Opony zimowe - historia

Potrzeba jest matką wynalazków - to przysłowie dobrze obrazuje wczesne dzieje opon zimowych. Nawet pomimo faktu, że w tym przypadku potrzebę początkowo dostrzegali tylko nieliczni.

Dziś trudno w to uwierzyć, ale jeszcze w połowie ubiegłego stulecia rozróżnienie opon na te przeznaczone do jazdy w lecie i zimie, wywoływało w wielu środowiskach wątpliwości, a nawet… podejrzenia o marketingowe hochsztaplerstwo. Wątpliwości związane były przede wszystkim z pytaniami o to, czy tzw. ogumienie zimowe faktycznie zapewnia w zimie większe bezpieczeństwo. Większe niż standardowa opona letnia.

„Może i potrzeba jest matką wynalazków, ale czy w tym przypadku nie mamy do czynienia ze sztucznym kreowaniem tej potrzeby, tylko w imię zysków?” - sugerowali sceptycy. Na szczęście, naukowe dowody były po stronie wynalazców i oponiarskich inżynierów.

Opracowanie i udoskonalanie ogumienia zimowego było rewolucyjną zmianą w transporcie samochodowym, szczególnie w krajach, w których zima oznaczała ujemne temperatury, opady deszczu i śniegu oraz związane z tym pogorszenie warunków jazdy.

Opony Nokian Tyres - początek opon zimowych

Historia opon zimowych zaczyna się tam, gdzie na dobrą sprawę powinna się rozpocząć. W krainie mroźnej północy. Rozpoczęcie w latach 30. w Finlandii, prac nad stworzeniem ogumienia, które mogłoby pomóc w sprawnej jeździe po śniegu, były koniecznością. Dotyczyła ona przede wszystkim transportu towarowego, który w zimie, w dodatku na złej jakości drogach, był ogromnym wyzwaniem.

W takich okolicznościach w 1934 roku firma Suomen Gummitehdas Osakeyhtiö, protoplasta dzisiejszego koncernu produkującego opony Nokian Tyres, zaprezentowała pierwszy, historyczny model opony zimowej, nazwany Kelirengas.

Innowacja polegała na bardzo oczywistych i rozsądnych zmianach – premierowe opony zimowe Nokian otrzymały wzmocnioną konstrukcję (wyobraźmy sobie tylko wymianę ogumienia po przebiciu na mrozie i w środku śnieżnej zamieci) oraz nową rzeźbę bieżnika z poprzecznymi żebrami. Fińskie opony samochodowe wgryzały się w śnieg i umożliwiały pokonywanie tras do niedawna dostępnych tylko po założeniu na koła łańcuchów.

Testy w przełęczy Św. Gotarda

Takich zim jak w krajach nordyckich nie ma w wielu miejscach na świecie. Można więc zrozumieć, dlaczego konkurencja na rynku oponiarskim nie podążyła od razu drogą wyznaczoną przez Nokian Tyres. Ale ponieważ w Austrii też zawsze śnieżyło obficie, zaledwie dwa lata po wejściu do sprzedaży modelu Kelirengas, alternatywę dla niego przygotowała firma Semperit.

Była nią opona Goliath, z charakterystycznymi, zygzakowatymi rowkami i (podobnie jak w pierwszym modelu Nokian) bieżnikiem z narożną rzeźbą, która ułatwiała wyjazd z zasp i błota pośniegowego.

Od lat czterdziestych nad własnym ogumieniem na śnieg pracowali inżynierowie Continentala. Efektem tych starań był debiut modelu M+S 14 (w 1952 roku). Jego nazwa pochodziła od skrótu „Matsch + Schnee”, czyli „błoto i śnieg”, który do dziś stosowany jest do oznaczania opon zimowych.

