00 0,05 0,10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Mönsterdjup (mm) B roms fr i 0,15 0,20 0,25 9 10 k ti o n l å s t hj u l Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

Diagram 19 Mönsterdjup – Bromsfriktion vid låst hjul.

Av diagram 20 framgår att den maximala sidfriktionen för de odubbade vinter-däcken har en försumbar trend till ökande friktion vid ökat mönsterdjup. För dubbdäcken med dubbutstick 0,9 mm och större ökar friktionen med mönster-djupet. För dubbdäcken med dubbutstick mindre än 0,9 mm är trendlinjen för frik-tionen fallande med mycket låg korrelation.

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3ºC. Mönsterdjup - Maximal sidfriktion

y = 0,0023x + 0,2761 R2 = 0,0163 y = 0,0136x + 0,2002 R2 = 0,4814 y = -0,0154x + 0,3731 R2_{= 0,4283} 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 M ax im a l si d fr ikt ion y = 0,0365x - 0,0725 0,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Mönsterdjup (mm) Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

(33)

5.7.4 Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º avdriftsvinkel

Av diagram 21 framgår att sidfriktionen vid 20º avdriftsvinkel är oberoende av mönsterdjupet för de odubbade vinterdäcken och dubbdäcken med dubbutstick mindre än 0,9. För dubbdäcken med dubbutstick 0,9 mm och större ökar frik-tionen vid 20º avdriftsvinkel däremot med ökat mönsterdjup.

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3ºC. Mönsterdjup - Maximal bromsfriktion

y = 0,0047x + 0,2087 R2 = 0,0195 y = -0,0048x + 0,2509 R2_{= 0,0467} y = 0,031x - 0,0962 0,00 0,05 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Mönsterdjup (mm) y = -0,0045x + 0,2573 R2_{= 0,0341} 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 11 M a x im a l b ro m sf ri kt io n Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck Hastighetsklass T Sommardäck HastighetsklassV

Diagram 21 Mönsterdjup – Sidfriktion vid 20º avdriftsvinkel.

Av diagram 22 framgår att bromsstabiliteten för samtliga vinterdäck uppvisar en svag tendens till ökad stabilitet med mönsterdjup. Sambanden är dock statistiskt sett ytterst osäkra. Intressant är dock att alla trendlinjer har ungefär samma lut-ning. Även här är dubbdäcken överlägsna de odubbade däcken och bäst är de med störst utstick.

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3ºC. Mönsterdjup - Bromsstabilitet y = 0.0151x + 0.5201 R2_{= 0.1118} y = 0.0107x + 0.3925 R2 = 0.0748 y = 0.0211x + 0.384 R2_{= 0.3742} y = -0,0249x + 0,6171 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 B ro m sst a b ilite t 0 2 4 6 8 10 12 Mönsterdjup (mm) Odubbade vinterdäck

Dubbutstick 0,9 mm och större

Dubbutstick mindre än 0,9 mm

Sommardäck T

Sommardäck V

(34)

Av diagram 23 framgår att styrstabiliteten för de odubbade vinterdäcken är obero-ende av mönsterdjupet medan dubbdäckens styrstabilitet ökar med mönsterdjupet. Trendlinjernas lutning är större än för bromsstabiliteten. Den statistiska osäker-heten är dock stor, speciellt för dubbdäcken med stort dubbutstick.

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3ºC. Mönsterdjup - Styrstabilitet y = -0,0055x + 0,6284 R2 = 0,0309 y = 0,0371x + 0,5308 R2 = 0,3588 y = 0,0461x + 0,3542 R2 = 0,3387 y = -0,0729x + 1,0787 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Mönsterdjup (mm) S tyr st a b il it e t Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

Diagram 23 Mönsterdjup – Styrstabilitet.

5.7.7 Totalt isgreppsvärde

Av diagram 24 framgår att det totala isgrepppsvärdet för de odubbade vinter-däcken och dubbvinter-däcken med dubbutstick mindre än 0,9 mm är oberoende av mönsterdjupet. För dubbdäcken med dubbutstick 0,9 mm och större finns en tendens till ökning av isgreppet med ökat mönsterdjup. Man kan dock misstänka att det snarare är en effekt av bättre dubbutstick och dubbkraft vid ökat mönster-djup. Sambandet är dock statistiskt mycket osäkert.

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3°C Mönsterdjup - Totalt isgreppsvärde

150 200 250 300 grepps v ä rde y = -2.7668x + 213.24 R2 = 0.0268 y = 18,817x - 2,0881 y = -0,3913x + 200,04 R2 = 0,0006 y = 6,8932x + 176,94 R2 = 0,1508 0 50 100 0 2 4 6 8 10 12 Mönsterdjup (mm) To ta lt i s Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

(35)

5.8 Slitbanehårdhet – isfriktion

Av diagram 25 framgår att den maximala bromsfriktionen minskar med ökande hårdhet för samtliga däckkategorier. Sambanden är statistiskt relativt starka utom för dubbdäcken med de största utsticken. Detta kan tolkas så att bra dubbutstick kompenserar den negativa effekten av gummihårdheten.

