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

(1)

VTI meddelande 965 • 2004

Nya och begagnade

vinterdäcks friktion

på våt slät is

Undersökning avseende inverkan av ålder, mönsterdjup,

slitbanehårdhet, dubbutstick och dubbkraft

(2)

VTI meddelande 965 · 2004

Nya och begagnade vinterdäcks

friktion på våt slät is

Undersökning avseende inverkan av ålder,

mönster-djup, slitbanehårdhet, dubbutstick och dubbkraft

(3)

Utgivare: Publikation: VTI meddelande 965 Utgivningsår: 2004 Projektnummer: 60712 581 95 Linköping Projektnamn:

Nya och begagnade vinterdäcks friktion på våt slät is

Författare: Uppdragsgivare:

Olle Nordström Vägverket

Norska Vegdirektoratet

Titel:

Nya och begagnade vinterdäcks friktion på våt 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 an-vändning 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 lagstift-ning. Resultaten kan också vara till nytta som vägledning för vanliga konsumenter. Denna under-sökning som utförts på våt slät is är den sista av tre delstudier. Tidigare har motsvarande prov utförts på slät is nära noll grader C (-3°C) samt på skrovlig is. Dessa har redovisats i VTI meddelande 923 samt VTI notat 34-2003.

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 23 dubbade och 42 odubbade vinterdäck samt fyra sommardäck, huvudsakligen av de i Sverige vanligaste däckfabrikaten Gislaved, Good Year och Michelin, de flesta i storlek 195/65-15. Huvuddelen av däcken hade körts i vanlig trafik och hade tillverkningsår från 1981 till 2003. 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 däckprov-ningsanläggning. 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 mot-svarande prov med bilar har tidigare påvisats.

Ingen åldersbetingad försämring av isgreppet på våt slät is för fulldubbade vinterdäck med dubb-utstick 1 mm och däröver har kunnat påvisas. Däremot försämras isgreppet med tilltagande ålder för odubbade vinterdäck och dubbdäck med dubbutstick under 0,9 mm. Resultaten visar också att på våt slät is är fulldubbade vinterdäck med dubbutstick 1 mm och däröver fortfarande klart överlägsna odubbade däck inklusive de speciella ej dubbningsbara vinterdäck som brukar benämnas friktions-däck. Friktionsskillnaderna inom resp. grupp är dock stor.

(4)

Publisher: Publication: VTI meddelande 965 Published: 2004 Project code: 60712

SE-581 95 Linköping Sweden Project:

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

Author: Sponsor:

Olle Nordström Swedish National Road Administration

Norwegian Public Road Administration

Title:

The friction on wet 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 investigation that was carried out on wet smooth ice is the third of three part studies. The first was on smooth ice at -3ºC and the second on rough ice at -3ºC. They have been reported in VTI meddelande 923 and VTI notat 34-2003.

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 23 studded and 42 non studded winter tyres and four summer tyres mainly of the in Sweden popular brands Gislaved, Michelin and Good Year, primarily of size 195/65-R15. Most of the tyres had been driven in ordinary traffic and were manufactured from 1981 to 2003. 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. Very good correlation has earlier been found between results from the facility and lap time results from ice track circuit tests with cars as well as pure braking and cornering tests with cars on ice tracks.

No age related deterioration of the ice grip was found for the fully studded winter tyres with stud protrusion 1 mm and higher. The ice grip deteriorated with increasing age for non studded winter tyres and studded tyres with stud protrusion less than 0,9 mm.

(5)

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 Mattias Hjort 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 anskaffats med hjälp av Däckhuset vid Jägarvallen i Linköping. Gunilla Sjöberg, VTI, har ansvarat för slutredigeringen av rapporten.

Linköping april 2004

(6)

(7)

Innehållsförteckning Sid

Sammanfattning 7

Summary 9

1 Bakgrund och syfte 13

2 Omfattning 14 2.1 Provade däck 14 2.2 Antal prov 17 3 Metod 18 4 Resultatredovisning 20 5 Resultat 24 5.1 Ålder – mönsterdjup 24 5.2 Ålder – slitbanehårdhet 24 5.3 Ålder – dubbutstick 25 5.4 Ålder – dubbkraft 26 5.5 Dubbutstick – dubbkraft 26 5.6 Ålder – isfriktion 27

5.6.1 Maximal bromsfriktion (0–15 % slip) 27

5.6.2 Bromsfriktion vid låst hjul 27

5.6.3 Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga) inom

5 graders avdriftsvinkel 28

5.6.4 Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º avdriftsvinkel 28

5.6.5 Bromsstabilitet 29

5.6.6 Styrstabilitet 30

5.6.7 Totalt isgreppsvärde 30

5.7 Mönsterdjup – isfriktion 31

5.7.3 Maximal sidfriktion (0 – 5 grader avdriftsvinkel) 32

5.8 Slitbanehårdhet – isfriktion 36

5.8.3 Maximal sidfriktion (0–5 grader avdriftsvinkel) 37

5.8.4 Sidfriktion vid 20º avdriftsvinkel (sladd) 38

(8)

5.10 Dubbkraft – isfriktion 43

5.10.3 Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga) 44

5.11 Totalt isgrepp – Bromssträcka på våt slät is 47

5.12 Totalt isgrepp – Maximal kurvhastighet på våt slät is 48

6 Slutsatser och allmänna synpunkter på vinterdäck 49

6.1 Slutsatser 49

6.2 Allmänna synpunkter på vinterdäck 50

7 Referenser 51

Bilagor:

Bilaga 1: Data och resultat för provade däck Bilaga 2: Foto över olika däckmönster

(9)