Niemiecka marka stanęła na wysokości zadania (dosłownie) w marketingowej obsłudze swojego produktu. W 1953 roku samochody wyposażone w nowe ogumienie zimowe Continental jako pierwsze na świecie pokonały alpejską przełęcz Świętego Gotarda. Jak skrzętnie odnotowano, opony zachowały pełnię swoich właściwości do końca wzniesienia, czyli 2112 m. n.p.m.

Goodyear wbrew niedowiarkom

Równolegle, po drugiej stronie oceanu, nad swoją premierową zimówką pracował Goodyear. To też ciekawa historia, bowiem amerykańska marka próby z ogumieniem, które radziłoby sobie lepiej na śniegu, przeprowadzała już pod koniec pierwszej dekady XX wieku.

W 1909 roku Goodyear wprowadził do swojej oferty oponę Diamond Tread z bieżnikiem w kształcie regularnych rombów, uznawaną za protoplastę całorocznych opon Vector oraz zimowych UltraGrip. Ten wzór bieżnika przetrwał w katalogu firmy do końca lat 40. Ogumienie nieźle sprawowało się na zaśnieżonej drodze, choć komfort jazdy czy emisja hałasu pozostawiały wiele do życzenia.

W latach 30. Goodyear konstruował prototypowe opony zimowe podczas eksperymentów ze sztucznym kauczukiem. Pomysły amerykańskich inżynierów w końcu znalazły zastosowanie w modelu Suburbanite, zaprezentowanym w 1952 roku. Szybko stał się on bestsellerem – reklamowano go zapewnieniami, że pokona każde wzniesienie, w każdych warunkach. Sprzedawał się on świetnie w Ameryce, a oprócz tego notował bardzo dobre wyniki w części europejskich krajów, jak Szwajcaria czy kraje skandynawskie. 

Z czasem Suburbanite wzbogacano również o wersję Studable z 464 kolcami, które dawały absolutną gwarancję na śliskiej nawierzchni, zaś w 1956 roku do sprzedaży weszła bezdętkowa odmiana modelu.

Opony z kolcami

O ile przez pierwsze dekady oponiarskiej walki z trudnymi warunkami pogodowymi, producenci ogumienia starali się wymyślić cokolwiek, co poprawiałoby zachowanie samochodu w zimie, tak ostatnie pół wieku to już era świadomego technologicznego postępu, który zupełnie zmienił możliwości transportu w najgorszej dla kierowców części roku.

Od lat 50. Continental podbijał rynek najpierw modelem M+S 14, zaś później jego następcą – M+S 18. Kolejnym przełomem niemieckiej firmy była pierwsza radialna zimówka TS 729.

Mniej więcej w tym samym czasie jej poważnym konkurentem w tej dziedzinie był Michelin. Francuzi do dziś szczycą się faktem, że ich model X M+S z 1968 roku był pierwszą globalną oponą zimową eksportowaną do kilkudziesięciu krajów na całym świecie. Jej sukces powtórzył X M+S3.

Jeszcze po wojnie część producentów eksperymentowała projektując opony zimowe z kolcami. Continental w 1961 roku zaprezentował zimówki z kolcami – wersję Eis M+S 18. W tym samym roku debiutowała Kometa-Hakkapeliitta – opony Nokian z kolcami.

Kolcowanie opon zimowych to rozwiązanie, które znakomicie sprawdzało się w rajdach samochodowych. Okazało się jednak destrukcyjne dla asfaltowych nawierzchni. W latach 70. opony zimowe kolcowane zaczęły być zakazywane w codziennym użytkowaniu w wielu państwach, więc krótka kariera tego rodzaju zimówek dobiegła końca. Kolce do opon samochodowych, podobnie jak kolce do opon motocyklowych zaczęły odchodzić w zapomnienie. Opony z kolcami w Polsce do dziś są zakazane w codziennej jeździe.

Paradoksalnie zakazy te wymusiły od firm oponiarskich większą kreatywność i poszukiwania nowych technologicznych rozwiązań. Ogumienie radialne na zimę to jeden z oczekiwanych przełomów.  

