Determining the road wear limits in the type approval of studded tires
Loading...
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Author
Date
2019-06-17
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Mechanical Engineering (MEC)
Language
en
Pages
60+5
Series
Abstract
Studded tires are the most commonly used winter tire type on Finnish passenger vehicles. Studded tires are also widely used in other Nordic countries and e.g. Russia. They are used to increase the safety properties of the tires, especially on icy road conditions during the winter months. However, studded tires cause road wear, which leads to grooving of the roads and results in more frequent resurfacing of the pavement. Furthermore, they also generate road dust and particle emissions, which may increase respiratory diseases in urban areas during springtime. Studded tires also cause wear on road markings, that has both economical and traffic safety related issues. The use and technical properties of studded tires is regulated in order to reduce their effect on road wear. The use of studded tires in traffic is limited to the winter months. Traditionally the technical regulations have been concerning about the stud dimensions, their location on the tire thread and the stud amount. The studded tire properties can be more freely designed, if their effect on road wear is measured in a so-called over-run test. The over-run test method including the road wear limits are defined by Traficom. The road wear limits in the over-run test were tightened in 2013. Several improvements on the ac-curacy and reliability of the test have been implemented since then. Traficom is preparing a new decree on the type approval of studded tires. This thesis is ordered by Traficom to provide research as a background in the preparation of the new decree. The objective of the thesis was to investigate if it is purposeful to change the cur-rent road wear limits and to analyse the consequence of those possible changes. Suggestions on designating the road wear limits in the over-run test were given based on the observations and results achieved in the thesis. The results presented in this thesis may be utilized in the preparation of the new decree on studded tires. One long-term issue with the over-run test has been the relatively low mass loss compared to the test specimen’s weight. This potentially increases the errors in the test method. One result in the thesis was that the limit values in the over-run test can not be further tightened without increasing the absolute wear during the test.Nastarenkaat ovat yleisimmin käytetty talvirengastyyppi suomalaisissa henkilöautoissa, ja ne ovat laajalti käytössä myös muissa Pohjoismaissa sekä esimerkiksi Venäjällä. Nastarenkaita käytetään talvikuukausina parantamaan renkaiden pito-ominaisuuksia liukkaissa olosuhteissa, erityisellä jäisellä tienpinnalla. Nastarenkaat aiheuttavat kuitenkin tien päällysteen kulumista, mikä johtaa teiden urautumiseen ja tiheämpään uusintapäällystystarpeeseen. Teiden urautuminen lisää myös vesiliirtoriskiä. Nastarenkaista johtuva tienkuluminen lisää myös katupölyn ja pienhiukkasten muodostumista, jotka saattavat aiheuttaa hengitystieongelmia kaupunkialueilla erityisesti keväisin. Tämän lisäksi nastarenkaat kuluttavat myös tiemerkintöjä, millä on sekä taloudellisia että liikenneturvallisuutta vaarantavia vaikutuksia. Nastarenkaista johtuvaa tien kulumista pyritään rajoittamaan määrittelemällä niiden sal-littu vuosittainen käyttöaika, sekä asettamalla vaatimuksia niiden tietyille teknisille ominaisuuksille. Perinteisesti rajoitukset ovat koskeneet nastojen mittoja, nastamäärää ja niiden asettelua renkaan pintakuviossa. Nastarenkaiden tien kuluttavuutta mittaavalla yliajokokeella voidaan kuitenkin hyväksyä vapaammin suunniteltu nastarengas, kunhan sen tien kuluttavuus on viranomaisen määrittelemällä tasolla. Yliajokokeen kulumisrajoja tiukennettiin viimeksi vuonna 2013, jonka jälkeen myös koemenetelmän luotettavuuden parantamiseksi on tehty useita muutoksia. Traficomissa on valmisteilla määräyshanke nastarenkaiden tyyppihyväksynnän osalta. Tämä diplomityö on tilattu kyseisen määräyshankkeen valmistelun tueksi. Diplomityön tavoitteena oli tutkia, onko yliajokokeen kulumisrajoja tarpeen muuttaa ja mitkä olisivat muutoksen mahdolliset vaikutukset. Diplomityössä tehtyjen havaintojen ja tulosten perusteella annettiin ehdotukset tien kulutuksen raja-arvojen asettamiseksi. Tässä tekstissä esitettyjä ehdotuksia voidaan hyödyntää nastarenkaisiin liittyvän määräyshankkeen suunnittelussa. Eräänä pitkäaikaisena haasteena yliajokokeessa on ollut vähäinen kuluma suhteessa testikivien painoon, mikä voi lisätä virheiden mahdollisuutta. Työssä tultiin siihen tulokseen, että yliajokokeen raja-arvoja ei voida laskea lisäämättä kokeen aikana tapahtuvaa absoluuttista kulumaa.Description
Supervisor
Tammi, KariThesis advisor
Sainio, PanuKuikka, Keijo
Keywords
studded tire, studless tire, type-approval, over-run test, winter tire, anti-slip device