Figur och diagramförteckning

Sid

Figur 1 VTI:s däckprovningsanläggning 18

Figur 2 Prov på slät våt is med vattenutläggningsrör framför och skrapa

med stänkskydd bakom däcket 18

Diagram 1 Åldersfördelning för de provade vinterdäcken 17

Diagram 2 Samband mellan friktionstal och bromssträcka resp. stoppsträcka

från 50 km/h 20

från 70 km/h 21

från 90 km/h 21

från 110 km/h 22

Diagram 6 Ålder – mönsterdjup 24

Diagram 7 Ålder – slitbanehårdhet 25

Diagram 8 Ålder – dubbutstick 25

Diagram 9 Ålder – dubbkraft 26

Diagram 10 Dubbutstick – dubbkraft 26

Diagram 11 Ålder – Maximal bromsfriktion (0–15 % slip) 27

Diagram 12 Ålder – Bromsfriktion vid låst hjul 27

Diagram 13 Ålder – Maximal sidfriktion (0–5 grader avdriftsvinkel) 28

Diagram 14 Ålder – Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º avdriftsvinkel 29

Diagram 15 Ålder – Bromsstabilitet 29

Diagram 16 Ålder – Styrstabilitet 30

Diagram 17 Ålder – Totalt isgreppsvärde 31

Diagram 18 Mönsterdjup – Maximal bromsfriktion (0–15 % slip) 31

Diagram 19 Mönsterdjup – Bromsfriktion vid låst hjul 32

Diagram 20 Mönsterdjup – Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga) 32

Diagram 21 Mönsterdjup – Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º avdrifts-

vinkel 33

Diagram 22 Mönsterdjup – Bromsstabilitet 34

Diagram 23 Mönsterdjup – Styrstabilitet 34

Diagram 24 Mönsterdjup – Totalt isgreppsvärde 35

Diagram 25 Slitbanehårdhet – Maximal bromsfriktion (0–15 % slip) 36

Diagram 26 Slitbanehårdhet – Bromsfriktion vid låst hjul 37

Diagram 27 Slitbanehårdhet – Maximal sidfriktion (0–5 grader avdriftsvinkel) 37

Diagram 28 Slitbanehårdhet – Sidfriktion vid 20º avdriftsvinkel (sladd) 38

Diagram 29 Slitbanehårdhet – Bromsstabilitet 38

Diagram 30 Slitbanehårdhet – Styrstabilitet 39

Diagram 31 Slitbanehårdhet – Totalt isgreppsvärde 39

Diagram 32 Dubbutstick – Maximal bromsfriktion (0–15 % slip) 40

Diagram 33 Dubbutstick – Bromsfriktion vid låst hjul 40

Diagram 34 Dubbutstick – Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga) 41

(10)

Diagram 40 Dubbkraft – Bromsfriktion vid låst hjul 44

Diagram 41 Dubbkraft – Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga) 44

Diagram 42 Dubbkraft – Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º avdrifts-

vinkel (sladd) 45

Diagram 43 Dubbkraft – Bromsstabilitet 45

Diagram 44 Dubbkraft – Styrstabilitet 46

Diagram 45 Dubbkraft – Totalt isgreppsvärde 46

Diagram 46 Totalt isgrepp – ABS-bromssträcka från 70 km/h 47

Diagram 47 Totalt isgrepp – Bromssträcka med låsta hjul från 70 km/h 47

Diagram 48 Totalt isgrepp – Maximal kurvhastighet med högst 5 graders

avdriftsvinkel i 100 m radie 48

Diagram 49 Totalt isgrepp – Maximal kurvhastighet vid 20 grader sladd i

(11)

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

av Olle Nordström

Statens väg- och transportforskningsinstitut (VTI) 581 95 Linköping

Sammanfattning

Ingen åldersbetingad försämring av isgreppet på våt slät is för fulldubbade vinterdäck med dubbutstick över 1 mm.

Isgreppet hos odubbade vinterdäck och dubbdäck med litet dubbutstick försämras med åldern och ökande gummihårdhet.

Dubbdäck med utstick över 1 mm har överlägset bäst friktion på våt slät is jämfört med odubbade vinterdäck.

Projektet som bekostats av Vägverket och Norska Vegdirektoratet har undersökt hur isfriktionen på våt slät is hos vinterdäck för personbilar påverkas av ålder, slitbanehårdhet och mönsterdjup samt för dubbdäck även inverkan av dubbutstick och statisk dubbkraft.

Undersökningen har omfattat 23 dubbade och 42 odubbade vinterdäck samt fyra sommardäck, huvudsakligen av de i Sverige vanligaste däckfabrikaten Gislaved, Good Year och Michelin, de flesta i storlek 195/65-15.

Huvuddelen av däcken hade körts i vanlig trafik och var tillverkade från 1981 till 2003. Dessutom provades däck som endast använts vid tidigare friktionsprov på is som lagrats på VTI. Ett mindre antal nya vinterdäck har också provats. Som referens har även några endast inkörda sommardäck provats.

Undersökningen ingår i en serie omfattande studier av isgreppet på tre olika is-underlag: Våt slät is, slät is vid -3°C samt skrovlig is vid samma temperatur. De två sistnämnda genomfördes åren 2001 och 2002 och har redovisats i VTI meddelande 923 (2003) (slät is) och VTI notat 34–2003 (skrovlig is).

I denna delstudie har proven utförts på det av de ur trafiksäkerhetssynpunkt kanske svåraste vinterväglaget som en gång motiverat tillkomsten av dubbdäck, nämligen våt slät kärnis.

Resultaten av undersökningen, som liknar resultaten från de tidigare studierna, kan sammanfattas i följande slutsatser:

• För de fulldubbade däcken (100–110 dubb) med dubbutstick 0,9 mm och större kunde något åldersberoende isgrepp på våt slät is inte påvisas. Dubbutstick och dubbkraft är avgörande i denna kategori. Isgreppet var också överlägset jämfört med övriga kategorier.

