Allt om tappar för vinterdäck

I romanen av den amerikanska science fictionförfattaren Vernor Vinge, "Flames Over the Abyss", befinner sig människor på en planet bebodd av en ras av hundliknande intelligenta varelser. En av bokens hjältar, efter att ha upplevt rädsla för falska spikar på soldatens klor, ger loppet ett mycket exakt smeknamn som symboliserar deras makt över den omgivande naturen: "Steel Claws". Man kan knappt hitta ett figurativt namn som bättre skulle spegla huvudenas huvudfunktion - en mycket viktig del av gängade vinterdäck.

Pinnar och kardborrband

Det är svårt att fastställa exakt när och vem som först tänkte utrusta bildäck med spikar, men de dök upp i slutet av 1800-talet. De första spikarna var hemmagjorda, gjorda av improviserade material - spikar eller självspännande skruvar, men i mitten av XX-talet i länder där ett tjockt lager snö och is täcker marken på vintern, märkte de de utmärkta kopplingsegenskaperna för nageldäck. Sedan dess har just sådana däck blivit en märklig vinterstandard i de skandinaviska länderna, och först nyligen har de pressats ut på marknaden genom friktion ("kardborreband").

Både kardborrband och pigg har sina egna styrkor och svagheter som avgör valet av en eller annan typ av däck. "Kardborreband" har en fördel vid temperaturer över noll, på torr och våt asfalt, och är också mycket mer försiktig med vägytan, vilket gör dem populära i stora städer, där vägar regelbundet rengörs för snö och behandlas med antis-reagens. De är bättre även när termometerspelaren sjunker under minus 20 Celsius - isen blir för hård och spikarna kan inte längre fånga den. Båda typerna av snö fungerar ungefär lika bra på snö, men nageldäck har en mycket allvarlig fördel på jämn is i måttlig frost: tack vare spikarna som tränger igenom isen har de mycket bättre greppegenskaper.

Flödet av motsägelser

Huvudproblemet är att piggarna måste kombinera ett antal mycket motstridiga egenskaper: de får inte slitas ut snabbt, annars förlorar däcket sina "is" -egenskaper och bör inte slitas ut för långsamt, eftersom däckmönstret också raderas. Om spiken sticker ut något över slitbanan kommer den inte att kunna tränga igenom isen. Om det sticker ut för mycket ökar sannolikheten för att den faller ut. Dessutom förstör en sådan tapp kraftigt vägytan, därför har lagstiftningsbegränsningar införts på höjden på den utskjutande tappen (1, 2 för nya däck och 2? Mm för slitna däck).

Evolutionsteori

För att piggen ska uppfylla alla dessa motstridiga krav måste den ha en sammansatt struktur: kropp (kropp) och stift (fast slitstark insats). Fallen är enkelflänsar, liknar formen som en spik och tvåflänsar (eller flänsar, men detta är ett exotiskt alternativ). Tvåflänsar hålls mycket bättre i däcket och faller mindre ut under drift. Dessutom förhindrar den övre flänsen att vatten och smuts tränger in i spikuttaget, vilket också bidrar till hållbarhet och lång livslängd.

Tappar runt tvärsnittet är billigare och lättare att sätta in i däck (från fabriken), men idag föredrar tillverkare att göra dubbar riktade: deras insats är inte rund, men har en komplex form. Beroende på skärets bredd och form (det kan vara fyrkantigt, rektangulärt, romboid, ovalt, trapetsformat etc.) kan du optimera vissa däckegenskaper på isbromsning, hantering, acceleration. Om skäret är asymmetriskt måste du rikta det korrekt i förhållande till däckets rotationsriktning när du installerar pinnstången, och förhindrar också ytterligare rotation av pinnstolen i sätet, så att flänsen inte är rund för sådana pinnar.

För tjugo år sedan var tappskroppen tillverkad av stål, men nu kan sådana tappar bara ses på lastbilar och bussar. För personbilsdäck används lättare aluminiumhylsor, i vilka en volframkarbidinsats gjord av pulversintring pressas in. Det gjordes försök att göra tappar gjorda av plast, men av olika skäl (främst på grund av låg styrka) övergavs de.

Den nya förordningen om piggdäck, som trädde i kraft i Skandinavien förra året, begränsar antalet dubbar till 50 stycken per linjär meter däckomkrets. Men det finns ett kryphål i lagen: antalet spikar kan vara större om tillverkaren visar att inverkan av ett sådant däck på vägytan är under en viss nivå. Smutthålet har redan utnyttjats av två stora tillverkare - Nokian och Continental. Massan på en tenon är också begränsad till 1, 1 g, så att tenonerna blir mindre och lättare. Men hållfastheten hos nya däck som är utformade för att uppfylla dessa krav, vilket visas med praktiska test, påverkade nästan inte. När allt kommer omkring är dubbar endast ett, om än ganska viktigt, i däckkonstruktionen. De fungerar inte separat från däcket utan bara tillsammans med alla dess element. Och naturligtvis, tillsammans med huvudelementet som förhindrar olyckor - det som är mellan ratt och säte.

