تاریخچه حضور لاستیکهای زمستانه (Winter Tire) در صنعت لاستیک سازی به سال 1934 میلادی, زمانیکه گروه لاستیک سازی فنلاندی نوکیان (Nokian) اولین لاستیک زمستانه را برای خودروهای سنگین به بازار ارائه کرد, باز می‌گردد. دو سال بعد همین شرکت لاستیک سازی, لاستیک های زمستانه را برای خودروهای سواری نیز به بازار عرضه کرد.
لازم بذکر است, که در این زمان همچنان در بعضی خیابانهای دنیا اسب و گاری وجود داشته و خودروهای موجود نیز قابلیت فرمانپذیری و ترمزگیری خودروهای امروزی را نداشته اند. در چنین زمانی, لاستیکهایی که باعث کنترل خودورهای سنگین و خودروهای سواری می‌شدند, نقش تعیین کننده‌‌ای در امنیت رانندگان, عابران پیاده و اسب ها ایفا می‌کردند.
پس از معرفی اولین لاستیک زمستانه توسط شرکت نوکیان, سایر گروههای لاستیک سازی شروع به تولید لاستیک های زمستانه با طرح های پیشنهادی خود نمودند. در دهه 1960 میلادی لاستیکهای زمستانه عمدتا بصورت میخی (یا همان یخ شکن) توسط تولیدکنندگان مختلف روانه بازار می‌شد.
اگرچه, اینگونه از لاستیکها کمک بسیار زیادی در شرایط زمستانی می‌نمودند, اما نویز ایجاد شده توسط این تایرها و آسیبی که اینگونه از لاستیکها به سطح جاده وارد می‌نمودند باعث کاهش محبوبیت این نوع از تایرها گردید و همچنین با توجه به آسیبی که این لاستیک ها به سطح جاده وارد می‌نمود باعث شد تا قوانینی در جهت محدود کردن یا عدم استفاده از این تایرها وضع شود.
برای مدتهای زیادی لاستیکهای زمستانه با یک طرح گل تولید می‌شدند. تا آن زمان, اکثر لاستیک ها دارای حداقل طرح و نقوش روی لاستیک بود بطوریکه بیش از یک شیار و آج روی لاستیک مشاهده نمی‌شد. اما, تایرهای بایاس برفی امروزی, که امروزه به لاستیکهای برجسته معروف می باشند (Knobby) , دارای طرح های جدیدی می‌باشند که به لاستیک این امکان را می دهد که به راحتی درون برف چنگ بیاندازد. این لاستیک ها دارای قابلیت چنگ زنی (Traction) بیشتری در شرایط برفی می‌باشند.
(توجه: آج هر لاستیکی از بخش های مختلفی تشکیل شده که هر کدام از این قسمت ها بمنظور خاصی روی لاستیک طراحی می‌شوند. ممکن است که بعضی از لاستیکها بنا به دستیابی به مقاصد مختلف یک یا دو بخش از این قسمت ها را نداشته باشند و یا اضافه تر داشته باشند. معمولا این قسمت ها شامل: 1- سایپ (Sipes) 2- شیارها (Grooves) 3 – بلاک ها (Blocks) 4- ریب ها (Ribs) 5- دیمپل (Dimples) 6- شانه (Shoulder) می‌باشد.
تعریف اولیه لاستیکهای برفی در صنعت لاستیک سازی براساس هندسه طرح روی لاستیک صورت می گرفت. پس از آن, نماد M+S بعنوان وجه تمایز لاستیکهای برجسته جدید (Knobby Tire), برای کارکرد در جاده های گلی و برفی, از لاستیکهای تک شیاری قدیم ابداء گردید.
برخلاف لاستیکهای زمستانه جدید, لاستیکهای برفی اولیه معمولا بروی محور عقب خودروها نصب می‌گردید (محور عقب, محور رانندگی تقریبا اکثر خودروها بود). لاستیک هایی که طرح روی لاستیک آنها الزامات طراحی لاستیک را رعایت کرده باشد, حتی امروزه, با نماد M و S بنا به تشخیص سازنده به روشهای متعددی روی لاستیک نام گذاری می شود (مانند: M&S, M+S, M/S, MS و غیره).
لاستیکهای رادیال, تا حد زیادی به این دلیل که لایه های رادیال طرح گل را بازتر نگه می‌دارد, در مقایسه با لاستیکهای تک شیاره و لاستیکهای بایاس قابلیت چنگ زنی بهتری از خود نشان می‌دهند. این امر منجر به هدایت, تولیدکنندگان لاستیک به ساخت لاستیکهای رادیال که الزامات نماد M+S را تامین می‌کنند با نام لاستیکهای چهار فصل, شد.