• Dubbdäcken med dubbutstick under 0,9 mm hade som grupp näst bäst isgrepp i åldersintervallet 0–5 år. Därefter var de likvärdiga med de odubbade

(12)

åren. Speciellt för de odubbade däcken var spridningen mycket stor både bland de nyare och de äldre.

• Ökande mönsterdjup gav positiv effekt för dubbdäcken i intervallet 6–10 mm troligen på grund av samvariation med dubbutstick och dubbkraft. Korrelationen var dock svag. För de odubbade vinterdäcken kunde något påtagligt samband mellan mönsterdjup och isgrepp inte påvisas.

• Ökande slitbanehårdhet minskade isgreppet för odubbade vinterdäck och dubbdäck med dubbutstick under 0,9 mm. För dubbdäck med dubbutstick 0,9 mm och däröver kunde något tydligt samband mellan hårdhet och isgrepp inte påvisas. Eftersom hårdheten hos de provade däcken ökar med tilltagande ålder, speciellt under de första åren, verkar hårdheten hos slitbanegummit vara den främsta orsaken till med åldern försämrat isgrepp.

• Isgreppet ökade med dubbutsticket. Dubbutstick under cirka 0,6 mm ger dock inte någon förbättring av isgreppet utan resultaten är här likvärdiga med dem för odubbade vinterdäck.

• Isgreppet ökade med ökad dubbkraft speciellt vid bromsning. Dubbkraften ökade i princip med dubbutsticket. Slitna däck hade dock normalt lägre dubbkraft än nya för samma utstick.

• De provade sommardäcken hade som grupp sämst isgrepp.

• Det var stor spridning i isgrepp för däck i samma ålder som inte kan förklaras av mönsterdjup och hårdhet. Gummiblandning, mönsterutformning, drifts-betingelser är tänkbara orsaker.

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.

Bromsstabiliteten på våt slät is var acceptabel för samtliga undersökta däck. Styrstabiliteten på våt slät is var fullgod för samtliga undersökta dubbdäck dvs. hade värden över ett. De odubbade vinterdäcken var klart sämre med ett medelvärde på cirka 0,8, de högsta värdena nära ett uppnåddes av nya däck. Sommardäcken var sämst.

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

(13)

The friction on wet 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

No significant influence of age on the ice grip on wet smooth ice of fully studded winter tyres with stud protrusion over 1 mm.

The ice grip for non studded winter tyres deteriorates with age and increasing rubber hardness.

Fully studded tyres with stud protrusion over 1 mm are superior to non studded winter tyres on wet smooth ice.

The aim of the investigation, which is sponsored by the Swedish National Road Administration and of the Norwegian Public Road Administration, is to investigate the correlation between ice grip on wet smooth 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 is part of a series of tests comprising the study of ice grip on three different ice surface conditions: Wet smooth ice, smooth ice at -3ºC and rough ice also at -3ºC. The tests on the two last mentioned surfaces were carried out in 2001 and 2002 and have been reported in VTI meddelande 923 (2003) and VTI notat 34-2003.

The tests in this part investigation were carried out on wet smooth black ice. This type of surface is one of the most dangerous with respect to traffic safety that has justified the development of studded tyres.

The investigation comprises 23 studded and 42 non studded winter tyres and four summer tyres mainly of the in Sweden popular brands Gislaved, Michelin and Good Year primarily of size 195/65-R15. The tyres were manufactured from 1981 to 2003 and the majority had been run in ordinary traffic. Some of the older tyres had only been used at earlier tests on ice and had been stored at VTI. A smaller number of new tyres produced 2001–2003 were also tested including four summer tyres used as reference to the winter tyres.

The results of the investigation, which show similar trends as in the two earlier studies can be summarised as follows:

• No influence of age on the ice grip on wet smooth ice could be found for the fully studded (100–110 studs) winter tyres with stud protrusion 0.9 mm and higher. Stud protrusion and stud force determine the ice grip in this category. The ice grip was also superior compared to non studded winter tyres and

(14)

• The ice grip on wet smooth ice for non studded winter and studded winter tyres with stud protrusion less than 0.9 mm deteriorated with increasing age and tread rubber hardness primarily during the first 5–8 years. The variation in ice grip was large especially for the non studded winter tyres, both the new and the older ones.

• Increasing tread depth in the investigated range from 6 to 10 mm gave a positive effect on the ice grip for the studded tyres probably due to a co-variation between tread depth stud protrusion and stud force. The correlation was weak however. For the non studded winter tyres no correlation could be found between tread depth and ice grip on wet smooth ice in the investigated range from about 3.5 to 10 mm.

• Increasing tread rubber hardness diminished the ice grip for non studded winter tyres and studded tyres with stud protrusion below 0.9 mm. For studded tyres with stud protrusion 0.9 mm and more no clear correlation between hardness and ice grip could be found. As the hardness of the tested tyres increased with increasing age especially during the first years of use it seems as expected to be the primary reason for deterioration of ice grip with age. • The ice grip increased with increasing stud protrusion and stud force. The stud

force tended to increase with increasing stud protrusion. Worn tyres had normally lower stud force than new tyres with the same stud protrusion.

• The tested summer tyres had as a group the lowest ice grip.

• There was a large variation in results for the non studded tyres of the same age that 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.

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.

The braking stability on wet smooth ice was acceptable for all tested tyres. The steering stability on wet smooth ice was fully satisfactory for all the tested studded tyres i. e. they had values over one. The non studded tyres had

(15)

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 researchers in the subject area could use the results.