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3ºC. Slitbanehårdhet - Maximal bromsfriktion

y = -0,0044x + 0,4823 R2 = 0,6481 y = -0,0053x + 0,5634 R2_{= 0,4333} y = -0,004x + 0,4681 R2_{= 0,801} y = -0,0076x + 0,6939 y = -0,0052x + 0,5134 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 40 45 50 55 60 65 70 75 Slitbanehårdhet (Shore) M a x im a l br om s fr ik ti o n Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck Hastighetsklass T Sommardäck Hastighetsklass V

(36)

Av diagram 26 framgår att bromsfriktionen vid låst hjul minskar med ökande hårdhet för samtliga däckkategorier. För dubbdäcken med stort utstick samt sommardäcken är sambanden statistiskt mycket osäkra. För de odubbade vinter-däcken är korrelationen dock ganska hög. Dubbvinter-däcken med bra dubbutstick är 50–100 % bättre än odubbade däck med stor hårdhet och likvärdiga med de mjukaste odubbade däcken.

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3ºC. Slitbanehårdhet - Bromsfriktion låst hjul

y = -0.0028x + 0.3267 R2 = 0.2849 y = -0.0016x + 0.212 R2 = 0.4717 y = -0,0049x + 0,3996 y = -0,0013x + 0,1571 y = -0,0035x + 0,3104 R2 = 0,784 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 B rom sfr ik ti o n l å s t hj u l Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 Slitbanehårdhet (Shore)

Diagram 26 Slitbanehårdhet – Bromsfriktion vid låst hjul.

Av diagram 27 framgår att den maximala sidfriktionen minskar något med ökande hårdhet för samtliga däckkategorier. Sambanden är dock statistiskt mycket osäkra.

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3ºC. Slitbanehårdhet - Maximal sidfriktion

y = -0,0019x + 0,4293 R2 = 0,177 y = -0,0043x + 0,5357 R2 = 0,7997 y = -0,0028x + 0,4605 R2 = 0,4856 y = -0,0107x + 0,9601 y = -0,0046x + 0,5434 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 40 45 50 55 60 65 70 75 Slitbanehårdhet (Shore) Maximal s id fr iktion Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

(37)

5.8.4 Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º sladd (avdrifts-vinkel)

Av diagram 28 framgår att sidfriktionen vid 20º sladd (avdriftsvinkel) minskar med ökande hårdhet för samtliga däckkategorier. Minskningen för dubbdäck med bra utstick är dock försumbar om man bortser från de mjukaste (nya) däcken. Sambandet är dock för denna kategori statistiskt mycket osäkert. För de odubbade vinterdäcken och dubbdäcken med litet utstick är korrelationen dock ganska hög. För dubbdäcken med stort utstick är friktionen 25–50 % högre än för odubbade däck med samma hårdhet. Det mjukaste odubbade däcket är ungefär lika bra som hårda dubbdäck med bra utstick.

y = -0,002x + 0,3521 R2 = 0,1861 y = -0,0033x + 0,3683 R2 = 0,7621 y = -0,0041x + 0,4363 R2_{= 0,7349} y = -0,0021x + 0,2831 y = -0,0071x + 0,5934 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 S idf ri kt io n 20 g rad er s la d d 40 45 50 55 60 65 70 75 Slitbanehårdhet (Shore) Odubbade vinterdäck

Dubbutstick 0,9 mm och större

Dubbutstick mindre än 0,9 mm

Sommardäck T

Sommardäck V

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3ºC.

Slitbanehårdhet - Sidfriktion 20 grader avdriftsvinkel (sladd)

Diagram 28 Slitbanehårdhet – Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º

(38)

Av diagram 29 framgår att bromsstabiliteten minskar något med ökande hårdhet för de odubbade vinterdäcken medan samband i stort sett saknas för övriga kategorier. Sambandet är dock även för de odubbade vinterdäcken statistiskt osäkert.

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3ºC. Slitbanehårdhet - Bromsstabilitet y = 0,0042x + 0,1266 y = 0,0024x + 0,5004 R2 = 0,0506 y = -0,0055x + 0,7937 R2 = 0,399 y = 0,0024x + 0,3746 R2 = 0,1192 y = -0,0089x + 0,9834 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 40 45 50 55 60 65 70 75 Slitbanehårdhet (Shore) Br om ss tabi li te t Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

Diagram 29 Slitbanehårdhet – Bromsstabilitet.

Av diagram 30 framgår att styrstabiliteten har en trend till minskning med ökande hårdhet för samtliga däckkategorier. Sambanden är dock svaga och statistiskt mycket osäkra.

Dubbade och odubbade däck. Skrovlig is -3ºC. Slitbanehårdhet - Styrstabilitet y = -0,0053x + 0,9054 R2 = 0,543 y = -0,0059x + 1,1858 R2 = 0,1455 y = -0,0067x + 1,09 R2 = 0,2067 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 S tyrst ab ili te t y = -0,0063x + 0,9123 y = 0,0062x + 0,1879 0,00 0,10 40 45 50 55 60 65 70 75 Slitbanehårdhet (Shore) Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick under 0,9 mm Sommardäck T Sommardäck V