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

(1)

VTI meddelande 923 • 2003

Nya och begagnade

vinterdäcks friktion

på slät is

Undersökning avseende inverkan av ålder, mönsterdjup,

slitbanehårdhet, dubbutstick och dubbkraft

(2)

(3)

VTI meddelande 923 · 2003

Nya och begagnade

vinterdäcks friktion

på slät is

Undersökning avseende inverkan av

ålder, mönsterdjup, slitbanehårdhet,

dubbutstick och dubbkraft

Olle Nordström

(4)

(5)

Utgivare: Publikation: VTI meddelande 923 Utgivningsår: 2003 Projektnummer: 80454 581 95 Linköping Projektnamn:

Nya och begagnade vinterdäcks isfriktion

Författare: Uppdragsgivare:

Olle Nordström Vägverkets skyltfond och Norska

Vegdirektoratet

Titel:

Nya och begagnade vinterdäcks friktion på slät is.

Undersökning avseende inverkan av ålder, mönsterdjup, slitbanehårdhet, dubbutstick och dubbkraft.

Referat

Det har påståtts att vinterdäcks friktion på is och snö försämras med åldern i sådan grad att användning av vinterdäck över en viss ålder t.ex. 10 år skulle förbjudas. Mycket lite forskningsdata finns dock. Denna undersökning har utförts av VTI för att få mera bakgrund för eventuell lagstiftning. Resultaten kan också vara till nytta som vägledning för vanliga konsumenter. Denna är den första av tre delstudier.

Syftet med projektet är att undersöka hur isfriktionen hos vinterdäck för personbilar påverkas av ålder, slitbanehårdhet och mönsterdjup samt för dubbdäck även inverkan av dubbutstick och statisk dubbkraft.

Undersökningen har omfattat 20 dubbade och 33 odubbade vinterdäck samt 4 sommardäck, huvudsakligen av de i Sverige vanligaste däckfabrikaten Gislaved, Good Year och Michelin i storlek 185/65-15. Huvuddelen av däcken hade körts i vanlig trafik och varierade i ålder från 3 (1998) till 15 år (1986). Ett mindre antal nya vinterdäck har också provats. Som referens har även några nya sommardäck provats.

Undersökningen har utförts med hjälp av en av VTI konstruerad klimatkontrollerad 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.Vid denna studie har proven utförts på slät is nära noll grader C (-3°C). Kompletterande studier på skrovlig is och på våt is kommer att göras de närmaste åren.

De nya endast inkörda vinterdäcken var klart bättre än genomsnittet av de äldre däcken. I ålders-intervallet 5–15 år kunde någon signifikant försämring med tilltagande ålder inte påvisas för vare sig odubbade eller dubbade vinterdäck. Resultaten visar också att på detta underlag dubbade däck som grupp fortfarande är klart överlägsna odubbade däck inklusive de speciella ej dubbningsbara vinterdäck som brukar benämnas friktionsdäck. Friktionsskillnaderna inom resp. grupp är dock stor.

Provningsresultaten från denna undersökning ger inte svar på frågan om eller hur prestanda hos ett oanvänt lagrat däck förändras med tiden. Resultat från en tidigare av VTI utförd undersökning redovisas dock i denna rapport. Resultaten visar inte på någon försämring vid lagring upp till tre år.

ISSN: Språk: Antal sidor:

(6)

Publisher: Publication: VTI meddelande 923 Published: 2003 Project code: 80454

SE-581 95 Linköping Sweden Project:

The friction on ice for new and used winter tyres

Author: Sponsor:

Olle Nordström The ”(Personal Registration) Plate Fund” of

the Swedish National Road Administration and the Norvegian Public Road

Administration

Title:

The friction on smooth ice for new and used winter tyres.

An investigation concerning the influence of age, tread depth, tread rubber hardness, stud protrusion and stud force.

Abstract

It has been argued that the grip of winter tyres on ice and snow deteriorates with age to such an extent that winter tyres above a certain age e. g 10 years should be forbidden to use. Little research data do however exist. This investigation has been carried out by VTI in order to get a better background for legal decisions. The results would also be of use for ordinary consumers as a guidance. This is the first of three part studies.

The aim of the investigation is to investigate the correlation between ice grip 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 20 studded and 33 non studded winter tyres and 4 summer tyres mainly of the in Sweden popular brands Gislaved, Michelin and Good Year of size 185/65-R15. Most of the tyres had been driven in ordinary traffic and varied in age from three (1998) to fifteen (1986) years. A small number of new winter tyres were also tested. As reference some new summer tyres were tested as well.

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.

The tests in this part investigation were carried out on smooth black ice near zero degrees centigrade (-3°C). Investigations on rough ice and wet ice will follow in the next few years.

The new winter tyres were clearly better than the average of the older tyres. In the age range 5 to 15 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 results also show that on this surface 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.

The test results from this investigation do not answer the question whether or how the performance of a stored unused tyre is reduced with time. Results from an earlier investigation by VTI is however presented in this report. The results here showed no deterioration within 3 years of storage.

(7)

Förord

Undersökningen har bekostats av Vägverkets skyltfond samt av Norska Veg-direktoratet.