(16)

(17)

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, skrovlig is och våt slät is. Eftersom olycksrisken växer exponentiellt med minskande friktion (Wallman & Åström, 2001) är däckens friktion på ett av de halaste underlagen, våt slät is 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 våt slät is 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 (den kraft som krävs för att trycka in dubben i däcket jäms med slitbanan) 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.

(18)

2 Omfattning

2.1 Provade

däck

Undersökningen omfattar totalt 69 däck av totalt 12 däckfabrikat varav 65 vinter-däck och som referens 4 sommarvinter-däck av två fabrikat. Av vintervinter-däcken var 23 stycken dubbade. Sommardäcken hade storlek 185/65-15 i hastighetsklass T och 195/65-15 i hastighetsklass V. Vinterdäcken hade storlek 195/65-15, 185/65-15, 165-15 samt 185/70-14 i hastighetsklass Q och T samt för två däck H. Tio av de odubbade däcken var inköpta som nya och endast inkörda. Tillverkningsåren för dessa var 2001 för 6 stycken och 2002 för 4 stycken.

Begagnade odubbade vinterdäck

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

Ålder (år =2003-tillverkningsår) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 21 22

Fabrikat och typ Antal däck

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

(19)

Dubbdäck med dubbutstick mindre än 0,9 mm

Ålder (år = 2003-tillverkningsår) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 21

Continental Wiking Stop 4000 1

Gislaved NordFrost II 2

Good Year Ultragrip 300 2

Kleber M+S 65 2

Nokia Hakkapeliitta 4 1

Dubbdäck med dubbutstick 0,9 mm och större

Ålder (år = 2003-tillverkningsår) 2 3 4 5 6 7 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 21

Continental Contact TS 740 E 1

Continental Viking Stop 4000 1

Firestone FW-900 WINTER 1

Gislaved Frost 65 1

Gislaved Nordfrost III 1

Good Year Ultra Grip 400 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

Ålder (år = 2003-tillverkningsår) 0 1 2 3

Good Year GT2 E 1

(20)

Nya sommardäck Hastighetsklass V

Ålder (år = 2003-tillverkningsår) 0 1 2 3

Goodyear Eagle NCT5 1

Michelin Pilote Primacy 1

Nya odubbade vinterdäck

Ålder (år = 2003-tillverkningsår) 0 1 2

Bridgestone Blizzak WS-50 1

Continental Conti WinterContact 1

Gislaved SoftFrost 1

Good Year Ultra Grip 6 1 1

Michelin Maxi Ice 1 1

Nokian Hakkapeliitta Q 1 1

SAVA Eskimo S3 1

Nya dubbade vinterdäck

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

Ålder (år = 2003-tillverkningsår) 0 1 2

Gislaved NordFrost 3 1

Michelin Ivalo 1

(21)

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 2003 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 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 1. 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 230 bromsbroms-prov och 230 styrbroms-prov plus 92 kontrolldäcksprov med ett odubbat vinterdäck för kontroll av isfriktionens variation och cirka 160 ispoleringsprov för konditionering av isen i början av proven på respektive spår under de totalt 23 effektiva försöksdagarna. Därutöver utfördes ett antal förprov. Totalt utfördes cirka 552 utvärderade prov i däckprov-ningsanläggningen.

(22)

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 slät vattenbegjuten kärnis vid en istemperatur före vattenbegjutning av -3ºC – ±0,5ºC

.

Apparaturen 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 stållinespel.

Figur 1 VTI:s

däckprovningsanlägg-ning.

Figur 2 Prov på slät våt is med

vattenutläggningsrör framför och skrapa med stänkskydd bakom däcket.

Provningshastigheten har varit 30 km/h, hjullasten 4 000 N och ringtrycket 200 kPa. Proven har utförts i form av bromsfriktionsprov och sidfriktionsprov (kurvtagning).

(23)

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

Vid sidfriktionsproven ändrades hjulets vinkel relativt färdriktningen (avdrifts-vinkeln) från 0 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 1 sekund. Sidfriktionen vid 20 grader representerar kurvtag-ningsförmågan när friktionsmaximum 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 mot isen. Därefter har prov med ett referensdäck som återkommer i varje prov-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 6–10 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. Av dessa 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 12 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).

(24)

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 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= 0,1·V + V2/(25,92·a) där S är bromssträckan i meter, V är hastigheten i km/h och a är retardationen i m/s2. Uttrycket 0,1·V representerar den sträcka under vilken bromskraften byggs upp vid bromsansättningen. Retardationen (a) är utnyttjad friktion gånger tyngdaccelerationen (9,81 m/s2). 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 Regle-mente 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 B romssträcka från 50 km/h (m) Bromssträcka ECE Stoppsträcka, 1sek reaktion

(25)

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 0.00 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 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 sst räck a fr ån 100 k m /h ( m ) Bromssträcka ECE Stoppsträcka 1sek reaktion

(26)

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 B rom sst räck a f rån 110 km /h ( m ) Bromssträcka ECE Stoppsträcka 1sek reaktion

från 110 km/h.

Mellan utnyttjat friktionstal och kurvhastighet råder följande fysikaliska samband. V2= RxMY·9,81·3,62 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

(27)

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 ännu mer. 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·(10·(2·bromsfriktionen + bromsfriktionen vid låst hjul + 2·maximala sidfrik-tionen + 2·sidfriksidfrik-tionen vid 20º avdriftsvinkel) + bromsstabilitet + 2·styrstabilitet). Friktionsvärdena har multiplicerats med 10 för att ge en storlek liknande stabili-tetstalen. 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 avsnitt 5 (diagram 46–49).