Kolejnym krokiem była produkcja opony z termogumy, opracowanej przez inżynierów Continentala mieszanki odpornej nawet na bardzo niskie temperatury.

Jest bezpieczniej, więc można szybciej

Podobną innowacją w 1983 roku mógł pochwalić się Michelin – oponą z gumy zachowującej swoją sprężystość nawet na siarczystym mrozie. Jego model X M+S 100 już na pierwszy rzut oka w niczym nie przypominał dawnego ogumienia do jazdy po śniegu. Bieżnik składał się z większej liczby mniejszych gumowych bloków, które poprawiały stabilność samochodu na śliskiej drodze i skracały drogę hamowania. W tym samym celu na całej powierzchni bieżnika pojawiło się w sumie ponad 900 nacięć o różnej głębokości.

W Japonii stosowanie opon z kolcami zostało zabronione dopiero pod koniec lat osiemdziesiątych. Wtedy Bridgestone przedstawił model Blizzak, porównywalny jeśli chodzi o rzeźbę i zróżnicowanie bieżnika do przywołanego przed momentem Michelin X M+S 100. Nowością japońskiej marki była użyta po raz pierwszy technologia multi-cell – mikropęcherzyki na powierzchni bieżnika pochłaniały wodę z powierzchni lodu, a jednocześnie działały jak przyssawki. To dziś to jeden z najbardziej interesujących osiągnięć w produkcji opon zimowych.

Rozwój zimowego ogumienia był najważniejszym czynnikiem poprawiającym bezpieczeństwo jazdy w trudnych warunkach atmosferycznych. Co było skutkiem jednego i drugiego? Coraz wyższa prędkość możliwa do osiągania pomimo niesprzyjającej aury. Lepsza konstrukcja opony śniegowej, bardziej dopasowana guma, lepiej wyprofilowany bieżnik – to wszystko pozwoliło producentom systematycznie polepszać osiągi swoich zimówek.

I tak już pod koniec lat siedemdziesiątych Goodyear zaprezentował pierwszy model UltraGrip, który posiadał indeks prędkości H, czyli umożliwiał jazdę z prędkością 210 km/h. Wcześniej przez lata standardowym indeksem dla tego typu ogumienia był Q (160 km/h). Na początku kolejnej dekady oponę oznaczoną w taki sposób przedstawił Continental (TS 750).

Klocki, rowki i lamele - im więcej tym lepiej?

Continental na przełomie wieków jako pierwszy producent na świecie dodał krzemionkę do mieszanki gumowej opon zimowych. To jej zawdzięczają one większą elastyczność w niskich temperaturach oraz lepszą przyczepność na mokrej nawierzchni. Dziełem inżynierów niemieckiej firmy jest również asymetryczny bieżnik, znany choćby z popularnego modelu ContiWinterContact TS830 P.

Tego typu ogumienie, efektywniej odprowadzające wodę i zapewniające lepszą przyczepność na zakrętach, szczególnie podczas szybszej jazdy znalazło swoje zastosowanie w samochodach wyższych klas oraz w autach sportowych, z silnikami o większych mocach.

W swojej gamie zimówek Goodyear systematycznie rozwijał swój model Ultra Grip. W jego czwartej generacji po raz pierwszy zastosowano krzemionkę. Szósta, przedstawiona już w obecnym stuleciu, została opracowana z kolei z technologią 3D-BIS, systemem trójwymiarowego blokowania elementów bieżnika. O 60 procent zwiększono liczbę krawędzi klocków, które miały dbać o lepszą przyczepność na śniegu i lodzie.

Podobne rozwiązanie u progu nowego tysiąclecia zaprezentował Michelin – jego technologia została opatentowana jako „StabiliGrip” i polegała na konstrukcji bieżnika z samoblokującymi się klockami z lamelami 3D. W 2007 roku francuska marka ogłosiła natomiast kolejną zmianę w składzie mieszanki gumowej, z której powstają jej zimowe opony. Nowy składnik to olej słonecznikowy, którego właściwości jeszcze bardziej uelastyczniają oponę w niskich temperaturach.