این لاستیکهای چهارفصل جدید از سوی کمپین های تبلیغاتی, با این ایده که قابلیت چنگ زنی خوبی برای تمام فصول حتی برف زمستان ارائه می‌دهند, خیلی مورد حمایت قرار گرفت. در حالیکه ایده لاستیکهای چهارفصل, با این تبلیغات, خیلی محبوب بازار شد, در واقعیت نماد M+S روی این لاستیکها قابلیت چنگ زنی کافی در زمینهای برفی و یخی را ارائه نمی کنند.
بمنظور کمک به تشخیص رانندگان به انتخاب لاستیک زمستانه مناسب که قابلیت چنگ زنی بالایی در شرایط برفی ارائه می‌دهند, اتحادیه لاستیک سازان (RMA) و اتحادیه لاستیک کانادا (RAC) در سال 1999 میلادی بر سر تعیین یک معیار عملکردی لاستیکهای زمستانه برای خودروهای سواری و نیمه سنگین توافق کردند. در نتیجه آن, یک نماد سه قله/ دانه های برفی بروی دیواره لاستیکهایی که توانسته اند قابلیت چنگ زنی (Traction) برابر و یا بیشتر از 110 (در مقایسه با معیار مرجع 100) در آزمونهای تست و مواد آمریکا را کسب کنند, حک شده است.
لاستیکهای زمستانه امروزی
سه طبقه بندی پایه ای برای لاستیکهای زمستانه جدید وجود دارد ( توجه داشته باشید که به لاستیکهای جدید لاستیک زمستانه می گویند و نه لاستیک برفی. این نام بدین جهت که این لاستیکها مزایای عملکردی بهتری در هر شرایط زمستانی ارائه می دهند در نظر گرفته شده است.).
1- لاستیکهای زمستانه میخی
اولین لاستیک از این طبقه بندی, لاستیکهای زمستانه میخی می‌باشند. در اینگونه از لاستیکها میخ های فلزی در درون آج لاستیک, بمنظور چنگ زنی بهتر در زمینهای یخی, قرار داده شده است.
2- لاستیکهای زمستانه بدون میخ
دومین گروه از لاستیکهای زمستانه, لاستیکهای زمستانه بدون میخ می باشند, که از این جهت که قابلیت چنگ زنی خوبی, بدون میخ هایی که تولید نویز می کنند, دارند بسیار محبوب می باشند ( البته لازم به تکرار است که استفاده از لاستیکهای میخی در بعضی از شهرها ممنوع می‌باشد).
3- لاستیکهای زمستانه عملکردی
آخرین نوع از لاستیکهای زمستانه به لاستیکهای عملکردی زمستانه (Performance winter tire) معروف می‌باشند که عموما برای سرعتهای بالاتر از لاستیک های زمستانه نوع اول و دوم طراحی می‌گردند. همچنین این نوع از لاستیکهای زمستانه معمولا با طرح آج نامتقارن طراحی و تولید می شوند.
اگرچه این لاستیکهای زمستانه عملکردی کمی قابلیت چنگ زنی کمتری بروی برف و یخ دارند, اما دارای عملکرد بهتری در شرایط مخلوط هوای سرد, مرطوب و زمینهای لجنی می باشند.
با توجه به اینکه لاستیکها, در ساده ترین شکل خود, متشکل از کائوچو طبیعی, کائوچو مصنوعی, پلیمرها, سیمهای فلزی, تسمه های فیبری (Fiber belts), بایندرها (Binders), سیلیکا, کربن سیاه و نفت می‌باشد که همه این ترکیبات در یک قالب شکل می‌گیرند, سوال اینست که سازندگان لاستیک چگونه می‌توانند یک لاستیک زمستانه مناسب را توسعه بخشند؟
ابتدا مهندسین به تضاد درونی در توسعه لاستیکهای زمستانه نگاه می‌کنند: مانند عملکرد روی برف, عملکرد روی یخ, فرمانپذیری, نویز در نتیجه چنگ زنی روی زمین مرطوب و مقاومت غلتشی. سپس با استفاده از تکنولوژی خاصی یک تعادل بین این تضادهای درونی برقرار می‌کنند. این امر شامل ترکیبات آج نرمتر و منعطف تر, شکل پچ تماس (Contact patch), شیارها و طرح های آج متمایز می‌باشد.
