Pneumatici come sono costruiti e come si sono evoluti

La carenza di materie prime e altri problemi economici hanno influito sui prezzi degli pneumatici passeggeri e autocarri, sui quali molti conducenti stanno cercando di risparmiare. In questo articolo, vorremmo attirare la vostra attenzione sugli pneumatici, forse l’elemento più importante dell’intero telaio.

Non è esagerato affermare che quasi tutti i miglioramenti apportati da produttori e fornitori (elettronica, trasmissione, sistema frenante, ecc.) possono diventare irrilevanti se lo pneumatico da contatto con la strada non funziona correttamente. È facile vedere che, indipendentemente dalla potenza e dalle prestazioni di frenata di una determinata vettura, il loro potenziale può essere sfruttato solo nella misura consentita dallo pneumatico, soprattutto in curva.

La storia dello pneumatico

Nell’era pre-auto si usavano solitamente ruote in legno e rinforzi in metallo. Tuttavia, con l’aumentare della velocità, questa struttura si è rivelata troppo rigida e fragile.

L’ingegnere americano Charles Goodyear inventò nel 1839 il processo di vulcanizzazione, grazie al quale – in poche parole – è possibile creare legami incrociati tra le molecole di gomma con l’ausilio dello zolfo e dell’alta temperatura. Sono questi legami che conferiscono alla gomma un’adeguata flessibilità e, allo stesso tempo, una durezza che la gomma non aveva prima della vulcanizzazione. Attualmente, oltre allo zolfo, vengono utilizzati molti altri agenti, ma ne parleremo più avanti.

Nel 1888, Charles Dunlop avvolse una camera d’aria di gomma attorno a una ruota di bicicletta di metallo, riempita prima d’acqua e poi di aria. L’industria automobilistica ha rapidamente adottato questa tecnologia, applicandola e sviluppandola fino ad oggi.

Il design del pneumatico di oggi

Lo pneumatico non sembra complicato a prima vista, ma è davvero complesso e ha molti componenti diversi.

Elenchiamo gli elementi più importanti e le loro funzioni:

Battistrada: superficie modellata che entra in contatto con l’asfalto. È la parte dello pneumatico da cui possiamo leggere a colpo d’occhio la maggior parte delle informazioni sullo pneumatico: la stagione, il grado di usura e persino le condizioni del telaio.

Il battistrada deve fornire un’ottima aderenza, anche se un corpo estraneo, come l’acqua piovana, colpisce la strada tra lo pneumatico e l’asfalto. Qui è molto importante il disegno del battistrada, che i produttori progettano in modo da spremere quanta più acqua possibile da sotto lo pneumatico durante la rotazione della ruota, riducendo al minimo un fenomeno chiamato aquaplaning.

Gli pneumatici invernali svolgono un ruolo simile, ma qui devi usare un metodo diverso. La neve non può essere espulsa da sotto la ruota e il contatto dello pneumatico con la neve non fornisce una buona presa.

La trazione è neve su neve. Pertanto, gli pneumatici invernali sono progettati per spremere quanta più neve possibile nel battistrada per una migliore aderenza.

Gli pneumatici invernali presentano scolpiture del battistrada complesse. Naturalmente, questa non è l’unica differenza tra pneumatici invernali ed estivi, ad es. gli pneumatici invernali sono solitamente realizzati con gomma più morbida che tende a invecchiare più velocemente.

Il battistrada di uno pneumatico per tutte le stagioni ha un disegno che combina le caratteristiche degli altri due tipi (di solito la parte centrale ricorda un battistrada invernale e il cerchio – battistrada estivo).

I pneumatici ricostruiti erano comuni, ora si vedono solo sui camion. La ricostruzione è un processo in cui un nuovo battistrada viene montato su uno pneumatico “calvo” dopo un’adeguata pulizia. Lo scopo di questa pratica è, ovviamente, risparmiare denaro.

Scanalature: il disegno del battistrada è costituito, tra l’altro, da scanalature, la cui profondità secondo le normative dovrebbe essere di almeno 1,6 mm. Si consiglia comunque di sostituire gli pneumatici quando la profondità scende al di sotto di 3 mm.