Den har genomförts vid VTI av Henrik Åström, Olle Nordström, vilka ansvarat för planering, databearbetning och rapportskrivning och Romuald Banek som ansvarat för provens praktiska genomförande. Vid VTI har även Gudrun Öberg medverkat vid rapportgranskningen. Vidare har Göran L. Andersson vid Vägverkets fordonsavdelning och Reidar Henry Svendsen vid Norska Veg-direktoratets kjöretöy- og kontrollkontor medverkat vid planering och rapport-granskning. Begagnade däck har välvilligt ställts till förfogande av Däckhuset vid Jägarvallen i Linköping, Gummicentralen AB i Linköping samt anställda vid VTI. Linköping april 2003

(8)

(9)

Innehållsförteckning Sid

Sammanfattning 7

Summary 9

1 Bakgrund och syfte 13

2 Omfattning 14 2.1 Provade däck 14 2.2 Antal prov 16 3 Metod 17 4 Resultatmått 19 5 Resultat 23 5.1 Ålder – mönsterdjup 23 5.2 Ålder – slitbanehårdhet 23 5.3 Ålder – dubbutstick 24 5.4 Ålder – dubbkraft 25 5.5 Dubbutstick – dubbkraft 25 5.6 Ålder – isfriktion 26 5.6.1 Maximal bromsfriktion 26

5.6.2 Bromsfriktion vid låst hjul 27

5.6.3 Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga) 27

5.6.4 Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º avdriftsvinkel 28

5.6.5 Bromsstabilitet 28

5.6.6 Styrstabilitet 29

5.6.7 Totalt isgreppsvärde 29

5.7 Mönsterdjup – isfriktion 31

5.7.1 Maximal bromsfriktion 31

5.8 Slitbanehårdhet – isfriktion 35

5.8.4 Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º sladd

avdriftsvinkel 36 5.8.5 Bromsstabilitet 37 5.8.6 Styrstabilitet 37 5.8.7 Totalt isgreppsvärde 38 5.9 Dubbutstick – isfriktion 39 5.9.1 Maximal bromsfriktion 39

(10)

5.10 Dubbkraft – isfriktion 42

5.11 Totalt isgrepp – Bromssträcka 46

5.12 Totalt isgrepp – Maximal kurvhastighet 47

5.13 Ringtryckets inverkan på isfriktionen 48

6 Slutsatser och allmänna synpunkter på vinterdäck 49

6.1 Slutsatser 49

6.2 Allmänna synpunkter på vinterdäck 49

7 Referenser 51

Bilagor:

Bilaga 1: Data för provade däck (tabell)

Bilaga 2: Foto över olika däckmönster

Bilaga 3: Resultat av ålderns inverkan på isfriktionen för obegagnade

(11)

Diagramförteckning Sid

Diagram 1 Åldersfördelning för de provade vinterdäcken 16

Diagram 2 Samband mellan friktionstal och bromssträcka resp. stoppsträcka från 50 km/h 19

Diagram 6 Ålder – mönsterdjup 23

Diagram 7 Ålder – slitbanehårdhet 24

Diagram 8 Ålder – dubbutstick 24

Diagram 10 Dubbutstick – dubbkraft 25

Diagram 11 Ålder – Maximal bromsfriktion 26

Diagram 12 Ålder – Bromsfriktion vid låst hjul 27

Diagram 13 Ålder – Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga) 27

Diagram 14 Ålder – Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º avdriftsvinkel 28

Diagram 16 Ålder – Styrstabilitet 29

Diagram 17 Ålder 0–15 år – Totalt isgreppsvärde 30

Diagram 18 Ålder 5–15 år – Totalt isgreppsvärde 30

Diagram 19 Mönsterdjup – Maximal bromsfriktion 31

Diagram 20 Mönsterdjup – Bromsfriktion vid låst hjul 31

Diagram 21 Mönsterdjup – Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga) 32

Diagram 22 Mönsterdjup – Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º

avdriftsvinkel 32

Diagram 23 Mönsterdjup – Bromsstabilitet 33

Diagram 24 Mönsterdjup – Styrstabilitet 33

Diagram 25 Mönsterdjup – Totalt isgreppsvärde 34

Diagram 26 Slitbanehårdhet – Maximal bromsfriktion 35

Diagram 27 Slitbanehårdhet – Bromsfriktion vid låst hjul 35

Diagram 28 Slitbanehårdhet – Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga 36

Diagram 29 Slitbanehårdhet – Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º

avdriftsvinkel (sladd) 36

Diagram 30 Slitbanehårdhet – Bromsstabilitet 37

Diagram 31 Slitbanehårdhet – Styrstabilitet 37

Diagram 32 Slitbanehårdhet 45–60 Shore – Totalt isgreppsvärde 38

Diagram 33 Slitbanehårdhet 60–75 Shore – Totalt isgreppsvärde 38

Diagram 34 Dubbutstick – Maximal bromsfriktion 39

Diagram 35 Dubbutstick – Bromsfriktion vid låst hjul 39

Diagram 36 Dubbutstick – Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga) 40

Diagram 37 Dubbutstick – Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º

avdriftsvinkel 40

Diagram 38 Dubbutstick – Bromsstabilitet 41

Diagram 39 Dubbutstick – Styrstabilitet 41

Diagram 40 Dubbutstick – Totalt isgreppsvärde 42

Diagram 41 Dubbkraft – Maximal bromsfriktion 42

Diagram 42 Dubbkraft – Bromsfriktion vid låst hjul 43

(12)

Diagram 44 Dubbkraft – Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º avdriftsvinkel

(sladd) 44

Diagram 45 Dubbkraft – Bromsstabilitet 44

Diagram 46 Dubbkraft – Styrstabilitet 45

Diagram 47 Dubbkraft – Totalt isgreppsvärde 45

Diagram 48 Totalt isgrepp – ABS-bromssträcka från 70 km/h 46

Diagram 49 Totalt isgrepp – Bromssträcka med låsta hjul från 70 km/h 46

Diagram 50 Totalt isgrepp – Maximal kurvhastighet i 100 m radie 47

Diagram 51 Totalt isgrepp – Maximal kurvhastighet vid 20 grader sladd i 100 m

(13)

Nya och begagnade vinterdäcks friktion på slät is. Undersökning avseende inverkan av ålder, mönsterdjup, slitbanehårdhet, dubbutstick och dubbkraft

av Olle Nordström

Statens väg- och transportforskningsinstitut (VTI) 581 95 Linköping

Sammanfattning

Dubbdäck överlägsna på isigt väglag.

Ingen åldersförsämring för vinterdäck.

På slät is, nära noll grader C, är dubbade däck som grupp fortfarande klart överlägsna odubbade däck inklusive de speciella ej dubbningsbara vinter-däck som brukar benämnas friktionsvinter-däck. Friktionsskillnaderna inom resp. grupp är dock stor.