Michelin

X-Ice North (2005) [RICH_HTML type = imageset] [/ RICH_HTML] Typ: tvåflänsar Material: aluminium Infoga form: rund

Denna första generationens modell använder en klassisk dubbelflänsspik med cirkulärt tvärsnitt. Företagets ingenjörer ansåg att de behövde exakt riktningsdragningsegenskaper på is, som bäst tillhandahålls av runda spikar.

X-Ice North 2 (2009)

Typ: två-fläns Material: aluminium Insatsform: rund

Den andra generationen däck är utrustad med spikar med en något modifierad form, men den allmänna ideologin förblir densamma: spikar med omnidirektionell kopplingsegenskaper kompletterar vad slitbanan ger.

X-Ice North 3 (2013)

Typ: två-fläns Material: aluminium Insatsform: rund

Piggarna i den tredje generationen ökade i storlek och betydligt ändrades också formen på den övre flänsen - nu är den konisk (och konen är inte invers, utan rak). Men på grund av provtagningsfördjupningen i den understödande undre flänsen förblev massan på piggen densamma (1, 1 g) för att uppfylla den nya förordningen. På grund av ökningen av den nedre flänsens storlek sitter "spikarna" mer fast i däcket. Ett tvålagers slitbana med ett lägre lager av termoaktiv blandning hjälper till att hålla spiken (och "tryck" den vid behov).

kontinental

ContiWinterViking (1999) [RICH_HTML type = imageset] [/ RICH_HTML] Typ: tvåflänsar Material: aluminium Infoga form: rund

Enkla två-flänsar med en rund insats installerades på en tidig modifiering av den första generationen av denna däckfamilj. Släppningen av denna modifiering varade i fyra år.

ContiWinterViking 1 (2003)

Typ: tvåflänsar Material: aluminium Insatsform: oval

Den andra modifieringen av däcket borstat med modifierade spikar med en oval insats, orienterad över körriktningen. Denna form har förbättrat accelerationen och bromsegenskaperna på is. För att förhindra att spiken roterar i uttaget gjordes två skär på den nedre flänsen.

ContiWinterViking 2 (2005)

Typ: två-fläns Material: aluminium Insatsform: "diamant"

Tillverkaren gav ett sådant romantiskt namn till skär med en rektangulär sektion och ett snitt i form av ett "tak". Det är riktigt att detta snitt raderas snabbt under drift. Insatsen är orienterad över körriktningen. Två skär av den nedre flänsen förhindrade rotation av spiken i uttaget.

ContiIceContact (2009)

Typ: två-fläns Material: aluminium Insatsform: "diamant plus" (rektangulär med konkava sidor)

På grund av den form som liknar ett ben fungerar skäret enligt tillverkaren mer effektivt i tvärriktningen. Dessutom är dessa spikar inte bara installerade utan även limmade på sätet, varför deras förlust under drift är minimal.

ContiIceContact (2013)

Typ: två-fläns Material: aluminium Insatsform: "hybrid"

I samband med införandet av nya krav 2013 uppdaterade tillverkaren sitt flaggskeppsdäck genom att ändra sammansättningen av gummiblandningen och utformningen av tapparna. Nya spikar (HD, Hybrid Dubb) är mindre och lättare än diamantbultar (BD, Brilliant Plus Dubb). Insatsen har en mindre sidostorlek, och tappens geometri har ändrats, varför däcken klarat testet för slitage på vägytan utan att minska antalet tappar.

Nokian

Nordman 4 (2009) [RICH_HTML type = imageset] [/ RICH_HTML] Typ: tvåflänsar Material: aluminium Infoga form: rund

Modellen för marknadssegmentet är utrustad med klassiska dubbelflänsar av aluminium med en rund insats (Hakkapeliitta 2-modellen var utrustad med samma).

Nordman 5 SUV (2014)

Typ: två-fläns Material: aluminium Insatsform: fyrkantig

För nya däck i budgetsegmentet används tappar med fyrkantig insats och fyrkantiga flänsar, testade på Hakkapeliitta 5-däck.

Hakkapeliitta 7 (2009)

Typ: två-fläns Material: aluminium Insatsform: sexsidig

I denna generation har skäret formen av en långsträckt sexkant, orienterad tvärs mot rörelseriktningen. För att hålla spikarna mer fast förstoras den nedre flänsen.