Strato sigillante: mantiene la tenuta dello pneumatico e impedisce all’umidità e all’aria di entrare nello pneumatico.

Tallone: ​​assicura la stabilità del pneumatico – il cerchietto deve essere rigido trasversalmente per evitare lo slittamento e radialmente flessibile per attutire gli ostacoli.

Carcassa: la struttura portante del pneumatico – abbraccia la carcassa del pneumatico e trasferisce le forze dal tallone.

Grembiule in nylon: nel caso di pneumatici radiali, il grembiule è uno strato di gomma incorporato tra il battistrada e la carcassa per evitare danni.

Tallone: ​​un cerchio in filo d’acciaio a spirale incastonato nella gomma, fa aderire lo pneumatico al cerchio, sopportando carichi fino a 1800 kg senza rischio di strappi.

Bordo di protezione del cerchio: Il bordo di protezione del cerchio è una speciale rientranza situata nell’area del tallone dello pneumatico, progettata per proteggere il cerchione da abrasioni e danni derivanti, ad esempio, dall’eccessiva vicinanza al cordolo o altro ostacolo.

Valvola: montata sul cerchio (nel caso di pneumatici tubeless) o incorporata nella camera d’aria, permette di gonfiare lo pneumatico con aria e pressione controllate.

Cappuccio della valvola: protegge la valvola da sporco e umidità – la valvola deve essere sigillata.

Materiale per pneumatici

Ciò che chiamiamo gomma in questo articolo contiene molti ingredienti. La gomma naturale è ancora utilizzata oggi, ma a parte essa, esistono molti polimeri sintetici per i quali si potrebbe scrivere un articolo a parte (es. cloroprene, neoprene, poliisoprene o NBR, cioè gomma acrilonitrile-butadiene, ecc.)

Oltre alla principale materia prima, ci sono anche riempitivi come il nerofumo, che dona il colore allo pneumatico, la silice, che lega lo zolfo durante la vulcanizzazione, il calcare, ecc.

Tuttavia, i riempitivi non solo aggiungono colore, ma prolungano anche la vita dello pneumatico, rendendolo più resistente ai fattori esterni.

Il terzo gruppo sono i plastificanti, ovvero oli e resine, grazie ai quali lo pneumatico è più flessibile e ha una maggiore aderenza. Gli oli aumentano la resistenza allo slittamento, motivo per cui gli pneumatici invernali hanno una resistenza allo slittamento maggiore rispetto agli pneumatici estivi. Gli ammorbidenti prevengono l’indurimento e l’irrigidimento della gomma alle basse temperature.

Negli ultimi 20-30 anni, ci sono stati cambiamenti non solo nella qualità dei materiali, ma anche nel design. I sensori di monitoraggio della pressione TPMS sono diventati comuni nell’UE e in molti altri paesi e nelle categorie superiori di autovetture, gli pneumatici resistenti alle forature sono quasi comuni.

Con l’avvicinarsi della piena elettrificazione, l’aumento dei carichi di massa sta costringendo i produttori a trovare alternative in termini sia di resistenza al rotolamento che di capacità di carico. Attualmente, tutte le grandi aziende produttrici di pneumatici producono almeno una famiglia di pneumatici dedicata alle auto elettriche, un assortimento che acquisirà importanza nel tempo.

Certificazione UE

Il regolamento UE (1222/2009), entrato in vigore nel 2012, mira a migliorare la sicurezza e l’efficienza dei veicoli stradali ea ridurre l’impatto ambientale negativo degli pneumatici.

Negli ultimi anni, gli utenti hanno sempre più richiesto informazioni sulle prestazioni reali degli pneumatici. Il regolamento dell’UE mira ad aiutare in questo senso in tre parametri importanti.

Dal 1° novembre 2012, tutti gli pneumatici per autovetture, SUV, autocarri leggeri e autocarri devono essere contrassegnati con i dati di cui sopra. Inoltre, nella fattura di acquisto devono essere inclusi anche i dati dell’etichetta del pneumatico. L’etichetta fornisce informazioni su 3 caratteristiche: efficienza del carburante (resistenza al rotolamento), frenata sul bagnato, rumore di rotolamento.