De nya endast inkörda vinterdäcken var klart bättre än genomsnittet av de äldre däcken. I åldersintervallet 5–15 år kunde någon signifikant försäm-ring med tilltagande ålder inte påvisas för vare sig odubbade eller dubbade vinterdäck.

Projektet som bekostats av Vägverkets skyltfond och Norska Vegdirektoratet har undersökt hur isfriktionen hos vinterdäck för personbilar påverkas av ålder, slit-banehårdhet och mönsterdjup samt för dubbdäck även inverkan av dubbutstick och statisk dubbkraft.

Undersökningen har omfattat 20 dubbade och 33 odubbade vinterdäck samt 4 sommardäck, huvudsakligen av de i Sverige vanligaste däckfabrikaten Gislaved, Good Year och Michelin storlek 185/65-15.

Huvuddelen av däcken hade körts i vanlig trafik och varierade i ålder från 3 (1998) till 15 år (1986). Dessutom provades däck från 1994 som endast använts vid tidigare av skyltfonden bekostade friktionsprov på is och våt asfalt. Ett mindre antal nya vinterdäck har också provats. Som referens har även några nya sommar-däck provats.

Vid denna delstudie har proven utförts på ett av de ur trafiksäkerhetssynpunkt svåraste vinterväglagen som en gång motiverat tillkomsten av dubbdäck,

näm-ligen slät is nära noll grader C (-3°C). Kompletterande studier på skrovlig is och

på våt is kommer att göras de närmaste åren.

Provningsresultaten från denna undersökning ger inte svar på frågan om eller hur prestanda hos ett oanvänt lagrat däck förändras med tiden. Resultat från en tidigare VTI-undersökning som redovisas i denna rapport ger exempel på att ett vinterdäck kan lagras åtminstone upp till 3 år utan att dess isfriktion försämras.

Konstruktionsskillnader kan dock göra att ett nytillverkat däck får bättre eller sämre isfriktion än ett lagrat beroende på vad tillverkaren fokuserar på för egen-skaper. Av de fyra nya sommardäck som provades var ett däck i hastighetsklass T resp. V tillverkade ett år tidigare än de andra. Det äldre V däcket hade bättre resultat men det äldre T däcket sämre. De bästa av dessa sommardäck var dock av samma fabrikat och hade hårdast slitbanegummi, varför skillnaderna troligen beror på konstruktiva skillnader.

(14)

Inom det undersökta mönsterdjupsområdet 4 till 10 mm kunde någon påtaglig förbättring av isfriktionen med ökande mönsterdjup endast påvisas i intervallet 6–10 mm och med den starkaste trenden för de dubbade däcken med dubbutstick 0,9 mm och större.

Ökande gummihårdhet för vinterdäcken gav en minskande friktion i intervallet 45–60 Shore. I intervallet 60–75 Shore kunde inte något samband mellan isfrik-tion och slitbanehårdhet påvisas.

De nya vinterdäcken var klart mjukast. Sambandet mellan ålder och hårdhet i åldersintervallet 4 till 15 år var försumbart.

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 var också stor och kunde inte helt förklaras med de studerade variablerna ålder, mönsterdjup och hårdhet. För-klaringen ligger troligen i mönsterutformning och andra egenskaper hos gummit än hårdheten.

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. Odubbade vinterdäck hade som grupp sämre stabilitetsfaktor än de dubbade.

Undersökningen har utförts med hjälp av en av VTI konstruerad klimatkont-rollerad 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 kan användas av vanliga konsumenter som en hjälp vid bedömning av begagnade däcks prestanda 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

(15)

vinter-The friction on smooth ice for new and used winter tyres. An investigation concerning the influence of age, tread depth, tread rubber hardness, stud protrusion and stud force

by Olle Nordström

Swedish National Road and Transport Research Institute (VTI) SE-581 95 Linköping Sweden

Summary

Studded tyres are superior on icy roads.

No significant influence of age on the ice friction of

winter tyres.

The results show that on ice near zero degrees C, 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.

The new winter tyres were clearly better than the average of the older tyres. In the age range 5 to 15 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 aim of the investigation which is sponsored by the ”(Personal Registration) Plate Fund” of the Swedish National Road Administration and of the Norwegian Public Road Administration is to investigate the correlation between ice grip 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 20 studded and 33 non studded winter tyres and 4 summer tyres mainly of the in Sweden popular brands Gislaved, Michelin and Good Year of size 185/65 -R15.

Most of the tyres had been driven in ordinary traffic and varied in age from three (1998) to fifteen (1986) years. Tyres from 1994 only used in two earlier investigations also sponsored by the ”Plate Fund”, one on ice and one on wet asphalt, and a small number of new winter tyres were also tested. As reference some new summer tyres were tested as well.

The tests in this part investigation were carried out on smooth black ice near zero degrees centigrade (-3°C). This type of surface is one of the most dangerous with respect to traffic safety and has justified the development of studded tyres. Investigations on rough ice and wet ice will follow in the next few years.

The test results from this investigation do not answer the question whether or how the performance of a stored unused tyre is reduced with time. Results from an earlier investigation by VTI presented in this report indicates that a winter tyre can be stored at least up to 3 years without reduction of its ice friction performance.

Design changes can result in positive or negative change in ice friction depending on which properties the manufacturer has focused on. Of the four

(16)

manufactured one year earlier than the other. The older V-tyre had better results but the older T-tyre worse. The best of these summer 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.

In the investigated tread depth range from 4 to 10 mm a significant improve-ment of the ice grip could only be found in the range from 6 to 10 mm and with the strongest tendency for the studded tyres with a stud protrusion of 0,9 mm and over.

Increasing rubber hardness gave a decrease in friction in the range from 45 to 60 Shore. In the interval from 60 to 75 Shore no correlation could be found between ice friction and tread rubber hardness.