ترکیبات آج لاستیک با کاهش درجه حرارت سفت می‌شوند که این سفتی بسته به نوع ترکیب آج لاستیک در لاستیکهای متفاوت با یکدیگر فرق می‌کنند. لذا, بمنظور ایجاد قابلیت چنگ زنی مناسب در شرایط زمستانی, ترکیبات لاستیکهای زمستانه به گونه ای انتخاب می‌شوند که در درجه حرارتهای پایین قابلیت انعطاف پذیری بیشتری داشته باشند. حتی بعضی از ترکیبات آج لاستیک نیز به گونه ای می‌باشند که بسته به میزان انرژی درگیر در تغییر سرعت و تغییر نیروی گریز از مرکز و حرارت دچار تغییر الاستیسیته می شوند.
ترکیبات لاستیک با سیلیکا باعث بهبود عملکرد لاستیک در زمینهای مرطوب می‌شود و از سوی بعضی تولید کنندگان لاستیک نیز سیلیکا به لاستیک های زمستانه اضافه می‌شود. به بعضی از ترکیبات جدید لاستیک با سیلیکا مقداری مواد خارجی, مانند پودر کربونیک مشتق شده بامبو (نوعی درخت هندی), افزوده می‌شود.
این پودر بامبو باعث کمک به جذب لایه آب ایجاد شده بین آج لاستیک و سطح یخی می‌شود. بعضی دیگر از سازندگان از پوست گردو له شده در ترکیبات آج لاستیک استفاده می‌کنند. پوسته گردو جزء یکی از سخت ترین مواد طبیعی در جهان می‌باشد و باعث کنترل بیشتر بواسطه خراشیدن سطح یخی می‌شود.
به طور مشابه, به ترکیبات چندسلولی نسل آینده, ذرات بایت (Bite particle) به منظور ایجاد کانالهای آبگریز برای جذب آب از سطح زمین افزوده شده است. مهندسین قادر به ایجاد ترکیباتی با انعطاف پذیری میکرو شده‌اند که با زمینهای خشک درهم قفل می‌شوند و باعث قابلیت چنگ زنی بهتر در زمینهای خشک می‌شود. همچنین این ترکیب باعث افزایش نیروی انتقالی بمنظور کاهش فاصله سطح ترمز و بهبود گریپینگ و افزایش فرمانپذیری بهمراه حداقل مقاوت غلتشی می‌شود.
روشهای تسمه گذاری جدید نیز باعث افزایش سطح واقعی تماس می‌شود و باعث کمک به پراکنده کردن آب می‌شود.
طراحی سایپ ها (Sipes) در لاستیکهای زمستانه مدرن از چند جهت مورد توجه می‌باشد. بهبود طرح سایپ در لاستیک باعث اثر خشک کردن کارآمدتر لاستیک می‌شود که بموجب آن باعث کاهش لایه مایع بین آج لاستیک و سطح جاده می‌شود. افزایش زه کشی از سایپ های چند کاناله باعث حذف آب از سطح آج لاستیک می‌شود. بعضی از لاستیک ها تعدادی سایپ های کم عمق‌تر به طرح های خود اضافه نموده اند که این امر باعث افزایش چنگ زنی لاستیک در زمانیکه لاستیک نو می‌باشد می‌شود, در حالیکه سایپ های سه بعدی بدین منظور روی لاستیک تعبیه می‌شوند که یک قابلیت چنگ زنی مناسب در کل طول عمر لاستیک تامین می‌کنند.
قابلیت چنگ زنی بالا در زمینهای مرطوب به همراه عملکرد زمستانی عالی در زمینهای برفی و یخی جزء اولویتهای طراحی آج لاستیکهای زمستانه می‌باشد. لاستیکهای زمستانه مدرن دارای آج های جهت دار می‌باشند که در آن اثری از شیارهای محیطی نمی‌باشد و دارای تعداد بیشتر از لبه های بلاک می‌باشد. اینگونه از لاستیک ها دارای قابلیت هندلینگ بیشتری بواسطه افزایش تعداد بلاک ها می‌باشند. در بعضی از لاستیک ها, ساختار شیارهای سه بعدی بعنوان لبه های گریپینگ اضافی عمل می‌کنند. کانالهای عمودی باعث هدایت جریان آب به سیستم زهکشی افقی لاستیک می‌شود که از آنجا آب از سطح تماس بوسیله شیارهای لاستیک از لاستیک خارج می‌شود.
