God gummi gir godt grep

Her en gjennomgang av to av markedslederne: Continental og Michelin.

Hva gjør et dekk? Det fjerner vann fra våte veier og lar gummien komme i kontakt med underlaget. Det som holder bilen på veien heter adhesjon.

Tenk deg to glassplater, trykk dem sammen så lufta mellom dem forsvinner. Prøv nå å trekke dem fra hnerandre. Nesten umulig. Hvorfor? Adhesjon.

Enkelt?

Å lage gummihjul synes enkelt: Du tar belter vevd av karbonfiber, nylon, aramidfiber (kevlar) eller stål, bygger en form som viser innsiden av det ferdige dekket, legger to millimeter lufttett butangummi (NBR) som et belte langs formen, og klistrer fast en nytt lag gummi utenpå butanet. Så legger du på beltene, noen i 45 graders vinkel og noen slik at de følger dekket langs banen, hele veien rundt (radielt). Deretter legger du på et slitesjikt - en såle satts ammen av ti ingredienser - og baker hele greia i en form der konstruksjonen varmes opp og et mønster presses inn. Sim sala bim!

Vanskelig!

Nei, så lett er det ikke. Ulik bruk og ulike hastigheter krever ulike materialer og belteformer, og ulikt slitelag. Og mønsteret må tilpasses bruken. Gjentatte tester må bekrefte det du trodde var riktig. Ofte er det feil, og du må begynne om igjen.

Det lufttette butansjiktet går igjen, men det er nesten det eneste. Vinterhjul må ha mykere gummi, gummi som tåler kulde og som gir grep - altså adhesjon eller vedheft - selv på is.

Adhesjon er like viktig på våte sommerveier og varm, sleip asfalt. Sommerhjul må tåle 70 graders underlag uten å gå av skaftet, eller miste formen. Urunde hjul var et problem før, men dette er nesten helt ute.

Dagens "normale" hjul må klare 150 til 220 km/h, selv i fartsgrenseland. Solas ultraviolette stråler skal ikke ødelegge gummien, noe de ellers er flinke til. Bensin- og dieselsøl skal ikke løse den opp.

De skal bremse sikkert og rolig i alle hastigheter og gi deg kort stoppstrekning, og de skal ikke svikte deg i akkurat den svingen der det kommer en elg eller leker en unge. Umulig? Tja, kravene er litt av årsaken til at gode dekk er dyre.

Ny teknikk nå

Continental og Michelin er to av de produsentene som har vist nye sommerdekk for små og mellomstore biler. Conti EcoContact 3, tredje generasjon i denne familien, gir ifølge teknisk sjef Frank Larsen i Continental - kortere bremselengde på våt og tørr veibane, økt komfort og redusert rullemotstand.

Mye av dette skyldes nye gummiblandinger og bedre måter å bygge dekket på. Også mønsterutviklerne skal ha fulgt godt med i timen. Jeg har prøvekjørt Michelins nye sommerdekk på det europeiske testesenteret ved Paul Richard-banen øst for Marseilles. Michelins nye dekk bygger på de samme tankene og erfaringene som Continentals.

Sikkerhet nr 1

Bileiere over hele Europa er mest opptatt av sikkerhet når de velger dekk. Det viser en omfattende markedsundersøkelse gjennomført av Continental i en rekke europeiske land. Undersøkelsen ble gjort fordi fabrikken før utviklingen av sitt nye sommerdekk, ønsket å få vite mer om hva forbrukerne ber om.

Ønsket om økt sikkerhet er ikke merkelig: På raske veier har farten økt jevnt og trutt samtidig som det er mer trafikk på veiene; behovet for kjapp stopp øker i takt med trafikken og den noe oppjagede hastigheten mellom nedbremsingene.

Konklusjonen fra Conti's undersøkelse er klar: Kortere bremselengde er det viktigste for å oppnå økt sikkerhet ved rask bilkjøring. Men også kjørekomfort og forbruk er viktig for Europas bileiere.

Kompliserte krav

Det ble ifølge Frank Larsen satt høye krav til det nye dekket: Ingeniørene skulle konstruere et komfortabelt hjul med fremragende bremseegenskaper både på våt og tørr veibane, og samtidig forbedre stabiliteten under kjøring. I tillegg skulle rullemotstanden og dermed forbruket av drivstoff reduseres. Ingeniørene ved Michelins utviklingsavdeling sa omtrent det samme.

Dette er ambisiøse krav. Fordi moderne dekkutvikling i stor grad er å forene motstridende egenskaper, som konflikten mellom bremseegenskaper på tørr og på våt veibane, avhenger suksessen i stor grad av at man makter å se forskjellige utviklingsmål i sammenheng. Dette kan bare oppnås ved å bruke intelligente kombinasjoner av tre viktige deler av et dekk: Gummiblanding, mønster og kontur.

Sot, kvartsmel og olje

I moderne sommerdekk brukes en "silika-blanding". Silisum-mel (finknust kvarts/granitt/glass) er knadd inn i gummien før de lager dekk av den. Poenget er at de ørsmå kvartskrystallene styrker gummien, og gir økt rivfasthet. Rivfastheten har svært stor innvirkning på dekkets grep på tørr asfalt og dessuten på dekkets levetid.