(28)

5 Resultat

Resultaten redovisas grafiskt i diagram 6–49 samt i tabellform i bilaga 1 (tabell 2). I bilaga 1 redovisas även alla övriga data för de provade däcken (tabell 1). I bilaga 2 visas däckens slitbanemönster. I diagrammen visas friktionsmåtten som funktion av ålder, däckmönsterdjup, slitbanehårdhet, dubbutstick och dubbkraft. Trend-linjer visas i diagrammen tillsammans med dessas ekvationer samt korrelations-värdet R2. Ett högt värde betyder hög statistisk säkerhet för sambandet mellan beroende och oberoende variabel. Trendlinjerna är heldragna för de odubbade däcken och streckade för de dubbade

5.1 Ålder – mönsterdjup

Av diagram 6 framgår att de minsta mönsterdjupen hos de odubbade däcken som är strax under 4 mm finns i åldersintervallet 2–11 år. Mönsterdjupet hos dubb-däcken låg inom intervallet 5 till 10 mm. Mönsterdjupet i nyskick varierade bero-ende på typ mellan 8 och 10 mm. Däck med mönsterdjup över 6 mm dominerar. Undersökningen visar således inte friktionen hos vinterdäck med olagligt mönsterdjup dvs. under 3 mm.

Ålder - Mönsterdjup. Våt is.

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

Diagram 6 Ålder – mönsterdjup.

5.2 Ålder – slitbanehårdhet

(29)

Ålder - Slitbanehårdhet. Våt is. y = 1.7037x + 45.444 R2 = 0.8773 y = 4.8812Ln(x) + 50.957 R2 = 0.3156 y = -0,0658x2 + 1,9985x + 50,317 R2 = 0,7331 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Ålder (år) Slit banehårdhet ( S hore) 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, från 0,2 till 1,7 mm. Nio av de 23 däcken har lägre utstick än det i VV däckbestämmelser rekommenderade minimivärdet 0,9 mm.

Ålder - Dubbutstick. Våt is.

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) D ubbutstick (mm)

(30)

5.4 Ålder – dubbkraft

Av diagram 9 framgår att 13 av de 23 däcken har högre dubbkraft än tillåtet för nya däck. Det framgår också att även de nyare däcken har höga dubbkrafter. De högsta återfinns som väntat bland de äldsta som är från tiden före begräns-ningsregeln.

Ålder - Dubbkraft. Våt is.

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 0 5 10 15 20 25 Ålder (År) D ubbkraft (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. Våt is.

y = 79.445x + 48.769 R2 = 0.3261

150 200 250

(31)

5.6 Ålder – isfriktion

5.6.1 Maximal bromsfriktion (0–15 % slip)

Av diagram 11 framgår att friktionen avtar med ökande ålder för de odubbade vinterdäcken och dubbdäcken med dubbutstick under 0,9 mm. Från omkring 5 års ålder är dock åldersberoendet försumbart. För dubbdäcken med utstick 0,9 mm och över har inte något klart åldersberoende kunnat påvisas. Dubbutstick och dubbkraft verkar vara avgörande. Av de nyare endast inkörda däcken har det bästa dubbdäcket cirka 35 % bättre värde än det bästa odubbade och skillnaden mellan de sämsta är nästan 90 % till dubbdäckets fördel. I medeltal är skillnaden drygt 40 %. Det äldsta dubbdäcket hade undersökningens bästa resultat. Sommardäcken har som väntat bland de lägsta värdena.

Odubbade och dubbade vinterdäck. Våt is Ålder - Maximal bromsfriktion (0-15% slip)

y = 0.0006x2 - 0.0111x + 0.1809 R2 = 0.4893 y = 0.0009x2 - 0.0196x + 0.1664 R2 = 0.9423 y = 0.0002x2 - 0.0053x + 0.1038 R2 = 0.3115 y = -0.0004x + 0.067 y = -0.0183x + 0.0976 0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Ålder (År) M axim a l b ro m sfriktio n Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0.9mm och större Dubbutstick mindre än 0.9 mm Sommardäck Hastighetsklass T Sommardäck Hastighetsklass V

Diagram 11 Ålder – Maximal bromsfriktion (0–15 % slip).

5.6.2 Bromsfriktion vid låst hjul

Av diagram 12 framgår att trenderna för bromsfriktionen vid låst hjul är de samma som för den maximala bromsfriktionen i slipintervallet 0 till15. Friktions-nivåerna är också likartade eftersom friktionsmaximum på våt slät is ofta erhålls vid låst hjul. För dubbdäcken gäller även här att utstick och dubbkraft är av-görande för friktionen och inte åldern.

Dubbade och odubbade däck. Våt is. Ålder - Bromsfriktion låst hjul

y = 0.0002x2_{- 0.0069x + 0.1322 R}2_{= 0.328} y = -0,0295x + 0,132 y = -0.0018x + 0.1284 R2 = 0.6864 y = 0.0008x2 - 0.0178x + 0.2095 R2 = 0.4824 y = 0,0013x + 0,0433 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 B romsf ri kt ion 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

(32)

5.6.3 Maximal sidfriktion (kurvtagningsförmåga) inom 5 graders avdriftsvinkel

Av diagram 13 framgår att maximal sidfriktion inom 5 graders avdriftsvinkel av-tar med ökande ålder för odubbade vinterdäck och dubbade vinterdäck med dubbutstick under 0,9 mm. Efter 6–8 år är minskningen vid ytterligare ökad ålder försumbar. För dubbdäck med dubbutstick 0,9 mm eller större är trendlinjen svagt stigande men korrelationen är så låg att man inte kan tala om något praktiskt samband. Även här verkar dubbutstick och dubbkraft vara utslagsgivande. Bland de nyaste endast inkörda däcken är dubbdäcken med dubbutstick 0,9 mm och större 15–20 % bättre än de odubbade vinterdäcken vid en jämförelse mellan de bästa och sämsta i varje grupp. De bästa äldre dubbdäcken är påtagligt bättre än de nyaste.

