Bildet øverst: På blanke isen – men trygt med moderne piggfrie dekk, om du kjører pent … (Foto: Nokian)
Redaksjonen har fått spørsmål om bevisføringen bak artikkelen om at piggfrie dekk er OK på vinterføre. Her er en mer vitenskapelig forklaring.
Av Stein Bekkevold
Det er et kjent fysisk fenomen at is som utsettes for trykk smelter i overflaten. Det som skjer er at energien fra trykket går noen mikrometer inn i isen og omdannes til varme. Varme er molekyler i bevegelse mens is er det motsatte.
Når frosne vannmolekyler settes i bevegelse av trykk/varme blir de igjen til vann. I fysikken styres dette av termodynamiske lover. På isen dannes da et mikrotynt sjikt av flytende vann. Det kan være en halv tidels millimeter tykt, eller tynnere. Tykkere rekker det ikke å bli før det pumpes vekk av dekkmønsteret.
Professor doktor Burkhard Wies ledet utviklingsavdelingen hos Continental i Tyskland, og var toneangivende i utviklingen av piggfrie vinterdekk. Han har tidligere forklart undertegnede hvordan piggfrie dekk kan ha grep på is, og utdyper i en avhandling (An Analytical Thermodynamic Approach to Friction of Rubber on Ice) at grepet kommer av summen av adhesjon, kohesjon og viskøs friksjon (skjærkrefter) i det trykkpåkjente området mellom gummi, vannhinne og is.
Professor doktor Burkhard Wies foreleser om hvordan piggfri gummi får grep på is. (Foto: Continental)
Det vil også oppstå krefter som kommer av gummiens hysterese, som er evnen gummien har til å sende tilbake til veien det arbeid som oppstår da gummien eltes mot underlaget. Motsatt vil kreftene suges opp i hjulet og bli til varme/varmgang, rullemotstand og slitasje.
I avhandlingen er det beregnet hvilke krefter som oppstår, og beregningene stemmer godt med resultatene fra laboratoriene.
For at de omtalte fysikk-fenomenene skal kunne gi godt nok grep selv på blank is må gummien være myk. Og det er nettopp hva gummi type SBR* er – selv i kulde. Og myk må den være for at størst mulig mengde gummi skal komme i kontakt mens hjulet ruller.
Altså må gummiklossene i mønsteret være slisset opp slik at klossen blir elastisk og legger seg flatere mot isen, samtidig som mønsteret må formes slik at vannhinnen brytes, og vannet pumpes bort fra kontaktflaten mellom gummi og vei.
Det er oppriving av en vannhinne under trykk (fra hjulet) som skaper de skjærkreftene som bidrar til veigrep, sammen med (atomær) adhesjon og kohesjon – og hysterese. Disse kreftene oppstår ved direkte kontakt mellom gummi og (ren) veibane. Følgelig oppstår de i mikrosekundene etter at gummien har komprimert og deretter trykket bort vannhinnen. Pumpingen av vannet skjer langsetter hjulet – i rotasjonsretningen der det slynges ut av sentrifugalkreftene – og på tvers, der det pumpes ut fra siden av dekkets slitebane (sålen) når dekket eltes. Kanalene synes godt i det piggfrie dekkets mønster.
(*SBR er Styren Butadien Rubber, en syntetisk gummi som imiterer naturgummi men som holder seg mykere i kulde, er mer slitesterk og som bedre tåler søl av olje og drivstoff uten å oppløses.)