The new tyres had the lowest shore numbers i.e. were the softest. In the range from 5 to 15 years no correlation between age and tread rubber hardness could be found.

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 variables age, tread depth and tread rubber hardness. The explanation lies probably in tread pattern and other rubber characteristics than hardness.

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.

(17)

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.

(18)

(19)

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 mycket lågt ställt krav.

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

Dubbar har hittills visat sig vara det effektivaste sättet att uppnå bästa möjliga friktion på detta underlag. På grund av dubbarnas negativa egenskap i form av vägslitage 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 & Samuelsson, 1990; Nordström & 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 slät is nära noll grader (-3°C) i form av broms och kurvtagningsprov.

Enligt vägverkets bestämmelser för däck (VVFS, 1994:5) 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 vid 1,2 mm utstick inte överstiga 120 N.

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.

(20)

2 Omfattning

2.1 Provade

däck

Undersökningen omfattar totalt 57 däck av totalt 12 däckfabrikat varav 53 vinter-däck och som referens 4 sommarvinter-däck av två fabrikat. Av vintervinter-däcken var 20 st dubbade. Sommardäcken hade storlek 185/65-15 hastighetsklass T och 195/65-15 hastighetsklass V. Vinterdäcken hade storlek 185/65-15 hastighetsklass Q och T med ett undantag där storleken var 185-15 (Viking Stop).

Begagnade odubbade vinterdäck

Antal däck: 27 Antal fabrikat: 11 Antal typer: 17

Ålder (år)

Däckfabrikat och typ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Bridgestone Blizzak WS 15 1

Dunlop SP Winter Sport M2 1 1

Dunlop SP Arctic x

Gislaved NordFrost 65 x

Gislaved CityFrost 2

Gislaved EuroFrost 1 2

Kumho GripMax 745 1

Good Year Ultra Grip 4+ 1 2

Good Year Vect R3 1

Michelin Maxi-Ice 1 Michelin Alpin 1 Michelin X M+S 100 2 1 Pirelli Winter 210 1 1 Semperit Top-Grip 1 1 Uniroyal MS * Plus 44 1 Yokohama Guardex K2 1

Wiking Stop Norway M+S 3000 1

Begagnade dubbdäck med dubbutstick mindre än 0,9 mm

Ålder (år)

Däckfabrikat och typ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Continental Wiking Stop 4000 1

Gislaved NordFrost 65 1

Gislaved NordFrost II 1 1

Michelin Ivalo 1

Michelin X M+S 260 1 2

(21)

Begagnade dubbdäck med dubbutstick 0,9 mm och större

Ålder (år)

Däckfabrikat och typ 0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Gislaved NordFrost 65 1 1

Gislaved Nordfrost II 1 1

Gislaved Nordfrost III 1

Good Year Ultra Grip 400 1 1

Good Year Ultra Grip 500 1

Michelin Ivalo 1

Michelin X M+S 260 1

Viking Stop 1

Nya sommardäck Hastighetsklass T

Good Year GT2 E Michelin Energy

Nya sommardäck Hastighetsklass V

Goodyear Eagle NCT5 Michelin Pilote Primacy

Nya odubbade vinterdäck

Bridgestone Blizzak WS-50 Continental Conti WinterContact Gislaved SoftFrost (Referensdäck) Good Year Ultra Grip 6

Michelin Maxi Ice Nokian Hakkapeliitta Q

Nya dubbade vinterdäck

Gislaved NordFrost 3 Good Year Ultra Grip 500 Michelin Ivalo

(22)

Åldersfördelning för vinterdäcken 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 A n tal däck Odubbade däck Dubbade däck

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 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 får vara max 120 N vid 1,2 mm utstick varierade från 130 N till 200 N. Även dessa värden redovisas i tabell 2.

Samtliga nya däck hade något högre dubbkraft än tillåtet.

2.2 Antal

prov

Varje odubbat däck utsattes för 4 bromsprov och 4 styrprov jämt fördelade på två försöksdagar. Med dubbdäcken utfördes två bromsprov och två styrprov under en försöksdag. För att studera eventuell inverkan av ringtryck på friktionen utfördes för ett odubbat vinterdäck provserier vid tre olika tryck dvs. ytterligare 12 broms-prov och 12 styrbroms-prov. Totalt utfördes 300 bromsbroms-prov och 300 styrbroms-prov plus 80 kontrolldäcksprov med ett odubbat vinterdäck för kontroll av isfriktionens varia-tion och cirka 160 ispoleringsprov för kondivaria-tionering av isen i början av proven på respektive spår under de totalt 20 effektiva försöksdagarna. Därutöver utfördes ett antal förprov. Totalt utfördes cirka 900 prov i däckprovningsanläggningen.

(23)

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 polerad

kärnis vid en istemperatur av -3ºC – ±0,5ºC

.

Apparaturen som visas i figur 1 och

beskrivs närmare i VTI särtryck nr 220 (Nordström, 1994) består av en stilla-stående 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:s 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 erhållna vid motsvarande utomhusprov med bilar.

Vid bromsfriktionsproven i föreliggande undersökning ökades bromskraften kontinuerligt med en hastighet som medförde att friktionsmaximum uppnåddes 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 de odubbade däcken utförts som två provserier, var och en bestående av ett antal sammanhållna provblock om två prov. Före varje sådant provblock har en ny isyta tillverkats och förpolerats tre gånger vid full provhastig-het med hjälp av speciell poleranordning bestående av en gummiplatta som trycks

(24)

serie utförts för att vid behov kunna kompensera för små skillnader i försöks-betingelserna.

Efter dessa inledande prov kördes dubbelprov först med fyra odubbade däck. Därpå kördes enkelprov med referensdäcket följt av ett dubbelprov med den dubbningsbara däcktypen försedd med dubbar. Med dubbelprov menas två prov utförda efter varandra med samma däck. Att endast ett dubbelprov utfördes med dubbdäcken beror på att isen var påverkad av dubbarna och måste förnyas för att få likvärdiga förhållanden för ett ytterligare dubbelprov. Tyvärr kunde detta inte genomföras av ekonomiska skäl.