En like viktig bestanddel er sot, altså karbonpartikler. Elastisiteten forbedres ved at man knar inn mineralolje i gummiblandingen før dekket formes. Sot, olje og silisium kan utgjøre over halvparten av gummiens vekt.

Svært stor effekt har valget av hovedgummi i slitebanen/sålen, og oppbygningen av dekket innenfor sålen. Gummien må selvsagt tåle å bli knadd uten å mykne og gå i oppløsning, den må tåle søl av olje og drivstoff på bensinstasjoner og i garasjer, og den må tåler å bli utsatt for stekende sollys.

F.eks. tåler ikke naturgummi - egentlig kalt kautsjuk - hydrokarboner av noe slag, og særlig ikke drivstoffer. Da blir gummien seig og klistrete; i virkeligheten går det ytre sjiktet i oppløsning fordi hydrokarbonene er et løsemiddel for kautsjuk! Dette kan bare forhindres ved tilsetting av spesielle inhibitorer da gummiblandingen knas.

Syntetisk fra 1909

Eller man kan bruke syntetiske gummier i blandingen. En populær type slik elastomer (elastisk polymer, gummiplast) heter polyisopren, en annen heter nitril-butadien.

Begge tåler store kjemiske påkjenninger, begge likner naturgummi. Årsaken er at de er en imitasjon: Naturgummi er et elastomer i familien polyterpener (formel (C10H16)n), altså stort sett bare karbon og hydrogenatomer - hydrokarboner. Setter du sammen karbon og hydrogen i et laboratorium under påvirkning av trykk og varme, kan du lage omtrent hva som helst.

I 1909 laget forskerne Hofmann og Harries polyisopren for første gang. Og raskt oppdaget industrien at her hadde de et elastomer som nesten perfekt imiterte - og på enkelte områder overgikk naturens egen løsning, rågummi fra treet Hevea brasiliensis.

Myk men sterk

Den syntetiske gummiblandingen i moderne sommerdekk er robust og sterk men også fleksibel.

Frank Larsen: - Gummiens jobb er å sikre godt samspill mellom dekk og veibane (hysterese), samtidig som høy dynamisk stivhet sikrer god stabilitet. Hysterese er betegnelsen på "indre liv", det som skjer i gummien når den påvirkes mekanisk utenfra. Jo større mengde arbeid gummien klarer å returnere til veibanen som fremdrift, desto bedre er dekket.

God hysterese gir bedre bremseegenskaper og balansert, forutsigelig oppførsel, ifølge Larsen. En annen fordel med de nye gummiblandingene er Continentals målte12 prosent reduksjon i rullemotstanden.

Også Michelin sier at deres rullemotstand er kraftig redusert samtidig som våtgrepet er økt; dette gir naturligvis lavere forbruk og økt sikkerhet. Alt dette kommer av bedre kontroll med gummiblandingens hysterese, og oppbygningen av dekket.

Asymmetrisk mønster

Et asymmetrisk mønster i slitebanen på EcoContact 3 følger ifølge Larsen opp konseptet i dekkene PremiumContact og SportContact 2; de har forskjellige mønsterområder som forbedrer ulike egenskaper. Den nye, mer robuste gummiblandingen har ifølge Larsen gjort det mulig med ubrutte mønsterribber i omkretsen. Slike ribber forbedrer bremseegenskapene samtidig som retningsstabilitet, kjøreegenskaper og gripeevne optimaliseres.

En solid ytterskulder overfører mer av sidekreftene og gir god stabilitet ved kjøring i svinger. En ytterligere bedring av retningsstabiliteten er oppnådd ved bruk av "brygger" i det indre skulderpartiet, noe som også reduserer støynivået.

- Gripekanter på yttersiden av EcoContact 3 fører til en stor forbedring av våtgrepet, spesielt i svinger, sier Larsen. Gripekantene støttes av lameller i sentrum av dekket og på dekkskuldrene, og møter kravene til gode bremseegenskaper på såvel tørt som vått underlag.

Beskyttelse mot vannplaning oppnås med brede langsgående riller i dekkets senter og skulderriller på dekkets innside. Rillenes funksjon er kjent: De skal pumpe vannet ut av kontaktflaten mellom dekk og vannhinnen på veien.

Kortere bremselengde

Ved å få til det Larsen kaller "et intelligent samspill" mellom en fleksibel gummi-blanding og et asymmetrisk mønster, ble oppdraget løst. Ingeniørene reduserte bremselengden på vått og tørt føre med inntil 9 prosent. Der betyr at de klarte å redusere den med nesten en billengde, sammenlignet med forrige generasjon sommerdekk.

Michelin sier akkurat det samme om sine nye sommerdekk. Det er liten grunn til å tvile på at de to fabrikkene har oppnådd slike forbedringer, med tanke på budsjettene og ingeniørstabene begge har adgang til.

- En jevn fordeling av arbeidet mot underlaget, og den beste formen på og mønsteret i fotavtrykket - gir best mulig overføring av grep og krefter, sier Larsen.

- Dette virker kanskje enkelt, men i noe så dynamisk som samspillet mellom dekk og veibane, er ingenting så enkelt som det virker. Det er et puslespill i tre dimensjoner.