Odubbade och dubbade däck. Våt is

Ålder - Maximal sidfriktion (0- 5 grader avdriftsvinkel)

y = 0.0018x + 0.1155 R2_{= 0.1397} y = 0,0005x + 0,105 y = -0,0348x + 0,1725 y = 0.1146x-0.0947 _R2_{= 0.1879} y = 0.0005x2_{- 0.0113x + 0.124 R}2_{= 0.9807} 0,000 0,020 0,040 0,060 0,080 0,100 0,120 0,140 0,160 0,180 0,200 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Ålder (År) Maxi mal si df ri kt io n Odubbade vinterdäck Dubbdäck utstick 0.9 mm och över Dubbdäck utstick mindre än 0.9 mm Sommardäck Hastighetsklass T Sommardäck Hastighetsklass V

Diagram 13 Ålder – Maximal sidfriktion (0–5 grader avdriftsvinkel).

5.6.4 Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º avdriftsvinkel

Av diagram 14 framgår att sidfriktionen vid 20º avdriftsvinkel, liksom i fallet med maximal sidfriktion inom 5 graders avdriftsvinkel, avtar med ökande ålder för odubbade vinterdäck och dubbade vinterdäck med dubbutstick under 0,9 mm. Efter 6–8 år är minskningen vid ytterligare ökad ålder försumbar. För dubbdäck med dubbutstick 0,9 mm eller större visar trendlinjen först fallande och sedan stigande värden vid ökande ålder. Liksom i tidigare fall kan man dock anta att det är dubbutstick och dubbkraft och inte åldern i sig som bestämmer friktionen. Bland de nyaste endast inkörda vinterdäcken är dubbdäcken med dubbutstick

(33)

Dubbade och odubbade däck. Våt is. Ålder - Sidfriktion 20 grader avdriftsvinkel (sladd)

y = -0.0057x + 0.078 y = -0.0032x + 0.062 y = 7E-05x2_{- 0.0033x + 0.1002 R}2_{= 0.2055} y = 0.0006x2_{- 0.011x + 0.183 R}2_{= 0.4392} y = 0.0004x2_{- 0.0121x + 0.1406 R}2_{= 0.8728} 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 18 20 22 Ålder (År) S

idfriktion 20 grader avdriftsvinkel

Odubbade vinterdäck

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

5.6.5 Bromsstabilitet

Av diagram 15 framgår att bromsstabiliteten är störst för de nya vinterdäcken. För samtliga vinterdäck är trendlinjerna för bromsstabiliteten avtagande med ökande ålder. Korrelationen är dock så låg att sambandet är praktiskt försumbart. Bromsstabiliteten är godtagbar med några få undantag där värdena ligger under 0,8. Värden över 1,2 indikerar att man förlorar mycket i bromssträcka vid ABS-bromsning jämfört med låst hjul. Onödigt stor bromsstabilitet kan ifrågasättas men måste ses mot bakgrund av absoluta bromsprestanda.

Dubbade och odubbade däck. Våt is Ålder - Bromsstabilitet y = -0.0121x + 1.1186 R2 = 0.1109 y = -0.0169x + 1.1162 R2 = 0.3249 y = -0.0078x + 1.0161 R2 = 0.0539 y = -0,4419x + 1,9868 y = 0,3518x + 0,0466 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Ålder (År) Broms s ta b ilite t Odubbade vinterdäck

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

Sommardäck V

(34)

5.6.6 Styrstabilitet

Av diagram 16 framgår att styrstabiliteten är oberoende av åldern för samtliga däckkategorier. Styrstabiliteten är högst för dubbdäcken. De odubbade vinter-däcken har i medeltal en styrstabilitet omkring 0,8 jämfört med mellan 1 och 1,2 för dubbdäcken, vilket innebär att det är lättare att manövrera en dubbad bil i en kritisk väjningssituation än en odubbad.

Dubbade och odubbade däck. Våt is. Ålder - Styrstabilitet y = -0.005x + 0.8567 R2 = 0.06 y = -0.0053x + 1.1943 R2 = 0.0356 y = -0.0097x + 1.1872 R2 = 0.1817 y = -0,0569x + 0,742 y = 0,2277x + 0,0838 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Ålder (År) Styrstabilitet Odubbade vinterdäck

Diagram 16 Ålder – Styrstabilitet.

5.6.7 Totalt isgreppsvärde

Av diagram 17 framgår att det inte finns något entydigt samband mellan det totala isgreppet och åldern för dubbdäcken med utstick 0,9 mm och däröver. Resultaten tyder på att isgreppet i huvudsak är beroende av och ökar med dubbutstick och dubbkraft. För de odubbade vinterdäcken avtar isgreppsvärdet med åldern till cirka 5–8 år varefter åldersberoendet blir försumbart. Dubbdäcken med dubbut-stick 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 i stort sett likvärdiga med de odubbade vinterdäcken om utsticket är under 0,5 mm och dubbkraften under 100 N. De nya odubbade vinterdäcken var cirka 25 % bättre än det sämsta nya sommardäcket.

(35)

Dubbade och odubbade däck. Våt is. Ålder - Totalt isgreppsvärde

y = -3,6671x + 86,792 y = 0.5111x2 - 9.9385x + 190.11 R2 = 0.4603 y = 0.4394x2 - 11.461x + 158.59 R2 = 0.8499 y = -11,474x + 116,52 y = 0.122x2 - 4.3162x + 125.23 R2 = 0.2858 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Ålder (År) Tot al t i s greppsvärde Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

Diagram 17 Ålder – Totalt isgreppsvärde.