Mellan varje enkelt prov återförs banan med låg hastighet (0,5 m/s) till start-läge med poleranordningen i verksamt start-läge. Tidsintervallet mellan varje enskilt prov har varit cirka 6 minuter

Varje provad däcktyp och dimension har således ingått i två provblock med bromsprov och två provblock med sidfriktionsprov. Varje isläggning har kunnat utnyttjas för två provblock genom att provhjulet förskjutits i sidled. Därvid har ett provblock avsett bromsfriktion och ett provblock sidfriktion. I dessa block har samtliga ingående däcktyper varit desamma.

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).

(25)

4 Resultatmått

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 nödvändig.

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, 1999). Formeln är där

S= 0,1xV + V2/150 där S är bromssträckan i meter och V är hastigheten i km/h.

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 och medelvärdet av friktionen vid låst hjul under

1 sekund omedelbart efter låsningen har använts som mått på bromsförmågan. Vid typprovning enligt ECE Reglemente 13, Annex13 av låsningsfria bromsar krävs att minst 75 % av friktionsmaximum skall kunna utnyttjas. (ECE Reglemente 13, 1999). 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.

På motsvarande sätt som i bromsfallet används sidfriktionens maximalvärde och medelvärdet av sidfriktionen vid 20º avdriftsvinkel 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 Bro m sst räcka f rån 50 km /h (m) Bromssträcka ECE Stoppsträcka, 1sek reaktion

Diagram 2 Samband mellan friktionstal och bromssträcka resp. stoppsträcka från 50 km/h.

(26)

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

Diagram 3 Samband mellan friktionstal och bromssträcka resp. stoppsträcka från 70 km/h.

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 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 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 ss tr ä cka fr ån 90 km /h ( m ) Bromssträcka ECE

Stoppsträcka 1sek reaktion

Diagram 4 Samband mellan friktionstal och bromssträcka resp. stoppsträcka från 90 km/h.

(27)

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 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 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 Br o m s s tr äck a f rån 11 0 km /h ( m ) Bromssträcka ECE

Stoppsträcka 1sek reaktion

Diagram 5 Samband mellan friktionstal och bromssträcka resp. stoppsträcka från 110 km/h.

Mellan utnyttjat friktionstal och kurvhastighet råder följande fysikaliska samband.

V2= RxMYx 9,81x 3,62 där V är hastigheter i km/h, R är kurvradien och MY

friktionstalet. 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 hög maximal bromsfriktion minskar därför om stabilitetstalet är lågt. Med ABS-bromsar förhindras hjullåsning och stabilitetstalet för bromsning blir då mindre betydelsefullt. Även ABS-bromsningens effektivitet påverkas dock i nega-tiv riktning av ett lågt stabilitetstal på grund av att friktionen då sjunker snabbt efter maximalvärdet och att det är svårt att reglera in exakt på maximalvärdet. Hur

(28)

mycket beror på ABS-konstruktionen, bromssystemets skick i övrigt samt på friktionsförändringens snabbhet under låsningsförloppet.

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 hjälp-system 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).

Sammantaget bedöms därför styrstabiliteten som viktigare än bromsstabili-teten.

För att kunna beskriva däckets friktionsegenskaper med ett enda värde har begreppet totalt isgreppsvärde införts. Totalt isgreppsvärde definieras som 11,9 x(10x(2xbromsfriktionen + bromsfriktionen vid låst hjul +2x maximala sidfriktionen + 2xsidfriktionen vid 20º avdriftsvinkel)+ bromsstabilitet + 2xstyrstabilitet). Friktionsvärdena har multiplicerats med 10 för att ge 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 har valts för att ge det sämsta sommardäcket värdet 100. Korrelationen mellan isgreppvärde och bromsfriktion resp. sidfriktion är som önskat hög vilket framgår av resultatredo-visningen i avsnitt 6 (diagram 49–51).

(29)

5 Resultat

Resultaten redovisas grafiskt i diagram 6–51 samt i tabellform i bilaga 1 (tabell 2 och 3). I bilaga 1 redovisas även alla övriga data för de provade däcken (tabell 1). I bilaga 2 visas däckens slitbanemönster. I bilaga 3 redovisas resultaten från en tidigare av VTI icke publicerad studie av ålderns inverkan på isfriktionen för obegagnade och endast inkörda däck bekostad av däckbranschens informations-råd. I diagrammen visas friktionsmåtten som funktion av ålder, däckmönsterdjup, slitbanehårdhet, dubbutstick och dubbkraft. Trendlinjer visas i diagrammen

till-sammans med dessas ekvationer samt korrelationsvärdet R2. Ett högt värde

betyder hög statistisk säkerhet för sambandet mellan beroende och oberoende variabel.

5.1 Ålder – mönsterdjup

Av diagram 6 framgår att de minsta mönsterdjupen hos de provade däcken som är 4 mm finns i åldersintervallet 6–10 år. Däcken som var 12 år och äldre hade 7–9,5 mm mönsterdjup dvs. nära nyskick där mönsterdjupet beroende på typ varierade mellan 8 och 10 mm. Det minsta mönsterdjupet hos dubbdäcken var 6 mm. Ålder - Mönsterdjup 0 2 4 6 8 10 12 0 5 10 15 20 Ålder (år) Mönst e rdj up ( m m ) Odubbade vinterdäck Sommardäck Dubbdäck

Trendlinje odubbade vinterdäck Trendlinje dubbade vinterdäck

Diagram 6 Ålder – mönsterdjup.

5.2 Ålder – slitbanehårdhet

Av diagram 7 framgår att de flesta helt nya däcken är avsevärt mjukare än de 3–15 år gamla däcken. Inom den senare gruppen är trenden mot hårdare däck med stigande ålder inte särskilt stark. Något överraskande är de äldre dubbdäcken som grupp mjukare än de odubbade. I åldersintervallet 7–15 år finns inte något sam-band mellan ålder och slitbanehårdhet.