To nie koniec eksperymentów Michelin. W 2014 roku Francuzi jako pierwsi zastosowali w mieszance gumy tzw. elastomery funkcjonalne, które dają oponie lepszą przyczepność na mokrych i zaśnieżonych nawierzchniach, a także wpływają na sprężystość gumy na mrozie. Elastomery to polimerowe tworzywa sztuczne, które cechuje duża zdolność do odwracalnej deformacji pod wpływem sił mechanicznych. Owoce pracy inżynierów Michelin możemy zobaczyć w kolejnych ewolucjach serii Alpin.

 Goodyear UltraGrip 9 został opracowany na podstawie ponad 3 tysięcy prototypów.

Jeden model - tysiące prototypów, dziesiątki testów

Skalę naukowego i technologicznego przedsięwzięcia, jakim jest dziś produkcja ogumienia zimowego, pokazują liczby z fabryk i centrów badań Goodyeara. Przykładowo, opona Ultra Grip 9, nad którą prace rozpoczęły się w 2012 roku, została opracowana na podstawie ponad 3 tysięcy (!) prototypów.

Prototypy powstawały w czterech ośrodkach rozwoju marki, w tym m.in. w zakładzie w Luksemburgu oraz naszej fabryce Dębicy. Oceniono łącznie ok. 70 specyfikacji, powstało 30 wersji konstrukcyjnych, zbadano 14 kombinacji projektowych i porównano z 9 konkurencyjnymi produktami. Do tego 7 prób opon na torach oraz terenach testowych, m.in. w Finlandii, Szwajcarii i Nowej Zelandii. W sumie oponę przetestowano ponad 600 razy (łącznie z testami maszynowymi) przed wypuszczeniem jej do sprzedaży. Podobne procedury obowiązują oczywiście w każdej z czołowych firm na rynku ogumienia.

Opona Pirelli Winter Snowcontrol Serie II z 2010 roku nie tylko oferowała interaktywny klockowy układ rowków IBS (ang. Interactive Brickwork Siping – gwarantował stabilność bieżnika, np. podczas hamowania, a także lepszą przyczepność), ale i redukcję odczuwanego hałasu, zaś dzięki ekologicznym technologiom produkcji, udało się obniżyć opory toczenia, co oznacza minimalizację zużycia paliwa i emisję dwutlenku węgla.

Analogicznie we flagowym modelu Winter Sottozero Serie II – technologia HTS (Hydro Static Tank), dzięki szerszym rowkom obwodowym, umożliwiała efektywniejsze odprowadzanie błota pośniegowego. Głębokie ukośne rowki redukowały hałas i wpływały na ekonomię jazdy.

Powrót do opon na cały rok?

Wiele ulepszeń, którymi chwalą się producenci przy konstruowaniu idealnej opony zimowej to dziś świadectwa faktycznego postępu technicznego w globalnym transporcie. Inżynierowie firmy Toyo w mieszance gumowej zastosowali mikro-cząstki skorupy orzecha włoskiego (np. w modelu Observe GSi-5) – co zaowocowało lepszą przyczepnością i odpornością opony na zużycie.

Marka Nokian zasłynęła zimowym wskaźnikiem głębokości bieżnika – na skali od 8 do 4 mm. Symbol śnieżynki widoczny jest do głębokości 4 mm (to minimum do zapewnienia przyczepności na śniegu i zapobiegania aquaplaningowi), gdy przestaje być widoczny, to znak, że trzeba wymienić opony na nowe.

Innym rewolucyjnym technologicznie rozwiązaniem są opony finlandzkie z chowanymi kolcami. Przedstawiony w 2014 roku prototypowy model Hakkapeliitta Concept mógłby rozwiązać problem zakazu stosowania tego typu ogumienia – kolce w ogumieniu Nokian są bowiem pod kontrolą kierowcy.