5.7 Mönsterdjup – isfriktion

Av diagram 18 framgår att den maximala bromsfriktionen för de odubbade vinter-däcken är oberoende av mönsterdjupet mellan 3,5 och 10 mm. För dubbvinter-däcken indikerar trendlinjerna att friktionen ökar med mönsterdjupet. För dubbdäcken med stort dubbutstick är dock korrelationen låg i det aktuella intervallet 6–9,5 mm. Ökningen i friktion bör i första hand tolkas som att dubbutstick och dubbkraft ökar.

Odubbade och dubbade vinterdäck. Våt is. Mönsterdjup - Maximal bromsfriktion (0-15% slip)

y = -0.0013x + 0.0882 R2_{= 0.0082} y = 0.0135x + 0.0396 R2_{= 0.193} y = 0.0233x - 0.0731 R2_{= 0.7058} y = -0,0367x + 0,3726 0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 Maxim a l brom sfriktion(0-15% slip) Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck Hastighetsklass T Sommardäck HastighetsklassV

(36)

5.7.2 Bromsfriktion vid låst hjul

Av diagram 19 framgår att bromsfriktionen vid låst hjul för de odubbade vinter-däcken är oberoende av mönsterdjupet. För dubbvinter-däcken ökar friktionen med mönsterdjupet. Detta bör dock i första hand tolkas som att dubbutstick och dubbkraft ökar.

Dubbade och odubbade däck. Våt is. Mönsterdjup - Bromsfriktion låst hjul

y = 0.0035x + 0.0571 R2 = 0.0306 y = 0.0161x + 0.0108 R2 = 0.261 y = 0.0212x - 0.0618 R2 = 0.3666 y = 0,0025x + 0,0245 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Mönsterdjup (mm) Bromsf rikt ion låst hjul 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.

5.7.3 Maximal sidfriktion (0–5 grader avdriftsvinkel)

Av diagram 20 framgår att något säkert samband inte kan påvisas mellan den maximala sidfriktionen i avdriftsvinkelorådet upp till 5 grader för de odubbade vinterdäcken och mönsterdjupet. För dubbdäcken ökar friktionen med mönster-djupet. För dubbdäcken med utstick 0,9 mm och större är dock korrelationen ganska låg. Stort dubbutstick och stort mönsterdjup ger bäst friktion troligen för att däcken med stort mönsterdjup vanligen har de största dubbkrafterna för ett givet dubbutstick.

Dubbade och odubbade däck. Våt is. Mönsterdjup - Maximal sidfriktion

(0 - 5 graders avdriftsvinkel) 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20

(37)

5.7.4 Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º avdriftsvinkel

Av diagram 21 framgår att sidfriktionen vid 20º avdriftsvinkel för de odubbade vinterdäcken är oberoende av mönsterdjupet. För dubbdäcken ökar den med mönsterdjupet. Korrelationen för de dubbade vinterdäcken med utstick 0,9 mm och större är dock mycket låg. De dubbade däcken med dubbutstick 0,9 och över är klart bäst. Sämst är sommardäcken i hastighetsklass V. Stort dubbutstick och stort mönsterdjup ger bäst friktion troligen för att däcken med stort mönsterdjup vanligen har de största dubbkrafterna för ett givet dubbutstick

y = -0.0007x + 0.0881 R2 = 0.0029 y = 0.017x - 0.0326 R2 = 0.5649 y = -0,0065x + 0,1107 y = 0.0128x + 0.0454 R2 = 0.2635 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Mönsterdjup (mm) Si df ri kt

ion 20 grader avdri

ft

svi

nkel

Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

Dubbade och odubbade däck. Våt is

Mönsterdjup - Sidfriktion 20 grader avdriftsvinkel (sladd)

Diagram 21 Mönsterdjup – Sidfriktion (kurvtagningsförmåga) vid 20º

avdrifts-vinkel.

Av diagram 22 framgår att bromsstabiliteten för de odubbade vinterdäcken ökar med mönsterdjupet. För dubbdäcken är bromsstabiliteten oberoende av mönster-djupet. För stora mönsterdjup är bromsstabiliteten bättre för de odubbade däcken beroende på att maximal bromskraft först uppnås vid låst hjul i högre grad än för dubbdäcken.

(38)

Dubbade och odubbade däck. Våt is Mönsterdjup - Bromsstabilitet y = 0.0582x + 0.6047 R2 = 0.2857 y = 0.0117x + 0.8632 R2 = 0.0067 y = 0.0041x + 0.9292 R2 = 0.0009 y = 0,7037x - 5,2308 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 0 2 4 6 8 10 12 Mönsterdjup (mm) B roms s ta b ilit e t Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

Diagram 22 Mönsterdjup – Bromsstabilitet.

5.7.6 Styrstabilitet

Av diagram 23 framgår att styrstabiliteten är oberoende av mönsterdjupet för alla vinterdäck. De dubbade vinterdäcken har som grupp högst värden med bra stabi-litetsvärden över 1. För de odubbade vinterdäcken är styrstabiliteten klart sämre och sommar däcken sämst.

Dubbade och odubbade däck. Våt is Mönsterdjup - Styrstabilitet y = 0.0103x + 0.7454 R2 = 0.0277 y = -0.012x + 1.2313 R2 = 0.0074 y = 0.0176x + 0.9912 R2 = 0.0351 y = 0,4554x - 3,3316 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Mönsterdjup(mm) Styrstabilitet Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

(39)

5.7.7 Totalt isgreppsvärde

Av diagram 24 framgår att det totala isgreppsvärdet för de odubbade vinterdäcken är oberoende av mönsterdjupet. För de dubbade vinterdäcken ökar det totala is-greppet med mönsterdjupet men korrelationen är låg. Dubbdäcken med utstick 0,9 mm och större är klart bäst vid stora mönsterdjup vilket beror på en sam-variation med dubbkraft och dubbutstick. Sommardäcken i hastighetsklass V är som väntat sämst.