(30)

Ålder - Slitbanehårdhet y = -0.1508x2_{+ 2.9025x + 53.101 R}2_{= 0.5465} y = 0.5x + 65 R2_{= 0.0133} y = -0.092x2_{+ 1.9833x + 53.955 R}2_{= 0.7755} 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Ålder (år) Sl it ba neh å rdh et ( S ho re) Odubbade vinterdäck Sommardäck Dubbdäck

Diagram 7 Ålder – slitbanehårdhet.

5.3 Ålder – dubbutstick

Av diagram 8 framgår att det inte finns något samband mellan ålder och dubb-utstick hos de undersökta däcken. Spridningen i dubbdubb-utstick är stor, medelvärdet är 0,8 mm och cirka hälften av däcken har lägre utstick än det i VV däckbe-stämmelser rekommenderade minimivärdet 0,9 mm. Två av de nya däcken har medelutsticket 1, 0 mm och det tredje 1,4 mm.

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 Ålder (År) D ubbut s tic k ( m m ) Trendlinje

(31)

5.4 Ålder – dubbkraft

Av diagram 9 framgår att det finns en mycket svag tendens till avtagande dubbkraft med ökande ålder. Denna tendens förklaras i huvudsak av att de helt nya däcken har högre dubbkraft än tillåtet.

Ålder - Dubbkraft y = -3.4372x + 115.46 R2 = 0.1066 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 5 10 15 20 Ålder (År) Dubbkr a ft (N) Trendlinje

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 2 Dubbutstick (mm) D ubbk ra ft (N )

(32)

5.6 Ålder – isfriktion

5.6.1 Maximal bromsfriktion

Av diagram 11 framgår att de nya däcken har högst friktion. Från omkring 5 års ålder är åldersberoendet försumbart. Dubbdäcken med utstick 0,9 mm och över har i medeltal cirka 0,03 högre friktionstal än odubbade däck medan de med mindre dubbutstick är i stort sett likvärdiga med odubbade däck. 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 till-verkningsåret. Den tidigare icke publicerade studien med odubbade vinterdäck av samma typ gav inte någon skillnad i prestanda över ett treårsintervall i till-verkningstidpunkt. Denna studie redovisas i bilaga 3.

Odubbade och dubbade vinterdäck Ålder - Maximal bromsfriktion

y = 8E-05x2 - 0.0033x + 0.1601 R2 = 0.4072 y = 0.0003x2 - 0.0066x + 0.1962 R2 = 0.3404 y = -0.0005x + 0.1386 R2 = 0.0067 y = 0.0053x + 0.1153 y = 0.0365x + 0.1143 0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Ålder (År) Ma 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 Hastighetsklass V

(33)

5.6.2 Bromsfriktion vid låst hjul

Av diagram 12 framgår att även bromsfriktionen vid låst hjul är högst för de nya däcken. För de begagnade däcken i åldersintervallet 3–15 år är tendensen till minskad friktion med ökande ålder mycket svag eller obefintlig. Liksom för maximal bromsfriktion har dubbdäcken med utstick från 0,9 mm och uppåt i medeltal cirka 0,03 högre friktionstal än de odubbade vinterdäcken. På grund av de lägre friktionstalen är skillnaden procentuellt större, 30 % jämfört med 20 %. Dubbdäcken med mindre dubbutstick än 0,9 mm är även här likvärdiga med odubbade vinterdäck.

Dubbade och odubbade däck Ålder - Bromsfriktion låst hjul

y = -0.0011x + 0.0943 R2_{= 0.0411} y = -0.0535x + 0.1075 y = 0.0006x2_{- 0.0111x + 0.1678 R}2_{= 0.5169} y = 0.0004x2 - 0.0096x + 0.1299 R2 = 0.5595 y = 0.0073x + 0.068 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Ålder (År) B rom s fr ik tio n l åst h jul Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck 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. De nya däcken är i medeltal något bättre än de begagnade. Ser man enbart till de begagnade från tre år och äldre kan sambandet ses som obefintligt. Som i fallet med bromsfriktion har de dubbade däcken med dubb-utstick 0,9 mm och större cirka 0,03 (20 %) högre friktionstal än de odubbade vinterdäcken och de dubbade med mindre dubbutstick än 0,9 mm.

Odubbade och dubbade däck Ålder - Maximal sidfriktion

y = 0.0001x2_{- 0.0036x + 0.1645 R}2_{= 0.3406} y = 0.0003x2_{- 0.0053x + 0.1983 R}2_{= 0.2042} y = 0.0013x + 0.133 R2_{= 0.0234} y = 0.0395x + 0.1243 y = 0.014x + 0.1243 0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Ålder (År) Ma x im a l s idf ri k tion Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck Hastighetsklass T Sommardäck HastighetsklassV

(34)

5.6.4 Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º avdriftsvinkel

Av diagram 14 framgår att de nya däcken även i detta avseende är bättre än de begagnade. För de begagnade däcken (3–15 år) är sambandet mellan ålder och friktion svagt till obefintligt. Dubbdäcken med utstick från 0,9 mm och uppåt är här mer överlägsna de odubbade däcken än i övriga fall med cirka 0,05 (50 %) högre friktionstal. Liksom tidigare är dubbdäcken med utstick under 0,9 mm lik-värdiga med de odubbade däcken. De nya sommardäcken är sämst och liklik-värdiga med de sämsta begagnade odubbade vinterdäcken.