طرح پنجه مانند اعمال شده بروی بعضی از آج لاستیک ها باعث افزایش قابلیت چنگ زنی در برفهای عمیق می‌شود در حالیکه باعث افزایش سفتی بلاک (block) روی لاستیک نیز می‌شود. نتیجه این امر باعث بهبود قابلیت چنگ‌زنی در زمینهای یخی و مرطوب می‌شود. اخیرا, بعضی از تولیدکنندگان به طرح لاستیک خود حائل (پشتیبان) اضافه نموده‌اند که باعث حفظ کنترل در زمینهای زمستانی پر دست انداز می‌شود.
لاستیک های زمستانه آینده
گروه لاستیک سازی نوکیان در حال ساخت لاستیک زمستانه جدیدی, با تکنولوژی طرح میخ جدیدی, می‌باشد که در آن میخ لاستیک زمانی که مورد نیاز باشد روی لاستیک قرار گیرد. اینگونه از لاستیک ها قرار است به گونه ای طراحی شوند که با فشار یک دکمه بتوان میخ ها را زمانیکه دیگر نیازی به آنها نیست به داخل لاستیک جمع نماید.
بعبارت دیگر, ایده ترکیب لاستیکهای بدون میخ و با میخ بر این اساس استوار است که راننده بتواند عملکرد لاستیک را براساس شرایط مختلف جوی و جاده‌ای تغییر دهد, به این ترتیب که در زمینهای خشک و مرطوب میخ های لاستیک در درون لاستیک باقی بمانند و در زمینهای یخی این میخ ها توسط یک دکمه روی سطح لاستیک پدیدار شوند. این میخ ها به گونه ای خواهند بود که بطور همزمان روی لاستیک قرار می‌گیرند و یا جمع می شوند. این میخ ها در واقع از یک بدنه ثابت و یک پین فلزی متحرک تشکیل شده که بدنه همواره در محل خود ثابت می‌ماند و پین در شرایط نیاز در این بدنه بالا و پایین می‌رود.
در جایی دیگر, لاستیکهای جدیدی به نام لاستیک برای هر شرایط جوی (All-weather tire) در کانادا به بازار عرضه شده است. منطق این لاستیکهای جدید تقریبا چیزی شبیه به لاستیکهای تمام فصول (All-season tire) می‌باشد (توجه داشته باشید که در اینجا All-weather و All-season دو لاستیک متفاوت می‌باشند). سازندگان این لاستیک از عملکرد مطلوب این لاستیک ها هم در شرایط زمستانی و هم در شرایط تابستانی صحبت می‌کنند. این سازندگان ادعا می‌کنند که لاستیک برای هر شرایط جوی, لاستیکی است که پیش از این لاستیک چهارفصل سعی به تبدیل شدن به آن را داشته که البته در این امر موفق نبوده. جای تعجب نیست که پیشتاز اینگونه از لاستیک ها نیز گروه لاستیک سازی نوکیان می‌باشد.
برخلاف لاستیکهای چهارفصل, لاستیک برای هر شرایط جوی دارای سه نماد تصویری کوه/برف بروی دیواره خود نمی‌باشد. این لاستیک برای هر شرایط جوی در مقایسه با لاستیکهای چهارفصل دارای نویز بیشتری می‌باشد و از آنجائیکه خودروهای سواری دارای سرعت زیادی می‌باشند این مسئله ممکن است که مطلوب نباشد (لازم بذکر است که لاستیک چهارفصل نیز از لاستیک تابستانه دارای نوبز بیشتری می‌باشد). از طرف دیگر, اگرچه لاستیک با هر شرایط جوی بیشتر شرایط زمستانی را پشت سر میگذارد, اما سازندگان در شرایط برفی خیلی شدید نیز این لاستیک را مناسب نمی‌دانند.
شاید وقت آن رسیده باشد که تولید کنندگان بیشتری اقدام به تولید لاستیک با هر شرایط جوی بکنند, اما در هر صورت, تکنولوژی لاستیکهای زمستانه پیشرفته خوبی داشته و همواره در حال پیشرفت می‌باشد. نهایتا, بودجه تحقیقاتی لاستیکهای زمستانه بسیار چشمگیر می‌باشد و بعید به نظر می رسد که در آینده نزدیک دستخوش تغییر شود. پس ای برف همچنان ببار, همچنان ببار.
تهیه کننده: فروشگاه رینگ و لاستیک تهران تایر