Dubbade och odubbade däck. Våt is. Mönsterdjup - Totalt isgreppsvärde

y = 11.187x + 66.915 R2 = 0.2847 y = -1.6264x + 128.09 R2 = 0.0323 y = 12.994x + 15.521 R2 = 0.3043 y = -7,3341x + 141,8 0 50 100 150 200 250 0 2 4 6 8 10 12 Mönsterdjup (mm)

Totalt isgreppsvärde Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

(40)

5.8 Slitbanehårdhet – isfriktion

Av diagram 25 framgår att den maximala bromsfriktionen i slipområdet 0–15 % minskar med ökande slitbanehårdhet för de odubbade vinterdäcken samt för dubbdäcken med utstick mindre än 0,9 mm. För dubbdäcken med utstick 0,9 mm och större är bromsfriktionen oberoende av slitbanehårdheten. Dessa har också den högsta friktionsnivån som är cirka 3 gånger bättre än för sommardäcken i hastighets klass V och de hårdaste odubbade vinterdäcken resp. dubbdäcken med litet dubbutstick.

Odubbade och dubbade däck. Våt is.

Slitbanehårdhet - Maximal bromsfriktion (0-15 % slip)

y = -0.0001x + 0.1555 R2_{= 0.0002} y = -0.0042x + 0.3445 R2_{= 0.5034} y = -1E-04x + 0.0724 y = 0.0061x - 0.3485 y = -0.0024x + 0.2182 R2_{= 0.5788} 0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 40 45 50 55 60 65 70 75 Slitbanehårdhet (Shore) Maximal bromsfriktion Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck Hastighetsklass T Sommardäck Hastighetsklass V

Diagram 25 Slitbanehårdhet – Maximal bromsfriktion (0–15 % slip)..

5.8.2 Bromsfriktion vid låst hjul

Av diagram 26 framgår att bromsfriktionen vid låst hjul minskar med ökande hårdhet för samtliga däckkategorier. För dubbdäcken med stort utstick och sommardäcken är dock sambanden statistiskt mycket osäkra. Dubbdäcken med stort utstick har klart bättre friktion än övriga kategorier speciellt jämfört med däck med hårdhet över 60 shore.

(41)

Dubbade och odubbade däck. Våt is Slitbanehårdhet - Bromsfriktion låst hjul

y = -0.0034x + 0.3466 R2_{= 0.1791} y = -0.0035x + 0.2977 R2_{= 0.3562} y = -0.0036x + 0.293 R2_{= 0.6169} y = -0,0074x + 0,5376 y = -0,0004x + 0,0737 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 Slitbanehårdhet (Shore) Bromsf rikt ion låst hjul Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

Diagram 26 Slitbanehårdhet – Bromsfriktion vid låst hjul.

5.8.3 Maximal sidfriktion (0–5 grader avdriftsvinkel)

Av diagram 27 framgår att den maximala sidfriktionen i avdriftsvinkelområdet 0–5 grader minskar med ökande hårdhet för odubbade vinterdäck och dubbade vinterdäck med dubbutstick under 0,9 mm. Sambanden är dock statistiskt ganska osäkra för de odubbade däcken. För dubbdäcken med stort dubbutstick kunde inte något samband påvisas. Denna kategori hade klart bäst friktion. Sämst var de hårdaste dubbdäcken med litet dubbutstick. Sommardäcken var likvärdiga med odubbade vinterdäck med samma hårdhet.

Dubbade och odubbade däck. Våt is Slitbanehårdhet - Maximal sidfriktion

(0 - 5 grader avdriftsvinkel) y = -0.0015x + 0.1855 R2_{= 0.3397} y = -0.0031x + 0.2621 R2 = 0.6643 y = -0.0001x + 0.1402 R2_{= 0.0004} y = 0,0116x - 0,6743 y = 0,0001x + 0,0982 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 40 45 50 55 60 65 70 75 Slitbanehårdhet (Shore) Maxi mal si df ri kt ion Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

(42)

5.8.4 Sidfriktion vid 20º avdriftsvinkel (sladd)

Av diagram 28 framgår att sidfriktionen vid 20º avdriftsvinkel (sladd) minskar med ökande hårdhet för samtliga däckkategorier. Sambanden är dock statistiskt mycket osäkra för dubbdäcken med stort dubbutstick.

y = -0.0023x + 0.2164 R2_{= 0.566} y = -0.0013x + 0.2254 R2_{= 0.0395} y = -0.0035x + 0.301 R2 = 0.541 y = -0,0014x + 0,1571 y = 0,0011x - 0,0171 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 40 45 50 55 60 65 70 75 Slitbanehårdhet (Shore)

Sidfriktion 20 grader sladd

Odubbade vinterdäck Dubbutstick 0,9 mm och större Dubbutstick mindre än 0,9 mm Sommardäck T

Sommardäck V

Dubbade och odubbade däck. Våt is

Slitbanehårdhet - Sidfriktion 20 grader avdriftsvinkel (sladd)

Diagram 28 Slitbanehårdhet – Sidfriktion vid 20º avdriftsvinkel (sladd).

Av diagram 29 framgår att bromsstabiliteten minskar med ökande hårdhet för samtliga däckkategorier utom för dubbdäcken med stort dubbutstick där broms-stabiliteten är oberoende av hårdheten. Alla samband är dock statistiskt mycket osäkra. Stabilitetsnivån är acceptabel för samtliga kategorier. Stabilitet över 1 indikerar att ABS inte ger maximal bromsverkan eftersom den erhålles vid låst hjul.

Dubbade och odubbade däck. Våt is Slitbanehårdhet - Bromsstabilitet 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 s ta b ilite t