Dubbade och odubbade däck

Ålder - Sidfriktion 20 grader avdiftsvinkel (sladd)

y = 0.0002x2 - 0.0054x + 0.121 R2 = 0.59 y = 0.0004x2 - 0.0071x + 0.1731 R2 = 0.2505 y = 0.0006x + 0.0933 R2_{= 0.0105} y = 0.0047x + 0.0783 y = -0.036x + 0.1093 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Ålder (År) Si df ri k ti o n 2 0 gra der s ladd Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

Diagram 14 Ålder – Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º avdriftsvinkel. 5.6.5 Bromsstabilitet

Av diagram 15 framgår att bromsstabiliteten är bäst för de nya vinterdäcken. För de begagnade vinterdäcken är bromsstabiliteten avtagande med ökande ålder och främst för de odubbade däcken. Dubbdäcken med dubbutstick 0,9 mm och större har klart bättre bromsstabilitet (cirka 20 %) än de övriga kategorierna. Liksom tidigare är dubbdäcken med lägre utstick än 0,9 mm likvärdiga med de odubbade däcken. Tre av de nya sommardäcken var likvärdiga med de nyare begagnade odubbade vinterdäcken medan det fjärde hade ett av de lägsta värdena av alla de provade däcken.

Dubbade och odubbade däck Ålder - Bromsstabilitet y = -0.0041x + 0.8005 R2_{= 0.0714} y = -0.0059x + 0.6861 R2_{= 0.0421} y = -0.2405x + 0.7131 y = 0.0345x + 0.59 y = -0.0174x + 0.7557 R2_{= 0.2542} 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 B romsstabil it et Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T Sommardäck V

(35)

5.6.6 Styrstabilitet

Av diagram 16 framgår att styrstabiliteten är bäst för de nya vinterdäcken. För de begagnade dubbdäcken är bromsstabiliteten oberoende av åldern. För de odubbade vinterdäcken avtar styrstabiliteten med åldern till cirka 8 år varefter åldersberoendet upphör. Dubbdäcken med dubbutstick 0,9 mm och större har klart bättre styrstabilitet (cirka 30 %) än de odubbade vinterdäcken. Dubbdäcken med lägre utstick än 0,9 mm är cirka 10 % bättre än de odubbade vinterdäcken. De nya sommardäcken var likvärdiga med de begagnade odubbade vinterdäcken över 6 års ålder.

Dubbade och odubbade däck Ålder - Styrstabilitet y = 0.0009x2_{- 0.0205x + 0.7369 R}2_{= 0.4304} y = 0.0008x2_{- 0.014x + 0.8719 R}2_{= 0.1333} y = -0.003x + 0.7122 R2_{= 0.0114} y = -0.0776x + 0.6672 y = -0.0294x + 0.6298 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Ålder (År) S tyr st a b il it et Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

Diagram 16 Ålder – Styrstabilitet.

5.6.7 Totalt isgreppsvärde

Av diagram 17 och 18 framgår att det totala isgreppsvärdet är bäst för de nya vinterdäcken. För de begagnade dubbdäcken är det totala isgreppsvärdet obero-ende av åldern. För de odubbade vinterdäcken avtar isgreppsvärdet med åldern till cirka 5 år varefter åldersberoendet blir försumbart. Dubbdäcken med dubbutstick 0,9 mm och större har klart bättre totalt isgreppsvärde (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 cirka 25 % bättre än det sämsta nya sommardäcket.

(36)

Dubbade och odubbade däck Ålder 0-15 år - Totalt isgreppsvärde

y = 0.1746x2_{- 4.8682x + 148.56 R}2_{= 0.5984} y = 1.2211x2_{- 15.552x + 203.02 R}2_{= 0.2663} y = 0.0641x + 123.23 R2_{= 0.0002} y = -37.747x + 138.06 y = 6.2872x + 105.77 0 50 100 150 200 250 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Ålder (År) Tota lt i s gre pp s v ä rd e Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck hastighetsklass T Sommardäck Hastighetsklass V

Diagram 17 Ålder 0–15 år – Totalt isgreppsvärde. Dubbade och odubbade däck Ålder 5-15 år - Totalt isgreppsvärde

y = 0.3012x + 121.11 R2_{= 0.0024} y = 0.6415x + 152.12 R2_{= 0.0182} y = -1.441x + 133.2 R2 = 0.1564 0 50 100 150 200 250 4 6 8 10 12 14 16 Ålder (År) T o ta lt is g re pps vä rd e Odubbade vinterdäck

Dubbutstick 0,9 mm och större

Dubbutstick mindre än 0,9 mm

(37)

5.7 Mönsterdjup

–

isfriktion

Av diagram 19 framgår att den maximala bromsfriktionen för de odubbade vinter-däcken och dubbvinter-däcken med dubbutstick under 0,9 mm är oberoende av mönster-djupet. För dubbdäcken med dubbutstick 0,9 mm och större ökar friktionen med mönsterdjupet.

Odubbade och dubbade vinterdäck Mönsterdjup - Maximal bromsfriktion

y = -0.0008x + 0.1403 R2_{= 0.002} y = 0.018x + 0.0257 R2 = 0.5704 y = -0.0004x + 0.1462 R2 = 0.0028 y = 0.0105x + 0.026 0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0 2 4 6 8 10 Mönsterdjup (mm) M a xi m a l br o m s fr ikt ion Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck Hastighetsklass T Sommardäck HastighetsklassV

Diagram 19 Mönsterdjup – Maximal bromsfriktion.

Av diagram 20 framgår att bromsfriktionen vid låst hjul för de odubbade vinter-däcken och dubbvinter-däcken med dubbutstick 0,9 mm och större ökar friktionen med mönsterdjupet. För dubbdäcken med dubbutstick mindre än 0,9 mm är friktionen vid låst hjul oberoende av mönsterdjupet.

Dubbade och odubbade däck Mönsterdjup - Bromsfriktion låst hjul

y = 0.0229x - 0.0522 R2 = 0.751 y = 0.0072x + 0.0418 R2_{= 0.3082} y = -0.0004x + 0.089 R2_{= 0.0006} y = 0.0145x - 0.0553 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Mönsterdjup (mm) B ro m sf ri kt ion l åst hj u l Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

(38)

5.7.3 Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga)

Av diagram 21 framgår att den maximala sidfriktionen för de odubbade vinter-däcken är oberoende av mönsterdjupet. För dubbvinter-däcken med dubbutstick 0,9 mm och större ökar friktionen med mönsterdjupet. För dubbdäcken med dubbutstick mindre än 0,9 mm är trendlinjen för friktionen svagt fallande med mycket låg korrelation.