Hakkapeliitta 8 (2013)

Typ: två-fläns Material: aluminium Insatsform: sexsidig

För att följa de nya reglerna har Nokian tagit en alternativ väg. Den nya aluminiumtangen med sexkantig insats är kortare och lättare (0, 8 g) än tiogenerationstangen. Eftersom detta allvarligt minskar påverkan på vägytan är antalet dubbar inte standardiserade.

Goodyear

Ultragrip 400 (1996) [RICH_HTML type = imageset] [/ RICH_HTML] Typ: enkelfläns Material: stål Infoga form: rund

Spikar - ”naglar” - enkelfläns, med en rund insats och en stålkropp. Det var den senaste generationen av Goodyear enkelflänsade vinterdäck för vinter.

Ultragrip 500 (2001)

Typ: två-fläns Material: stål Insatsform: rund

I ett däck som kom ut 2001 användes en tvåflänsig tapp med stålhölje (även om den övre flänsen inte var mycket bredare än midjan) och en vanlig rund insats.

Ultragrip Extreme (2007)

Typ: två-fläns Material: aluminium Insatsform: rund

Den första modifieringen av detta däck kom med en tvåflänsig tapp och en rund insats, men höljet har redan ersatts med aluminium, vilket gör tapparna lättare.

Ultragrip Extreme (2010)

Typ: två-fläns Material: aluminium Insatsform: sexsidig

Den sexkantiga insatsen förbättrade däckets grepp, eftersom vassa kanter bryter isen bättre.

Ultragrip Ice Arctic (2012)

Typ: två-fläns Material: aluminium Insatsform: trapezoid

Idag är det förmodligen den mest komplexa piggen i form. Den långa basen på det trapetsformade skäret har en bågeform. Det är denna båge som är ansvarig för dragkraft med is under bromsning, vilket väsentligt påverkar minskningen av stoppavstånd på is. Trapezoidens korta raka bas är ansvarig för dragkraft under acceleration, och de avfasade sidorna förbättrar hanteringen. För korrekt installation av piggen är bottenflänsen triangulär, och i däcket har spiken ett speciellt tvålagers gummitäckskydd. Dess undre lager av hårdare gummi fixar pålitligt spikarna, och det yttre, mjukare, ansvarar för däckets greppegenskaper.

Gislaved

Nord Frost 3 (2000) [RICH_HTML type = imageset] [/ RICH_HTML] Typ: tvåflänsar Material: aluminium Infoga form: rund

Den föregående versionen hade väldigt originella toppar med ett plasthölje, men tillverkaren beslutade att återvända till mer traditionella.

Nord Frost 3 (2003)

Typ: tvåflänsar Material: aluminium Insatsform: oval

I den andra modifieringen var däcken utrustade med spikar med en oval insats, orienterad över rörelseriktningen, för att öka accelerationen och bromsprestandan på is.

Nord Frost 5 (2006)

Typ: två-fläns Material: aluminium Insatsform: "diamant" (rektangulär)

Efter att ha missat en siffra i antal generationer fick den nya däckmodellen spikar som är helt lik de som är utrustade med ContiWinterViking 2 däck.

Nord Frost 100 (2013)

Typ: tvåflänsar Material: aluminium Insatsform: trestrålsstjärna

Antalet spikar är i enlighet med den nya förordningen begränsat till 50 stycken per linjär meter. Men själva spikarna är mycket intressanta: formen på skäret ökar dess effektiva sidostorlek, vilket förbättrar däckets grepp. Tappkroppen är rund, den övre flänsen i form av en omvänd kon ("skottglas") håller tapparna mer fast i däcket.

Matador

MP50 Sibir Ice (2012) [RICH_HTML type = imageset] [/ RICH_HTML] Typ: två-fläns Material: stål Infoga form: rund

Däcket i budgetsegmentet är utrustat med en enkel stålfläns med två flänsar med en rund insats.

Cordiant

Snow Cross (2013) [RICH_HTML type = imageset] [/ RICH_HTML] Typ: tvåflänsar Material: aluminium Infoga form: rund

Aluminiumhus med en toppfläns i form av en omvänd kon ("skottglas") och en rund insats. Snöflingformade spår appliceras på den övre änden av flänsen för att komplettera däckens slitbanedesign. Ett tvåskiktsdäck med ett lägre, hårdare lager håller fast tapparna och förhindrar att de förlorar.

Artikeln "Steel Claws" publicerades i tidskriften Popular Mechanics (nr 10, oktober 2014).

Rekommenderas

Är du orolig? Så skyldig !: Falsk detektor
2019
Spara från dig själv: hur autoimmuna sjukdomar behandlas
2019
Smarta material: den globala industrins framtid
2019