Den er årviss, diskusjonen om piggdekk eller ikke pigg. Et brukbart råd er at du kan bruke piggfrie dekk om du stort sett kjører i byområder. Ellers er nok pigg tryggest. (Illustrasjonsfoto: Nokian)
Av Stein Bekkevold
Fortsatt hører vi folk si at piggfritt ikke virker. Dette er gjerne besserwissere som ikke tror på vitenskap. Andre aksepterer fakta. Som i dette tilfellet handler om fysikk. Og det får mange angst av. Så her kommer en oppklaring:
Friksjon
er poenget. Kan du gå på is med brukbare sko, har de stort sett såler av noe som likner piggfri gummi. Og dette er kopi av stivnet plantesaft som kvae, så naturen var først – her også.
I 1909 fant to forskere ut at kvae er det samme som polyisopren og så satte de seg ned og komponerte syntetisk naturgummi. Litt senere fant andre ut at også styrenbutadien (SBR) hører til denne familien. Derfor er det disse gummitypene vi lenge har hatt i moderne piggfrie. Men hvordan ordner gummien friksjon?
Mønsteret gir grep
Friksjon handler om adhesjon, det at noe limer seg til noe – på engelsk heter lim adhesive.For at et piggfritt gummihjul skal få grep må gummien få kontakt. Altså må vann og snø vekk, pumpes ut av mønsteret.
Mønsteret må ha store blokker som gir stor kontaktflate, men blokkene må slisses slik at de er elastiske og kan flates ut mot veien; da øker friksjonsflaten. Friksjonsarbeid er lik flate ganger koeffisient ganger bevegelse.
Mønsteret må dels ha langsgående kanaler, slik at vann og søle slynges ut av rotasjonen, pluss sideveis utløp for utpumping når hjulet trykkes ned. Og: Det er altså friksjon fra mønsteret som gir grep, ikke en fantasifull tannhjulseffekt.
Grep på is?
Men når det er så glatt at du ikke tør å gå, men samtidig må kjøre? Hva kan da skape veigrep? Svaret kom i en kolossalt seriøs tysk doktoravhandling vi leste for få år siden: Trykk gir varme som smelter is – den øverste ti-dels millimeteren av isen blir issørpe, og når dekket trenger gjennom denne oppstår skjærkrefter som gir grep.
Ikke så mye som pigger, det skulle bare mangle, men nok til at du klarer deg om du kjører pent – og bilen har gode dekk og bra ABS-system.
Skjærkraft og litt til gjør kjøringen mulig – med litt til menes snål atomær kontakt mellom gummimolekylene og isen; noen av kreftene kalles van der Waals etter oppdageren …
Og alt dette lærte vi på gjentatte fabrikkbesøk hos Nokian, Michelin og Continental. Det hører med til bildet at gummi aldres, så gamle piggfrie dekk bør du skifte ut. Her er ikke bare mønster viktig, men også elastisitet.
Kunstgummi
Elastomeren som utgjør slitebanen utenpå cordlagene for å beskytte dem og holde dem på plass, er en nøkkelkomponent i all dekkdesign. Den lages av ulike gummikompositter – den vanligste nå er nevnte styrenbutadienpolymer (SBR) – pluss silika og mikro-sot (kim-røk). Lavest mulige rullemotstand skal redusere forbruk og utslipp.
Analyser har vist at i personbiler går opptil 15 prosent av forbruket med til å overvinne rullemotstanden. Det gjøres i utviklingsarbeidet alltid en avveining mellom rullemotstand og veigrep/våt-grep – lav rullemotstand fås ved å justere slitebanens viskoelastisitet – på bekostning av våt-grep – noe som krever hysterese, energispredning og -opptak/retur.
Nøkkelen
Å lage kunstgummi med godt våtgrep og lav rullemotstand er nøkkelen til sikkerhet og drivstoffeffektivitet. Det vanligste materialet er derfor SBR. Her kombineres egenskapene til polybutadien, en gummiaktig polymer med høy hysterese og godt våtgrep, med egenskapene til polystyren, som er en mer glassaktig polymer med lav hysterese og lav rullemotstand og god slitestyrke.
Derfor er forholdet mellom de to monomere gummiene i SBR nøkkelen til å styre glassovergangen, noe seriøse gummifolk sier styrer grep og lettrulling. Bare så du vet det.
God tur til vinteren!