Dubbade och odubbade däck Mönsterdjup - Maximal sidfriktion

y = 0.0156x + 0.0553 R2 = 0.6193 y = -3E-05x + 0.1487 R2 = 1E-05 y = -0.004x + 0.17 R2 = 0.0257 y = 0.028x - 0.1137 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Mönsterdjup (mm) Ma xi m a l sid fr ik ti o n Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

Diagram 21 Mönsterdjup – Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga).

5.7.4 Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º avdriftsvinkel

Av diagram 22 framgår att sidfriktionen vid 20º avdriftsvinkel för de odubbade vinterdäcken och dubbdäcken med dubbutstick 0,9 mm och större ökar med mönsterdjupet. För dubbdäcken med dubbutstick mindre än 0,9 mm är friktionen vid 20º avdriftsvinkel svagt fallande med ökat mönsterdjup.

Korrelationen för dessa och odubbade vinterdäcken är dock mycket låg varför man kan säga att samband i praktiken saknas.

y = -0.0033x + 0.1206 R2_{= 0.0328} y = 0.0194x - 0.0055 R2_{= 0.6895} y = 0.0095x - 0.0025 y = 0.0014x2_{- 0.0159x + 0.1331 R}2_{= 0.2211} 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0 2 4 6 8 10 Mönsterdjup (mm) S idf ri k tion 20 gr a d er sl a d d Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

Dubbade och odubbade däck

(39)

5.7.5 Bromsstabilitet

Av diagram 23 framgår att bromsstabiliteten för de odubbade vinterdäcken och dubbdäcken med dubbutstick 0,9 mm och större ökar med mönsterdjupet. För dubbdäcken med dubbutstick mindre än 0,9 mm är bromsstabiliteten oberoende av mönsterdjupet. Detta gäller även för sommardäcken.

Dubbade och odubbade däck Mönsterdjup - Bromsstabilitet y = 0.0491x + 0.3752 R2 = 0.4998 y = 0.0514x + 0.2776 R2 = 0.5655 y = 0.0031x + 0.6197 R2 = 0.0013 y = 0.0689x + 0.0042 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 5 6 7 8 9 10 11 Mönsterdjup(mm) B ro m sst ab il it et Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

Diagram 23 Mönsterdjup – Bromsstabilitet. 5.7.6 Styrstabilitet

Av diagram 24 framgår att styrstabiliteten för de odubbade vinterdäcken och dubbdäcken med dubbutstick 0,9 mm och större ökar med mönsterdjupet. Ökningen är dock mindre än för bromsstabiliteten och sambandet svagare. För dubbdäcken med dubbutstick mindre än 0,9 mm är styrstabiliteten oberoende av mönsterdjupet. Detta gäller även för sommardäcken.

Dubbade och odubbade däck Mönsterdjup - Styrstabilitet y = 0.0371x + 0.5308 R2 = 0.3588 y = 0.0218x + 0.4989 R2 = 0.4391 y = 0.001x + 0.6824 R2 = 0.0001 y = -0.0588x + 1.1299 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

(40)

5.7.7 Totalt isgreppsvärde

Av diagram 25 framgår att det totala isgreppsvärdet för de odubbade vinterdäcken och dubbdäcken med dubbutstick 0,9 mm och större ökar med mönsterdjupet. För de odubbade vinterdäcken är sambandet dock så svagt att det kan försummas. För dubbdäcken med dubbutstick mindre än 0,9 mm är det totala isgreppsvärdet oberoende av mönsterdjupet. För sommardäcken anger trendlinjen att det totala isgreppsvärdet minskar med ökat mönsterdjup. Sambandet är dock statistiskt mycket osäkert.

Dubbade och odubbade däck Mönsterdjup - Totalt isgreppsvärde

y = 0.9269x2 - 9.8536x + 146.75 R2 = 0.1528 y = 2.4728x2 - 23.095x + 187.07 R2 = 0.7968 y = -1.9003x + 136.8 R2 = 0.0155 y = 12.574x - 1.1138 0 50 100 150 200 250 0 2 4 6 8 10 12 Mönsterdjup (mm) To ta lt is gre pps v ä rd e Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

(41)

5.8 Slitbanehårdhet

–

isfriktion

Av diagram 26 framgår att den maximala bromsfriktionen minskar med ökande hårdhet för samtliga däckkategorier utom sommardäcken där friktionen ökar. Sambanden är dock statistiskt svaga.

Odubbade och dubbade däck Slitbanehårdhet - Maximal bromsfriktion

y = 3E-05x2_{- 0.0042x + 0.3049 R}2_{= 0.2946} y = -0.0035x + 0.3807 R2_{= 0.3399} y = -0.0049x + 0.4499 R2_{= 0.2747} y = 0.0013x + 0.0339 y = 0.0122x - 0.6766 0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 40 45 50 55 60 65 70 75 Slitbanehårdhet (Shore) Maxi m a l b ro m s fr ikt io n Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck Hastighetsklass T Sommardäck Hastighetsklass V

Diagram 26 Slitbanehårdhet – Maximal bromsfriktion.

Av diagram 27 framgår att bromsfriktionen vid låst hjul minskar med ökande hårdhet för samtliga däckkategorier utom sommardäcken där friktionen ökar. För dubbdäcken med litet utstick och sommardäcken är dock sambanden statistiskt mycket osäkra.

Dubbade och odubbade däck Slitbanehårdhet - Bromsfriktion låst hjul

y = -0.0048x + 0.4213 R2 = 0.5255 y = -0.0027x + 0.2611 R2 = 0.5278 y = -0.004x + 0.3397 R2 = 0.2333 y = 0.0178x - 1.1052 y = 0.0018x - 0.0444 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 Slitbanehårdhet (Shore) B rom sf ri k ti o n l å s t hj ul Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V